DE4130097A1 - Vorrichtung zum selbsttaetigen austauschen von gegenstaenden, insbesondere paletten- und/oder werkstueckwechsler fuer werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Austauschen von behandelten Gegenständen, an oder mit denen ein vorbestimmter Arbeitsvorgang ausgeführt worden ist, durch zu behandelnde Gegenstände, an oder mit denen der vorbestimmte Arbeitsvorgang ausgeführt werden soll.

Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt als Pa­ letten- und/oder Werkstückwechsler für Werkzeugmaschinen ausgebildet ist und angewandt wird, kann sie jedoch auch für das selbsttätige Austauschen von verschiedensten ande­ ren Gegenständen ausgebildet und verwendet werden, wie bei­ spielsweise zum Austauschen von gefüllten Behältnissen, wie Flaschen, Dosen o. dgl., gegen leere Behältnisse, oder zum Aus tauschen von verpackten Gegenständen gegen unverpackte Gegenstände, sowie von in irgendeiner vorbestimmten Weise be- oder verarbeiteten Gegenständen gegen solche Gegen­ stände, die in dieser vorbestimmten Weise be- oder verar­ beitet werden sollen etc.

Eine große Anzahl der bisher verfügbaren Vorrichtungen zum selbsttätigen Austauschen von behandelten Gegenständen, an oder mit denen ein vorbestimmter Arbeitsvorgang ausgeführt worden ist, gegen zu behandelnde Gegenstände, an oder mit denen der vorbestimmte Arbeitsvorgang ausgeführt werden soll, ist speziell auf die vom gleichen Hersteller herge­ stellten Maschinen, Vorrichtungen, Einrichtungen o. dgl. ab­ gestimmt, mittels deren der vorbestimmte Arbeitsvorgang ausgeführt wird, und eignen sich nicht für den Anbau an an­ dere Maschinen, Vorrichtungen, Einrichtungen o. dgl. Das gilt insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, für Paletten- und/oder Werkstückwechsler an Werkzeugmaschinen.

Zwar gibt es auf dem Gebiet der Paletten- und/oder Werk­ stückwechsler für Werkzeugmaschinen auch solche Paletten- und/oder Werkstückwechsler, die an vorhandene Werkzeugma­ schinen anbaubar sind. Jedoch sind derartige Palettenwechs­ lersysteme sehr raumaufwendig, so daß sie in der Praxis die Bedienung der Werkzeugmaschinen behindern und/oder sich der Palettenwechsel umständlich gestaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher insbesondere, eine Vor­ richtung zum selbsttätigen Austauschen von behandelten Ge­ genständen, an oder mit denen ein vorbestimmter Arbeitsvor­ gang ausgeführt worden ist, gegen zu behandelnde Gegen­ stände, an oder mit denen ein vorbestimmter Arbeitsvorgang ausgeführt werden soll, zur Verfügung zu stellen, welche

• 1) dazu geeignet ist, an eine Vielzahl von bereits vor­ handenen Maschinen, Vorrichtungen, Einrichtungen o. dgl. angebaut zu werden, mit denen der vorbestimmte Arbeitsvorgang ausgeführt werden kann,
• 2) relativ kompakt ist, so daß sie in der Praxis die Be­ dienung der für den vorbestimmten Arbeitsvorgang vor­ gesehen Maschinen, Vorrichtungen, Einrichtungen o. dgl. möglichst wenig behindert, und
• 3) so ausgebildet ist, daß sich der selbsttätige Aus­ tausch der Gegenstände verhältnismäßig einfach gestal­ tet.

Insbesondere soll mit der vorliegenden Erfindung ein Palet­ ten- und/oder Werkstückwechsler für Werkzeugmaschinen zur Verfügung gestellt werden, der sich für den Anbau an be­ reits vorhandene wie auch an neue Werkzeugmaschinen eignet, ohne die Bedienung dieser Werkzeugmaschinen wesentlich zu behindern, und der einen verhältnismäßig einfachen Palet­ ten- und/oder Werkstückwechsel ermöglicht.

Die vorstehende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Austauschen von Gegenständen, insbesondere mit einer Paletten- und/oder Werkstückwechselvorrichtung für Werkzeugmaschinen, gelöst, welche folgendes umfaßt:

• a) eine Schwenkarmvorrichtung, die mittels wenigstens ei­ nes Schwenklagers auf einem Ständer verschwenkbar ge­ lagert ist;
• b) eine Schwenkarm-Betätigungsvorrichtung zum Verschwen­ ken der Schwenkarmvorrichtung;
• c) eine Dreharmvorrichtung, die mittels wenigstens eines Drehlagers verdrehbar gelagert ist, wobei das Drehla­ ger im Abstand von dem Schwenklager angeordnet und auf dem Schwenkarm angebracht ist;
• d) eine Dreharm-Betätigungsvorrichtung zum Verdrehen der Dreharmvorrichtung; und
• e) wenigstens eine erste und zweite Halte- oder Tragvor­ richtung für jeweils einen oder mehrere Gegenstände, wobei die erste und zweite Halte- oder Tragvorrichtung so auf der Dreharmvorrichtung angebracht oder selbst­ tätig anbringbar ist, daß die erste Halte- oder Trag­ vorrichtung durch Verdrehen der Dreharmvorrichtung um einen vorbestimmten Drehwinkel in die Position der zweiten Halte- oder Tragvorrichtung bringbar ist, und umgekehrt.

Eine solche Vorrichtung ist infolge der kombinierten Schwenk- und Drehbewegungen, durch die relativ vielseitige Bewegungsabläufe realisiert werden können, an verschieden­ ste vorhandene Maschinen, Vorrichtungen, Einrichtungen o. dgl. anpaßbar.

Weiterhin ist die vorstehende Vorrichtung infolge des funk­ tionellen Zusammenwirkens der Schwenk- und Drehbewegungen verhältnismäßig kompakt, so daß sie ziemlich viel Raum für die Bedienung der Maschine, Vorrichtung, Einrichtung o. dgl., an die sie angebaut wird, freiläßt.

Außerdem gestaltet sich der Austausch der Gegenstände bei dieser Vorrichtung nach der Erfindung relativ einfach, da die Drehvorrichtung nur um einen bestimmten Winkel weiter­ gedreht zu werden braucht, um von der Stellung des Aufneh­ mens der behandelten Gegenstände in die Stellung des Abge­ bens der zu behandelnden Gegenstände gebracht zu werden, wobei zum Weiterdrehen der Dreharmvorrichtung im allgemei­ nen nur ein beschränktes Verschwenken der Schwenkarmvor­ richtung genügt, um genügend Raum für das Weiterdrehen zur Verfügung zu haben.

Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch eine Hubvorrichtung zum An­ heben und Absenken der Dreharmvorrichtung allein oder zum gemeinsamen Anheben und Absenken der Schwenkarmvorrichtung und der Dreharmvorrichtung. Eine solche Hubvorrichtung er­ möglicht noch vielseitigere Bewegungen der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung beim Austauschen der jeweiligen Gegen­ stände, insbesondere ein vorteilhaftes Absetzen und Aufneh­ men der auszutauschenden Gegenstände.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung, die insbesondere als Werkstückwechselvorrichtung für Werkzeugmaschinen geeignet ist, zeichnet sich dadurch aus, daß die erste und zweite Halte- oder Tragvorrichtung wenigstens je eine Greifervorrichtung zum Ergreifen, Fest­ halten und Loslassen von mindestens je einem Gegenstand ist.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ist deren Ausbildung als Palettenwechselvor­ richtung, wozu die erste und zweite Halte- oder Tragvor­ richtung als wenigstens je eine erste und wenigstens je eine zweite Palette ausgebildet sind.

Besonders zu bevorzugen ist es, die Vorrichtung nach der Erfindung so auszubilden, daß sie sowohl als Palettenwech­ selvorrichtung als auch als Gegenstandswechselvorrichtung, insbesondere Werkstückwechselvorrichtung, verwendbar ist, indem die an der Dreharmvorrichtung vorgesehenen Ein- und Auskupplungsvorrichtungen zum selbsttätigen Anbringen und Lösen der Paletten auch zum lösbaren Befestigen der Grei­ fervorrichtungen auf der Dreharmvorrichtung verwendet wer­ den.

Die an den Paletten und der Dreharmvorrichtung vorgesehenen zusammenwirkenden Ein- und Auskupplungsvorrichtungen zum selbsttätigen Anbringen der Paletten an der Dreharmvorrich­ tung und zum selbsttätigen Lösen der Paletten von der Dreh­ armvorrichtung können insbesondere Ein- und Ausrastvor­ richtungen sein. Besonders bevorzugt sind diese Ein- und Ausrastvorrichtungen so ausgebildet, daß sie durch Anheben und Absenken der Dreharmvorrichtung relativ zu der aufzu­ nehmenden oder abzusetzenden Palette betätigbar sind, so daß dadurch die Paletten an die Dreharmvorrichtung einge­ hängt und aus der Dreharmvorrichtung ausgehängt werden kön­ nen.

Um die jeweilige Palette genau und sicher an der vorgese­ henen Stelle, insbesondere auf dem Maschinentisch einer Werkzeugmaschine, absetzen, positionieren und fixieren zu können, ist sie bevorzugt so ausgebildet, daß sie mit meh­ reren, vorzugsweise vier, Eingriffsbolzen, die auch als In­ dexe bezeichnet werden, an ihrer Unterseite versehen ist, welche in Aufnahmebohrungen einsenk- und -spannbar sind, die in einer Palettenfixiereinrichtung vorgesehen sind.

Diese Palettenfixiereinrichtung umfaßt mehrere, vorzugs­ weise vier, Fixierklötze, die mit je einer Aufnahmebohrung für einen der Eingriffsbolzen versehen und auf einem Pa­ letten- oder Maschinentisch anbringbar, insbesondere auf­ spannbar, sind.

Besonders bevorzugt sind um den inneren Umfang der Aufnah­ mebohrungen herum mehrere, vorzugsweise je drei, radial zu Aufnahmebohrung verstellbare Positionierungsbolzen zum Zen­ trieren der Eingriffsbolzen angeordnet, von denen einer als durch einen Verstellantrieb betätigbarer Verriegelungsbol­ zen zum seitlichen Andrücken des Eingriffsbolzens an die übrigen Positionierungsbolzen und zum lösbaren Verriegeln des jeweiligen Eingriffsbolzens in der Aufnahmebohrung durch Eingriffin eine Ausnehmung des Eingriffsbolzens aus­ gebildet ist, während die übrigen Positionierungsbolzen, die vorzugsweise Schraubbolzen sind, fest einstellbar sind.

Um außer einer exakten horizontalen Positionierung und Fi­ xierung der Paletten auch eine genaue vertikale Positionie­ rung und Fixierung derselben zu erreichen, wird es bevor­ zugt, daß die Ausnehmung des Eingriffsbolzens und das darin eintretende Ende des Verriegelungsbolzens zusammenwirkende Schrägflächen zum Andrücken einer an dem Eingriffsbolzen vorgesehenen Auflageschulter an eine am oder um den oberen Rand der Aufnahmebohrung vorgesehene Auflagefläche aufwei­ sen. Hierbei ist sowohl die Auflageschulter als auch die Auflagefläche vorzugsweise ringförmig.

