DE3941551A1 - Vorrichtung zum positionieren von plattenfoermigen werkstuecken - Google Patents
Vorrichtung zum positionieren von plattenfoermigen werkstueckenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Positionieren eines plattenförmigen
Werkstückes, die speziell für das Bewegen von Werkstücken
verschiedener Größe mit hoher Geschwindigkeit gebaut ist
und die feste Arbeitsköpfe zum Säumen und/oder Schneiden
des plattenförmigen Werkstückes bedient.
Zum Säumen und Schneiden von plattenförmigen Werkstücken
wird sowohl von mechanischen Werkzeugmaschinen
(Säummaschinen, Nibbelmaschinen), als auch von thermischen
Werkzeugmaschinen (auf der Basis des
Plasmalichtbogenschneidens, des Laserschneidens) Gebrauch
gemacht.
Beim Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstückes entlang
einer Schnittbahn ist es in vielen Fällen vorteilhafter,
das aus einer Blechplatte bestehende Werkstück relativ zum
Werkzeughalterkopf der Werkzeugmaschine zu bewegen,
anstatt den Werkzeughalterkopf der Werkzeugmaschine
relativ zum unbeweglichen, auf einem Rahmen der
Werkzeugmaschine befestigten, plattenförmigen Werkstück zu
bewegen. Dieser Vorgang der Positionierung des
plattenförmigen Werkstückes relativ zum Werkzeughalterkopf
wird normalerweise durch Greifen des zu bearbeitenden
plattenförmigen Werkstückes (normalerweise ein
rechteckiges Blech beliebiger Größe innerhalb der
maximalen Handelsformate) mit Hilfe eines Zangensatzes
durchgeführt. Der Zangensatz ergreift das Blech fest
entlang einer Seite und bewegt es in senkrechter Lage
dicht an den Bearbeitungskopf der Werkzeugmaschine heran
bei senkrechter oder nahezu senkrechter Eingabe. Bei
Werkzeugmaschinen mit waagrechter Eingabe bewegen die
Zangen das Werkstück auf einem Rolltisch dicht an den
Bearbeitungskopf, der um den Kopf angebracht ist, heran,
um ein übermäßiges Umbiegen des plattenförmigen
Werkstückes zu verhindern.
Obgleich sich diese Methode in der Vergangenheit als
außerordentlich brauchbar erwiesen hat, ist sie heute
wegen der zunehmenden Geschwindigkeit und Beschleunigung
der heute bei Vorrichtungen zur Durchführung von
Bewegungsabläufen eingestellten Bewegungen, und zwar
aufgrund der bei elektronischen Steuersystemen und beim
Entwurf von Servomechanismen erzielten Fortschritte, nicht
länger praktikabel. Wenn also die genannte Greiftechnik
angewandt wird, insbesondere bei dünnen Werkstückblechen,
ist es schwierig, die Lage des Werkstückes zu steuern, das
bei hohen Geschwindigkeiten dazu neigt, in Bereichen, die
der ergriffenen Seite gegenüberliegen sowie entlang der
Seitenränder, zu reißen und "fortzufliegen".
Darüber hinaus besitzen die Zangen, aus denen die
üblicherweise benutzten Greifvorrichtungen bestehen, einen
Rahmen mit einander gegenüberliegenden Hebeldrehpunkten,
an dem eine der Greifbacken fixiert ist, während die
andere gelenkig daran gelagert und durch ein pneumatisches
(oder hydraulisches) Betätigungsglied angetrieben wird,
das die zum Öffnen oder Schließen der Greifbacken
erforderliche Drehbewegung erzeugt. Der Rahmen ist recht
sperrig, und im Falle, daß relativ lange Greifbacken
benötigt werden, außerordentlich unzuverlässig, da seine
Steifigkeit erheblich herabgesetzt ist. Außerdem besitzt
der Rahmen keine große Greifkraft und führt somit zu
verringerten spezifischen Anpreßdrücken auf das
plattenförmige Werkstück, so daß das zu manipulierende
plattenförmige Werkstück (aus rostfreiem Stahl,
sandgestrahlt, vorgestrichen, etc.) sich von den
Greifvorrichtungen löst und schwer beschädigt wird.
In Anbetracht dieses Problems besteht das erste Ziel der
vorliegenden Erfindung darin, eine
Positionierungsvorrichtung für ein plattenförmiges
Werkstück zu schaffen, das in der Lage ist, ein
plattenförmiges Werkstück mit hoher Geschwindigkeit zu
bewegen, ohne daß das Werkstück dazu neigt, in Bereichen
des entgegengesetzten Endes der gegriffenen Seite sowie
entlang der Seitenränder zu reißen und "fortzufliegen".
