FI117547B - Työkalu, työstökone ja menetelmä kokoonpanon suorittamiseksi - Google Patents

Description

117547

TYÖKALU, TYÖSTÖKONE JA MENETELMÄ KOKOONPANON SUORITTAMISEKSI

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukai-5 nen työkalu. Keksinnön kohteena on lisäksi patenttivaatimuksen 4 johdanto-osan mukainen työkalu. Keksinnön kohteena on lisäksi patenttivaatimuksen 9 johdanto-osan mukainen työstökone. Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 15 johdanto-osan mukainen valmistus- ja kokoonpanomenetelmä työstökoneessa.

10

Tunnetun tekniikan mukaisesti käytössä on runsaasti erilaisia automaattisia koneita erilaisten pienosien asentamiseksi, jolloin tarkoituksena on kokoonpanon ja asennustyön automatisointi. Tällöin käytetään erilaisia, tarkoitusta varten konstruoituja erikoiskoneita, jotka soveltuvat 15 tyypillisesti yhden osan asentamiseen tai työvaiheen suorittamiseen. Eräs tunnettu kokoonpanovaihe on kohdistustappien sijoittaminen esimerkiksi valettuun, metalliseen kehykseen, johon sijoitetaan myös piirilevy ja joka siten muodostaa telineen kyseiselle piirilevylle ja muillekin komponenteille, jotka siihen kiinnitetään. Kehyksen valmistukseen liit-20 tyy esimerkiksi jyrsintää ja porausta, minkä jälkeen porattuihin reikiin sijoitetaan tappeja, joiden varaan puolestaan piirilevy. Tappien sijoittelu tapahtuu tyypillisesti manuaalisesti lyömällä työkalun avulla, jolloin työ- .*·:·. vaihe on aikaa vievä ja tarkkuutta vaativa. Kehyksen valmistus tapah- • · · tuu esimerkiksi siten, että se kiinnitetään paletille tai alustalle, johon * ·.* 25 voidaan kiinnittää useita kehysaihioita, jonka jälkeen se kuljetetaan ko- neistuskeskukselle, joka suorittaa vaihdettavien työkalujen avulla esi-“ · *·: merkiksi sekä jyrsinnän että porauksen. Koneistuskeskus käsittää tyy- pillisesti automaattisen työkalunvaihtajan ja tarvittavat työkalut niitä työvaiheita varten, joita kehykseen halutaan kohdistaa. Kehyksen ma-30 teriaali, mitoitus ja ulkonäkö voivat vaihdella sovelluskohteesta riip-puen. Työstövaiheiden jälkeen kehys siirretään tapitukseen, jossa tapit kiinnitetään. Tämän jälkeen kehykset siirretään tai kuljetetaan paik-kaan, jossa tapahtuu piirilevyjen kiinnitys ja varsinainen kokoonpano.

* · • · • · · m/l· 35 Eräitä esimerkkejä tunnetun tekniikan mukaisista koneistuskeskuksista, :*·.· automaattisista työkalunvaihtajista ja vaihdettavista työkaluista on esi tetty julkaisuissa US 4,575,918 ja US 5,439,434.

117547 2

Tunnetun tekniikan mukaiset koneet ja valmistusmenetelmät ovat joko manuaalisesti suoritettavina hitaita, aikaa runsaasti kuluttavia ja siten kustannuksia aiheuttavia, tai sitten kustannuksia runsaasti vaativia, mi-5 käli halutaan investoida automaattisiin, erityisesti tapitusta suorittaviin koneisiin. Nämä erikoiskoneet soveltuvatkin siten vain massatuotantoon tai jatkuvaan tuotantoon. Manuaalinen asennus ja tuotteiden kokoonpano ei tällöin tule kyseeseen mm. hitauden takia.

10 Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvattuja ongelmia, jolloin esimerkiksi tapituksen suorittaminen on mahdollista soveltaen jo olemassa olevaa konekantaa, jolloin hyödynnetään erikoistyökaluja. Keksinnössä kokoonpano on mahdollista suorittaa esimerkiksi tunnetun tekniikan mukaisella työstökoneella, sopivimmin koneistuskeskuksella, 15 joka on lisäksi varustettu automaattisella työkalunvaihtajalla. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan siis soveltaa samassa työstökoneessa, jossa suoritetaan muutakin työstöä, joka liittyy esimerkiksi kokoonpanon työkappaleiden valmisteluun.

20 Keksintöä voidaan soveltaa hyvinkin erilaisten pienosien asennukseen ja tuotteiden kokoonpanoon, jolloin kyseeseen tulevat erilaiset kiinni-:\t> tysosat, esimerkiksi tapit, ruuvit, sokat, kierre-elementit ja niitit, sekä erilaiset muut kokoonpanon osat, esimerkiksi renkaat, holkit, laakerit, • · · laakerien osat ja muut toiminnalliset elimet, kuten vapaakytkimet.

25

Keksinnön mukaisen työkalun tunnusomaiset piirteet on esitetty pa-” tenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaisen työkalun tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 4. Keksinnön mukaisen työstökoneen tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 9.