Die vorstehend angegebene Art der Positionierung und Fixie­ rung der Paletten auf der Fläche, an der sie von der Palet­ tenwechselvorrichtung aufgenommen und abgesetzt werden, d. h. auf dem Paletten- oder Maschinentisch, hat u. a. den Vorteil, daß man die Paletten wegen der o.a. Positionierung und Fixierung, die auch als Prismenpositionierung und -fi­ xierung bezeichnet wird, durch den Eingriffsbolzen und die Aufnahmebohrung relativ sehr ungenau vorpositionieren kann, bevor sie durch Betätigung des Verriegelungsbolzens fixiert werden, d. h., die Herstellungstoleranzen der Palettenwech­ selvorrichtung können relativ sehr groß gehalten werden.

Obwohl zum Verschwenken der Schwenkarmvorrichtung und zum Verdrehen der Dreharmvorrichtung ein elektromotorischer Schwenk- bzw. Drehantrieb vorgesehen sein kann, wird es aus Gründen der kompakteren und kostengünstigeren Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt, hierfür, ebenso wie für die Betätigung der Hubvorrichtung und die Verstellantriebe der Verriegelungsbolzen für die Paletten, Linearantriebe, insbesondere in der Form von hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Vorrichtungen, zu ver­ wenden. Hierbei ergeben sich in denjenigen Fällen Probleme, in denen eine Drehung um 180° auszuführen ist. Ein solcher Fall tritt vorliegend dann auf, wenn gemäß einer besonders bevorzugten, relativ einfachen und vielseitig anwendbaren Ausführungsform der Erfindung die Dreharmvorrichtung an­ stelle einer Mehrzahl von Dreharmen lediglich einen Doppel­ dreharm aufweist, dessen beide Dreharme sich von der Drehachse der Dreharmvorrichtung aus diametral in entgegen­ gesetzten Richtungen erstrecken. In dieser Ausführungsform ist es, wenn auf jeder Längsseite des Doppeldreharms je eine Halte- oder Tragvorrichtung vorgesehen wird, erfor­ derlich, den Dreharm um 180° zu verdrehen, um ihn aus der­ jenigen Position, in welcher er die eine Halte- oder Trag­ vorrichtung, beispielsweise eine Palette, aufnimmt, in die­ jenige Position zu bringen, in der er die andere Halte- oder Tragvorrichtung abgibt. Hierzu ist eine als 180°-Dreh­ vorrichtung ausgebildete Dreharm-Betätigungsvorrichtung er­ forderlich.

Eine derartige Dreharm-Betätigungsvorrichtung kann unter der erstrebten Verwendung eines Linearantriebs so ausgebil­ det sein, daß sie eine erste Linearantriebsvorrichtung zum Verdrehen der Dreharmvorrichtung um einen ersten Gesamtwin­ kelbereich von weniger als 180° und eine zweite Linearan­ triebsvorrichtung zum Verdrehen der Dreharmvorrichtung um einen zweiten Gesamtwinkelbereich von weniger als 180° um­ faßt, wobei die Summe aus dem ersten und zweiten Gesamtwin­ kelbereich mindestens 180° beträgt und die Gesamtwinkelbe­ reiche so zusammengesetzt sind, daß sie gemeinsam einen un­ unterbrochenen Winkelbereich von wenigstens 180° bilden.

Damit eine solche Dreharm-Betätigungsvorrichtung möglichst kompakt wird, werden die erste und zweite Linearantriebs­ vorrichtung bevorzugt so eingerichtet, daß die erste Line­ arantriebsvorrichtung die Dreharmvorrichtung um einen mitt­ leren Winkelbereich verdreht, der im Zwischenbereich zwi­ schen der 0°-Position und der 180°-Position der Dreharmvor­ richtung liegt, und daß die zweite Linearantriebsvorrich­ tung die Dreharmvorrichtung zwischen der 0°- und 180°-Posi­ tion einerseits und dem mittleren Winkelbereich anderer­ seits verdreht. Auf diese Weise braucht nur die erste Line­ arantriebsvorrichtung einen relativ großen Verstellhub zu haben, während dagegen die zweite Linearantriebsvorrich­ tung, die den Dreharm nur aus dessen - bezogen auf die er­ ste Linearantriebsvorrichtung - Totlagen heraus- und in dessen Totlagen hineinzuverschwenken braucht, mit einem re­ lativ kleinen Verstellhub auskommt.

Im einzelnen ist diese Dreharm-Betätigungsvorrichtung be­ vorzugt wie folgt ausgebildet:

• a) Die Linearantriebs-Richtungen der beiden Linearan­ triebsvorrichtungen verlaufen senkrecht oder etwa senkrecht zueinander, und sie sind in Ebenen angeord­ net, die senkrecht oder etwa senkrecht zur Drehachse der Dreharmvorrichtung verlaufen, wobei diese Ebenen zusammenfallen können, jedoch aus baulichen Gründen im allgemeinen voneinander beabstandet sind;
• b) die erste Linearantriebsvorrichtung ist einerseits ge­ lenkig mit der Schwenkarmvorrichtung und andererseits gelenkig mit der Dreharmvorrichtung verbunden, und zwar letzteres entweder direkt oder über die zweite Linearantriebsvorrichtung;
• c) die zweite Linearantriebsvorrichtung ist einerseits fest mit derjenigen Seite der ersten Linearantriebs­ vorrichtung verbunden, welche direkt oder über die zweite Linearantriebsvorrichtung gelenkig mit der Dreharmvorrichtung verbunden ist, und andererseits ist zwischen der zweiten Linearantriebsvorrichtung und der Schwenkarmvorrichtung eine erste und zweite Kupp­ lungsvorrichtung zum formschlüssigen Ankoppeln der zweiten Linearantriebsvorrichtung an die Schwenkarm­ vorrichtung in einem ersten spitzen Winkelbereich, der sich ausgehend von der 0°-Position in Richtung auf die 180°-Position zu erstreckt, und in einem zweiten spit­ zen Winkelbereich, der sich ausgehend von der 180°-Po­ sition in Richtung auf die 0°-Position zu erstreckt, vorgesehen.

Die beiden Kupplungsvorrichtungen können hierbei insbeson­ dere so ausgebildet sein, daß sie einen gemeinsamen Verrie­ gelungsbolzen umfassen, der an der zweiten Linearantriebs­ vorrichtung vorgesehen ist, sowie je einen Verriegelungs­ bolzeneingriffsteil, welcher an der Schwenkarmvorrichtung angeordnet ist, oder umgekehrt.

Obwohl solche Kupplungsvorrichtungen durch steuerbare Stellantriebe, wie beispielsweise pneumatische oder elek­ tromagnetische Verstellvorrichtungen, betätigt werden kön­ nen, läßt sich dieser Aufwand bei einer besonders bevorzug­ ten Ausführungsform der Erfindung dadurch vermeiden, daß der Verriegelungsbolzeneingriffsteil als Verriegelungshaken für die Aufnahme des Verriegelungsbolzens ausgebildet und eine in den Verriegelungshaken hinein- und aus dem Verrie­ gelungshaken heraus führende Gleitführung zum zwangsweisen Verschieben des Verriegelungsbolzens in und außer Eingriff mit dem Verriegelungshaken vorgesehen ist, wodurch die Gleitführung den Verriegelungsbolzen aufgrund der beginnen­ den Drehung der Dreharmvorrichtung aus dem Verriegelungsha­ ken herausführt und ihn im Endbereich der 180°-Drehbewegung der Dreharmvorrichtung in den Verriegelungshaken hinein­ führt, und umgekehrt.

Schließlich zeichnet sich die Vorrichtung nach der Erfin­ dung in einer bevorzugten Ausführungsform aus durch eine aus- und einfahrbare Sicherheitsabschrankung, welche den Schwenk- und Drehbereich der Schwenk- und Dreharmvorrich­ tung im ausgefahrenen Zustand gegen Personenzutritt ab­ sperrt und im eingefahrenen Zustand freigibt und deren Be­ tätigungseinrichtung an die Vorrichtung zum Austauschen von Gegenständen, insbesondere die Schwenkarm- und/oder Dreh­ arm-Betätigungsvorrichtung, angekoppelt ist.

Hierbei kann die Ausbildung im einzelnen so sein, daß die Sicherheitsabschrankung

• a) entweder insgesamt durch ihre Betätigungseinrichtung selbsttätig aus- und einfahrbar ist, oder
• b) ein von Hand betätigbares Sicherheitsabschrankungsele­ ment umfaßt, durch dessen Betätigung der Betrieb der Vorrichtung zum selbsttätigen Austauschen von Gegen­ ständen aus lösbar oder freigebbar ist.

Generell kann die Verkopplung zwischen der Betätigungsein­ richtung der Sicherheitsabschrankung und der Vorrichtung zum selbsttätigen Austauschen von Gegenständen, insbeson­ dere der Schwenk- und/oder Dreharm-Betätigungsvorrichtung, derart sein, daß im vorstehenden Fall (a) die Sicherheits­ abschrankung beim Inbereitschaft- oder Inbetriebsetzen der Vorrichtung zum Austauschen von Gegenständen selbsttätig ausgefahren und beim Außerbereitschaft- oder Außerbetrieb­ setzen dieser Vorrichtung selbsttätig eingefahren wird; wo­ gegen im vorstehenden Fall (b) der übrige Teil der Sicher­ heitsabschrankung, der zusammen mit dem von Hand betätigba­ ren Sicherheitsabschrankungselement den Schwenk- und Dreh­ bereich gegen Personenzutritt absperrt, selbsttätig ausge­ fahren wird, wenn das Sicherheitsabschrankungselement von Hand betätigt wird, und das selbsttätige Einfahren dieses übrigen Teils und auch gegebenenfalls des Sicherheitsab­ schrankungselements über die Vorrichtung zum Austauschen von Gegenständen erfolgen oder ausgelöst werden kann.

Im einzelnen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so aus­ gebildet sein, daß sie einen Sicherheitsabsperrarm hat, der aus einer der Schwenkarmvorrichtung benachbarten, ersten Position in eine den Schwenkbereich der Schwenkarmvorrich­ tung und den Drehbereich der Dreharmvorrichtung gegen Per­ sonen ganz oder zumindest teilweise absperrende, zweite Po­ sition ausschwenkbar ist, wobei dieses Ausschwenken bevor­ zugt mittels der Schwenkarm- und/oder Dreharmvorrichtung erfolgt, daß der Sicherheitsabsperrarm selbsttätig immer dann in seine absperrende Position ausgeschwenkt wird, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zu arbeiten beginnt und immer dann in seine nichtabsperrende, inaktive Position selbsttätig zurückgeschwenkt wird, wenn die erfindungsge­ mäße Vorrichtung zu arbeiten aufhört.

Im obigen Fall (b) ist als von Hand betätigbares Sicher­ heitsabschrankungselement vorzugsweise ein von Hand ver­ schwenkbarer Sicherheitsabsperrbügel vorgesehen, der aus einer inaktiven Position in eine aktive Position aus­ schwenkbar ist, in welcher er zusammen mit dem Sicherheits­ absperrarm den Schwenkbereich der Schwenkarmvorrichtung und den Drehbereich der Dreharmvorrichtung gegen Personenzu­ tritt absperrt, wobei bevorzugt durch die Ausschwenkbewe­ gung dieses Sicherheitsabsperrbügels der Betrieb der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung über einen daran angekoppelten Schalter o. dgl. auslösbar oder freigebbar ist.

