WO2023126117A2

WO2023126117A2 - Vorrichtung zum beladen und entladen einer werkzeugmaschine zur bearbeitung von verzahnungen

Info

Publication number: WO2023126117A2
Application number: PCT/EP2022/083889
Authority: WO
Inventors: Michel Müller
Original assignee: Reishauer Ag
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2023-07-06
Also published as: TW202335783A; WO2023126117A3; CH719321A1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine (30) zur Bearbeitung von Verzahnungen, insbesondere einer Hartfeinbearbeitungsmaschine (30), mit einem Werkstück (40, 41), die Vorrichtung (1) umfassend: eine Basis (2), einen an der Basis (2) angeordneten Träger (3), der in Bezug auf die Basis (2) um eine erste Drehachse (D1) drehbar ist, eine am Träger (3) angeordnete Greifeinrichtung (11) zum Ergreifen und Freigeben des Werkstücks (40, 41), wobei die Greifeinrichtung (11) zumindest zwei Greifarme (13, 14, 15) aufweist, die jeweils unabhängig voneinander um eine zweite Drehachse (D2) schwenkbar sind, und die Greifarme (13, 14, 15) derart relativ zueinander um die zweite Drehachse (D2) schwenkbar sind, dass die Greifarme (13, 14, 15) relativ zueinander eine Greifposition zum Ergreifen des Werkstücks (40, 41) und eine Freigabeposition zum Freigeben des Werkstücks (40, 41) einnehmen können, und die Greifarme (13, 14, 15) mindestens in der Greifposition synchron zueinander um die zweite Drehachse (D2) schwenkbar sind.

Description

Vorrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Verzahnungen

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Verzahnungen mit einem Werkstück. Die Vorrichtung weist eine Basis und einen an der Basis angeordneten Träger auf. Der Träger ist in Bezug auf die Basis um eine erste Drehachse drehbar und umfasst eine Greifeinrichtung zum Ergreifen und Freigeben des Werkstücks.

Die Erfindung betrifft ferner eine Werkzeugmaschine zum Verzahnungsschleifen eines Werkstücks, wobei die Werkzeugmaschine eine Vorrichtung der oben genannten Art aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine mittels einer erfindungsgemässen Vorrichtung.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind so genannte Ring-Lader-Konzepte bekannt. Die Vorrichtungen gemäss den Ring-Lader-Konzepten weisen eine Greifeinrichtung auf, die in der Regel um eine Drehachse drehbar ist und mehrere Greifarmpaare umfasst. Jedes Greifarmpaar ist dazu ausgebildet unabhängig von den anderen Greifarmpaaren ein Werkstück zu ergreifen oder freizugeben. Um ein oder mehrere Werkstücke zu transportieren, wird die Greifeinrichtung, nachdem mindestens ein Greifarmpaar ein Werkstück ergriffen hat, um die Drehachse rotiert. Dadurch werden sämtliche Greifarmpaare, inklusive dem Greifarmpaar, welches ein Werkstück ergriffen hat, gleichzeitig um die Drehachse geschwenkt.

Solche aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass die Position eines Greifarmpaares in Bezug auf ein anderes Greifarmpaar durch den Aufbau der Greifeinrichtung fest vorgegeben bzw. nicht veränderbar ist. Das heisst, dass eine Drehung der Greifeinrichtung um die Drehachse ein gleichzeitiges Verschwenken aller Greifarmpaare bedingt. Die Greifarmpaare sind zum Ergreifen oder Freigeben von Werkstücken nicht flexibel einsetzbar. Dies führt zu einer reduzierten bzw. eingeschränkten Belade- und Entladegeschwindigkeit der bekannten Vorrichtungen. Ferner ist auch die Wartbarkeit der bekannten Vorrichtungen eingeschränkt, zumal die Greifeinrichtung regelmässig in Bezug auf die zu beladende und entladende Werkzeugmaschine räumlich fixiert ist.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Vorrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine zu schaffen, welche die oben genannten Probleme und Nachteile des Standes der Technik ausräumt. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine anzugeben, die ein schnelles und effizientes Beladen und Entladen mit Werkstücken ermöglicht und darüber hinaus eine erhöhte Wartbarkeit aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe umfasst eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine mit einem Werkstück eine Basis, einen Träger und eine Greifeinrichtung. Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu geeignet, eine Hartfeinbearbeitungsmaschine mit einem Werkstück, insbesondere einem vorverzahnten Werkstück, wie beispielsweise einem doppelverzahnten Zahnradrohling, zu beladen und zu entladen. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung dazu geeignet sein, die Werkzeugmaschine mit einem Spannmittel, einer Schleifscheibe oder ähnlichen für die Werkzeugmaschine vorgesehenen Mitteln zu beladen und zu entladen. Der Begriff "Werkstück" ist im Sinne dieser Erfindung also nicht nur auf einen Körper begrenzt, der durch die Werkzeugmaschine bearbeitet wird. Vielmehr kann der Begriff "Werkstück" auch Mittel umfassen, die für die Werkzeugmaschine, insbesondere für den Betrieb und/oder die Wartung der Werkzeugmaschine, vorgesehen sind.

Der Träger der erfindungsgemässen Vorrichtung ist an der Basis angeordnet und in Bezug auf die Basis um eine erste Drehachse drehbar. Die Greifeinrichtung ist an dem Träger vorgesehen und zum Ergreifen und zum Freigeben des Werkstücks ausgebildet. Vorteilhafterweise ist die Greifeinrichtung so am Träger angeordnet, dass die Greifeinrichtung um die erste Drehachse geschwenkt wird, wenn sich der Träger um die erste Drehachse dreht.

Erfindungsgemäss umfasst die Greifeinrichtung zumindest zwei Greifarme. Die Greifarme sind jeweils unabhängig voneinander um eine zweite Drehachse schwenkbar. Dabei ist jeder Greifarm derart relativ zu dem jeweils anderen Greifarm um die zweite Drehachse schwenkbar, dass die zumindest zwei Greifarme relativ zueinander eine Greifposition und eine Freigabeposition einnehmen können. In der Freigabeposition sind die Greifarme derart relativ zueinander angeordnet, dass die Greifarme ein Werkstück freigeben können. Das heisst, dass die Greifarme in der Freigabeposition vorzugsweise kein Werkstück transportieren können. In der Greifposition sind die Greifarme derart relativ zueinander angeordnet, dass die Greifarme ein Werkstück ergreifen können, vorzugsweise gemeinsam ein Werkstück ergreifen können. Beispielsweise können die Greifarme in der Greifposition ein Werkstück transportieren, insbesondere gemeinsam ein Werkstück transportieren. Darüber hinaus sind die Greifarme zumindest in der Greifposition synchron zueinander um die zweite Drehachse schwenkbar. Davon unabhängig kann auch vorgesehen sein, dass die Greifarme in der Freigabeposition synchron zueinander um die zweite Drehachse schwenkbar sind.

Unter dem Begriff "Ergreifen" wird im Sinne dieser Erfindung ein Klemmen, insbesondere ein Einklemmen bzw. Verklemmen, des Werkstücks zwischen zwei Greifarmen verstanden. Alternativ oder zusätzlich kann der Begriff "Ergreifen" auch ein Untergreifen des Werkstücks durch die Greifarme umfassen. Vorzugsweise sind die Greifarme in der Greifposition kraft- und/oder formschlüssig mit dem Werkstück verbunden.

Unter dem Begriff "Freigeben" wird im Sinne dieser Erfindung ein Lösen des Kontakts zwischen den Greifarmen und dem Werkstück verstanden. Beispielsweise kann sich der Kontakt zwischen den Greifarmen und dem Werkstück lösen, wenn die Greifarme von der Greifposition in die Freigabeposition wechseln. Ein Werkstück gilt vorzugsweise schon dann als freigegeben, wenn das Werkstück nur noch mit einem Greifarm in Kontakt steht.

Unter dem Begriff "synchrones Schwenken" wird im Sinne dieser Erfindung ein zeitgleiches Schwenken der Greifarme verstanden, wobei sich die relative Lage der Greifarme zueinander nicht verändert. Beispielsweise können die Greifarme in der Greifposition derart synchron geschwenkt werden, dass ein Werkstück zwischen den Greifarmen in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung der Greifarme transportiert wird. Mit anderen Worten wird ein Werkstück, das sich zwischen zwei Greifarmen in der Greifposition befindet, um die zweite Drehachse geschwenkt, wenn die Greifarme synchron zueinander um die zweite Drehachse schwenken.

Die erfindungsgemässe Schwenkbarkeit der Greifarme in Bezug auf die zweite Drehachse bewirkt, dass die Greifarme flexibel und unabhängig voneinander steuerbar sind. Dies hat den Vorteil, dass unterschiedliche Greifarme je nach Bedarf unterschiedliche Greifarmpaare bilden können und dementsprechend eine Werkzeugmaschine schneller mit Werkstücken beladen und entladen werden kann. Ferner können die Greifarme in der Freigabeposition derart weit voneinander beabstandet werden, dass das Werkstück durch die Werkzeugmaschine ungehindert bearbeitet werden kann. Beispielsweise können die Greifarme in der Freigabeposition derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt werden, dass der Abstand zwischen den Greifarmen grösser ist als die Breite eines Schleifmittels einer Schleifeinrichtung der Werkzeugmaschine. Zusätzlich oder unabhängig davon bewirkt die Anordnung der Greifeinrichtung auf dem drehbaren Träger, dass die Zugänglichkeit einzelner Komponenten erhöht wird. Dies hat den Vorteil einer gesteigerten Wartbarkeit der gesamten Vorrichtung. Bei einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist an dem Träger eine Werkstückspindel angeordnet. Die Werkstückspindel ist dazu ausgebildet, ein an der Werkstückspindel angeordnetes Werkstück zu drehen. Vorteilhafterweise ist die Greifeinrichtung dazu ausgebildet, die Werkstückspindel mit einem Werkstück zu beladen und zu entladen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Greifarme der Greifeinrichtung an einer Beladestelle von der Greifposition in die Freigabeposition oder von der Freigabeposition in die Greifposition wechseln, um ein Werkstück freizugeben oder zu ergreifen. Dabei befindet sich die Beladestelle bevorzugt in der Nähe der Werkstückspindel, insbesondere über der Werkstückspindel.

Eine Ausführungsform, bei der eine Werkstückspindel am Träger angeordnet ist, bewirkt vorteilhafterweise, dass die Werkstückspindel um die erste Drehachse geschwenkt wird, wenn der Träger sich um die erste Drehachse dreht. Dies hat den Vorteil, dass die Werkstückspindel für eine verbesserte Wartbarkeit einfacher zugänglich gemacht werden oder in eine Messposition verfahren werden kann. Darüber hinaus kann die Werkstückspindel vorteilhafterweise auch manuell beladen werden, wenn die Werkstückspindel durch Drehung des Trägers einem Benutzer zugänglich gemacht wird.