30 Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusomaiset piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 15. Keksinnön muita edullisia suoritusmuotoja on esitelty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

• · · • · • * · t · '·;· Keksinnön keskeisenä periaatteena on sekä valmistuksen ja kokoon- 35 panon työvaiheiden suorittaminen samassa työstökoneessa tai erityi-sesti koneistuskeskuksessa, joka on varustettu työkalumakasiinilla, jossa säilytetään vaihdettavia työkaluja, joista osa soveltuu työkappa- ' 3 117547 ? leen työstölle, esimerkiksi poraukselle tai jyrsinnälle. Yksi tai useampi työkalu on puolestaan erikoistyökalu, joka soveltuu haluttujen pienosien asennukseen kyseiseen työkappaleeseen. Keskeisen periaatteen toteuttamisessa hyödynnetään vaihdettavaa työkalua, joka on 5 konstruoitu asennustyökaluksi ja sopivimmin on varustettu makasiinilla, jossa säilytetään joukkoa asennettavia pienosia. Erikoistyökalua käyttäen on myös se mahdollista, että työstökone on muutettavissa pelkästään kokoonpanotyöhön.

10 Keksinnön etuna on soveltuminen jatkuvaan tuotantoon, koska pienosia säilytetään työkalun mukana kulkevassa makasiinissa ja käytetään asianmukaista työstökonetta tai vastaavaa laitteistoa, erityisesti sellaista, jossa on automaattinen työkalunvaihtojärjestelmä. Erityisenä etuna on, että esimerkiksi tapitustyövaihetta varten ei tarvita omaa eri- 15 koiskonetta. Samalla työkappaleen siirroilta vältytään erityisesti silloin, jos asennustyövaiheiden ennen ja jälkeen tarvitaan työstövaiheita.

Joka tapauksessa siirrot vähenevät, koska työstövaiheita ennen asennusta ei ole pakollista suorittaa eri koneessa.

20 Asennuksen tarkkuuden kannalta on erityinen etu, että työkappaletta ei tarvitse irrottaa ja kiinnittää uudelleen työstövaiheiden ennen tai jäl- . **· keen. Erikoistyökalun etuna on soveltuminen hyvinkin erilaisten pien- ·.*” osien asennukseen, kunhan työkalun tarkempia toimintaperiaatteita hieman modifioidaan. Erityisenä etuna on se, että työkalu voidaan pitää ·:··: 25 melko yksinkertaisena, koska työstökone voi tarvittaessa huolehtia sekä työkalun paikoituksesta, pyörittämisestä että syöttöliikkeestä, jol- .···. loin niitä ominaisuuksia ei tarvitse rakentaa itse työkaluun. Tällöin työstökone huolehtii esimerkiksi erilaisista kiertoliikkeistä tai tapituksen . vaatimasta iskuliikkeestä sekä palautusliikkeestä. Työkalun erityisenä *:./ 30 piirteenä on pienosien syöttö eteenpäin käyttäen työkalun kiertoliikettä, • · ·;·* jolloin ei tarvitse erillisiä toimilaitteita syöttöä varten. Myös työkalun edestakaista väistöliikettä käytetään hyväksi pienosien siirrossa.

• · · • *

» I

• * · / ; Työkaluun voidaan tunnetuin välinein rakentaa esimerkiksi momentin- *: " 35 rajoitus tai anturointi asennuksessa käytettävien voimien tunnistami- * · · "· seksi. Anturoinnin avulla voidaan tarkkailla sekä koko toimintaproses- sin onnistumista sekä sitä, että asennettava pienosa on asettunut oike- 117547 1* 4 : aan kohtaan ja siirtynyt työkappaleeseen. Näin virhetilanteet voidaan tunnistaa ja käyttöön voidaan ottaa uusi työkalu.

Työkalut kiinnittyvät työstökoneeseen tavallisesti standardinmukaisten 5 ja vaihtokelpoisten kiinnityksien avulla, joiden välityksellä työkaluun voidaan usein johtaa jopa paineilmaa. Esimerkiksi jäähdytysnesteen virtaus on mahdollista johtaa työkaluun kyseisen kiinnityksen läpi. Pneumaattista tai hydraulista energiaa voidaan hyödyntää työkalussa esimerkiksi puhallukseen tai työkalun muiden toimintojen yhteydessä.

10 Ulkopuolisella energialla on mahdollista jopa toteuttaa työkalun omia liiketoimintoja, jotka ovat riippumattomia työstökoneen karayksikön omista liiketoiminnoista.

Keksintöä havainnollistetaan lähemmin seuraavassa selityksessä 15 erään edullisen suoritusmuodon esimerkin avulla, jolloin samalla viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa: kuva 1 esittää tappeja asentavaa erikoistyökalua sivulta katsottuna, 20 kuva 2 esittää kuvan 1 työkalua päästä katsottuna, ja . ’*· kuva 3 esittää kuvan 1 työkalua sivulta katsottuna ja pituussuun- ·.**·' nassa halki leikattuna (leikkauskohta A - A kuvassa 2).

·· « * · • · ·:*·: 25 Kuvissa 1 - 3 on esitetty keksinnön erään suoritusmuodon mukainen erikoistyökalu, joka on tarkoitettu erityisesti tappien 15 asennukseen.

• · .···. Käsiteltävät tapit ovat tässä tapauksessa esimerkiksi noin 25 - 35 mm pitkiä ja noin 6-9 mm paksuja metallitappeja, joiden ensimmäinen pää on kartiomainen ja toinen pää on tasainen. Tapin runkoa voi myös ym- *;./ 30 päröidä 1-3 mm leveä kaulus, jota käytetään hyväksi sekä tapin • · ·;·* asennuksessa että esimerkiksi piirilevyn asennuksessa paikoilleen.

