DE3631718A1 - Ladeeinrichtung mit ladekreuz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für Drehmaschinen­ anordnungen mit mindestens zwei Arbeitsspindeln, die vorzugs­ weise vertikal angeordnet sind, bestehend aus einem Greiferträger, der auf einer parallel zu den Spindelachsen verlaufenden Schwenk­ achse drehbar gelagert und entlang dieser verfahrbar ist, und mehreren Werkstückgreifern, die auf dem Greiferträger entlang einer koaxial zu der Schwenkachse verlaufenden Kreislinie, die die Mittelpunkte der Spindelachsen und eine Transporteinrichtung zum Zu- und Abführen und Werkstücken schneidet, angeordnet sind.

Aus der DE-OS 33 36 885 ist eine Ladeeinrichtung für eine zwei­ spindlige Vertikaldrehmaschine bekannt, bei der ein mit vier jeweils im Winkel von 90° zueinander angeordneten Werkstückgrei­ fern versehener Greiferträger auf einer Schwenkachse drehbar gelagert ist. Auf der Hauptsymmetrielinie dieser Schwenkachse liegt gleichzeitig der Mittelpunkt eines gedachten Kreises, dessen Kreislinie durch die Mittelpunkte der Greifer verläuft, und die die beiden Arbeitsspindeln der Drehmaschine sowie ein jeweils einer Arbeitsspindel diametral gegenüberliegendes Werkstück­ zuführ- bzw. Werkstückabführband schneidet. Schwenkachse und Arbeitsspindeln bilden somit die Eckpunkte eines gemeinsamen gleichschenkligen Dreiecks, wobei die Verbindungslinie zwischen den beiden Spindeln die Basis dieses Dreiecks darstellt.

Diese dreiecksförmige Anordnung der Schwenkachse des Greifer­ trägers und der beiden Arbeitsspindeln zueinander erfordert einen relativ hohen Platzbedarf sowie einen entsprechend großen Schwenkradius als notwendigen Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Greiferträgers und dem einzelnen Greifer bzw. einer der Arbeitsspindeln. Die Spindeln selbst, aber auch der Greiferträ­ ger alleine, beanspruchen nur wenig Raum, wodurch eine Vielzahl von toten, nicht nutzbaren Räumen, insbesondere im Inneren des Dreiecks, entsteht. Darüber hinaus kann der Greiferträger nur durch Verfahren entlang der Schwenkachse vor Beschädigung und Verschmutzung während der Bearbeitung der Werkstücke geschützt werden. Eine andere Schutzart ist aufgrund der Anordnung der Schwenkachse und der Arbeitsspindeln zueinander sowie der Aus­ bildung des Greiferträgers mit vier Greifern nicht möglich.

In der DE-OS 33 36 885 wird darüber hinaus eine Ladeeinrichtung beschrieben, die einen Greiferträger mit nur drei in einem Winkel von unter 90° zueinander angeordneten Werkstückgreifern aufweist. Durch die Beschränkung auf drei Greifer, bei gleicher dreiecksförmiger Anordnung der Schwenkachse und der Arbeits­ spindeln zueinander, ist es möglich, den Greiferträger in eine Bearbeitungsruhestellung hinter einer Schutzwand zu verschwenken. Hierdurch wird aber nicht das durch die Anordnung der Schwenk­ achse zu den Arbeitsspindeln entstehende Problem des hohen Platz­ bedarfs und den daraus unmittelbar resultierenden nicht nutz­ baren Räumen gelöst. Darüber hinaus muß dieser Greiferträger, um in seine Bearbeitungsruhestellung zu gelangen, nach dem letzten Schwenkschritt eines Arbeitszyklusses entgegen der bisherigen Schwenkrichtung bewegt werden, so daß ein vollständiger Zyklus mehr Zeit benötigt wie bei einem Greiferträger mit vier Greifern, der immer nur in eine Richtung verschwenkt wird. Durch die Umkehr der Drehrichtung sind weiterhin zusätzliche Überwachungs- und Steuerungselemente nötig, die die Störanfälligkeit der Ladeein­ richtung erhöhen. Außerdem muß die Schwenkachse sowie der Greiferträger selbst aufgrund dessen asymmetrischen Aufbaus wesentlich massiver und schwerer gebaut werden, da immer nur eine einseitige Belastung dieser Teile aufgrund eines nicht durch entsprechende konstruktive Maßnahmen (Symmetrie) kompen­ sierten Biegemoments auftritt.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Ladeeinrichtung mit einem Greiferträger zu schaffen, deren Platzbedarf gering ist, die einfach und relativ leicht in ihrem Aufbau ist und die die Anbringung von Schutzwänden ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich die Schwenkachse des Greiferträgers auf einer Linie zwischen den Spindelachsen befindet.

