DE3856036T2

DE3856036T2 - Palettenaustauschvorrichtung

Info

Publication number: DE3856036T2
Application number: DE3856036T
Authority: DE
Inventors: Koichiro Kitamura
Original assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Priority date: 1987-03-17
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2008-03-11
Also published as: DE3856036D1; WO1988006945A1; EP0351431A4; EP0351431A1; EP0351431B1; US4985971A; JPS63229240A; JPH0351544B2

Description

Diese Erfindung betrifft einen Palettenwechsier für ein Bearbeitungszentrum.
Ein flexibles Herstellungssystem (flexible manufacturing system (FMS)) hat einen Palettenwechsier und ein Bearbeitungszentrum. Der Palettenwechsier hat eine Arbeitsstation und einen Roboter zum Transfer von Paletten.
In der Arbeitsstation ist eine Vielzahl von Paletten jeweils mit einem Werkstück in einem Transfermittel vom endlosen Typ angeordnet. Durch Betreiben des Transfermittels steht der Roboter nacheinander den Paletten gegenüber. Zusätzlich hat der Roboter einen Halter zum lösbaren Halten der Palette. Der Roboter ist an einer vorbestimmten Position befestigt.
Beispielsweise wird eine zu einem Halter gerichtete Palette durch den Halter gehalten und dann werden ein Werkstück und dessen Palette von der Arbeitsstation zu einem Tisch des Bearbeitungszentrums bewegt. Auch werden nach der Bearbeitung des Werkstückes das auf dem Tisch des Bearbeitungszentrums befindliche Werkstück und die Palette zu ihrer ursprünglichen Position in der Arbeitsstation zurückbewegt.
Danach, wenn ein dem bearbeiteten Werkstück benachbartes Werkstück bearbeitet wird, wird ein Transfermittel derart betrieben, daß das Werkstück zum Roboter gerichtet ist. Ebenso werden das Werkstück und die Palette für das Werkstück zur Bearbeitung des Werkstückes transferiert.
Zusätzlich wird, wenn ein Werkstück entfernt von dem vorher bearbeiteten Werkstück bearbeitet wird, das Transfermittel über eine lange Entfernung bewegt und dann steht das Werkstück, das gegenwärtig bearbeitet wird, dem Roboter gegenüber. So werden das Werkstück und die Palette für das Werkstück zur Bearbeitung des Werkstückes durch den Roboter transferiert.
Solch ein Transfermittel hat die Tendenz, sehr groß zu werden, weil die Anzahl der in das Transfermittel zu setzenden Werkstücke ansteigt, damit die Arbeitsstation für eine lange Zeit automatisch betrieben werden kann. Entsprechend wird ein ausgewähltes Werkstück durch Betreiben des großen Transfermittels zum Roboter bewegt, wenn das Werkstück und die Palette für das Werkstück ausgewechselt werden. Daher ist die Transferzeit lang und die Effektivität der Werkstückauswechslung ist niedrig.
- Ein anderes System zur Handhabung von Werkstücken ist in der französischen Patent-Veröffentlichung FR-A-2115764 gezeigt. Dieses System hat ein Werkstückmagazin mit einer Vielzahl von Reihen von Werkstückhalteöffnungen. Es ist ein Roboter zur Umsetzung der Werkstücke von dem Magazin zu einer Werkzeugmaschine und dann zum Zurücksetzen des Werkstückes in das Magazin vorgesehen. Der Roboter hat einen Robotergreifer, der in einer Richtung parallel zu einer Reihe bewegt werden kann und derart bewegt werden kann, daß er vor einer Öffnung positioniert werden kann und er kann bewegt werden, um das Werkstück hineinzusetzen. Die erforderlichen Bewegungen ergeben eine lange Transferzeit und eine niedrige Effektivität für den Werkstückaustausch. Entsprechend ist der Robotergreifer nicht geeignet, um diejenigen Bewegungen zu bewirken, die für einen effizienten Transfer der Werkstücke von dem Magazin und zum Zurücksetzen der Werkstücke in das Magazin notwendig sind.
Zur Lösung der erwähnten Probleme ist es die Aufgabe dieser Erfindung, einen Palettenwechsler zu schaffen, bei dem ein gewünschtes Werkstück und eine Palette für das Werkstück effizient ausgetauscht und umgesetzt werden können.
Entsprechend dem Hauptanspruch stellt die Erfindung einen Palettenwechsler für einen Bearbeitungszentrum bereit mit:
(a) einer Arbeitsstation, die mit einer Vielzahl von Befestigungsgliedern versehen ist, von denen jedes eine Vielzahl von Löchern für Paletten hat, von denen jede ein Werkstück hat, wobei die Befestigungsglieder derart in vorbestimmten Intervallen nach Art einer endlosen Kette angeordnet sind, daß eines der Befestigungsglieder in eine vorbestimmte Position positioniert werden kann;
(b) einem Tisch für das Bearbeitungszentrum zur Befestigung einer der Paletten; und
(c) einem zwischen der Arbeitsstation und dem Bearbeitungszentrum angeordneten Roboter zur Auswechslung einer der in vorbestimmten Positionen angeordneten Paletten gegen eine in dem Tisch befestigte Palette, wobei der Roboter enthält:
(1) einen Gleittisch, der derart angeordnet ist, daß er in einer ersten horizontalen Richtung U2 parallel entlang der Befestigungsglieder bewegbar ist,
(2) ein Schwenkglied, das in bezug auf den Gleittisch befestigt ist, wobei das Schwenkglied um einen vorbestimmten Winkel drehbar ist,
(3) einen Zylinder zur Bewegung des Schwenkgliedes entlang einer vertikalen Richtung Y senkrecht zu der ersten horizontalen Richtung U2,
(4) eine runde Drehplatte, die in bezug auf das Schwenkglied angeordnet ist,
(5) ein Gleitglied, das in bezug auf die runde Drehplatte angeordnet ist, wobei das Gleitglied entlang einer zweiten horizontalen Richtung C senkrecht zur vertikalen Richtung Y bewegt wird, und
(6) erste bzw. zweite Arme zum lösbaren Ergreifen der an einer vorbestimmten Position positionierten Palette und der in dem Tisch befestigten Palette, wobei die ersten und zweiten Arme in bezug auf das Gleitglied derart angeordnet sind, daß die ersten und zweiten Arme um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden können.
Bevorzugte Ausführungsformen dieses Palettenwechslers sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 offenbart.
Gemäß dieser Erfindung können Halter in der Anordnungsrichtung von vielen Paletten bewegt und schnell bei der gewünschten Palette positioniert werden. Entsprechend ist es nicht notwendig, jedesmal, wenn das Werkstück und die Palette ausgewechselt werden, ein Transfermittel der Arbeitsstation zu betreiben. Die Paletten, von denen jede ein gewünschtes Werkstück hat, können effizient ausgetauscht und transferiert werden.
Fig. 1 zeigt schematisch ein flexibles Herstellungssystem mit einem Palettenwechsler gemäß dieser Erfindung.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die den Palettenwechsler und ein Bearbeitungszentrum zeigt.
Fig. 3 ist eine Draufsicht, die den Palettenwechsler und das Bearbeitungszentrum zeigt.
Fig. 4 ist eine Perspektivansicht, die eine innere Struktur des Palettenwechslers zum Vorschein bringt.
Fig. 5 ist eine Endansicht entlang der Linie M-M.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht, die die Paletten, die Befestigungsglieder und eine Kette zeigt.
Fig. 7 ist eine Draufsicht eines Roboters.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht des Roboters mit einem teilweise geschnitten Abschnitt.
Fig. 9 ist eine Perspektivansicht, die den Roboter zeigt.
Fig. 10 ist eine Perspektivansicht eines Arms.
Fig. 11 ist eine Perspektivansicht, die den Roboter zeigt, der auf das in einer Austauschposition positionierte Befestigungsglied gerichtet ist.
Fig. 12 bis 39 zeigen die Funktion des Roboters.