Die Werkstückspindel kann um eine dritte Drehachse drehbar sein, insbesondere um eine dritte Drehachse rotieren. Vorzugsweise ist die dritte Drehachse parallel verschoben zur ersten Drehachse. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Drehachse zur zweiten Drehachse parallel verschoben angeordnet sein.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Greifeinrichtung entlang der zweiten Drehachse bewegbar, insbesondere axial bewegbar. Vorzugsweise wird die Greifeinrichtung entlang der zweiten Drehachse bewegt, nachdem die Greifarme von der Greifposition in die Freigabeposition und/oder von der Freigabeposition in die Greifposition gewechselt haben. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass ein Werkstück von der Greifeinrichtung angehoben oder abgesenkt werden kann, insbesondere nachdem die Greifarme von der Freigabeposition in die Greifposition gewechselt haben oder bevor die Greifarme von der Greifposition in die Freigabeposition wechseln. Vorzugsweise ist die zweite Drehachse in Bezug auf die erste Drehachse parallel verschoben. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Vorrichtung eine kompakte Bauart aufweist und die Zugänglichkeit der einzelnen Bauteile erhöht wird. Darüber hinaus bewirkt der Versatz der beiden Drehachsen, dass durch die Vorrichtung eine Vielzahl von Stellpositionen eingenommen werden kann, was die Einsatzflexibilität der Vorrichtung erhöht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Greifeinrichtung unabhängig von der Position des Trägers ein Werkstück ergreifen oder freigeben. Beispielsweise kann die Greifeinrichtung dazu ausgebildet sein, unabhängig von der Stellung des Trägers in Bezug auf die erste Drehachse, ein Werkstück zu ergreifen oder freizugeben. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Greifeinrichtung ein Werkstück während einer Drehbewegung des Trägers in Bezug auf die erste Drehachse ergreifen oder freigeben kann. Solche Ausführungsformen bewirken vorteilhafterweise, dass die Vorrichtung eine Werkzeugmaschine hoch flexibel beladen und entladen kann. Insbesondere ist es denkbar, dass die Werkzeugmaschine durch die Vorrichtung beladen werden kann, während der Träger eine Position zur Wartung einnimmt. Dies hat den Vorteil, dass die Einsatzbereitschaft der Vorrichtung kontinuierlich, also auch zumindest teilweise während der Wartungsarbeiten, gewährleistet sein kann.

Die Vorrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine kann eine Antriebseinrichtung aufweisen. Vorzugsweise umfasst die Greifeinrichtung die Antriebseinrichtung. Beispielsweise ist die Antriebseinrichtung an der Greifeinrichtung, insbesondere unmittelbar an der Greifeinrichtung, angeordnet. Die Antriebseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Greifarme unabhängig voneinander anzutreiben. Eine solche Antriebseinrichtung hat den Vorteil, dass die Greifarme stets unabhängig voneinander um die zweite Drehachse schwenkbar sind. Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung als Drehantrieb ausgebildet.

Bei einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform umfasst die Antriebseinrichtung mehrere Antriebsmittel. Bei den Antriebsmitteln kann es sich beispielsweise um Elektromotoren und/oder Synchronmotoren handeln. Jedes Antriebsmittel kann jeweils einem Greifarm zugeordnet sein. Beispielsweise kann ein erstes Antriebsmittel einem ersten Greifarm und ein zweites Antriebsmittel einem zweiten Greifarm zugeordnet sein. Eine Antriebseinrichtung mit mehreren Antriebsmitteln hat den Vorteil, dass die Greifarme stets unabhängig voneinander um die zweite Drehachse schwenkbar sind. Insbesondere bei einem Ausfall eines Antriebsmittels kann sichergestellt sein, dass die anderen Antriebsmittel die anderen Greifarme weiterhin antreiben. Beispielsweise können die Antriebsmittel so ausgebildet sein, dass die Antriebsmittel bei Ausfall in einen Leerlaufmodus schalten, so dass der jeweils zugeordnete Greifarm frei um die zweite Drehachse schwenkbar ist.

Jeder Greifarm kann an einem Antriebsring angeordnet sein. Dabei ist jeder Antriebsring um die zweite Drehachse drehbar gelagert. Beispielsweise können die Antriebsringe über Wälzlager und/oder Gleitlager gegeneinander drehbeweglich in einem Grundkörper der Greifeinrichtung gelagert sein. Vorteilhafterweise wird der jeweilige Greifarm eines Antriebsrings um die zweite Drehachse geschwenkt, wenn sich der entsprechende Antriebsring um die zweite Drehachse dreht. Die direkte Zuordnung eines Greifarms zu einem Antriebsring hat den Vorteil, dass die Greifarme einzeln und unabhängig voneinander angetrieben werden können. Der Antriebsring kann ringförmig, insbesondere kreisringförmig, halbringförmig oder teilringförmig ausgebildet sein. Der Antriebsring kann mit dem jeweiligen Greifarm kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Antriebsring und der jeweilige Greifarm einteilig ausgebildet sind, insbesondere miteinander urgeformt sind. Vorzugsweise ist der jeweilige Greifarm in Bezug auf die zweite Drehachse an einer radialen Aussenmantelfläche des jeweiligen Antriebsrings angeordnet.

Bei einer Weiterbildung der Ausführungsform, bei der die Vorrichtung Antriebsmittel und Antriebsringe aufweist, kann jeder Antriebsring eine Innenverzahnung und jedes Antriebsmittel ein Stirnrad mit einer Aussenverzahnung aufweisen. Vorteilhafterweise sind die Antriebsmittel und die Antriebsringe so in Bezug zueinander angeordnet, dass die Aussenverzahnung eines Antriebsmittels in die Innenverzahnung eines Antriebsrings eingreift. Der Eingriff bewirkt vorteilhafterweise, dass eine vom Antriebsmittel erzeugte Drehbewegung derart auf den entsprechenden Antriebsring übertragen wird, dass sich der Antriebsring um die zweite Drehachse dreht. Dadurch wird insbesondere der am entsprechenden Antriebsring angeordnete Greifarm angetrieben. Eine solche Weiterbildung hat den Vorteil, dass die durch das Antriebsmittel erzeugte Drehbewegung nahezu verlustfrei auf den Antriebsring, und somit auch auf den entsprechenden Greifarm, übertragen werden kann.

Alternativ oder zusätzlich können die Antriebsmittel die Antriebsringe auch über andere Antriebsverbindungen antreiben. Beispielsweise kann an einem oder mehreren Antriebsringen eine Aussenverzahnung vorgesehen sein, in die das jeweilige Antriebsmittel eingreift. Davon unabhängig sind zwischen den Antriebsringen und dem Antriebsmittel auch Kettenantriebe und/oder Riemenantriebe als Antriebsverbindungen denkbar. Zum Einsatz gelangen können auch Linearmotoren.

Zur Führung der Greifarme kann alternativ auch eine Bogenführung eingesetzt werden.

Es ist auch denkbar, dass zwischen der Antriebseinrichtung und dem Greifarm ein Getriebe vorgesehen ist. Beispielsweise kann ein Getriebe zwischen jedem Antriebsmittel und dem jeweils entsprechenden Antriebsringvorgesehen sein. Alternativ kann das Getriebe auch nur zwischen vereinzelten Antriebsmitteln und Antriebsringen angeordnet sein. Das Getriebe kann zur Übersetzung und/oder Untersetzung der Drehbewegung der Antriebseinrichtung, insbesondere des jeweiligen Antriebsmittels, ausgebildet sein. Die Verwendung eines Getriebes kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Schwenkbewegung der Greifarme um die zweite Drehachse sehr feingradig erfolgen muss und/oder wenn eine erhöhte Greifkraft benötigt wird.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann an einem, mehreren oder allen Greifarmen jeweils ein Greifmittel angeordnet sein. Davon unabhängig können an einem Greifarm mehrere Greifmittel angeordnet sein. Vorteilhafterweise ist das Greifmittel so an dem entsprechenden Greifarm angeordnet, dass das Greifmittel einem korrespondierenden Greifarm, insbesondere einem Greifmittel eines korrespondierenden Greifarms, zugewandt ist. Vorzugsweise ist das Greifmittel dazu ausgebildet, das Werkstück zu kontaktieren, wenn sich die Greifarme in der Greifposition befinden. Ein Greifmittel kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, in der Greifposition eine Klemmkraft auf das Werkstück auszuüben. Alternativ oder zusätzlich kann das Greifmittel einen Vorsprung aufweisen, mit dem ein Werkstück Untergriffen werden kann. Das heisst, dass ein Werkstück insbesondere dann vom Vorsprung eines oder mehrere Greifmittel Untergriffen wird, wenn die entsprechenden Greifarme von der Freigabeposition in die Greifposition wechseln oder sich in der Greifposition befinden.

Ein Greifmittel bewirkt vorteilhafterweise, dass der Kraft- und/oder Formschluss zwischen den Greifarmen und dem Werkstück in der Greifposition verbessert wird. Dies hat den Vorteil, dass das Werkstück durch die Greifeinrichtung sicherer transportiert werden kann, insbesondere sicherer um die zweite Drehachse geschwenkt werden kann.

Die Greifeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, mehrere Werkstücke gleichzeitig zu ergreifen. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Werkzeugmaschine durch die Vorrichtung zum Beladen und Entladen der Werkzeugmaschine schneller und effektiver beladen und entladen werden kann.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Greifeinrichtung einen ersten Greifarm, einen zweiten Greifarm und einen dritten Greifarm aufweisen. Vorzugsweise ist der zweite Greifarm in Umfangsrichtung der zweiten Drehachse zwischen dem ersten Greifarm und dem dritten Greifarm vorgesehen. Anders formuliert kann die Reihenfolge der Greifarme in Umfangsrichtung der zweiten Drehachse unabhängig von den jeweiligen Positionen (Greif- und/oder Freigabeposition) konstant sein. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Greifeinrichtung sehr einfach steuerbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Herstellung und der Betreib der Vorrichtung zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine kostengünstig und wenig zeitaufwendig erfolgen kann.

