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WBearbeitungszentrum für WerkstUcke"
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Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum für Werkstücke mit
einer Transportvorrichtung für Werkstücke der im Gattungsbegriff des Hauptanspruches
und des Nebenanspruches genannten Art.
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Durch die DE-OS 28 51 699 ist eine Vorrichtung zum Transport eines
Werkstückes von einer Montage- oder Demontagestellung zu einer Werkzeugmaschine
und umgekehrt bekannt, wobei der Werkstückträger (Palette) auf Laufrollen entlang
einer Führungsbahn mit motorischem Antrieb bewegbar ist und der Werkstückträger
in seiner Bewegungsrichtung eine Reihe von zahnstangenartig angeordneten, an vertikalen
Achsen drehbar gelagerten zylindrischen Rollen aufweist, von denen mindestens eine
in Eingriff mit einer, in der Führungsbahn der Montage- oder Demontagestation bzw.
der Werkzeugmaschine drehbar gelagerten Transportschnecke steht. Gleiche oder ähnliche
Vorrichtungen zeigen die US-PS 2 139 403 und die DE-OS 2 048 246. Durch die den
Gattungsbegriff des Hauptanspruches
bestimmende DE-OS 31 01 661
ist eine Vorrichtung zum Transport eines Werkstückträgers (Palette) von einer Montage-
oder Demontagestation zu einer Bearbeitungsstation bekann, bei der unter Anwendung
der Merkmale der DE-OS 2 851 699 der Werkzeugträger von einem Wagen quer zur Vorschubrichtung
des Werkzeugträgers selbst transportiert werden kann und der Wagen mindestens eine
motorisch angetriebene, parallel zu den Rollen des Werkstückträgers ausgerichtete
Transportschnecke aufweist, wobei der Wagen in einem solchen Abstand von der Montage-
bzw. Demontagestation und der Werkzeugmaschine vorbeigeführt wird, daß der Abstand
der in den Stationen oder der Maschine angeordneten Transportschnecken von der im
Wagen befindlichen Transportschnecke kleiner als der Abstand der vordersten von
der hintersten Rolle des Werkstückträgers ist.
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Diesen bekannten Transportvorrichtungen gegenüber besteht die Aufgabe
der Erfindung darin, eine Baueinheit aus Kupplung und Antrieb zu schaffen, die wahlweise
in ein aus einer oder mehreren Bearbeitungsmaschinen und mehreren stationären oder
verfahrbaren Montage- bzw. Demontagestationen sowie gegebenenfalls aus einem oder
mehreren schienenverfahrbaren oder induktiv oder andersartig gesteuerten Wagen zwischen
den Maschinen und Stationen bestehendes sog. Bearbeitungszentrum einsetzbar ist,
die platzsparend, leicht ein- und ausbaubar
und betätigbar ist.
Gegenüber bekannten Ausführungsformen kann der Abstand der genannten Teile des Bearbeitungszentrums
großer als bei einer Verschiebekupplung gewählt werden. Das Bearbeitungszentrum
kann auch einen anderen Aufbau haben, z.
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3. kann eine kreis- oder ovalförmige Anordnung von Montage-und Demontagestationen
gewählt werden, die gemeinsam auf einer kreisförmigen oder ovalen Bahn vor der oder
den Bearbeitungsmaschinen bewegt werden. - Platzersparnis soll die Baueinheit an
fast jeder Stelle des Bearbeitungszentrums zum Einsatz kommen lassen, so z. B. vorzugsweise
stationär an der oder den Maschinen oder Stationen, so daß bei Anwendung eines Zwischenwagens
dieser von der Kupplung mit Antrieb entlastet werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Hauptanspruches vor. - Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Verbesserung
und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches und des Nebenanspruches.
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Im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen zeigt die erfindungsgemäße
Ausführungsform ein Bearbeitungszentrum mit einer Baueinheit zum Schwenken sowie
zum Drehen der Kupplungs-oder Zwischenwelle zwischen der oder den Maschinen, Stationen
oder Zwischenwagen, so daß diese Baueinheit an jeder Stelle
des
Zentrums auch nachträglich, z. B. nach Änderung der Konfiguration des Zentrums eingebaut
werden kann. Der gemeinsame Antrieb für das Drehen und Schwenken bringt eine Platz-
und Gewichtsersparnis mit sich.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindllngsgemäßen
Vorrichtung dargestellt und zwar zeigt Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine
Ausführungs form des Bearbeitungszentrums nach der Erfindung, Fig. 2 einen vertikalen
Schnitt nach der Linie II - II nach Fig. 1 mit einer Werkzeugmaschine, einem Wagen
und einer Montage- bzw. Demontagestation, Fig. 3 einen Schnitt durch die drehbare
und schwenkbare Zwischenwelle mit ihrem Antrieb, Fig. 4 in vergrößertem Maßstab
die Teile nach Fig. 3, und 5 Fig. 6 eine Einzelheit an einer der Wellen der Werkzeugmaschine,
der Zwischenwelle oder der Montage- bzw.