• * • · * * ·

Kuviin 1 - 3 viitaten, työkalu ulottuu pituusakselin B suunnassa, joka on , samalla keskilinja ja suunta, johon myös työstökoneen Z-suuntainen ~'i *; 35 syöttöliike yhtyy. Tällöin työkaluun ei tarvitse muodostaa erillistä omaa * · · ’· syöttöliikettä vaan liikkeet suoritetaan syöttämällä koko työkalua ja lii kuttamalla työstökoneen karayksikköä, johon työkalu on kiinnitetty ja 117547 5 joka on varustettu tarvittavilla liiketoiminnoilla. Työkalu käsittää ensimmäisen pään 1, jossa on standardinmukaiset, vaihtokelpoiset välineet 2 työkalun kiinnittämiseksi työstökoneen työkalukiinnittimeen, joka sijaitsee karayksikössä ja joka on yhteensopiva välineiden 2 kanssa.

5

Työkalu viedään paikoilleen Z-suuntaisella liikkeellä ja kiinnitin tarttuu työkaluun, vetää sen paikoilleen ja kiristää työkalun liikkumattomaksi. Karayksikkö mahdollistaa työkalun liikuttamisen X- ja Y-suunnissa, jotka ovat poikittaissuuntaisia sekä suhteessa toisiinsa että suhteessa 10 B-suuntaan, sekä Z-suunnassa. Välineet 2 voidaan toteuttaa erilaisilla, sinänsä tunnetuilla tavoilla, jolloin kyseeseen tulee myös ulkopinnaltaan kartiomaiset työkalukiinnittimet, joiden päässä olevaan nuppiin tartutaan ja työkalu vedetään pesään, joka on kartiomainen sisäpinnaltaan. Samalla työkalu keskittyy ja asettuu tarkasti haluttuun asen-15 toon. Esitetyssä suorituspinnassa välineiden 2 ulkopinta 3 on myös kartiomainen, mutta karayksikkö tarttuu työkaluun sisältä päin. Työkalun pään 1 sisään on rakennettu tila 5, johon kiinnitys asettuu ja pitää työkalun liikkumattomana paikoillaan. Päähän 1 on valmistettu myös muita haluttuja rakenteita, jotka liittyvät työkalun lukitukseen tai paikoi-20 tukseen.

. ’·· Kiinnitysvälineet 2 käsittävät myös pään 1 ulkopinnalle sijoittuvat väli- neet 4, joihin työstökoneen automaattisen työkalunvaihtajan on mah-dollista tarttua, Tässä tapauksessa kyseiset välineet 4 käsittävät työ-·:··· 25 kalua keskeisesti ympäröivän uran 6, joka on muodostettu työkalua : ympäröivään kaulukseen 7. Välineisiin 4 voidaan muodostaa myös .··*! muita rakenteita, jotka liittyvät työkalun paikoitukseen tai lukintaan, • · .λ esimerkiksi poikittaissuuntainen ohjauspinta 8 ja runkoa 9 ympärillä -s . . oleva kaulus 10.

• · ♦ 30

Työkalu käsittää lisäksi Z-suunnassa teleskooppisesti toimivan apu-rungon 11, joka mahdollistaa työkalun myötäämisen siinä tapauksessa, että työkalun toinen pää 12 on saavuttanut työkappaleen. Tässä ta- I

• · · pauksessa myötäämistä hyödynnetään siten, että asennettava tappi *; *| 35 työnnetään pakottamalla paikoilleen tappimaisen työntimen 13 avulla, • · · joka ei myötää ja on kiinnittyneenä runkoon 9 ja tässä suoritusmuodossa sijaitsee lisäksi keskeisesti, keskilinjalla B. Tappimakasiini 14 s 6 117547 kuitenkin myötää taaksepäin apurungon 11 mukana, ja palautuessaan myöhemmin paikoilleen eteenpäin se lataa uuden tapin 15 työntimen 13 eteen, jonka jälkeen tapin liittäminen työkappaleeseen voidaan toistaa. Työntimen 13 päässä on tarvittaessa välineet tapin kohdistusta 5 varten, esimerkiksi kolo. Tapin 15 työntäminen paikoilleen työkappa- leen reikään suoritetaan karayksikön Z-suuntaisella syöttöliikkeellä. j,

Työnnin 13 on siten järjestetty liikkumaan rungon 9 ja ensimmäisen pään 1 tahdissa. Rungon 9 ympärille, runkojen 9 ja 11 väliin, on sijoitettu sylinterimäinen kierrejousi 16, joka pyrkii työntämään Z-suun-10 nassa makasiinia 14 poispäin rungosta 9. Liike on kuitenkin rajoitettu rungossa 9 sijaitsevan lukkorenkaan 24 avulla, jolloin työkalun maksimipituudeksi on asetettu esimerkiksi noin 200 mm mitattuna referens-sipinnasta 8. Tappimakasiinin 14 halkaisija on myös esimerkiksi noin 200 mm.

15

Makasiini 14 on kiinnitetty työntimen 13 ympärille ja sen eteen. Makasiini 14 on kiinnitetty laakerimaisen vapaakytkimen 17 välityksellä apu-runkoon 11. Makasiinin 14 tausta tukeutuu taustalaippaan 18, joka puolestaan on kiinnitetty liikkumattomasti apurunkoon 11. Makasiini 14 20 ja laippa 18 liikkuvat eteen- ja taaksepäin yhdessä ja samanaikaisesti.