Bei einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform kann die Greifeinrichtung so ausgebildet sein, dass der zweite Greifarm relativ zum ersten Greifarm eine Greifposition oder eine Freigabeposition einnehmen kann. Davon unabhängig kann vorgesehen sein, dass der zweite Greifarm relativ zum dritten Greifarm eine Greifposition oder eine Freigabeposition einnehmen kann. Mit anderen Worten kann der zweite Greifarm derart ausgebildet sein, dass der zweite Greifarm beidseitig eine Greifposition und/oder eine Freigabeposition einnehmen kann. Der zweite Greifarm kann in Umfangsrichtung der zweiten Drehachse zu jeder Seite jeweils ein Werkstück kontaktieren. Eine solche Weiterbildung bewirkt vorteilhafterweise, dass unabhängig von der Stellung des zweiten Greifarms in Bezug auf den dritten Greifarm ein Werkstück zwischen dem ersten Greifarm und dem zweiten Greifarm ergriffen werden kann. Dies gilt in analoger Weise auch umgekehrt. Das heisst, dass unabhängig von der Stellung des zweiten Greifarms in Bezug auf den ersten Greifarm ein Werkstück zwischen dem zweiten Greifarm und dem dritten Greifarm ergriffen werden kann. Der Vorteil einer Weiterbildung, bei der der zweite Greifarm in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Greifarm und dem dritten Greifarm angeordnet ist, besteht darin, dass durch die Greifeinrichtung beispielsweise kein Werkstück, ein Werkstück zwischen dem ersten Greifarm und dem zweiten Greifarm, ein Werkstück zwischen dem zweiten Greifarm und dem dritten Greifarm, oder zwei Werkstücke gleichzeitig ergriffen und/oder freigegeben werden können. Dadurch kann ein schnelles, effizientes und flexibles Beladen bzw. Entladen sichergestellt werden.

Der Träger ist bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrichtung derart um die erste Drehachse drehbar, dass der Träger zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition verstellbar ist. Insbesondere kann sich der Träger so um die erste Drehachse drehen, dass der Träger zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition hin und her wechseln kann. Vorzugsweise wird die Werkzeugmaschine in der Betriebsposition durch die Vorrichtung mit den Werkstücken beladen und entladen. In der Wartungsposition kann die Werkzeugmaschine und/oder die Vorrichtung gewartet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Werkzeugmaschine und/oder die Vorrichtung in der Wartungsposition manuell mit einem oder mehreren Werkstücken beladen werden. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung für einen Benutzer einfach zugänglich ist.

Der Träger kann hydrostatisch an der Basis gelagert sein. Insbesondere zur besseren Drehbarkeit des Trägers um die erste Drehachse kann der Träger hydrostatisch an der Basis gelagert sein. Dies hat den Vorteil, dass der Träger auch bei schweren Lasten, insbesondere bei schweren Werkstücken, die beispielsweise ein Eigengewicht von > 100 kg aufweisen, in Bezug auf die erste Drehachse drehbar bleibt, insbesondere leichtgängig drehbar bleibt. Darüber hinaus ermöglicht eine hydrostatische Lagerung eine hohe Steifigkeit der Verbindung zwischen Träger und Basis und eine präzise Positionierung. Davon unabhängig kann der Träger einen Trägerturm aufweisen. Der Trägerturm ist vorzugsweise vertikal am Träger angeordnet. Davon unabhängig kann der Trägerturm in Bezug auf die erste Drehachse exzentrisch am Träger vorgesehen sein. Eine Aussenmantelfläche des Trägerturms kann den Trägerturm in Bezug auf die zweite Drehachse radial nach aussen begrenzen. Beispielsweise ist die Greifeinrichtung an der Aussenmantelfläche des Trägerturms angeordnet. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Greifeinrichtung für Wartungsarbeiten leicht zugänglich ist.

An dem Träger kann ein Abrichtgerät vorgesehen sein. Das Abrichtgerät kann zum Abrichten eines Schleifmittels einer Schleifeinrichtung der Werkzeugmaschine ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Abrichtgerät in Bezug auf die erste Drehachse radial versetzt am Träger angeordnet. Dies bewirkt, dass wenn sich der Träger beispielsweise um die erste Drehachse dreht, das Abrichtgerät um die erste Drehachse geschwenkt wird. Dies hat den Vorteil, dass das Abrichtgerät durch Drehung des Trägers um die erste Drehachse derart relativ zum Schleifmittel positioniert werden kann, dass das Schleifmittel durch das Abrichtgerät abgerichtet werden kann. Hierfür kann der Träger beispielsweise eine Abrichtposition einnehmen. Davon unabhängig kann das Abrichtgerät durch Drehung des Trägers um die erste Drehachse für einen Benutzer auch leichter zugänglich gemacht werden, insbesondere für Wartungsarbeiten leichter zugänglich gemacht werden.

Bei einer beispielhaften Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform kann das Abrichtgerät in Bezug auf den Träger bewegbar sein. Vorzugsweise ist das Abrichtgerät in Bezug auf den Träger translatorisch bewegbar. Das Abrichtgerät kann insbesondere derart in Bezug auf den Träger bewegbar sein, dass eine translatorische Bewegung des Abrichtgeräts eine Veränderung des Abstandes zwischen dem Abrichtgerät und der ersten Drehachse bewirkt. Mit anderen Worten kann die translatorische Bewegung des Abrichtgeräts orthogonal zur ersten Drehachse erfolgen. Beispielsweise kann das Abrichtgerät 100mm bis 200mm, vorzugsweise 125mm bis 175mm und besonders bevorzugt 150mm, in Bezug auf den Träger bewegt werden, insbesondere vom Träger wegbewegt werden. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass eine Kollision mit der Greifeinrichtung wirksam verhindert werden kann. Darüber hinaus oder davon unabhängig kann durch die Beabstandung des Abrichtgeräts von dem Träger eine Verschmutzung der Greifeinrichtung, beispielsweise durch den beim Abrichten des Schleifmittels entstehenden Abrieb, stark reduziert werden.

Alternativ oder zusätzlich kann das Abrichtgerät in Bezug auf den Träger rotatorisch bewegbar sein. Beispielsweise kann das Abrichtgerät in Bezug auf den Träger um eine Schwenkachse schwenkbar sein. Die Schwenkachse des Abrichtgeräts kann parallel zur ersten Drehachse angeordnet sein. Wenn das Abrichtgerät in Bezug auf den Träger translatorisch und rotatorisch bewegbar ist, kann eine translatorische Bewegung des Abrichtgeräts bewirken, dass sich der Abstand zwischen der Schwenkachse des Abrichtgeräts und der ersten Drehachse ändert.

Die Ausführungsform mit einem in Bezug auf den Träger bewegbaren Abrichtgerät bewirkt vorteilhafterweise, dass das Abrichtgerät besonders gut zum Schleifmittel positioniert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass das Schleifmittel besonders präzise durch das Abrichtgerät abgerichtet werden kann.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Profiliereinrichtung. Die Profiliereinrichtung kann zum Profilieren, insbesondere zum Vorprofilieren, des Schleifmittels der Schleifeinrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Profiliereinrichtung eine Drehschneide aufweisen, an der das Schleifmittel drehend vorbeigeführt werden kann, um ein Profil in das Schleifmittel einzubringen. Vorzugsweise ist die Profiliereinrichtung an der Greifeinrichtung, insbesondere an einem Antriebsring oder am Grundkörper der Greifeinrichtung, angeordnet. Eine solche Anordnung der Profiliereinrichtung bewirkt vorteilhafterweise, dass die Profiliereinrichtung in Bezug auf die zweite Drehachse axial bewegbar sein kann und/oder um die zweite Drehachse geschwenkt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Profiliereinrichtung besonders gut in Bezug auf das Schleifmittel positioniert werden kann.

Die Vorrichtung umfasst bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eine Zentriereinrichtung. Die Zentriereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, das Werkstück in Bezug auf ein anderes Bauteil der Vorrichtung und/oder in Bezug auf ein Bauteil der Werkzeugmaschine auszurichten, insbesondere zu zentrieren. Beispielsweise kann die Zentriereinrichtung dazu vorgesehen sein, ein Werkstück in Bezug auf die Werkstückspindel auszurichten, insbesondere zu zentrieren. Die Zentriereinrichtung kann zusätzlich oder alternativ zum Abstützen des Werkstücks ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Zentriereinrichtung das Werkstück abstützen, wenn das Werkstück durch die Werkstückspindel angetrieben wird. Bei der Zentriereinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Reitstock. Die Ausführungsform mit Zentriereinrichtung hat den Vorteil, dass die Werkzeugmaschine durch die Vorrichtung sehr präzise beladen werden kann und/oder das Werkstück während der Bearbeitung in Position gehalten werden kann. Dies erhöht insbesondere die Genauigkeit der Werkzeugmaschine. Vorteilhafterweise können dadurch Herstellungstoleranzen am Werkstück minimiert werden.

Die Vorrichtung kann eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweisen. Die Positionsbestimmungseinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Position des Werkstücks, insbesondere mindestens einer Zahnlücke des Werkstücks, zu erfassen. Beispielsweise erfasst die Positionsbestimmungseinrichtung die Position des Werkstücks, nachdem die Werkzeugmaschine mit dem Werkstück beladen wurde. Alternativ oder zusätzlich erfasst die Positionsbestimmungseinrichtung die Position des Werkstücks, nachdem das Werkstück durch die Greifeinrichtung auf der Werkstückspindel angeordnet wurde. Die Positionsbestimmungsvorrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Position von Zahnflanken bzw. Zahnlücken des Werkstücks zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionsbestimmungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Position der Greifarme zu bestimmen, insbesondere die Position der Greifarme in Bezug auf die zweite Drehachse zu bestimmen.

Zur Bestimmung der jeweiligen Position kann die Positionsbestimmungseinrichtung mindestens einen Sensor aufweisen. Bei dem Sensor kann es sich um einen optischen und/oder einen elektromagnetischen Sensor, insbesondere einen Abstandssensor, handeln. Der Sensor kann beispielsweise ein Hall-Sensor sein. Die Erfassung der Position des Werkstücks durch die Positionsbestimmungseinrichtung hat den Vorteil, dass die Genauigkeit der Werkzeugmaschine erhöht wird. Beispielsweise kann ein Schleifmittel einer Schleifeinrichtung der Werkzeugmaschine in Abhängigkeit der bestimmten Position des Werkstücks besser auf das Werkstück ausgerichtet werden, wodurch das Aufmass des Werkstücks regelmässig über den Umfang verteilt wird und sich die Herstellungstoleranzen am Werkstück minimieren lassen. Insbesondere kann durch die Positionsbestimmungseinrichtung die Position des Werkstücks derart bestimmt werden, dass sichergestellt ist, dass das Schleifmittel beim Inkontaktbringen nicht mit einem Zahnkopf des Werkstücks kollidiert.

Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss auch durch eine Werkzeugmaschine zum Verzahnungsschleifen eines Werkstücks, insbesondere zur Hartfeinbearbeitung eines vorverzahnten Werkstücks, wie beispielsweise eines Zahnradrohlings, gelöst. Die Werkzeugmaschine umfasst hierfür ein Maschinengehäuse, eine Schleifeinrichtung und eine Vorrichtung gemäss den obigen Ausführungen. Erfindungsgemäss ist die Schleifeinrichtung am Maschinengehäuse angeordnet und zum Schleifen des Werkstücks ausgebildet. Das Maschinengehäuse der Werkzeugmaschine bildet die Basis der Vorrichtung gemäss den obigen Ausführungen.