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Demontagestation, Fig. 7 weitere Bearbeitungszentren mit einer und
mit zwei und 8 Werkzeugmaschinen und einer drehtellerartigen Montage- bzw. Demontagestation,
Fig.
9 eine Ausführungsform eines Bearbeitungszentrums mit zwei Werkzeugmaschinen und
zwei tellerartigen Montage- oder Demorrtagestationen, Fig. 10 ein Bearbeitungszentrum
mit einer bis auf Höhe zweier Montage- bzw. Demontagestationen verschiebbaren Werkzeugmaschine,
Fig. 11 ein Bearbeitungszentrum mit zwei Werkzeugmaschinen und mehreren auf einer
ovalen Bahn geführten Wagen, die als Montage- und Demontagestationen dienen und
Fig. 12 ein Bearbeitungszentrum mit einer der Werkzeugmaschine gleichachsig gegenüberliegenden
Montage-bzw. Demontagestation und mehreren zwischen diesen bewegbaren Wagen als
Speicherelemente.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind zwei Werkzeugmaschinen 1,
2 auf gleicher seitlicher Höhe angeordnet wie auch zwei Montage- oder Demontagestationen
3, 4 auf gleicher Höhe vorgesehen sind. Zwischen der die Vorderseiten der Werkzeugmaschinen
1, 2 verbindenden Linie 5 und der die Vorderseite der Montage- oder Demontagestationen
verbindenden Linie 6 verläuft parallel zu diesen Linien eine Führungsbahn 7, auf
der mit nicht dargestellten Mitteln ein Wagen 8 in Richtung der Doppelpfeile 9 verfahrbar
ist, so daß der Wagen jeweils derart
bis auf Höhe der Werkzeugmaschinen
1, 2 und der Montage-bzw. Demontagestationen 3, 4 verfahrbar ist, daß die Längsachse
10 des Wagens mit den Längsachsen 11, 12, 13, 14 der Werkzeugmaschinen oder der
Montage- bzw. Demontagestationen fluchtet.
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Die Werkzeugmaschinen 1, 2 weisen Schneckenwellen 15, und die Montage-
bzw. Demontagestationen 3, 4 weisen Schneckenwellen 16 auf, während der Wagen eine
Schneckenwelle 17 besitzt. Die Schneckenwellen können derart ausgebildet sein, daß
sie nur mit Schneckengängen 19, 21 an der Vorderseite 18 der Werkzeugmaschine und
20 der Montage- bzw. Demontagestationen 3, 4 versehen sind. Die Welle 17 trägt an
den Vorderseiten 22, 23 des Wagens 8 Schneckengänge 25, 24.
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Die Werkzeugmaschinen 1, 2, die Montage- bzw. Demontagestationen 3,
4 sowie der Wagen 8 besitzen nicht dargestellte Führungen in Richtung ihrer Längsachsen
11 bis 14, auw ebenen ein Werkzeugträger (Palette) verfahrbar ist. Ein solcher Werkzeugträger
30 kann daher aus seiner in Fig. 2 rechten Stellung auf der Werkzeugmaschine 1,
2 in die Stellung 3na auf dem Wagen 8 und von dort in die Stellung 30b auf der Montage-
bzw. Demontagestation 3, 4 und umgekehrt bewegt werden, aber auch in der Lage 30a
auf dem Wagen 8 mit diesem in Richtung der Pfeile 9 verfahren werden.
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Zum Verschieben des Werkzeugträgers (Palette), auf dem das Werkstück
aufgespannt ist, in Richtung des Doppelpfeiles 31 (Fig. 2) in vorbeschriebener Weise,
besitzt der Werkzeugträger 30 an seiner Unterseite eine Reihe aufeinanderfolgender,
drehbarer Rollen 32, deren Durchmesser und Abstand derart gewählt ist, daß beim
Eingriff mindestens einer der Ollen 32 der Rollenreihe des Werkzeugträgers 30 in
die Schneckengänge 19, 21, 24, 25 der Werkzeugträger in der gewünschten Richtung
bewegt werden kann.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 weist der Wagen 8 einen Antriebsmotor
33 auf, der den Abschnitt 34 der Schneckenwelle 17 des Wagens 8 in Drehung versetzt.