Im obigen Fall (a) kann die Ausführung der Sicherheitsab­ schrankung unter Verwendung des o.a. Sicherheitsabsperrarms so sein, daß am freien Ende des Sicherheitsabsperrarms ein Sicherheitsabsperrorgan angebracht ist, welches mittels des Sicherheitsabsperrarms bei dessen Ausschwenken in eine Ab­ sperrposition bewegbar ist, in der es den Schwenk- und Drehbereich zusammen mit dem Sicherheitsabsperrarm gegen Personenzutritt absperrt. Hierbei kann das Sicherheitsab­ sperrorgan ein elastisch streck- und verkürzbares oder ein einhol- bzw. -rollbares Band, Seil o. dgl. sein, das mit seinem einen Ende am freien Ende des Sicherheitsabsperrarms angebracht ist, während sein anderes Ende ortsfest angeord­ net oder gelagert ist.

Wie oben ausgeführt ist, zeichnet sich eine bevorzugte, be­ sonders einfache und daher auch vielseitig anwendbare Aus­ führungsform der Vorrichtung nach der Erfindung dadurch aus, daß die Dreharmvorrichtung einen Doppeldreharm an­ stelle einer Vielzahl von Dreharmen umfaßt. In entsprechen­ der Weise wird es aus den gleichen Gründen in vielen Fällen bevorzugt, die Schwenkarmvorrichtung so auszubilden, daß sie anstelle einer Mehrzahl von Schwenkarmen einen einzigen Schwenkarm umfaßt.

Obwohl die Schwenkachse der Schwenkarmvorrichtung und die Drehachse der Dreharmvorrichtung unterschiedliche absolute und relative Ausrichtungen je nach der Art der erforderli­ chen Bewegung zum Austauschen von Gegenständen haben kön­ nen, zeichnet sich eine besonders bevorzugte Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch aus, daß die Schwenkachse und die Drehachse parallel zueinander und ver­ tikal verlaufen.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figu­ ren der Zeichnung anhand einiger, besonders bevorzugter Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in näheren Einzelheiten beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine, teilweise im Schnitt dargestellte, Seiten­ ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zum selbsttätigen Aus­ tauschen von Gegenständen, die in Fig. 2 als Pa­ lettenwechselvorrichtung veranschaulicht ist;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 1 von oben, wobei mehrere Positionen des Schwenkarms dieser Vorrichtung angedeutet sind, nämlich die beiden Endpositionen A und C, sowie eine Zwi­ schenposition B für die Ausführung einer 180°- Drehung des Dreharms dieser Vorrichtung, wobei A, B und C die jeweiligen Positionen der Drehachse des Dreharms sind;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Anordnung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 an einer Werkzeugmaschine zum Austauschen von Werkstücken, welche von der Werkzeugmaschine be­ arbeitet worden sind, gegen neue Werkstücke, die bearbeitet werden sollen, mittels Paletten, auf denen diese Werkstücke angeordnet werden;

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Anordnung der Fig. 3 von oben, wobei die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 mit einer Sicherheitsabschrankung zur Ver­ hinderung von Personenschaden versehen ist, wel­ che den Schwenk- und Drehbereich der Vorrichtung gegen Personenzutritt absperrt, und wobei diese Sicherheitsabschrankung in ihrer aktiven, ausge­ fahrenen Position in ausgezogenen Linien und in ihrer eingefahrenen, inaktiven Position in strichpunktierten Linien dargestellt ist;

Fig. 5 eine Seitenansicht auf die Anordnung der Fig. 4 von links, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Position gezeigt ist, in der sie gerade eine Palette vom Maschinentisch der Werkzeugma­ schine übernimmt oder eine Palette auf diesem Ma­ schinentisch absetzt;

Fig. 6 eine Seitenansicht, die der Fig. 3 entspricht, wobei jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 anstatt mit einer Pa­ lette mit zwei Greifervorrichtungen versehen ist, die zum Austauschen von einzelnen, größeren Werk­ stücken, welche mittels der Werkzeugmaschine be­ arbeitet werden, zwischen einem Werkstückmagazin und der Werkzeugmaschine dienen;

Fig. 7 eine Seitenansicht auf die Anordnung der Fig. 6 von links;

Fig. 8 eine Aufsicht von oben auf die Anordnung nach den Fig. 6 und 7, wobei verschiedene Positionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angedeutet sind, welche diese beim Austauschen eines, vor­ liegend als Zylinder, dargestellten Werkstücks einnimmt, und wobei eine Sicherheitsabschrankung der in Fig. 4 gezeigten Art vorgesehen und ihrer inaktiven, eingefahrenen Position dargestellt ist;

Fig. 8a eine der Fig. 8 entsprechende Aufsicht, in der in Abwandlung der Fig. 8 ein elastisch aufroll­ bares Band, Seil o. dgl. als Teil der Sicherheits­ abschrankung vorgesehen ist.

Fig. 9 eine, teilweise im Schnitt dargestellte Seitenan­ sicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in welcher an­ stelle der in den Fig. 1 und 2 vorgesehenen Drehantriebe für das Verstellen des Schwenk- und Dreharms dieser Vorrichtung Linearantriebe vorge­ sehen sind, die vorliegend als pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Vorrichtungen ausge­ bildet sind;

Fig. 10 eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrich­ tung nach Fig. 9 von oben, wobei die in Fig. 2 angegebenen Positionen A, B und C der Drehachse der Vorrichtung, die diese beim Austauschen von Paletten einnimmt, angedeutet sind;

Fig. 11 eine Aufsicht auf die in der Vorrichtung nach den Fig. 9 und 10 vorgesehene 180°-Drehvorrichtung zum Betätigen des Dreharms mittels zweier Kolben- Zylinder-Vorrichtungen, wobei aus Darstellungs­ gründen Teile weggelassen und weggeschnitten sind;

Fig. 12 eine schematische Aufsicht auf die in Fig. 11 veranschaulichte 180°-Drehvorrichtung, wobei im wesentlichen nur die eine der beiden Kolben-Zy­ linder-Vorrichtungen gezeigt ist, welche den Dreharm jeweils um einen spitzen Winkel aus der 0° und der 180°-Position heraus sowie in diese Positionen hineinverschwenkt, sowie die Kupp­ lungsvorrichtung zum kraftschlüssigen An- und Auskuppeln zwischen dieser Kolben-Zylinder-Vor­ richtung und dem Schwenkarm;

Fig. 13 eine seitliche Schnittansicht einer Palette, die auf einem Maschinentisch fixiert ist;

Fig. 14 eine Aufsicht auf eine Anordnung zum Fixieren ei­ ner Palette auf dem Maschinentisch in der Art, wie in Fig. 13 gezeigt ist;

Fig. 15 eine, teilweise im Schnitt dargestellte, Seiten­ ansicht auf einen der vier Fixierklötze, die in Fig. 14 schematisch gezeigt sind, zusammen mit einem von vier Eingriffsbolzen, die an der Unter­ seite einer Palette vorgesehen sind und der im Fixierklotz eingebauten Positionier- und Fixier­ einrichtung für den Eingriffsbolzen; und

Fig. 16 eine Aufsicht auf den Fixierklotz der Fig. 15.

Es sei zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, worin eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum selbsttätigen Austauschen von Gegenstän­ den gezeigt ist, die in Fig. 2 als Palettenwechsler darge­ stellt und wie folgt aufgebaut ist:

a) Zunächst weist die Vorrichtung 1 eine Schwenkarmvor­ richtung 2 auf, die mittels eines Schwenklagers 3 auf einem Ständer 4 um eine senkrechte Schwenkachse 5 ver­ schwenkbar gelagert ist.

Obwohl in der hier beschriebenen, bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Vorrichtung 1 die Schwenkarmvorrichtung 2 aus einem einzigen Schwenkarm 2a besteht, der an seinem einen Ende 6 über das als Gleit- oder Kugella­ ger ausgebildete Schwenklager 3 horizontal verschwenk­ bar gelagert ist, kann die Schwenkarmvorrichtung 2 auch mehrere Schwenkarme umfassen, die dann vorzugs­ weise in gleichen Winkelabständen voneinander an dem Schwenklager 3 angebracht sind.

Das Schwenklager 3 ist an einer vertikalen, rohrförmi­ gen Ständersäule 7 angebracht, die mittels Seitenstüt­ zen 8, beispielsweise durch Verschweißen, an einem Ständerfuß 9 befestigt ist, der je nach Bedarf und Um­ fang der Gesamtanlage ortsfest aufstellbar oder fahr­ bar, vorzugsweise auf Schienen, ausgebildet ist.

Zum Verschwenken der Schwenkarmvorrichtung 2 ist eine Schwenkarm-Betätigungsvorrichtung 10 vorgesehen, die in Fig. 1 nur durch gestrichelte Linien angedeutet und in der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 einen Drehantrieb, beispielsweise einen Elektromotor, umfaßt, welcher im Inneren der Ständersäule 7 unterge­ bracht und über ein Zahnradgetriebe mit dem ver­ schwenkbaren Teil 3a des Schwenklagers 3 antriebsmäßig verbunden sein kann.

Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform eine Ver­ schwenkbarkeit des Schwenkarms 3 um 90° ausreichend ist, nämlich zwischen den Schwenkpositionen A und C in Fig. 2, kann der maximale Winkel, um den die Schwen­ karmvorrichtung 2 mittels der Schwenkarm-Betätigungs­ vorrichtung 10 verschwenkbar ist, je nach Ausführungs­ form und Anwendung der Vorrichtung auch beliebige an­ dere Werte haben.

b) Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Dreharmvorrich­ tung 11 auf, die mittels eines Drehlagers 12 um eine vertikale Drehachse 13, welche von der Schwenkachse 5 beabstandet ist, auf der Schwenkarmvorrichtung 2 dreh­ bar gelagert ist, und zwar ist vorliegend das Drehla­ ger 12 am anderen Ende 14 der hier aus einem einzigen Schwenkarm 2a bestehenden Schwenkarmvorrichtung 2 an­ gebracht.

Obwohl die Dreharmvorrichtung 11 in der vorliegenden Ausführungsform aus einem Doppeldreharm 11a besteht, dessen beide Dreharme 11b und 11c sich von der Drehachse 13 aus diametral in entgegengesetzten Rich­ tungen erstrecken, kann die Dreharmvorrichtung 11 auch eine andere Anzahl von Dreharmen umfassen, die dann vorzugsweise in gleichen Winkelabständen voneinander um die Drehachse 13 herum angeordnet sind.

Zum Verdrehen der Dreharmvorrichtung 11 ist eine Dreharm-Betätigungsvorrichtung 15 vorgesehen, die in der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ein Drehan­ trieb ist, welcher die Dreharmvorrichtung 11 um 180° um die Drehachse 13 verdrehen kann.

