CH625450A5

CH625450A5 -

Info

Publication number: CH625450A5
Application number: CH253878A
Authority: CH
Inventors: Paul Waiblinger
Original assignee: Index Werke Kg Hahn & Tessky
Priority date: 1977-03-11
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1981-09-30
Also published as: US4195961A; GB1554990A; DE2710661A1; DE2710661C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entstapeln eines Werkzeugspeichers und zum Beladen einer Werkzeugmaschine nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2. Sie be-fasst sich ferner mit einer Einrichtung zum Bestapeln eines Werkzeugspeichers und Entladen einer Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 3.

Durch die DE-OS 2 444 124 ist bereits eine Einrichtung zum Entstapeln eines Werkzeugspeichers bekanntgeworden, in dem eine Anzahl von Werkstücken in senkrechten Stapeln gestapelt sind, die auf jeweils einem Tablett angeordnet sind, das durch ein Hubglied senkrecht angehoben werden kann, um so das oberste Werkstück eines bestimmten Stapels in eine Lage zu bringen, in der es vom Greifer eines Schwenkarms er-fasst und durch Verschwenken dieses Schwenkarms einer Werkzeugmaschine zugeführt werden kann. Um in der richtigen Lage des obersten Werkstückes das Hubglied anzuhalten, ist ein Fühler vorgesehen, der bei Ankunft des obersten Werkstückes am Fühler das Hubglied stoppt. Diese Lage des Fühlers richtet sich jeweils nach der Anzahl der Werkstücke und deren Höhe. Werden nun die Werkstücke mit Radialgreifern ohne Axialanschlag lediglich am Umfang erfasst, so ist es notwendig, für Werkstücke unterschiedlicher Höhe den Fühler jeweils auf eine solche Lage einzustellen, dass das oberste Werkstück mit Sicherheit am Umfang erfasst wird.

Falls anstatt eines Radialgreifers ein an sich beispielsweise durch die Veröffentlichung in ZwF 69 (1974), Heft 1, Seite 9 bekannter Axialgreifer mit einem Axialanschlag verwendet wird, so wäre es nicht mehr erforderlich, den Fühler zu verstellen, da der Axialgreifer durch den Schwenkarm von oben her auf das oberste Werkstück bis zum Anschlag aufgeschoben wird, worauf dann das Festspannen erfolgt.

Wird ein Werkstückspeicher bestapelt und dabei Werkstücke in einem senkrechten Stapel abgelegt, so muss in vielen Fällen das Herabfallen des abzulegenden Werkstückes auf ein darunterliegendes Werkstück vermieden werden, um Beschädigungen der Werkstücke zu vermeiden. Dies kann dadurch geschehen, dass das Hubglied mit oder ohne abgelegten Werkstücken entsprechend angehoben wird, wobei die oberste Stellung ebenfalls durch einen Fühler festgelegt werden kann.

In den vorbeschriebenen Konstruktionen zum Entstapeln und Bestapeln eines Werkstückspeichers muss in allen Fällen zuerst ein Fühler in seine Fühlposition bewegt werden, worauf dann die entsprechende Anhebung durch ein Hubglied erfolgt. Um nun den Schwenkarm in seine Wirkstellung bewegen zu können, muss zuerst der Fühler entfernt werden. Dieser Vorgang ist umständlich und die Konstruktion verhältnismässig aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Fühlersteuerung über Mittel zu erreichen, die an der Einrichtung zur Erfüllung anderer Aufgaben sowieso erforderlich sind, so dass auf eine getrennte Fühlvorrichtung verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 gemäss dem Kennzeichen dieser Ansprüche gelöst. Damit übernimmt also der Schwenkarm die Abfühlfunktion, und es wird der Vorteil erreicht,

dass während der Bewegung des Schwenkarms der Schwenkarm mit seinem Gewicht auf dem Werkstück aufliegt und so das Auffinden der richtigen Lage des Werkstückes im Greifer wesentlich begünstigt wird. Die Fühlvorrichtung und die ent5

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sprechenden Mittel zum Wegbewegen dieser Fühlvorrichtung aus ihrer Fühlstellung kommen dabei ganz in Wegfall.

