WO2020043680A2 - Vorrichtung zum spanenden bearbeiten von werkstücken - Google Patents

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WO2020043680A2
WO2020043680A2 PCT/EP2019/072749 EP2019072749W WO2020043680A2 WO 2020043680 A2 WO2020043680 A2 WO 2020043680A2 EP 2019072749 W EP2019072749 W EP 2019072749W WO 2020043680 A2 WO2020043680 A2 WO 2020043680A2
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drive unit
housing
control rod
control
free end
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PCT/EP2019/072749
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Markus Kotzur
Markus FEDER
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Sauter Feinmechanik Gmbh
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/26Fluid-pressure drives
    • B23Q5/261Fluid-pressure drives for spindles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/06Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by fluid pressure or pneumatic power

Definitions

  • the invention relates to a device for machining workpieces, preferably provided for use in a handling system. More particularly, the invention is directed to a processing device which is intended for use in handling systems in the form of industrial robots which have a program-controlled working unit on the arm of a robot arm.
  • DE 10 201 3 206 791 A1 shows a working unit in the form of a so-called robot hand on the arm arm of the robot arm of an industrial robot.
  • the object of the invention is to provide a device of the type mentioned at the outset. len, which with a simple and compact design in conjunction with handling systems such as industrial robots, can be used particularly advantageously for machining with rotating tools.
  • this object is achieved by a device which has the features of claim 1 in its entirety.
  • the invention provides at least one in a Voriquessge housing longitudinally guided rotary drive unit that rotates a cutting tool, and a feed drive unit that moves the rotary drive unit from a rear non-machining position to a front machining position and vice versa.
  • a Voriquessge housing longitudinally guided rotary drive unit that rotates a cutting tool
  • a feed drive unit that moves the rotary drive unit from a rear non-machining position to a front machining position and vice versa.
  • both the rotary drive for a rotary mechanism, such as a drill and the drive for the feed movement are combined in one device housing, the device housing simultaneously forming the longitudinal guide for the rotary drive unit, all of them stand for machining in one structural unit , such as drilling operations, required functional units are available.
  • the device according to the invention can therefore be used as a working unit, which works independently with regard to both drive units and feed guide, with particular advantage on a handling system, such as the robot arm of an industrial robot.
  • the rotary drive unit has a motor housing which is guided in a longitudinally displaceable manner via a guide device in the device device on its side facing the feed drive unit and is coupled to it at least on its other opposite side by a drive shaft on which the Machining tool can be determined.
  • the feed drive unit can advantageously have a control chamber in which a control piston counteracts the force of an energy store Non-processing position pneumatically guided in the processing position ver mobile and is fixed to a control rod of the feed unit, which engages with its free end on the motor housing of the rotary drive unit.
  • the rotary drive unit can have a pneumatic motor which is supplied with air by its operating medium via the control rod.
  • the design of both drives as pneumatic drives opens up the advantageous possibility of providing the entire energy supply to the device through a single supply unit, such as a compressed air source.
  • the arrangement can advantageously be such that buffer devices are present in the control chamber, which serve to stop the control piston in its end positions.
  • an end stop for the tool feed such as the limitation of the drilling depth of a drilling tool in question, can also be implemented.
  • control rod is guided with its other free end out of the device housing and applied to a damper device, which preferably acts on the control rod in both opposite directions of travel.
  • the position of the other free end of the control rod, which is led out of the device housing can be monitored by means of a sensor device.
  • An inductive Sensoreinrich device can be advantageously provided by means of one or more proximity switches.
  • the arrangement can advantageously be such that the other free end of the control rod that is brought out is connected to a control plate on which the damper device engages, at least one of the end positions of the control plate is monitored by means of the sensor device.
  • the control rod for guiding the pneumatic medium of the pneumatic motor is hollow and is permanently connected via a cross connection to an annular chamber in the device housing, which in turn is connected to a compressed air supply line in the device housing, the overall length of the annular chamber in each travel position of the control rod at least partially an overlap with the cross connection allowed.
  • a drill chuck At the free end of the drive shaft, a drill chuck can be arranged, which serves to hold a drill as a cutting tool.
  • the drill can grip a guide device which, guided past the outer circumference of the drill chuck, has a centering aid at its free end, which is used to attach the device to the workpiece, preferably in the form of a sheet metal or other sheet metal blank.
