WO2023083993A1

WO2023083993A1 - Verfahren des automatischen verbringens von werkstücken zu einer verzahnungsmaschine

Info

Publication number: WO2023083993A1
Application number: PCT/EP2022/081540
Authority: WO
Inventors: Matthias Philippin
Original assignee: Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2022-11-10
Publication date: 2023-05-19
Also published as: CN118176076A; DE102021005648A1; EP4433244A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren des automatischen Verbringens von Werkstücken mit einem Durchmesser von insbesondere mehr als 200 mm und/oder einem Gewicht von insbesondere mehr als 100 kg zu einer die Werkstücke einer Verzahnungsbearbeitung unterziehenden Verzahnungsmaschine, bei dem ein Werkstück an einem Bereitstellungsort von zwei eine motorisch bewirkte Relativbewegung zueinander ausführenden Greiferarmen ergriffen und in einem von beiden Greiferarmen gegriffenen Zustand durch eine gemeinsame Bewegung beider Greiferarme motorisch von dem Bereitstellungsort entlang einer Bewegungsbahn zu einem Aufnahmeort der Verzahnungsmaschine bewegt wird, wobei die gemeinsame Bewegung von wenigstens zwei gekoppelt angesteuerten motorischen Antrieben bewirkt wird, von denen einer ein erster zur Relativbewegung beitragender oder sie bewirkender motorischer Antrieb ist.

Description

VERFAHREN DES AUTOMATISCHEN VERBRINGENS VON WERKSTÜCKEN ZU EINER VERZAHNUNGSMASCHINE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren des automatischen Verbringens von Werkstücken mit einem Durchmesser von insbesondere mehr als 200 mm und/oder einem Gewicht von insbesondere mehr als 100 kg zu einer die Werkstücke einer Verzahnungsbearbeitung unterziehenden Verzahnungsmaschine, bei dem ein Werkstück an einem Bereitstellungsort von zwei eine motorisch bewirkte Relativbewegung zueinander ausführenden Greiferarmen ergriffen und in einem von beiden Greiferarmen gegriffenen Zustand durch eine gemeinsame Bewegung beider Greiferarme motorisch von dem Bereitstellungsort entlang einer Bewegungsbahn zu einem Aufnahmeort der Verzahnungsmaschine bewegt wird.

Ein derartiges Beladen von Verzahnungsmaschinen durch Beladungssysteme mit Greiferarmen ist in der Technik gut bekannt, am weitesten verbreitet dürften hierfür Ringlader-Systeme sein, wie sie etwa in DE 10 2017 005 756 A1 offenbart sind. Derartige Ringlader weisen eine Mehrzahl von Greifereinheiten, etwa zwei (in 180° Winkelabstand), drei (in 120° Winkelabstand) oder vier (in 90° Winkelabstand) Greifereinheiten mit jeweils zwei Greiferarmen auf. Ein gemeinsamer Taktmotor sorgt dafür, dass die jeweiligen Greifereinheiten zwischen den einzelnen Positionen wie Bearbeitungsstation, Zubring- und/oder Abholort und ggf. weiteren Bearbeitungsstationen weiter getaktet werden. Auf diese Weise können Be- und Entladezeiten sehr kurz gehalten und ein günstiges Verhältnis aus Nebenzeit zu Hauptzeit erreicht werden. In manchen Anwendungen, insbesondere in Richtung auf größer dimensionierte Werkstücke kommt es auf dieses Verhältnis weniger stark an, und für derartige Systeme werden, je nach Größe der Werkstücke, auch kranartige Beladesysteme herangezogen, um ein Werkstück auf einen Maschinendrehtisch der Verzahnungsmaschine zu hieven.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art insbesondere im Hinblick auf größer dimensionierte Werkstücke vorteilhaft weiterzubilden.

Die Erfindung wird in verfahrenstechnischer Hinsicht gelöst durch eine Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die gemeinsame Bewegung von wenigstens zwei gekoppelt angesteuerten motorischen Antrieben bewirkt wird, von denen einer ein erster zur Relativbewegung beitragender oder sie bewirkender motorischer Antrieb ist.