Durch die Anordnung der Schwenkachse des Greiferträgers auf einer Linie zwischen den Arbeitsspindeln ist der notwendige Schwenkradius als Abstand zwischen dem Greiferträgermittelpunkt und einem Greifer bzw. einer Spindel immer kleiner als bei ei­ ner dreiecksförmigen Anordnung der Schwenkachse zu den Arbeits­ spindeln bei gleichem Abstand der Spindeln zueinander. Auch entstehen keine toten, nicht nutzbaren Räume. Außerdem kann diese Ladeeinrichtung aufgrund ihres Aufbaus nicht nur bei zweispindeligen Drehmaschinen verwendet werden, sondern auch für Drehmaschinenanordnungen mit mehr als zwei Spindeln, wenn diese im Kreis um die Ladeeinrichtung gruppiert werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Greifer­ träger in eine Ruhestellung außerhalb des Arbeitsbereichs der Spindeln schwenkbar und in dieser mittels Schutzwänden, die zum Be- und Entladen der Spindeln verfahrbar sind, von dem Arbeitsbereich der Spindeln abschirmbar. Diese Schutzwände er­ möglichen es, die empfindliche Mechanik des Greiferträgers, der Greifer und des Schwenkmechanismus vor Späne und Bearbei­ tungsflüssigkeiten sicher und wirkungsvoll zu schützen.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Schutzwände der Form des Greiferträgers angepaßt. Das Anpassen der Schutzwände an die Form des Greiferträgers erlaubt es, den Arbeitsraum der Drehspindeln optimal zu gestalten, wodurch wiederum die Entstehung von nicht nutzbaren Räumen verhindert wird.

Darüber hinaus ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin­ dung dadurch gekennzeichnet, daß der Greiferträger in Ruhe­ stellung mit einem Werkstückgreifer eine Werkstückzuführstel­ le und mit einem unmittelbar benachbarten Werkstückgreifer eine Werkstückabführstelle sowie mit den jeweils diametral gegenüberliegenden Werkstückgreifern eine Werkstückaufnahme- und eine Werkstückabgabestelle einer zusätzlich vorsehbaren Über­ gabevorrichtung überdeckt. Hierdurch ist es möglich, die Zeit, die zum Bearbeiten der Werkstücke benötigt wird, zum Be- bzw. Enladen des Greiferträgers zu nutzen, so daß der Ladevorgang der Arbeitsspindeln unmittelbar nach Ende der Bearbeitung be­ ginnen kann. Die Übergabevorrichtung kann dabei als eine Wende­ vorrichtung ausgeführt sein oder aber als Verkettungsglied mit einer anderen Maschinenanordnung dienen, die mit einer Ladeein­ richtung eines gleichen oder eines anderen Typs versehen ist.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Winkel zwischen den gekreuzten Armen des Greiferträgers 60°. Der verbleibende Winkel zwischen den Armen hat demzufolge dann 120°. Der einzelne Schwenkvorgang erfolgt hierdurch um die gleiche Gradzahl, so daß keine weitere Vorrichtung zur Steuerung jedes Schwenk- bzw. Schaltschrittes notwendig ist.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ladeeinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig 2 eine Seitenansicht nach Schnittlinie I-I in Fig. 1, wobei die Schutzwand 52 nicht dargestellt ist,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Be­ bzw. Entladevorgangs.

Die Ladeeinrichtung besteht in ihren Hauptteilen im wesentlichen aus einer Schwenkachse 10, einem Greiferträger 20 mit zwei im Winkel von 60° gekreuzten Armen 22, 24, wobei an deren freien Enden jeweils ein Greifer 30, 32, 34, 36 angebracht ist, zwei zwischen den Arbeitsspindeln 70, 72 und dem Greiferträger 20 angeordneten Schutzwänden 50, 52, einer Wendevorrichtung 60 und einer Werkstückzuführ- bzw. Werkstückabführeinrichtung 80, 82.

Fig. 1 zeigt die Ladeeinrichtung in Verbindung mit einer zwei­ spindligen Vertikaldrehmaschine. Es versteht sich von selbst, daß es sich hierbei auch um zwei einspindlige Vertikaldrehma­ schinen handeln kann.