FMS

Fig. 1 zeigt ein Bearbeitszentrum 1 und einen Palettenwechsler 2. Der Palettenwechsler 2 hat eine Arbeitsstation 20 und eine Roboter 100. Ein flexibles Herstellungssystem (FMS) hat den Palettenwechsler 2 und das Bearbeitszentrum 1.

BEARBEITUNGSZENTRUM

Fig. 2 zeigt das Bearbeitszentrum 1 im Detail. Das Bearbeitungszentrum 1 ist mit einer CNC-Einheit 3 und einer Bedienungskonsole 4 ausgerüstet. Eine Spindel 5 einer Säule 5a kann durch Betreiben eines Servomotors 6 in der Y-Richtung bewegt werden. Die Spindel 5 kann durch einen nicht gezeigten Motor gedreht werden.
Ein Tisch 7 wird zur Befestigung einer Palette für das Werkstück benutzt, was im folgenden erklärt wird. Der Tisch 7 hat ein verjüngtes Loch 7a. Auch kann der Tisch 7 in der A- Richtung weitergeschaltet werden.
Fig. 3 zeigt, daß der Tisch 7 in die Z-Richtung bewegt werden kann. Zusätzlich kann der Tisch 7 in die B-Richtung weitergeschaltet werden. Eine Vielzahl von Zahnkränzen 8 ist einem oberen Abschnitt des Bearbeitungszentrums 1 vorgesehen. Eine Transferkette 9 und die Zahnkränze 8 sind im Eingriff miteinander. Es sind beispielsweise einhundert Werkzeughalter 10 lösbar in der Transferkette 9 befestigt. Jeder Werkzeughalter 10 hat ein Werkzeug 11. Zusätzlich ist das Bearbeitungszentrum 1 mit einem automatischen Werkzeugwechsler 12 versehen. Der automatische Werkzeugwechsler 12 ist kontruiert, um den gewünschten Werkzeughalter 10 der Transferkette 9 in der Spindel 5 zu befestigen. Der automatische Werkzeugwechsler 12 ist ein automatischer Werkzeugwechsler, wie er beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Nr. 61-27892 offenbart ist.