Einen gleichen Antrieb kann der zweite Abschnitt 35 der Welle 17 erhalten. Es kann
auch eine andere Antriebsweise der durchgehenden einteiligen Welle 17 derart vorgesehen
werden, daß die Welle reversierbar in zwei Richtungen gedreht werden kann, um wahlweise
einen Vorschub nach links oder nach rechts des Werkzeugträgers (Paletten) 30 in
Richtung des Doppelpfeiles 31 zu ermöglichen. -Der Wagen besitzt ferner einen nicht
dargestellten Fahrantrieb.
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Zwischen den Werkzeugmaschinen 1, 2 und der Führung 7 des Wagens 8
sowie zwischen dieser Führung und den Montage- bzw. Demontagestationen 3, 4 ist
je eine Zwischenwelle 36 vor#sehen, die um ihre Längsachse in Richtung des Doppelpfeiles
37
(Fig. 2) drehbar und um ihre senkrechte Mittelachse 38 mindestens
in einer Richtung schwenkbar ist. Die Welle 36 ist, wie untenstehend noch näher
beschrieben wird, derart drehbar gelagert und angetrieben, daß sie die Wellen 15,
17 bzw.
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16, 17 wahlweise miteinander zu kuppeln vermag und hierbei die Drehbewegung
der angetriebenen Welle den nicht angetriebenen Wellen mitgeteilt wird. - Bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird daher bei Wirksamwerden der Zwischenwelle 36
der Antrieb der Wellen 15 bzw. 16 durch den Motor 33 über die Welle 17 bewerkstelligt.
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Bei der Ausführungsform der Zwischenwelle 36'und deren Dreh-und Schwenkantrieb
nach Fig. 3 bis 5 kann auf einen Motor und das entsprechende Getriebe zum Antrieb
der Welle 17 an dem Wagen 8, der Maschine 1, 2 und der Station 3, 4 verzichtet werden,
da die Zwischenwelle 36 selbst in Drehung versetzt wird und mit Hilfe der endseitigen
Kupplungen die benachbarten Wellen anzutreiben vermag.
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Die Zwischenwelle 36 ist in einem Gehäuse 39 mit Hilfe der Lager 39a
gelagert und trägt drehfest in ihrem mittleren Bereich (in Nähe der Mittelachse
38) ein Kegelrad 40, das im Eingriff mit einem Kegelrad 41 einer senkrechten Welle
42 steht, die in einer Büchse 43 gelagert ist, die ihrerseits in dem ortsfesten
Maschinengehäuse 47 drehbar gehalten ist. Das untere
Ende dieser
Welle 42 trägt ein weiteres Kegelrad 44, das mit einem Kegelrad 45 einer horizontalen
Welle 46 kämmt. Das Ende dieser Welle (Fig. 3 das linke Ende) trägt ein Vorgelege
aus den Zahnrädern 48, 49, das von einem nicht dargestellten Motor bei 50 antreibbar
ist.
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Die die Welle 42 drehbar aufnehmende Büchse 43 trägt das Gehäuse 39,
so da bei Drehung der Büchse 43 das Gehäuse 39 und damit die Zwischenwelle 36 um
ihre senkrechte Mittel achse 38 geschwenkt werden kann. Hierzu besitzt das untere
Ende der drehbaren Büchse 43 ein mit einem Kegelrad 51 einer die Welle 46 umgebenden,
horizontalen Büchse 52 kämmendes Kegelrad 53 derart, daß bei Drehung der Büchse
52 das Schwenken der Welle 36 bewirkt wird. Drehfest auf dem hinteren (linken) Ende
der Büchse 52 ist ein Kulissenring 54 angeordnet und in Längsrichtung auf der Büchse
52 verschiebbar.
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Hierzu dient die Kolbenstange 55 eines nicht dargestellten Zylinderkolbenaggregats.
Der Kulissenring 54 trägt an seinem einen Ende eine Stirnverzahnung 56 und an dem
anderen sunde eine weitere Stirnverzahnung 57, wobei zwischen den beiden Verzahnungen
ein Ringteil oder Lager 58 vorgesehen ist, mit dessen Hilfe das vordere Ende 59
der Kolbenstange 55 an dem Kulissenring 54 angreift.
