SE511664C2 - Verktygsmaskin och förfarande vid bearbetning av arbetsstycken - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 511 664 2 stycket bearbetades, lyfts in på arbetsbordet och där fast- spännes manuellt, halvautomatiskt eller helautomatiskt.

Mer automatiserat system finns även där den bestyckade arbetsstyckshållaren automatiskt, utan ingrepp från operatör, förflyttas från en position utanför arbetsutrymmet in i detsamma och fastspännes på arbetsbordet.

Den automatiska transportanordningen kan vara utförd på många olika sätt, exempelvis som ett arrangemang av slider där arbetsstyckshållarna positioneras med hjälp av skruvar, kuggstänger, linor, stänger m.m. eller som revolverenheter där två eller flera arbetsstyckshållare indexeras och stegas fram till och från det läge på arbetsbordet där bearbetningen utförs.

Maskiner av det slag det här är fråga om, manövreras och övervakas av en operatör som utför detta från ena sidan av maskinen som då bör vara lätt tillgänglig för denne och ge möjlighet till god sikt. Den sida av maskinens utrymme som är anordnad som arbetsplats åt operatören definieras i denna ansökan som arbetsutrymmets framsida.

Enligt känd teknik som tillämpar pallettsystem placeras riggningsstationen, d.v.s. det ställe där arbetsstyckena monteras på och demonteras från arbetsstyckshållarna på arbetsutrymmets framsida. Riggningsstationen hamnar då mellan operatören och det verktyg som bearbetar arbetsstycket. Genom detta arrangemang skymmer riggningsstationen sikten för operatören och försvårar fysisk kommunikation mellan opera- tören och den plats där bearbetning sker. I det fall operatö- ren behöver bereda sig tillträde till arbetsutrymmet måste denne försöka komma runt riggningsstationen. Detta är ofta näst intill omöjligt och besvärande ur miljö- och hälso- synpunkt. Att kunna göra optisk inspektion från någon posi- tion vid sidan om riggningsstationen är också i många fall omöjligt.

De fördelar som därvid uppnås med pallettsystem går därmed till viss del förlorade genom att arbetsstycksstatio- nen är i vägen för operatören och försvårar dennes arbete. 10 15 20 25 30 35 511 664 Beskrivning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är mot denna bakgrund att söka tillvarata pallettsystemets fördelar utan att det medför de nackdelar som vidhäftar känd teknik.

Detta ändamål har enligt uppfinningen ernàtts genom att en verktygsmaskin av det i patentkravets l ingress angivna slaget innefattar de speciella särdrag som anges i kravets kännetecknande del och genom att ett förfarande av det i patentkravets ll ingress angivna slaget innefattar de speci- ella åtgärder som anges i detta kravs kännetecknande del.

Tack vare att maskinen är utförd på sådant sätt att utväxling av arbetsstycken sker vid arbetsutrymmets baksida, d.v.s. den sida av maskinens arbetsutrymme där maskinen ej är utformad för operatörens manövrering, så kommer det ej att finnas något hinder för operationer av det slag som före- ligger vid känd teknik och som beskrivits ovan.

Pallettsystemet enligt uppfinningen är speciellt fördelaktigt att använda i anslutning till en maskin av portaltyp och framförallt i samband med skärande bearbetning.

I hög grad är dess fördelar framträdande vid en fleroperationsmaskin. Maskiner av dessa slag utgör därför fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen.

Enligt ytterligare en fördelaktig utföringsform av den uppfunna maskinen är en station för arbetsstyckshàllarna anordnad vid arbetsutrymmets baksida. Transporten till och från arbetsutrymmet av arbetsstyckshållarna kan därmed åstadkommas på ett ändamålsenligt och rationellt sätt.

Företrädesvis innefattar stationen ett magasin med ett flertal arbetsstyckshållare. Detta medger att arbetsstycks- hàllare med pàmonterade arbetsstycken hela tiden kan hållas i beredskap att föras in i arbetsutrymmet för bearbetning så snart ett arbetsstycke under bearbetning är färdigbearbetat.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform av uppfinningen är magasinet försett med transportorgan for åstadkommande av utväxling av arbetsstycken, vilket innebär ytterligare ett fördelaktigt steg i riktning mot ökad automatisering. 10 l5 20 25 30 35 511 664 Speciellt lämpligt är därvid att låta transporternas 4 styrning integreras med styrningen av själva bearbetningen så att utväxling av arbetsstycken sker med minsta möjliga tidsspillan.

Ovan angivna och andra fördelaktiga utföringsformer av den uppfunna maskinen anges i de av patentkravet l beroende kraven.