Die erfindungsgemässe Werkzeugmaschine hat den Vorteil, dass die Werkzeugmaschine durch die Vorrichtung schneller mit Werkstücken beladen und entladen werden kann. Zusätzlich oder unabhängig davon bewirkt der um die erste Drehachse drehbare Träger, dass die Zugänglichkeit zu den einzelnen Komponenten der Werkzeugmaschine erhöht wird. Dies hat den Vorteil, dass die erfindungsgemässe Werkzeugmaschine einfacher zu warten ist.

Die Werkzeugmaschine umfasst bei einer ersten beispielhaften Ausführungsform ein an dem Träger angeordnetes Abrichtgerät und eine am Träger angeordnete Werkstückspindel. Das Abrichtgerät kann zum Abrichten, insbesondere zum Profilieren und/oder Nachschärfen, des Schleifmittels der Schleifeinrichtung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Abrichtgerät in Bezug auf die erste Drehachse radial versetzt am Träger angeordnet. Dies bewirkt, dass wenn sich der Träger beispielsweise um die erste Drehachse dreht, das Abrichtgerät um die erste Drehachse geschwenkt wird. Das Abrichtgerät kann bewegbar, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar, am Träger angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Abrichtgerät auf einer von der Werkstückspindel abgewandten Seite des Trägers am Träger angeordnet. Beispielsweise ist das Abrichtgerät in Bezug auf die erste Drehachse auf einer um 180° zur Werkstückspindel versetzten Position am Träger angeordnet. Die Werkstückspindel ist vorzugsweise dazu ausgebildet, ein an der Werkstückspindel angeordnetes Werkstück zu drehen. Vorteilhafterweise ist die Greifeinrichtung dazu ausgebildet, die Werkstückspindel mit einem Werkstück zu beladen und zu entladen. Die Werkstückspindel kann um eine dritte Drehachse drehbar sein, insbesondere um eine dritte Drehachse rotieren. Vorzugsweise ist die dritte Drehachse parallel verschoben zur ersten Drehachse. Dies bewirkt, dass wenn sich der Träger beispielsweise um die erste Drehachse dreht, die Werkstückspindel um die erste Drehachse geschwenkt wird.

Der Träger kann derart um die erste Drehachse gedreht werden, dass der Träger zwischen einer Schleifposition und einer Wartungsposition hin und her drehbar ist. Bevorzugt ist die Werkstückspindel in der Schleifposition der Schleifeinrichtung zugewandt. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass in der Schleifposition ein Werkstück auf der Werkstückspindel durch die Schleifeinrichtung bearbeitet werden kann. In der Wartungsposition kann das Abrichtgerät der Schleifeinrichtung zugewandt sein. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass in der Wartungsposition ein Schleifmittel der Schleifeinrichtung durch das Abrichtgerät gewartet werden kann. Die Werkzeugmaschine gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass die Werkzeugmaschine für einen Nutzer einfach handhabbar und leicht zu warten ist.

Zusätzlich oder alternativ kann die Werkstückspindel und/oder die Greifeinrichtung in einer Zugangsposition für einen Benutzer einfacher, insbesondere frei, zugänglich sein. Die Zugangsposition des Trägers kann der Wartungsposition des Trägers entsprechen.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform weist die Werkzeugmaschine zusätzlich zum Abrichtgerät eine Profiliereinrichtung auf. Die Profiliereinrichtung kann zum Profilieren, insbesondere zum Vorprofilieren, des Schleifmittels der Schleifeinrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Profiliereinrichtung eine Drehschneide aufweisen, an der das Schleifmittel drehend vorbeigeführt werden kann, um ein Profil in das Schleifmittel einzubringen. Die Profiliereinrichtung ist vorzugsweise an der Greifeinrichtung angeordnet. Vorteilhafterweise ist die Profiliereinrichtung der Schleifeinrichtung zugewandt, wenn sich der Träger in der Wartungsposition befindet. Dies bewirkt insbesondere, dass das Schleifmittel sehr schnell nacheinander vorprofiliert werden kann und anschliessend abgerichtet werden kann. Das Vorprofilieren erfolgt dabei vorzugsweise durch die Profiliereinrichtung und das Abrichten durch das Abrichtgerät. Dies hat den Vorteil, dass Wartungsarbeiten am Schleifmittel auf ein zeitliches Minimum reduziert werden können.

Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss auch durch ein Verfahren mit einer Vorrichtung nach den obigen Ausführungen gelöst. Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen ersten Greifarm, einen zweiten Greifarm und einen dritten Greifarm auf. Das Verfahren zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine mittels einer solchen Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Werkzeugmaschine schneller mit Werkstücken beladen und entladen werden kann, insbesondere der Wechsel von mehreren Werkstücken schneller ausgeführt werden kann.

Das Verfahren zum Beladen und Entladen derWerkzeugmaschine mit einem Werkstück kann einen initialen Beladevorgang, also eine erstmalige Beladung der Werkzeugmaschine mit einem Werkstück, umfassen. Im Rahmen des initialen Beladevorgangs werden vorzugsweise der erste Greifarm und der zweite Greifarm derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt, dass der erste Greifarm und der zweite Greifarm relativ zueinander eine Greifposition einnehmen, um ein erstes Werkstück zu ergreifen. Der erste Greifarm und der zweite Greifarm können das erste Werkstück beispielsweise an einer Aufnahmeposition ergreifen. Nach dem Ergreifen des ersten Werkstücks durch den ersten Greifarm und den zweiten Greifarm ist es denkbar, dass die Greifeinrichtung entlang der zweiten Drehachse axial bewegt wird. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn das erste Werkstück nach dem Ergreifen angehoben werden soll. Während eines weiteren Verfahrensschrittes des initialen Beladevorgangs werden der erste Greifarm und der zweite Greifarm synchron zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt. Während des synchronen Schwenkvorgangs verbleiben der erste Greifarm und der zweite Greifarm relativ zueinander in der Greifposition. Dies bewirkt, dass auch das erste Werkstück um die zweite Drehachse geschwenkt wird. Dadurch kann das erste Werkstück von der Aufnahmeposition zu einer Beladeposition transportiert werden. Vorzugsweise befindet sich die Beladeposition auf oder an einer Werkstückspindel.

Optional kann die Greifeinrichtung nach dem synchronen Schwenken des ersten Greifarms und des zweiten Greifarms axial entlang der zweiten Drehachse bewegt werden. Dies hat den Vorteil, dass das erste Werkstück beispielsweise auf die Werkstückspindel abgesenkt bzw. auf der Werkstückspindel abgelegt werden kann. In einem letzten Verfahrensschritt des initialen Beladevorgangs werden der erste Greifarm und der zweite Greifarm derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt, dass der erste Greifarm und der zweite Greifarm relativ zueinander eine Freigabeposition einnehmen. Dadurch wird das Werkstück an der Beladeposition von dem ersten Greifarm und dem zweiten Greifarm freigegeben. Vorzugsweise werden der erste Greifarm und der zweite Greifarm in dem letzten Verfahrensschritt des initialen Beladevorgangs derartig weit voneinander beabstandet, dass das erste Werkstück an der Beladeposition von einer Schleifeinrichtung bearbeitet werden kann, insbesondere ungehindert bearbeitet werden kann.

Das Verfahren umfasst bei einer beispielhaften Ausführungsform einen Werkstückwechselvorgang. Vorzugsweise wird durch den Werkstückwechselvorgang ein erstes Werkstück durch ein zweites Werkstück ersetzt. Beispielsweise kann das erste Werkstück durch die Werkzeugmaschine geschliffen wurden sein und sich insbesondere auf der Werkstückspindel befinden. Um beispielweise im Anschluss ein zweites Werkstück schleifen zu können, muss das erste Werkstück auf der Werkstückspindel durch das zweite Werkstück ersetzt bzw. mit dem zweiten Werkstück ausgetauscht werden.

Zu Beginn des Werkstückwechselvorgangs kann das zweite Werkstück durch den zweiten Greifarm und den dritten Greifarm ergriffen werden. Hierfür können der zweite Greifarm und der dritte Greifarm derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt werden, dass der zweite Greifarm und der dritte Greifarm relativ zueinander eine Greifposition einnehmen. Während eines weiteren Verfahrensschrittes des Werkstückwechselvorgangs können der erste Greifarm und der zweite Greifarm derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt werden, dass der erste Greifarm und der zweite Greifarm relativ zueinander von der Freigabeposition in die Greifposition wechseln. Beispielsweise können der erste Greifarm und der zweite Greifarm durch den Wechsel von der Freigabeposition in die Greifposition das erste Werkstück ergreifen.

Der dritte Greifarm wird dabei vorzugsweise derart um die zweite Drehachse geschwenkt, dass der dritte Greifarm dem zweiten Greifarm synchron nachgeführt wird. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass der zweite Greifarm und der dritte Greifarm relativ zueinander in der Greifposition verbleiben und das zweite Werkstück der Bewegung des zweiten Greifarms und des dritten Greifarms folgt.

Ein derartiges Verfahren hat zur Folge, dass unmittelbar neben dem ersten Werkstück ein zweites Werkstück bereitgestellt werden kann. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Greifarme für den eigentlichen Austausch der beiden Werkstücke jeweils nur noch geringfügig, beispielsweise in einem Schwenkbereich von < 90°, bevorzugt in einem Schwenkbereich von < 45°, geschwenkt werden müssen. Ein solch kleiner Schwenkbereich hat den Vorteil, dass im Rahmen des Werkstückwechselvorgangs ein schneller und effektiver Wechsel der Werkstücke sichergestellt wird.

Sofern das erste Werkstück durch den ersten Greifarm und den zweiten Greifarm ergriffen wurde, und das zweite Werkstück durch den zweiten Greifarm und den dritten Greifarm ergriffen wurde, kann im Rahmen des Werkstückwechselvorgangs ein Transportvorgang, wie er weiter unten noch detaillierter beschrieben wird, erfolgen. Beim Transportvorgang werden vorzugsweise der erste Greifarm, der zweite Greifarm und der dritte Greifarm derart synchron zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt, dass auch das erste Werkstück und das zweite Werkstück synchron zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt werden. Vorzugsweise wird der zweite Greifarm im Rahmen des Transportvorgangs beidseitig genutzt. Das heisst, dass der zweite Greifarm auf seiner dem ersten Greifarm zugewandten Seite mit dem ersten Werkstück in Kontakt steht und auf seiner dem dritten Greifarm zugewandten Seite mit dem zweiten Werkstück in Kontakt steht. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass mit einer möglichst geringen Anzahl an Greifarmen, möglichst viele Werkstücke auf einmal transportiert werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Werkstücke besonders effizient transportiert werden.

