EP4100204A1 - Umspanneinrichtung und verfahren zum umspannen eines werkstücks zwischen zwei spannvorrichtungen - Google Patents

Umspanneinrichtung und verfahren zum umspannen eines werkstücks zwischen zwei spannvorrichtungen

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Publication number
EP4100204A1
EP4100204A1 EP21700888.7A EP21700888A EP4100204A1 EP 4100204 A1 EP4100204 A1 EP 4100204A1 EP 21700888 A EP21700888 A EP 21700888A EP 4100204 A1 EP4100204 A1 EP 4100204A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vice
workpiece
carrier
clamping
vices
Prior art date
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Pending
Application number
EP21700888.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marcel Schlüssel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gressel AG
Original Assignee
Gressel AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gressel AG filed Critical Gressel AG
Publication of EP4100204A1 publication Critical patent/EP4100204A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/14—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
    • B23Q7/1426—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices
    • B23Q7/1431—Work holder changers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a clamping device and a method for clamping a workpiece between two vices.
  • a generic substation is known. This has a first gripping and positioning device arranged at a stationary fastening point for holding a first vice. A second gripping and positioning device for holding a second vice is attached to a robot arm. To reclamp a workpiece between the two vices, the robot provided with the second gripping and positioning device first transports an empty vice to the permanently installed first gripping and positioning device at the stationary fastening point.
  • the robot with the second gripping and positioning device picks up the second vice, which is already equipped with a workpiece, and swings it with the workpiece protruding downwards over the empty first vice so that the workpiece can be further processing can be passed from the second vice to the first vice.
  • the robot uses the second gripping and positioning device to put down the now empty second vice and can now uncouple the newly loaded first vice from the stationary mounting location and transport it to a processing position in a processing machine for further processing of the workpiece.
  • a disadvantage of this re-clamping process is that the accuracy of the positioning of the workpiece in the vice depends on the accuracy of the robot.
  • the first vice is arranged at a stationary fastening point during the workpiece transfer and is therefore precisely positioned, but the second vice is held by the robot, so that the placement accuracy is only as accurate as the positioning accuracy of the robot.
  • the object of the invention is to create a chucking device and a method for chucking a workpiece between two clamping devices, in which the changeover precision can be improved.
  • the clamping device according to the invention for clamping a workpiece between two vices comprises a handling device for positioning and actuating the two vices and a transformer station which contains a carrier for holding a first vise in a precise position.
  • the transformer station also has a pressure device with a pressure ram, which can be moved relative to the carrier by means of a drive, for pressing the workpiece against the first vice positioned on the carrier.
  • the position of the workpiece when the workpiece is transferred from one screw piece to the other is not determined by the handling device, but by the separate pressure device.
  • the pressure ram By means of the pressure ram, the workpiece is pressed precisely against the bearing surfaces of the vice taking over the workpiece, regardless of the positioning accuracy of the handling device, whereby the change position can be significantly improved.
  • Another essential advantage of the clamping device according to the invention is that the workpiece is held securely by the pressure device when it is transferred from one vice to the other, even if both vices are open. Even when the clamping jaws of both vices are open, the pressure device holds the workpiece firmly and ensures precise positioning.
  • the pressure device can also serve to guide the second vice, which can be moved by the handling device relative to the first vice, when it is moved into the transfer position.
  • the vice could, for example, be guided on the pressure device via a side surface of its base body, via coupling elements or a zero-point clamping element arranged on the base body of the vice.
  • the guidance can take place passively, in that the handling device holds the vice against a guide geometry on the Pressing device presses.
  • the guidance could also take place through active coupling, for example through a form-fitting connection with or without locking.
  • the change accuracy can be increased by the contact of the vice with the pressure device. With an active locking, a further improvement of the changing accuracy is possible.
  • an aligning and positioning element for connection to the second vice which can be moved by the handling device with respect to the first vice, can be arranged on the pressure device.
  • the alignment and positioning element for example designed as a retractable and extendable bolt, can engage in a guide notch or another corresponding counter element on the base body of a vice.
  • the positioning can also be carried out encompassing and actively locking, so that the vice can be firmly connected to the pressure device and decoupled from the handling device.
  • the pressure ram can contain a grip profile on its side facing the carrier. A particularly secure holding of the workpiece can thereby be achieved.
  • the pressure ram can expediently be arranged on a slide that can be moved relative to the carrier.
  • the slide can be displaceably guided via a guide carriage and guide rails on a guide plate at right angles to the carrier.
  • the pressure ram can be fixedly arranged on the carriage.
  • the pressure ram can also be arranged on the slide so that it can be moved.
  • the carrier can contain a centering mount and / or positioning elements.
  • a measuring system for detecting the workpiece height during reclamping can also be arranged on the pressure device. This can improve process reliability.
  • the drive of the pressure device can, for example, be a pneumatic cylinder which contains a piston with a piston rod that can be retracted and extended.
  • the invention also relates to a method for clamping a workpiece between two vices, in which a handling device is used to first place a first vice in a carrier of a stationary transformer station and then a second vice by the handling device with a workpiece facing the first vice above the first vice for workpiece transfer is positioned.
  • the workpiece is pressed against a support surface on the first vice by a pressure device arranged at the transformer station during the workpiece transfer.
  • the vices are preferably rotated by 90 ° relative to one another for workpiece transfer. Due to the offset of the jaw positions in relation to each other, a workpiece can be completely machined on 6 sides in two set-ups. Due to the transformer station with the pressure device, only one handling device is required for re-clamping and transporting the vices.
  • FIG. 1 shows a transformer station with a transformer station and a handling device in a first perspective view
  • FIG. 2 shows the transformer from FIG. 1 in a second perspective view
  • FIG. 3 shows a transformer station with vices in a perspective view
  • FIG. 4 shows the transformer station from FIG. 3 in a side view
  • FIG. 5 shows the transformer station from FIG. 3 in a front view
  • Figure 6 shows the clamping station of Figure 3 without vices in a perspective view
  • FIG. 7 shows the transformer station from FIG. 3 without vices in a sectional side view.
  • a clamping device 1 for the automated clamping of a workpiece 2 between two vices 3a and 3b is shown in different views.
  • the clamping device 1 comprises a handling device 4 for positioning and actuating the two vices 3a and 3b and a transformer station 5 for holding and guiding the vices 3a and 3b with precise positioning during the clamping process.
  • the handling device 4 contains a gripping and actuating unit 6 which can be coupled to the vices 3a and 3b and which is arranged on a robot arm 7 of an articulated arm robot.