Als schnelle Bewegung wird hier und in der nachfolgenden
Beschreibung jede beliebige Bewegung angesehen, die bei
einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/sec sowie mit
Beschleunigungen von etwa 10 m/sec2 abläuft.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in
der Schaffung einer Greifvorrichtung für ein
plattenförmiges Werkstück, das auf einer
Positionierungsvorrichtung des plattenförmigen Werkstückes
montiert und in der Lage ist, plattenförmige Werkstücke
unterschiedlicher Größe nacheinander fest, ohne das Risiko
einer unerwünschten Verformung des Werkstückes während
beliebiger, mit dem Werkstück durchgeführter schneller
Bewegungen zu greifen.
Um das obengenannte erste Ziel zu erreichen, weist die
Vorrichtung zum Positionieren eines plattenförmigen
Werkstückes folgende Komponenten auf: einen Rahmen (26);
ein erstes Stützelement (13), das am Rahmen montiert ist,
sich in einer ersten Richtung erstreckt und sich innerhalb
einer parallel zur ersten Richtung gelegenen Ebene in zwei
Richtungen frei bewegen kann; eine erste
Werkstückgreifvorrichtung (20), die vom ersten
Stützelement gehalten wird, zum Ergreifen des
plattenförmigen Werkstückes; ein zweites Stützelement
(12), das am ersten Stützelement montiert ist und sich in
der Ebene in einer zweiten Richtung erstreckt; und eine
zweite Werkstückgreifvorrichtung (19), die vom zweiten
Stützelement gehalten wird, zum Ergreifen des
plattenförmigen Werkstückes aus einer Richtung, die sich
von derjenigen Richtung unterscheidet, aus der die erste
Greifvorrichtung das plattenförmige Werkstück greift.
Um das obengenannte zweite Ziel zu erreichen, weist die
auf einem Stützelement der Positionierungsvorrichtung des
plattenförmigen Werkstückes montierte
Werkstückgreifvorrichtung folgende Komponenten auf: eine
erste Greifbacke, die auf dem Stützelement montiert ist
und von ihm vorspringt; eine zweite Greifbacke, die auf
dem Stützelement montiert ist, dagegen übersteht und sich
frei in der Überstandsrichtung bewegen kann; Mittel zum
Vorspannen der zweiten Greifbacke gegen die erste
Greifbacke, wenn die zweite Greifbacke gegen das
Stützelement bewegt wird; und Mittel zum Bewegen der
zweiten Greifbacke gegen das Stützelement.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Vorderansicht einer Ausführungsform der
Werkstückpositionierungsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht der
Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie II-II;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht der auf die
Werkstückpositionierungsvorrichtung der Fig. 1 und
2 montierten Werkstückgreifvorrichtung, gesehen
aus der Richtung III (in Fig. 2 durch einen Pfeil
angezeigt);
Fig. 4 und 5 stellen Schnittansichten entlang der Linie IV-IV
der Vorrichtung nach Fig. 3 dar, die jeweils ein
vollständiges Element sowie, in vergrößertem
Maßstab, eine der Einzelheiten seiner Konstruktion
veranschaulichen; und
Fig. 6 und 7 stellen jeweils eine Ansicht aus Richtung VI (in
Fig. 4 durch einen Pfeil angezeigt) und eine
perspektivische, geschnittene Ansicht der in Fig.
3 dargestellten Vorrichtung zum Greifen des
plattenförmigen Werkstückes dar.
In den Fig. 1 und 2 dient das Bezugszeichen 1 zur
Kennzeichnung eines bekannten Säum- und/oder Schneidkopfes
einer bekannten, durch das Bezugszeichen 2
gekennzeichneten Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine
ist der Einfachheit halber nur teilweise dargestellt. Im
vorliegenden Falle ist der Kopf 1 ein Säumkopf einer
Vertikalwerkzeugmaschine, welche einen auswechselbaren
primatischen Behälter 3 (der bei einer alternativen
Ausführungsform durch einen Revolverkopf ersetzt werden
könnte) , welcher eine Reihe von Stanzstempeln 4 enthält.