ARBEITSSTATION

Fig. 2 zeigt einen Rahmen 21 der Arbeitsstation 20, der mit einem Transfermittel 22 ausgerüstet ist.
Das Transfermittel 22 kann durch ein Antriebsmittel 23 in der Vorschubrichtung 22X betrieben werden. Eine Vielzahl von Paletten PL sind lösbar in dem Transfermittel 22 angeordnet. Jede Palette PL ist mit einem Werkstück (beispielsweise W1) versehen. Das Transfermittel 22 kann entlang endloser Führungsschienen 24 bewegt werden.
Als eine Ausführung zeigen die Figuren 2 und 3 einhundertsechzig Paletten PL, jeweils mit einem Werkstück, die in der Arbeitsstation 20 montiert sind. In dem Transfermittel 22, 20 sind die Paletten PL in der ersten Richtung von Fig. 3 (U1- Richtung von Fig. 3 oder Vorschubrichtung 22X von Fig. 2) angeordnet. Zwanzig Werkstücke W1, W9, W17, W25, W33, W41, W49, W57, W65, W73, W81, W89, W97, W105, W113, W121, W129, W137, W145 und W153 sind entsprechend auf zwanzig Paletten angeordnet und bilden eine Gruppe von Werkstücken WG1. Acht Gruppen von Werkstücken WG1 bis WG8 sind in der zweiten Richtung U2 angeordnet.
Fig. 4 zeigt das Transfermittel 22, das zwanzig Befestigungsglieder 34, zwei Ketten 30, 31, Träger 33, Wellen 26, 27, vier Zahnkränze 28, 29 und eine Vielzahl von Rollen 35 hat.
Auch hat das Antriebsmittel 23 einen Servomotor 37, Zahnräder 36, 39. Die Führungsschienen 24, 24 sind an der Innenseite von Seitenwänden 25 bzw. 25 des Rahmens 21 befestigt. Die Wellen 26, 27 sind zwischen den Seitenwänden 25, 25 abgestützt. Die zwei Zahnkränze 28 sind an der Welle 26 befestigt, während die zwei Zahnkränze 29 an der Welle 27 befestigt sind. Die Kette 30 ist zwischen den Zahnkränzen 28 und 29 angeordnet. Die Kette 31 ist zwischen den Zahnkränzen 28 und 29 angeordnet. Die Ketten 30 und 31 sind bezüglich ihrer Struktur identisch. Kettenglieder 32 der Kette 30 oder Kettenglieder 32 der Kette 31 sind durch einen Stift 32a miteinander verbunden. An jedem Stift 32a ist ein Ende eines Trägers 33 befestigt. Die benachbarten zwei Träger 33 der Kette 30 sind auf der unteren Seite des Befestigungsgliedes 34 befestigt. Die benachbarten zwei Träger 33 der Kette 31 sind an der unteren Seite des Befestigungsgliedes 34 befestigt. Das Befestigungsglied 34 hat einen quadratischen Querschnitt. Die zwanzig Befestigungsglieder 34 sind mittels der Träger 33 an den Ketten 30, 31 befestigt. Die zwei Rollen 35 sind jeweils an den Seiten des Befestigungsgliedes 34 angeordnet. Die Rollen 35 sind derart konstruiert, daß sie entlang der Führungsschiene 24, 24 geführt werden.
Fig. 5 erläutert eine Endansicht entlang der Linie M-M von Fig. 4. Die Welle 26 ist mit einem Zahnrad 36 versehen. Der Servomotor 37 ist am Rahmen 21 gesichert und elektrisch mit einer Servo-Steuereinheit 37a verbunden. Die Servo-Steuereinheit 37a ist mit der CNC-Einheit 3 verbunden, so daß der Servomotor 37 entsprechend dem Programm in der CNC-Einheit 3 steuerbar ist. Ein Zahnrad 39 ist an einer Abtriebswelle 38 des Servomotors 37 befestigt. Das Zahnrad 39 und das Zahnrad 36 greifen ineinander. Die acht Paletten PL sind lösbar in jedem Befestigungsglied 34 befestigt. Die Werkstücke W1 bis W8 sind jeweils auf den Paletten in der Auswechslungsposition befestigt. In der Figur werden die Rollen 35 entlang der Führungsschiene 24 geführt.
Fig. 6 zeigt die Paletten PL und die Befestigungsglieder 34 im Detail. Die Palette PL hat eine kreisförmige Platte 40 und einen Halter 41. Der Halter hat einen verjüngten Abschnitt 42 und einen Stiel 43. Zusätzlich hat der Halter 41 eine Nut 44. Ein Einschubglied 45 ist innerhalb des Befestigungsgliedes 34 vorgesehen und hat in sich ein verjüngtes Loch H. Zusätzlich hat das Einschubglied 45 Federn 47 und Kugeln 48. Durch Einschieben des verjüngten Abschnitts 42 des Halters 41 in das verjüngte Loch H drückt die Feder 47 die Kugel 48 gegen den Stiel 43. Auf diese Weise ist der Halter 41 lösbar in dem Einschubglied 45 befestigt. Wie oben erwähnt ist der Endabschnitt des Trägers 33 an einer Seitenfläche des Befestigungsgliedes 34 befestigt. Ein anderer Endabschnitt des Trägers 33 ist an dem Stift 32a der Kette 30 befestigt.