  • the gripping and actuating unit 6 can, however, also be arranged on a gantry robot or a differently structured transport or positioning system for movement in different directions.
  • the vices 3a and 3b can be transported between the transformer station 5 and a processing machine for processing a workpiece 2 clamped in the vices 3a or 3b or to a store for storing or removing a vise 3a or 3b.
  • the transformer station 5 with the two vices 3a and 3b is shown in different views.
  • the vices 3a and 3b have a base body 8 and clamping jaws 9 and 10 for clamping a workpiece 2 to be machined.
  • An outwardly protruding adjusting spindle 11 for adjusting at least one of the clamping jaws 9 and 10 is arranged in the base body 8.
  • the vices 3a and 3b are designed as a centric clamping device with two clamping jaws 9 and 10 that can be adjusted relative to one another. However, they can also have a fixed and a movable clamping jaw or be designed as a multiple clamp with more than two clamping jaws.
  • an external profile designed here as an external hexagon
  • the adjusting spindle 11 designed as a threaded spindle
  • the latter can be rotated for mutual adjustment of the two clamping jaws 9 and 10.
  • the external profile designed as an external hexagon
  • other coupling solutions such as, for example, spline shafts, claw attachments, square connections; Torx connections or shafts with tenon attachments can be used.
  • a downwardly projecting zero point clamping element 12 is arranged on the underside of the base body 8.
  • the zero-point clamping element 12, designed here in the form of a clamping spigot, can be part of a zero-point clamping system known per se for the precise positioning and holding of the vice 3a or 3b.
  • a vice 3a or 3b can be placed in a precisely positioned position on a machine table of a processing machine provided with a corresponding receptacle and clamped by a suitable clamping device.
  • a suitable clamping device On the two end faces of the base body 8 of the vices 3a and 3b, outwardly protruding bolt-shaped coupling elements 13 for coupling with the gripping and actuating unit 6 shown in FIGS. 1 and 2 are also arranged.
  • the gripping and actuating unit 6 shown in Figures 1 and 2 is not only designed for gripping and transporting the vices 3a and 3b between the clamping device 1 and a processing machine or a warehouse, but also has an integrated drive 14 through which the vices 3a and 3b can be operated for tensioning or loosening.
  • the drive 14 of the gripping and actuating unit 6 contains a coupling element that can be coupled to the adjusting spindle 11 of the vices 3a and 3b for motorized closing or opening of the clamping jaws 9 and 10.
  • the transformer station 5 shown in FIGS. 6 and 7 without vices 3a and 3b contains a stationary, plate-shaped carrier 15 for receiving and holding a first vise 3a in a precise position and a pressure device 16 with a pressure ram 17 that can be moved relative to the carrier 15 for pressing a workpiece 2 on the first vice 3a.
  • a centering receptacle 18 and positioning elements 19 are provided for holding the vice 3a in a precise position and secured against rotation.
  • the positioning elements 19 are shown as grooves arranged at right angles to one another for engagement in FIG Projections 20 formed on the underside of the base body 5 of the vices 3a and 3b.
  • the pressure device 16 contains a slide 21 which is displaceable relative to the carrier 15 and on which the pressure ram 17, which is designed here in the form of a cantilevered beam, is arranged.
  • the slide 21 is guided displaceably via a guide carriage 22 and guide rails 23 on a guide plate 24 at right angles to the carrier 15 and can be held by a drive 25 designed here as a pneumatic cylinder or moved along the guide plate 24.
  • the pressure ram 17 arranged on the slide 21 is designed according to FIG. 1 in such a way that it protrudes in the middle of the carrier 15 and, according to FIG. 5, grip between the two clamping jaws 9 and 10 of the second vice 3b positioned above the first vice 3a for workpiece transfer can.
  • the pressure ram 17 contains at its free front end a downwardly protruding nose with a grip profile 26 for contact with the workpiece 2.
  • the nose with the grip profile 26 is arranged in such a way that it is centered between the clamping jaws 9 and 10 of the the support 15 arranged vice 3a is.
  • the workpiece 2 can be pressed in the middle.
  • a bolt-shaped aligning and positioning element 27 for engagement with the vice 3b is also provided on the slide 21.
  • the drive 25, designed as a pneumatic cylinder has a piston 28 with an extendable and retractable piston rod, by means of which the slide 21 is held with the pressure ram 17 or in the direction of the carrier 15 or from this can be moved away.
  • the aligning and positioning element 27 is designed as a bolt that can be retracted and extended by means of a piston 29.
  • the pressure ram 17 is arranged rigidly on the carriage 21 so as to cantilever freely therefrom. Similar to the aligning and positioning element 27, however, the pressure ram 17 can also be arranged on the slide 21 so that it can be displaced in its longitudinal direction, so that it can be displaced e.g. pneumatically, hydraulically or electrically between a retracted position and an extended pressure position.
  • the transformer station 5 described above can be operated by the handling device 4 with the gripping and Actuating unit 6 according to Figure 1 can be equipped with a first vice 3a.
  • This first vice 3a does not yet contain a workpiece and has opened clamping jaws 9 and 10.
  • the still empty first vice 3a with the jaws 9 and 10 still open is placed on the carrier 15 of the transformer station 5 in such a way that the zero point clamping element 12 protruding from the underside of the base body 8 of the first vice 3a into the centering receptacle 18 of the carrier 15 and the projections 20 on the underside of the base body 5 get into the associated groove-shaped positioning elements 19 on the upper side of the carrier 15.
  • the geometry of the centering receptacle 18 is matched to the zero point clamping element 12 in such a way that an exact alignment and positioning takes place during the connection.
  • an arrangement of the empty first vice 3a that is accurate in position and secured against rotation is achieved.
  • the first vice 3a is only connected to the carrier 15 in a form-fitting manner.
  • the vice 3a could also be locked in the carrier 15. Blowing or cleaning bores for supplying blown air could also be arranged on the carrier 15. As a result, chips or other impurities at the contact area between the carrier 15 and the first vice 3a can be removed before the connection.
  • the clamping jaws 9 and 10 of the vice 3a are set in the open position by the drive 14 integrated in the gripping and actuating unit 6 via the adjusting spindle 11.
  • the data on the required opening width can be transmitted from a process or machine control to the gripping and actuating unit 6. Using this data, the clamping jaws 9 and 10 are adjusted into the required opening position via the adjusting spindle 11.
