<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beladen von Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, mit einem mehrere Werkstücke aufnehmenden und in einer Reihe hintereinander parallel zur Maschinenhauptachse verschiebbar führenden Träger, dem eine Vorschubeinrichtung für die Werkstücke zugeordnet ist, und mit einem einen Greiferkopf aufweisenden Schwenkarm, der zwischen dem bezüglich der Werkstückvorschubrichtung vorderen Entnahmeende des Trägers und einem Spannfutter der Werkzeugmaschine um eine zur Maschinenhauptachse parallele Achse hin-und herschwenkbar ist.
Um Werkzeugmaschinen nicht von Hand aus beladen zu müssen, sind verschiedenste Vorrichtungen bekanntgeworden, mit deren Hilfe die Werkstücke einem Werkstückmagazin entnommen und einer Werkstückaufnahme der Werkzeugmaschine zugeführt werden können. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise bekannt (US-PS Nr. 3, 104, 504), die zu schleifenden Kolbenringe auf einem dem Innendurchmesser der Kolbenringe angepassten Rohr aufzufädeln und die aufgefädelten, stirnseitig aneinanderliegenden Kolbenringe mit Hilfe einer Feder gegen eine Führungsausnehmung einer am Entnahmeende des Rohres vorgesehenen Platte zu drücken, so dass der in Vorschubrichtung jeweils erste Kolbenring vom Rohr weg in die Führungsausnehmung gedrückt wird.
Mit Hilfe eines quer zur Rohrachse bewegbaren Plattenschiebers kann dann der Kolbenring in der Führungsausnehmung weggeschoben und in eine entsprechende Werkstückaufnahme der Schleifmaschine gefördert werden, wobei die übrigen Kolbenringe gegen den Plattenschieber gedrückt gehalten sind. Beim Zurückziehen des Plattenschiebers in seine Ausgangslage gleitet der nächste Kolbenring vom Plattenschieber in die Führungsausnehmung und kann bei der neuerlichen Vorwärtsbewegung des Plattenschiebers wieder in die Werkstückaufnahme der Schleifmaschine überführt werden.
Nachteilig bei dieser Konstruktion ist vor allem, dass die Führungsausnehmung, das als stückweise entleerbares Magazin dienende Trägerrohr für die Werkstücke und die Werkstückaufnahme sehr genau an die Form des Werkstückes angepasst sein müssen, um ein sicheres und genaues Beladen der Werkzeugmaschine zu gewährleisten. Ein wahlweiser Einsatz dieser bekannten Beladevorrichtung für sehr unterschiedliche Werkstückgrössen und-formen ist daher ausgeschlossen. Ausserdem muss wegen der ständig wirkenden, den Werkstückvorschub auf dem Rohr bewerkstelligenden Belastungsfeder stets ein das Abschieben der Werkstücke vom Rohr verhinderndes Auflager für die Werkstücke vorhanden sein, so dass das Entnahmeende des Rohres nicht frei zugänglich ist.
Diese bekannte Beladevorrichtung muss daher auch mit der Werkzeugmaschine eine Einheit bilden und ist nicht geeignet, an verschiedene, unterschiedliche Werkzeugmaschinen ohne besondere konstruktive Änderungen angeschlossen zu werden.
Damit auch mit einem Spannfutter versehene Drehmaschinen beladen werden können, wurden bereits Schwenkarme mit einem Greiferkopf vorgesehen (US-PS Nr. 3, 455, 190), der über den Schwenkarm um eine zur Maschinenhauptachse parallele Achse zwischen dem Spannfutter der Werkzeugmaschine und einer Werkstückentnahmestelle hin-und herschwenkbar sowie längs seiner Schwenkachse hin-und herverschiebbar ist. Der Greiferkopf ist dabei nach Art eines Spreizdorns ausgebildet, so dass der Greiferkopf in das in einer entsprechenden Übergangsposition gehaltene, rohrförmige Werkstück eingreifen kann.