Dabei beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass die Vorteile der oben beschriebenen herkömmlichen Ringlader-Systeme die verstärkte Materialauslegung im Falle größer dimensionierter Werkstücke nicht mehr aufwiegen können, aber ein höherer Automatisierungsgrad bei herkömmlichen Beladesystemen für groß dimensionierte Werkstücke dennoch möglich ist.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung gibt es außer den beiden Greiferarmen keine weiteren Greiferarme, das Beladesystem weist nur genau die beiden Greiferarme auf. Dies spart Material und Gewicht unter Inkaufnahme einer Verschlechterung des Verhältnisses Nebenzeit zu Hauptzeit. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Greiferarme und/oder die motorischen Antriebe für deren Relativbewegung dazu ausgelegt, Werkstücke mit Durchmessern auch von mehr als 300 mm, sogar mehr als 450 mm, auch mehr als 600 mm und/oder von Gewichten von mehr als 150 kg, auch mehr als 200 kg, sogar mehr als 400 kg oder auch mehr als 600 kg oder höher zu halten. Es versteht sich, dass die Greiferarme hierzu mit entsprechend hoher Steifigkeit ausgestattet sind und im Falle eines kraftschlüssigen Haltens der Werkstücke auch die ihnen zugeordneten Antriebe entsprechend hohe Momente aufbringen können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zweiter der wenigstens zwei motorischen Antriebe ein zweiter zum Bewirken der Relativbewegung einsetzbarer Antrieb ist und insbesondere beide motorische Antriebe die Relativbewegung zum Greifen des Werkstücks bewirken.

Bei der gemeinsamen gekoppelten Bewegung ist die gekoppelte Ansteuerung bevorzugt derart vorgesehen, dass der nicht-schiebende Greiferarm ein Gegenmoment mit Momentbegrenzung, insbesondere Drehmomentbegrenzung aufbringt, wenn ein kraftschlüssiges Halten vorgesehen ist. Eine derartige, mit dem mechanischen Äquivalent einer der gemeinsamen Bewegung entgegenwirkenden, auf den nicht geschobenen Greiferarm wirkenden Feder ist bevorzugt ansteuerungstechnisch realisiert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung beinhaltet die Bewegungsbahn einen kreisbogenförmigen Bahnabschnitt, und ist insbesondere in Projektion auf die Bewegungsebene gesehen eine Kreisbahn. Diese Gestaltung lässt sich gut mit einer säulenartigen Basis kombinieren, um die herum die Bewegung erfolgt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beinhaltet die Bewegungsbahn einen Bahnabschnitt mit einer durch einen dritten motorischen Antrieb bewirkten axialen, insbesondere vertikalen Bewegungskomponente. Dies erhöht die Flexibilität des Verfahrens und erlaubt unterschiedliche Höhenniveaus von einzelnen Stationen wie auch ein Überspringen eines Werkstücks in einer Station zur Positionierung der Greiferarme.

In einer bevorzugten Gestaltung ist vorgesehen, dass eine jeweilige von einem der Greiferarme beim Greifen und beim Bewegen des Werkstücks durchlaufene Greiferarmbewegungsbahn überlappt. Die Bewegungsbahnen sind somit unter Zwangsführungen eingeschränkt, was die Positioniersicherheit und Zuverlässigkeit bei einfachem Aufbau erhöht.

In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Werkstück nach seiner Bearbeitung zu einem insbesondere vom Bereitstellungsort unterschiedlichen Ablageort verbracht wird, insbesondere mit gleichsinniger Bewegungsrichtung wie beim Durchlaufen der Bewegungsbahn, und die Greiferarme insbesondere vom Ablageort zum Greifen eines nächsten Werkstücks wieder zum Bereitstellungsort bewegt werden, insbesondere in gegensinniger Bewegungsrichtung. So kann am Bereitstellungsort z.B. bereits ein neues Werkstück für die Bearbeitung bereitgehalten werden, ohne dass zuvor nach der Verzahnungsbearbeitung des gerade bearbeiteten Werkstücks dessen Rückkehr zum Bereitstellungsort abgewartet werden muss, und die Effektivität des Beladeverfahrens erhöht.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht stellt die Erfindung bereit ein Beladesystem zum automatischen Verbringen von Werkstücken zu einer die Werkstücke einer Verzahnungsbearbeitung unterziehenden Verzahnungsmaschine, mit zwei Greiferarmen zum Ergreifen eines Werkstücks an einem Bereitstellungsort unter Ausführung einer motorisch bewirkten Relativbewegung zueinander und Mitteln zur Ausführung einer gemeinsamen Bewegung beider Greiferarme von dem Bereitstellungsort entlang einer Bewegungsbahn zu einem Aufnahmeort der Verzahnungsmaschine, das im Wesentlichen gekennzeichnet ist durch wenigstens zwei in einer der gemeinsamen Bewegung dienenden ersten Betriebsart gekoppelt angesteuerten motorischen Antrieben, von denen einer ein erster in einer zweiten Betriebsart zu der Relativbewegung beitragender oder sie bewirkender motorischer Antrieb ist.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Beladesystems ergeben sich bereits den obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren. Es wird an Varianten gedacht, in denen zum Bewegen eines Greiferarms zwei Antriebe eingesetzt werden. Dann werden in der ersten Betriebsart insgesamt vier Motoren gekoppelt angesteuert.