  • a second vice 3b with a workpiece 2 clamped therein and already machined on one side in a position opposite to the first vice 3a, ie with workpiece 2 protruding downward, can be used via the handling device 4, which is uncoupled again from the first vice 3a according to FIG zero point clamping element 12 protruding above can be positioned from above over the still empty first vice 3a in order to transfer the workpiece 2 from the second vice 3b to the first vice 3a.
  • the second vice 3b is first brought into contact with the slide 21 of the pressure device 16 via the handling device 4 and then together with the slide 21 in the direction of the carrier 15 moved the first vice 3a.
  • the second vice 3b is positioned on the slide 21 of the pressure device 16 so that the pressure ram 17 according to FIG. 5 can reach the opening between the clamping jaws 9 and 10, the base body 5 and the workpiece 2 on the second vice 3b.
  • the second vise 3b By placing the second vise 3b on the slide 21, precise alignment of the second vise 3b with respect to the first vise 3a and, in addition, exact guidance of the second vise 3b as it moves in the direction of the first vise 3a can be achieved.
  • the second vise 3b is placed on the slide 21 via the bolt-shaped aligning and positioning element 27, which engages in a guide notch on the side surface of the base body 8 of the second vise 3b facing the slide 21.
  • the bolt-shaped aligning and positioning element 27 can be extended to different extents via the piston 29, so that vices with base bodies 8 of different widths can be positioned exactly centrally above the vise 3a.
  • the second vice 3b can only be guided on the slide 21 of the pressure device 16 via the aligning and positioning element 27 or other coupling elements. However, it can also be guided via other coupling elements arranged on the front or bottom and corresponding counter-elements or actively coupled to the slide 21 and thereby held on it.
  • the second vice 3b is moved by the handling device 4 from a positioning position shown in FIG. 3 into a transfer position shown in FIG.
  • the slide 21 of the pressure device 16 is also carried along via the pressure ram 17 or the coupling.
  • the piston 28 of the drive 25 can be pressureless or only slightly pressurized with compressed air in the extension direction, so that the piston rod only offers a slight resistance to the movement of the slide 21 in the direction of the carrier 15.
  • the piston 28 is subjected to pressure in the retraction direction, so that the pressure ram 17 presses the workpiece 2 against a support surface on the first vice 3a, which is still open.
  • the support surface can be support surfaces 30 shown in FIG.
  • the workpiece 2 is thus securely held between the two still open clamping jaws 9 and 10 of the first vice 3a by the pressure ram 17 pulled over the drive 25 in the direction of the carrier 15.
  • the grip profile 26 on the underside of the pressure ram 17 can ensure that the workpiece 2 is also held in a non-slip manner at the side.
  • the clamping jaws 9 and 10 of the second vice 3b can then be opened. Due to the arrangement of the pressure ram 17 between the base body 5, the clamping jaws 9 and 10 and the workpiece 2, the second vice 3b is free after the clamping jaws have been opened and can be transported away via the handling device 4. The workpiece 2 then lies in the still open clamping jaws 9 and 10 of the first vice 3a and is fixed by the pressure ram 17.
  • the handling device 4 can then move with the gripping and actuating unit 6 to the first vice 3a and close its clamping jaws 9 and 10 after the drive 14 has been coupled to the adjusting spindle 11. Since the pressure ram 17 with its grip profile 26 holds the workpiece 2 precisely and securely even when the clamping jaws 9 and 10 of the first vice 3a are closed, extremely precise positioning of the workpiece 2 within the first vice 3a is achieved.
  • the slide 21 with the pressure ram 17 can be moved up to the starting position and the first vice 3a with the clamped workpiece 2 can be returned to the machining process for further machining.
  • the workpiece 2 is held by the pressure ram 17, so that a high level of accuracy and process reliability can be achieved during the reclamping.
  • the two vices 3a and 3b are preferably rotated through 90 ° relative to one another in the transfer position. As a result, the workpiece 2 can be completely machined on 6 sides in two set-ups.
  • a displacement measuring device can be provided on the pressure ram 17, the guide carriage 22, the guide rails 23 or on the drive 25. This allows the workpiece height to be measured during reclamping, thus further increasing process reliability.
  • the vise 3a provided for final machining of the workpiece is arranged on the carrier 15 of the stationary transformer station 5 and the second vise 3b holding the already machined workpiece is reversed, ie with the workpiece protruding downwards from above still empty vice 3a positioned for transferring the workpiece.
  • the empty vice 3a provided for final machining of the workpiece is arranged at the top and the further vice 3b holding the workpiece that has already been machined is arranged at the bottom.
  • a horizontal arrangement with vices lying next to one another would also be possible.
  • the vices are identical.
  • the vices can also be designed differently in terms of shape and size.
  • clamping jaw 0 clamping jaw 1 adjusting spindle 2 zero point clamping element 3 coupling element 4 drive 5 carrier 6 pressure device 7 pressure ram 8 centering mount 9 positioning element 0 projection 1 slide 2 guide carriage 3 guide rail 4 guide plate 5 drive 6 grip profile 7 alignment and positioning element 8 piston 9 piston 0 contact surface

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umspanneinrichtung (1) zum Umspannen eines Werkstücks (2) zwischen zwei Schraubstöcken (3a, 3b) mit einer Handhabungseinrichtung (4) zur Positionierung und Betätigung der beiden Schraubstöcke (3a, 3b) und einer Umspannstation (5), die einen Träger (15) zur positionsgenauen Halterung eines ersten Schraubstocks (3a) enthält. Erfindungsgemäß enthält die Umspannstation (5) eine Andruckeinrichtung (16) mit einem mittels eines Antriebs (25) relativ zum Träger (15) beweglichen Andruckstößel (17) zum Andrücken des Werkstücks (2) gegen den auf dem Träger (15) positionierten ersten Schraubstock (3a).

Description

Umspanneinrichtung und Verfahren zum Umspannen eines Werkstücks zwischen zwei Spannvorrichtungen
Die Erfindung betrifft eine Umspanneinrichtung und ein Verfahren zum Umspannen eines Werkstücks zwischen zwei Schraubstöcken.