Esitetyt osat ovat pääosin pyörähdyssymmetrisiä. Rungossa 9 on ka-. *·· vennus 19, joka käsittää yhdensuuntaisia pintoja, joita vasten apurun- gon 11 vastaavat pinnat asettuvat, jolloin kiertoliike on estetty. Työnnin V·': 13 on tappimainen ja asettuu tapin 15 takapäätä vasten tai välittömästi •;*.j 25 sen taakse. Tappi 15 on asettuneena Z-liikkeen suuntaiseksi ja sen i ,\js etupää työnnetään työkappaleessa olevaan reikään tai koloon. Tappi .···.’ 15 ja työnnin 13 asettuvat työkalun keskilinjalle. Makasiini 14 pääsee vapaakytkimen 17 avulla kiertymään Z-suunnan ja vapaasti rungon 11 . . ympäri, mutta vain yhteen suuntaan.

• · ♦ ·· 30 ···

Makasiini 14 käsittää spiraalimaisen uran 20, joka alkaa makasiinin 14 ulkokehältä ja joka päättyy työntimen 13 kohdalle. Spiraaliuraan 20 va-rastoidaan vieri viereen joukko tappeja, jotka ovat samansuuntaisia • · « keskenään ja Z-suunnan kanssa. Tapit ovat irrallisia eivätkä tässä ta- · · " 35 pauksessa esimerkiksi kiinnittyneet toisiinsa nauhamaisesti. Tapit si- :* joittuvat samaan tasoon, joka on poikittainen Z-suunnan kanssa. Spi- raalimuodon 20 avulla saadaan makasiiniin 14 mahtumaan suuri ' ''Tr 117547 f 7 joukko asennettavia tappeja, mutta siitä huolimatta makasiinin 14 säde on mahdollisimman pieni. Spiraaliuran 20 muoto voi noudattaa tapin ulkomuotoa, jolloin tappien suorassa pysyminen ja helppo liikkuminen voidaan varmistaa. Tapit liikkuvat urassa kohti keskustaa, jossa ne 5 asettuvat työntimen 13 eteen sen jälkeen, kun edellinen tappi on työnnetty pois makasiinista 14 ja työnnin 13 on palautunut tappia 15 alemmaksi Z-suunnassa, joten työntimen 13 tai edellisen tapin sivupinta ei estä seuraavan tapin asettumista makasiinin keskustaan. Keskustassa on sopivasti muotoillut syöttöelimet 21, jotka pitävät tappia 15 paikoil-10 laan ja kohdistavat sen. Syöttöeiimiin 21 kuuluu esimerkiksi makasiinin 14 ulkoneva osa 33, joka painautuu työkappaletta vasten. Johdeuraan 20 johtaa myös ulkokehällä oleva syöttöaukko 29.

Spiraaliura 20 on lisäksi takaa avoin ja laippa 18 muodostaa tavallaan 15 sen pohjan. Laippaan 18 on puolestaan muodostettu ympyräura 23, joka on sijoittunut epäkeskeisesti suhteessa Z-suuntaan ja vapaakyt-kimeen 17, joka sallii makasiinin 14 vapaan kiertymisen vain yhteen suuntaan suhteessa laippaan 18, kuvassa 2 vastapäivään katsottuna työkalun toisen pään 12 suunnasta. Ympyräuraan 23, ts. johderataan, 20 on puolestaan sijoitettu rengas 25, joka käsittää ohjaustapin 26, joka ulottuu ja asettuu spiraaliuraan 20. Ohjaustappi 26 muodostaa osan . *·· vastinelimistä 27, joiden tarkoituksena on siirtää tappeja eteenpäin urassa 20. Vastinelimet käsittävät lisäksi esimerkiksi puristusjousen 28 .**·*: ja tukikappaleen 22, joka asettuu ulommaista tappia vasten. Jousen 28 25 avulla tapit pidetään kiinni toisissaan ja se ottaa huomioon myös ma- : kasiinin 14 ja laipan 18 keskinäisen asemaeron. Tappien vähentyessä ,♦·.] on työntävää ohjaustappia 26 siirrettävä samanaikaisesti lähemmäs ...

”* makasiinin 14 keskustaa, mikä nyt on toteutettu renkaan 25 avulla, joi- j

. . loin rengas 25 ja ura 23 on sovitettu siten, että ohjaustappi 26 pystyy ,;J

30 liikkumaan spiraaliuran 20 sekä ulkokehällä että mahdollisimman lä- ^ *···: hellä sen keskustaa.

• ' · • · • · «·

Renkaan 25 ja samalla tapin 26 on sallittu liikkuvan ainakin lähemmäs /*. keskustaa. Tämä onkin keksinnön eräs erityinen suoritusmuoto, jolla • » *; *| 35 vältetään makasiinin 14 takapinnalla olevat avonaiset tai suorat urat, joiden kautta tapit voisivat tippua ulos. Makasiinin 14 on sallittu pyöriä johderadan 23 ja samalla laipan 18 suhteen vapaasti vain yhteen 117547 8 suuntaan, jossa kiertosuunnassa myös spiraaliura 20 etääntyy syöttö-elimistä 21 ja kuvassa 2 vastapäivään, jolloin vastinelimiä 27 samalla siirretään spiraaliurassa 20 eteenpäin siten, että spiraaliura 20 ja joh-derata 23 siirtyvät toistensa suhteen, kun makasiini 14 kiertyy vapaa-5 seen suuntaan vastapäivään, tai sopivimmin, kun johderataa 23 kierretään apurungon 11 mukana syöttökohdan 21 ympäri, nyt myötäpäivään kuvassa 2, tai kun niitä molempia kierretään samanaikaisesti.

Tässä tapauksessa johderata 23 voi olla myös suora ja makasiinin 14 säteen suuntainen.