Die vorerwähnte Aufgabe wird bei der Einrichtung nach Anspruch 3 gemäss dem Kennzeichen dieser Anspruches gelöst. Auch hier übernimmt der Schwenkarm die Aufgabe der Fühlvorrichtung. Ausserdem kann nun in einfacher Weise die Geschwindigkeit des Anhebens so gesteuert werden, dass das Auftreffen auf das vom Schwenkarm erfasste Werkstück keine Beschädigung der Werkstücke ergibt.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zum Entstapeln eines Werkstückspeichers und Beladen einer Werkzeugmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht der Einrichtung gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht des Werkstückspeichers der Einrichtung nach Fig. 1 oder 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Einrichtung zum Entstapeln eines Werkstückspeichers und beladen einer Werkzeugmaschine,

Fig. 5 eine Ansicht der Einrichtung gemäss Fig. 4 in Richtung des Pfeiles B gesehen.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Einrichtung dient dazu, Werkstücke, insbesondere Rohstücke, einer Bearbeitungsstelle zuzuführen. Diese Einrichtung weist ein als ganzes mit 20 bezeichnetes Lagergestell auf, in dem eine Schwenkwelle 22 horizontal gelagert ist, die mittels eines Antriebes sowohl verschwenkbar als auch in Achsrichtung verstellbar ist.

Am Vorderende der Schwenkwelle ist auf dieser ein Schwenkarm 24 starr befestigt, der sich senkrecht zu deren Längsachse erstreckt. Am Vorderende des Schwenkarmes befindet sich ein Greiferträger 26, der einen Greifer, beispielsweise einen Axialgreifer 28, trägt. Der Axialgreifer ist deshalb so bekannt, weil beim Greifen das Werkstück an einem Axialanschlag, beispielsweise an Axialanschlagflächen 30 von Spannbacken 32, zur Anlage kommt.

In Fig. 1 ist strichpunktiert die Übergabestelle angedeutet, zu der mit Hilfe der Einrichtung ein Werkstück transportiert werden soll. Dieser Übergabestelle gegenüberliegend weist die Einrichtung einen als ganzes mit 34 bezeichneten Werkstückspeicher auf, in dem beispielsweise Rohstücke 36, zu Rohstückstapeln 38 zusammengefasst, gespeichert sind. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass der Werkstückspeicher bespielsweise vier Werkstückstapel enthält, die im gleichen Winkelabstand voneinander angeordnet sind. Jeder Werkstückstapel sitzt auf einem Tablett 40, die wiederum gemeinsam auf einer scheibenförmigen Palette 42 ruhen, in deren Zentrum eine sich nach oben erstreckende Mittelsäule 44 fest angebracht ist. Die die Werkstückstapel aufnehmenden Tabletts 40 sind in Längsschlitzen 46 der Mittelsäule durch Eingriffsfinger 48 lose geführt. Die gespeicherten Rohstücke 36 sind beispielsweise zwischen vier Führungsstangen 50 am Aussenumfang geführt. Diese sind in der Palette zu ihrer Längsachse radial verstellbar und feststellbar vorgesehen, so dass deren Lage dem Aussen-durchmesser der Rohstücke angepasst werden kann. Diese können bei Werkstücken mit einer grossen durchgehenden Bohrung auch so angeordnet werden, dass die Werkstücke auf die Führungsstangen aufsteckbar sind. Bei Werkstücken mit relativ kleinem Innendurchmesser können diese auf einem einzigen an der Palette gehaltenen Führungsdorn aufgesteckt werden.

