DE4100148C2

DE4100148C2 -

Info

Publication number: DE4100148C2
Application number: DE19914100148
Authority: DE
Inventors: Franz Stockerau At Holy
Original assignee: MASCHINENFABRIK HEID AG STOCKERAU AT
Current assignee: HOLY, FRANZ, STOCKERAU, AT
Priority date: 1990-01-11
Filing date: 1991-01-04
Publication date: 1992-04-30
Also published as: AT395298B; DE4100148A1; ATA5090A

Description

Die Erfindung betrifft eine Palette zur Bereitstellung, zur Aufnahme und zum Transport von Werkstücken, vorzugsweise von Futterteilen, im Zuge der Bearbeitung auf automatisierten Pro duktionsanlagen, mit einem Grundrahmen und mit parallelen Halteleisten mit Backen, zwischen welchen die Futterteile in Reihen gehalten sind, wobei für jede Reihe von Futterteilen je weils ein Paar von einander gegenüberliegenden Halteleisten vor gesehen und die beiden Halteleisten eines jeden Paares mittels eines Verstellantriebes, insbesondere mit Hilfe mindestens einer an sich bekannten Spindel mit Links- und Rechtsgewinde, bezüg lich der Mittelachse der Futterteilreihe zentrisch zueinander bzw. auseinander verschiebbar sind und jeweils einander gegen überliegende Backen die Futterteile zentrierend halten.

Moderne Produktionsanlagen verfügen über Belade- und Entlade einrichtungen mit Greifern, die aus Paletten Rohlinge bzw. Werk stücke entnehmen, einer Bearbeitung zuführen und sodann wieder in der Palette ablegen. Die Werkstücke müssen auf der Palette geordnet nach einem System (Koordinatensystem bzw. Rastermaß) bereitgestellt sein, damit im Zuge der Programmsteuerung ein Zu griff durch die Beladeeinrichtung wie auch ein Ablegen möglich ist. Dabei ist es meist erforderlich, daß unabhängig vom Werk stückdurchmesser die Mittelachse eines Futterteiles auf einer Palette ortsfest bleibt, so daß der Greifer genau definierte Po sitionen anfahren kann. Als Greifer werden solche mit drei im Winkel von 120° zueinander versetzten Greiferfingern verwendet.

Es sind Paletten bekannt, deren Rechteckrahmen eine Loch platte als Bodenplatte zum Aufstecken von Backen oder Halterun gen für die Werkstücke aufweist. Das Vorrichten dieser Paletten ist in höchstem Maße zeitaufwendig und erfordert genaues Arbei ten. Die aufgesteckten Backen sind meist nicht sehr fest fixier bar und können bei Erschütterungen leicht herausfallen. Darüber hinaus ist eine stufenlose Einstellung auf unterschiedliche Fut terteile nicht möglich. Ziel der bekannten Baukastensysteme ist es, möglichst wandelbar und daher vielseitig verwendbar zu sein. Dabei hat sich herausgestellt, daß Systeme, die über Klemmleisten paare verfügen, von welchen jeweils eine starr fixiert und die jeweils andere in einem Lochraster versetzbar angeordnet ist, in der Praxis stabiler sind und kaum Anlaß zu Fehleinstellungen geben. Diese halbflexiblen Systeme sind zudem auch preisgünsti ger als vollflexible Systeme. Als nachteilig wurde angesehen, daß die Werkstückmittelachsen (Futterteilmittelachsen) nicht unab hängig vom Außendurchmesser relativ zur Palette ortsfest blei ben, so daß bei Veränderung der Paletteneinstellung auch die Mit telpunkte wandern und daher die Programmierung des Dreipunkt- Greifers verändert und den neuen Mittelachsenpositionen ange paßt werden muß.

Aus der AT-PS 3 88 904 ist eine Palette bekannt, deren die Backen tragende Halteleisten paarweise zueinander und auseinan der durch einen gemeinsamen Verstellantrieb, beispielsweise durch mindestens eine links- und rechtsgängige Spindel, zentrisch ver schiebbar sind. Damit bleiben die Mittelachsen der bearbeiteten Futterteile unabhängig von ihren Durchmessern ortsfest und die Dreipunktgreifer können unabhängig von den vorgenannten Durchmes sern immer dieselben Koordinaten bei der Werkstückentnahme bzw. beim Beladen einer Palette anfahren. Die Backen sind gemäß dem Stand der Technik beiderseits V-förmig ausgebildet, so daß sich zweimal zwei Anlageflächen zwischen den Backen und jedem Futter teil ergeben.

Die Verwendung der üblichen Dreipunktgreifer mit um 120° zu einander versetzten Greiferfingern kann bei der vorgenannten Pa lette infolge der vier Anlageflächen zu Kollisionen des Greifers mit den Backen führen, wenn die Futterteile in die Palette einge legt oder aus dieser entnommen werden.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein kollisionsfreies Einlegen von Futterteilen in eine Palette mit den herkömmlichen Greifern sowie einen größeren Durchmesserspielraum der Futterteile auf der Palette zu ermöglichen.

Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der eine Backen eines jeden Backenpaares zwei zur Verstellrich tung symmetrisch angeordnete und einen Winkel α, insbesondere von 60°, zueinander einschließende Anlageflächen trägt und der andere Backen eine zur Verstellrichtung normal liegende Anlage fläche aufweist und daß der Vorschub des Verstellantriebes für die Halteleisten mit den Backen mit je zwei Anlageflächen um den Faktor

größer bzw. bei α = 60° doppelt so groß ist, wie der Vor schub des Verstellantriebes für die Halteleisten mit den Backen mit je einer Anlagefläche. Die drei Anlageflächen der Backen bilden bei der bevorzugten Ausführungsform im Grundriß ein gleichseitiges Dreieck, wobei zwei der Seiten einen V-förmigen Halteteil mit einem Winkel von 60° auf dem einen Backen und die dritte Seite die dem V-förmigen Halteteil gegenüberliegende dritte Anlagefläche darstellen. Zur Beibehaltung des Inkreis- Mittelpunktes muß der V-förmige Backen bei der Verstellung und Anpassung an einen Durchmesser eines Futterteiles im gleichen Zeitraum den doppelten Weg zurücklegen wie der gegenüberliegen de Backen. Dies kommt daher, daß der Weg des letztgenannten Backens den Haltedurchmesser für einen Futterteil unmittelbar um den Verstellweg verändert, während ein Verschieben des V-förmi gen Backens eine Wegverlängerung im Ausmaß von

bedingt. Daher muß der Vorschub des Verstellantriebs für die V-förmigen Backen mit 60° Winkel bzw. für die diese tragenden Halte leisten doppelt so groß sein, wie jener der gegenüberliegenden Backen bzw. Halteleisten. Die Ausrichtung der drei Anlageflächen nach einem gleichseitigen Dreieck bewirkt einen maximalen Frei raum zwischen den drei Berührungs- oder Haltepunkten des Werk stückes und der Backen, so daß ein Greifer mit drei Greiferfin gern, die zueinander um 120° versetzt sind, in diesen Freiraum eingreifen und das Werkstück kollisionsfrei erfassen bzw. able gen kann.

Wird die Geometrie nicht einem gleichseitigen Dreieck folgend gewählt, und weicht daher der Winkel α von 60° ab, dann gilt für die Vorschubbeziehung allgemein

so daß der Vorschub des V-förmigen Backens um den Faktor

gegenüber dem Vorschub des gegenüberliegenden Backens abweicht.

Es ist zweckmäßig, wenn der Gewindeteil der Spindel bzw. Spin deln des Verstellantriebes für die Halteleisten mit den Backen mit je zwei Anlageflächen im Winkel α= 60° doppelt so große Stei gung aufweist, wie jene des Gewindeteiles der gegenüberliegenden Backen. Damit kann auf einfachste Weise die unterschiedliche Über setzung für die einander gegenüberliegenden Halteleisten bzw. Backen erzielt werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Palette gemäß der Erfindung im Schrägriß und Fig. 2 als Detail die geometrische Anordnung der einander gegenüberliegenden Backen.

Gemäß Fig. 1 sind auf einem Grundrahmen 1 zwei parallel zuein ander angeordnete Spindeln 2 drehbar gelagert. Ferner sind mehre re einander paarweise gegenüberliegende Halteleisten mit Backen als Halterung für zylindrische Futterteile (Werkstücke) auf dem Grundrahmen verfahrbar. Aus Gründen der besseren Übersichtlich keit sind nur die Halteleisten 3 und 4 dargestellt, die die Backen 5 und 6 tragen. Die Halteleisten 3 und 4 sind zueinander und voneinander auf dem Grundrahmen 1 durch die Spindeln 2 ver schiebbar, so daß die Backen 5, 6 auf den jeweiligen Durchmesser einer Werkstückserie eingestellt werden können. Dazu weisen die Spindeln 2 jeweils sowohl ein Linksgewinde 7 als auch ein Rechts gewinde 8 auf, wobei diese beiden Gewindeabschnitte auf den Spindeln 2 aneinanderschließen. Muttern 9, 10 laufen auf den Spindelabschnitten bei Drehung der Spindeln 2 gegensinnig. Mit den Muttern 9, 10 sind die Halteleisten 3, 4 über Führungspro file verbunden, so daß es je nach Drehrichtung der Spindeln zu einer gegenseitigen Annäherung oder Entfernung der Backen kommt.