  • the guide device can be designed as a type of drill sleeve which has a conical taper at the front exit end, through which a slight indentation is formed when the device is attached to the sheet metal part in question with a pressing force, which contributes to fixing the drilling center on the workpiece. If necessary, however, there is also no need for centering and the guide device then remains at a distance from the workpiece to be drilled and is used exclusively for guiding the boring tool during drilling.
  • the invention is explained in detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing.
  • Figure 1 is a perspective oblique view of the embodiment of the device according to the invention.
  • Fig. 2 shows a longitudinal section of the embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 3 is a broken off and up with a central vertical plane
  • Fig. 4 is a simplified functional sketch of the embodiment.
  • the exemplary embodiment of the device according to the invention shown in the drawing has a device housing, designated as a whole by 2, which has a housing main part 4 with a rectangular cross section, to which a housing attachment 6 adjoins one Stage 8 passes into a housing extension 10 having a reduced outline with a square cross section.
  • a housing front part 12 is introduced, which has the same outline as the square housing extension 10, but has in its outer wall region 14 facing the extension 10 wall recesses 14, the space for fastening screws 1 6th form with which the front housing part 12 on the housing extension 10 is flanged.
  • a guide device 18 follows, which is screwed by means of fastening screws 20 to the front housing part 12.
  • FIGS. 2 and 3 show, the housing front part 12 and the subsequent housing extension 10 with their circular cylindrical, to the device longitudinal axis 22 concentric interior form a longitudinal guide 24 for the Mo gate housing 26 of a pneumatic motor.
  • the other end of the motor housing 26, which extends within the longitudinal guide 24 to the area of the housing extension 10, is fixedly connected to a control rod 32 which, coaxial with the axis 22, extends through the housing extension 6 and the housing main part 4 and over the housing end 34 located on the right-hand side in FIGS. 2 and 3 protrudes outwards.
  • the control rod 32 is part of the pneumatic feed drive unit, which is located within the housing main part 4, and at the same time forms a line section for the compressed air supply of the pneumatic motor located in the motor housing 26.
  • the control rod 32 has an inner supply channel 36 which is coaxial with the axis 22 and whose left-hand end in FIGS. 2 and 3 is connected to a compressed air inlet 38 of the motor housing 26.
  • a supply line 40 extending to the upper side of the housing is formed in the main housing part 4 and is supplied via a compressed air connection 42 located on the upper side of the housing.
  • the inner end of the supply line 40 opens into an annular chamber 44 which, as shown in FIG. 3, the control rod 32 in an area located between the sealing elements 46 and 48 surrounds.
  • the latter is connected to the annular chamber 44 via transverse bores 50.
  • the axial length of the annular chamber 44 is selected so that both in the non-machining processing position shown in the figures and in the advanced machining positions, the transverse bores 50 are in overlap with the annular chamber 44 and, as a result, the pneumatic motor from the supply line also in these positions 40 forth via the channel 36 can be supplied with compressed air.
  • the control rod 32 has a bell-like extension in the connection area with the motor housing 26, which forms an outflow chamber 52 for the air flow flowing back from the pneumatic motor, from which the return air flows via outflow channels (of which in 3 only one is visible) reaches silencers 58 which form the air outlet on the top of the housing.
  • the feed drive unit which is also pneumatically operated and de ren feed force via the control rod 32 to the motor housing 26 is carried over, has a control chamber 60 in which a control piston 62 leads GE.
  • the control chamber 60 is formed in the housing main part 4 by a coaxial to the axis 22, located in the housing main part 4 circular cylinder ge, the housing extension 6 facing open end is closed by the housing extension 6, which extends with a projecting collar 64 into the interior of the cylinder, wherein a sealing ring 66 forms the sealing device.
  • Further sealing rings 70 and 72 form the seal between the control rod 32 and the housing extension 6 or between the control rod 32 and the compressed air inlet 38 on the motor housing 26, see FIG. 3.
  • the control piston ben 62 rests on a step 74 for transmitting the feed force to the control rod 32 , which is located on the outer circumference of the control rod 32, a located on an external thread of the control rod 32 Mut ter 76 keeps the piston 62 with the stage 74 in contact (Fig. 3).
  • a supply channel 78 running in the main housing part 4 is formed, which can be supplied by a further compressed air connection 80 located on the upper side of the housing in order to supply compressed air to a pressure chamber 82. which is formed by a reduced in inner diameter, adjoining the control chamber 60 cylinder.