Der Stempel 4 ist so gestaltet, daß er auf Basis eines
bekannten Prinzips ein rechteckiges Blech 5 beliebiger
Größe bearbeiten kann, das gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung fest durch die
Werkstückpositionierungsvorrichtung 10 gehalten wird. Die
Werkstückpositionierungsvorrichtung 10 kann in Bezug auf
den Kopf 1 mit hoher Geschwindigkeit dicht an den Kopf
geschoben werden, beispielsweise mit Hilfe einer
bekannten, durch einen Roboter gesteuerten
Handhabungsvorrichtung (nicht dargestellt), und zwar in
mindestens einer waagrechten und einer senkrechten
Richtung, wie durch die Pfeile X und Y in Fig. 1
angedeutet ist. Gewünschtenfalls kann die
Werkstückpositionierungsvorrichtung 10 so gestaltet
werden, daß sie in einer waagrechten Richtung X und in
einer quasi-senkrechten Richtung Y, leicht gegen die
Senkrechte geneigt, verschoben werden kann. Desgleichen
kann die Werkzeugmaschine 2 eine Maschine mit waagrechter
Werkstückeingabe sein. Im Falle einer Maschine mit
waagrechter Werkstückeingabe verschiebt die
Werkstückpositionierungsvorrichtung 10 das Werkstück 5 auf
einem Eingaberolltisch bekannter Bauart (nicht
dargestellt), der um den Bearbeitungskopf 1 angebracht
ist, in den waagrechten Richtungen X und Y.
Zurückkommend auf Fig. 1 weist die
Werkstückpositionierungsvorrichtung 10 mechanische
Greifmittel 11 auf, die durch paarweise im rechten Winkel
zueinander eingestellte Stützelemente 12, 13 und 14
gehaltert werden. Die Werkstückgreifvorrichtung ist so
gestaltet, daß das Werkstück 5 gleichzeitig entlang dreier
benachbarter Seiten 15, 16 und 18 des Werkstückes 5 gefaßt
wird. Bei der obigen bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umfassen die Greifmittel 11 eine Vielzahl von
relativ langen und dünnen unabhängigen Greifvorrichtungen,
nämlich erste Greifvorrichtungen 20, zweite
Greifvorrichtungen 19 und dritte Greifvorrichtungen 119.
Die Greifvorrichtungen werden durch Stützelemente 12, 13
und 14 seitlich gehalten und gleichmäßig distanziert.
Insbesondere werden die zweiten und die dritten
Greifvorrichtungen 19, 119 gleichmäßig an einem zweiten
und dritten Stützelement 12, 14 gehaltert, welche einander
gegenüberstehen und parallel zueinander verlaufen. Die
ersten Greifvorrichtungen 20 werden andererseits durch das
erste Stützelement 13 gehalten, das sich in Richtung der
X-Achse zur Halterung der zweiten und dritten
Stützelemente 12 und 14 erstreckt. Das erste Stützelement
13 ist rechtwinklig zum zweiten und dritten Stützelement
12, 14 ausgerichtet, d.h., die Stützelemente 12 und 14
stehen gegen das erste Stützelement 13 entlang der zu den
Seiten 15, 18 des Werkstückes 5 verlaufenden Achse über.
Die ersten Greifvorrichtungen 20 entsprechen den zweiten
und dritten Greifvorrichtungen 19, 119, wenn davon
abgesehen wird, daß sie durch das erste Stützglied 13
gehaltert werden.
Damit die Werkstückpositionierungsvorrichtung 10
Werkstücke unterschiedlicher Größen aufnehmen kann, ist
das zweite Stützglied 12 (oder das zweite und das dritte
Stützglied 12 und 14) am ersten Stützglied 13 in der Weise
montiert, daß es quer an demselben in Richtung der X-Achse
gleiten kann. Die Werkstückpositionierungsvorrichtung 10
weist ferner geeignete Antriebsmittel zum Verschieben des
zweiten Stützgliedes 12 entlang des ersten Stützgliedes 13
auf. Diese Antriebsmittel können ein lineares
Betätigungsorgan 22 vom Typ Mutter-Schraube umfassen, das
von einem Motor bekannter Bauart (nicht dargestellt)
angetrieben und vom Stützelement 13 gehaltert wird, wie in
Fig. 2 dargestellt ist.
Das lineare Betätigungsorgan 22 wird über eine bekannte
Steuereinheit (nicht dargestellt) durch mindestens einen
Meßfühler gesteuert, beispielsweise durch einen
Abstandsdetektor 24, der stirnseitig von mindestens einer
der zweiten Greifvorrichtungen 19 gehalten wird, wie in
den Fig. 3 und 6 gezeigt ist.