In einem weiteren Verfahrensschritt des Werkstückwechselvorgangs kann dann das zweite Werkstück an der Beladeposition freigegeben werden. Dafür werden der zweite Greifarm und der dritte Greifarm derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt, dass der zweite Greifarm und der dritte Greifarm relativ zueinander eine Freigabeposition einnehmen. Das erste Werkstück kann durch synchrones Schwenken des ersten Greifarmes und des zweiten Greifarms um die zweite Drehachse zu einer Ablageposition transportiert werden. Anschliessend können der erste Greifarm und der zweite Greifarm derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt werden, dass der erste Greifarm und der zweite Greifarm relativ zueinander eine Freigabeposition einnehmen und das erste Werkstück an der Ablageposition freigeben.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren zum Beladen und Entladen der Werkzeugmaschine mehrere Werkstückwechselvorgänge. Das Verfahren kann insbesondere einen ersten Werkstückwechselvorgang und einen zweiten Werkstückwechselvorgang umfassen. Beispielsweise kann während des ersten Werkstückwechselvorgangs ein erstes Werkstück durch ein zweites Werkstück ersetzt werden. Dieser Vorgang wurde oben beschrieben.

Bei dem ersten Werkstückwechselvorgang wird der zweite Greifarm vorzugsweise in eine erste Schwenkrichtung um die zweite Drehachse geschwenkt. Insbesondere während des Transportvorgangs im Rahmen des ersten Werkstückwechselvorgangs wird der zweite Greifarm in eine erste Schwenkrichtung um die zweite Drehachse geschwenkt.

Analog zu dem ersten Werkstückwechselvorgang kann während des zweiten Werkstückwechselvorgangs das zweite Werkstück durch ein drittes Werkstück ersetzt werden. Bei dem zweiten Werkstückwechselvorgang kann der zweite Greifarm in eine zweite Schwenkrichtung um die zweite Drehachse geschwenkt werden. Die zweite Schwenkrichtung ist der ersten Schwenkrichtung vorzugsweise entgegengesetzt. Mit anderen Worten sind die erste Schwenkrichtung und die zweite Schwenkrichtung bevorzugt entgegengesetzte Richtungen. Beispielsweise wird der zweite Greifarm während eines Transportvorgangs im Rahmen des zweiten Werkstückwechselvorgangs in die zweite Schwenkrichtung um die zweite Drehachse geschwenkt. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass die Werkzeugmaschine, insbesondere eine Werkstückspindel der Werkzeugmaschine, aus unterschiedlichen Richtungen, beispielsweise von links und von rechts, beladen und entladen werden kann. Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass ein schnellerer und effektiverer Wechsel der Werkstücke sichergestellt wird.

Bei einer beispielhaften Weiterbildung der beiden vorgenannten Ausführungsformen des Verfahrens zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine können während des zweiten Werkstückwechselvorgangs der zweite Greifarm und der dritte Greifarm derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt werden, dass der zweite Greifarm und der dritte Greifarm relativ zueinander von der Freigabeposition in die Greifposition wechseln. Beispielsweise können der zweite Greifarm und der dritte Greifarm durch den Wechsel von der Freigabeposition in die Greifposition das zweite Werkstück ergreifen. Alternativ können der zweite Greifarm und der dritte Greifarm während des Werkstückwechselvorgangs derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt werden, dass der zweite Greifarm und der dritte Greifarm relativ zueinander von der Greifposition in die Freigabeposition wechseln, beispielsweise um ein Werkstück zwischen dem zweiten Greifarm und dem dritten Greifarm freizugeben.

Unabhängig davon, ob der zweite Greifarm und der dritte Greifarm von der Freigabeposition in die Greifposition wechseln, oder ob der zweite Greifarm und der dritte Greifarm von der Greifposition in die Freigabeposition wechseln, wird der erste Greifarm bei dem zweiten Werkstückwechselvorgang vorzugsweise derart um die zweite Drehachse geschwenkt, dass der erste Greifarm dem zweiten Greifarm synchron nachgeführt wird. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass wenn beispielsweise der erste Greifarm und der zweite Greifarm relativ zueinander eine Greifposition einnehmen und zwischen dem ersten Greifarm und dem zweiten Greifarm ein drittes Werkstück angeordnet ist, das dritte Werkstück der Bewegung des zweiten Greifarms folgt. Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass durch den zweiten Werkstückwechselvorgang ein schneller und effektiver Wechsel der Werkstücke sichergestellt wird.

Das Verfahren umfasst bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einen Transportvorgang. Der Transportvorgang, welcher in den obigen Ausführungen bereits angedeutet wurde, kann dazu vorgesehen sein, dass zwei Werkstücke gleichzeitig transportiert werden. Dies kann insbesondere im Rahmen eines Werkstückwechselvorgangs von Vorteil sein. Bei dem Transportvorgang kann beispielsweise ein erstes Werkstück abtransportiert werden, insbesondere von der Beladeposition abtransportiert werden, und gleichzeitig ein zweites Werkstück antransportiert werden, insbesondere zur Beladeposition transportiert werden. Beispielsweise kann während des Transportvorgangs ein erstes Werkstück von der Werkstückspindel weg transportiert und ein zweites Werkstück zur Werkstückspindel hin transportiert werden. Vorzugsweise ist beim Transportvorgang zwischen dem ersten Greifarm und dem zweiten Greifarm ein erstes Werkstück angeordnet, wobei der erste Greifarm und der zweite Greifarm relativ zueinander eine Greifposition einnehmen. Zusätzlich kann zwischen dem zweiten Greifarm und dem dritten Greifarm ein zweites Werkstück angeordnet sein, wobei der zweite Greifarm und der dritte Greifarm relativ zueinander eine Greifposition einnehmen. Mit anderen Worten ist der zweite Greifarm während des Transportvorgangs vorzugsweise zwischen dem ersten Werkstück und dem zweiten Werkstück angeordnet. Zum Transport der Werkstücke können der erste Greifarm, der zweite Greifarm und der dritte Greifarm synchron zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt werden. Dadurch werden die Werkstücke gleichzeitig transportiert, insbesondere gleichzeitig um die zweite Drehachse geschwenkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die oben beschriebenen, unterschiedlichen und beispielhaften Merkmale können erfindungsgemäss miteinander kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer

Schleifmaschine mit einer Vorrichtung zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Greifeinrichtung gemäss dem in Fig. 1 gezeigtem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine;

Fig. 3 einen Ausschnitt einer Schnittansicht der Greifeinrichtung gemäss Fig. 2;

Fig. 4 einen Ausschnitt einer weiteren Schnittansicht der Greifeinrichtung gemäss

Fig- 2;

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Greifeinrichtung; Fig. 6 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 während eines initialen Beladevorgangs;

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zu Beginn eines

Werkstückwechselvorgangs;

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zu Beginn eines

Transportvorgangs im Rahmen des Werkstückwechselvorgangs;

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 in einer

Wartungsposition bzw. einer Position zur bedienerseitigen Ablage des Werkstücks;

Fig. 10 eine Schnittansicht eines Teils des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 1; und

Fig. 1 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Schleifmaschine mit einer Vorrichtung zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Schleifmaschine 30 mit einer Vorrichtung 1 zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine 30, insbesondere zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine 30 mit einem Werkstück 40. Bei der Schleifmaschine 30 handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Verzahnungsschleifmaschine 30. Die Verzahnungsschleifmaschine 30 ist dazu ausgebildet, das Werkstück 40 zu bearbeiten, insbesondere zu schleifen. Das Werkstück 40 kann ein vorverzahntes Werkstück 40, insbesondere ein Zahnradrohling 40 sein.

Die hier nur schematisch dargestellte Schleifmaschine 30 umfasst eine Schleifeinrichtung 32 mit einem Schleifmittel 33 zum Schleifen des Werkstücks 40. Bei dem Schleifmittel 33 handelt es sich beispielsweise um eine Schleifschnecke 33. Die Schleifeinrichtung 32 ist auf einem Maschinengehäuse 31 angeordnet. Das Maschinengehäuse 31 bildet gleichzeitig eine Basis 2 für die Vorrichtung 1 zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine 30. Die Vorrichtung 1 zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine 30 weist einen Träger 3 und eine Greifeinrichtung 1 1 auf.

Der Träger 3 ist mit der Basis 2 verbunden und in Bezug auf die Basis 2 um eine erste vertikale Drehachse D, drehbar. Ein Trägerturm 4 des Trägers 3 ist in Bezug auf die erste Drehachse D, radial versetzt und weist eine Aussenmantelfläche 5 auf. Eine zweite vertikale Drehachse D₂ erstreckt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel im Trägerturm 4 und ist in Bezug auf die erste Drehachse Di parallel versetzt.

An dem Träger 3 ist ein Abrichtgerät 6 angeordnet. Das Abrichtgerät 6 ist dazu ausgebildet das Schleifmittel 33 der Schleifeinrichtung 32 abzurichten, insbesondere zu profilieren und/oder nachzuschärfen. Ferner ist an dem Träger 3 eine Werkstückspindel 7 angeordnet. Die Werkstückspindel 7 ist in Bezug auf den Träger um eine dritte Drehachse D₃ drehbar. Die Werkstückspindel 7 ist dazu ausgebildet, um die dritte Drehachse D₃ zu rotieren, insbesondere dann zu rotieren, wenn ein Werkstück 40 auf der Werkstückspindel 7 angeordnet ist.

Die Greifeinrichtung 1 1 ist am Träger 3, insbesondere am Trägerturm 4, angeordnet und entlang der Aussenmantelfläche 5 des Trägerturms 4 bewegbar. Mit anderen Worten ist die Greifeinrichtung 1 1 entlang der zweiten Drehachse D₂ axial bewegbar. Die Greifeinrichtung 1 1 ist dazu ausgebildet, das Werkstück 40 zu ergreifen und freizugeben.

Die Greifeinrichtung 1 1 weist einen ersten Greifarm 13, einen zweiten Greifarm 14 und einen dritten Greifarm 15, auf. Jeder der Greifarme 13, 14, 15 ist jeweils unabhängig von den anderen Greifarmen 13, 14, 15 um die zweite Drehachse D₂ schwenkbar. Die Reihenfolge der Greifarme 13, 14, 15 ist in Umfangsrichtung der zweiten Drehachse D₂ dahingehend festgelegt, dass der zweite Greifarm 14 immer zwischen dem ersten Greifarm 13 und dem dritten Greifarm 15 angeordnet ist.

Am ersten und am dritten Greifarm 13, 15 ist jeweils ein Greifmittel 2 1 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind am mittleren, zweiten Greifarm 14 zwei Greifmittel 21, angeordnet. Die Greifmittel 21 sind so an den Greifarmen 13, 14, 15 angeordnet, dass jeweils das Greifmittel 21 eines äusseren Greifarms 13, 15 mit dem ihm zugewandten Greifmittel 21 des mittleren Greifarms 14 Zusammenwirken kann. Die Greifmittel 21 umfassen jeweils einen oberen Teil und einen unteren Teil, wobei der entsprechende Greifarm 13, 14, 15 zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil angeordnet ist. Vorzugsweise sind der obere Teil und der untere Teil des jeweiligen Greifmittels 2 1 über einen Bolzen, der sich durch den entsprechenden Greifarm 13, 14, 15 hindurch erstreckt, miteinander verbunden. Die Greifmittel 21 sind mit dem jeweiligen Greifarm 13, 14, 15 unbeweglich verbunden. Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen dem Greifmittel 21 und dem jeweiligen Greifarm 13, 14, 15 lösbar, um einen Austausch der Greifmittel 21 zu ermöglichen. Sowohl der obere Teil als auch der untere Teil eines Greifmittels 2 1 bildet eine Greifbacke mit einer kreisringabschnittförmigen Innenkontur, deren Durchmesser dem Durchmesser des zu greifenden Werkstücks 40 angepasst ist.