  • a compression spring 84 is supported, the other end of which rests against the housing extension 6 forming the end of the control chamber 60.
  • the buffer devices are each formed by an annular body 86, which each abut one of the ends of the control chamber 60.
  • a throttle check valve 88 is provided, which via a ventilation channel 91 (FIG. 4) with the pressure chamber 82 facing away part of the control chamber 60 is connec tion.
  • the out of the end 34 of the housing main part 4 end of the control rod 32 is connected to a control plate 90 which is part of a sensor device for monitoring the axial position of the control rod 36.
  • the sensor device has at least one proximity switch 92, which is fixed to a holder 94 at a defined distance from the housing end 34. 2 and 3 show the arrangement of only one proximity switch 92, while in Fig. 4 the arrangement of two proximity switch 92 is shown. Via connector 95, the respective proximity switches 92 are connected to the control electronics of the device.
  • Control plate 90 With a plate part that protrudes from the control rod 32 on the opposite side of the respective proximity switches 92 forms the Control plate 90 also the holder for at least one shock absorber 96, which rests with its piston rod 98 on the main housing part 4 and has a damping effect on the control rod 32 in both directions of travel. There is also the option of providing two shock absorbers, which have a damping effect when driving out and when driving in.
  • the guide device 18 When carrying out the drilling process, the guide device 18 has a centering aid in the manner of a drill sleeve 102, which is held coaxially by two retaining brackets 104 of the guide device 18, in relation to the longitudinal axis 22, at a distance in front of the drill chuck 30.
  • the brackets 104 are opposite to each other at a distance from the drill chuck 30 to the sleeve 102 forward.
  • the sleeve 102 is tapered by an end cone 106.
  • the device is moved from the handling system in question to the workpiece to be drilled, such as a metal sheet, at a predeterminable distance.
  • the drill 100 When the pneumatic motor is started by supplying compressed air via the connection 42, the drill 100 is fed by supplying compressed air to the pressure chamber 82 on the control piston 62, the feed movement taking place under monitoring by means of the sensor device.
  • the control piston 62 In the movement of the control piston 62, which takes it through its contact with the stage 64 of the control rod 36 and causes the feed movement of the motor housing 26 in the longitudinal guide 24 together with the drill chuck 30, the control piston 62 moves against the restoring force of the pressure fe the 84th
  • the compression spring 84 containing space of the control chamber 60 is vented via the throttle check valve 88.
  • the compression spring 84 sets the pneumatic Tikmotor the control piston 62 no longer pressurized back so that the drill head 30 and motor housing 26 are moved back with the control rod 32 against the feed direction.
  • the throttle check valve 88 the throttled ventilation of the compression spring 84 contain the space of the control chamber 60.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten von Werkstücken, vorzugsweise vorgesehen für den Einsatz bei einem Handhabungssystem, bestehend aus mindestens einer in einem Vorrichtungsgehäuse (2) längsverfahrbar geführten Dreh-Antriebseinheit (26), die ein spanendes Werkzeug (100) rotierend antreibt, und mit einer Vorschub-Antriebseinheit (32, 60), die die Dreh-Antriebseinheit (26) von einer hinteren Nicht-Bearbeitungsstellung in eine vordere Bearbeitungsstellung und umgekehrt bewegt

Description

Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten von Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten von Werkstücken, vorzugsweise vorgesehen für den Einsatz bei einem Handha bungssystem. Spezieller richtet sich die Erfindung auf eine Bearbeitungsvor richtung, die für den Einsatz bei Handhabungssystemen in Form von Indus- trierobotern vorgesehen ist, die am Ausleger eines Roboterarms eine pro grammgesteuerte Arbeitseinheit aufweisen.