Zurückkommend auf Fig. 2 ist das Betätigungsorgan 22 am
Boden des ersten Stützelementes 13 angebracht und so
angepaßt, daß es das zweite Stützelement 12 (oder das
zweite und das dritte Stützelement 12 und 13) entlang der
entsprechenden Führungen 23 bekannter Bauart verschiebt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das erste
Stützelement 13 von einem angetriebenen Untergestell 25 so
getragen, daß es frei entlang entsprechender, bekannter
Führungen 24 in Richtung der X-Achse gleiten kann. Das
angetriebene Untergestell 25 wird seinerseits von einem
senkrechten Schlitten 16 gehalten und kann frei in
senkrechter Richtung gleiten (vgl. Fig. 1). Weiter kann
der senkrechte Schlitten 26 beweglich in Richtung der
Z-Achse senkrecht zu den X- und Y-Achsen gelagert sein,
wodurch eine Position in Richtung der Z-Achse des
Werkstückes 5 in bezug auf die Werkzeuge 4 eingestellt
werden kann. Weiter kann der senkrechte Schlitten 26 frei
drehbar um eine senkrechte Achse gelagert sein, wodurch
eine Ausrichtung des Werkstückes 5 in bezug auf die
Werkzeuge 4 eingestellt werden kann. Die gesamte, durch
diese Elemente aufgebaute Struktur kann Bestandteil einer
noch größeren Struktur mit noch größeren
Bewegungskapazitäten sein.
Gemäß den Fig. 1 und 2 werden die Greifvorrichtungen 19,
119 und 20 so gehaltert, daß sie unter einem rechten
Winkel gegen die Stützelemente 12, 14 überstehen, und daß
sie gegen den Mittelabschnitt 30 des ersten Stützelementes
13 in der Weise überstehen, daß sie alle auf der gleichen
Ebene liegen, die im wesentlichen mit derjenigen Ebene
zusammenfällt, die das Werkstück 5 einschließt. Speziell
sind die Greifvorrichtungen 20 auf dem ersten Stützelement
13 parallel zum zweiten und dritten Stützelement 12, 14
angeordnet und werden von dort aus in Richtung der Z-Achse
verschoben, so daß die ersten Greifvorrichtungen 20 in
keinem Falle die Bewegungsbahn des zweiten Stützelementes
12 in Richtung der X-Achse behindern.
Die ersten, zweiten und dritten Greifvorrichtungen 19, 119
und 20 besitzen genau die gleiche Struktur, so daß im
folgenden nur die Struktur der Greifvorrichtung 19 im
einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 erläutert
wird.
Bezugnehmend insbesondere auf die Fig. 3 und 7 besitzt
eine zweite Greifvorrichtung 19 eine starre Leiste 39 von
im wesentlichen rechteckiger Form. Die starre Leiste 39
besitzt Mittel zu ihrer Befestigung am zweiten
Stützelement 12, wobei es sich um Schrauben oder
Schweißnähte handeln kann (nicht dargestellt). Wie am
besten aus den Fig. 4 und 7 ersichtlich ist, wird die
Leiste 39 durch eine flache obere Oberfläche 40 begrenzt
und besitzt ein freies Ende 41, das gegenüber dem zweiten
Stützelement 12 vorspringt.
Das freie Ende 41 weist eine quer aufragende Stufe 42 auf
(vgl. Fig. 5), die ihrerseits einen quer verlaufenden
Kanal 43 und eine mittlere Aussparung 44 senkrecht zum
Querkanal 43 aufweisen. Der Querkanal 43 ist so tief, daß
er eine Seite 16 des Werkstückes 5 beliebiger Dicke
aufnehmen kann (vorausgesetzt, daß sie nicht die maximale
Dicke für Blechplatten überschreitet, die normalerweise
bearbeitet werden). Durch den Querkanal 43 wird eine
untere Stirnkante oder Lippe 45 der Leiste 39 begrenzt.
Die untere Stirnkante 45 ist so ausgelegt, daß sie durch
Berührung mit dem Werkstück wirksam wird und so eine erste
Greifbacke der Werkstückgreifvorrichtung 19 definiert.
Die mittlere Aussparung 44 nimmt das Ende des Detektors 24
auf, während der übrigen Teil des Detektors 24 auf der
Leiste 39 aufsitzt. Der Detektor kann somit das Werkstück
5 berühren, sobald das Werkstück 5 von der zweiten
Greifvorrichtung 19 aufgrund der Verschiebung des zweiten
Stützelementes 12 erreicht wird.
Die zweite Greifvorrichtung 19 zum Greifen des
plattenförmigen Werkstückes weist mindestens ein
U-förmiges elastisches Glied 46 auf, das beispielsweise
aus einer Drahtsaite besteht. Das U-förmige elastische
Glied 46 kann frei auf der Leiste 39 in Längsrichtung
derselben gleiten. Insbesondere ist bei der vorliegenden
Ausführungsform die Leiste 39 mit einem Paar elastischer
Elemente 46 ausgestattet, welche frei entlang eines Paares
gerader Längsnuten 47 gleiten können, die parallel
zueinander in der Oberfläche 40 der Leiste 39 eingebracht
sind.