REINIGUNGSEINHEIT

Fig. 4 zeigt eine Reinigungseinheit 50, die eine Vielzahl von Düsen 51, ein Schneidölreservoir 52 und ein Luftversorgungsmittel 53 hat. In dem Reservoir 52 ist Schneidöl 54. Das Reservoir 52 und die Düsen 51 sind durch Leitungen 55 verbunden, während das Luftversorgungsmittel 53 und die Düsen 51 über Leitungen 56 verbunden sind. Die Düsen 51 sind auf das Befestigungsglied 34 gerichtet, das in der Reinigungsposition CP positioniert ist, entsprechend dem Seitenabschnitt des Transfermittels 2. Das Befestigungsglied 34 in der Seitenposition ist von zwei benachbarten Befestigungsgliedern 34 entfernt. Es gibt sechzehn Düsen 51. Die Düsen 51, 51 in Paaren entsprechen einem der Werkstücke W153 bis W160. Das Reservoir 52 ist mit einer Pumpe 52a versehen. Es ist möglich, das Schneidäl 54 von den Düsen 51 durch Betreiben der Pumpe zu sprühen. Zusätzlich ist das Luftversorgungsmittel 53 in der Lage, kühle Luft oder heiße Luft von den Düsen 51 zu strahlen. Die Pumpe 52a und das Luftversorgungsmittel 53 werden durch die CNC-Einheit 3 gesteuert.

