DE3522484A1

DE3522484A1 - Arbeitskopf fuer automatische werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE3522484A1
Application number: DE19853522484
Authority: DE
Inventors: Corsi Piacenza Armando
Original assignee: Jobs SpA
Current assignee: Jobs SpA
Priority date: 1984-08-07
Filing date: 1985-06-22
Publication date: 1986-02-20
Anticipated expiration: 2005-06-23
Also published as: US4652190A; FR2568801B1; DE3522484C2; IT8433525V0; GB2162936A; GB2162936B; FR2568801A1; GB8518598D0

Description

DiPL.-.NG. P.-C. SROKA, DR." H. "FEDER," DIPL-PHYS. DR. W.

PATENTANWÄLTE & EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

KLAUS O. WALTER

RECHTSANWALT

DOMIMKANERSTR. 37. POSTFACH 111038

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den 21.6.1985

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MEIN ZEICHEN:

JOBS S.p.A. Piacenza/Italien

Arbeitskopf für automatische Werkzeugmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitskopf für automatische Werkzeugmaschinen oder "Roboter" mit einer speziellen Ausbildung und Anordnung der verschiedenen Bauteile, um einen extrem kompakten Aufbau zu erzielen, und um die Bedienung und die Programmierung der Maschine ohne Schwierigkeiten durchführen zu können.

Zur Lösung der Aufgabe ist der erfindungsgemäße Arbeitskopf gekennzeichnet durch im Inneren desselben angeordnete Saugleitungen zum Absaugen von Staub, sowie durch eine im wesentlichen abgerundete Form, wodurch sich zahlreiche Vorteile ergeben, die nachstehend beschrieben werden.

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Unter den automatischen Werkzeugmaschinen kommen Roboter mehr und mehr zum Einsatz. Roboter sind programmierbare Maschinen, die eine Folge von Arbeitsschritten, sogar von komplexen Arbeitsschritten, vollautomatisch durchführen und in wiederholbaren Arbeitsabläufen auch in der Lage sind, auf mehrere andere Maschinen einzuwirken, ohne daß eine Bedienungsperson tätig werden muß.

Um den Einsatz möglichst flexibel zu gestalten, werden die Werkzeuge im allgemeinen in Arbeitsköpfen festgespannt,

die am Ende eines beweglichen Armes in der Weise befestigt daß sie Dreh- oder Schwenkbewegungen um verschiedene Achsen ausführen können, damit die Werkzeuge an die Werkstükke herangeführt und in optimaler Weise positioniert werden ■J5 können.

Der erfindungsgemäße Arbeitskopf ist für derartige Werk- -\ zeugmaschinen bestimmt.

Das zu lösende Problem liegt in diesem Fall in der Sperrigkeit des Maschinenaufbaues, der die Uerstellbewegungen des Arbeitskopfes und demzufolge auch die Programmierung der Maschine schwierig und kompliziert gestaltet. Die Schwierigkeiten bringen eine Erhöhung der Anzahl der Uer-Stellbewegungen des Stützarmes des Arbeitskopfes mit sich.

In Nähe des das Werkzeug aufnehmenden Domes befindet sich eine Saugleitung zum Absaugen von Staub, der in der Luftfahrtindustrie beispielsweise dann entsteht, wenn Werkstücke aus Kohlenstoff-Fasern bearbeitet werden. Hierbei entsteht sehr feiner Staub, der nicht nur gesundheitsschädlich ist, sondern dadurch, daß er elektrisch leitend ist, auch die elektronischen Einrichtungen der Maschine beschädigen kann. Die Saugleitungen bilden folglich ein weiteres Element, das die gute Ausnutzung der Maschinen

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schwierig gestaltet, besonders im Falle der Innenbearbeitung von Werkstücken.

Auf der anderen Seite haben die Hersteller unter Berücksichtigung der Tatsache, daß zu den Arbeitsköpfen mehrere bewegliche Teile (Support, Dornhalter, Dorn usw.) sowie mehrere Motoren gehören, wegen beträchtlicher Schwierigkeiten bei der Montage diese Saugleitungen stets außen am Arbeitskopf angebracht, wodurch ein Teil des verfügbaren Raumes verloren geht.