Das U-förmige Glied 46 umfaßt ein Paar einander
gegenüberstehender oberer und unterer Zinken 48 und 49,
die leicht auseinanderstehen, wenn das elastische Glied 46
inaktiv ist. Die U-förmigen elastischen Glieder 46 sind
insofern unsymmetrisch ausgebildet, als die obere Zinke 48
jedes Gliedes länger als die untere Zinke 49 ist. Das
U-förmige elastische Glied 46 wird durch eine
entsprechende Nut 47 gezogen. Die obere Zinke 48 besitzt
ein freies Ende 50, dessen Dicke allmählich linear zunimmt
und der Zinke ein sich erweiterndes Längsprofil verleiht,
das eine geneigte Oberfläche 51 definiert, welche in die
entgegengesetzte Richtung zur ersten Greifbacke 45 weist.
Wie insbesondere aus den Fig. 5, 6 und 7 hervorgeht, ist
die quer aufragende, auf dem freien Ende der Leiste 39
gebildete Stufe 42 mit Schlitzen 54 versehen, die sich in
Längsrichtung der Leiste 39 erstrecken. In die Schlitze 54
sind Regulierblöcke 53 eingepaßt. Die Regulierblöcke 53
besitzen geneigte Oberflächen 52 (Fig. 5) am Boden und in
Höhe der Längsnuten 47.
Die geneigten Oberflächen 52 definieren zusammen mit der
ersten Greifbacke 45 einen sich erweiternden Schlitz 58
(vgl. Fig. 6), in welchen ein freies Ende 50 jeder oberen
Zinke 48 des U-förmigen Gliedes 46 eingefügt ist. Das
freie Ende der oberen Zinke 48 definiert eine zweite
Greifbacke der Vorrichtung 19 zum Greifen des
plattenförmigen Werkstückes. In dem sich erweiternden
Schlitz 58 wird die zweite Greifbacke 50 in der Weise
verschoben, daß sich die oberen Zinken 48 und die unteren
Zinken 49 jedes U-förmigen Gliedes 46 infolge der
Verschiebung des U-förmigen Gliedes 46 auf der Leiste 39
in Längsrichtung derselben einander annähern.
Insbesondere springen, wenn die Greifvorrichtungen 19 und
20 inaktiv sind, die freien Enden 50 der oberen Zinken 48
aus den sich erweiternden Schlitzen 58 vor, nämlich in
eine Stellung, wie sie durch die gestrichelte Linie in den
Fig. 3, 4 und 5 und durch die ausgezogene Linie in Fig. 7
angegeben ist, und zwar aufgrund der elastischen Wirkung
der oberen und unteren Zinken 48 und 49, die bestrebt
sind, auf Abstand zu bleiben.
Wenn die U-förmigen Glieder 46 in eine Richtung verschoben
werden, in der die freien Enden 50 der oberen Zinken 48
von der ersten Greifbacke 45 fortbewegt weden, wirkt die
zweite Greifbacke 50 auf die Regulierblöcke 53 ein, die
sich auf dem freien Ende der Leiste 39 befinden. Infolge
der kombinierten Einwirkung der beiden einander
gegenüberliegenden geneigten Oberflächen 51, 52 auf die
zweite Greifbacke 50 und den Regulierblock 53 wird die
zweite Greifbacke 50 kräftig gegen die erste Greifbacke 45
gepreßt und somit in Richtung auf die untere Zinke
gebogen. Die obere Zinke 48 ist an der ersten Greifbacke
45 blockiert.
Dementsprechend kann das plattenförmige Werkstück 5
zwischen der zweiten Greifbacke 50 und der ersten
Greifbacke 45 druckverriegelt werden, wobei eine Seite 16
derselben (vgl. Fig. 5) in den Querkanal 43 (vgl. Fig. 7)
im freien Ende der Leiste 39 eingefügt wird.
Es sei erneut hervorgehoben, daß das freie Ende 50 der
oberen Zinken 48, die die zweiten Greifbacken jeder
Greifvorrichtung 19, 119 und 20 definieren, so ausgebildet
ist, daß es mit der ersten Greifbacke 45 zusammenwirkt,
die durch den stirnseitigen Rand der Leiste 39 definiert
ist, um das plattenförmige Werkstück 5 zu erfassen.
Wie am deutlichsten aus Fig. 5 hervorgeht, ist ein
Blattfederelement 60 vorgesehen, das jede Gefahr einer
Beschädigung der Oberfläche des erfaßten plattenförmigen
Werkstückes vermeidet, welches zwischen die obere Zinke 48
jedes U-förmigen elastischen Gliedes 46 und die erste
Greifbacke 45 eingefügt ist. Die Blattfeder 60 kann
beispielsweise eine unsymmetrische U-Form wie das
U-förmige Glied 46 besitzen. Das Blattfederelement 60 wird
durch die Leiste 39 fest gegen einen axialen
Kontrollanschlag 61 gedrückt, der durch einen am Boden
jeder Längsnut 47 gebildeten Vorsprung definiert ist. Der
axiale Kontrollanschlag 61 ist parallel zur Stirnseite der
ersten Greifbacke 45 und gegenüber einer unteren
Oberfläche 63 (vgl. Fig. 5) der oberen Zinke 48 des
U-förmigen elastischen Gliedes 46 angebracht.