Der Einsatz von Arbeitseinheiten an Roboterarmen von Industrierobotern ist in der industriellen Fertigung Stand der Technik und kommt mit unter- schiedlichen Arbeitseinheiten für die verschiedensten Bearbeitungs- und
Handhabungsaufgaben zum Einsatz. Beispielhaft zeigt die DE 10 201 3 206 791 A1 am Armausleger des Roboterarms eines Industrieroboters eine Ar beitseinheit in Form einer sog. Roboterhand. Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Auf gabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stel- len, die bei einfacher und kompakter Bauweise in Verbindung mit Handha bungssystemen, wie Industrierobotern, besonders vorteilhaft für die spa nende Bearbeitung mittels rotierender Werkzeuge einsetzbar ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Demgemäß sieht die Erfindung mindestens eine in einem Vorrichtungsge häuse längsverfahrbar geführte Dreh-Antriebseinheit, die ein spanendes Werkzeug rotierend antreibt, sowie eine Vorschub-Antriebseinheit vor, die die Dreh-Antriebseinheit von einer hinteren Nicht-Bearbeitungsstellung in eine vordere Bearbeitungsstellung und umgekehrt bewegt. Dadurch, dass in einem Vorrichtungsgehäuse sowohl der Drehantrieb für ein Rotationswerk zeug, wie einen Bohrer, und der Antrieb für die Vorschubbewegung zusam mengefasst sind, wobei das Vorrichtungsgehäuse gleichzeitig die Längsfüh rung für die Dreh-Antriebseinheit bildet, stehen in einer Baueinheit sämtli che für Bearbeitungen, wie Bohrvorgängen, erforderliche Funktionseinhei ten zur Verfügung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich daher als Arbeitseinheit, die, was beide Antriebseinheiten sowie Vorschubführung an belangt, autark arbeitet, mit besonderem Vorteil an einem Handhabungssys tem, wie dem Roboterarm eines Industrieroboters, einsetzen.
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Dreh-Antriebseinheit ein Motorgehäuse auf, das über eine Führungseinrichtung im Vorrichtungsge häuse längsverfahrbar geführt auf seiner der Vorschub-Antriebseinheit zuge wandten Seite mit dieser gekoppelt ist und zumindest auf seiner anderen gegenüberliegenden Seite von einer Antriebswelle durchgriffen ist, an der das Bearbeitungswerkzeug festlegbar ist.
Mit Vorteil kann die Vorschub-Antriebseinheit eine Steuerkammer aufwei sen, in der ein Steuerkolben gegen die Kraft eines Energiespeichers von der Nicht-Bearbeitungsstellung pneumatisch in die Bearbeitungsstellung ver fahrbar geführt und an einer Steuerstange der Vorschubeinheit festgelegt ist, die mit ihrem freien Ende an dem Motorgehäuse der Dreh-Antriebseinheit angreift.
Die Dreh-Antriebseinheit kann einen Pneumatikmotor aufweisen, der von seinem Betriebsmedium Luft über die Steuerstange gespeist ist. Die Ausle gung beider Antriebe als Pneumatikantriebe eröffnet die vorteilhafte Mög lichkeit, die gesamte Energieversorgung der Vorrichtung durch eine einzige Versorgungseinheit, wie eine Druckluftquelle, vorzusehen.
Mit Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass in der Steuerkammer Puffereinrichtungen vorhanden sind, die dem Anschlägen des Steuerkol bens in seinen Endstellungen dienen. Dadurch ist auch ein Endanschlag für den Werkzeugvorschub, wie die Begrenzung der Bohrtiefe eines betreffen den Bohrwerkzeuges, realisierbar.
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Steuerstange mit ihrem ande ren freien Ende aus dem Vorrichtungsgehäuse herausgeführt und an eine Dämpfereinrichtung angelegt, die vorzugsweise in beiden gegenläufigen Verfahrrichtungen an der Steuerstange wirkt.
Für die an die Bearbeitungsaufgabe angepasste Steuerung der Vorschubbe wegung kann die Position des anderen freien Endes der Steuerstange, das aus dem Vorrichtungsgehäuse herausgeführt ist, mittels einer Sensoreinrich tung überwacht sein. Mit Vorteil kann hierbei eine induktive Sensoreinrich tung mittels eines oder mehrerer Näherungsschalter vorgesehen sein.
Diesbezüglich kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass das herausgeführte, andere freie Ende der Steuerstange mit einer Steuerplatte verbunden ist, an der die Dämpfereinrichtung angreift, wobei zumindest eine der Endstellungen der Steuerplatte mittels der Sensoreinrichtung über wacht ist.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die Steuerstange zum Führen des Pneumatikmediums des Pneumatikmotors hohl ausgeführt und über eine Querverbindung an eine Ringkammer im Vorrichtungsgehäuse permanent angeschlossen, die wiederum an eine Druckluftversorgungslei tung im Vorrichtungsgehäuse angeschlossen ist, wobei die Baulänge der Ringkammer in jeder Verfahrstellung der Steuerstange zumindest teilweise eine Überdeckung mit der Querverbindung erlaubt. Dadurch, dass derge stalt die Steuerstange neben der Vorschub- und Führungsfunktion auch die Druckversorgung des Pneumatikmotors übernimmt, ist das Vorrichtungsge häuse in besonders kompakter Bauweise ausbildbar.