ROBOTER

Mit Bezug auf die Figuren 7 und 8 hat der Roboter 100 einen ersten Arm 160, einen zweiten Arm 161, einen Bewegungs- und Positionierungsmittel 162 und ein Transferoperationsmittel 163.
Zwei Schienen 164, 165 sind horizontal an einer Vorderwand 21y der Arbeitsstation 21 befestigt. Ein Gleittisch 166 ist auf den Schienen 164, 165 angeordnet.
Das Bewegungs- und Positionierungsmittel 162 hat einen Servomotor 170, einen Geschwindigkeitsverringerer 169, eine Vorschubspindel 168, eine Mutter 167, den Gleittisch 166 und die Schienen 164, 165. Der Gleittisch 166 ist mit einer Mutter 167 versehen, die in Eingriff mit der Vorschubspindel 168 steht. Ein Ende der Vorschubspindel 168 erstreckt sich zu dem Geschwindigkeitsreduzierer 170. Der Geschwindigkeitsreduzierer 169 ist mit einem Servomotor 170 versehen. Durch Betrieb des Servomotors 170 zum Drehen der Vorschubspindel 168 kann der Gleittisch 166 horizontal (in Richtung Z parallel zur zweiten Richtung U2) bewegt werden.
Das Transferoperationsmittel 163 hat einen Zylinder 172, ein Schwenkglied 173, eine kreisförmige Drehplatte 174, ein Gleitglied 175, Servomotoren 178, 187, 181, 189, einen Schneckenantrieb 188, eine Mutter 185, eine Vorschubspindel 186, eine Schnecke 190 und Zahnräder 180, 177.
Der Zylinder 172 ist innerhalb des Gleittisches 166 ausgerüstet. Das Schwenkglied 173 ist mit einem Endabschnitt an einer Stange 176 des Zylinders 172 drehbar befestigt. Das Gleitglied 175 ist auf der drehbaren kreisförmigen Platte 174 vorgesehen. Der Servomotor 178 ist an dem Schwenkglied 173 angebracht. Eine Abtriebswelle des Servomotors 178 ist mit einem Zahnrad 180 versehen. Das Zahnrad 177 der Stange 176 und das Zahnrad 180 greifen ineinander. Übrigens ist eine Welle 1735 des Schwenkgliedes 173 drehbar mit dem oberen Abschnitt der Stange 176 verbunden.
Das Gleitglied 175 ist mit zwei Servomotoren 181 versehen. Jeder Servomotor 181 kann mittels Zahnrädem 182, 183 auf die Welle 184 Kraft übertragen. Der erste Arm 160 ist an der Welle 184 befestigt. Durch Betreiben des Servomotors 181 kann der erste Arm 160 um 90 Grad um die Welle 184 gedreht werden. Ebenso kann der zweite Arm 161 um 90 Grad um die Welle 184 gedreht werden. Die Mutter 185 ist an einer unteren Seite des Gleitgliedes 175 befestigt und greift in die Vorschubspindel 186 ein, die durch den Servomotor 187 gedreht werden kann. Auf der kreisförmigen Drehplatte 174 sind Schienen 191 vorgesehen. Zusätzlich ist das Schwenkglied 173 mit dem Sevormotor 189 ausgerüstet. Der Servomotor 189 hat die Schnecke 190, während der Schneckenantrieb 188 an einer unteren Seite der drehbaren kreisförmigen Platte 174 befestigt ist. Die Schnecke 190 und der Schneckenantrieb 188 greifen ineinander.
Der Servomotor 181 ist über eine Servo-Steuereinheit 181a mit der CNC-Einheit 3 verbunden. Der Servomotor 187 ist durch eine Servo-Steuereinheit 187a mit der CNC-Einheit 3 verbunden. Der Servo-Motor 189 ist über eine Servo-Steuereinheit 189a mit der CNC-Einheit 3 verbunden. Der Servomotor 170 ist über eine Servo-Steuereinheit 170a mit der CNC-Einheit 3 verbunden. Der Servomotor 178 ist über eine Servo-Steuereinheit 178a mit der CNC-Einheit 3 verbunden. Zusätzlich ist der Zylinder 172 mit einer Hydraulikquelle 172a verbunden, die elektrisch mit der CNC-Einheit 3 verbunden ist.
Mit Bezug auf Fig. 9 kann der Gleittisch 166 durch den Servomotor 170 in die Richtung von Pfeil Z1 oder Z2 bewegt werden. Die Richtung von Pfeil Z1 oder Z2 ist parallel zu der zweiten Richtung U2. Eine Stange 176 des Zylinders 172 kann in die Richtung von Pfeil Y1 oder Y2 bewegt werden. Der Zylinder 172 ist vorzugsweise ein hydraulischer Zylinder. Das Schwenkglied 173 kann durch den Servomotor 178 um 180 Grad in die Richtung D1 oder D2 gedreht werden. Die kreisrunde Drehplatte 174 kann durch den Servomotor 189 in die Richtung G1 oder G2 gedreht werden. Das Gleitglied 175 kann durch Betrieb des Servomotors 187 (siehe Fig. 8) auf dem Schwenkglied 173 in die Richtung Cl oder C2 bewegt werden. Zusätzlich kann der erste Arm 160 in die Richtung F1 oder F2 bewegt werden. Der zweite Arm 161 kann in die Richtung E1 oder E2 gedreht werden.
Übrigens zeigt Fig. 9 den Roboter 100, das Befestigungsglied 34 der Arbeitsstation und den Tisch 7 des Bearbeitungszentrums. Das Befestigungsglied 34 ist in der Auswechselposition EX für die Arbeitsstation. Die verjüngten Löcher H (H1, H2, H3, H4) des Befestigungsgliedes 34 sind in der Austauschposition EX angeordnet. Der Gleittisch 166 ist in einer Anfangsposition R. Die Palette PL ist nicht in dem verjüngten Loch 7a des Tisches 7 montiert.
In Bezug auf Fig. 10 zeigt Fig. 10 den ersten Arm 160. Jedoch sind die ersten und zweiten Arme 160, 161 in ihrer Struktur identisch (siehe Fig. 9).
Der erste Arm 160 hat einen Träger 200 und Finger 203, 204. Der Träger 200 ist drehbar auf dem Gleitglied 175 unterstützt. Der Finger 203 ist mittels eines Bolzen 201 drehbar auf dem Träger 200 unterstützt. Zusätzlich ist der Finger 204 mittels eines Bolzen 202 drehbar auf dem Träger 200 unterstützt. Klauen 205, 206 sind an einander gegenüberliegenden Seiten der Finger 203 bzw. 204 ausgebildet. Die Klauen 205, 206 greifen in die Nut 44 des Halters 41 ein. Eine Feder 207 ist zwischen den Fingern 203, 204 angeordnet. Ein Stift 210 ist konstruiert, um zwischen rückwärtigen Abschnitten 208, 209 eingeführt zu werden.
In dem Fall, bei dem der Halter 41 durch die Finger 203, 204 eingeklemmt ist, wird der Stift 210 mit Kraft zwischen die rückwärtigen Abschnitte 208, 209 gegen die Kraft der Feder 207 eingeführt, um dadurch den Halter 41 zu klemmen. Im Falle des Freigebens des Halters 41 von den Fingern 203, 204 wird der Stift 210 entfernt, um dadurch die Finger 203, 204 durch die Kraft der Feder 207 zu öffnen.
Der Roboter, die Arbeitsstation, die Reinigungsstation und das Bearbeitungszentrum können durch das Programm in der CNC- Einheit 3 betrieben werden.