10

Johderadan 23 kiertoliike on toteutettu siten, että kierretään lyhyesti koko työkalua pituusakselinsa ympäri. Liikettä aloitettaessa makasiini 14 pyrkii massansa takia jäämään paikoilleen, jolloin johderadalla 23 liikkuvat vastinelimet 27 pääsevät siirtymään spiraaliurassa 20 eteen-15 päin ja tarvittaessa lähemmäksi A-keskilinjaa. Kuvassa 2 esitetty johde-rata 23 on muodoltaan ympyrän kaaren muotoinen. Vastinelimien 27 sallittu liikkuvan vapaasti johderataa 23 pitkin ainakin kohtikeskilinjaa, kuvassa 2 myötäpäivään. Rungon 9 kiertoliike ja pysäytys aiheutetaan karayksikön liiketoimintojen avulla. Makasiini 14 ei pääse kiertymään 20 takaisin samaan entiseen asemaan suhteessa johderataan 23, sillä vapaakytkin 17 estää sen liikkeen, joka on laipasta 18 riippumaton, « . '·· myötäpäivään kuvassa 2.

··· ·· » * »

Vastaavalla tavalla voidaan asentaa useita muitakin pienosia, jotka 25 voidaan varastoida työkalussa olevaan makasiiniin 14. Tällöin kysee-,\j seen tulevat erityisesti erilaiset pyörähdyssy m metriset kappaleet sekä .···! kappaleet, jotka voidaan asettaa halutussa asennossa peräkkäin esi merkiksi spiraalimaiseen uraan 20. Muita työkalun suoritusmuotoja , . ovat myös makasiinit, joissa pienosia säilytetään nauhamaisena ja toi- * · · 30 siinsa kiinnittyneinä, esimerkiksi kelana. Tässäkin tapauksessa työka-lun kiertoliikettä voidaan hyödyntää siten, että syöttöpyörästöt syöttävät pienosia kohtaan, joka on työntimen 13 edessä. Pienosien vaihdellessa ' :***; myös työntimen pään muotoilu on muutettava, jotta osien keskittymi nen ja luotettava siirto olisi mahdollista. Työkalun kiertoliike aiheuttaa • * t *; *J 35 nauhan syöttämisen eteenpäin pienosa kerrallaan ja askeleittain.

*· '5 Syöttöpyörästöt ovat esimerkiksi tarttuneena nauhaan sen eri puolille tai ne käsittävät sopivasti hammastetun tai lovitetun siirtokoneiston.

117547 9 " .·Ί»,

Eräässä työkalun suoritusmuodossa rungon 9 ja apurungon 11 keskinäinen liike on toteutettu toimilaittein, jotka on kytketty runkojen 9 ja 11 välille. Tällöin käytetään esimerkiksi pneumatiikkatoimilaitteita. Tarvittava energia toimilaitteille saadaan esimerkiksi työkalukiinnityksen läpi 5 johdettujen väliainekanavien kautta, jotka kytkeytyvät työkalun vastaaviin kanaviin. Ohjausta suoritetaan joko työstökoneeseen tai työkaluun liitettyjen ohjausventtiilien avulla, mikäli kiinnityselimet sallivat työkalun kytkeytymisen myös sähköisesti kiinnitykseen. Kiinnityksen kautta voidaan työkalulle johtaa myös huuhteluaine- ja puhalluskanavat, joita 10 käytetään asennuksen yhteydessä ja puhdistettaessa työkappaletta.

Liitynnät toteutetaan sopivimmin juuri työkalukiinnityksen välityksellä, jolloin vältytään erillisiltä, mahdollisesti manuaalisesti kytkettäviltä lii-tännöiltä, jotka eivät sovellu automaattiseen tuotantoon.

15 Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti makasiini 14 on vaihdettavissa, jolloin tyhjän makasiinin 14 tilalle voidaan vaihtaa nopeasti uusi täyteen ladattu makasiini. Tavallisesti työkalumakasiinissa on useita erikoistyökaluja makasiineineen, jolloin makasiinin tyhjentyessä työkalu vaihdetaan. Anturoinnilla voidaan seurata makasiinin tyhjentymistä tai 20 työstökoneen ohjaus laskee suoritettujen syöttöliikkeiden määrää. Eri laisia kiinnityksiä varten makasiinissa 14 on aukotus 30 ja 31, jonka . *·· läpi puolestaan laipassa 18 olevat erilaiset kiinnitykset 32 asettuvat ja \lii lukitsevat makasiinin 14 paikoilleen Aukotus 30 väistää spiraalimaisen :*·*: uran 20.

··'·;' 25

Työstökoneen työkalumakasiiniin sijoitetaan siis yksi tai useampi esi-.***! tetyn mukainen kokoonpanotyökalu, jolloin muut työkalut voivat olla esimerkiksi jyrsintään ja poraukseen tarkoitettuja vaihdettavia työka-. luja, jotka myöskin on varustettu kuvan 1 mukaisilla kiinnitysvälineillä 2.

30 Kyseisillä työkaluilla suoritetaan työstöä, joka kohdistuu samaiseen ’ «·' työkappaleeseen, johon ennen työstöä ja/tai työstön jälkeen asenne- {*·.. taan haluttuja pienosia. Samalla työstökoneella on siten mahdollista .·***; suorittaa keskeytyksettä sekä työstöä että kokoonpanoa, joko samaan • · * .* . tai eri työkappaleeseen kohdistuen, mikäli työstökone on lisäksi liitet- • · · 35 tynä tuotantojärjestelmään tai robotisoituun soluun, joka syöttää työs-*·**! tökoneelle uusia työkappaleita, joiden työvaiheet voivat myös poiketa toisistaan. Erityisesti tapituksen ollessa kyseessä, työkappaletta pora- % 10 117547 taan, jonka jälkeen porauksiin sijoitetaan tapit. Tarvittaessa porauksen lisäksi tai sen sijasta suoritetaan jyrsintää. Työstökoneen työkalumaka-siinissa voi olla useita erilaisia kokoonpanotyökaluja, joista kukin soveltuu erilaisen pienosan asennukseen.