Obwohl die Dreharm-Betätigungsvorrichtung vorliegend als 180°-Drehvorrichtung ausgeführt ist, kann sie je nach Ausführungsform und Anwendungsart der Vorrichtung 1 auch einen anderen maximalen Drehwinkel haben.

c) Außerdem umfaßt die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform eine Hubvorrichtung 16 zum gemeinsamen Anheben und Absenken der Schwenkarmvorrichtung 2 und der Dreharmvorrichtung 11 um eine vorbestimmte Hub­ höhe, wie durch die Pfeile a und a′ angedeutet.

Diese Hubvorrichtung 16 ist hier als Hubzylinder aus­ gebildet, der ortsfest an der Ständersäule 7 ange­ bracht ist und dessen Kolben auf ein ringförmiges oder ringabschnittsförmiges Angriffselement 17 wirkt, das an dem Schwenklager 3 angebracht ist, welches zu die­ sem Zweck insgesamt vertikal verschiebbar auf der Ständersäule 7 montiert ist. Selbstverständlich sind auch andere konstruktive Ausgestaltungen dieser Hub­ vorrichtung 16 möglich.

Da es bei der vorliegenden Ausführungsform bezüglich der Hubvorrichtung 16 entscheidend darauf ankommt, daß damit eine Palette 18a oder 18b durch das Anheben der Dreharmvorrichtung 11 in diese einhakbar und durch das Absenken derselben aus der Dreharmvorrichtung 11 aus­ hakbar sein soll, kann die Hubvorrichtung 16 auch so angeordnet sein, daß damit nur die Dreharmvorrichtung 11 anheb- und absenkbar ist. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Hubvorrichtung mit der Dre­ harm-Betätigungsvorrichtung 15 zu einer Baueinheit vereinigt ist, zum Beispiel indem die Dreharm-Betäti­ gungsvorrichtung 15 als Drehhubzylinder ausgebildet ist, dessen Hub durch die beiden Pfeile b und b′ in Fig. 1 angedeutet ist, so daß in diesem Falle die in Fig. 1 eingezeichnete Hubvorrichtung 16 entfällt.

e) Schließlich umfaßt die Vorrichtung 1 eine erste und zweite Halte- oder Tragvorrichtung für jeweils einen oder mehrere der auszutauschenden Gegenstände.

In Fig. 2 ist als erste und zweite Halte- oder Trag­ vorrichtung je eine Palette 18a und 18b vorgesehen, die, wie schon angedeutet, durch Einhaken und Aushaken selbsttätig an der Dreharmvorrichtung 11 anbringbar ist.

In den Fig. 6, 7 und 8 ist dagegen als erste und zweite Halte- oder Tragvorrichtung je eine Greifervor­ richtung 19a und 19b vorgesehen, die auf der Dreharm­ vorrichtung 11 lösbar anbringbar ist, so daß dadurch die Vorrichtung 1 zu einem Roboter wird.

Durch Verwendung von Befestigungsmitteln der gleichen Art für das Anbringen der Paletten 18a, 18b und für das Anbringen der Greifervorrichtungen 19a, 19b kann die Vorrichtung 1 in einfacher und schneller Weise von einem Palettenwechsler zu einem Werkstückswechsler oder Roboter, und umgekehrt, umgerüstet werden.

Die erste und zweite Halte- oder Tragvorrichtung, d. h. vorliegend die Paletten 18a, 18b oder die Greifervor­ richtung 19a, 19b, sind auf der Dreharmvorrichtung 11 so anbringbar oder angebracht, daß die erste Halte- oder Tragvorrichtung durch Verdrehen der Dreharmvor­ richtung 11 um einen vorbestimmten Drehwinkel, der vorliegend 180° beträgt, in die Position der zweiten Halte- oder Tragvorrichtung bringbar ist, und umge­ kehrt. Das ist beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlich, wonach die Palette 18b durch eine 180°-Drehung der Dreharmvorrichtung 11 um die Drehachse 13 genau in die Position der Palette 18a gebracht wird. Auch bei den Greifervorrichtungen 19a, 19b in den Fig. 6, 7 und 8 ist es so, daß die Greifervorrichtung 19a durch eine 180°-Drehung der Dreharmvorrichtung 11 um die Drehachse 13 genau in die Position der Greifervorrich­ tung 19b gebracht wird, und umgekehrt.

Die Bedeutung dieses Merkmals wird weiter unten bei der Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung 1 als Paletten- und Werkstückwechsler im einzelnen deut­ lich.

Generell sind die Paletten 18a, 18b einerseits und die Dreharmvorrichtung 11 andererseits mit zusammenwirkenden Ein- und Auskupplungsvorrichtungen 20a, 20b zum selbsttäti­ gen Anbringen der Paletten 18a, 18b an der Dreharmvorrich­ tung 11 und zum selbsttätigen Lösen derselben von der Dreharmvorrichtung versehen. Diese Ein- und Auskupplungs­ vorrichtungen 20a, 20b können insbesondere Ein- und Aus­ rastvorrichtungen sein, und es sind bevorzugt, wie schon oben erwähnt, Ein- und Aushängevorrichtungen, die durch An­ heben der Dreharmvorrichtung 11 relativ zu einer Palette und der Fläche, von welcher diese Palette abgehoben werden soll, und durch Absenken der Dreharmvorrichtung 11 relativ zu einer Palette und der Fläche, auf welche diese Palette unmittelbar vorher von der Dreharmvorrichtung 11 aufgesetzt worden ist, betätigbar sind. In der vorliegenden Ausfüh­ rungsform sind als derartige Ein- und Aushängevorrichtungen Einrastausnehmungen, wie sie beispielsweise bei 20a in Fig. 1 dargestellt sind, und Rastbolzen, die zum Beispiel in Fig. 2 bei 20b gezeigt sind, vorgesehen, wobei sich die Fig. 1 und 2 dadurch voneinander unterscheiden, daß nach Fig. 1 die Einrastausnehmungen an der Dreharmvorrichtung 11 vorgesehen sind, so daß entsprechende Rastbolzen an den in Fig. 1 nicht gezeigten Paletten angebracht sind, wäh­ rend in Fig. 2 die Rastbolzen an der Dreharmvorrichtung 11 ausgebildet sind, während die Einrastausnehmungen für diese Rastbolzen in den Paletten 18a und 18b vorgesehen sind.

Da die Vorrichtung 1 in der hier erläuterten Ausführungs­ form insbesondere als Palettenwechsler bei automatisch ge­ steuerten Werkzeugmaschinen zum Aufnehmen von Paletten mit bearbeiteten Werkstücken vom Maschinentisch einer solchen Werkzeugmaschine und zum Absetzen solcher Paletten mit zu bearbeitenden Werkstücken auf dem Maschinentisch verwendet werden soll, sei nachstehend anhand der Fig. 13, 14, 15 und 16 eine Palettenfixiereinrichtung beschrieben, welche die Paletten 18a, 18b von der Vorrichtung 1 übernimmt und sie mit hoher Positionsgenauigkeit auf dem Maschinentisch fixiert, und von welcher die Paletten 18a, 18b, nachdem die darauf befindlichen Werkstücke bearbeitet worden sind, wie­ der von der Vorrichtung 1 übernommen werden:

Die in den Fig. 13 bis 16 dargestellte Palettenfixier­ einrichtung umfaßt wenigstens zwei Fixierklötze 21, die mit je einer Aufnahmebohrung 22 versehen und auf einem Palet­ ten- oder Maschinentisch 23 aufspannbar sind, und zwar bei­ spielsweise über T-Nuten, wie sie in üblichen Maschinenti­ schen von Werkzeugmaschinen vorhanden sind. In die Aufnah­ mebohrungen 22 sind von oben her Eingriffsbolzen 25, welche an der Unterseite der Palette 18a, 18b angebracht sind, durch Absenken der Palette einfügbar. Diese Eingriffsbolzen 25 werden auch als Indexe bezeichnet und haben vorzugsweise an ihrem unteren Ende eine konische Anfasung 26.

Um bei einem praktikablen Hydraulikdruck der Stellantriebe 30 eine genügende Haltekraft für die Paletten 18a, 18b zur Verfügung zu haben, sind vorliegend vier Fixierklötze 21 vorgesehen. Zwar ergeben diese vier Fixierklötze 21 eine positionelle Überbestimmung, jedoch ist diese Überbestim­ mung durch die Positionierungsbolzen 27, 28 so beeinfluß­ bar, daß eine höchste Positionierungsgenauigkeit erreicht wird, wie die Praxis gezeigt hat.

Wie die Fig. 16 zeigt, sind um den inneren Umfang der Auf­ nahmebohrung 22 drei radial zur Aufnahmebohrung 22 ver­ stellbare Positionierungsbolzen vorgesehen, von denen die beiden in Fig. 16 linken Positionierungsbolzen 27 und 28 als Schraubbolzen fest einstellbar sind, während der in Fig. 16 rechte Positionierungsbolzen als Verriegelungsbolzen 29 ausgebildet ist. Mit diesen drei Positionierungsbolzen wird der Eingriffsbolzen 25 nach Art einer Prismenpositio­ nierung positioniert und fixiert. Während die beiden Posi­ tionierungsbolzen 27 und 28 als Anschläge für den äußeren Umfang des Eingriffsbolzens 25 dienen, ist der Verriege­ lungsbolzen 29 mittels eines Verstellantriebs 30, der vor­ liegend als pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder- Vorrichtung ausgeführt ist, radial zum Eingriffsbolzen 25 in eine schlitzförmige seitliche Ausnehmung 31 des letzte­ ren verschiebbar, wie durch die Pfeile c und c′ angedeutet ist, so daß er auf diese Weise den Eingriffsbolzen 25 in seine Endposition bringt und ihn darin lösbar verriegelt.

Die Ausnehmung 31 und der Verriegelungsbolzen 29 sind mit zusammenwirkenden Schrägflächen 32, 33 zum Andrücken einer an dem Eingriffsbolzen 25 vorgesehenen ringförmigen Aufla­ geschulter 34 an eine um den oberen Rand der Aufnahmeboh­ rung 22 vorgesehene entsprechende ringförmige Auflagefläche 35 versehen.

Die Fassung zwischen dem freien Ende des Verriegelungsbol­ zens 29 und der schlitzartigen Ausnehmung 31 ist so bemes­ sen, daß der Verriegelungsbolzen 29 den Eingriffsbolzen 25 sowohl an die Anschlagflächen 27a und 28a der Positionie­ rungsbolzen 27 und 28 andrückt als auch die Auflageschulter 34 fest auf die Auflagefläche 35 aufdrückt. Auf diese Weise ergibt sich eine ausgezeichnet genaue horizontale und ver­ tikale Positionierung und Fixierung der Palette auf dem Pa­ letten- oder Maschinentisch 23. Trotzdem gestattet es diese Art der Prismenpositionierung- und -fixierung, die Palette 18a relativ ungenau vorzupositionieren, so daß die Herstel­ lungstoleranzen der Vorrichtung 1 relativ sehr groß gehal­ ten werden können. Im übrigen sind mit 36 Aufspannbohrung zum Aufspannen der Fixierklötze auf den Paletten- oder Ma­ schinentisch 23 bezeichnet.