Am freien Ende der Antriebswelle kann ein Bohrfutter angeordnet sein, das der Aufnahme eines Bohrers als spanendes Werkzeug dient.
An seinem freien Ende kann der Bohrer eine Führungseinrichtung durch greifen, die, am Außenumfang des Bohrfutters vorbei geführt, an ihrem freien Ende eine Zentrierhilfe aufweist, die dem Ansetzen der Vorrichtung auf dem Werkstück dient, vorzugsweise in Form einer Blechtafel oder eines sonstigen Blechzuschnittes. Die Führungseinrichtung kann als eine Art Bohrhülse ausgebildet sein, die am vorderen Austrittsende eine kegelför mige Verjüngung besitzt, durch die sich bei mit einer Andrückkraft erfol gendem Ansetzen der Vorrichtung am betreffenden Blechteil eine leichte Eindrückung ausbildet, die zur Fixierung des Bohrzentrums am Werkstück beiträgt. Es braucht im Bedarfsfall aber auch keine Zentrierung vorgesehen zu sein und die Führungseinrichtung bleibt dann auf Abstand zu dem zu bohrenden Werkstück und dient ausschließlich der Führung des Bohrwerk zeuges beim Bohren. Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels der erfindungsge mäßen Vorrichtung;
Fig. 3 eine abgebrochen und mit zentraler Vertikalebene aufge
schnitten gezeichnete perspektivische Schrägansicht des die Vorschub-Antriebseinheit aufweisenden Gehäuseabschnitts des Ausführungsbeispiels; und
Fig. 4 eine vereinfachte Funktionsskizze des Ausführungsbeispiels.
Wie am deutlichsten aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein als Ganzes mit 2 bezeichnetes Vorrichtungsgehäuse auf, das ein Gehäu sehauptteil 4 mit rechteckförmigem Querschnitt aufweist, an das sich ein Gehäuseansatz 6 anschließt, der an einer Stufe 8 in einen einen verringer ten Umriss aufweisenden Gehäusefortsatz 10 mit quadratischem Quer schnitt übergeht. Am Gehäusefortsatz 10 ist ein Gehäusevorderteil 12 ange bracht, das den gleichen Umriss wie der quadratische Gehäusefortsatz 10 besitzt, jedoch in seinem dem Fortsatz 10 zugewandten Außenwandbereich Wandvertiefungen 14 aufweist, die Freiräume für Befestigungsschrauben 1 6 bilden, mit denen das Gehäusevorderteil 12 am Gehäusefortsatz 10 ange flanscht ist. An das vordere freie Ende des Gehäusevorderteils 12 wiederum schließt sich eine Führungseinrichtung 18 an, die mittels Befestigungs schrauben 20 am Gehäusevorderteil 12 angeflanscht ist.
Wie Fig. 2 und 3 zeigen, bilden das Gehäusevorderteil 12 und der anschlie ßende Gehäusefortsatz 10 mit ihrem kreiszylindrischen, zur Vorrichtungs längsachse 22 konzentrischen Innenraum eine Längsführung 24 für das Mo torgehäuse 26 eines Pneumatikmotors. Dessen Antriebswelle 28, die, siehe Fig. 2, am Ende des Gehäusevorderteils 12 aus dem Motorgehäuse 26 aus- tritt, ist mit einem Bohrfutter 30 verbunden, in dem in üblicher Weise ein Rotationswerkzeug, wie ein Bohrer 100, festspannbar ist. Das andere Ende des Motorgehäuses 26, das sich innerhalb der Längsführung 24 bis in den Bereich des Gehäusefortsatzes 10 erstreckt, ist mit einer Steuerstange 32 fest verbunden, die sich, zur Achse 22 koaxial, durch den Gehäuseansatz 6 und das Gehäusehauptteil 4 hindurch erstreckt und über das in Fig. 2 und 3 rechtsseitig gelegene Gehäuseende 34 hinaus nach außen übersteht. Die Steuerstange 32 ist Bestandteil der pneumatischen Vorschub-Antriebsein heit, die sich innerhalb des Gehäusehauptteils 4 befindet, und bildet gleich zeitig einen Leitungsabschnitt für die Druckluftversorgung des im Motorge häuse 26 befindlichen Pneumatikmotors.