Aus der DE 10 2018 106 210 Al ist eine gattungsgemäße Umspanneinrichtung bekannt. Diese weist eine an einem stationären Befestigungsplatz angeordnete erste Greif- und Positioniereinrichtung zur Halterung eines ersten Schraubstocks auf. An einem Roboterarm ist eine zweite Greif- und Positioniereinrichtung zur Halterung eines zweiten Schraubstocks befestigt. Zum Umspannen eines Werkstücks zwischen den beiden Schraubstöcken wird von dem mit der zweiten Greif- und Positioniereinrichtung versehenen Roboter zunächst ein leerer Schraubstock zu der fest installierten ersten Greif- und Positioniereinrichtung an dem stationären Befestigungsplatz transportiert. Nach der Übergabe des leeren ersten Schraubstocks an den stationären Befestigungsplatz holt der Roboter mit der zweiten Greif- und Positioniereinrichtung den mit einem bereits bearbeiteten Werkstück bestückten zweiten Schraubstock ab und schwenkt diesen mit nach unten ragendem Werkstück über den leeren ersten Schraubstock, so dass das Werkstück zur weiteren Bearbeitung von dem zweiten Schraubstock an den ersten Schraubstock übergeben werden kann. Nach der Werkstückübergabe legt der Roboter mit der zweiten Greif- und Positioniereinrichtung den nunmehr leeren zweiten Schraubstock ab und kann jetzt den neu beladenen ersten Schraubstock von dem stationären Befestigungsplatz abkoppeln und zur weiteren Bearbeitung des Werkstücks zu einer Bearbeitungsposition in einer Bearbeitungsmaschine transportieren. Ein Nachteil dieses Umspannvorgangs besteht darin, dass die Genauigkeit der Positionierung des Werkstücks in dem Schraubstock von der Genauigkeit des Roboters abhängig ist. Der erste Schraubstock ist während der Werkstückübergabe zwar an einem stationären Befestigungsplatz angeordnet und damit genau positioniert, jedoch wird der zweite Schraubstock vom Roboter gehalten, so dass die Ablagepositionsgenauigkeit nur so genau wie die Positioniergenauigkeit des Roboters ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Umspanneinrichtung und ein Verfahren zum Umspannen eines Werkstücks zwischen zwei Spannvorrichtungen zu schaffen, bei denen die Wechselpräzision verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Umspanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Umspanneinrichtung zum Umspannen eines Werkstücks zwischen zwei Schaubstöcken umfasst eine Handhabungseinrichtung zur Positionierung und Betätigung der beiden Schraubstöcke und einer Umspannstation, die einen Träger zur positionsgenauen Halterung eines ersten Schraubstocks enthält. Die Umspannstation weist außerdem eine Andruckeinrichtung mit einem mittels eines Antriebs relativ zum Träger beweglichen Andruckstößel zum Andrücken des Werkstücks gegen den auf dem Träger positionierten ersten Schraubstock auf. Bei der erfindungsgemäßen Umspanneinrichtung wird die Position des Werkstücks bei der Werkstückübergabe von dem einen zum anderen Schraubstück nicht durch die Handhabungseinrichtung, sondern durch die separate Andruckeinrichtung bestimmt. Durch den Andruckstößel wird das Werkstück unabhängig von der Positioniergenauigkeit der Handhabungseinrichtung exakt an die Auflageflächen des das Werkstück übernehmenden Schraubstocks angedrückt, wodurch die Wechselposition entscheidend verbessert werden kann. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Umspanneinrichtung besteht darin, dass das Werkstück bei der Übergabe von dem einen zum anderen Schraubstock von der Andruckeinrichtung auch dann sicher gehalten wird, wenn beiden Schraubstöcke geöffnet sind. Auch bei geöffneten Spannbacken beider Schraubstöcke hält die Andruckvorrichtung das Werkstück fest und sorgt für eine genaue Positionierung.
In einer vorteilhaften Ausführung kann die Andruckeinrichtung auch zur Führung des durch die Handhabungseinrichtung gegenüber dem ersten Schraubstock bewegbaren zweiten Schraubstocks bei dessen Bewegung in die Übergabeposition dienen. Der Schraubstock könnte z.B. über eine Seitenfläche seines Grundkörpers, über Kopplungselemente oder ein am Grundkörper des Schraubstocks angeordnetes Nullpunk-Spannelement an der Andruckeinrichtung geführt sein. Die Führung kann passiv erfolgen, indem die Handhabungseinrichtung den Schraubstock gegen eine Führungsgeometrie an der Andruckeinrichtung presst. Die Führung könnte auch durch aktives Ankoppeln z.B. durch formschlüssige Verbindung mit oder ohne Verriegelung erfolgen. Durch den Kontakt des Schraubstocks mit der Andruckeinrichtung kann die Wechselgenauigkeit erhöht werden. Bei einer aktiven Verriegelung ist eine weitere Verbesserung der Wechselgenauigkeit möglich.
In einer möglichen Ausführung kann an der Andruckeinrichtung ein Ausricht- und Positionierelement zur Verbindung mit dem durch die Handhabungseinrichtung gegenüber dem ersten Schraubstock bewegbaren zweiten Schraubstock angeordnet sein. Das z.B. als ein- und ausfahrbarer Bolzen ausgebildete Ausricht- und Positionierelement kann in eine Führungskerbe oder ein anderes entsprechendes Gegenelement an dem Grundkörper eines Schraubstocks eingreifen. Die Positionierung kann auch umgreifend und aktiv verriegelnd ausgeführt sein, so dass der Schraubstock fest mit der Andruckeinrichtung verbunden und von der Handhabungseinrichtung abgekoppelt werden kann.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung kann der Andruckstößel an seiner dem Träger zugewandten Seite ein Grip-Profil enthalten. Dadurch kann eine besonders sichere Halterung des Werkstücks erreicht werden.
Der Andruckstößel kann zweckmäßigerweise an einem relativ zum Träger verfahrbaren Schlitten angeordnet sein. Der Schlitten kann über einen Führungswagen und Führungsschienen an einer zum Träger rechtwinkligen Führungsplatte verschiebbar geführt sein. Der Andruckstößel kann fest an dem Schlitten angeordnet sein. Zum einfacheren An oder Abkoppeln des Schraubstocks am Schlitten kann der Andruckstößel aber auch verfahrbar am Schlitten angeordnet sein.
Zur positionsgenauen Halterung des ersten Schraubstocks kann der Träger eine Zentrieraufnahme und/oder Positionierelemente enthalten. An der Andruckeinrichtung kann außerdem ein Messsystem zur Erfassung der Werkstückhöhe beim Umspannen angeordnet sein. Dadurch kann die Prozesssicherheit verbessert werden.