Um die beschriebenen Nachteile zu vermeiden, sieht die Erfindung einen Arbeitskopf vor, bei welchem es die Anordnung der Bauteile gestattet, die Saugleitungen in das Innere zu verlegen, damit in jeder Richtung möglichst wenig Vorsprünge vorhanden sind. Insbesondere hierdurch ist es möglich, dem Arbeitskopf die in Fig. 4 wiedergegebene abgerundete Form zu verleihen, bei welcher der Arbeitskopf in allen Richtungen die gleiche minimale Ausladung besitzt, so daß er sich sogar bei der Innenbearbeitung von Werkstücken frei und ohne Hindernisse um die Achse seines Schaftes drehen kann.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Arbeitskopf gemäß Erfindung in der Vorderansicht ;

Fig. 2 den Arbeitskopf in der Draufsicht, teiweise geschnitten ;
Fig. 3 den Arbeitskopf in der Seitenansicht, teilweise

geschnitten;
Fig. 4 den Arbeitskopf in perspektivischer Ansicht.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 3, die Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie B-B der Fig. 2.

Der Arbeitskopf umfaßt im wesentlichen eine Gabel 1 mit zwei Seitenlangen und in ihrem Innenraum eine Halterung 2 für einen Dorn 3.

Die Gabel ist auf einen nicht dargestellten Schaft aufgesetzt, der in Axialrichtung gleitend geführt und in einem Gehäuse 4 aufgenommen ist.

Der gleitend geführte Schaft kann um seine Achse rotieren, um die Gabel in Rotation zu versetzen.

Die Halterung 2 ist mit zwei nach außen vorstehenden Flanschen 5 versehen, von denen in den Zeichnungen nur einer wiedergegeben ist. Die Flansche 5 laufen in Kugellagern 6, die in die Seitenwangen der Gabel eingesetzt sind. Die Halterung 2 vermag sich daher gegenüber der Gabel um die Achse X-X zu drehen.

In der Halterung 2 befindet sich in der Nähe des Domes 3 eine Öffnung 7, die über eine Saugleitung 8 mit dem Inneren des Flansches 5 in Verbindung steht. Im Basisabschnitt der Gabel 1 befindet sich eine Ringkammer 9, von der eine Saugleitung 10 abzweigt, die sich längs der Seitenwange der Gabel zum Flansch 5 erstreckt.
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Die Öffnung 7 hat demzufolge über die Saugleitung 8, den Flansch 5 und die Saugleitung 10 Verbindung mit der Ringkammer 9.

Im Inneren des Gehäuses 4 befindet sich eine Saugleitung 11, die an nicht dargestellte Saugvorrichtungen angeschlossen und der Ringkammer 9 vorgeschaltet ist.

In den Verbindungsstellen befinden sich nicht dargestellte Dichtungen bekannten Typs.

In dieser Weise steht die Ringkammer 9 ständig in Verbindung mit der Saugleitung 11, ungeachtet dessen, in welche Drehstellung die Gabel 1 gebracht wird. Infolge dieser besonderen Anordnung der Bauteile erfolgt ungeachtet der Positionierung der Werkzeuge eine ständige Absaugung von Staub.

Durch den Flansch 5 erstreckt sich außerdem ein Rohr 12, um dem Dorn Kühlflüssigkeit zuzuleiten.

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Die Drehung der Dorn-Halterung 2 um die Achse X-X erfolgt über ein Rädergetriebe durch einen Motor 13, der am Basisabschnitt der Gabel 1 angebracht ist, während die Bewegung des Domes 3 in Axialrichtung durch einen zweiten Motor erfolgt.

Beide Motoren, die nur schematisch angedeutet sind, sind / vorzugsweise Gleichstrommotoren des "rare earths" Typs.

Diese Motoren sind für diesen Verwendungszweck besonders gut geeignet, da sie wenig Raum beanspruchen und ein sehr großes Drehmoment besitzen.