BETRIEB

BEARBEITUNGSZENTRUM

In Fig. 2 ist der Bohrer schon in die Spindel 5 des Bearbeitungszentrums 1 eingebaut worden. In Fig. 9 ist der Tisch 7 an der vorbestimmten Position V positioniert.

ARBEITSSTATION

Die Figuren 4 und 5 erläutern, daß die Befestigungsglieder 34 des Transfermittels 22 durch Betreiben des Motors 37 in die Richtung 22X bewegt werden. Das gewünschte Befestigungsglied 34 bewegt sich bis zu der Auswechselposition EX. Die Werkstücke Wl bis W8 sind in der Auswechselposition EX positioniert.

TRANSFER DER PALETTE UND DES DARAUF BEFINDLICHEN WERKSTÜCKES DURCH DEN ROBOTER

Fig. 9 zeigt den Roboter 100, der in der Anfangsposition R positioniert ist. In Fig. 11 ist das Schwenkglied 173 zum Befestigungsglied 34 des Transfermittels hin ausgerichtet. In Fig. 11 ist das Gleitglied 175 völlig in die Richtung von Pfeil C2 zurückbewegt. Keiner der ersten und zweiten Arme 160, 161 hält die Palette PL. Die Stange 176 von Fig. 9 zieht sich zurück.
Der Transfer des Werkstückes W1, der Palette PL für das Werkstück W1, des Werkstückes W4 und der Palette PL für das Werkstück W4 werden durch das Folgende erklärt.
Durch Betreiben des Servomotors 170 in Fig. 11 wird der Gleittisch 166 in die Richtung von Pfeil Z2 bewegt, um den Gleittisch 166 in die Position P4 zu positionieren. Das heißt, der erste Arm 160 ist dem Werkstück W4 zugewandt.
Fig. 12 zeigt, daß sich das Gleitglied 175 in die Richtung C1 bewegt hat, um dabei die Palette PL für das Werkstück 4 durch den ersten Arm 160 zu halten. Dann wird die Stange 176 in die Richtung Y1 nach oben bewegt, um dadurch die Palette PL von dem verjüngten Loch H4 des Befestigungsgliedes 34 zu entfernen.
Fig. 13 zeigt, daß der erste Arm 160 um 90 Grad in Richtung F2 gedreht ist.
Fig. 14 zeigt, daß die runde Drehplatte 174 um 180 Grad in die Richtung G2 gedreht wird und daß dann die Stange 176 nach unten in die Richtung Y2 bewegt wird.
Fig. 15 erläutert, daß der Gleittisch 166 in die Position P1 bewegt wird. Das heißt, der zweite Arm 161 ist der Palette PL für das Werkstück Wl zugewandt. Das Gleitglied 175 wird dann in die Richtung C1 bewegt, um dadurch die Palette PL durch den zweiten Arm 161 zu halten.
Fig. 16 zeigt, daß die Stange 176 in die Richtung Y1 nach oben bewegt wird, um die Palette PL für das Werkstück W1 von dem verjüngten Loch H1 zu entfernen.
Fig. 17 erläutert, daß der zweite Arm 161 um 90 Grad in die Richtung E2 gedreht wird und daß dann der Gleittisch 166 von der Position P1 zu der Anfangsposition R bewegt wird.
Fig. 18 zeigt, daß das Schwenkglied 173 um 180 Grad in die Richtung D1 gedreht ist.
Die Figuren 19 und 20 zeigen die Palette PL für das Werkstück Wl vor dem verjüngten Loch 7a des Tischen 7 in der Position V. Der Gleittisch 166 wird von der Anfangsposition R in die Richtung Z2 zu dem verjüngten Loch 7a bewegt, um dadurch die Palette PL in das verjüngte Loch 7a einzuführen.
Fig. 21 zeigt, daß der Gleittisch 175 in die Richtung C2 bewegt ist, um dadurch die Palette PL von dem zweiten Arm 161 zu entfernen. Der Tisch 7 wird in die Richtung X1 bewegt.
Fig. 22 zeigt, daß das Werkstück in Richtung auf die Spindel 5 bewegt und durch Drehung des Bohrers 5a an der vorbestimm ten Stelle gebohrt wird. Nach dem Bohren wird der Tisch 7 in die Richtung X2 bewegt.
Fig. 23 zeigt, daß das Gleitglied 175 in die Richtung C1 bewegt wird, um die Palette PL wieder durch den zweiten Arm 161 zu halten.
Figuren 24 und 25 zeigen, daß der Gleittisch 166 in die Richtung Z1 bewegt ist, um die Palette PL von dem Tisch zu entfernen. Entsprechend bewegt sich der Gleittisch 166 wieder in die Anfangsposition R zurück. Danach wird der Gleittisch 175 in die Richtung C2 bewegt.
Fig. 26 zeigt, daß die drehbare runde Platte 174 um 180 Grad in die Richtung G2 gedreht ist.
Die Figuren 27 und 28 zeigen die Palette PL für das Werkstück W4 vor dem verjüngten Loch 7a des Tischen 7. Der Gleittisch 166 wird in die Richtung Z2 bewegt, um die Palette PL in das verjüngte Loch 7a einzusetzen.
Fig. 29 zeigt, daß das Gleitglied 175 in die Richtung C2 bewegt wird, um die Palette PL von dem ersten Arm 160 zu entfernen. Der Tisch 7 wird in die Richtung X1 bewegt.