Jeder Greifarm 13, 14, 15 ist jeweils an einem Antriebsring 16, 17, 18 angeordnet (vgl. auch Fig. 2). Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Greifarm 13 an einem ersten Antriebsring 16, der zweite Greifarm 14 an einem zweiten Antriebsring 17 und der dritte Greifarm 15 an einen dritten Antriebsring 18 angeordnet. Die Antriebsringe 16, 17, 18 sind jeweils unabhängig voneinander um die zweite Drehachse D₂ drehbar. Die Verbindung zwischen den Antriebsringen 16, 17, 18 und den entsprechenden Greifarmen 13, 14, 15 ist derart ausgebildet, dass der entsprechende Greifarm 13, 14, 15 um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt wird, wenn sich der jeweilige Antriebsring 16, 17, 18 um die zweite Drehachse D₂ dreht.

Die Greifeinrichtung 1 1 umfasst eine Antriebseinrichtung 23, die dazu ausgebildet ist, die Greifarme 13, 14, 15 unabhängig voneinander anzutreiben. Die Antriebseinrichtung 23 weist mehrere Antriebsmittel 24, 25, 26, insbesondere ein erstes Antriebsmittel 24, ein zweites Antriebsmittel 25 und ein drittes Antriebsmittel 26, auf, die jeweils einen Antriebsring 16, 17, 18 antreiben.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Greifeinrichtung 1 1 gemäss dem Ausführungsbeispiels aus Fig. 1.

Wie in Fig. 2 ersichtlich, wird das Werkstück 40 von dem ersten Greifarm 13 und dem zweiten Greifarm 14 ergriffen. Der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 wurden hierfür so um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt, dass der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 relativ zueinander eine Greifposition einnehmen.

Das Werkstück 40 wird durch ein an dem ersten Greifarm 13 angeordnetes Greifmittel 21 und einem an dem zweiten Greifarm 14 angeordneten Greifmittel 2 1 kontaktiert. Die Greifmittel 2 1 üben gemeinsam eine Klemmkraft auf das Werkstück 40 aus. Darüber hinaus verfügen die Greifmittel 2 1 über jeweils einen Vorsprung 22, wie er an dem Greifmittel 21 des dritten Greifarms 15 zu sehen ist. Mit dem Vorsprung 22 kann das Werkstück von den Greifmitteln 2 1 Untergriffen werden.

Der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 nehmen in der in Fig. 2 dargestellten Stellung relativ zueinander eine Freigabeposition ein. In der Freigabeposition sind der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 so weit voneinander beabstandet, insbesondere in Umfangsrichtung der zweiten Drehachse D₂ so weit voneinander beabstandet, dass durch den zweiten Greifarm 14 und den dritten Greifarm 15 kein Werkstück ergriffen werden kann. Der Abstand ist zwischen dem zweiten Greifarm 14 und dem dritten Greifarm 15 so gewählt, dass über die Greifmittel 21 keine Klemmkraft auf ein Werkstück aufgebracht werden kann. Darüber hinaus ist der Abstand zwischen dem zweiten Greifarm 14 und dem dritten Greifarm 15 so gewählt, dass ein Werkstück durch die Vorsprünge 22 nicht Untergriffen werden kann.

Die Antriebsringe 16, 17, 18 sind in Bezug auf die zweite Drehachse D₂ axial nebeneinander angeordnet, insbesondere übereinander angeordnet. Ein Grundkörper 12 der Greifeinrichtung 1 1 begrenzt die Antriebringe 16, 17, 18 axial.

Fig. 3 zeigt die Anordnung der Antriebsringe 16, 17, 18 in einem Ausschnitt einer vertikalen Schnittansicht der Greifeinrichtung 1 1. Die Schnittansicht in Fig. 3 wurde so gewählt, dass der Schnitt parallel zur zweiten Drehachse D₂ verläuft.

Die Antriebsringe 16, 17, 18 sind über Wälzlager 19 gegeneinander drehbar gelagert. Die beiden äusseren Antriebsringe, insbesondere der erste Antriebsring 16 und der dritte Antriebsring 18, stützen sich jeweils axial aussen über eine Wälzlagerung 19 am Grundkörper 12 der Greifeinrichtung 1 1 ab. Die in Fig. 3 gezeigte Lagerung wirkt wie ein Schrägkugellager, so dass über die Wälzlager 19 axiale und radiale Kräfte übertragen werden können. Die Antriebsringe 16, 17, 18 sind im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel kreisringförmig ausgebildet. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die Antriebsringe 16, 17, 18 halbkreisringförmig oder teilkreisringförmig ausgebildet sein.

Wie in Fig. 3 am Beispiel des zweiten Greifarms 14 und des zweiten Antriebsrings 17 gezeigt, sind die Greifarme 13, 14, 15 an den Antriebsringen 16 radial aussen an den Antriebsringen 16, 17, 18 angeordnet.

Jeder Antriebsring 16, 17, 18 weist an seiner Innenmantelfläche eine Innenverzahnung 20 auf.

Fig. 4 zeigt beispielsweise die Innenverzahnung 20 des ersten Antriebsrings 16 in einem Ausschnitt einer horizontalen Schnittansicht der Greifeinrichtung 1 1. Zum besseren Verständnis wurde für die Schnittansicht in Fig. 4 ein zur zweiten Drehachse D₂ orthogonaler Schnitt durch die Greifeinrichtung 1 1 gewählt.

Wie weiter oben bereits beschrieben, wird jeder Greifarm 13, 14, 15 durch den entsprechenden Antriebsring 16, 17, 18 angetrieben. Die Antriebsringe 16, 17, 18 werden ihrerseits durch jeweils ein Antriebsmittel 24, 25, 26 der Antriebseinrichtung 23 angetrieben. Die in Fig. 4 gezeigte Schnittansicht zeigt eine Antriebsachse des ersten Antriebsmittels 24, die mit einem Stirnrad 27 drehfest verbunden ist. Das Stirnrad 27 ist drehbar im Grundkörper 12 der Greifeinrichtung 1 1 gelagert. Das Stirnrad 27 weist eine Aussenverzahnung 28 auf, die in die Innenverzahnung 20 des ersten Antriebsrings 16 eingreift. Dieser Eingriff hat zur Folge, dass wenn das Stirnrad 27 von dem Antriebsmittel 24 angetrieben wird, die Drehbewegung des Stirnrads 27 eine Drehung des Antriebsrings 16 um die zweite Drehachse D₂ bewirkt. Dementsprechend wird auch der am ersten Antriebsring 16 angeordnete erste Greifarm 13 um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt.

Der anhand von Fig. 4 beispielhaft erläuterte Antrieb des Antriebsrings 16 ist analog auf alle anderen Antriebsringe 17, 18 anwendbar. Dementsprechend wird der zweite Antriebsring 17 von dem zweiten Antriebsmittel 25 und der dritte Antriebsring 18 von dem dritten Antriebsmittel 26 angetrieben. Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Greifeinrichtung 1 1. Der Aufbau der Greifeinrichtung 1 1 gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht grundsätzlich dem Aufbau der Greifeinrichtung 1 1 gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel.

Die beiden Ausführungsbeispiele der Greifeinrichtung 1 1 unterscheiden sich lediglich dahingehend voneinander, dass die Greifeinrichtung 1 1 beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Positionsbestimmungseinrichtung 9 aufweist.

Die Positionsbestimmungseinrichtung 9 umfasst zwei Sensoren 10a die jeweils auf dem zweiten Greifarm 14 angeordnet sind. Die Sensoren 10a sind derart auf dem zweiten Greifarm 14 positioniert, dass die Sensoren 10a jeweils einem Werkstück 40 zugewandt sind, wenn sich der zweite Greifarm 14 mit dem ersten Greifarm 13 und/oder mit dem dritten Greifarm 15 in einer Greifposition befindet und zwischen den jeweiligen Greifarmen ein Werkstück 40 angeordnet ist.

In der in Fig. 5 gezeigten Stellung befindet sich der zweite Greifarm 14 mit dem ersten Greifarm 13 in einer Greifposition, wobei zwischen dem zweiten Greifarm 14 und dem ersten Greifarm 13 ein Werkstück 40 angeordnet ist. Der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 befinden sich relativ zueinander in einer Freigabeposition, so dass kein Werkstück 40 zwischen dem zweiten Greifarm 14 und dem dritten Greifarm 15 angeordnet ist.

Die Sensoren 10a können optische und/oder elektromagnetische Sensoren 10a, insbesondere Hall-Sensoren, sein. Vorzugsweise sind die Sensoren 10a dazu ausgebildet, die Position des entsprechenden Werkstückes 40, insbesondere die Drehwinkelstellung des entsprechenden Werkstückes 40 zu bestimmen. Die Positionsbestimmung kann dabei anhand der Zahnflanken des Werkstücks 40 erfolgen.

Beispielsweise können der erste Greifarm 14 und der zweite Greifarm 15, ausgehend von der in Fig. 5 gezeigten Greifposition, derart in eine Freigabeposition bewegt werden, dass das Werkstück 40 durch die Werkstückspindel 7 gedreht werden kann, wobei die Sensoren 10a dem Werkstück 40 aber noch zugewandt bleiben. Dadurch können die Sensoren 10a die an den Sensoren 10a vorbeirotierenden Zähne des Werkstücks 40 detektieren. Die Positionsbestimmungseinrichtung 9 umfasst ferner einen Sensor 10b, der dazu ausgebildet ist, die Position der jeweiligen Greifarme 13, 14, 15 und/oder die Position des zwischen den jeweiligen Greifarmen 13, 14, 15 befindlichen Werkstücks 40 zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann auch der Sensor 10b dazu ausgebildet sein, die Position des vor dem Sensor 10b angeordneten Werkstücks 40, insbesondere die Drehwinkelstellung des vor dem Sensor 10b angeordneten Werkstücks 40 zu bestimmen. Der Sensor 10b kann ein optischer und/oder elektromagnetischer Sensor 10b sein.

Alternativ kann die Positionsbestimmung der Greifarme 13, 14, 15 über die Antriebsmittel 24, 25, 26 erfolgen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es sich bei den Antriebsmitteln 24, 25, 26 um Synchronmotoren 24, 25, 26 handelt. Beispielsweise könnten die Positionen der Greifarme 13, 14, 15 anhand der Anzahl der durch die Synchronmotoren 24, 25, 26 jeweils ausgeführten Drehschritte ermittelt werden.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Schleifmaschine 30 gemäss Fig. 1. Hinsichtlich des konkreten Aufbaus der Schleifmaschine 30, der Vorrichtung 1 zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine 30, und insbesondere der Greifeinrichtung 1 1, wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Anders als in Fig. 1 ist in Fig. 6 eine vierte Drehachse D₄ zu erkennen. Das Schleifmittel 33 der Schleifeinrichtung 32 ist dazu ausgebildet, um die vierte Drehachse D₄ gedreht zu werden.