Konstruktiv ist es bevorzugt, dass das Beladesystem wenigstens eine Basis, insbesondere säulenartig, aufweist, gegenüber der die beiden ersten und zweiten Greiferarme absolut beweglich und insbesondere schwenkbar festgelegt sind. Hierzu können vertikale entsprechende Halterungen für die Greiferarme vorgesehen sein, die entlang Schienen, insbesondere Ringschienen bewegt werden, und gegenüber denen die Greiferarme vertikal verfahrbar sind.

Für die oben bereits erwähnten Zwangsführungen ist vorgesehen, dass die Schwenkbewegungen beider Greiferarme ein gemeinsames Zentrum aufweisen.

Bei derartigen Kreisbewegungsbahnen um das gemeinsame Zentrum sind grundsätzlich Endlosdrehungen der Greiferarme realisierbar, mit den weiter unten erläuterten einfachen Möglichkeiten eines Rollentausches und somit kinematischen Klemmbacken durch Wechseln auf die andere Greiferarmseite. Bevorzugt wird jedoch auch eine Variante, bei der die Schwenkbewegung eines und/oder beider Greiferarme auf weniger als 360°, bevorzugt weniger als 340°, insbesondere weniger als 320° begrenzt ist. Dies liefert eine konstruktiv einfachere und zuverlässigere Gestaltung.

Des Weiteren ist konstruktiv vorgesehen, dass an einem Greiferarm eine insbesondere austauschbare Greiferbacke befestigt ist, welche insbesondere zwei unter einem Winkel angeordnete Anlageflächen aufweist. Hinsichtlich der Gestaltung der unter einem Winkel angeordneten Anlageflächen wird erreicht, dass auch unterschiedlich große Werkstücke noch mit den gleichen Klemmbacken gehalten werden können. Da die beiden Greiferarme jedoch über ihre Bewegungszwangsführung nicht parallel, sondern scherenartig zueinander liegen, muss das Werkstück nicht symmetrisch in den Anlageflächen liegen, sondern wird bei kraftschlüssigem Halten etwas versetzt gehalten. In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Winkel der Anlagefläche gegenüber der Radialrichtung wenigstens so groß ist wie die Hälfte des zwischen den beiden Greiferarmen beim Halten des Werkstücks eingenommenen Winkels, bevorzugt wenigstens 1°, weiter bevorzugt wenigstens 2°, insbesondere wenigstens 3° größer. Für austauschbare Greiferbacken kommt auch die Bereitstellung eines Greiferbackensets in Frage, dessen Greiferbacken unterschiedliche Winkel zur Radialrichtung und/oder unterschiedliche Radialgesamtausdehnungen aufweisen. Die Anlagefläche mag auch gekrümmt sein, mit unterschiedlichen, aber über diesen Winkeln liegenden (Tangenten-)Winkeln.

Wie oben bereits erläutert, können die Greiferarme mit den Greiferbacken für ein kraftschlüssiges und/oder lasttragendes Halten ausgelegt sein, für Letzteres können in die Greiferbacken L-förmige Stufen oder sich in Radial- und Tangentialrichtung erstreckende Flansche vorgesehen sein. Weiter ist, wie oben ebenfalls bereits angesprochen, bevorzugt eine Linearbewegungsachse mit Richtungskomponente orthogonal zur Bewegungsebene, insbesondere Schwenkebene vorgesehen. Bei horizontaler Bewegungsebene können damit einzeln oder gemeinsam unterschiedliche Höhenniveaus angefahren werden.