Fig. 30 zeigt, daß das Werkstück W4 in Richtung auf die Spindel 5 bewegt und das Werkstück 4 durch den Bohrer 5a gebohrt wird. Nach dem Bohren wird der Tisch 7 in die Richtung X2 zu der Position V bewegt.
Fig. 31 zeigt, daß das Gleitglied 175 in die Richtung C1 bewegt wird, um durch den ersten Arm 160 wieder die Palette PL für das Werkstück W4 zu halten.
Die Figuren 32 und 33 zeigen, daß die Palette PL geklemmt wird und zusammen mit dem Gleittisch 166 in die Richtung Z1 bewegt wird, um die Palette PL von dem Tisch 7 zu entfernen. Das Schwenkglied 173 wird um 180 Grad in die Richtung G2 gedreht. Der Gleittisch 166 ist in der Anfangsposition R.
Fig. 34 zeigt, daß der Gleittisch 166 von der Position R zu der Position P4 bewegt wird. Die Stange 176 wird abwärts in die Richtung Y2 bewegt, um die Palette PL in das verjüngte Loch H4 einzusetzen.
Die Figuren 35 und 36 zeigen, daß das Gleitglied 175 in die Richtung C2 bewegt wird, um die Palette PL von dem ersten Arm 160 zu entfernen und dann von der Position P4 zu der Position P1 bewegt wird. Die Stange 176 wird nach oben in Richtung Y1 bewegt. Die kreisförmige Drehplatte 174 wird um 180 Grad in die Richtung G2 gedreht.
Fig. 37 zeigt, daß der zweite Arm um 90 Grad in die Richtung F1 gedreht ist.
Fig. 38 zeigt, daß die Stange 176 nach unten in die Richtung Y2 bewegt wird, um die Palette PL für das Werkstück W1 in das verjüngte Loch H1 einzusetzen.
Fig. 39 zeigt, daß der Gleittisch 175 in die Richtung C2 bewegt wird, um die Palette PL von dem zweiten Arm 161 zu entfernen.
So können die Palette PL mit dem Werkstück W1 und die Palette PL mit dem Werkstück W4 ausgewählt werden und geladen werden, um die Bearbeitungsoperationen der Werkstücke W1, W4 auszuführen. Danach können die Paletten PL entladen werden.
Die Bearbeitungsoperationen für die Werkstücke W1 und W4 sind oben erklärt worden. Jedoch ist natürlich auch das Folgende denkbar. Der erste Arm 160 des Roboters ist der Palette PL für das Werkstück Wl zugewandt und dann ist der zweite Arm 161 des Roboters der Palette PL für das Werkstück W2 zugewandt. Somit können die Palette PL für das Werkstück W1 und die Palette PL für das Werkstück W2 geklemmt und dann geladen werden, um die Bearbeitungsoperationen auszuführen. Danach können sie entladen werden. Genauso können die Werkstücke W3 bis W8 nacheinander transferiert werden.
Nach Bearbeitung der Werkstücke W1 bis W8 in der Austauschposition EX werden die Transfermittel 22 der Arbeitsstation derart betrieben, daß ein nächstes Befestigungsglied in die Austauschposition EX gesetzt wird.
Weiterhin mit Bezug auf Fig. 4 werden die bearbeiteten Werkstücke W1 bis W8 in die Reinigungsposition CP bewegt und werden dann durch die Reinigungseinheit 50 entsprechend den Anweisungen von dem Programm gereinigt. Das heißt, an den bearbeiteten Werkstücken W1 bis W8 anhängende Späne und Staub werden durch Sprühen des Schneidöles von der Düse 51 an die bearbeiteten Werkstücken W1 bis W8 gereinigt. Danach strahlt das Luftversorgungsmittel 53 durch die Düsen 51 heiße Luft auf die Werkstücke W1 bis W8. Somit können die bearbeiteten Werkstücke W1 bis W8 getrocknet werden.
Die folgenden Reinigungsoperationen sind auch vorstellbar.
(1) Nur das Schneidöl 54 wird in Richtung auf die bearbeiteten Werkstücke W1 bis W8 gesprüht.
(2) Das Luftversorgungsmittel 53 strahlt kühle Luft oder heiße Luft auf die Werkstücke W1 bis W8.
(3) Nachdem das Schneidöl auf die bearbeiteten Werkstücke W1 bis W8 gesprüht wurde, strahlt das Luftversorgungsmittel 53 kühle Luft oder heiße Luft. Das gebrauchte Ö1 wird in das Reservoir 54 (Fig. 4) zurückgeführt, nachdem Späne und Staub aus dem gebrauchten Ö1 gefiltert wurden.
Diese Erfindung ist nicht auf eine einzige Ausführung beschränkt. In Bezug auf Fig. 3 können die Werkstücke und die Paletten für die Werkstücke in der Austauschposition EX nicht in der Anordnungsrichtung (der zweiten Richtung U2) bewegt werden. Jedoch können für eine andere Ausführung die Werkstücke und die Paletten in der Austauschposition EX in der Ausrichtungsrichtung bewegt werden. Das heißt, die Bewegungsrichtung ist parallel zu der Bewegungsrichtung Z1 oder Z2 des Roboters.