Der Antrieb der Andruckeinrichtung kann beispielsweise ein Pneumatik-Zylinder sein, der einen Kolben mit einer ein- und ausfahrbaren Kolbenstange enthält. Auch andere Antriebe sind jedoch möglich. Die Erfindung betrifft außerdem Verfahren zum Umspannen eines Werkstücks zwischen zwei Schraubstöcken, bei dem mit einer Handhabungseinrichtung zunächst ein erster Schraubstock in einem Träger einer stationären Umspannstation abgelegt und anschließend ein zweiter Schraubstock durch die Handhabungseinrichtung mit einem dem ersten Schraubstock zugewandten Werkstück über dem ersten Schraubstock zur Werkstückübergabe positioniert wird. Erfindungsgemäß wird das Werkstück während der Werkstückübergabe von einer an der Umspannstation angeordneten Andruckeinrichtung gegen eine Auflagefläche am ersten Schraubstock gedrückt.
Vorzugsweise sind die Schraubstöcke zur Werkstückübergabe um 90° gegeneinander verdreht. Durch die somit gegeneinander versetzte Backenposition kann ein Werkstück in zwei Aufspannungen 6-seitig komplett bearbeitet werden. Durch die Umspannstation mit der Andruckeinrichtung wird nur eine Handhabungseinrichtung zum Umspannen und Transportieren der Schraubstöcke benötigt.
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Figur 1 eine Umspanneinrichtung mit einer Umspannstation und einer Handhabungseinrichtung in einer ersten Perspektivansicht;
Figur 2 die Umspanneinrichtung von Figur 1 in einer zweiten Perspektivansicht;
Figur 3 eine Umspannstation mit Schraubstöcken in einer Perspektivansicht;
Figur 4 die Umspannstation von Figur 3 in einer Seitenansicht;
Figur 5 die Umspannstation von Figur 3 in einer Vorderansicht;
Figur 6 die Um spannstation von Figur 3 ohne Schraubstöcke in einer Perspektivansicht und
Figur 7 die Umspannstation von Figur 3 ohne Schraubstöcke in einer geschnittenen Seitenansicht. In den Figuren 1 und 2 ist eine Umspanneinrichtung 1 zum automatisierten Umspannen eines Werkstücks 2 zwischen zwei Schraubstöcken 3a und 3b in unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Durch eine solche Umspanneinrichtung 1 kann das in einer ersten Aufspannung bearbeitete Werkstück 2 von dem einen Schraubstock 3b an den anderen Schraubstock 3a übergeben werden, um die bei der ersten Aufspannung nicht zugänglichen Stellen in einer zweiten Aufspannung zu bearbeiten. Die Umspanneinrichtung 1 umfasst hierzu eine Handhabungseinrichtung 4 zur Positionierung und Betätigung der beiden Schraubstöcke 3a und 3b und eine Umspannstation 5 zur positionsgenauen Halterung und Führung der Schraubstöcke 3a und 3b während des Umspannvorgangs. Die Handhabungseinrichtung 4 enthält bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine mit den Schraubstöcken 3a und 3b koppelbare Greif- und Betätigungseinheit 6, die an einem Roboterarm 7 eines Gelenkarmroboters angeordnet ist. Die Greif- und Betätigungseinheit 6 kann aber auch an einem Portalroboter oder einem anders aufgebauten Transport- bzw. Positioniersystem zur Bewegung in verschiedenen Richtungen angeordnet sein. Durch die Handhabungseinrichtung 4 können die Schraubstöcke 3a und 3b zwischen der Umspannstation 5 und einer Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung eines in den Schraubstöcken 3a bzw. 3b gespannten Werkstücks 2 oder zum einem Lager zur Ablage bzw. zur Entnahme eines Schraubstocks 3a bzw. 3b transportiert werden.
In den Figuren 3 bis 5 ist die Umspannstation 5 mit den beiden Schraubstöcken 3a und 3b in verschiedenen Ansichten gezeigt. Die Schraubstöcke 3a und 3b weisen einen Grundkörper 8 und Spannbacken 9 und 10 zum Spannen eines zu bearbeitenden Werkstücks 2 auf. In dem Grundkörper 8 ist eine nach außen vorstehende Stellspindel 11 zu Verstellung mindestens einer der Spannbacken 9 und 10 angeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schraubstöcke 3a und 3b als Zentrisch-Spannvorrichtung mit zwei gegeneinander verstellbaren Spannbacken 9 und 10 ausgebildet. Sie können aber auch eine feste und eine demgegenüber bewegliche Spannbacke aufweisen oder als Mehrfachspanner mit mehr als zwei Spannbacken ausgeführt sein. Über ein hier als Außensechskant ausgebildetes Außenprofil am freien Ende der als Gewindespindel ausgeführten Stellspindel 11 kann diese zur gegenseitigen Verstellung der beiden Spannbacken 9 und 10 gedreht werden. Anstelle des als Außensechskant ausgebildeten Außenprofils können auch andere Kupplungslösungen, wie z.B. Keilwellen, Klauenaufsätze, 4-Kant- Verbindungen; Torx- Verbindungen oder Wellen mit Zapfenaufsätzen verwendet werden. An der Unterseite der Grundkörper 8 ist ein nach unten vorstehendes Nullpunkt- Spannelement 12 angeordnet. Das hier in Form eines Spannzapfens ausgeführte Nullpunkt- Spannelement 12 kann Teil eines an sich bekannten Nullpunkt-Spannsystems zur genauen Positionierung und Halterung des Schraubstocks 3a bzw. 3b sein. Über dieses Nullpunkt- Spannelement 12 kann ein Schraubstock 3a oder 3b positionsgenau auf einen mit einer entsprechenden Aufnahme versehenen Maschinentisch einer Bearbeitungsmaschine gesetzt und durch eine geeignete Spannvorrichtung gespannt werden. An den beiden Stirnseiten des Grundkörpers 8 der Schraubstöcke 3a und 3b sind außerdem nach außen vorstehende bolzenförmige Kopplungselemente 13 zur Kopplung mit der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Greif- und Betätigungseinheit 6 angeordnet.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Greif- und Betätigungseinheit 6 ist nicht nur zum Greifen und Transportieren der Schraubstöcke 3a und 3b zwischen der Umspannvorrichtung 1 und einer Bearbeitungsmaschine oder einem Lager konzipiert, sondern weist auch einen integrierten Antrieb 14 auf, durch den die Schraubstöcke 3a und 3b zum Spannen oder Lösen betätigt werden können. Hierzu enthält der Antrieb 14 der Greif- und Betätigungseinheit 6 ein mit der Stellspindel 11 der Schraubstöcke 3a und 3b koppelbares Kupplungselement zum motorischen Schließen oder Öffnen der Spannbacken 9 und 10. Beim Ankoppeln der Greif- und Betätigungseinheit 6 an die Schraubstöcke 3a bzw. 3b können so auch deren Spannbacken 9 und 10 motorisch geöffnet oder geschlossen werden. Zu weiteren konstruktiven Einzelheiten der Greif- und Betätigungseinheit 6 wird auf die DE 10 2018 106 210 Al verwiesen, deren Offenbarungsgehalt auch zu Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
Die in den Figuren 6 und 7 ohne Schraubstöcke 3a und 3b dargestellte Umspannstation 5 enthält einen stationären, plattenförmigen Träger 15 zur positionsgenauen Aufnahme und Halterung eines ersten Schraubstocks 3a und eine Andruckeinrichtung 16 mit einem relativ zum Träger 15 verfahrbaren Andruckstößel 17 zum Andrücken eines Werkstücks 2 an den ersten Schraubstock 3a. In dem plattenförmigen Träger 15 sind eine Zentrieraufnahme 18 und Positionierelemente 19 zur positionsgenauen und gegen Verdrehen gesicherten Halterung des Schraubstocks 3a vorgesehen. In der gezeigten Ausführung sind die Positionierelemente 19 als rechtwinklig zueinander angeordnete Nuten zum Eingriff in Figur 3 dargestellter Vorsprünge 20 an der Unterseite des Grundkörpers 5 der Schraubstöcke 3a bzw. 3b ausgebildet.