Durch Aufspreizen des Dornes kann somit das Werkstück vom Greiferkopf erfasst, von der Entnahmestelle in Richtung der Maschinenhauptachse weggezogen und gegen die Achse des Spannfutters verschwenkt werden, so dass zum Überführen des Werkstückes in das Spannfutter der Schwenkarm lediglich in Richtung der Maschinenhauptachse gegen das geöffnete Spannfutter zurückbewegt werden muss, wobei das Werkstück zwischen die geöffneten Spannbacken des Futters mit Hilfe eines am Greiferkopf vorgesehenen, den Spreizdorn umfassenden Ausstossringes geschoben wird, wo es gegen einen einstellbaren Anschlag zwischen den Spannbacken stösst, der die richtige Einschublänge sicherstellen soll.
Damit die rohrförmigen Werkstücke in einer Reihe hintereinander in die richtige Übergabeposition der Entnahmestelle zugeleitet werden können, ist eine Art Zwischenspeicher vorgesehen, der aus einem im Querschnitt V-förmigen Träger besteht und eine zur Maschinenhauptachse parallele Führung für die Werkstücke bildet. Am Aufgabeende dieses Trägers ist ein Pneumatikzylinder mit einem konstanten Förderhub vorgesehen, der mit jedem während des Leerhubs auf dem Träger abgelegten neuen Werkstück die bereits auf dem Träger befindlichen Werkstücke um die Länge des neuen Werkstückes gegen das Entnahmeende des Trägers vorschiebt, wobei das in Vorschubrichtung erste Werkstück in die Übergabeposition geschoben wird, in der es vom Greifer erfasst und dem Spannfutter der Werkzeugmaschine in der geschilderten Weise zugeführt wird.
Da der die Vorschubeinrichtung bildende Pneumatikzylinder einen konstanten Förderhub besitzt, hängt der Vorschub des jeweils ersten Werkstückes von der Länge des jeweils letzten Werkstückes ab, so dass hinsichtlich des Vorschubs nur eine kleine Längentoleranz der
<Desc/Clms Page number 2>
Werkstücke zulässig ist. Ausserdem können nicht alle Werkstücke durch die Vorschubeinrichtung dem Greifer zugefördert werden, weil nach dem Ablegen des letzten Werkstückes auf dem rinnenförmigen Träger der Vorschub für alle noch auf dem Träger befindlichen Werkstücke zwangsläufig unterbrochen ist.
Dazu kommt noch, dass der Schwenkarm mit dem Greiferkopf nicht nur eine Schwenkbewegung, sondern auch eine Verschiebebewegung in Richtung der Maschinenachse durchführen muss, was drei Endpunkte für die Verschiebebewegung bedingt, nämlich eine Endlage beim Übernehmen der Werkstücke, eine zweite Endlage zum Abnehmen des Werkstückes vom Träger und die dritte Endlage, die das Übergeben des Werkstückes an das Spannfutter sicherstellen muss. Diese drei Endlagen bedingen einen unangenehmen Steueraufwand, insbesondere dann, wenn die Verstellung des Schwenkarmes in Richtung der Maschinenhauptachse durch einen Druckmittelzylinder erfolgen soll.
Als wesentlichster Nachteil muss aber wieder die Beschränkung des Anwendungsbereiches dieser bekannten Beladevorrichtung auf bestimmte Werkstückformen und-grossen angesehen werden, wozu noch kommt, dass wieder die Werkzeugmaschine zusammen mit der Beladevorrichtung entworfen werden muss und dass ein Ausrüsten bestehender, unterschiedlicher Werkzeugmaschinen mit einer solchen Beladevorrichtung unmöglich ist.