Die Versorgungskabel für die Motoren 13 und 14, die von dem Gehäuse kommen und eine Öffnung im Basisabschnitt der Gabel 1 durchgreifen, erstrecken sich durch die zweite Seitenwange und erreichen hier den betreffenden Flansch

Dadurch, daß die Saugleitungen innerhalb der Gabel angeordnet sind, kann dieser eine äußerst günstige Form verliehen werden. Der Basisabschnitt der Gabel 1 kann demzufolge die in den Figuren dargestellte abgerundete Form aufweisen. Auch die Seitenwangen sowie die anderen Bauteile können abgerundet sein, um dem Arbeitskopf insgesamt eine im wesentlichen abgerundete Form zu verleihen.

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Hierdurch besteht der beträchtliche Vorteil einer minima-

len Ausladung, die in allen Richtungen und für alle Stellungen des Arbeitskopfes oder des Domes gleich ist.

Dies führt zur Lösung verschiedener Probleme bei der Innenbearbeitung von Werkstücken. Tatsächlich genügt es,

wenn die Innenabmessungen des Werkstückes ein wenig größer sind als die Abmessungen des Arbeitskopfes, da sich dieser in jeder Richtung frei bewegen kann, ohne auf Hindernisse zu stoßen. Dies erleichtert die Bearbeitung sowie auch die ^o Programmierung der Maschine beträchtlich.

Im Einsatz des Arbeitskopfes wird dieser an das zu bearbeitende Werkstück herangefahren, wobei die Winkeleinstellung durch Drehung der Gabel 1 und der Werkzeug-Halterung 2 vorgenommen wird, worauf sich der Dorn automatisch nach vorn bewegt und die Bearbeitung aufnimmt.

Gleichzeitig werden vom Arbeitskopf erzeugte Späne und Staub durch die Öffnung 7, die Saugleitungen 8 und 10, die Ringkammer 9 und die Saugleitung 11 in der in den Figuren durch Pfeile angedeuteten Richtung ein- bzw. abgesaugt.

Der Arbeitskopf ist so konstruiert, daß er sich Dank der besonderen Formgebung seiner Bauteile auch in begrenzten Räumen frei bewegen kann, so daß er sich in die optimale Bearbeitungsstellung bringen läßt, um die Bearbeitung kontinuierlich und ohne die Notwendigkeit von Unterbrechungen vorzunehmen.
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Die Abmessungen sowie die verwendeten Materialien können in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen verändert werden.

Claims

3522Α Patentansprüche

1. Arbeitskopf für automatische Werkzeugmaschinen, gekennzeichnet durch im Inneren desselben angeordnete Saugleitungen (8, 10, 11) zum Absaugen von Staub, sowie durch eine im wesentlichen abgerundete Form.

2. Arbeitskopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet

a) durch eine am Ende eines verschiebbar geführten und um seine Achse drehbaren Schaftes angebrachte Gabel (1);

b) durch eine Halterung ' 2) für einen Dorn (3), die mit Hilfe eines auf Kugellagern laufenden Flanschpaares (5) an den Seitenwangen der Gabel (1) befestigt ist, wobei sich in der Halterung (2) für den Dorn (3) in der Nähe desselben eine Öffnung (7) befindet, die über einen Saugkanal (8) mit dem In- ; neren eines der Flansche (5) Verbindung hat; und

c) durch eine im Basisabschnitt der Gabel (1) vorgesehene Ringkammer (9), die mit einer im Schaft des

Arbeitskopfes angeordneten Saugleitung (11) in Verbindung steht, wobei die Ringkammer (9) über eine entlang der Seitenwange der Gabel (1) verlaufende Saugleitung (10) mit dem Inneren des Flansches (5) 2Γ verbunden ist.

3. Arbeitskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflansche einer drehbaren Werkzeug-Halterung als Verbindungselement zwischen den im Inneren

3^., des Arbeitskopfes angeordneten Saugleitungen zum Absaugen von Staub dienen.

4. Arbeitskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine abgerundete Form mit gleicher Ausladung in allen Richtungen von der Achse des Schaftes

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