Die Andruckeinrichtung 16 enthält einen relativ zum Träger 15 verschiebbaren Schlitten 21, an dem der hier in Form eines auskragenden Balkens ausgebildete Andruckstößel 17 angeordnet ist. Der Schlitten 21 ist über einen Führungswagen 22 und Führungsschienen 23 an einer zum Träger 15 rechtwinkligen Führungsplatte 24 verschiebbar geführt und kann durch einen hier als Pneumatik-Zylinder ausgebildeten Antrieb 25 gehalten oder entlang der Führungsplatte 24 verfahren werden. Der an dem Schlitten 21 angeordnete Andruckstößel 17 ist gemäß Figur 1 derart ausgestaltet, dass er in der Mitte des Trägers 15 über diesen ragt und gemäß Figur 5 zwischen die beiden Spannbacken 9 und 10 des zur Werkstückübergabe oberhalb des ersten Schraubstocks 3a positionierten zweiten Schraubstocks 3b greifen kann. Dadurch kann ein auf Auflageflächen des ersten Schraubstocks 3a aufliegendes Werkstück durch den Andruckstößel 17 zentral gegen die Auflageflächen des ersten Schraubstocks 3a gedrückt werden. Der Andruckstößel 17 enthält an seinem freien vorderen Ende eine nach unten vorstehende Nase mit einem Grip-Profil 26 zur Anlage an dem Werkstück 2. Die Nase mit dem Grip-Profil 26 ist derart angeordnet, dass sie mittig zwischen den Spannbacken 9 und 10 des auf dem Träger 15 angeordneten Schraubstocks 3a liegt. Dadurch kann das Werkstück 2 mittig angedrückt werden. An dem Schlitten 21 ist außerdem ein bolzenförmiges Ausricht- und Positionierelement 27 zum Eingriff mit dem Schraubstock 3b vorgesehen.
Wie aus der Schnittansicht von Figur 7 hervorgeht, weist der als Pneumatik-Zylinder ausgebildeten Antrieb 25 einen Kolben 28 mit einer ein- und ausfahrbaren Kolbenstange auf, durch die der Schlitten 21 mit dem Andruckstößel 17 gehalten oder in Richtung des Trägers 15 bzw. von diesem wegbewegt werden kann. Das Ausricht- und Positionierelement 27 ist als ein mittels eines Kolbens 29 ein- und ausfahrbarer Bolzen ausgeführt. Bei der gezeigten Ausführung ist der Andruckstößel 17 starr an dem Schlitten 21 von diesem frei auskragend angeordnet. Ähnlich wie das Ausricht- und Positionierelement 27 kann aber auch der Andruckstößel 17 in seiner Längsrichtung verschiebbar an dem Schlitten 21 angeordnet sein, so dass es z.B. pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch zwischen einer Einfahrstellung und einer ausgefahrenen Andruckstellung verschoben werden kann.
Die vorstehend beschriebene Umspannstation 5 kann durch die Handhabungseinrichtung 4 mit der an einem Roboterarm 7 eines Gelenkarmroboters angeordnete Greif- und Betätigungseinheit 6 gemäß Figur 1 mit einem ersten Schraubstock 3a bestückt werden. Dieser erste Schraubstock 3a enthält noch kein Werkstück und weist geöffnete Spannbacken 9 und 10 auf. Über die Handhabungseinrichtung 4 wird dabei der noch leere erste Schraubstock 3a mit noch geöffneten Spannbacken 9 und 10 so auf den Träger 15 der Umspannstation 5 abgesetzt, dass das an der Unterseite des Grundkörpers 8 des ersten Schraubstocks 3a vorstehende Nullpunkt-Spannelement 12 in die Zentrieraufnahme 18 des Trägers 15 und die Vorsprünge 20 an der Unterseite des Grundkörpers 5 in die zugehörigen nutförmigen Positionierelemente 19 an der Oberseite des Trägers 15 gelangen. Die Geometrie der Zentrieraufnahme 18 ist so auf das Nullpunkt-Spannelement 12 abgestimmt, dass bei der Verbindung eine exakte Ausrichtung und Positionierung erfolgt. Dadurch wird eine positionsgenaue und gegen Verdrehen gesicherte Anordnung des leeren ersten Schraubstocks 3a erreicht. Bei der gezeigten Ausführung wird der erste Schraubstock 3a lediglich formschlüssig mit dem Träger 15 verbunden. Optional könnte der Schraubstock 3a auch in dem Träger 15 verriegelt werden. An dem Träger 15 könnten auch Blas- oder Reinigungsbohrungen zur Versorgung mit Blasluft angeordnet sein. Dadurch können Späne oder andere Verunreinigungen am Kontaktbereich zwischen dem Träger 15 und dem ersten Schraubstock 3a vor der Verbindung beseitigt werden.