Des Weiteren stellt die Erfindung eine Verzahnungsbearbeitungsstation unter Schutz, welche eine insbesondere als intrinsisch ausgeführte Werkstückspindel aufweisende Verzahnungsmaschine aufweist, um Werkstücke einer Verzahnungsbearbeitung zu unterziehen, und zudem ein Beladesystem nach einem der vorgenannten Aspekte.

Bevorzugt ist für die Verzahnungsbearbeitungsstation vorgesehen, dass ein Verhältnis aus freier radialer Länge eines Greiferarms zu Abstand des Zentrums seiner Schwenkbewegung von der Werkstückspindelachse geringer ist als 88%, bevorzugt als 84%, insbesondere als 80%. Dies verringert die Steifigkeits- und Biegesteifigkeitsanforderungen an die Greiferarme und Haltekonstruktion.

Die Antriebe für die umfängliche Bewegung der Greiferarme bewirken eine Antriebskopplung über eine Antriebsschiene, etwa eine verzahnte Ringschiene.

Eine zweite, entweder als zusätzliche Antriebsschiene herangezogene Schiene oder als Führungsschiene dienende Schiene ist bevorzugt vertikal in einem Abstand von bevorzugt wenigstens 40 cm, insbesondere wenigstens 60 cm vorgesehen.

Hinsichtlich der Antriebsübertragung kommen Verzahnungskopplungen in Betracht, jedoch auch beispielsweise ein auf einer Laufschiene laufendes angetriebenes Reibrad oder andere Antriebs-ZSchienentechniken. Haltestützen zum Halten der Greiferarme sind in einer bevorzugten Gestaltung zwischen den beiden (Ring-)Schienen Gestaltung angeordnet, an welchen die Greiferarme bevorzugt zudem axial und bevorzugt vertikal verfahrbar sind.

Wie oben bereits erläutert, laufen an den (Ring-)Schienen bevorzugt nur genau zwei Haltestützen um, die jeweils genau einen Greiferarm halten. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind Antriebe zum Bewegen der Haltestützen entlang der Schienen mitlaufend mit den Haltestützen angeordnet. Antriebe für die Vertikalbewegung der Greiferarme gegenüber ihrer jeweiligen Haltestütze können in einer Variante mitlaufend angeordnet sein, in einer anderen Variante raumfest und dann bevorzugt im Inneren der säulenartigen Basis, deren Zentralachse in Projektion orthogonal zur Schwerkraft das Zentrum des Werkstück-Flugkreises bei dessen Bewegung definiert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren, von denen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beladesystems zeigt,

Fig. 2 das Beladesystem mit verschiedenen anfahrbaren Positionen zeigt,

Fig. 3 einen Beladezyklus des Beladesystems zeigt,

Fig. 4 einen anderen Beladezyklus eines Beladesystems zeigt,

Fig. 5. das Beladesystem in unterschiedlichen Relativlagen der Greiferarme zeigt,

Fig. 6 eine weitere Gestaltung eines Beladesystems zeigt,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Beladesystems zeigt und

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Beladesystem von Fig. 7 zeigt.

In der schematischen Darstellung von Fig. 1 ist ein konturlos dargestelltes Werkstück W gezeigt, wie es zwischen den Greiferbacken 1a, 2a von Greiferarmen 1 , 2 gehalten ist. Die Greiferarme 1 , 2 sind schwenkbar gegenüber einer schematisch als Ring dargestellten Basis 10 angeordnet, und erstrecken sich gegenüber einem gemeinsamen Zentrum Z im Wesentlichen radial. Die Schwenkwinkel ch, 02 zu einer Bezugsachse X sind einstellbar änderbar. Hierzu weist jeder der Greiferarme 1, 2 einen eigens zugeordneten motorischen Antrieb auf, der in der schematischen Darstellung von Fig. 1 nicht dargestellt ist. Ihre Greiferbewegungsbalancen in der Ebene orthogonal zur Schwerkraft sind Kreisbahnen.

In einer für das Greifen des Werkstücks W vorgesehenen Betriebsart bewegen sich beide Greiferarme 1 , 2 gegenläufig durch entsprechende Ansteuerung ihres Antriebs, um sich aufeinander zuzubewegen und das Werkstück W zu ergreifen. Entsprechend werden zum Lösen der Greiferarme 1 , 2 von dem Werkstück W die Greiferarme 1 , 2 voneinander wegbewegt. Für diese Betriebsarten wird ein jeweiliger Greiferarm somit unabhängig von dem anderen bewegt; es können verschiedene Werkstücke W, W' ergriffen werden (Fig. 5). Soll dagegen das Werkstück W bewegt werden, agieren beide Greiferarme 1 , 2 als ein Paar und werden entsprechend gekoppelt angesteuert, um sich jeweils im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn unter Beibehaltung ihrer gegenseitigen Relativlage gemeinsam zu bewegen.