Die Palette 42 ist um ihre Achse verdrehbar, um so die einzelnen Werkstückstapel in eine Stellung bringen zu können, in der sie mit Hilfe des Axialgreifers 28 des Schwenkarmes 24 abgestapelt und der Übergabestelle zugeführt werden können. Zu diesem Zweck ist an der Unterseite der Palette, wie dies an Hand des in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispieles eines

Werkstückspeichers gezeigt ist, eine nichtdargestellte Malteserscheibe befestigt, der eine mittels eines Getriebemotors antreibbare Kurbel zugeordnet ist. Letztere ist derart ausgelegt, dass jede Kurbelumdrehung eine Verdrehung der Palette, entsprechend der vorgesehenen Anzahl von vier Werkstückstapeln, um 90° bewirkt, so dass die Werkstückstapel einzeln nacheinander in die gleiche Abstapelposition bewegbar sind.

Zum Abstapeln der Werkstücke wird der sich in der Abstapelposition befindende Werkstückstapel angehoben, worauf weiter unten des näheren eingegangen wird. Zu diesem Zweck ist in dem als Gehäuse ausgebildeten Unterteil 60 des Werkstückspeichers 34 eine als ganzes mit 62 bezeichnete Hubvorrichtung vorgesehen, die beispielsweise im Abstand voneinander zwei vertikal geführte Zahnstangen 64, 66 aufweist, die mit Hilfe einer über ein Zahnritzel 68 von einem Bremsmotor 70 antreibbaren Antriebswelle 72 nach oben oder unten verstellbar sind, welche letztere zugleich einen Wegmelder 74 steuert. Die Antriebsverbindung von Zahnritzel 68 und Bremsmotor 70 geschieht über eine Antriebskette 76. Den beiden Zahnstangen sind in der Palette 42 je Werkstückstapel zwei die Palette durchdringende Ausnehmungen 78 zugeordnet, so dass die Zahnstangen in Aufwärtsverstellrichtung die Palette durchdringen können. Am oberen Ende tragen die Zahnstangen je einen Quersteg 80, die an der Unterseite des anzuhebenden Tabletts 40 zur Anlage kommen und dieses kippstabil halten.

Um einen neuen Werkstückstapel in die Abstapelposition zu bringen, werden die Zahnstangen zunächst so weit nach unten verstellt, bis deren Querstege 80 sich unterhalb der Palette 42 befinden, wonach diese mit Hilfe eines nichtdargestellten Getriebemotors um 90° gedreht wird. Danach werden die Querstege 80 der Zahnstangen wieder an die Unterseite des betreffenden Tabletts 40 angelegt.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Schwenkwelle 22 ein als Stellvorrichtung dienender Endschalter 82 zugeordnet, der mittels eines an der Schwenkwelle vorgesehenen Steuernokkens 84 steuerbar ist und durch den die Hubvorrichtung 62 des Werkstückspeichers 34 in vorbestimmten Hubstellungen stillsetzbar ist. Ausserdem ist der Greiferträger 26 um seine Längsachse X vorzugsweise um 90°-Schritte verdrehbar.

Diese vorbeschriebene Einrichtung arbeitet folgendermas-sen:

Es sei angenommen, dass der Werkstückspeicher 34 mit vier Werkstückstapeln 38 ausgestattet ist, von denen sich einer in der Abstapelposition befindet.

Zu Beginn einer Übergabeoperation befindet sich der Schwenkarm 24 der Einrichtung in seiner Ruhestellung, in welcher er, wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist, in einem spitzen Winkel a zur Horizontalen nach unten geneigt gehalten wird. Die Spannbacken 32 des Axialgreifers befinden sich dabei in Offenstellung. Zum Ergreifen eines gespeicherten Werkstückes, beispielsweise eines Rohlings, wird die Hubvorrichtung 62 eingeschaltet, wodurch der sich in der Abstapelposition befindende Rohlingstapel nach oben bewegt. Im Verlaufe der Hubbewegung kommt das oberste Werkstück dieses Stapels in Berührung mit den Spannbacken des Axialgreifers 28, wobei die Hubgeschwindigkeit kurz vor Inberührungkommen dieser Teile vorzugsweise vermindert wird. Die Hubbewegung wird dabei noch so lange fortgesetzt, bis der Schwenkarm 24, durch den sich nach oben bewegenden Stapel mitgenommen, seine in Fig. 1 gezeigte Horizontallage einnimmt. In dieser Lage betätigt der Steuernocken 84 der Schwenkwelle 22 den Endschalter 82, durch welchen die Hubvorrichtung stillgesetzt wird. In dieser Stellung des Schwenkarmes 24 ist gewährleistet, dass der vom Stapel abzunehmende Rohling mit seiner oberen Stirnfläche an der Anschlagfläche 30 der Spannbacken 32 anliegt und im Greifer exakt ausgerichtet ist. Gleichzeitig mit dem Stillsetzen der Hubvorrichtung werden die Spannbacken