Werden bei derartigen Beladevorrichtungen an Stelle des Greiferkopfes mit einem Spreizdorn bekannte Spannbacken verwendet, so ergeben sich grundsätzlich keine andern Verhältnisse, weil gleichfalls nicht verhindert werden kann, dass die Spannbacken des Greifers das Werkstück axial unausgerichtet übernehmen. Ausserdem hängt die Beschränkung auf bestimmte Werkstückformen und-grossen nicht nur von den Möglichkeiten des Greifers, sondern vor allem auch von der Art der Werkstückzuführung und dem Zusammenwirken der Werkstückzuführung mit dem Greifer ab. Die Ausbildung des Greifers alleine kann folglich nicht aus diesen Schwierigkeiten herausführen.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Beladen von Werkzeugmaschinen der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass damit bestehende, unterschiedliche Werkzeugmaschinen ausgerüstet werden können, dass mit einem möglichst geringen Steueraufwand eine exakte Werkstückspannung in der Werkzeugmaschine sichergestellt ist und dass Werkstücke unterschiedlichster Form und Grösse erfasst werden können, so dass die Beladevorrichtung weitgehend unabhängig von der Werkstückgeometrie arbeitet und auch unterschiedliche Werkstücke unmittelbar hintereinander richtig an die Werkzeugmaschine übergeben kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der in an sich bekannter Weise ein stückweise entleerbares Magazin bildende Träger in einem an die Werkzeugmaschine anschliessbaren, auch den Schwenkarm tragenden Gestell gehalten ist, dass der Greiferkopf, wie an sich ebenfalls bekannt, in Achsrichtung vorstehende, gleichsinnig radial verstellbare Spannbacken besitzt, dass am Greiferkopf ein Richtanschlag zur stirnflächigen Anlage der Werkstücke vorgesehen ist und dass die Vorschubeinrichtung das jeweils vorderste Werkstück vom Träger weg bis zum vollständigen Anliegen am Richtanschlag auf bzw. zwischen die Spannbacken schiebt.
Da zufolge dieser Massnahmen nicht der Greiferkopf gegen das am Träger in Übergabeposition gehaltene Werkstück verschoben werden muss, um es erfassen zu können, ergibt sich zunächst die Möglichkeit, auf den Verschiebeantrieb für den Schwenkarm zu verzichten, wenn die Spannbacken des Spannfutters entsprechend an die Schwenkebene des Greiferkopfes heranreichen. Zumindest kommt man jedoch ohne Schwierigkeiten mit einer Verschiebebewegung zwischen zwei Endlagen aus, so dass der bei den bekannten Beladevorrichtungen notwendige Steueraufwand für den Greifer vermindert werden kann.
Ausserdem, und das erscheint wesentlich zu sein, wird durch das Aufschieben der Werkstücke auf den Greiferkopf durch die Vorschubeinrichtung des Werkstückträgers ein der Istlänge des jeweils ersten Werkstückes genau angepasster Vorschub der auf dem Träger befindlichen Werkstücke erzwungen, weil die Vorschubeinrichtung erst abgeschaltet wird, bis das vorderste Werkstück stirnseitig am Richtanschlag des Greiferkopfes anliegt. Dadurch wird nicht nur stets der jeweils richtige Vorschub auch bei unterschiedlicher Werkstücklänge sichergestellt, sondern auch die richtige Übernahme des Werkstückes durch den Greifer, weil der Greiferkopf das Werkstück erst dann mit Hilfe seiner Spannbacken erfasst, wenn die stirnflächige Anlage des Werkstückes und damit die axiale Ausrichtung gegenüber dem Greiferkopf gegeben ist.
Das Herunterschieben des jeweils vordersten Werkstückes vom Werkstückträger ergibt darüber hinaus noch die Möglichkeit, das Werkstück durch die Spannbacken innen oder aussen erfassen zu können, weil der Greiferkopf eben nicht gegen das am Träger aufliegende Werkstück bewegt werden muss, so dass der Träger auch nicht die Werkstückübergabe und das Fassen des Werkstückes durch den
<Desc/Clms Page number 3>
Greiferkopf behindern kann. Das Werkstück wird nämlich lediglich auf die radial gegeneinander verstellten Spannbacken aufgeschoben oder zwischen die auseinandergefahrenen Spannbacken eingeschoben, was keinerlei Beschränkung hinsichtlich der Werkstückformen ergibt.
Durch die Lagerung des Trägers und des Schwenkarmes in einem eigenen Gestell ergibt sich eine feste Zuordnung zwischen dem Träger und dem Schwenkarm, so dass bei vorgegebenem Träger die exakte Übernahme des Werkstückes durch den Greiferkopf unabhängig von der Werkstückgrösse und der Art und Form der Werkzeugmaschine erfolgen kann. Es braucht daher lediglich das Gestell so an der Werkzeugmaschine angeschlossen zu werden, dass eine entsprechende Zuordnung des Greiferkopfes zum Spannfutter sichergestellt wird. Die genaue Zentrierung des Werkstückes im Spannfutter der Werkzeugmaschine erfolgt dabei über die Spannbacken des Spannfutters selbst. Eine exakte Ausrichtung des Greiferkopfes gegenüber dem Spannfutter der Werkzeugmaschine ist daher nicht nötig. Das Anschliessen des Gestells an die Werkzeugmaschine ergibt somit keine Schwierigkeiten.