In Fig. 2 sind zu der Darstellung von Fig. 1 noch weitere Positionen dargestellt, die von den Greiferarmen 1 , 2 angefahren werden. Dabei bezeichnet B einen Bereitstellungsort, an welchem noch nicht von der Verzahnungsmaschine bearbeitete Werkstücke bereitgestellt werden. Position A, in welcher in der Darstellung von Fig. 2 das Werkstück W aktuell von den Greiferarmen 1 , 2 gehalten ist, bezeichnet einen Aufnahmeort der Verzahnungsmaschine, beispielsweise ein Drehtisch, auf welchem das Werkstück W positioniert und abgelegt wird. Nach Bearbeitung der Werkstücke W in Position A werden die Werkstücke zu einem Ablageort C verbracht, von wo aus sie weitergehend abtransportiert werden können.

Wie aus Fig. 2a hervorgeht, können die angefahrenen Orte A, B, C in ca. 120°- Positionen zueinander angeordnet sein. Da bevorzugt jedoch nur genau die beiden Greiferarme 1 , 2 realisiert sind, und nicht mehrere Greiferarmpaare wie bei herkömmlichen Ringladern, sind von der Winkelposition her auch beliebige Konfigurationen auf dem Schwenkpfad für die Stationen/Orte A, B, C denkbar. In Fig. 2b sind die Greiferarme 1 , 2 am Bereitstellungsort B, in der Darstellung von Fig. 2c am Ablageort C.

Anhand von Fig. 3 wird nun ein bevorzugter Zyklus zum Beladen von Werkstücken W dargestellt. Dabei veranschaulicht Fig. 3a eine gemeinsame Schwenkbewegung um ca. 120°, die ein Werkstück W vom Bereitstellungsort B zur Bearbeitung zu Aufnahmeort A, etwa dem Maschinendrehtisch verbracht haben. Fig. 3c veranschaulicht das Verbringen des bereits bearbeiteten Werkstücks W von dem Aufnahmeort A zum Ablageort C. Diese Bewegung um ebenfalls ca. 120° ist im gleichen Drehsinn wie das Beladen gemäß Fig. 3a ausgeführt. Um nun das nächste Werkstück vom Bereitstellungsort B abzuholen, verfahren die Greifer in entgegengesetzter Drehrichtung wie bei den Figuren 3a und 3c und erreichen dabei zwischenzeitlich wieder (ohne Werkstücke) den Aufnahmeort A, wobei insgesamt eine Bewegung (im Gegenuhrzeigersinn) um ca. 240° ausgeführt wird. Für diese Variante ist es nicht erforderlich, dass sich die Greifer endlos um die Basis 10 verschwenken lassen. Vielmehr ist eine jeweilige Verschwenkbarkeit eingeschränkt, hier etwa auf 300°.

Die Schritte der Figuren 3a, c und b werden sodann zyklisch für jedes weitere Werkstück wiederholt.

Für eine andere Ausgestaltung, die anhand von Fig. 4 erläutert ist, entsprechen die im Uhrzeigersinn ausgeführten Bewegungen der Figuren 4a und 4c denen der bereits erläuterten Figuren 3a und 3c. Lediglich im Bewegungsschritt wieder zurück zum Bereitstellungsort bewegen sich die Greifer nicht wie zuvor im Gegenuhrzeigersinn, sondern weiter im Uhrzeigersinn (direkt) von dem Ablageort C zum Bereitstellungsort B. Die Drehlagerung der Greiferarme 1 , 2 ist für diese Konfiguration auf Endlosdrehbarkeit konfiguriert.