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32 des Axialgreifers 28 in ihre Spannstellung bewegt und dadurch der Rohling festgespannt, wonach der Axialgreifer 28 durch Verschwenken des Schwenkarmes 24 in die Übergabestellung gebracht wird. Dort kann der Greiferträger 26 beispielsweise um 180° gedreht werden, um das vom Stapel abgenommene Rohstück 36 beispielsweise einem Karussel 86 einer Werkzeugmaschine zu übergeben. Ebensogut kann der Rohling aber auch in das Spannfutter der waagrechten Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine übergeben werden, wozu der Greiferträger 26 lediglich eine 90°-Drehung auszuführen hätte, wobei im Anschluss hieran zum Einführen des Rohlings in das Spannfutter die Schwenkwelle 22 noch eine Axialbewegung auszuführen hätte.

Da der Schwenkarm 24 in Verbindung mit der Schwenkwelle 22 als Steuerorgan für die Höhenverstellung des Werkstückstapels dient, können aufwendige Sensoren und Abtastvorrichtungen am Schwenkarm bzw. am Axialgreifer entfallen. Da jeweils das oberste Werkstück eines Stapels vom Schwenkarm 24 abgetastet wird, wirken sich Summenfehler nicht aus. Ebenso können gravierende Differenzen der axialen Länge der Werkstücke die Funktionsfähigkeit der Einrichtung nicht beeinträchtigen. Schliesslich wird das Werkstück im Axialgreifer deswegen zwangsläufig exakt ausgerichtet, weil die Hubbewegung des abzustapelnden Werkstückstapels gegen die Wirkung einer auf den Schwenkarm 24 wirkenden Kraft erfolgt.

Was nun das Ablegen eines fertig bearbeiteten Werkstücks in einem Werkstückspeicher anbelangt, so geschieht dies vorzugsweise in folgender Weise. Zuerst wird der ein Werkstück tragende Schwenkarm 24 in seine Schräglage oberhalb des zu füllenden Tabletts 40 gebracht. Der Greifer 28 wird zum Ablegen eines Werkstückes im Werkstückspeicher erst dann geöffnet, wenn der Schwenkarm 24 durch das bewegliche Hubglied 64 durch Nachobenverschwenken in seine Horizontallage eingestellt worden ist. Da sich bei der Ankunft des Schwenkarmes 24 in seiner Ablegestellung im spitzen Winkel zur Horizontalen das Hubglied 64 bzw. ein bereits auf dieses abgelegtes Werkstück im Abstand unterhalb des noch im Greifer 28 festgehaltenen Werkstückes befindet und das Hubglied 64 mit oder ohne abgelegte Werkstücke zunächst von unten nach oben bewegt und dabei in Berührung mit dem noch im Greifer 28 festgehaltenen Werkstück gebracht wird, ist sichergestellt, dass bei der Freigabe durch den Greifer 28 das Werkstück nicht auf das Hubglied 64 bzw. auf ein dort abgelegtes Werkstück fallen kann und dadurch an fertig bearbeiteten Oberflächen sich Beschädigungen ergeben. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass der Schwenkarm als Fühler dient und dabei unabhängig von der Werkstückshöhe und den in den Werkstücken vorhandenen Toleranzen stets die Aufwärtsbewegung des Hubgliedes 64 zum richtigen Zeitpunkt abstoppt.

Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Übergeben und/oder Übernehmen von Werkstücken.

Was den konstruktiven Aufbau betrifft, so entspricht dieser in bezug auf Lagergestell und Schwenkarm der Konstruktion nach Fig. 1, wobei der Greiferträger 26 noch mit einem weiteren Greifer, beispielsweise einem Greifer 88 aufweisenden Radialgreifer 88, ausgerüstet ist.

Unterschiedlich zur Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Werkstückspeicher, der im vorliegenden Falle durch einen Bandförderer 96 gebildet ist. Dies bedeutet, dass zu übernehmende Werkstücke, beispielsweise Rohstücke, bei deren Übernahme durch den Axialgreifer 28 ihre Anlieferstellung unverändert beibehalten.

In Fig. 4 ist strichpunktiert die Bereitschaftslage des Schwenkarmes 24 zum Übernehmen eines angelieferten Rohstückes 36 eingezeichnet. Auch in diesem Falle befindet sich der Schwenkarm in spitzem Winkel zur Horizontalen nach unten geneigt, wobei sich die den Schwenkarm 24 tragende Schwenkwelle, wie strichpunktiert angedeutet ist, in einer oberen Ausgangsstellung befindet. Zur Übernahme eines Rohstücks vom Förderer wird bei diesem Ausführungsbeispiel der die Schwenkwelle 22 lagernde Teil des Lagergestelles um den Betrag C abwärts gesteuert, wobei zwangsläufig der geöffnete Axialgreifer 28 mit dem Rohstück in Berührung kommt. Das Rohstück bildet dabei ein Widerlager für den Schwenkarm 24, so dass sich dieser während der Abwärtsbewegung der Schwenkwelle 22 allmählich in die horizontale Greiflage einstellt. In dieser Stellung betätigt die Steuernocke 84 der Schwenkwelle den Endschalter 82, wodurch die in Fig. 4 nicht gezeigte Vorrichtung zum Abwärts- und Aufwärtsverstellen des die Schwenkwelle lagernden Lagergehäuses stillgesetzt wird. In dieser Stellung des Schwenkarms ist dann ebenfalls sichergestellt, dass Rohling und Axialgreifer gegenseitig axial ausgerichtet sind. Desweiteren ist analog zur vorbeschriebenen Konstruktion gewährleistet, dass Differenzen in der Axiallänge der zu übernehmenden Rohstücke auf die Funktionsfähigkeit der Einrichtung keinen nachteiligen Einfluss haben können. Zur Übergabe des aufgenommenen Werkstückes ist der Schwenkarm in der im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Weise zu verschwenken, wobei die Schwenkwelle 22 wiederum die Maximalstrecke C oder eine Teilstrecke hiervon nach oben gesteuert werden kann, um eine exakte Übergabeposition des Axialgreifers 28 zu erhalten. Diese Einrichtung kann auch zum Übernehmen eines bearbeiteten Werkstückes aus einer Werkzeugmaschine eingesetzt werden, wobei am Greiferträger 26 noch ein weiterer Greifer, beispielsweise der Radialgreifer 88, angebracht ist, mit dessen Hilfe ein fertig bearbeitetes Werkstück an einer Übergabestelle abgelegt werden kann. Ebenso ist es mit dieser Einrichtung möglich, die Fertigteile für eine Weiterbearbeitung der zweiten Seite gewendet abzulegen.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Einrichtung zum Entstapeln eines Werkstückspeichers und zum Beladen einer Werkzeugmaschine mit einer ein Gestell aufweisenden Transportvorrichtung, die mit einer waagrechten, um ihre Längsachse schwenkbaren Schwenkwelle ausgestattet ist, die einen zur Wellenachse senkrecht angeordneten, um die Wellenachse verschwenkbaren Schwenkarm trägt, der zwischen einer Speicherstellung und einer Abgabestellung hin und her schwenkbar ist und der an seinem Vorderende einen den Umfang eines Werkstückes erfassenden Greifer aufweist, und mit einem Speicher, in dem ein senkrechter Stapel von Werkstücken stapelbar ist, der mit Hilfe einer fühlergesteuerten, ein Hubglied aufweisenden Hubvorrichtung anhebbar ist, wobei sich in der Speicherstellung der Greifer oberhalb dieses Stapels befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (24) in seiner Speicherstellung zuerst eine Bereitschaftslage einnimmt, in der der Schwenkarm (24) in einem spitzen Winkel (a) zur Horizontalen nach unten geneigt ist, dass der Schwenkarm (24) durch Anheben des Hubgliedes (64) unter Anschlagen des obersten Werkstückes gegen einen Axialanschlag (30) des Greifers (28) in eine ungefähr horizontale Greiflage hochschwenkbar ist und dass eine den Greifer (28) betätigende Stellvorrichtung (82) vorgesehen ist, die durch den Schwenkarm (24) bei Ankommen in seiner Greiflage betätigbar ist.