Die Vorrichtung 1 zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine 30 befindet sich in der in Fig. 6 gezeigten Darstellung in einem initialen Beladevorgang. Das heisst, dass die Fig. 6 die Vorrichtung 1 in einem Zustand zeigt, der auftritt, wenn die Vorrichtung 1 die Schleifmaschine 30 in einem Bearbeitungszyklus erstmalig belädt. Dies ist daran zu erkennen, dass sich kein Werkstück auf der Werkstückspindel 7 befindet und das zwischen dem zweiten Greifarm 14 und dem dritten Greifarm 15 kein Werkstück angeordnet ist. Der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 haben relativ zueinander die Freigabeposition eingenommen. Der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 haben relativ zueinander die Greifposition eingenommen und gemeinsam ein erstes Werkstück 40 ergriffen, das z. B. auf einem Bandförderer liegend bereitgestellt wurde. Im Anschluss an die in Fig. 6 gezeigte Stellung wird das erste Werkstück 40 zur Werkstückspindel 7 transportiert. Um das erste Werkstück 40 anzuheben, kann sich die Greifeinrichtung 1 1 entlang der zweiten Drehachse D₂ in Richtung des Betrachters axial verschieben. Davon unabhängig wird das erste Werkstück 40 durch den ersten Greifarm 13 und den zweiten Greifarm 14 so lange im Uhrzeigersinn um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt, bis sich das erste Werkstück 40 über der Werkstückspindel 7 befindet, im dargestellten Beispiel beträgt der Schwenkwinkel 180°. Dabei werden der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 synchron um die zweite Drehachse D2 geschwenkt. Optional kann die Greifeinrichtung 1 1 dann wieder entlang der zweiten Drehachse D₂ bewegt werden, insbesondere axial vom Betrachter wegbewegt werden, um das erste Werkstück 40 auf der Werkstückspindel 7 abzulegen. Zum Abschluss des initialen Beladevorgangs werden der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 jeweils so um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt, dass der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 relativ zueinander eine Freigabeposition einnehmen und das erste Werkstück 40 freigeben, insbesondere auf der Werkstückspindel 7 freigeben.

Fig. 7 zeigt die Schleifmaschine 30, insbesondere die Vorrichtung 1, nach Abschluss des initialen Beladevorgangs. Dies ist daran zu erkennen, dass sich das erste Werkstück 40 auf der Werkstückspindel 7 befindet. Darüber hinaus haben der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 relativ zueinander die Freigabeposition eingenommen. Der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 sind derart weit voneinander beabstandet, dass das erste Werkstück 40 ungehindert durch die Schleifeinrichtung 32, insbesondere durch das Schleifmittel 33, bearbeitet werden kann. Der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 sind derart relativ zueinander um die zweite Drehachse geschwenkt, dass der Abstand zwischen dem ersten Greifarm 13 und dem zweiten Greifarm 14 grösser ist, als die axiale Breite des Schleifmittels 33. Auch der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 haben relativ zueinander die Freigabeposition eingenommen.

Durch ein Förderband 34 wurde ein zweites Werkstück 41 bereitgestellt. Im Rahmen eines Werkstückwechselvorgangs werden der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15, ausgehend von der in Fig. 7 gezeigten Stellung, derart um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt, dass der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 relativ zueinander eine Greifposition einnehmen und dabei das zweite Werkstück 41 ergreifen. Wenn das zweite Werkstück 41 von dem zweiten Greifarm 14 und dem dritten Greifarm 15 ergriffen wurde, kann die Greifeinrichtung 1 1 optional entlang der zweiten Drehachse D₂ bewegt werden, insbesondere axial zum Betrachter hinbewegt werden, um das zweite Werkstück 41 anzuheben.

Das zweite Werkstück 41 wird während des Werkstückwechselvorgangs durch den zweiten Greifarm 14 und den dritten Greifarm 15 so lange im Uhrzeigersinn um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt, bis es sich in Umfangsrichtung neben dem ersten Werkstück 40 befindet. Hierfür werden der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 synchron um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt. Optional ist eine Bewegung der Greifeinrichtung 1 1 entlang der zweiten Drehachse D₂, insbesondere axial vom Betrachter weg, denkbar.

Während dieser Schritte kann die Bearbeitung des ersten Werkstücks 40 andauern.

Die Stellung der Vorrichtung 1, insbesondere der Greifeinrichtung 1 1, wie sie in Fig. 8 gezeigt wird, ist eine Zwischenstellung im Rahmen des Werkstückwechselvorgangs. Um zu dieser Stellung zu gelangen, wurden nach Abschluss der Bearbeitung des Werkstücks 40 der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 derart relativ zueinander um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt, dass der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 relativ zueinander eine Greifposition einnehmen und das erste Werkstück 40 ergreifen. Der dritte Greifarm 15 wird dabei derart um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt, dass der dritte Greifarm 15 synchron zum zweiten Greifarm 14 um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt wird, insbesondere dem zweiten Greifarm 14 synchron nachgeführt wird. Mit anderen Worten verbleiben der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 unabhängig von der Bewegung des zweiten Greifarms 14 in einer Greifposition. Das zweite Werkstück 41 verbleibt zwischen dem zweiten Greifarm 14 und dem dritten Greifarm 15.

Im Rahmen des Werkstückwechselvorgangs schliesst sich an die in Fig. 8 gezeigte Stellung vorzugsweise ein Transportvorgang an. Bei dem Transportvorgang wird insbesondere das erste Werkstück 40 von der Werkstückspindel 7 abtransportiert und das zweite Werkstück 41 zur Werkstückspindel 7 hin transportiert. Vorzugsweise verbleibt das erste Werkstück 40 während des Transportvorgangs zwischen dem ersten Greifarm 13 und dem zweiten Greifarm 14. Selbiges gilt für das zweite Werkstück 41 zwischen dem zweiten Greifarm 14 und dem dritten Greifarm 15. Mit anderen Worten verbleiben der erste Greifarm 13 und der zweite Greifarm 14 während des Transportvorgangs relativ zueinander in der Greifposition. Der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 verbleiben während des Transportvorgangs ebenfalls relativ zueinander in der Greifposition. Zum Transport der Werkstücke 40, 41 können der erste Greifarm 13, der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 synchron zueinander um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt werden. Vorzugsweise werden der erste Greifarm 13, der zweite Greifarm 14 und der dritte Greifarm 15 synchron zueinander im Uhrzeigersinn um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt. Dadurch werden die Werkstücke 40, 41 gleichzeitig transportiert, insbesondere gelichzeitig im Uhrzeigersinn um die zweite Drehachse D₂ geschwenkt.

Fig. 9 zeigt die Schleifmaschine 30, insbesondere die Vorrichtung 1 zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine 30, in einer Wartungsposition. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Wartungszugang der Schleifmaschine 30, über den ein Benutzer auf die Bauteile der Schleifmaschine 30 zugreifen kann, am unteren Rand der Fig. 6-9. Dieser Zugang kann auch benutzt werden, um die Schleifmaschine 30 manuell mit Werkstücken zu beladen.

Um die Vorrichtung 1 in die Wartungsposition zu bewegen, wurde der Träger 3 in Bezug auf das Maschinengehäuse 31 bzw. in Bezug auf die Basis 2 um 90° im Uhrzeigersinn um die erste Drehachse D, gedreht. Dies hat bewirkt, dass die Greifeinrichtung 1 1 um 90° im Uhrzeigersinn um die erste Drehachse D, herumgeschwenkt wurde. Dadurch wird die Greifeinrichtung 1 1 am Wartungszugang positioniert und ist für einen Benutzer zugänglich. Es ist auch denkbar, dass der Träger 3 weiter um die erste Drehachse D, gedreht wird, so dass beispielsweise das Abrichtgerät 6 am Wartungszugang positioniert ist, bzw. für einen Benutzer zugänglich ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger 3 so um die erste Drehachse D, gedreht werden, dass die Werkstückspindel 7 am Wartungszugang positioniert ist, bzw. für einen Benutzer zugänglich ist.

Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der Schleifmaschine 30, nämlich einen Teil der Vorrichtung 1. Wie in der Darstellung von Fig. 10 abgebildet, ist das Abrichtgerät 6 am unteren Ende des Trägerturms 4 des Trägers 3 angeordnet. Dabei ist das Abrichtgerät 6 in die durch die Pfeile dargestellte Bewegungsrichtung R translatorisch bewegbar. Das heisst, dass das Abrichtgerät 6 in Bezug auf den Träger 3 bzw. in Bezug auf die in Fig. 10 nicht eingezeichnete erste Drehachse D, radial nach aussen und radial nach innen bewegbar ist. Die translatorische Bewegung erfolgt orthogonal zur ersten Drehachse D_b

Davon unabhängig ist das Abrichtgerät um die Schwenkachse S schwenkbar. Die Schwenkachse S ist parallel zur erste Drehachse D, angeordnet und von der Drehachse D, beabstandet. Durch die translatorische und rotatorische Bewegbarkeit des Abrichtgeräts 6 kann das Abrichtgerät 6 in der Wartungsposition besonders genau zum Schleifmittel 33 ausgerichtet werden. In der Folge kann das Abrichten des Schleifmittels 33 besonders präzise erfolgen.

Fig. 1 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Schleifmaschine 30 mit einer Vorrichtung 1 zum Beladen und Entladen der Schleifmaschine 30. Das in Fig. 1 1 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich lediglich dahingehend von dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, dass die Vorrichtung 1 des weiteren Ausführungsbeispiels eine Profiliereinrichtung 29 aufweist.

Die Profiliereinrichtung 29 ist an dem Grundkörper 12 der Greifeinrichtung 1 1 befestigt. Dabei ist die Profiliereinrichtung 29 vorzugsweise derart an der Greifeinrichtung 1 1 angeordnet, dass die Profiliereinrichtung 29 dem Schleifmittel 33 der Schleifeinrichtung 32 zugewandt ist, wenn sich die Vorrichtung 1, insbesondere der in Fig. 1 1 nicht abgebildete Träger 3, in der Wartungsposition befindet. Fig. 1 1 zeigt die Vorrichtung 1 in der Wartungsposition. Um das Schleifmittel 33 zu profilieren, wird das Schleifmittel 33 um die vierte Drehachse D₄ rotiert und an die Profiliereinrichtung 29 herangefahren. Dies hat zur Folge, dass durch die Profiliereinrichtung 29 Material von dem Schleifmittel 33 abgetragen wird und das Schleifmittel 33 so profiliert wird.