Zu diesem Zweck weist die Steuerstange 32 einen inneren, zur Achse 22 koaxialen Versorgungskanal 36 auf, dessen in Fig. 2 und 3 linksseitiges Ende mit einem Drucklufteinlass 38 des Motorgehäuses 26 in Verbindung ist. Für die Zufuhr von Druckluft zum Kanal 36 der Steuerstange 32 ist im Gehäusehauptteil 4 eine zur Gehäuseoberseite verlaufende Versorgungslei tung 40 gebildet, die über einen an der Gehäuseoberseite befindlichen Druckluftanschluss 42 versorgt ist. Das innere Ende der Versorgungsleitung 40 mündet in eine Ringkammer 44, die, wie Fig. 3 zeigt, die Steuerstange 32 in einem zwischen Dichtelementen 46 und 48 gelegenen Bereich umgibt. Am inneren Ende des Kanals 36 ist dieser über Querbohrungen 50 mit der Ringkammer 44 in Verbindung. Die axiale Länge der Ringkammer 44 ist so gewählt, dass sowohl bei der in den Figuren gezeigten Nicht-Bear beitungsstellung als auch bei den vorgeschobenen Bearbeitungsstellungen die Querbohrungen 50 mit der Ringkammer 44 in Überdeckung sind und dadurch auch bei diesen Stellungen der Pneumatikmotor von der Versor gungsleitung 40 her über den Kanal 36 mit Druckluft versorgbar ist. Wie Fig. 3 am deutlichsten zeigt, weist die Steuerstange 32 in dem Verbindungs bereich mit dem Motorgehäuse 26 eine glockenartige Erweiterung auf, die für den vom Pneumatikmotor rückströmenden Luftstrom einer Ausström- kammer 52 bildet, aus der die rückströmende Luft über Ausströmkanäle (von denen in Fig. 3 nur einer sichtbar ist) zu Schalldämpfern 58 gelangt, die an der Gehäuseoberseite den Luftaustritt bilden.
Die Vorschubantriebseinheit, die ebenfalls pneumatisch betätigt ist und de ren Vorschubkraft über die Steuerstange 32 auf das Motorgehäuse 26 über tragen ist, weist eine Steuerkammer 60 auf, in der ein Steuerkolben 62 ge führt ist. Die Steuerkammer 60 ist im Gehäusehauptteil 4 durch einen zur Achse 22 koaxialen, im Gehäusehauptteil 4 befindlichen Kreiszylinder ge bildet, dessen dem Gehäusefortsatz 6 zugewandtes offenes Ende durch den Gehäusefortsatz 6 geschlossen ist, der sich mit einem vorstehenden Bund 64 ins Innere des Zylinders erstreckt, wobei ein Dichtring 66 die Abdich tung bildet. Weitere Dichtringe 70 und 72 bilden die Abdichtung zwischen Steuerstange 32 und Gehäusefortsatz 6 bzw. zwischen Steuerstange 32 und dem Drucklufteinlass 38 am Motorgehäuse 26, siehe Fig. 3. Der Steuerkol ben 62 liegt zur Übertragung der Vorschubkraft auf die Steuerstange 32 an einer Stufe 74 an, die sich am Außenumfang der Steuerstange 32 befindet, wobei eine auf einem Außengewinde der Steuerstange 32 befindliche Mut ter 76 den Kolben 62 mit der Stufe 74 in Anlage hält (Fig. 3). Wie lediglich in Fig. 2 und 4 sichtbar, ist für die pneumatische Betätigung des Steuerkolbens 62 ein im Gehäusehauptteil 4 verlaufender Versorgungs kanal 78 gebildet, der von einem an der Gehäuseoberseite befindlichem, weiterem Druckluftanschluss 80 versorgbar ist, um Druckluft zu einem Druckraum 82 zuzuführen, der durch einen im Innendurchmesser verrin gerten, sich an die Steuerkammer 60 anschließenden Zylinder gebildet ist. An der dem Druckraum 82 gegenüberliegenden Kolbenseite des Steuerkol bens 62 stützt sich eine Druckfeder 84 ab, deren anderes Ende am den Ab schluss der Steuerkammer 60 bildenden Gehäuseansatz 6 anliegt. Vervoll ständigt ist die Vorschub-Antriebseinheit durch in der Steuerkammer 60 an geordnete Puffereinrichtungen, an denen der Steuerkolben 62 in den End stellungen seiner Arbeitsbewegungen anschlägt. Die Puffereinrichtungen sind durch je einen Ringkörper 86 gebildet, die jeweils an einem der Enden der Steuerkammer 60 anliegen. Für die Belüftung der Steuerkammer 60 auf der Kolbenseite des Steuerkolbens 62, die dem Druckraum 82 entgegenge setzt ist und in dem sich die Druckfeder 84 befindet, ist ein Drosselrück schlagventil 88 vorgesehen, das über einen Belüftungskanal 91 (Fig. 4) mit der dem Druckraum 82 abgewandten Teil der Steuerkammer 60 in Verbin dung ist.