Bevor die Funktionsweise der Vorrichtung 1 als Paletten- und Werkstückwechsler anhand der Fig. 3 bis 8 erläutert wird, sei zunächst noch eine Sicherheitsabschrankung unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 8 erläutert, welche den Schwenk- und Drehbereich der Vorrichtung 1 beim aktuellen Paletten- oder Werkstückwechsel gegen Personenzutritt ab­ sperrt, ansonsten aber den Zugang zur Werkzeugmaschine op­ timal freigibt:

In Fig. 4 ist eine Aufsicht auf den vorderen Teil einer Werkzeugmaschine 37 gezeigt, neben der die Vorrichtung 1 als Palettenwechsler angeordnet ist. Die Fig. 8 zeigt eine entsprechende Aufsicht, die sich von der Fig. 4 im wesent­ lichen nur dadurch unterscheidet, daß hier die Vorrichtung 1 als Werkstückwechsler oder Roboter verwendet wird. In beiden Fällen ist die gleiche Sicherheitsabschrankung vor­ gesehen.

Diese Sicherheitsabschrankung umfaßt einen Sicherheitsab­ sperrarm 38, der aus einer ersten oder inaktiven Position, in welcher er der Schwenkarmvorrichtung 2 benachbart ist und die in Fig. 4 in strichpunktierten Linien, dagegen in Fig. 8 in ausgezogenen Linien dargestellt ist, um eine vertikale Schwenkachse 39 in eine zweite oder aktive Posi­ tion ausschwenkbar ist, in der er den Schwenk- und Drehbe­ reich 40 der Vorrichtung 1 zusammen mit einem Sicherheits­ absperrbügel 41 gegen Personenzutritt absperrt.

Der Sicherheitsabsperrarm 38, der sich in der ersten Posi­ tion so erstreckt, daß er etwa längsseits an der Vorrich­ tung 1 fast anliegt, ist so ausgebildet, daß er durch die Schwenkarmvorrichtung 2 bei deren Betätigung mittels der Dreharmvorrichtung 11 oder der Schwenkarmvorrichtung 2 freigegeben und durch eine Feder 43 in die zweite Position ausgeschwenkt wird. Hierzu ist ein Betätigungsarm 42 fest mit dem Sicherheitsabsperrarm 38 so verbunden, daß beide Arme 38 und 42 einen um die ortsfeste Schwenkachse 39 ver­ drehbaren Winkelhebel bilden, und weiter so, daß der Betä­ tigungsarm 42 in der ersten Position des Sicherheitsab­ sperrarms 38 an das äußere, freie Ende der Dreharmvorrich­ tung 11 oder der Schwenkarmvorrichtung 2 von der Feder 43 angedrückt wird, die zwischen einem ortsfesten Teil 44 und dem Betätigungsarm 42 als Druckfeder angeordnet ist. Diese Position ist in Fig. 4 in strichpunktierten Linien und in Fig. 8 in ausgezogenen Linien dargestellt. Wenn nun die Schwenkarmvorrichtung 2, bezogen auf die Darstellung, nach rechts zum Maschinentisch 23 zu verschwenkt wird, gibt die Dreharmvorrichtung 11 den Betätigungsarm 42 frei, so daß er unter der Wirkung der Feder 43 nach rechts verschwenkt wird, bis ein zwischen dem Betätigungsarm 42 und dem orts­ festen Teil 44 vorgesehenes Seil 45 diese Verschwenkbewe­ gung in derjenigen Stellung des Betätigungsarms 42 stoppt, in welcher der mitverschwenkte Sicherheitsabsperrarm 38 seine zweite Position erreicht hat, die in Fig. 4 in aus­ gezogenen Linien dargestellt ist.

Der schon erwähnte Sicherheitsabsperrbügel 41, der in der Nähe des Maschinentischs 23 angeordnet, vorliegend als Win­ kelhebel ausgebildet sowie um eine vertikale ortsfeste Schwenkachse 46 ausschwenkbar ist, ist in seiner inaktiven Position in Fig. 4 in strichpunktierten Linien und in Fig. 8 in ausgezogenen Linien gezeigt. Dieser Sicherheitsab­ sperrbügel 41 ist von Hand durch eine Bedienungsperson in die aktive Position, die in Fig. 4 in ausgezogenen Linien veranschaulicht ist, ausschwenkbar, wobei durch die Aus­ schwenkbewegung ein Schalter S₁ betätigt wird, welcher den Betrieb der Vorrichtung 1 zum Wechseln einer Palette oder zum Austauschen eines Werkstücks auslöst oder freigibt, so daß also zunächst der Sicherheitsabsperrbügel 41 von Hand verschwenkt werden muß, bevor durch die Vorrichtung 1 der Sicherheitsabsperrarm 38 ausgeschwenkt wird, und demgemäß der Schwenk- und Drehbereich 40 sicher gegen Personenzu­ tritt abgesperrt wird. Denn wenn sich nach Ausschwenken des Sicherheitsabsperrbügels 41 noch eine Person in dem Schwenk- und Drehbereich 40 befindet, dann wird diese ent­ weder vom Sicherheitsabsperrarm 38 aus demselben herausge­ schoben oder, wenn die Person stehen bleibt, ein weiterer Betrieb der Vorrichtung 1 durch einen entsprechenden, an den Sicherheitsabsperrarm 38 angekoppelten Sicherheits­ schalter angehalten.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Ausschwenkmechanismus für den Sicherheitsabsperrarm 38 in den Fig. 4 und 8 weitgehend schematisch dargestellt ist; beispielsweise ist die Feder 43 in der Praxis bevorzugt als Torsionsfeder aus­ gebildet und um die Schwenkachse 39 herum angeordnet.

Es sei nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 die Funktionsweise der Vorrichtung 1 als Palettenwechsler an einer Werkzeugmaschine 37 anhand des Auswechselns einer auf dem Maschinentisch 23 fixierten Palette 18a gegen eine an der Dreharmvorrichtung 11 eingehängte Palette 18b erläu­ tert, welcher selbsttätige Austauschvorgang nacheinander die folgenden Vorgänge umfaßt:

• 1) In der Ausgangsstellung der Vorrichtung 1, die in Fig. 4 in ausgezogenen Linien dargestellt ist, ver­ schwenkt eine Bedienungsperson zunächst den Sicher­ heitsabsperrbügel 41 aus der in Fig. 4 in strichpunk­ tierten Linien dargestellten inaktiven Position in die in ausgezogenen Linien veranschaulichte aktive Posi­ tion. Hierbei wird über den Schalter S₁ der Betrieb der Vorrichtung 1 zum Austauschen der Paletten ausge­ löst.
• 2) Daraufhin verschwenkt die Vorrichtung 1 die Schwenk­ armvorrichtung 2 zusammen mit der Dreharmvorrichtung 11, deren Relativposition zur Schwenkarmvorrichtung 2 vorläufig unverändert bleibt, in die in Fig. 4 in strichpunktierten Linien angedeutete Palettenwechsel­ position, wobei sich die Drehachse 13 der Dreharmvor­ richtung 11 von der Position A längs der bogenförmigen Linie 47 über die Zwischenpositionen D und B um ins­ gesamt 90° in die Palettenwechselposition C ver­ schwenkt.
• 3) Durch diese Schwenkbewegung der Schwenkarmvorrichtung 2 wird der Betätigungsarm 42 vom äußeren, freien Ende der Dreharmvorrichtung 11 nach und nach immer mehr freigegeben, so daß er durch die Vorspannung der Feder 43 so weit verschwenkt wird, bis das Seil 45 straff gespannt ist und sich der Sicherheitsabsperrarm 38 in der Absperrposition befindet, die in Fig. 4 in ausge­ zogenen Linien veranschaulicht ist.
• 4) Nun wird die Palettenfixiervorrichtung auf dem Maschi­ nentisch 23 dahingehend betätigt, daß die Verriege­ lungsbolzen 29 in den Fixierklötzen 21 eingefahren werden (siehe Fig. 13 bis 16), so daß die Ein­ griffsbolzen 25 der Palette 18a freigegeben werden.
• 5) Die Dreharmvorrichtung 11 befindet sich, wenn sie mit ihrer Drehachse 13 in der Position C eintrifft, in der unteren Hubstellung entsprechend dem Pfeil a′ in Fig. 1, so daß die als Rastbolzen ausgebildeten Einkupp­ lungsvorrichtungen 20b (siehe Fig. 2 und 10) auf der dem Maschinentisch 23 zugewandten Seite der Dreh­ armvorrichtung 11 (die in Fig. 4 nicht zu sehen sind) unter die als Einrastausnehmungen ausgebildeten Ein­ kupplungsvorrichtungen 20a (siehe Fig. 1 und 9) der Palette 18a geschwenkt sind. Jetzt wird die Hubvor­ richtung 16 dahingehend betätigt, daß sie die Dreharm­ vorrichtung 11 im Sinne des Pfeils a in Fig. 1 an­ hebt, wodurch die Palette 18a in die Dreharmvorrich­ tung 11 eingehängt und aus der Palettenfixiervorrich­ tung herausgehoben wird.
• 6) Als nächstes wird die Schwenkarmvorrichtung 2 um einen vorbestimmten Winkel vom Maschinentisch 23 weg ver­ schwenkt, und zwar so, daß die Drehachse 13 aus der Schwenkposition c in die Schwenkposition B kommt, wo­ bei diese Schwenkposition B so gewählt ist, daß nun eine Drehung der Dreharmvorrichtung 11 mit den beiden Paletten 18a und 18b ausgeführt werden kann, ohne daß es zu einer Kollision mit der Werkzeugmaschine kommt.
• 7) Nun wird die Dreharmvorrichtung in der Schwenkposition B um 180° um die Drehachse 13 gedreht, so daß dadurch die Positionen der Paletten 18a und 18b genau ver­ tauscht werden.
• 8) Danach wird die Schwenkarmvorrichtung 2 derart ver­ schwenkt, daß die Drehachse 13 wieder in die Position C kommt, so daß sich nun die neue Palette 18b über der Palettenfixiereinrichtung auf dem Maschinentisch 23 an genau derselben Stelle befindet, an der die Palette 18a vorher abgehoben worden ist.
• 9) Jetzt wird die Hubvorrichtung 16 dahingehend betätigt, daß sie die Dreharmvorrichtung 11 im Sinne des Pfeils a′ in Fig. 1 absenkt, wodurch die Eingriffsbolzen 25 der Palette 18b in die Aufnahmebohrungen 22 der Fi­ xierklötze 21 eintreten, bis die Auflageschultern 34 auf den Auflageflächen 35 aufliegen. Beim weiteren Ab­ senken der Dreharmvorrichtung 11 treten deren Rastbol­ zen außer Eingriff mit den entsprechenden Einrastaus­ nehmungen der Palette 18b, so daß die Palette 18b dann aus der Dreharmvorrichtung 11 ausgehängt ist und über die Palettenfixiereinrichtung frei auf dem Maschinen­ tisch 23 aufliegt.
• 10) Um die Palette 18b auf dem Maschinentisch 23 zu fixie­ ren, werden nun die Verriegelungsbolzen 29 mittels der Verstellantriebe 30 in die in den Fig. 15 und 16 gezeigte Position ausgefahren. Jetzt ist die neue Pa­ lette 18b auf dem Maschinentisch 23 fixiert und genau positioniert.
• 11) Schließlich wird die Dreharmvorrichtung 11 vom Maschi­ nentisch 23 weg verschwenkt, so daß die Drehachse 13 in die Position A kommt und sich nun die Palette 18a mit den von der Werkzeugmaschine 37 bearbeiteten Werk­ stücken an der Stelle befindet, an der in Fig. 4 die Palette 18b eingezeichnet ist, d. h. an der Ausgangs­ stelle der Palette 18b, welche gegen die Palette 18a ausgetauscht worden ist.
• 12) Das Absenken der Dreharmvorrichtung 11 im Sinne des Pfeils a′ der Fig. 1 erfolgt je nach Bedarf in dieser Endstellung oder während des Wegschwenkens vom Maschi­ nentisch oder auch erst während eines erneuten Hin­ schwenkens zum Maschinentisch, wenn ein neuer Palet­ tenwechselvorgang durchgeführt werden soll.
• 13) Im letzten Stadium des Vorgangs des Wegschwenkens der Schwenkarmvorrichtung 2 aus der Position C der Drehachse in deren Position A trifft die Dreharmvor­ richtung 11, wenn etwa die Position D erreicht ist, auf den Betätigungsarm 42 und verschwenkt diesen gegen die Kraft der Feder 43 in die in Fig. 4 strichpunk­ tiert dargestellte Position, so daß dadurch der Si­ cherheitsabsperrarm 38 aus dem Raum vor der Werkzeug­ maschine 37 heraus und an die Vorrichtung 1 herange­ schwenkt wird. Wenn dann noch der Sicherheitsabsperr­ bügel 41 von einer Bedienungsperson nach einwärts in seine inaktive Stellung verschwenkt wird, ist der Raum vor der Werkzeugmaschine 37 völlig frei zugänglich.