Die parallel zu den Arbeitsspindeln 70, 72 der Drehmaschine ver­ laufende Schwenkachse 10 befindet sich in der Mitte einer ge­ dachten die beiden Spindeln 70, 72 verbindenden Geraden. An dem zu den Drehfuttern der Arbeitsspindeln 70, 72 hinweisenden Ende der Schwenkachse 10 ist der aus zwei im Winkel von 60° ge­ kreuzten Armen 22, 24 gebildete Greiferträger 20 angebracht. Die beiden 60°-Winkel weisen dabei in der Ausgangsstellung zum einen in Richtung der Wendevorrichtung 60 und zum anderen zu der Werkstückzuführ- bzw. Abführeinrichtung 80, 82. Es ist da­ bei gleichgültig, ob die Arme 22, 24 aus einem Teil oder aber aus mehreren Teilen bestehen. An den jeweiligen freien Enden der Arme 22, 24 ist jeweils einer der vier Greifer 30, 32, 34, 36 befestigt. Die Ausführung der Greifermechnik selbst kann nach einer der bekannten Prinzipien (mechanisch, elektromagnetisch, pneumatisch, hydraulisch) erfolgen, deren nähere Erläuterung hier unterbleibt. Der Greiferträger 20 ist entlang der Schwenkachse 10 nach einem ebenfalls nicht näher erläuterten bekannten Prinzip verfahrbar, um so ein Aufnehmen bzw. Absetzen der Werkstücke und ein Ver­ schwenken zu ermöglichen.

Zwischen dem Greiferträger 20 und den beiden Arbeitsspindeln 70, 72 ist jeweils eine Schutzwand 50, 52 angeordnet. Diese beiden Wände 50, 52 sind in ihrer Form dem Greiferträger 20 angepaßt, so daß sich ein größtmöglicher Bearbeitungsraum für Werkstücke auf den Spindeln 70, 72 ergibt. Die Höhe der Schutz­ wände 50, 52 ist dabei so ausgelegt, daß ein sicherer Schutz der Greifer- und Schwenkmechanik vor umherfliegender Späne und Bearbeitungsflüssigkeit gewährleistet ist. Zum Be- und Ent­ laden sind die Wände 50, 52 parallel zu der Ausdehnungs­ richtung der Schwenkachse 10 durch eine geeignete und nicht näher erläuterte Mechanik verfahrbar.

In der Mitte der die beiden Arbeitsspindeln 70, 72 verbin­ denden gedachten Geraden befindet sich im Winkel von 90° außerhalb des Kreises um die Schwenkachse die Wendevorrich­ tung 60, die es ermöglicht, Werkstücke beidseitig zu bear­ beiten, indem sie diese von einem Greifer übernimmt und nach einem Verschwenken um 180° an einen anderen Greifer über­ gibt. Diese Wendevorrichtung 60 kann in einer der bekannten und hier nicht näher erläuterten Ausführungen vorgesehen werden. Wie bereits oben erwähnt, kann anstelle der Wende­ vorrichtung 60 ein beliebiges Verkettungsglied verwendet werden, welches es ermöglicht, einen zusätzlichen Bearbei­ tungsvorgang an einer oder mehrere weiterer Werkzeugmaschinen vorzusehen. Dieses Verkettungsglied könnte beispielsweise in einer Transporteinrichtung mit zwei gegeneinander laufender Bänder bestehen, an deren Ende sich ebenfalls eine zweispindelige Drehmaschine mit einer entsprechenden Ladeein­ richtung befindet, wobei selbstverständlich auch andere Werkzeugmaschinen denkbar sind. Der Wendevorgang schließt sich hieran an, oder aber die Verkettung wird fortgesetzt.

Auf der der Wendevorrichtung 60 gegenüberliegenden Seite des Greiferträgers 20 befindet sich ebenfalls außerhalb des Kreises eine Werkstückabführ- bzw. Zuführeinrichtung 80, 82, die aus zwei parallel zueinander angeordneten und gegen­ einander laufenden Endlosbändern besteht. Die Anordnung der Bänder in paralleler Form ist nicht zwingend. Es ist denk­ bar, daß sie im Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, oder aber es kann sich hierbei nur um ein einzelnes Band handeln, das unter zwei im Winkel von 60° zueinander befind­ lichen Greifern durchläuft, wobei der eine Greifer Werk­ stücke aufnimmt und der andere Werkstücke ablegt. Die Anordnung der Werkstückzuführ- bzw. Abführeinrichtung 80, 82 auf dieser Seite des Greiferträgers 20 ist ebenfalls nicht zwingend. Sie kann mit der Wendevorrichtung 60 den Platz tauschen.

Der Ladevorgang wird anhand der Fig. 3 erläutert, wobei die einzelnen Zeichnungselemente von oben nach unten beschrieben werden.