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Das Zahnrad 48 des Vorgeleges trägt einen Ansatz 60 mit einer Innenverzahnung
61, in die die Stirnverzahnung 56 des Kulissenringes
54 einzugreifen
vermag. Andererseits trägt aas Gehäuse 47 einen Innenzahnkranz 62, in den die Stirnverzahnung
57 des Kulissenringes 54 eingreifen kann. Die Verzahnung 61 und Zahnkranz 62 sind
im Verhältnis zum Abstand der beiden Verzahnungen 56, 57 des Kulissenringes derart
gewählt, daß der Kulissenring einmal mit einer Verzahnung 56 wirksam in die Innenverzahnung
61 des Ansatzes 60 eingreifen kann, ohne daß die Verzahnung 57 mit dem Innenzahnkranz
62 des Gehäuses 47 in Eingriff steht, andererseits jedoch diese Teile miteinander
in Eingriff stehen, wenn die Verzahnung 56 aus der Innenverzahnung 61 des An#satzes
60 ausgerückt ist, wie dies Fig.
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5 erkennen läßt.
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Durch den geschilderten Antrieb der Zwischenwelle 36 kann diese in
eine untenstehend noch näher beschriebene Drehstellung um ihre Längsachse 37 gedreht
werden. Hiernach kann, wenn die Kolbenstange 55 in Fig. 3 und 5 nach links verschoben
ist, der Kulissenring 54 mit seiner Verzahnung 56 in die Verzahnung 60 eingreifen
und damit die Büchse 52 durch den Motor 50 ebenso angetrieben werden, wie die Welle
46, die drehfest mit dem Zahnrad 48 des Vorgeleges verbunden ist. Es drehen sich
somit sowohl die Welle 42 wie auch die drehbare Bilshse 43, wodurch ein Abrollen
des Kegelrades 40 an dem Kegelrad 41 erfolgt, da das t#ersetzungsverhältnIs der
Kegel- und Zahnräder 1 : 1 ist. Damit ist gewährleistet, daß bei Schwenken der Zwischenwelle
36 um ihre senkrechte Mittelachse 38 die
Welle 36 keine Drehbewegung
um ihre Längsachse vollführt.
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Die Enden der Wellen 15, 16, 17 weisen ineinandergreifende Teile einer
Kupplung auf, die wie Fig. 1 erkennen läßt, als Nut 70 und Feder 71 ausgebildet
ist.
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Um die Wellen 15, 16, 17 in einer derartigen Stellung zu arretieren
und zu halten, dai3 ein Eingreifen von Nut und Feder 70, 71 erfolgen kann, wenn
die Zwischenwelle 36 in ihre koaxiale Lage zu den Wellen 15, 16, 17 zurückschwenkt'
besitzt das Lager der Wellen 15, 16, 17 eine Arretiervorrichtung, die schematisch
in Fig. 6 wiedergegeben ist. An dem Lager ist mit Hilfe z. B. einer Blattfeder 73
ein Keilstück 74 angeordnet, das in einer entsprechenden Nut 75 der Welle 15, 16,
17 einzugreifen vermag und die Welle in dieser Stellung hält. Mit Hilfe eines geeigneten
Mittels kann der Keil 74 aus der Nut X in die Stellung 74' nach Fig. 6 angehoben
werden, so daß die Welle 15, 16, 17 wieder frei drehbar i 15.
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Für das Arretieren der Wellen 15, 16, 17 kann auch jedes andere geeignete
Mittel vorgesehen werden.
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Um beim Schwenken der Zwischenwelle 36 diese gleichfalls in ihrer
Position zu halten, in welcher die Feder 7' und die Nut 70 in horizontaler Ebene
gelegen sind, damit ein Schwenken der Zwischenwelle 36 überhaupt ermöglicht wird,
greift die Verzahnung 57 in den Innenzahnkranz 62 ein, wenn die Kolbenstange
55
mit Hilfe ihres Zylinderkolbenaggregates nach rechts in Fig. 3 und 5 verschoben
wird.
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Aus Vorstehendem ist erkennbar, daß es keines auf Höhe der Wellen
angeordneten Kupplungselementes bedarf und der Wagen seblst keinen Kupplungsantrieb
trägt.
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Bei der Ausführungsform des Bearbeitungszentrums nach Fig.