Das aus dem Ende 34 des Gehäusehauptteiles 4 herausgeführte Ende der Steuerstange 32 ist mit einer Steuerplatte 90 verbunden, die Teil einer Sen soreinrichtung zur Überwachung der Axialposition der Steuerstange 36 ist. Die Sensoreinrichtung weist mindestens einen Näherungsschalter 92 auf, der an einem Halter 94 in einem definierten Abstand vom Gehäuseende 34 festgelegt ist. Fig. 2 und 3 zeigen diesbezüglich die Anordnung nur eines Näherungsschalters 92, während in Fig. 4 die Anordnung zweier Nähe rungsschalter 92 dargestellt ist. Über Steckverbinder 95 sind die jeweiligen Näherungsschalter 92 mit der Steuerelektronik der Vorrichtung in Verbin dung. Mit einem Plattenteil, das von der Steuerstange 32 auf der den jewei ligen Näherungsschaltern 92 entgegengesetzten Seite rauskragt, bildet die Steuerplatte 90 auch den Halter für mindestens einen Stoßdämpfer 96, der mit seiner Kolbenstange 98 an dem Gehäusehauptteil 4 anliegt und an der Steuerstange 32 in beiden Verfahrrichtungen dämpfend wirkt. Es besteht auch die Möglichkeit zwei Stoßdämpfer vorzusehen, die einmal beim Aus fahren und einmal beim Einfahren dämpfend wirken.
Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel ist für ein Werk zeug in Form des im Bohrkopf 30 gespannten Bohrers 100 ausgelegt. Bei der Durchführung des Bohrvorganges weist die Führungseinrichtung 18 eine Zentrierhilfe in der Art einer Bohrhülse 102 auf, die von zwei Haltebü geln 104 der Führungseinrichtung 18, zur Längsachse 22 koaxial, in einem Abstand vor dem Bohrfutter 30 gehalten ist. Die Haltebügel 104 sind zuei nander entgegengesetzt im Abstand vom Bohrfutter 30 zur Hülse 102 nach vorn geführt. Am freien Ende ist die Hülse 102 durch einen Endkonus 106 verjüngt. Zur Durchführung eines Bohrvorgangs wird die Vorrichtung vom betreffenden Handhabungssystem an das zu bohrende Werkstück, wie eine Blechtafel, mit vorgebbarem Abstand herangeführt.