5

Itse työstökone, työkalumakasiini, työkalunvaihtaja, karayksikkö ja työkalun kiinnitys sekä muut työkalut voivat muilta osiltaan olla täysin tunnetun tekniikan mukaisia järjestelmiä, mutta niitä voidaan hyödyntää käytetyn erikoistyökalun ansiosta nyt myös kokoonpanotyössä. Työstö-10 koneeseen liittyvät muut järjestelmät työkappaleiden siirtämiseksi ja lukitsemiseksi paikoilleen työstöä tai asennustoimenpiteitä varten voivat olla myös täysin tunnetun tekniikan mukaisia.

Keksintöä ei ole rajoitettu vain edellä esitettyyn erääseen edulliseen 15 suoritusmuotoon, vaan se voi vaihdella oheisten patenttivaatimuksen mukaisesti.

• · «·« • · · t · ·· · • · • · * »··1· • · • 1 ♦ ·· 1 • 1 ·2 « ♦ · ··· • · • · 9 ··· » 1 * ··1 v • 1 > • · 1 .

··· • · ♦ · ··· • · • · · * ·1 e··'·.·.· • · · 2 • M « ·

Claims (18)

1. Työkalu asennuksen suorittamiseksi ja pienosien (15) liittämiseksi erilaisiin työkappaleeseen, jolloin kyseinen, vaihdettava kokoonpano- 5 työkalu (1 - 14,16 - 32) käsittää: rungon (9, 11) ja runkoon (9, 11) sovitetut välineet (2-10) työstökoneisiin kiinnittymistä varten, - syöttöelimet (9, 13, 21) pienosien (15) asentamiseksi työkappaleeseen, 10. työkalun mukana kulkevat ja sen kanssa asennuksen ai kana liikkuvat makasiinivälineet (14, 16 - 32) useiden pienosien (15) varastoimiseksi ja välineet (14, 16 - 32) pienosien (15) syöttämiseksi vuorollaan syöttöelimille (9, 13, 21), .. ..-:¾ 15 tunnettu siitä, että: makasiinivälineet (14, 16 - 32) on kytketty joko kiinteästi mainittuun kokoonpanotyökaluun (1 - 14, 16 - 32), jolloin samalla sekä työkalu että asennuksen edetessä tyhjenty-20 viksi tarkoitetut makasiinivälineet (14, 16 - 32) on vaihdet tava uusiin ladattuihin makasiinivälineisiin, tai irrotettavasti mainittuun kokoonpanotyökaluun (1 - 14, 16 - 32), jolloin !·:·. asennuksen edetessä ainakin tyhjentyvät makasiinivälineet • · * (14, 16 - 32) on vaihdettava uusiin ladattuihin makasiinivä-: ** 25 lineisiin. i (•••f ♦ ·

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen työkalu, jolloin mainitut yhteenso-pivat kiinnitysvälineet (2 - 10) käsittävät standardityyppiset kiinnittimet, jotka on tarkoitettu työkalujen kiinnittämiseksi työstökoneen karayksik- :*·\· 30 köön ja käytettäväksi työkalun automaattisessa vaihdossa. • · · * · • · • · ·

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen työkalu, jolloin makasiiniväli- *:!.* neet (14, 16 - 32) käsittävät spiraaliuran (20), joka suuntautuu ulospäin kokoonpanotyökalun (1 - 14, 16-32) keskilinjasta (B) ja johtaa syöt- f sT: 35 töelimille (9, 13, 21), jotka on sijoitettu keskeisesti, ja johon spiraa- ·:··· liuraan (20) asennettavat pienosat (15) ovat sijoittuneina peräkkäin, jolloin mainittuun spiraaliuraan (20) on sijoittuneena myös kyseisiä 117547 I ' «? ·:.·£ 12 " pienosia (15) eteenpäin työntävät vastinelimet (26 - 28), jotka pääsevät liikkumaan samalla myös pitkin johderataa (23), joka ulottuu spiraalihan (20) ulkokehän alueelta sen sisäkehän alueelle, jolloin kyseisen spiraaliuran (20) on sallittu kiertyvän suhteessa johderataan (23) ja 5 työkaluun, mainitun keskilinjan (B) ympäri, sopivimmin kuitenkin vain sellaiseen suuntaan, jossa spiraaliura (20) samalla etääntyy syöttöeli-mistä (9, 13, 21).