Claims

1. Palettenwechsler für ein Bearbeitungszentrum mit:

(a) einer Arbeitsstation (20), die mit einer Vielzahl von Befestigungsgliedern (34) versehen ist, von denen jedes eine Vielzahl von Löchern (H) für Paletten (PL) hat, von denen jede ein Werkstück (W) hat, wobei die Befestigungsglieder (34) derart in vorbestimmten Intervallen nach Art einer endlosen Kette angeordnet sind, daß eines der Befestigungsglieder (34) in einer vorbestimmten Position positioniert werden kann;

(b) einem Tisch (7) für das Bearbeitungszentrum (1) zur Befestigung einer der Paletten (PL); und

(c) einem zwischen der Arbeitsstation (20) und dem Bearbeitungszentrum (1) angeordneten Roboter (100) zur Auswechslung einer der in vorbestimmten Positionen angeordneten Paletten (PL) gegen eine in dem Tisch (7) befestigte Palette (PL), wobei der Roboter (100) ent-

(1) einen Gleittisch (166), der derart angeordnet ist, daß er in einer ersten horizontalen Richtung (U2) parallel entlang der Befestigungsglieder (34) bewegbar ist,

(2) ein Schwenkglied (173), das in bezug auf den Gleittisch (166) befestigt ist, wobei das Schwenkglied (173) um einen vorbestimmten Winkel drehbar ist,

(3) einen Zylinder (172) zur Bewegung des Schwenkgliedes entlang einer vertikalen Richtung (Y) senkrecht zu der ersten horizontalen Richtung (U2),

(4) eine runde Drehplatte (174), die in bezug auf das Schwenkglied (173) angeordnet ist,

(5) ein Gleitglied (175), das in bezug auf die runde Drehplatte (174) angeordnet ist, wobei das Gleitglied (175) entlang einer zweiten horizontalen Richtung (C) senkrecht zur vertikalen Richtung (Y) bewegt wird, und

(6) erste bzw. zweite Arme (160, 161) zum lösbaren Ergreifen der an einer vorbestimmten Position positionierten Palette (PL) und der in dem Tisch (7) befestigten Palette (PL), wobei die ersten und zweiten Arme (160, 161) in bezug auf das Gleitglied (175) derart angeordnet sind, daß die ersten und zweiten Arme (160, 161) um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden können.

2. Palettenwechsler nach Anspruch 1, bei dem die Arbeitsstation (20) eine Reinigungseinheit (50) zur Durchführung von Reinigungsoperationen für bearbeitete Werkstücke aufweist.

3. Palettenwechsler nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Tisch (7) um einen vorbestimmten Winkel weitergeschaltet werden kann.

4. Palettenwechsler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Tisch (7) derart angeordnet werden kann, daß eine Achse einer in dem Tisch (7) befestigten Palette (PL) parallel zur Richtung (U2) ist.

5. Palettenwechsler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder der ersten und zweiten Arme (160, 161) ein Paar Finger (203, 204) zum Ergreifen der Palette (PL) hat.

6. Palettenwechsler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Schwenkglied (173) um 1800 um eine vertikale Achse gedreht werden kann und der Gleittisch (166) sich entlang Richtung (U2) parallel zu einer horizontalen Richtung bewegt.

7. Palettenwechsler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Zylinder (172) ein hydraulischer Zylinder ist.

8. Palettenwechsler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Gleittisch (166) eine in bezug auf die Arbeitsstation (20) angeordnete Vorschubspindel (168) und eine an dem Gleittisch (166) befestigte Mutter (167) zum Angreifen an die Vorschubspindel (168) hat.

9. Palettenwechsler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Palettenwechsler durch eine computernumerische Steuereinrichtung zusammen mit dem Bearbeitungszentrurn (1) gesteuert wird.