Beim Beladen der Umspannstation 5 mit dem noch leeren ersten Schraubstock 3a werden die Spannbacken 9 und 10 des Schraubstocks 3a durch den in der Greif- und Betätigungseinheit 6 integrierten Antrieb 14 über die Stellspindel 11 in die geöffnete Position gestellt. Die Daten zur benötigten Öffnungsweite können von einer Prozess- oder Maschinensteuerung an die Greif- und Betätigungseinheit 6 übermittelt werden. Anhand dieser Daten werden die Spannbacken 9 und 10 über die Stellspindel 11 in die benötigte Öffnungsposition verstellt.
Anschließend kann über die von dem ersten Schraubstock 3a wieder abkoppelte Handhabungseinrichtung 4 gemäß Figur 2 ein zweiter Schraubstock 3b mit einem darin gespannten und bereits an einer Seite bearbeiteten Werkstück 2 in einer zum ersten Schraubstock 3a umgekehrten Lage, d.h. mit nach unten ragenden Werkstück 2 und nach oben vorstehenden Nullpunkt-Spannelement 12 von oben über den noch leeren ersten Schraubstock 3a positioniert werden, um das Werkstück 2 von dem zweiten Schraubstock 3b an den ersten Schraubstock 3a zu übergeben. Hierzu wird der zweite Schraubstock 3b über die Handhabungseinrichtung 4 zunächst in Kontakt mit dem Schlitten 21 der Andruckeinrichtung 16 gebracht und anschließend zusammen mit dem Schlitten 21 in Richtung des Trägers 15 auf den ersten Schraubstock 3a zubewegt. Der zweite Schraubstock 3b wird dabei so an dem Schlitten 21 der Andruckeinrichtung 16 positioniert, dass der Andruckstößel 17 gemäß Figur 5 in die Öffnung zwischen den Spannbacken 9 und 10, dem Grundkörper 5 und dem Werkstück 2 an dem zweiten Schraubstock 3b gelangen kann.
Durch eine Anlage des zweiten Schraubstocks 3b an dem Schlitten 21 kann eine genaue Ausrichtung des zweiten Schraubstocks 3b gegenüber dem ersten Schraubstock 3a und zusätzlich eine exakte Führung des zweiten Schraubstocks 3b bei dessen Bewegung in Richtung des ersten Schraubstocks 3a erreicht werden. Die Anlage des zweiten Schraubstocks 3b am Schlitten 21 erfolgt bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel über das bolzenförmige Ausricht- und Positionierelement 27, das in eine Führungskerbe an der dem Schlitten 21 zugewandten Seitenfläche des Grundkörpers 8 des zweiten Schraubstocks 3b eingreift. Das bolzenförmige Ausricht- und Positionierelement 27 kann über den Kolben 29 unterschiedlich weit ausgefahren werden, so dass Schraubstöcke mit unterschiedlich breiten Grundkörpern 8 zentrisch genau über dem Schraubstock 3a positioniert werden können. Der zweite Schraubstock 3b kann über das Ausricht- und Positionierelement 27 oder andere Kopplungselemente lediglich an dem Schlitten 21 der Andruckeinrichtung 16 geführt sein. Er kann aber auch über andere stirnseitig oder bodenseitig angeordnete Kopplungselemente und entsprechende Gegenelemente geführt oder aktiv an dem Schlitten 21 angekoppelt und dadurch an diesem gehalten sein.
Es ist auch möglich, dass auf die zusätzliche Führung und Positionierung des zweiten Schraubstocks 3b komplett verzichtet und das Werkstück 2 ohne zusätzliche Führung oder Ankopplung des zweiten Schraubstocks 3b nur mit dem Andruckstößel 17 in den ersten Schraubstock 3a gedrückt wird.
Zur Übergabe des Werkstücks 2 wird der zweite Schraubstock 3b von der Handhabungseinrichtung 4 aus einer in Figur 3 gezeigten Positionierstellung in eine in Figur 1 gezeigte Übergabestellung bewegt. Bei der Bewegung des zweiten Schraubstocks 3b in die Übergabestellung wird über den Andruckstößel 17 oder die Kopplung auch der Schlitten 21 der Andruckeinrichtung 16 mitgenommen. Bis zum Erreichen der Übergabestellung kann der Kolben 28 des Antriebs 25 in Ausfahrrichtung drucklos oder nur leicht mit Druckluft beaufschlagt sein, so dass die Kolbenstange der Bewegung des Schlittens 21 in Richtung des Trägers 15 nur einen geringen Widerstand entgegensetzt. Nach dem Erreichen der Übergabestellung wird der Kolben 28 in Einfahrrichtung mit Druck beaufschlagt, so dass der Andruckstößel 17 das Werkstück 2 gegen eine Auflagefläche an dem noch geöffneten ersten Schraubstock 3a drückt. Bei der Auflagefläche kann es sich um in Figur 3 gezeigte Auflageflächen 30 an den stufenförmigen Spannbacken 9 und 10, die Oberseite des Grundkörpers 8 oder ein Distanzstück zwischen Grundkörper 8 und dem Werkstück 2 handeln.
Durch den über den Antrieb 25 in Richtung des Trägers 15 gezogenen Andruckstößel 17 wird somit das Werkstück 2 sicher zwischen den beiden noch offenen Spannbacken 9 und 10 des ersten Schraubstock 3a gehalten. Über das Grip-Profil 26 an der Unterseite des Andruckstößels 17 kann sichergestellt werden, dass das Werkstück 2 auch seitlich rutschsicher gehalten wird.
Anschließend können die Spannbacken 9 und 10 des zweiten Schraubstocks 3b geöffnet werden. Durch die Anordnung des Andruckstößels 17 zwischen dem Grundkörper 5, den Spannbacken 9, und 10 und dem Werkstück 2 ist der zweite Schraubstock 3b nach dem Öffnen der Spannbacken frei und kann über die Handhabungseinrichtung 4 wegtransportiert werden. Das Werkstück 2 liegt dann in den noch geöffneten Spannbacken 9 und 10 des ersten Schraubstocks 3a und wird durch den Andruckstößel 17 fixiert.
Dann kann die Handhabungseinrichtung 4 mit der Greif- und Betätigungseinheit 6 zu dem ersten Schraubstock 3a fahren und dessen Spannbacken 9 und 10 nach dem Ankoppeln des Antriebs 14 an die Stellspindel 11 schließen. Da der Andruckstößel 17 mit seinem Grip-Profil 26 das Werkstück 2 auch beim Schließen der Spannbacken 9 und 10 des ersten Schraubstocks 3a positionsgenau und sicher hält, wird eine äußerst genaue Positionierung des Werkstücks 2 innerhalb des ersten Schraubstocks 3a erreicht.