4. Työkalu asennuksen suorittamiseksi ja pienosien (15) liittämiseksi 10 erilaisiin työkappaleeseen, jolloin kyseinen, vaihdettava kokoonpano-työkalu (1 - 14, 16 - 32) käsittää: rungon (9, 11) ja runkoon (9, 11) sovitetut välineet (2 - 10) työstökoneisiin kiinnittymistä varten, - syöttöelimet (9, 13, 21) pienosien (15) asentamiseksi 15 työkappaleeseen, - makasiinivälineet (14, 16 - 32) useiden pienosien (15) varastoimiseksi ja välineet (14, 16 - 32) pienosien (15) syöttämiseksi vuorollaan syöttöelimille (9, 13, 21), 20 tunnettu siitä, että: makasiinivälineet (14, 16 - 32) käsittävät spiraaliuran (20), :\t> joka suuntautuu ulospäin kokoonpanotyökalun (1 - 14, 16- 32. keskilinjasta (B) ja johtaa syöttöelimille (9, 13, 21), jotka on sijoitettu keskeisesti, ja johon spiraaliuraan (20) asen- * 25 nettavat pienosat (15) ovat sijoittuneina peräkkäin, jolloin mainittuun spiraaliuraan (20) on sijoittuneena myös kyseisiä '· "· pienosia (15) eteenpäin työntävät vastinelimet (26 - 28), jotka pääsevät liikkumaan samalla myös pitkin johderataa (23), joka ulottuu spiraaliuran (20) ulkokehän alueelta sen j’\: 30 sisäkehän alueelle, jolloin kyseisen spiraaliuran (20) on sal- littu kiertyvän suhteessa johderataan (23) ja työkaluun, ,.j.. mainitun keskilinjan (B) ympäri, sopivimmin kuitenkin vain sellaiseen suuntaan, jossa spiraaliura (20) samalla etääntyy *·;·* syöttöelimistä (9, 13, 21), ja *·· __ : : : 35 ·:··: - jolloin johderadan (23) ja spiraaliuran (20) keskinäinen kiertoliike on järjestetty toteutettavaksi kiertämällä lyhyesti 117547 13 koko työkalua (1 - 14, 16-32) pituusakselinsa (B) ympäri, r jota liikettä aloitettaessa makasiinin (14, 16 - 32) on tarkoitettu jäävän paikoilleen eikä kiertymään työkalun mukana mutta johderadan (23) on tarkoitettu kiertyvän työkalun 5 mukana, jolloin johderadalla (23) sijaitsevat vastinelimet (26 - 28) pääsevät samalla siirtymään myös spiraaliurassa (20) eteenpäin kohti syöttöelimiä (9, 13, 21) ja samalla kyseisiä pienosia (15) eteenpäin syöttäen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen työkalu, jolloin johderata (23) on muodoltaan ympyrän kaaren muotoinen rata, joka on sijoittunut epä-keskeisesti suhteessa spiraaliuraan (20).

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen työkalu, jolloin johderadan (23) 15 kiertoliike on järjestetty toteutettavaksi työstökoneen liiketoimintojen avulla.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 4 - 6 mukainen työkalu, jolloin makasii- nivälineet (14, 16 - 32) on järjestetty liikkumaan suhteessa syöttöeli-20 miin (9, 13, 21) ja samalla sallimaan uuden pienosan (15) siirtäminen syöttöelimille (9,13, 21) ja valmiiksi asennusta varten.

? *· • · • · · !··., 8. Jonkin patenttivaatimuksen 4-7 mukainen työkalu, jolloin syöttö- / elimien (9, 13, 21) liike pienosien (15) liittämiseksi työkappaleeseen on , ! *| 25 järjestetty toteutettavaksi työstökoneen liiketoimintojen avulla, jolloin || samalla makasiinivälineet (14, 16 - 32) pääsevät peräytymään työ- kappaleeseen osumisen seurauksena ja palautumaan työkalua takaisin vedettäessä, jolloin myös uusi pienosa (15) pääsee siirtymään syöttö-elimille (9, 13, 21). :*·*: 30 ' . * · i||'s

9. Työstökone, joka käsittää liiketoiminnoilla varustetun karayksikön, joka on varustettu kiinnitysvälineillä vaihdettavan työkalun kiinnitystä ja *:!.* niiden liikkeitä varten, ja lisäksi yhden tai useamman vaihdettavan * · ’·;** työkalun (1 - 14, 16 - 32), joka on tarkoitettu asennuksen suorittami- :T: 35 seksi ja pienosien (15) liittämiseksi erilaisiin työkappaleeseen, jolloin ·:··: kyseinen, vaihdettava kokoonpanotyökalu (1 - 14, 16 - 32) käsittää: 117547 14 τ rungon (9, 11) ja runkoon (9, 11) sovitetut välineet (2-10) työstökoneisiin kiinnittymistä varten, syöttöelimet (9, 13, 21) pienosien (15) asentamiseksi työkappaleeseen, 5. makasiinivälineet (14, 16 - 32) useiden pienosien (15) varastoimiseksi ja välineet (14, 16 - 32) pienosien (15) syöttämiseksi vuorollaan syöttöelimille (9, 13, 21), jolloin kokoonpanotyökalun (1 — 14, 16-32) syöttöelimien (9, 13, 21) 10 liikkeet pienosien (15) siirtämiseksi työkappaleeseen on järjestetty aiheutuviksi karayksikön syöttöliikkeiden johdosta, tunnettu siitä, että kokoonpanotyökalun (1 - 14, 16-32) välineiden (14, 16 - 32) liikkeet pienosien (15) syöttämiseksi vuorollaan työkalun 15 niille elimille (9, 13, 21), jotka on järjestetty siirtämään pienosa (15) työkappaleeseen, on järjestetty aiheutuviksi karayksikön pyöritysliikkei-den johdosta.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen työstökone, jolloin se käsittää 20 työkalumakasiinin, joka on tarkoitettu yhden tai useamman vaihdettavan työkalun varastoimiseksi, ja automaattisen vaihtojärjestelmän, joka :\>e on tarkoitettu mainitun työkalun vaihtamiseksi ja siirtämiseksi työkalu- *·;·. makasiinista kiinnitysvälineisiin. • # « Λ ·* · • · · ! \ 25