Für diese Variante können die beiden Greiferarme auch einen Positionswechsel vornehmen, indem der in Fig. 4a vorlaufende Greiferarm (ohne Werkstückbeladung) um 330° im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, also auf die dargestellte Position des anderen Greiferarms, und dieser andere Greiferarm um etwa 30° auf die Position des vorherigen anderen Greiferarms gefahren wird. Wenn, wie in Fig. 6 dargestellt, die Greiferarme 1 , 2 an ihrer den Greiferbacken 1a, 2a entgegengesetzten Seite weitere unterschiedliche Greiferbacken 1 a‘, 2a‘ aufweisen, ist ein anderweitig zur Anpassung an unterschiedliche Werkstücke über einen bestimmten Größenbereich hinaus vorgesehener Klemmbackenwechsel nicht erforderlich, und es genügt der Positionstausch der Greiferarme, um das andere Paar Klemmbacken 1a‘, 2a‘ zum Einsatz zu bringen. Die Klemmbacken 1a, 2a sind von der Gestalt mit Kontaktflächen in der Form eines „V“ mit stumpfem Scheitelwinkel aufgebaut. Die Schenkel des „V“ können auch gekrümmt bis hin zu kreisförmig gekrümmt verlaufen. Modifizierungen mit waagrechten Auflageflächen sind denkbar, um das Werkstück auch abgestützt zu halten.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist auch eine Höhenbeweglichkeit der Greiferarme 1 , 2, also in oder gegen die Schwererichtung g, vorgesehen. Auch hierzu sind zwei Varianten denkbar, nämlich eine unabhängige einzelne Höheneinsteilbarkeit für jeden einzelnen Greiferarm 1 , 2 mit jeweiligem einzelnen Antrieb, die für eine synchrone gemeinschaftliche Auf- bzw. Abwärtsbewegung gekoppelt angesteuert werden können, jedoch auch individuell angesteuert werden können, Letzteres in denkbaren Varianten auch z.B. um einen Positionstausch der Greiferarme auch in Gestaltungsvarianten zu realisieren, in welchen keine Endlosdrehbarkeit gegeben ist.

In einer anderen Ausgestaltung könnte eine Auf- oder Abwärtsbewegung der beiden Greiferarme auch mechanisch zwangsgekoppelt und insbesondere über nur einen gemeinsamen Antrieb realisiert werden. Auf diese Weise wird eine Höhenbereichseinstellung von bevorzugt wenigstens 20 cm, insbesondere wenigstens 40 cm, weiter bevorzugt wenigstens 60 cm realisiert, um beispielsweise Höhenniveauunterschiede zwischen den einzelnen Positionen A, B, C auszugleichen, bzw. die einzelnen Greiferarme 1 , 2 einzeln oder beide zur Positionierung und zum Greifen des Werkstücks über das Werkstück hinwegzuheben.

In einer in den Figuren nicht dargestellten weiteren Ausgestaltung könnten die Stationen A, B, C beispielsweise auch in anderer Geometrie, z.B. linear hintereinander angeordnet werden. In diesem Fall könnte die Bewegungsbahn des Werkstücks auch linear sein, und die Greiferarme entlang von Linearschienen verfahrbar sein. Es versteht sich, dass die Form der Bewegungsbahn nicht weiter eingeschränkt ist, und die Bewegung durch konstruktive Gestaltung der Greiferarme und ihrer Lagerung auch anderen gekrümmten Bahnen folgen könnte, bevorzugt ist jedoch die in den Figuren dargestellte (Flug-)Kreisbahn in Projektion auf die Ebene orthogonal zur Schwererichtung g gesehen.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die Figuren 7 und 8 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung konkreter erläutert. In Fig. 7 ist eine Basis des Beladesystems in Form einer Säule 11 abgebildet, deren unterer Säulenbereich 11a mit Säulenfuß 11 b zwei mit Höhenabstand angebrachte Schienen 12 trägt, die sich ringförmig um die Säule 11 erstrecken. Wenigstens eine dieser Schienen 12 ist als Antriebsschiene konfiguriert. In der dargestellten Ausführungsform ist dies in Form einer verzahnten Ringschiene für eine Zahnrad- /Zahnschienenantriebskopplung, es kann jedoch auch an andere Varianten wie eine Laufschiene für ein Reibrad oder ähnliches gedacht werden. Die zweite Schiene kann ebenfalls als Antriebsschiene einer angetriebenen Kopplung dienen, oder als Führungsschiene. Im letzteren Falle beispielsweise als eine Laufschiene für eine freilaufende Führungsrolle. Zwischen den beiden Schienen bzw. im Ausführungsbeispiel diese umgreifend sind zwei vertikale Stützklammern 14 vorgesehen, die sich in Umfangsrichtung entlang der Schienen 12 bewegen können. Die jeweiligen Antriebe hierfür sind mitlaufend an den vertikalen Stützklammern 14 vorgesehen, wobei die Motoren selbst nicht dargestellt sind. Die beiden an der jeweiligen Stützklammer 14 angebrachten Greiferarme 1 , 2 (Fig. 8) sind demnach unabhängig voneinander in Umfangsrichtung beweglich (zum Greifen/Lösen eines Werkstücks W), oder in gekoppelter Weise angesteuert (zum Bewegen des Werkstücks W entlang einer in der Projektionsebene orthogonal zur Schwerkraft kreisförmigen Bewegungsbahn), wie oben ausführlicher beschrieben.