Claims

33 Patentansprüche

1. Vorrichtung ( 1) zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine (30) zur Bearbeitung von Verzahnungen, insbesondere einer Hartfeinbearbeitungsmaschine (30), mit einem Werkstück (40, 41), die Vorrichtung ( 1) umfassend:

(a) eine Basis (2),

(b) einen an der Basis (2) angeordneten Träger (3), der in Bezug auf die Basis (2) um eine erste Drehachse (D drehbar ist,

(c) eine am Träger (3) angeordnete Greifeinrichtung ( 1 1) zum Ergreifen und Freigeben des Werkstücks (40, 41), wobei

(d) die Greifeinrichtung (1 1) zumindest zwei Greifarme ( 13, 14, 15) aufweist, die jeweils unabhängig voneinander um eine zweite Drehachse (D₂) schwenkbar sind, und

(d 1) die Greifarme ( 13, 14, 15) derart relativ zueinander um die zweite Drehachse (D₂) schwenkbar sind, dass die Greifarme ( 13, 14, 15) relativ zueinander eine Greifposition zum Ergreifen des Werkstücks (40, 41) und eine Freigabeposition zum Freigeben des Werkstücks (40, 41) einnehmen können, und

(d2) die Greifarme ( 13, 14, 15) mindestens in der Greifposition synchron zueinander um die zweite Drehachse (D₂) schwenkbar sind.

2. Vorrichtung ( 1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (3) eine Werkstückspindel (7) zur Rotation des Werkstücks (40, 41) angeordnet ist, wobei die Greifeinrichtung ( 1 1) dazu ausgebildet ist, die Werkstückspindel (7) mit einem Werkstück (40, 41) zu beladen und zu entladen.

3. Vorrichtung ( 1) nach einem dervorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung ( 1 1) entlang der zweiten Drehachse (D₂) axial bewegbar ist. 34

4. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drehachse (D₂) in Bezug auf die erste Drehachse (D parallel verschoben ist.

5. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung ( 1 1) dazu ausgebildet ist, ein Werkstück (40, 41), unabhängig von der Position und/oder Drehbewegung des Trägers (3), zu ergreifen oder freizugeben.

6. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (1 1) eine Antriebseinrichtung (23) umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Greifarme ( 13, 14, 15) unabhängig voneinander anzutreiben.

7. Vorrichtung ( 1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (23) mehrere Antriebsmittel (24, 25, 26), vorzugsweise mehrere Synchronmotoren (24, 25, 26), aufweist, wobei jedes Antriebsmittel (24, 25, 26), vorzugsweise jeder Synchronmotor (24, 25, 26), jeweils einem Greifarm (13, 14, 15) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Greifarm ( 13, 14, 15) jeweils an einem um die zweite Drehachse (D₂) drehbaren Antriebsring (16, 17, 18) angeordnet ist, wobei der jeweilige Greifarm ( 13, 14, 15) um die zweite Drehachse (D₂) geschwenkt wird, wenn sich der entsprechende Antriebsring ( 16, 17, 18) um die zweite Drehachse (D₂) dreht.

9. Vorrichtung ( 1) nach Anspruch 8 in Kombination mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Antriebsring ( 16, 17, 18) eine Innenverzahnung (20) aufweist und jedes Antriebsmittel (24, 25, 26) ein Stirnrad (27) mit einer Aussenverzahnung (28) aufweist, wobei die Aussenverzahnung (28) in die Innenverzahnung (20) eines entsprechenden Antriebsrings (16, 17, 18) eingreift, um den am Antriebsring ( 16, 17, 18) angeordneten Greifarm ( 13, 14, 15) anzutreiben.

. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Greifarmen ( 13, 14, 15) jeweils mindestens ein Greifmittel (2 1) angeordnet ist und die Greifmittel (21) dazu ausgebildet sind, in der Greifposition eine Klemmkraft auf das Werkstück (40, 41) auszuüben und/oder einen Vorsprung (22) zum Untergreifen des Werkstücks (40, 41) aufweisen. 1. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung ( 1 1) dazu ausgebildet ist, dass durch die Greifeinrichtung ( 1 1) mehrere Werkstücke (40, 41) gleichzeitig ergriffen werden können. . Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (1 1) einen ersten Greifarm ( 13), einen zweiten Greifarm ( 14) und einen dritten Greifarm (15) aufweist, wobei der zweite Greifarm ( 14) in Umfangsrichtung der zweiten Drehachse (D₂) zwischen dem ersten Greifarm ( 13) und dem dritten Greifarm ( 15) vorgesehen ist. . Vorrichtung ( 1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung (1 1) so ausgebildet ist, dass der zweite Greifarm ( 14) relativ zum ersten Greifarm ( 13) eine Greifposition oder eine Freigabeposition einnehmen kann, und relativ zum dritten Greifarm (15) eine Greifposition oder eine Freigabeposition einnehmen kann. . Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) derart um die erste Drehachse (D drehbar ist, dass der Träger (3) zwischen einer Betriebsposition, in der die Werkzeugmaschine (30) durch die Vorrichtung mit dem Werkstück (40, 41) beladen und entladen werden kann, und einer Wartungsposition, in der die Werkzeugmaschine (30) und/oder die Vorrichtung ( 1) gewartet und/oder manuell beladen werden kann, hin und her gedreht werden kann. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) einen vertikal angeordneten Trägerturm (4) aufweist, wobei die Greifeinrichtung ( 1 1) an einer Aussenmantelfläche (5) des Trägerturms (4) angeordnet ist. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (3) ein Abrichtgerät (6) zum Abrichten eines Schleifmittels (33) der Werkzeugmaschine (30) angeordnet ist. Vorrichtung ( 1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrichtgerät (6) in Bezug auf den Träger (3) bewegbar, vorzugsweise translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar, ist. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (3) eine Profiliereinrichtung (29) zum Vorprofilieren eines Schleifmittels (33) der Werkzeugmaschine (30) angeordnet ist. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ( 1) eine Zentriereinrichtung (8), vorzugsweise einen Reitstock (8), zur Zentrierung des Werkstücks (40, 41), vorzugsweise zur Zentrierung des Werkstücks (40, 41) auf der Werkstückspindel (7) nach Anspruch 2, aufweist. Vorrichtung ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ( 1) eine Positionsbestimmungseinrichtung (9) zur Positionsbestimmung des Werkstücks (40, 41), insbesondere mindestens einer Zahnlücke des Werkstücks (40, 41), aufweist, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung zumindest einen Sensor ( 10) umfasst. Werkzeugmaschine (30) zum Verzahnungsschleifen eines Werkstücks (40, 41), vorzugsweise zur Hartfeinbearbeitung eines vorverzahnten Werkstücks (40, 41), die Werkzeugmaschine (30) umfassend: ein Maschinengehäuse (31), 37 eine am Maschinengehäuse (31) angeordnete Schleifeinrichtung (32) zum Schleifen des Werkstücks (40, 41), eine Vorrichtung ( 1) zum Beladen der Werkzeugmaschine (30) mit einem Werkstück (40, 41) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Maschinengehäuse (31) der Schleifmaschine (30) die Basis (2) der Vorrichtung ( 1) ist. Werkzeugmaschine (30) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (3) ein Abrichtgerät (6) zum Abrichten eines Schleifmittels (33) der Schleifeinrichtung (32) angeordnet ist, an dem Träger (3) eine Werkstückspindel (7) zur Rotation des Werkstücks (40, 41) um eine dritte Drehachse (D3) angeordnet ist, und der Träger (3) derart um die erste Drehachse (D gedreht werden kann, dass der Träger (3) zwischen einer Schleifposition, bei der die Werkstückspindel (7) der Schleifeinrichtung (32) zugewandt ist, und einer Wartungsposition, bei der das Abrichtgerät (6) der Schleifeinrichtung (32) zugewandt ist, hin und her gedreht werden kann. Werkzeugmaschine (30) nach Anspruch 2 1 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) derart um die erste Drehachse (D gedreht werden kann, dass der Träger (3) eine Zugangsposition einnimmt, bei der ein Benutzer auf die Werkstückspindel (7) zugreifen kann. Verfahren zum Beladen und Entladen einer Werkzeugmaschine (30) mit mindestens einem Werkstück (40, 41) mittels einer Vorrichtung ( 1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Vorrichtung (1) einen ersten Greifarm (13), einen zweiten Greifarm ( 14) und einen dritten Greifarm ( 15) aufweist. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Werkstückwechselvorgangs, der erste Greifarm ( 13) und der zweite Greifarm ( 14) derart relativ zueinander um die zweite Drehachse (D2) geschwenkt werden, dass der erste Greifarm ( 13) 38 und der zweite Greifarm (14) relativ zueinander von der Freigabeposition in die Greifposition wechseln oder von der Greifposition in die Freigabeposition wechseln, wobei der dritte Greifarm ( 15) derart um die zweite Drehachse (D2) geschwenkt wird, dass der dritte Greifarm ( 15) dem zweiten Greifarm (14) synchron nachgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückwechselvorgang ein erster Werkstückwechselvorgang ist und der zweite Greifarm (14) beim ersten Werkstückwechselvorgang in eine erste Schwenkrichtung um die zweite Drehachse (D2) geschwenkt wird, wobei der zweite Greifarm ( 14) bei einem zweiten Werkstückwechselvorgang in eine der ersten Schwenkrichtung entgegengesetzte zweite Schwenkrichtung um die zweite Drehachse (D2) geschwenkt wird. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass während des zweiten Werkstückwechselvorgangs, der zweite Greifarm ( 14) und der dritte Greifarm ( 15) derart relativ zueinander um die zweite Drehachse (D2) geschwenkt werden, dass der zweite Greifarm ( 14) und der dritte Greifarm ( 15) relativ zueinander von der Freigabeposition in die Greifposition wechseln oder von der Greifposition in die Freigabeposition wechseln, wobei der erste Greifarm ( 13) derart um die zweite Drehachse (D2) geschwenkt wird, dass der erste Greifarm (13) dem zweiten Greifarm ( 14) synchron nachgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Transportvorgangs, zwischen dem ersten Greifarm ( 13) und dem zweiten Greifarm (14) ein erstes Werkstück (40) angeordnet ist, wobei der erste Greifarm ( 13) und der zweite Greifarm ( 14) relativ zueinander eine Greifposition einnehmen, und 39 zwischen dem zweiten Greifarm (14) und einem dritten Greifarm ( 15) ein zweites Werkstück (41) angeordnet ist, wobei der zweite Greifarm (14) und der dritte Greifarm ( 15) relativ zueinander eine Greifposition einnehmen, und der erste Greifarm ( 13), der zweite Greifarm ( 14) und der dritte Greifarm ( 15) synchron zueinander um die zweite Drehachse (D₂) geschwenkt werden, um das erste Werkstück (40) und das zweite Werkstück (41) zu transportieren, insbesondere um die zweite Drehachse (D₂) zu schwenken.