Dementsprechend kann das Blattfederelement 60 direkt auf
die Seite 16 des plattenförmigen Werkstückes 5 anstelle
der gleitenden zweiten Greifbacke 50, am oberen Zinken 48
des U-förmigen elastischen Gliedes 46 einwirken, wenn sich
die untere Zinke 48 in bezug auf die erste Greifbacke 45
vorwärtsbewegt.
Wie am besten in den Fig. 4 und 7 dargestellt ist, werden
die U-förmigen elastischen Glieder 46 durch ein gleitendes
Antriebselement (Kupplungselement) angetrieben, das durch
Stäbe definiert wird, die sich auf dem Bodenabschnitt der
Leiste 39 frei in Längsnuten 47 bewegen. Das gleitende
Antriebselement 65 wird seinerseits durch einen an sich
bekannten Mechanismus betätigt (nicht dargestellt) ,
beispielsweise durch pneumatische oder hydraulische
Betätigungsglieder, die entweder von der Leiste 39 oder
direkt von den Stützgliedern 12, 13 und 14 getragen und
durch die Steuereinheit der Vorrichtung 10 zur
Positionierung plattenförmiger Werkstücke gehaltert werden.
Zurückkommend auf Fig. 4 sind die U-förmigen elastischen
Glieder 46 zum Zwecke des leichteren Entfernens lösbar mit
den Antriebselementen 65 verbunden, und zwar durch eine
Brückenklemme 66 bekannter Bauart. Insbesondere greift die
Brückenklemme 46 in entsprechende, einander
gegenüberstehende benachbarte Enden 68 und 69 des
U-förmigen elastischen Gliedes 46 und des gleitenden
Antriebselementes 65 ein, wobei sie eine
schwalbenschwanzförmige Ausprägung an den Enden besitzen.
Die Brückenklemme 66 ist gleichzeitig durch seitliche
Aussparungen (70) an den oberen und unteren Seiten der
Leiste 39 in Fig. 3 in den schwalbenschwanzförmigen
Abschnitten befestigt. Das U-förmige elastische Glied 46
und das gleitende Antriebselement 65 werden durch Blöcke
71 dicht zusammengehalten, die in die seitlichen
Aussparungen 70 eingefügt sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind also die
U-förmigen elastischen Glieder 46 austauschbar, so daß sie
schnell ausgewechselt werden können, um die
Greifvorrichtungen 19, 119 und 20 schnell an
plattenförmige Werkstücke 5 unterschiedlicher Typen und
Dicken anzupassen.
Die vorliegende Ausführungsform der Vorrichtung zur
Positionierung plattenförmiger Werkstücke arbeitet wie
folgt:
Die Werkstückpositionierungsvorrichtung 10 bleibt mit
ihren Greifvorrichtungen 19, 119 und 20 normalerweise
offen, wobei die zweiten Greifbacken 50 von den Schlitzen
58 und den Leisten 39 abstehen. Dann wird in bekannter
Weise die Werkstückpositionierungsvorrichtung 10 in
Richtung auf das zu greifende Werkstück 5 bewegt, wobei
die obere und die rechte Seite 16 und 18 des
plattenförmigen Werkstückes 5 (in Fig. 1) in die
Querkanäle 43 der Leiste 39 der ersten und zweiten
Werkstückgreifer 20 und 119 eingebracht werden. Dann wird
das zweite Stützglied 12 entlang des ersten Stützgliedes
13 in der Weise bewegt, daß die linke Seite 15 des
plattenförmigen Werkstückes 5 in Fig. 1 in den Querkanal
43 der Leiste 39 der vom zweiten Stützarm 12 gehalterten
Greifvorrichtung 19 eingebracht wird.
Anschließend werden die ersten, zweiten und dritten
Greifvorrichtungen 19, 119 und 20 verriegelt, wobei die
gleitenden Antriebselemente 65 so verschoben werden, daß
die U-förmigen elastischen Glieder 46 in bezug auf die
erste Greifbacke 45 jeder Leiste 39 zurückbewegt werden.
Zusammen mit diesen Gliedern 46 werden die zweiten
Greifbacken 50 in die Schlitze 58 der Leisten 39
zurückbewegt. Damit werden die oberen Zinken 48 umgebogen,
wobei das feststehende schützende Federelement 60 zwischen
die oberen Zinken 48 und das plattenförmige Werkstück 5
eingefügt wird und eine Bodenoberfläche des Werkstückes in
Kontakt mit der ersten Greifbacke 45 gelangt.