Bei der Verwendung der Vorrichtung 1 als Werkstückwechsler, bei welcher auf der Dreharmvorrichtung die Greifervorrich­ tungen 19a und 19b angebracht sind, vollzieht sich der Vor­ gang des Austauschens eines auf dem Maschinentisch 23 be­ findlichen einzelnen, größeren Werkstücks 48a gegen ein im Werkstückmagazin 49 befindliches Werkstück 48b in entspre­ chender Weise, wie sie vorstehend hinsichtlich des Austau­ schens der Palette 18a gegen die Palette 18b beschrieben ist, wobei jedoch das bearbeitete Werkstück 48a, wenn es in die Position des vorherigen Werkstücks 48b gebracht worden ist, an das Werkstücksmagazin 49 abgegeben wird, wonach die Schwenkarmvorrichtung 2 um einen vorbestimmten Winkel nach dem Maschinentisch 23 zu verschwenkt wird, und zwar so weit, daß die Drehachse 13 aus der Position A in die Posi­ tion D in Fig. 8 gebracht wird. Diese Position ist so ge­ wählt, daß nun das Werkstückmagazin 49 ohne Kollision mit der diesem zugewandten Greifervorrichtung betätigt werden kann, um ein neues Werkstück 48b an die Stelle des aufge­ nommenen bearbeiteten Werkstücks zu bringen. Danach wird die Schwenkarmvorrichtung 2 wieder nach dem Werkstückmaga­ zin 49 zu verschwenkt, so daß die Drehachse 13 bei geöffne­ ten Greifern der Greifervorrichtung 19a wieder in die Posi­ tion A kommt, um durch Schließen der Greifer das neue Werk­ stück 48b aus dem Werkstückmagazin zu übernehmen.

Es sei vollständigkeitshalber darauf hingewiesen, daß in den Fig. 3 bis 8 mit 50 ein Bearbeitungskopf, mit 51 eine Spänesammelwanne und mit 52 ein Steuerpult der Werk­ zeugmaschine 37 bezeichnet sind.

Es sei nun unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 12 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 be­ schrieben, die sich von der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 dadurch unterscheidet, daß die Schwenkarm-Betä­ tigungsvorrichtung 10 und die Dreharm-Betätigungsvorrich­ tung 15 mittels Linearantriebsvorrichtungen aufgebaut sind, anstatt daß Drehantriebe verwendet werden, so daß sich da­ durch eine verhältnismäßig besonders kompakte und kosten­ günstige Ausführung der Vorrichtung 1 ergibt. Im übrigen jedoch gilt für die Ausführungsform nach den Fig. 9 bis 12 die obige Beschreibung.

Zunächst sei kurz die Schwenkarm-Betätigungsvorrichtung 10 erläutert, die an sich keine besonderen baulichen Probleme beinhaltet, da sie die Schwenkarmvorrichtung 2 nur um 90° zu verschwenken braucht, so daß sich bei der Verwendung ei­ nes einzigen Linearantriebs keinerlei Totpunktprobleme er­ geben. Es sei schon hier darauf hingewiesen, daß die Line­ arantriebe in der Ausführungsform nach den Fig. 9 bis 12 vorzugsweise pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylin­ der-Vorrichtungen sind.

Im einzelnen umfaßt die Schwenkarm-Betätigungsvorrichtung 10 einen einzigen Linearantrieb 53, der einerseits gelenkig an einem Befestigungsarm 54 des Ständers 3 und andererseits gelenkig über einen Befestigungsarm 55 am Schwenkarm 2 an­ gebracht ist, wobei sich der Befestigungsarm 55 aus kräfte­ mäßigen Gründen so weit wie möglich entfernt von der Schwenkachse 5 befindet, und wobei wegen der Hubbewegung im Sinne der Pfeile a und a′ die gelenkige Anbringung an den Befestigungsarmen 54 und 55 jeweils eine kardanische Auf­ hängung ist.

Im Gegensatz zur Schwenkarm-Betätigungsvorrichtung 10 bie­ tet die Ausbildung der Dreharm-Betätigungsvorrichtung 15 mittels Linearantrieben gewisse Schwierigkeiten, weil damit die Dreharmvorrichtung 11 um 180° verschwenkt werden soll, wozu mindestens zwei Linearantriebe erforderlich sind. Im Prinzip könnte man zwar zwei Linearantriebe verwenden, von denen jeder den Dreharm nacheinander um 90° verdreht. Das würde aber einen verhältnismäßig sperrigen Aufbau ergeben. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der 180°-Drehvorrich­ tung für die Dreharmvorrichtung 11 wird bei verhältnismäßig geringem baulichem Aufwand eine äußerst kompakte Dreharm- Betätigungsvorrichtung mittels Linearantrieben zur Verfü­ gung gestellt, die wie folgt ausgebildet ist:

a) Ein erster Linearantrieb 56, der in den beiden Endpo­ sitionen der Dreharmvorrichtung 11, die nachstehend als 0°-Position und 180°-Position bezeichnet werden, parallel zur Schwenkarmvorrichtung 2 bzw. zum Schwenkarm 2a und gleichzeitig parallel zur Dreharm­ vorrichtung 11 bzw. zum Doppeldreharm 11a angeordnet ist, ist an demjenigen Ende, welches der Drehachse 13 abgewandt ist, über einen Befestigungsarm 57 an der Schwenkarmvorrichtung 2 bzw. im Bereich des inneren Endes 6 des Schwenkarms 2a befestigt, wobei zwischen dem Linearantrieb 56 und dem Befestigungsarm 57 ein Drehgelenk 57a vorgesehen ist, dessen Gelenkachse pa­ rallel zur Drehachse 13 ist. Die Linearantriebs-Rich­ tung L₁ dieses Linearantriebs 56 verläuft in einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse 13 ist, und weiter ist L₁ parallel zur Schwenkarmvorrichtung 2 bzw. zum Schwenkarm 2a und zur Dreharmvorrichtung 11 bzw. zum Dreharm 11a, wenn sich letztere bzw. letzterer in der 0°- und der 180°-Position befindet. Das andere Ende des ersten Linearantriebs 56 ist über ein starr damit verbundenes Verbindungsteil 58 über ein Drehgelenk 60, dessen Gelenkachse parallel zur Drehachse 13 ist, mit dem Ende der Dreharmvorrichtung 11 bzw. des Dreharms 11a verbunden, welches in der 0°-Position der Schwenkachse 5 zugewandt ist.

b) Ein zweiter Linearantrieb 59 ist mit seinem einen Ende 61 an dem Verbindungsteil 58 starr befestigt, und zwar so, daß seine Linearantriebs-Richtung L₂ senkrecht zur Linearantriebsrichtung L₁ des ersten Linearantriebs 56 ist, wobei beide Linearantriebsrichtungen L₁ und L₂ in je einer zur Drehachse 13 senkrechten Ebene liegen. Das andere Ende 62 des zweiten Linearantriebs 59, das in Fig. 11 aus Darstellungsgründen nicht eingezeich­ net ist, da es hier unter dem Verbindungsteil 58 liegt (der zweite Linearantrieb 59 kann auch über dem Ver­ bindungsteil 58 liegen, wie im Fig. 9 alternativ dar­ gestellt ist) und der Schwenkarmvorrichtung 2 zuge­ wandt ist, ist in Fig. 12 schematisch als Kolben­ stange einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung dargestellt, deren Zylinder das Ende 61 bildet. Das Verbindungsteil 58 kann auch von dem Ende 61 gebildet werden oder ein­ stückig mit diesem sein, beispielsweise kann es der Zylinderteil einer als zweiter Linearantrieb 59 vorge­ sehenen Kolben-Zylinder-Vorrichtung sein.

c) Zwischen dem Ende 62 des zweiten Linearantriebs 59 und der Schwenkarmvorrichtung 2 ist eine erste und zweite Kupplungsvorrichtung zum, insbesondere formschlüssi­ gen, Ankoppeln dieses Endes 62 an die Schwenkarmvor­ richtung 2 in einem ersten spitzen Winkelbereich 0, der sich ausgehend von der 0°-Position in Richtung auf die 180°-Position zu erstreckt, und in einem zweiten spitzen Winkelbereich β, der sich ausgehend von der 180°-Position in Richtung auf die 0°-Position zu er­ streckt, vorgesehen.

Diese beiden Kupplungsvorrichtungen umfassen einen ge­ meinsamen Verriegelungsbolzen 63, der an dem Ende 62 des zweiten Linearantriebs 59 angebracht ist, und je einen Verriegelungsbolzeneingriffsteil 64 und 65, der an der Schwenkarmvorrichtung 2 angebracht und jeweils als Verriegelungshaken für die Aufnahme des Verriege­ lungsbolzens 63 ausgebildet ist. Zum Hineinführen des Verriegelungsbolzens 63 in den Verriegelungsbolzenein­ griffsteil 64 und 65 sowie zum Herausführen des Ver­ riegelungsbolzens 63 aus denselben geht der Verriege­ lungsbolzeneingriffsteil 64 und 65 in je eine Gleit­ führung 66 und 67 über, die vorliegend linear ausge­ bildet ist und von einer Seitenkante der Schwenkarm­ vorrichtung 2 bzw. des Schwenkarms 2a gebildet wird.