Die Greiferarme 1 , 2 sind auch vertikal verfahrbar; hierzu sind die radial nach außen weisenden Flächen der vertikalen Stützklemmen als Verfahrschiene ausgebildet. In einer Gestaltung könnte die vertikale Verfahrbarkeit über einen gemeinsamen Antrieb realisiert sein, der beispielsweise im Inneren des unteren Säulenbereichs 11a angeordnet ist und an beiden Greiferarmen 1 , 2 angreift. Anstelle des einen Antriebs zur Vertikalbewegung könnten auch zwei unabhängige Antriebe realisiert werden, von denen jeweils einer an einen der Greiferarme 1, 2 angreift. In einer alternativen Gestaltung der beiden unabhängigen Vertikalantriebe könnten diese auch mitlaufend an den vertikalen Stützklemmen 14 selbst angeordnet sein.

Mit dem Bezugszeichen 18 ist ein Bauteil an der Säule 11 angebracht, welches mit dem Beladevorgang selbst nichts zu tun hat, sondern als Gegenhalter für beispielsweise ein wellenförmiges Werkstück bei der Bearbeitung dienen kann, oder beispielsweise auch als Träger für einen das Werkstück bei der Bearbeitung abdeckenden Deckels.

Die in den Figuren 7 und 8 dargestellte Variante ist beispielsweise für Werkstücke eines Werkstückdurchmessers von 1200 mm gestaltet. In der tiefsten Greiferarmstellung ist noch ein Bodenabstand von ca. 400 mm realisiert. Der vertikale Verfahrweg der Greiferarme beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ca. 800 mm. Ein Abstand der Säulenmittelachse (Zentrum der Flugkreisbewegung des Werkstücks) zum in den Figuren durch den Werkstück-Mittelpunkt in der Bearbeitungsposition (Fig. 8) von den Greiferarmen 1 , 2 gehaltenen Position gehenden Werkstückspindelachse des Maschinentisches einer Verzahnungsmaschine beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ca. 1150 mm. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Greiferbacken integraler Bestandteil der Greiferarme 1 , 2 und weisen einen in Umfangsrichtung überstehenden Flanschbereich auf, auf dem die Werkstücke W aufliegen. Auf der in der Darstellung von Fig. 8 dem gehaltenen Werkstück W abgewandten Seite ist die Anlagenflächenstruktur der Greiferarme unterschiedlich gestaltet und für Werkstücke geringeren Durchmessers ausgelegt. Zu deren Verwendung lassen sich beispielsweise beide Greiferarme 1 , 2 einzeln in entgegengesetzten Drehrichtungen auf die in Fig. 8 rechte Seite herüberschwenken und dann gemeinsam in gleicher Drehrichtung wieder zurück auf die linke Seite, wodurch die beiden Greiferarme 1 , 2 ihre gegenseitige Position tauschen und dort deren vormalige Außenseite nun nach innen weist.