Zu diesem Zeitpunkt ist das plattenförmige Werkstück 5
sicher entlang dreier seiner vier Seiten gefaßt und kann
daher mit hohen Geschwindigkeiten ohne das Risiko der
Verformung des Werkstückes 5 bewegt werden, da
Verformungen durch die Steifigkeit der Stützelemente 12,
13 und 14 in ihren durch die Richtungen X, Y und Y, Z
definierten jeweiligen Ebenen verhindert werden.
Um die Werkstücke bzw. Bleche 5 unter Verwendung der
Stanzstempel 4 der Werkstückbearbeitungsmaschine 2 zu
bearbeiten, muß die Werkstückpositionierungsvorrichtung 10
unter den Kopf 1 der Bearbeitungsmaschine 2 bewegt werden,
insbesondere auf das Niveau der ersten, zweiten und
dritten Stützelemente 12, 13 und 14. Bei der vorliegenden
Ausführungsform der Erfindung werden die
Werkstückpositionierungsvorrichtung 10 und der Kopf 1 der
Bearbeitungsmaschine 2 daran gehindert, sich gegenseitig
zu blockieren, und zwar aufgrund der Tatsache, daß das
Werkstück 5 durch die Greifvorrichtungen 19, 119 und 20
gehalten wird, die genügend lang sind und gegenüber den
größeren Stützelementen 12, 13 und 14 vorspringen.
Weiter besitzen bei der vorliegenden Ausführungsform die
Greifvorrichtungen 19, 119 und 20 dank ihrer oben
erläuterten Struktur eine beträchtliche Steifigkeit und
ein großes Greifvermögen, trotz ihrer erheblichen Länge
und reduzierten Dicke. Dies rührt daher, daß die
Greifvorrichtungen 19, 119 und 20 durch die Zugkräfte der
gleitenden Antriebselemente 65 gesichert werden, so daß
jede Greifvorrichtung 19, 119 und 20, solange sie in
Stellung bleibt, einer axialen Zugbelastung auf das
U-förmige elastische Glied 46 sowie einer
Kompressionsbelastung auf die Leiste 39 ausgesetzt ist.
Diese Spannungen vereinigen sich und halten die
Greifvorrichtungen 19, 119 und 20 steif.
Am Ende des Bearbeitungsprozesses wird das plattenförmige
Werkstück 5 durch bloßes Drücken der gleitenden
Antriebselemente 65 mit Hilfe von Betätigungsorganen in
Vorwärtsrichtung relativ zur ersten Greifbacke 45
freigegeben, so daß die zweite Greifbacke 50 aus den
Schlitzen 58 der Leiste 39 heraustritt. Das U-förmige
elastische Glied 46 kann entfernt werden, wenn nötig durch
Entfernen der Blöcke 71 und der Klemme 66 und einfaches
Verschieben des U-förmigen elastischen Gliedes 46 nach
oben aus der Längsnut 47 heraus.
Claims (15)
1. Werkstückpositionierungsvorrichtung zum Positionieren
eines plattenförmigen Werkstückes in bezug auf die
Bearbeitungsstellung einer Maschine zur Bearbeitung
plattenförmiger Werkstücke,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung folgende Komponenten aufweist:
- - einen Rahmen (26);
- - ein erstes Stützglied (13), das am Rahmen montiert ist, sich in einer ersten Richtung erstreckt und sich in einer parallel zur ersten Richtung gelegenen Ebene in zwei Richtungen frei bewegen kann;
- - eine erste Werkstückgreifvorrichtung (20), die vom ersten Stützelement gehalten wird, zum Ergreifen des plattenförmigen Werkstückes;
- - ein zweites Stützelement (12), das am ersten Stützelement montiert ist und sich in der Ebene in einer zweiten Richtung erstreckt; und
- - eine zweite Werkstückgreifvorrichtung (19), die vom zweiten Stützelement gehalten wird, zum Ergreifen des plattenförmigen Werkstückes aus einer Richtung, aus der die erste Greifvorrichtung das plattenförmige Werkstück greift.
2. Werkstückpositionierungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene,
in welcher sich das erste Stützglied befindet, eine
senkrechte Ebene ist.
3. Werkstückpositionierungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine der ersten Werkstückgreifvorrichtungen und der
zweiten Werkstückgreifvorrichtungen folgende
Komponenten aufweisen:
- - eine erste Greifbacke, die auf dem Stützglied montiert ist und gegenüber demselben übersteht;
- - eine zweite Greifbacke, die auf dem Stützglied montiert ist, gegenüber demselben übersteht und sich frei in der Überstandsrichtung bewegen kann;
- - Mittel zum Vorspannen der zweiten Greifbacke gegen die erste Greifbacke, wenn die zweite Greifbacke gegen das Stützelement bewegt wird; und
- - Mittel zum Bewegen der zweiten Greifbacke gegen das Stützelement.
4. Werkstückpositionierungsvorrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch:
- - ein drittes Stützglied (14), das am ersten Stützglied (13) montiert ist und sich in einer Richtung parallel zum zweiten Stützglied (12) erstreckt; und
- - eine dritte Werkstückgreifvorrichtung (119), die vom dritten Stützglied (14) gehalten wird, zum Greifen des plattenförmigen Werkstückes aus einer Richtung, die derjenigen Richtung entgegengesetzt ist, aus der die zweite Werkstückgreifvorrichtung das plattenförmige Werkstück greift.
5. Werkstückpositionierungsvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die durch
die erste und die zweite Richtung definierte Ebene
eine waagrechte Ebene ist.
6. Werkstückpositionierungsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine der ersten, zweiten und dritten
Werkstückgreifvorrichtungen folgende Komponenten
aufweist:
- - eine erste Greifbacke, die auf dem Stützelement montiert ist und gegenüber demselben übersteht;
- - eine zweite Greifbacke, die auf dem Stützelement montiert ist, gegenüber demselben übersteht und sich frei in der Überstandsrichtung bewegen kann;
- - Mittel zum Vorspannen der zweiten Greifbacke gegen die erste Greifbacke, wenn die zweite Greifbacke gegen das Stützelement bewegt wird; und
- - Mittel zum Bewegen der zweiten Greifbacke gegen das Stützelement.
7. Werkstückpositionierungsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
das zweite oder das dritte Stützglied entlang des
ersten Stützgliedes bewegbar ist.
8. Werkstückpositionierungsvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter
Erfassungsmittel aufweist, die auf mindestens der
ersten, oder der zweiten, oder der dritten
Werkstückgreifvorrichtung zur Erfassung des
ergriffenen plattenförmigen Werkstückes angebracht ist.
9. Werkstückpositionierungsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das zweite
Stützelement (12) am ersten Stützelement (13)
befestigt ist, und daß das erste Werkstückgreifmittel
in Richtung senkrecht sowohl zur Erstreckungsrichtung
als auch zur Bewegungsrichtung des zweiten
Stützelementes bewegbar ist, so daß die erste
Werkstückgreifvorrichtung nicht die Bewegungsbahn des
zweiten Stützelementes behindert.
10. Werkstückgreifvorrichtung, die an einem Stützelement
einer Werkstückpositionierungsvorrichtung zum
Positionieren eines plattenförmigen Werkstückes in
Bezug auf eine Bearbeitungsposition einer
Werkstückbearbeitungsmaschine befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Greifvorrichtung folgende Komponenten aufweist:
- - eine erste Greifbacke, die auf dem Stützelement montiert ist und gegenüber demselben vorspringt;
- - eine zweite Greifbacke, die auf dem Stützelement montiert ist, gegenüber demselben übersteht und sich frei in der Überstandsrichtung bewegen kann;
- - Mittel zum Vorspannen der zweiten Greifbacke gegen die erste Greifbacke, wenn die zweite Greifbacke gegen das Stützelement bewegt wird; und
- - Mittel zum Bewegen der zweiten Greifbacke gegen das Stützelement.
11. Werkstückgreifvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorspannmittel einen sich erweiternden
Oberflächenabschnitt an der Rückseite der zweiten
Greifbacke sowie einen an der ersten Greifbacke
montierten Regulierblock aufweisen, der den sich
erweiternden Oberflächenabschnitt der zweiten
Greifbacke berührt.
12. Werkstückgreifvorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Bewegungsmittel für die zweite Greifbacke in der
Stützvorrichtung vorhanden sind.
13. Werkstückgreifvorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter
ein Kupplungsmittel aufweist, das mit den
Bewegungsmitteln der zweiten Greifbacke verbunden ist,
wobei die zweite Greifbacke lösbar mit dem Element
verbunden ist.
14. Werkstückgreifvorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter
U-förmige elastische Mittel (46) mit einem Paar Zinken
(48, 49) aufweist, die verschiedene Längen besitzen,
wobei die zweite Greifbacke am freien Ende des
längeren Zinken (48) vorgesehen ist.
15. Werkstückgreifvorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter
ein Schutzelement zwischen der ersten und der zweiten
Greifbacke zum Schutze des zwischen der ersten und der
zweiten Greifbacke gefaßten plattenförmigen
Werkstückes aufweist.
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