2. Einrichtung zum Entstapeln eines Werkstückspeichers und zum Beladen einer Werkzeugmaschine mit einer ein Gestell aufweisenden Transportvorrichtung, die mit einer waagrechten, um ihre Längsachse schwenkbaren Schwenkwelle ausgestattet ist, die einen zur Wellenachse senkrecht angeordneten, um die Wellenachse verschwenkbaren Schwenkarm trägt, der zwischen einer Speicherstellung und einer Abgabestellung hin und her schwenkbar ist und der an seinem Vorderende einen den Umfang eines Werkstückes erfassenden Greifer aufweist, und mit einem Speicher zum Speichern von Werkstük-ken, mit dessen Hilfe die gespeicherten Werkstücke nacheinander in eine vorbestimmte Entnahmestellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (24) in seiner Speicherstellung zuerst eine Bereitschaftslage einnimmt, in der der Schwenkarm (24) mit seinem Greifer (28) auf dem sich in Entnahmestellung befindlichen Werkstück mit einem Axialanschlag (30) aufliegt und unter einem spitzen Winkel (a) nach unten geneigt ist, dass die Schwenkwelle (22) an ihrem Schwerpunkt nach unten absenkbar und so der auf dem Werkstück aufliegende Schwenkarm (24) in eine ungefähr horizontale Greiflage bewegbar ist und dass eine den Greifer (28) betätigende Stellvorrichtung (82) vorgesehen ist, die durch den Schwenkarm (24) bei Ankommen in seiner Greiflage einschaltbar ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung zum Bestapeln eines Werkstückspeichers und Entladen einer Werkzeugmaschine mit einer ein Gestell aufweisenden Transportvorrichtung, die mit einer waagrechten, um ihre Längsachse schwenkbaren Schwenkwelle ausgestattet ist, die einen zur Wellenachse senkrecht angeordneten, um die Wellenachse verschwenkbaren Schwenkarm trägt, der zwischen einer Speicherstellung und einer Übernahmestellung hin und her schwenkbar ist und der an seinem Vorderende mindestens einen den Umfang eines Werkstückes erfassenden Greifer trägt, und mit einem Speicher, in dem die der Werkzeugmaschine entnommenen Werkstücke in Form eines Stapels auf einer ein Hubglied aufweisenden, fühlergesteuerten Hubvorrichtung ablegbar sind, mit deren Hilfe der Stapel im Speicher anhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ein Werkstück im Greifer (28) tragende Schwenkarm (24) in seiner Speicherstellung zuerst eine Bereitschaftslage einnimmt, in der er unter einem spitzen Winkel nach unten geneigt ist, dass der Schwenkarm (24) durch Anheben des Hubgliedes (64) in eine ungefähr horizontale Freigabelage hochschwenkbar ist und dass eine den Greifer (28) freigebende Stellvorrichtung (82) vorgesehen ist, die durch den Schwenkarm (24) bei dessen Ankommen in seiner ungefähr horizontalen Freigabelage betätigbar ist.