Die Erfindung ist nicht auf die in den obigen konkreten Ausführungsbeispielen erläuterten Merkmale eingeschränkt. Vielmehr können die einzelnen Merkmale der vorstehenden Beschreibung wie auch der nachstehenden Ansprüche einzeln oder in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren des automatischen Verbringens von Werkstücken mit einem Durchmesser von insbesondere mehr als 200 mm und/oder einem Gewicht von insbesondere mehr als 100 kg zu einer die Werkstücke einer Verzahnungsbearbeitung unterziehenden Verzahnungsmaschine, bei dem ein Werkstück (W) an einem Bereitstellungsort (B) von zwei eine motorisch bewirkte Relativbewegung zueinander ausführenden Greiferarmen (1 , 2) ergriffen und in einem von beiden Greiferarmen gegriffenen Zustand durch eine gemeinsame Bewegung beider Greiferarme motorisch von dem Bereitstellungsort entlang einer Bewegungsbahn zu einem Aufnahmeort (A) der Verzahnungsmaschine bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Bewegung von wenigstens zwei gekoppelt angesteuerten motorischen Antrieben bewirkt wird, von denen einer ein erster zur Relativbewegung beitragender oder sie bewirkender motorischer Antrieb ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem ein zweiter der wenigstens zwei motorischen Antriebe ein zweiter zum Bewirken der Relativbewegung einsetzbarer Antrieb ist und insbesondere beide motorische Antriebe die Relativbewegung zum Greifen des Werkstücks bewirken.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Bewegungsbahn einen kreisbogenförmigen Bahnabschnitt beinhaltet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bewegungsbahn einen Bahnabschnitt mit einer durch einen dritten motorischen Antrieb bewirkten axialen, insbesondere vertikalen Bewegungskomponente beinhaltet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine jeweilige von einem der Greiferarme beim Greifen und beim Bewegen des Werkstücks durchlaufene Greiferarmbewegungsbahn überlappt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück nach seiner Bearbeitung zu einem insbesondere vom Bereitstellungsort unterschiedlichen Ablageort (C) verbracht wird, insbesondere mit gleichsinniger Bewegungsrichtung wie beim Durchlaufen der Bewegungsbahn, und die Greiferarme insbesondere vom Ablageort zum Greifen eines nächsten Werkstücks wieder zum Bereitstellungsort bewegt werden, insbesondere in gegensinniger Bewegungsrichtung.

7. Beladesystem (100) zum automatischen Verbringen von Werkstücken zu einer die Werkstücke einer Verzahnungsbearbeitung unterziehenden Verzahnungsmaschine, mit zwei Greiferarmen (1 , 2) zum Ergreifen eines Werkstücks (W) an einem Bereitstellungsort (B) unter Ausführung einer motorisch bewirkten Relativbewegung zueinander und Mitteln zur Ausführung einer gemeinsamen Bewegung beider Greiferarme von dem Bereitstellungsort entlang einer Bewegungsbahn zu einem Aufnahmeort (A) der Verzahnungsmaschine, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in einer der gemeinsamen Bewegung dienenden ersten Betriebsart gekoppelt angesteuerten motorischen Antrieben, von denen einer ein erster in einer zweiten Betriebsart zu der Relativbewegung beitragender oder sie bewirkender motorischer Antrieb ist.

8. Beladesystem nach Anspruch 7, mit wenigstens einer Basis (10), insbesondere einer Säule, gegenüber der die beiden ersten und zweiten Greiferarme absolut beweglich und insbesondere schwenkbar festgelegt sind.

9. Beladesystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein gemeinsames Zentrum (Z) der Schwenkbewegungen beider Greiferarme.

10. Beladesystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Schwenkbewegung eines und/oder beider Greiferarme auf weniger als 360°, bevorzugt weniger als 340°, insbesondere weniger als 320° begrenzt ist.

11. Beladesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem an einem Greiferarm (1 , 2) eine insbesondere austauschbare Greiferbacke (1a, 2a) befestigt ist, welche insbesondere zwei unter einem Winkel angeordnete Anlageflächen aufweist. - 15 -

12. Beladesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , bei dem die Greiferarme mit den Greiferbacken für ein kraftschlüssiges und/oder lasttragendes Halten ausgelegt sind.

13. Beladesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, mit einer Linearbewegungsachse mit Richtungskomponente orthogonal zur Bewegungsebene, insbesondere Schwenkebene.

14. Verzahnungsbearbeitungsstation mit einer eine insbesondere als Drehtisch ausgeführte Werkstückspindel aufweisenden Verzahnungsmaschine, um Werkstücke einer Verzahnungsbearbeitung zu unterziehen, gekennzeichnet durch ein Beladesystem nach einem der Ansprüche 7 bis 13.

15. Verzahnungsbearbeitungsstation nach Anspruch 14, bei der ein Verhältnis aus freier radialer Länge eines Greiferarms zu Abstand des Zentrums seiner Schwenkbewegung von der Werkstückspindelachse geringer ist als 88%, bevorzugt als 84%, insbesondere als 80%.