Genom det uppfunna förfarandet uppnås fördelar av samma slag som redogjorts för ovan i anslutning till den uppfunna maskinen. I de av patentkravet ll beroende underkraven anges fördelaktiga utföringsformer av det uppfunna förfarandet, genom vilka vinns fördelar av liknande slag som likaledes redogjorts för ovan.

Med arbetsbord avses i denna ansökan inte enbart en enhet med horisontell uppställningsyta. Arbetsbordet kan ha godtycklig orientering och i begreppet innefattas således varjehanda element i anslutning till arbetsutrymmet vid vilken arbetsstyckshàllaren kan fästas så att arbetsstycket intar ett för bearbetning avsett läge i arbetsutrymmet.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. l visar en principskiss från ovan av en känd teknik Pig. 2 visar en principskiss från ovan av en verktygsmaskin enligt uppfinningen Fig. 3 visar en schematisk vy från ovan av en verktygsmaskin enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, varvid skymmande och for uppfinningen ovidkommande delar av maskinen är utelämnade Fig. 4 visar en schematisk vy från sidan av maskinen i fig.

Beskrivning av en föredragen utföringsform av uppfinningen Av fig. l framgår hur en konventionell verktygsmaskin med pallettsystem är utformad. Maskinens bearbetande del betecknas med 101 och i denna finns ett arbetsutrymme som har vänd framsida 103 och åt motstående håll Vid en mot operatören A en baksida lO4. Med framsidan lO3 är en lO2 betecknas en manövreringspanel. station 116 för arbetsstyckshållaren anordnad mellan maskinens arbetsutrymme i den bearbetande 3. 10 15 20 25 30 35 511 664 5 delen 1 och operatörens A position som denne har för att manövrera och övervaka maskinen. Läget för stationen 116 för arbetsstyckshållaren är sådant att det försvårar operatörens arbetsuppgifter på det sätt som beskrivits i inledningen av ansökningen.

I fig 2 åskådliggöres principen för hur en maskin enligt uppfinningen är utformad. Här är stationen 116 för arbetsstyckshållaren placerad vid baksidan 4 av arbets- utrymmet i maskinens bearbetande del 1. Vid framsidan 3 av arbetsutrymmet utför operatören A sitt arbete utan att störas av något hinder. Med 2 betecknas maskinens manövreringspanel.

Fig. 3 visar en maskin enligt en föredragen utförings- form av uppfinningen och vilken är utförd i enlighet med den principiella skissen i fig 2. Maskinen är en pelarmaskin av fleroperationstyp. Två pelare 9 och 10 är upptill förbundna med en (icke visad) verktygsbärande del som uppbär en verk- tygshållare med ett magasin av verktyg för olika slag av bearbetning. Den illustrerade maskinen är avsedd för skärande bearbetning, ehuru uppfinningen även är tillämplig vid andra slag av bearbetning. Inne i portalen bildas maskinens arbets- utrymme där verktyget bearbetar ett arbetsstycke 8. Arbets- stycket 8 är fastmonterat i en bestämd position på en arbets- styckshàllare 7.

Arbetsstyckshàllaren 7 är i sin tur placerad i ett förutbestämt läge på ett arbetsbord 6 i maskinen arbets- utrymme. Därmed är arbetsstycket inriktat i ett exakt förut- bestämt läge i förhållande till verktygshàllarens spindel och kan bearbetas med full noggrannhet enligt det förutbestämda bearbetningsprogrammet. Bearbetningen övervakas av operatören A vid arbetsutrymmets framsida 3, och medelst manövre- ringspanelen 2 utföres defmanövreringsåtgärder som kan vara erforderliga.

Positioneringen av arbetsstycket 8 på arbetsstycks- hållaren 7 är den riggningsàtgärd som kräver förhållandevis lång tid medan inplaceringen av arbetsstyckshållaren 7 sker snabbt utan behov av någon inriktningsåtgärd. Detta eftersom arbetsstyckshållaren 7 och arbetsbordet 6 är så anpassade 10 20 25 _35 511 664 6 till varandra att den förra har ett entydigt förutbestämt läge pà arbetsbordet 6 som den är anordnad att inta.

En arbetsstyckshállare 7 med ett pámonterat arbets- stycke eller flera påmonterade arbetsstycken förs in i arbetsutrymmet genom dettas baksida 4, och lämnar arbets- utrymmet samma väg efter bearbetning. Växling av arbets- stycken sker pà detta sätt med minimalt inkräktande på maskinens bearbetningstid.