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7 ist eine Werkzeugmaschine 80 vor einer Montage- bzw. Demontagestation
81 in Form eines Drehtellers 81a angeordnet, zwischen denen eine Zwischenwelle 83
nach Fig. 3 bis 5 angeordnet ist. Die Werkzeugmaschine besitzt die Welle 84, deren
der Vorderseite 85 der Werkzeugmaschine zugekehrtes Ende mit einer Schnecke 86 versehen
ist. - Der Drehteller weist seinerseits in dargestelltem Beispiel im Winkelabstand
von 900 vier Schnecken 87 auf, so daß die Station drei Arbeitsplätze und eine Übergabestelle
aufweist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind die gleichen Teile wie bei
der Ausführungsform nach Fig. 7 vorgesehen, die den Index ~ ' " bei jeder Bezugsziffer
tragen. Im rechten Winkel zu der Werkzeugmaschine 80' ist eine zweite Werkzeugmaschine
180 angeordnet, zwischen der und dem Drehteller 81a' eine weitere Zwischenwelle
183 angeordnet ist.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind wiederum zwei Werkzeugmaschinen
80"
vorgesehen, denen je eine Montage- bzw. Demontagestation 81 " , 82' zugeordnet ist
und zwischen denen eine Zwischenwelle 83" nach Fig. 3 bis 5 angeordnet ist.
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Die Werkzeugmaschinen besitzen wiederum eine Welle 84", deren der
Vorderseite 85'', der Werkzeugmaschine zugekehrtes Ende mit einem Schneckengang
86'' versehen ist. Zwischen den Montage- bzw. Demontagestationen 81 " , 82 " ist
eine weitere Zwischenwelle 88 angeordnet, so daß ein Werkstückträger auch zwischen
den beiden Montage- bzw. Demontagestationen 81'', 82 " ausgewechselt werden kann,
so daß auch ein auf der Station 81 vorbereitetes Werkstück zu der rechten Maschine
80 " in Fig. 9 und ein Werkstück der Station 82" zu der linken Maschine 80 " gelangen
kann, wobei noch weitere Stationen vorgesehen werden können, die mit den Stationen
81", 82'' durch weitere Zwischenwellen 88 verbunden sind.
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Die Ausführungsform des Bearbeitungszentrums nach Fig. 10 zeigt eine
in Richtung der Pfeile S und S' verschieb- bzw. verfahrbare Werkzeugmaschine 100,
der zwei stationäre Montage- bzw.
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Demontagestationen 101, 102 zugeordnet sind, von denen die Werkstückträger
(Paletten) mit den unbearbeiteten Werkstücken auf die Werkzeugmaschine bzw. deren
Tisch gebracht bzw. die Träger mit den bearbeiteten Werkstücken von der Maschine
bzw.
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deren Tisch auf die Stationen 101, 102 bewegt werden. Die Zwischenwelle
103 kann als einzige Zwischenwelle mit der Maschine auf Höhe der Stationen 1fig1,
102 bewegt werden oder aber, wie
dies in gestrichelter Linie in
Fig. 10 angedeutet ist, kann jeder Station 101, 102 eine stationäre Zwischenwelle
103' bzw. 103" zugeordnet werden.
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Nach Fig. 11 sind den beiden stationären Werkzeugmaschinen 110, 111
eine induktive oder eine Schienenbahn 112 zugeordnet, auf der sich in Richtung der
Pfeile W, W' Wagen 113 mit Führungen 114 für die in Richtung der Achse 115 verschiebbare
Paletten durch bekannte Mittel verfahren lassen. Die Wagen 113 besitzen die Schnecken
116, wie auch die Maschinen 110, 111 die Schnecken 117 besitzen. Vor jeder Maschine
ist eine Zwischenwelle 118, 119 stationär angeordnet. - Bei dieser Ausführungsforin
üben die Wagen 113 die Funktion von Montage- und Demontagestationen aus; sie sindrnabhängig
voneinander zu den Maschinen 110, 111 bewegbar und ihre Zahl ist gröBer als die
Anzahl der zu bedienenden Maschinen.
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Eine Speicherfunktion erfüllen die auf eine Schienenbahn 120 unabhängig
voneinander verfahrbaren Wagen 121, 121', 121'', die die Werkstücke von einer Montage-
oder Demontagestation 122 mit Hilfe der stationären Zwischenwelle 123 vor der Station
übernehmen, sie jedoch erst bei Bedarf an die Maschine 124 abgeben, vor der ebenfalls
eine stationäre Zwischenwelle 125 nach Fig. 3 bis 5 angeordnet ist.
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Die vorstehenden Beispiele zeigen, da die Zwischenwelle 36
zwischen
einer oder mehreren Stationen und einer oder mehreren Werkzeugmaschinen unmittelbar
oder unter Zwischenanordnung von Wagen angeordnet ist. - Statt auf Rädern oder Kufen
querverfahrbarer Wagen können in äquivalenter Weise mehrere Quersupporte oder andere
Fördermittel Anwendung finden.
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