Die Anlageflächen der Backen 5, 6 sind nicht symmetrisch ausge bildet, sondern es liegt eine senkrecht zur Verstellrichtung an geordnete Anlagefläche 11 auf dem einen Backen 5 zwei winkelför mig oder V-förmig gespreizten Anlageflächen 12, 13 auf dem Backen 6 gegenüber. Dadurch liegt ein zylindrisches Werkstück, also ein Futterteil, nur an drei Punkten an den Backen 5 und 6 an (Fig. 2) und ein Dreipunktgreifer einer Beladeeinrichtung bzw. eines Manipulators kann mit seinen drei Fingern 14, 15, 16 kollisionsfrei in den Freiraum zwischen den drei Berührungspunk ten des Futterteils eingreifen. Bei Vierpunktanlage, wie dies etwa bei zwei symmetrischen V-förmigen Backen der Fall ist, kann die Verwendung der üblichen Dreipunktgreifer zu Kollisionen füh ren. Es hat daher die Formgebung der Backen mit drei Anlageflächen wesentliche Vorteile. Anders als bei symmetrischen Backen läßt eine synchrone Verschiebung der beiden Backen um jeweils gleiche Wegstrecken bei den hier beschriebenen neuen Formgebungen die Mittelachse für ein zylindrisches Werkstück nicht ortsfest. Es bleibt also die Mittelachse, auf die der Greifer eingestellt ist, nicht starr bzw. invariant bezüglich des eingestellten Backen abstandes.

Wenn man Fig. 2 heranzieht, dann erkennt man, daß die drei Anlageflächen 11, 12, 13′ im Grundriß ein gleichseitiges Drei eck bilden. Ein Futterteil 17 ist als Inkreis mit dem Radius R des Dreieckes eingezeichnet. Soll der Mittelpunkt (die Mittel achse) 18 auch bei Verkleinerung des Radius des Futterteiles gleich bleiben, dann müssen die Backen 5 und 6 anders als bis her um unterschiedliche Wegstrecken verschoben werden. Die Beziehung zwischen dem Radius R und dem Verschiebungsweg a er gibt sich wie folgt:

Handelt es sich um ein gleichseitiges Dreieck, wie im bevorzug ten Ausführungsbeispiel, dann beträgt der Winkel α = 60°. Obige Beziehung lautet dann:

Somit muß der Backen 6 um den zweifachen Weg des Backens 5 ver schoben werden, dann bleibt die Lage der Mittelachse 18 von der Abstandsanpassung der Backen 5, 6 an verschiedene Futterteil durchmesser unberührt. Zurück zu Fig. 1 bedeutet dies, daß die Spindelhälfte 8 mit doppelt so großer Gewindesteigung ausgeführt wird als die Spindelhälfte 7.

Die Darstellung in Fig. 2 läßt noch einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Backen erkennen: Im Gegensatz zu V-förmigen Backen können die erfindungsgemäßen Backen näher aneinanderge rückt werden. Bei Verkleinerung des gleichseitigen Dreiecks (strichpunktiert angedeutet) können die Backen 5 und 6 noch wei ter ineinandergreifen, als dies dargestellt ist. Damit können Futterteile über einen wesentlich größeren Durchmesserbereich er faßt werden, als dies bisher der Fall war.

Claims

1. Palette zur Bereitstellung, zur Aufnahme und zum Transport von Werkstücken, vorzugsweise von Futterteilen, im Zuge der Bear beitung auf automatisierten Produktionsanlagen, mit einem Grundrahmen und mit parallelen Halteleisten mit Backen, zwi schen welchen die Futterteile in Reihen gehalten sind, wobei für jede Reihe von Futterteilen jeweils ein Paar von einander gegenüberliegenden Halteleisten vorgesehen und die beiden Hal teleisten eines jeden Paares mittels eines Verstellantriebes, insbesondere mit Hilfe mindestens einer Spin del mit Links- und Rechtsgewinde, bezüglich der Mittelachse der Futterteilreihe zentrisch zueinander bzw. auseinander ver schiebbar sind und jeweils einander gegenüberliegende Backen die Futterteile zentrierend halten, dadurch gekennzeich net, daß der eine Backen (6) eines jeden Backenpaares (5, 6) zwei zur Verstellrichtung symmetrisch angeordnete und einen Winkel α, insbesondere von 60°, zueinander einschließende An lageflächen (12, 13) trägt und der andere Backen (5) eine zur Verstellrichtung normal liegende Anlagefläche (11) aufweist, und daß der Vorschub des Verstellantriebes für die Halteleisten (4) mit den Backen (6) mit je zwei Anlageflächen (12, 13) um den Faktor größer bzw. bei α = 60°, doppelt so groß ist, wie der Vorschub des Verstellantriebes für die Halteleisten (3) mit den Backen (5) mit je einer Anlagefläche (11).

2. Palette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ge windeteil (8) der Spindel (2) bzw. Spindeln des Verstellan triebes für die Halteleisten (4) mit den Backen (6) mit je zwei Anlageflächen (12, 13) im Winkel von α = 60° eine doppelt so große Steigung aufweist, wie jene des Gewindeteils (7) zum Antrieb der gegenüberliegenden Backen (5).