Vid arbetsutrymmets baksida 4 är en station 16 för arbetsstyckshàllare anordnad. Stationen har ett magasin ll med positioner 7a,7b för arbetsstyckshàllare. Magasinet har plats för ett flertal arbetsstyckshållare, i det visade fallet två sàdana. Magasinet ll är roterbart kring en mot ritningens plan vinkelrät axel 12 och är dessutom rörligt i ritningens horisontella riktning. Till höger om magasinet ll i figuren finns en riggningsstation för montering av ett arbetsstycke 8c på en arbetsstyckshàllare i position 7c.

Växling av ett arbetsstycke 8 i maskinen sker på följande sätt. Då arbetsstycket 8 är färdigbearbetat öppnas ett par dörrar 5 vid arbetsutrymmets baksida. Magasinet ll som då är utan arbetsstyckshàllare i position 7a och har en arbetsstyckshållare med ett obearbetat arbetsstycke 8b i position 7b, förflyttas åt vänster i figuren in mot arbets- utrymmet och in i detta och greppar om arbetsstyckshàllaren 7 i arbetsutrymmet med det färdigbearbetade arbetsstycket 8.

Därefter vänder magasinet och förflyttas tillbaka till det i figuren visade läget varvid den tar med sig arbetsstycks- hàllaren 7 med det färdigbearbetade arbetsstycket 8. Sedan roteras magasinet ll ett halvt varv kring axeln 12, så att arbetsstyckshàllaren 7b med det obearbetade arbetsstycket 8b vänds mot maskinens arbetsutrymme, varefter magasinet återigen förflyttas mot och in i arbetsutrymmet för att där ställa av arbetsstyckshàllaren 7b med det obearbetade arbetsstycket 8b pà det förutbestämda laget pà arbetsbordet i arbetsutrymmet. Magasinet ll förflyttas sedan återigen àt höger i figuren ut från arbetsutrymmet varefter dörrarna 4 stängs och bearbetning vidtar av det nu inplacerade 10 l5 20 25 30 35 511 664 7 arbetsstycket 8b. Magasinets förflyttning bort fràn maskinens arbetsutrymme fortsätter i detta steg av utväxlingsprocessen bort förbi det i figuren visade mittenläget ut mot den längst till höger befintliga riggningsstationen så att arbetsstyckshàllaren 7 med det bearbetade arbetsstycket hamnar i position 7c, där arbetsstycket 8 demonteras och ett obearbetat arbetsstycke 8c monteras i dess ställe. Slutligen förflyttas magasinet åt vänster i figuren till sitt mittenläge, varvid en cykel för utväxling av arbetsstycken är fullbordad och hela utväxlingsprocessen kan återupprepas.

Magasinets ll rörelse i sidled från mittenpositionen till och från arbetsutrymmet och till och från riggnings- stationen åstadkommes av en icke visad transportanordning av något konventionellt slag. Då denna transportanordning i sig ej utgör någon ny aspekt hos uppfinningen är den för bättre åskådlighets skull utelämnad i figuren.

Arbetsstycksväxlingen vid riggningsstationen behöver ej nödvändigtvis, såsom beskrivits ovan, ske direkt på den i position 7c befintliga arbetsstyckshållaren. Alternativt kan arbetsstyckshållaren i position 7c med det bearbetade arbets- stycket 8 lyftas bort och en arbetsstyckshållare med ett redan påmonterat arbetsstycke placeras i dess ställe. Detta kan vara fördelaktigt om erforderlig tid för montering och demontering av ett arbetsstycke på en arbetsstyckshållare överstiger bearbetningstiden.

Magasinet kan alternativt innefatta fler positioner än två såsom i det visade exemplet. Vidare är det möjligt att anordna magasinet enbart roterbart men i övrigt stationärt, varvid arbetsstyckshållarna transporteras till och från magasinet från och till arbetsutrymmet respektive från och till riggningsstationen med från magasinet fristående transportorgan.

I fig. 4 visas maskinen enligt fig. 3 från sidan med en arbetsstyckshållare 7 i läge i arbetsutrymmet och med arbets- styckspositionerna 7a, 7b och 7c i samma lägen som i fig. 3.

I fig. 4 visas även den motor 13 som roterar magasinet ll.

Motorn är stationärt monterad vid en stativdel 15 hos (IW 511 664 8 maskinen och följer således ej med magasinet ll i dess trans- lationsrorelser. Motorn 13 kopplas till och från magasinet ll medelst en kopplingsanordning 14.

Maskinens bearbetning är automatiskt styrd och styr- ningen inkluderar även magasinets ll vrid- och translations- rörelser.