Es sei hier darauf hingewiesen, daß aus Darstellungsgründen in den Fig. 11 und 12 Teile, wie beispielsweise der Ver­ riegelungsbolzen 63, zur Verdeutlichung des Bewegungsab­ laufs mehrfach dargestellt sind. Insbesondere in Fig. 11 sind die Dreharmvorrichtung 11 bzw. der Dreharm 11a, das Verbindungsteil 58, der zweite Linearantrieb 59, das Dreh­ gelenk 60, der Verriegelungsbolzen 63 etc. zur Darstellung des Ankoppelns und Auskoppelns der ersten und zweiten Kupp­ lungsvorrichtung zwischen dem Linearantrieb 59 und der Schwenkarmvorrichtung 2 bzw. dem Schwenkarm 2a im Bereich der 0°-Position und der 180°-Position in drei verschiedenen Positionen angedeutet.

Die Funktionsweise der 180°-Drehvorrichtung, die unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 12 erläutert wird, ist im wesentlichen folgende:

Es sei zunächst von der 0°-Position ausgegangen, die in Fig. 12 links dargestellt ist. In dieser Position befindet sich der Verriegelungsbolzen 63 im Eingriff mit dem haken­ förmigen Verriegelungsbolzeneingriffsteil 64. Wenn in die­ ser Position der erste Linearantrieb 56 betätigt werden würde, könnte dieser die Dreharmvorrichtung 11 nicht ver­ schwenken, das die Linearantriebsrichtung L₁ in dieser Po­ sition direkt nach der Drehachse 13 zu gerichtet ist. Um die Dreharmvorrichtung 11 aus dieser Totpunktlage (bezogen auf den ersten Linearantrieb 56) herauszudrehen, wird zunächst der zweite Linearantrieb 59 im Sinne des Pfeils d betätigt, d. h. die Kolbenstange und damit das Ende 62 wird ausgefahren. Dadurch wird die Dreharmvorrichtung 11 aus der 0°-Position innerhalb des Winkelbereichs α in Richtung auf den mittleren Winkelbereich γ zu verschwenkt. Hierbei verschwenkt sich das Verbindungsteil 58, an dem der zweite Linearantrieb 59 fest angebracht ist, um das Drehgelenk 60, so daß der Verriegelungsbolzen 63 längs der Gleitführung 66 in Fig. 12 nach rechts verschoben wird und damit aus dem hakenförmigen Verriegelungsbolzeneingriffsteil 64 heraustritt und der Linearantrieb 59 den Dreharm weiter verschwenkt, bis das Drehgelenk 60 auf der bogenförmigen Linie 68 den Winkel α durchlaufen hat und so aus der Position E (0°-Position) in die Position F gelangt ist. Nun wird der erste Linearantrieb 56, der durch den zweiten Linearantrieb 59 aufgrund der Bewegung des Drehgelenks 60 von E nach F zwangsweise schon etwas ausgefahren worden ist, durch dessen eigene Kraft weiter ausgefahren, so daß er die Dreharmvorrichtung 11 um den mittleren Winkel γ verschwenkt. In dem, in Fig. 12 rechten, Endbereich des Winkels γ trifft der Verriegelungsbolzen 63, wenn das Drehgelenk 60 die Position G erreicht, auf die Gleitführung 67 auf, wobei der Linearantrieb 59 "kraftlos" gemacht wird (d. h., wenn es sich, wie vorliegend, um eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung handelt, daß diese drucklos gemacht wird), so daß der Verriegelungsbolzen 63 beim Durchlaufen des Endes des Winkelbereichs γ entlang der Linearführung 67 unter das hakenförmige Verriegelungsbolzeneingriffsteil 65 gleitet und das Drehgelenk 60 die Position H erreicht.

Jetzt wird der zweite Linearantrieb 59 im Sinne des Pfeils d′ betätigt, so daß das Ende 62 eingefahren und damit die Dreharmvorrichtung 11 um den letzten Winkelbereich β in die 180°-Position verdreht wird (Position K des Drehgelenks 60).

Das Rückverschwenken in die 0°-Position geschieht in der umgekehrten Weise, d. h. durch Ausfahren des zweiten Linear­ antriebs 59 im Sinne des Pfeils d, wobei der Verriegelungs­ bolzen 63 aus dem hakenförmigen Verriegelungsbolzenein­ griffsteil 65 herausgleitet, weiteres Ausfahren des zweiten Linearantriebs 59, anschließendes Einfahren des Linearan­ triebs 56, bis der Verriegelungsbolzen 63 entlang der Gleitführung 66 unter das hakenförmige Verriegelungsbolzen­ eingriffsteil 64 gelangt ist, und schließlich Einfahren des zweiten Linearantriebs 59 im Sinne des Pfeils d′, so daß die Dreharmvorrichtung 11 schließlich in die 0°-Position gezogen wird. Die Unsymmetrie der spitzen Winkelbereiche α und β kehrt sich hierbei um, wobei auch der Winkelbereich α gleich β sein kann, es sich jedoch aus kräftemäßigen Grün­ den empfiehlt, den Winkelbereich α größer als den Winkelbe­ reich β zu wählen oder die hakenförmigen Verriegelungsbol­ zeneingriffsteile 64 und 65 so auszubilden (lange Haken), daß sich ein relativ großer Winkelbereich α und β ergibt.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Sicherheitsabschran­ kung nach den Fig. 4 und 8 ist in Fig. 8a dargestellt. Hier ist anstelle des Sicherheitsabsperrbügels 41 ein Band, Seil o. dgl. 69 vorgesehen, das an seinem einen Ende 70 an dem freien Ende des Sicherheitsabsperrarms 38 befestigt, und dessen anderes Ende auf eine Trommel 71 gewickelt ist, die mit einem Aufrollantrieb, z. B. einem Federantrieb, ver­ sehen ist, welcher das Band, Seil o. dgl. 69 jeweils so weit aufrollt, daß es stets straff gespannt ist. Diese Trommel 71 ist so im Bereich der Werkzeugmaschine 37 angeordnet, daß das Band, Seil o. dgl. 69 den Schwenk- und Drehbereich 40 zusammen mit dem ausgeschwenkten Sicherheitsabsperrarm 38 gegen Personenzutritt absperrt, wie in strichpunktierten Linien in Fig. 8a dargestellt ist. Der Schalter S₁ ist in diesem Falle direkt von Hand betätigbar.

Wenn das Band, Seil o. dgl. 69 elastisch dehnbar ausgeführt ist, kann die Trommel 71 mit zugehörigem Aufrollantrieb wegfallen.

Allgemein kann die Ausbildung der Abschrankung so sein, daß am freien Ende des Sicherheitsabsperrarms 38 anstelle des Bands, Seils o. dgl. 69 irgendein geeignetes Sicherheitsab­ sperrorgan angebracht ist, das mittels des Sicherheitsab­ sperrarms 38 bei dessen Ausschwenken in eine Position be­ wegbar ist, in der es den Schwenk- und Drehbereich 40 zu­ sammen mit dem Sicherheitsabsperrarm 38 gegen Personenzu­ tritt absperrt. Beispielsweise kann ein solches Sicher­ heitsabsperrorgan auch ein teleskopisches Gestänge sein.

Bei allen Ausführungsformen der Sicherheitsabschrankung, wie sie beispielsweise in den Fig. 4, 8 und 8a vorgese­ hen ist, kann der Sicherheitsabsperrarm 38 an einen Sicher­ heitsschalter angekoppelt sein, der die Vorrichtung 1 ab­ schaltet, wenn der Sicherheitsabsperrarm 38 von außen um einen vorbestimmten Mindestwinkel in den Schwenk- und Dreh­ bereich 40 hineingedrückt wird. Das gilt auch für andere Sicherheitsabsperrorgane, -elemente o. dgl. der vorlie­ genden Sicherheitsabschrankung in der vorliegenden oder ei­ ner anderen Ausführungsform.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, werden durch die Erfindung insbesondere folgende Vorteile erzielt:

• 1) Die Vorderseite einer Werkzeugmaschine bleibt, wenn die Vorrichtung nach der Erfindung nicht gerade im Be­ griff ist, eine Palette oder ein Werkstück auszutau­ schen, frei zugänglich.
• 2) In die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich eine Si­ cherheitsabschrankung organisch integrieren.
• 3) Die Vorrichtung nach der Erfindung kann sowohl als Pa­ lettenwechsler als auch mit Greifervorrichtungen als einfacher Roboter verwendet werden.
• 4) Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können nicht nur neue Maschinen ausgerüstet, sondern auch bereits vor­ handene Maschinen in vorteilhafter Weise nachgerüstet werden.
• 5) Das Einsatzgebiet der Vorrichtung nach der Erfindung ist vielseitig und kann außer zum Austauschen von Pa­ letten oder Werkstücken auch für andere Gegenstände verwendet werden.
• 6) Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur an Werkzeugmaschinen verwendbar, sondern universell ein­ setzbar.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die darge­ stellten und/oder beschriebenen Ausführungsformen be­ schränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So ist es z. B. möglich, die Schwenkachse bei vertikaler Drehachse horizontal anzuordnen und eine Parallelverstellvorrichtung zwischen der Schwenk- und der Dreharmvorrichtung vorzuse­ hen, welche so ausgeführt ist, daß die Dreharmvorrichtung immer in horizontaler Lage bzw. die Drehachse immer in ver­ tikaler Lage bleibt, während die Schwenkarmvorrichtung ver­ schwenkt wird. Auf diese Weise kann noch mehr Raum vor ei­ ner Werkzeugmaschine freibleiben. Auch kann die vorerwähnte horizontale Schwenkachse mit einer vertikalen Schwenkachse derart kombiniert sein, daß die Schwenkarmvorrichtung außerdem noch um diese vertikale Schwenkachse verschwenkbar ist. Weiter können beispielsweise an einer Seite eines Dreharms oder des Doppeldreharms anstelle einer Palette mehrere Paletten selbsttätig angekuppelt werden, und jede der beiden Greifervorrichtungen kann mehrere Greifer umfassen.