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen työstökone, jolloin se kä sittää lisäksi yhden tai useamman vaihdettavan työkalun, joka on tar-Υ'ί koitettu työkappaleiden työstöön, jolloin mainittu sekä työstötyökalu että mainittu kokoonpanotyökalu (1 - 14, 16-32) käsittävät samantyyppiset elimet (2 - 10), joiden avulla ne kiinnittyvät työstökoneen V\: 30 kiinnitysvälineisiin. ··· • · « « ··*

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen työstökone, jolloin *:!.* kokoonpanotyökalu (1 - 14, 16-32) käsittää mukana seuraavan ma- • · · *·;·' kasiinin (14, 16 - 32), joka on tarkoitettu asennettavien pienosien (15) 35 varastointiin ja niiden syöttämiseksi vuorollaan työkalun niille elimille (9, ·:··· 13, 21), jotka on järjestetty syöttämään pienosa (15) työkappaleeseen. 117547 15

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen työstökone, jolloin makasiinivälineet (14, 16 - 32) on kytketty joko kiinteästi mainittuun kokoonpanotyökaluun (1 - 14, 16 - 32), jolloin samalla sekä työkalu että asennuksen edetessä tyhjentyviksi tarkoitetut makasiinivälineet 5 (14, 16 - 32) on vaihdettava uusiin ladattuihin makasiinivälineisiin, tai irrotettavasti mainittuun kokoonpanotyökaluun (1 - 14, 16 - 32), jolloin ainakin asennuksen edetessä tyhjentyvät makasiinivälineet (14,16-32) on vaihdettava uusiin ladattuihin makasiinivälineisiin.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukainen työstökone, jolloin se on työkappaleiden porausta työstötyökalun avulla suorittava työstökone, joka on järjestetty suorittamaan myös tappien (15) asennusta työkappaleisiin kokoonpanotyökalun (1 - 14,16 - 32) avulla.

15. Valmistus-ja kokoonpanomenetelmä työstökoneessa, jolloin: suoritetaan työstöä kohdistuen työkappaleeseen ja käyttäen vaihdettavaa työstötyökalua, ja - kiinnitetään työstökoneen liiketoiminnoilla varustettuun ka-rayksikköön työkaluja, 20. suoritetaan kokoonpanoa, jossa pienosia (15) liitetään työ- kappaleeseen käyttäen vaihdettavaa asennustyökalua (1- :·. 14, 16 - 32), jolloin kyseinen, vaihdettava kokoonpanotyö- ]·:·. kalu (1 - 14, 16 - 32) käsittää: • · ♦ «··' • · · ** \ 25 - rungon (9, 11) ja runkoon (9, 11) sovitetut välineet (2 - 10) ) ] työstökoneisiin kiinnittymistä varten, :·*·ί - syöttöelimet (9, 13, 21) pienosien (15) asentamiseksi työkappaleeseen, - työkalun mukana kulkevat ja sen kanssa asennuksen ai- 30 kana liikkuvat makasiinivälineet (14, 16 - 32) useiden pien- :*"· osien (15) varastoimiseksi ja välineet (14, 16 - 32) pien- m.\,t osien (15) syöttämiseksi vuorollaan syöttöelimille (9, 13, :.7 21), ja • · • · • · · · 35 tunnettu siitä, että: ·:··· - makasiinivälineet (14, 16 - 32) on kytketty joko kiinteästi mainittuun kokoonpanotyökaluun (1 - 14, 16 - 32), jolloin 16 117547 4 samalla sekä työkalu että asennuksen edetessä tyhjentyviksi tarkoitetut makasiinivälineet (14, 16 - 32) vaihdetaan uusiin ladattuihin makasiinivälineisiin, tai irrotettavasti mainittuun kokoonpanotyökaluun (1 - 14, 16 - 32), jolloin aina-5 kin asennuksen edetessä tyhjentyvät makasiinivälineet (14, 16-32) vaihdetaan uusiin ladattuihin makasiinivälineisiin.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, jolloin säilytetään mainittuja työkaluja työstökoneen työkalumakasiinissa, suoritetaan 10 mainittu kiinnittäminen käyttäen työstökoneen automaattista vaihtojär- l jestelmää, ja jolloin mainittu asennustyökalu soveltuu sekä säilytettäväksi mainitussa työkalumakasiinissa että käsiteltäväksi mainitulla vaihtojärjestelmällä.

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen menetelmä, jolloin ko- koonpanotyökalun (1 - 14, 16-32) syöttöelimien (9, 13, 21) liikkeet pienosien (15) siirtämiseksi työkappaleeseen aiheutetaan karayksikön syöttöliikkeiden avulla sekä kokoonpanotyökalun (1 - 14, 16 - 32) välineiden (14, 16 - 32) liikkeet pienosien (15) syöttämiseksi vuorollaan ' J. 20 työkalun niille elimille (9, 13, 21), jotka on järjestetty siirtämään pienosa (15) työkappaleeseen, aiheutetaan karayksikön pyöritysliikkeiden avulla. ♦ ♦♦ ··· « · · • · · ;.t.t

18. Jonkin patenttivaatimuksen 15-17 mukainen menetelmä, jolloin * \ 25 työstössä suoritetaan porausta ja kokoonpanossa suoritetaan tapin [ asennusta porattuun reikään. * · · ' • · * « • ♦ * • · • · · • · » i * · ♦ / * · • * • * · • « ·*· • · · ··· • · * • · · <_ • · • « • · » ·«· • · · • · · ··*·* • ♦ 117547 17