Der ein stückweise entleerbares Magazin bildende Träger bietet einerseits die Voraussetzung dafür, dass die Beladevorrichtung als Baueinheit an verschiedenste Werkzeugmaschinen angeschlossen werden kann, weil keine fortwährende Werkstückzuführung nötig ist, und gewährleistet anderseits eine einfache Vorschubvorrichtung, da der Vorschub nach jeder Werkstückübergabe abgeschaltet, nicht aber wieder in seine Ausgangslage zurückgebracht werden muss. Diese Trägerausbildung gibt auch die Möglichkeit, dass der Träger in an sich bekannter Weise aus einer Stange zum Aufschieben ringförmiger Werkstücke besteht, was die Verwendung aller Werkstücke mit einer durchgehenden Bohrung möglich macht. unabhängig von ihrer sonstigen Gestalt.
Da die Werkstücke von der Stange weg auf den Greiferkopf geschoben werden, können die Werkstücke durch die Spannbacken des Greiferkopfes je nach den Verhältnissen aussen oder innen erfasst werden. Sollen jedoch Werkstücke ohne Durchgangsbohrungen erfasst werden, so kann der Träger rinnenförmig ausgebildet sein.
Ist in weiterer Ausbildung der Erfindung der Träger auf einer im Gestell um eine zur Maschinenhauptachse parallele Achse drehbaren Platte auskragend befestigt, die wenigstens einen weiteren Träger mit gleichem Radialabstand jedoch winkelversetzt trägt und um durch die Trägeranordnung vorgegebene Winkelabstände schrittweise drehverstellbar ist, so kann durch das Beladen von diesen Trägern, die nacheinander zum Einsatz kommen, die Vorratskapazität der Beladevorrichtung vervielfacht und die Stillstandszeiten der Werkzeugmaschine verkürzt werden. Damit die richtige Übergabe der Werkstücke vom Träger auf den Greiferkopf gewährleistet wird, muss natürlich der jeweils neu zum Einsatz kommende Träger in dieselbe Lage des vorhergehenden Trägers gebracht werden, was durch entsprechende Verdrehung und Feststellung der Platte gewährleistet wird.
Die Winkelabstände der Träger sind zu diesem Zweck vorzugsweise gleich gross zu wählen, um gleiche Drehschritt der Platte zu erhalten, obwohl die Forderung nach gleichen Winkelabständen der Träger keine notwendige Bedingung darstellt.
Durch das Verstellen der Platte werden natürlich auch die Träger um ihre Längsachse gedreht, wenn nicht besondere Massnahmen getroffen werden, die ein solches Mitdrehen verhindern. Aus diesem Grund sind Träger in Form von Stangen oder Rohren vorteilhaft, weil sie keine für die Führung der Werkstücke bevorzugte Drehstellung aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine Beladevorrichtung gemäss der Erfindung für eine Werkzeugmaschine im Aufriss, die Fig. 2 und 3 dieselbe Vorrichtung im Grundriss und im Kreuzriss, Fig. 4 den Greiferkopf in Vorderansicht, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 und Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen Träger mit einer Vorschubeinrichtung.
Die Werkzeugmaschine-l-nach Fig. l ist mit einem Spannfutter --2-- und einem Werkzeugschlitten - ausgestattet. Die Beladevorrichtung --4-- besteht aus einem oder mehreren Trägern für die zu bearbeitenden Werkstücke--5--, welche Träger als Stangen --7-- oder V-förmigen Rinnen --8-- von einer drehbaren Platte --6-- auskragen. Auf die Stangen --7-- werden die zu bearbeitenden Werkstücke --5--, die Durchgangslöcher aufweisen, aufgefädelt. Es ist ferner ein Schwenkarm --9-- vorgesehen, dessen Kopf als Greifer --10-- ausgebildet ist.
Der Schwenkarm --9-- hat die Aufgabe, die Werkstücke von der Stange --7-- zu übernehmen und dem Futter --2-- der Werkzeugmaschine --1-- zuzuführen. Zu diesem Zweck ist der Schwenkarm --9-- um seine Führungsachse --11-- verschwenkbar und in Achsrichtung, die mit jener der Stangen --7-- und der Maschinenhauptachse übereinstimmt, verstellbar.