Claims (16)

U! l0 l5 20 25 30 35 511 664 PATENTKRAV

1. Verktygsmaskin för bearbetning av arbetsstycken i ett arbetsutrymme i maskinen, vilket arbetsutrymme àt ett första håll definierar en framsida (3) av utrymmet anordnad att med- ge manövrering och övervakning av maskinen av en operatör (A) och åt ett andra håll definierar en baksida (4), varvid ma- skinen innefattar ett arbetsbord (6) i arbetsutrymmet och en arbetsstyckshållare (7), vilken arbetsstyckshàllare (7) är anbringningsbar i och löstagbar från ett förutbestämt läge på arbetsbordet (6) och med minst ett arbetsstycke (8) fäst vid arbetsstyckshàllaren (7) är transporterbar till och från ar- betsutrymmet kännetecknad av att maskinen är anordnad att medge att nämnda transport av arbetsstyckshàllaren (7) sker via arbetsutrymmets baksida (4).

2. Verktygsmaskin enligt patentkravet 1, kännetecknad av att uppåtriktade pelarorgan (9, 10) uppbär en verktygsbärande enhet som tillsammans med pelarorganen (9, 10) utgör en por- tal som bildar arbetsutrymmet, varvid den verktygsbärande en- heten är försedd med en verktygshàllare med verktyg.

3. Verktygsmaskin enligt patentkravet 1 eller 2, känne- tecknad av att den är anordnad för skärande bearbetning.

4. Verktygsmaskin enligt nágot av patentkraven 1-3, kän- netecknad av att den innefattar ett flertal utväxlingsbara verktyg i ett verktygsmagasin.

5. Verktygsmaskin enligt något av patentkraven 1-4, kän- netecknad av att den innefattar en station (16) för arbets- styckshållare, vilken station är anordnad vid arbetsutrymmets baksida (4).

6. Verktygsmaskin enligt patentkravet 5, kânnetecknad av att den innefattar första transportorgan för transport av arbetsstyckshállare mellan stationen (16) och arbetsutrymmet. QW 30 511 664 10

7. Verktygsmaskin enligt patentkravet 5 eller 6, känne- tecknad av att stationen (16) innefattar ett magasin (ll) för minst två arbetsstyckshàllare (7a, 7b).

8. Verktygsmaskin enligt patentkravet 7, kännetecknad av att magasinet är försett med andra transportorgan (13) för växling av arbetsstyckshållarnas (7a, 7b) positioner i maga- sinet (11).

9. Verktygsmaskin enligt patentkravet 8, kännetecknad av att arbetsstyckshàllarnas (7a, 7b) positioner i magasinet innefattar en beredskapsposition (7a), i vilket arbetsstycks- hållaren (7a) är anordnad att kunna transporteras från maga- sinet till arbetsutrymmet och en andra position (7b), i vil- ken arbetsstyckshállaren är anordnad att medge montering och demontering av arbetsstycke (8c) på arbetsstyckshållaren (8b).

10. Verktygsmaskin enligt något av patentkraven 6-9, känne- tecknad av att den innefattar första styrorgan för maskinens bearbetning och andra styrorgan för nämnda första och andra (13) transportorgan, varvid nämnda första styrorgan är anord- nade att påverka nämnda andra styrorgan eller vice versa.

11. Förfarande vid bearbetning av arbetsstycken i ett ut- rymme i en verktygsmaskin, vilket utrymme àt ett första håll definierar en framsida av utrymmet anordnad att medge manöv- rering och övervakning av maskinen och åt ett andra håll de- finierar en baksida varvid minst ett arbetsstycke monteras på en arbetsstyckshàllare utanför utrymmet och arbetsstyckshàl- laren sedan transporteras in och fästes i ett förutbestämt läge på ett arbetsbord i utrymmet kännetecknat av att arbets- styckshållaren transporteras in till nämnda läge via utrym- mets baksida och efter bearbetning transporteras ut samma väg. l5 20 511 664 ll

12. Förfarande enligt patentkravet 11, kännetecknat av att det tillämpas vid en maskin för skärande bearbetning, före- trädesvis en fleroperationsmaskin.

13. Förfarande enligt krav ll och 12 kännetecknat av att en arbetsstyckshàllare med pàmonterat arbetsstycke placeras i en beredskapsposition vid utrymmets baksida.

14. Förfarande enligt något av patentkraven 11-13, känne- tecknat av att ett flertal arbetsstyckshàllare tillhanda- hålls, varvid dessa anordnas i ett magasin vid utrymmets baksida.

15. Förfarande enligt patentkravet 14, kännetecknat av att en arbetsstyckshállare transporteras in i utrymmet från en beredskapsposition i magasinet och att ett arbetsstycke mon- teras pà respektive demonteras från en arbetsstyckshållare i en monteringsposition i magasinet eller utanför magasinet.

16. Förfarande enligt något av patentkraven 11-15, känne- tecknat av att styrning av transporten av arbetsstyckshållare sker i beroende av styrning av bearbetningsprocessen eller vice versa.