Claims (34)

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Austauschen von Gegen­ ständen, insbesondere Paletten- und/oder Werkstückwechsler für Werkzeugmaschinen, umfassend:

• a) eine Schwenkarmvorrichtung (2), die mittels wenigstens eines Schwenklagers (3) auf einem Ständer (4) ver­ schwenkbar gelagert ist;
• b) eine Schwenkarm-Betätigungsvorrichtung (10) zum Ver­ schwenken der Schwenkarmvorrichtung (2);
• c) eine Dreharmvorrichtung (11), die mittels wenigstens eines Drehlagers (12) verdrehbar gelagert ist, wobei das Drehlager (12) im Abstand von dem Schwenklager (3) angeordnet und auf der Schwenkarmvorrichtung (2) ange­ bracht ist;
• d) eine Dreharm-Betätigungsvorrichtung (15) zum Verdrehen der Dreharmvorrichtung (11); und
• e) wenigstens eine erste und zweite Halte- oder Tragvor­ richtung (18a, 18b; 19a, 19b) für jeweils einen oder mehrere Gegenstände, wobei die erste und zweite Halte- oder Tragvorrichtung (18a, 18b; 19a, 19b) so auf der Dreharmvorrichtung (11) angebracht oder selbsttätig anbringbar ist, daß die erste Halte- oder Tragvorrich­ tung (18a, 19a) durch Verdrehen der Dreharmvorrichtung (11) um einen vorbestimmten Drehwinkel in die Position der zweiten Halte- oder Tragvorrichtung (18b, 19b) bringbar ist, und umgekehrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine Hubvorrichtung (16) zum Anhe­ ben und Absenken der Dreharmvorrichtung (11) oder zum ge­ meinsamen Anheben und Absenken der Schwenkarmvorrichtung (2) und der Dreharmvorrichtung (11).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dreharm-Betätigungsvor­ richtung (15) eine 180°-Drehvorrichtung ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dreharm-Betätigungsvorrichtung (15) eine erste Linearantriebsvorrichtung (56) zum Verdre­ hen der Dreharmvorrichtung (11) um einen ersten Gesamtwin­ kelbereich (r) von weniger als 180° und eine zweite Linear­ antriebsvorrichtung (59) zum Verdrehen der Dreharmvorrich­ tung (11) um einen zweiten Gesamtwinkelbereich (α, β) von weniger als 180° umfaßt, wobei der erste und zweite Gesamt­ winkelbereich (α, β, γ) so zusammengesetzt sind, daß sie gemeinsam einen ununterbrochenen Winkelbereich von wenig­ stens 180° bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und zweite Linearan­ triebsvorrichtung (56, 59) so angeordnet sind, daß die er­ ste Linearantriebsvorrichtung (56) die Dreharmvorrichtung (11) um einen mittleren Winkelbereich (γ) verdreht, der im Zwischenbereich zwischen der 0°-Position (E) und der 180°- Position (K) der Dreharmvorrichtung (11) liegt, und daß die zweite Linearantriebsvorrichtung (59) die Dreharmvorrich­ tung (11) zwischen deren 0°- und 180°-Position einerseits und dem mittleren Winkelbereich (γ) andererseits verdreht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Linearantriebs-Richtungen (L₁, L₂) der beiden Linearantriebsvorrichtungen (56, 59) in Ebe­ nen verlaufen, die senkrecht oder etwa senkrecht zur Drehachse (13) der Dreharmvorrichtung sind, und daß die Li­ nearantriebs-Richtungen (L₁, L₂) senkrecht oder etwa senk­ recht zueinander verlaufen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dreharm-Betätigungsvor­ richtung (15) wie folgt ausgebildet ist:

• a) die erste Linearantriebsvorrichtung (56) ist einerseits gelenkig mit der Schwenkarmvorrichtung (2) und ande­ rerseits gelenkig mit der Dreharmvorrichtung (11) ver­ bunden;
• b) die zweite Linearantriebsvorrichtung (59) ist einer­ seits fest mit derjenigen Seite der ersten Linearan­ triebsvorrichtung (56) verbunden, welche gelenkig mit der Dreharmvorrichtung (11) verbunden ist, und ande­ rerseits ist zwischen der zweiten Linearantriebsvor­ richtung (59) und der Schwenkarmvorrichtung (11) eine erste und zweite Kupplungsvorrichtung (63 bis 67) zum Ankoppeln, insbesondere zum formschlüssigen Ankoppeln, der zweiten Linearantriebsvorrichtung (59) an die Schwenkarmvorrichtung (2) in einem ersten spitzen Win­ kelbereich (α), der sich ausgehend von der 0°-Position (E) in Richtung auf die 180°-Position (K) zu er­ streckt, und in einem zweiten spitzen Winkelbereich (β), der sich ausgehend von der 180°-Position (K) in Richtung auf die 0°-Position (E) zu erstreckt, vorge­ sehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Kupplungsvorrichtungen (63 bis 67) folgendes umfassen:

• a) einen gemeinsamen Verriegelungsbolzen (63), der an der zweiten Linearantriebsvorrichtung (59) vorgesehen ist; und
• b) je einen Verriegelungsbolzeneingriffsteil (64, 65), welcher an der Schwenkarmvorrichtung (2) angebracht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verriegelungsbolzeneingriffs­ teil (64, 65) als Verriegelungshaken ausgebildet ist, und daß an jeden Verriegelungshaken je eine in diesen hinein- und aus demselben herausführende Gleitführung (66, 67) zum zwangsweisen Verschieben des Verriegelungsbolzens (63) in und außer Eingriff mit dem Verriegelungshaken vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Halte- oder Tragvorrichtung wenig­ stens je eine Greifervorrichtung (19a, 19b) zum Ergreifen, Festhalten und Loslassen von mindestens je einem Gegenstand (48a, 48b) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Greifervorrichtungen (19a, 19b) lösbar auf der Dreharmvorrichtung (11) ange­ bracht sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Halte- oder Tragvorrichtung wenigstens je eine erste und wenigstens je eine zweite Palette (18a, 18b) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Paletten (18a, 18b) und die Dreharmvorrichtung (11) mit zusammenwirkenden Ein- und Auskupplungsvorrichtungen (20a, 20b) zum selbsttätigen An­ bringen der Paletten (18a, 18b) an der Dreharmvorrichtung (11) und zum selbsttätigen Lösen der Paletten (18a, 18b) von der Dreharmvorrichtung (11) versehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ein- und Auskupplungs­ vorrichtungen (20a, 20b) Ein- und Ausrastvorrichtungen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ein- und Ausrastvor­ richtungen als durch Anheben und Absenken betätigbare Ein- und Aushängevorrichtungen ausgebildet sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Palette (18a, 18b) mit mehreren, vorzugsweise zwei, Eingriffsbolzen (25) an ihrer Unterseite versehen ist, die in Aufnahmeboh­ rungen (22) einsenk- und -spannbar sind, welche in einer Palettenfixiereinrichtung vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Palettenfixiereinrich­ tung mehrere, vorzugsweise zwei, Fixierklötze (21) umfaßt, die mit je einer Aufnahmebohrung (22) versehen und auf ei­ nem Paletten- oder Maschinentisch (23) anbringbar, insbe­ sondere aufspannbar, sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß um den inneren Umfang der Aufnahmebohrungen (22) mehrere, vorzugsweise je drei, radial zur Aufnahmebohrung verstellbare Positionierungsbol­ zen zum Zentrieren der Eingriffsbolzen (25) angeordnet sind, von denen einer als durch einen Verstellantrieb (30) betätigbarer Verriegelungsbolzen (29) zum seitlichen Andrücken des Eingriffsbolzens (25) an die übrigen Positionierungsbolzen (27, 28) und zum lösbaren Verriegeln des jeweiligen Eingriffsbolzens (25) in der Aufnahmebohrung (22) durch Eingriff in eine Ausnehmung (31) des Eingriffsbolzens (25) ausgebildet ist, während die übrigen Positionierungsbolzen (27, 28) fest einstellbar sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausnehmung (31) und der Verriegelungsbolzen (29) zusammenwirkende Schrägflächen (32, 33) zum Andrücken einer an dem Eingriffsbolzen (25) vorgesehenen Auflageschulter (34) an eine an oder um den oberen Rand der Aufnahmebohrung (22) vorgesehene Auflage­ fläche (35) aufweisen.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine aus­ und einfahrbare Sicherheitsabschrankung (38, 41, 69), wel­ che den Schwenk- und Drehbereich (40) der Schwenk- und Dre­ harmvorrichtung (2, 11) im ausgefahrenen Zustand gegen Per­ sonenzutritt absperrt und im eingefahrenen Zustand freigibt und deren Betätigungseinrichtung an die Vorrichtung (1), insbesondere die Schwenkarm- und/oder Dreharm-Betätigungs­ vorrichtung (10, 15), angekoppelt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sicherheitsabschrankung

• a) entweder insgesamt durch ihre Betätigungseinrichtung selbsttätig aus- und einfahrbar ist, oder
• b) ein von Hand betätigbares Sicherheitsabschrankungsele­ ment umfaßt, durch dessen Betätigung der Betrieb der Vorrichtung (1) zum selbsttätigen Austauschen von Ge­ genständen auslösbar oder freigebbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsab­ schrankung (38, 41, 69) einen Sicherheitsabsperrarm (38) umfaßt, der aus einer der Schwenkarmvorrichtung (2) benach­ barten ersten Position in eine den Schwenk- und Drehbereich (40) ganz oder zumindest teilweise absperrende, zweite Po­ sition ausschwenkbar ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sicherheitsabsperrarm (38) mittels der Dreharm- und/oder Schwenkarmvorrichtung (2, 11) ausschwenkbar ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß als von Hand betätigba­ res Sicherheitsabschrankungselement ein von Hand ver­ schwenkbarer Sicherheitsabsperrbügel (41) vorgesehen ist, der aus einer inaktiven Position in eine aktive Position, in welcher er zusammen mit dem Sicherheitsabsperrarm (38) den Schwenk- und Drehbereich (40) gegen Personenzutritt ab­ sperrt, ausschwenkbar ist, wobei vorzugsweise durch die Ausschwenkbewegung des Sicherheitsabsperrbügels (41) der Betrieb der Vorrichtung (1) zum selbsttätigen Austauschen von Gegenständen aus lösbar oder freigebbar ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Si­ cherheitsabsperrarms (23) ein Sicherheitsabsperrorgan (69) angebracht ist, welches mittels des Sicherheitsabsperrarms (38) bei dessen Ausschwenken in eine Absperrposition beweg­ bar ist, in der es den Schwenk- und Drehbereich (40) zusam­ men mit dem Sicherheitsabsperrarm (38) gegen Personenzu­ tritt absperrt.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Sicherheitsabsperrorgan (69) ein elastisch streck- und verkürzbares oder ein ein­ hol- bzw. -rollbares Band, Seil o. dgl. ist, das mit seinem einen Ende (70) am freien Ende des Sicherheitsabsperrarms (38) angebracht ist, während sein anderes Ende ortsfest an­ geordnet oder gelagert ist.

27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarmvorrichtung (2) einen einzigen Schwenkarm (2a) umfaßt.

28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreharmvorrichtung (11) einen Doppeldreharm (11a) umfaßt, dessen beide Dreharme (11b, 11c) sich von der Drehachse (13) der Dreharmvorrichtung (11) aus diametral in entgegengesetzten Richtungen erstrecken.

29. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarmvorrichtung (2) mehrere Schwenkarme aufweist, die in gleichen Winkelabständen voneinander um die Schwenkachse (5) angeordnet sind.

30. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreharmvorrichtung (11) mehr als zwei Dreharme umfaßt, die in gleichen Winkelabständen voneinander um die Drehachse (13) angeordnet sind.

31. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (5) der Schwenkarmvorrichtung (2) und die Drehachse (13) der Dreharmvorrichtung (11) parallel zu­ einander verlaufen.

32. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (5) und/oder die Drehachse (13) verti­ kal verläuft.

33. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearantriebsvorrichtungen (56, 59) der Dreharm- Betätigungsvorrichtung (15) und/oder der Verstellantrieb (53) der Schwenkarm-Betätigungsvorrichtung (10) und/oder die Verstellantriebe (30) der Verriegelungsbolzen (29) und/oder der Verstellantrieb der Hubvorrichtung (16) je­ weils als hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder- Vorrichtung ausgebildet sind.

34. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (4) mit der Schwenk- und Dreharmvorrichtung (2, 11) fahrbar, insbesondere auf Schienen verfahrbar, aus­ gebildet ist.