Bei in Gang gesetztem Pneumatikmotor durch Druckluftzufuhr über den Anschluss 42 erfolgt der Vorschub des Bohrers 100 durch Druckluftversor gung des Druckraums 82 am Steuerkolben 62, wobei die Vorschubbewe gung unter Überwachung mittels der Sensoreinrichtung erfolgt. Bei der Be wegung des Steuerkolben 62, der durch seine Anlage an der Stufe 64 der Steuerstange 36 diese mitnimmt und die Vorschubbewegung des Motorge häuses 26 in der Längsführung 24 gemeinsam mit dem Bohrfutter 30 veran lasst, bewegt sich der Steuerkolben 62 gegen die Rückstellkraft der Druckfe der 84. Hierbei ist der die Druckfeder 84 enthaltende Raum der Steuerkam mer 60 über das Drosselrückschlagventil 88 entlüftet. Nach Durchführen des Bohrvorganges und Beenden der Druckversorgungen über die An schlüsse 42 und 80 stellt die Druckfeder 84 bei nun stillgelegtem Pneuma- tikmotor den nicht mehr durckbeaufschlagten Steuerkolben 62 wieder zu rück, so dass Bohrkopf 30 und Motorgehäuse 26 mit der Steuerstange 32 wieder entgegen der Vorschubrichtung zurückgefahren werden. Neben ei ner federbelasteten Rückstellung des Steuerkolbens 62 besteht aber auch die Möglichkeit zusätzlich oder alternativ die Rückstellung mittels pneuma tischer Druckkraft durchzuführen. Hierbei erfolgt über das Drosselrück schlagventil 88 die gedrosselte Belüftung des die Druckfeder 84 enthalten den Raumes der Steuerkammer 60. Bei in Gang gesetztem Pneumatikmotor, bei dem die Druckluft über die Ausströmkanäle 56 abströmen, verringern die Schalldämpfer 58 das Betriebsgeräusch des Bohrvorganges.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten von Werkstücken,
vorzugsweise vorgesehen für den Einsatz bei einem
Handhabungssystem, bestehend aus mindestens einer in einem
Vorrichtungsgehäuse (2) längsverfahrbar geführten Dreh- Antriebseinheit (26), die ein spanendes Werkzeug (100) rotierend antreibt, und mit einer Vorschub-Antriebseinheit (32, 60), die die Dreh-Antriebseinheit (26) von einer hinteren Nicht- Bearbeitungsstellung in eine vordere Bearbeitungsstellung und umgekehrt bewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Dreh-Antriebseinheit ein Motorgehäuse (26) aufweist, das über eine Führungseinrichtung (24) im Vorrichtungsgehäuse (2) längsverfahrbar geführt, auf seiner der Vorschub-Antriebseinheit (32, 60) zugewandten
Seite mit dieser gekoppelt ist und zumindest auf seiner anderen gegenüberliegenden Seite von einer Antriebswelle (28) durchgriffen ist, an der das Bearbeitungswerkzeug (100) festlegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschub-Antriebseinheit eine Steuerkammer (60) aufweist, in der ein Steuerkolben (62) gegen die Kraft eines Energiespeichers (84) von der Nicht-Bearbeitungsstellung pneumatisch in die
Bearbeitungsstellung verfahrbar geführt und an einer Steuerstange (32) der Vorschubeinheit (32, 60) festgelegt ist, die mit ihrem freien Ende an dem Motorgehäuse (26) der Dreh-Antriebseinheit angreift.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dreh-Antriebseinheit (26) einen Pneumatikmotor aufweist, der von seinem Betriebsmedium Luft über die Steuerstange (32) gespeist ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Steuerkammer (60) Puffereinrichtungen (86) vorhanden sind, die dem Anschlägen des Steuerkolbens (62) in seinen Endstellungen dienen.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuerstange (32) mit ihrem anderen freien Ende aus dem Vorrichtungsgehäuse (2) herausgeführt und an eine Dämpfereinrichtung (96) angelegt ist, die vorzugsweise in beiden gegenläufigen Verfahrrichtungen an der Steuerstange (32) wirkt.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Position des anderen freien Endes der Steuerstange (32) mittels einer Sensoreinrichtung (90, 92) überwacht ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das andere freie Ende der Steuerstange (32) mit einer Steuerplatte (90) verbunden ist, an der die Dämpfereinrichtung (96) angreift, und dass zumindest eine der Endstellungen der
Steuerplatte (90) mittels der Sensoreinrichtung (92) überwacht ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuerstange (32) zum Führen des
Pneumatikmediums des Pneumatikmotors hohl ausgeführt ist und über eine Querverbindung (50) an eine Ringkammer (44) im
Vorrichtungsgehäuse (2) permanent angeschlossen ist, die wiederum an eine Druckluftversorgungsleitung (40) im Vorrichtungsgehäuse (2) angeschlossen ist, und dass die Baulänge der Ringkammer (44) in jeder Verfahrstellung der Steuerstange (32) zumindest teilweise eine Überdeckung mit der Querverbindung (50) erlaubt.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass am freien Ende der Antriebswelle (28) ein Bohrfutter (30) angeordnet ist, das der Aufnahme eines Bohrers (100) als spanendes Werkzeug dient.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Bohrer (100) an seinem freien Ende eine Führungseinrichtung (18) durchgreift, die, am Außenumfang des Bohrfutters (30) vorbeigeführt, an ihrem freien Ende eine Zentrierhilfe
(102, 106) aufweist, die dem Führen des Bohrers (100) bei der Bearbeitung dient.
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