<Desc/Clms Page number 4>
Die Platte --6-- mit den Trägern für die Werkstücke ist drehbar und kann mit verschiedenen, auch unterschiedlichen Werkstücken bestückt werden, so dass eine Steuerung in Abstimmung mit jener der
Werkzeugmaschine möglich ist. Wie in Fig. 2 durch den Pfeil --12-- angedeutet, ist eine Einrichtung zum
Vorschieben der Werkstücke --5-- erforderlich, welche in Tätigkeit tritt, sobald ein Werkstück vom
Greiferkopf --10-- übernommen wird. Der Greiferkopf --10-- ist als Detail in den Fig. 4 und 5 dargestellt und besteht aus einem Gehäuse mit radialen Führungen --13--, in welchen die eigentlichen Spannbacken - -14-- verschiebbar sind.
Unterhalb der Führungen --13-- liegt eine drehbare Scheibe-15-, welche mit kulissenartigen, spiralförmig verlaufenden Ausnehmungen --16-- versehen ist. An den Spannbacken --14-- sind Mitnehmeransätze --17-- angeordnet, die in die Ausnehmungen --16-- eingreifen. Wird die Scheibe - gedreht (Pfeil 18), dann wandern die Spannbacken in den Führungen radial nach aussen. Der
Antrieb ist in den Zeichnungen durch den Zylinder --19-- dargestellt.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt : Die Werkstücke --5-- werden auf die Stangen --7--, die ein stückweise entleerbares Magazin bilden, aufgefädelt. Der Schwenkarm --9-- fährt an eine der Stangen - heran, wobei die Spannbacken --14-- in ihren Führungen --13-- noch im Zentrum des Greiferkopfes --10-- liegen und mit der Stange --7-- fluchten. Die Vorschubeinrichtung tritt in Richtung des Pfeiles --12-- in Tätigkeit und schiebt ein Werkstück --5-- von der Stange --7-- auf die Spannbacken-14-, bis das Werkstück an den Greiferkopf anstösst und dadurch axial ausgerichtet wird.
Die Spannbacken - legen sich sodann durch Aktivierung des Antriebes gemäss dem Pfeil --18-- von innen her an die
Bohrung im Werkstück --5-- an. Der Schwenkarm --9-- bewegt sich dann pendelartig in Richtung
Werkzeugmaschine-l-und fährt, sobald der Greiferkopf --10-- in der Maschinenhauptachse liegt, gegen das Futter --2--, welches das Werkstück --5-- ergreift. Die Backen-14-- treten zurück und geben das Werkstück --5-- frei, worauf der Schwenkarm in die Ausgangsstellung zurückschwenkt. Das Entladen der fertig bearbeiteten Werkstücke erfolgt sinngemäss.
Bei Werkstücken ohne Loch tritt die Rinne --8-- in Aktion, die selbstverständlich bei Drehung der
Platte --6-- entsprechend geführt sein muss, damit die Werkstücke --5-- nicht herausfallen. Lochlose Teile können nur über ihre Aussenkontur vom Greiferkopf erfasst werden, dessen Greiferbewegung dann in den
Führungen --13-- gemäss Fig.4 von aussen nach innen erfolgt. Es sei noch bemerkt, dass die Schwenkarm- länge pneumatisch veränderbar sein kann, falls die Stangenachse und die Maschinenhauptachse nicht auf einem bei starrem Schwenkarm gemeinsamen Kreisbogen liegen.
Schliesslich wird bemerkt, dass die in den Zeichnungen gewählte Übergangsposition zwischen Stange --7-- und Spannbacken --14-- einen grossen Förderweg bedingen würde, welcher in der Praxis unzweckmässig wäre. Der Grund für diese Darstellung liegt in der besseren Übersichtlichkeit.
Fig. 6 zeigt eine prinzipielle Möglichkeit für den Aufbau einer Vorschubeinrichtung längs einer
Trägerstange. Die hohle Stange --20-- weist einen Schlitz --21-- auf, durch welchen eine Nase --22-- eines Steuergestänges-23-- hindurchtritt und die Werkstücke vorschiebt. Die Betätigung des
Steuergestänges kann durch einen Druckmittelzylinder --24-- erfolgen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.