Nach dem Spannen des Werkstücks 2 im ersten Schraubstock 3a kann der Schlitten 21 mit dem Andruckstößel 17 nach oben in die Ausgangsposition gefahren werden und der erste Schraubstock 3a kann mit dem umgespannten Werkstück 2 zur Durchführung der weiteren Bearbeitungen wieder dem Bearbeitungsprozess zugeführt werden. Während des gesamten Umspannvorgangs wird das Werkstück 2 durch den Andruckstößel 17 gehalten, so dass eine hohe Genauigkeit und Prozesssicherheit bei der Umspannung erreicht werden kann. Vorzugsweise sind die beiden Schraubstöcke 3a und 3b in der Übergabestellung um 90° gegeneinander verdreht. Dadurch kann das Werkstück 2 in zwei Aufspannungen 6-seitig komplett bearbeitet werden.
An dem Andruckstößel 17, dem Führungswagen 22, den Führungsschienen 23 oder am Antrieb 25 kann eine Wegmesseinrichtung vorgesehen sein. Damit kann die Werkstückhöhe beim Umspannen gemessen und damit die Prozesssicherheit weiter erhöht werden. Bei dem vorstehend ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der für eine Abschlussbearbeitung des Werkstücks vorgesehene Schraubstock 3a auf dem Träger 15 der stationären Umspannstation 5 angeordnet und der das bereits bearbeitete Werkstück halternde zweite Schraubstock 3b wird in umgekehrter Lage, d.h. mit nach unten ragenden Werkstück von oben über der noch leeren Schraubstock 3a zur Übergabe des Werkstücks positioniert. Es ist auch möglich, dass der für eine Abschlussbearbeitung des Werkstücks vorgesehene leere Schraubstock 3a oben und der das bereits bearbeitete Werkstück halternde weitere Schraubstock 3b unten angeordnet sind. Anstelle der gezeigten vertikalen Anordnung mit übereinander angeordneten Schraubstöcken wäre auch eine horizontale Anordnung mit nebeneinanderliegenden Schraubstöcken möglich. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schraubstöcke identisch ausgeführt. Die Schraubstöcke können in der Bauform und Größe aber auch unterschiedlich ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste
1 Umspannvorrichtung
2 Werkstück a Erster Schraubstock b Zweiter Schraubstock
4 Handhabungseinrichtung
5 Umspannstation
6 Greif- und Betätigungseinheit
7 Roboter arm
8 Grundkörper
9 Spannbacke 0 Spannbacke 1 Stell spindel 2 Nullpunkt-Spannelement 3 Kopplungselement 4 Antrieb 5 Träger 6 Andruckeinrichtung 7 Andruckstößel 8 Zentrieraufnahme 9 Positionierelement 0 Vorsprung 1 Schlitten 2 Führungswagen 3 Führungsschiene 4 Führungsplatte 5 Antrieb 6 Grip-Profil 7 Ausricht- und Positionierelement 8 Kolben 9 Kolben 0 Auflagefläche

Claims

Ansprüche
1. Umspanneinrichtung (1) zum Umspannen eines Werkstücks (2) zwischen zwei
Schraubstöcken (3a, 3b) mit einer Handhabungseinrichtung (4) zur
Positionierung und Betätigung der beiden Schraubstöcke (3a, 3b) und einer Umspannstation (5), die einen Träger (15) zur positionsgenauen Halterung eines ersten Schraubstocks (3a) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspannstation (5) eine Andruckeinrichtung (16) mit einem mittels eines Antriebs (25) relativ zum Träger (15) beweglichen Andruckstößel (17) zum Andrücken des Werkstücks (2) gegen den auf dem Träger (15) positionierten ersten Schraubstock (3a) enthält.
2. Umspanneinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckeinrichtung (16) zur Führung des durch die Handhabungseinrichtung (4) gegenüber dem ersten Schraubstock (3a) bewegbaren zweiten Schraubstocks (3b) ausgebildet ist.
3. Umspanneinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Andruckeinrichtung (16) ein Ausricht- und Positionierelement (27) zur Verbindung mit dem durch die Handhabungseinrichtung (4) gegenüber dem ersten Schraubstock (3a) bewegbaren zweiten Schraubstocks (3b) angeordnet ist.
4. Umspanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Andruckstößel (17) an seiner dem Träger (15) zugewandten Seite ein Grip-Profil (26) enthält.
5. Umspanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Andruckstößel (17) an einem relativ zum Träger (15) verfahrbaren Schlitten (21) angeordnet ist.
6. Umspanneinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (21) über einen Führungswagen (22) und Führungsschienen (23) an einer zum Träger (15) rechtwinkligen Führungsplatte (24) verschiebbar geführt ist.
7. Umspanneinrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Andruckstößel (17) fest oder in seiner Längsrichtung verfahrbar an dem Schlitten (21) angeordnet ist.
8. Umspanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (15) eine Zentrieraufnahme (18) und/oder Positionierelemente (19) enthält.
9. Umspanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Andruckeinrichtung (16) ein Messsystem zur Erfassung der Werkstückhöhe beim Umspannen angeordnet ist.
10. Umspanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (25) der Andruckeinrichtung (16) als Pneumatik-Zylinder ausgebildet ist, der einen Kolben (28) mit einer ein- und ausfahrbaren Kolbenstange enthält.
11. Verfahren zum Umspannen eines Werkstücks (2) zwischen zwei
Schraubstöcken (3a, 3b), bei dem mit einer Handhabungseinrichtung (4) zunächst ein erster Schraubstock (3a) in einem Träger (15) einer stationären Umspannstation (5) abgelegt und anschließend ein zweiter Schraubstock (3b) durch die Handhabungseinrichtung (4) mit einem dem ersten Schraubstock (3a) zugewandten Werkstück (2) über dem ersten Schraubstock (3a) zur Werkstückübergabe positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) während der Werkstückübergabe von einer an der Umspannstation (5) angeordneten Andruckeinrichtung (16) gegen eine Auflagefläche (30) am ersten Schraubstock (3a) gedrückt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubstöcke (3a, 3b) zur Werkstückübergabe um 90° gegeneinander verdreht sind.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Werkstücks (2) nach dem Umspannen durch eine Wegmessung an der Andruckeinrichtung (16) gemessen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Handhabungseinrichtung (4) beide Schraubstöcke (3a, 3b) transportiert und betätigt werden.
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