In der Ausgangsposition hat ein Werkstückgreifer von der Werk­ stückzuführeinrichtung ein Rohteil und der diesem diametral gegenüberliegende Greifer ein von der Wendevorrichtung bereits gewendetes Halbfertigteil erfaßt. Die beiden anderen Greifer sind noch leer. Auf der Arbeitsspindel, die dem das Rohteil tragenden Greifer am nächsten liegt, befindet sich ein Fertig­ teil, und auf der anderen Arbeitsspindel ein noch nicht ge­ wendetes Halbfertigteil. In einem ersten Schaltschritt ver­ schwenkt der Greiferträger, nachdem die beiden Schutzwände weggefahren wurden, um 120°, so daß die beiden leeren Greifer über den Arbeitsspindeln stehen. Sie nehmen dort die jeweiligen Teile auf, indem der Greiferträger in Richtung der Arbeits­ spindeln abgesenkt und anschließend wieder angehoben wird. In einem weiteren Schaltschritt verschwenkt der Greiferträger wiederum um 120°, so daß der Greifer mit dem Rohteil über der Arbeitsspindel, die das noch nicht gewendete Halbfertigteil in der Ausgangssituation trug, und der Greifer mit dem gewen­ deten Halbfertigteil über der in der Ausgangssituation das Fertigteil tragenden Arbeitsspindel zum Stehen kommt. Das Rohteil und das noch nicht gewendete Halbfertigteil wird in oben beschriebener Weise auf den Spindeln abgelegt. In einem letzten Schaltschritt von 120° wird der Greiferträger so ver­ schwenkt, daß das Fertigteil auf der Werkstückabführeinrichtung abgelegt und das noch nicht gewendete Halbfertigteil an die zwischenzeitlich um 180° zurückverschwenkte Wendevorrichtung übergeben werden kann. Gleichzeitig fahren die Schutzwände vor den Greiferträger, so daß der Bearbeitungsvorgang, sobald die Wände ihre Endposition erreicht haben, beginnen kann. Der Greiferträger hat dann seine Ausgangsposition wieder er­ reicht.

Es sei abschließend darauf hingewiesen, daß die Anzahl der Greiferarme entsprechend der Handhabungsvorgänge an den Maschinen bzw. der Anzahl der Maschinen erhöht oder erniedrigt werden kann. Dies kann in Form eines Baukastens geschehen.

Claims (8)

1. Ladeeinrichtung für Drehmaschinenanordnungen mit mindestens zwei Arbeitsspindeln, die vorzugsweise vertikal angeordnet sind, bestehend aus einem Greiferträger, der auf einer parallel zu den Spindelachsen verlaufenden Schwenkachse drehbar gelagert und entlang dieser verfahrbar ist, und mehreren Werkstückgreifern, die auf dem Greiferträger entlang einer koaxial zu der Schwenkachse verlaufenden Kreislinie, die die Mittelpunkte der Spindelachsen und eine Transport­ einrichtung zum Zu- und Abführen von Werkstücken schneidet, angeordnet sind, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Schwenkachse (10) des Greiferträgers (20) auf einer Linie zwischen den Spindelachsen (70, 72) befindet.

2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Greiferträger (20) in eine Ruhe­ stellung außerhalb des Arbeitsbereichs der Spindeln (70, 72) schwenkbar und in dieser mittels Schutzwänden (50, 52), die zum Be- und Entladen der Spindeln (70, 72) verfahrbar sind, von dem Arbeitsbereich der Spindeln (70, 72) abschirmbar ist.

3. Ladeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schutzwände (50, 52) der Form des Greiferträgers (20) angepaßt sind.

4. Ladeeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Greiferträger (20) aus der Ruhe­ stellung zum Be- und Entladen der Arbeitsspindeln (70, 72) in Ladestellungen verfahrbar ist, wobei in diesen mindestens zwei diametral gegenüberliegende Werkstückgreifer zwei ebenfalls diametral gegenüberliegende Arbeitsspindeln (70, 72) überdecken.

5. Ladeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Greiferträger (20) in Ruhestellung mit einem Werkstückgreifer eine Werkstückzuführ­ stelle und mit einem unmittelbar benachbarten Werkstückgrei­ fer eine Werkstückabführstelle sowie mit den jeweils dia­ metral gegenüberliegenden Werkstückgreifern eine Werkstück­ aufnahme und eine Werkstückabgabestelle einer zusätzlichen vorsehbaren Übergabevorrichtung überdeckt.

6. Ladeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Übergabevorrichtung als Wendevorrichtung (60) ausgeführt ist.

7. Ladeeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Greiferträger (20) mit zwei gleich langen sich in ihrer Mitte über der Schwenkachse (10) kreuzenden Armen (22, 24) versehen ist, an deren Enden sich jeweils ein Werkstückgreifer (30, 32, 34, 36) befindet.

8. Ladeeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Winkel zwischen den ge­ kreuzten Armen (22, 24) des Greiferträgers (20) 60° beträgt.