DD154159A3

DD154159A3 - Mechanische greifervorschubeinrichtung fuer starr verkettete fertigungsstrassen

Info

Publication number: DD154159A3
Application number: DD21807379A
Authority: DD
Inventors: Peter Echtermeyer
Original assignee: Peter Echtermeyer
Priority date: 1979-12-27
Filing date: 1979-12-27
Publication date: 1982-03-03
Also published as: DE3037998A1

Abstract

Die mechanische Greifervorschubeinrichtung fuer starr verkettete Fertigungsstrassen ist geeignet zur Verkettung von Pressen und vertikalen Fliessdrueckmaschinen oder anderen Werkzeugmaschinen,vornehmlich zur Umformung rotationssymmetrischer Hohlkoerper. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Bauarten, wie beispielsweise die begrenzte Anzahl von moeglichen Transferschritten, weitgehend einzuschraenken. Bei der Erfindung handelt es sich um zwei durchgaengige und symmetrisch zur Transportachse angeordnete Greiferschienen, auf denen Winkelhebel drehbar aufgenommen werden, die durch Schubstangen verbunden sind. Durch die axial an den Schubstangen angreifenden Antriebselemente, deren Hublage und -groesse durch Anschlaege bestimmt werden, erfolgt die radiale Zustellung der Winkelhebel an die auf Gleitschienen befindlichen Werkstuecke. Der Transferschritt wird vom Hauptantriebszylinder, dessen Hublage und -groesse durch einen Anschlagmechanismus bestimmt wird, mittels eines Vorschubschlittens auf die Greiferschienen uebertragen. Die Antriebssektion der mechanischen Greifervorschubeinrichtung ist in Figur 1 dargestellt.

Description

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Titel der Erfindung :.

Mechanische Greifervorschubeinrichtung für starr verkettete Fertigungsstraßen . ' .

Anwendungsgebiet der Erfindung :

Die Erfindung betrifft eine mechanische .Greifervorschubeinrichtung für starr verkettete Fertigungsstraßen, hauptsächlich für den Transport und das Positionieren von rotationssymmetrischen Werkstücken in Uniforms tr aß en. mit integrierten Pressen,' vertikalen Pließdrückmaschinen und anderen Maschinen zur Formung von Werkstücken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen :

Es ist eine Vielzahl unterschiedlicher Bauarten von Greifervorschubeinrichtungen bereits bekannte Die bekannten Ausführungsformen der starr verketteten Bauarten weisen einige charakteristische Merkmale auf, wie z»B_e die paarweise und symmetrisch zur Transρortachse angeordneten Greiferschienen, die eine Doppelfunktion zu erfüllen haben. Einmal sind auf ihnen die Greiferelemente fixiert; die die Arretierung der Werkstücke für die Zeit des Transportes und in ihren vorgesehenen Positionen bewerkstelligen, zum anderen-dienen die Greiferschienen zur Übertragung des Bewegungsablaufes und damit der Bewegungsenergie auf die Werkstücke*

Diese bekannten Bauarten weisen in ihrer praktischen Realisierung auf Grund ihrer unterschiedlichen Funktionsprinzipien wenig ge-' meinsame, aber spezifische-und sehr schwerwiegende.Nachteile auf. Bei allen bekannten 'Bauformen sind der universellen Anwendbarkeit durch die. begrenzt, mögliche .Anzahl von Transportschritten,; die wiederum durch die Verformung der Übertragungsglieder be~

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dingt ist, objektive· Grenzen gesetzt. Damit kann die Zahl der Bearbeitungsstationen nicht immer optimal der Fertigungsaufgäbe angepaßt werden» Ein weiterer Nachteil-der bisher bekannten Ausführungsformen ist die aufwendige Umrüstbarkeit der gesamten Greifervorschubeinrichtung auf ein anderes zu fertigendes Werkstücksortiment» Hierbei wirken sich technische Kompromisse, die mit dem Ziel eingegangen worden sind, bereits bekannte Nachteile zu beseitigen, besonders negativ aus, wie z.B. komplizierte ζγ/angslaufgesteuerte Bewegungsabläufe zur Einsparung von Antriebselementen. Alle Nachteile, die in Verbindung mit ihrem Einfluß auf die Umrüstbarkeit zu nennen sind, wirken damit auch direkt auf den Auslastungsfaktor einer Fertigungsstraße. So erhöht das Auswechseln aller Greiferelemente der gesamten Anlage bei einem Wechsel des Teilsortiments den Anteil an manuellen Arbeiten, der wiederum direkt die Umrüstzeit der Fertigungsstraße negativ beeinflußt und deren Produktivität senkt. Ein weiterer entscheidender Nachteil von Alilagen bekannter Bauart ist die Tatsache, daß sich der Kompliziertheitsgrad ihrer Kinematik indirekt proportional zur erreichbaren Vorschubgeschwindigkeit verhält.

Ziel der Erfindung ' /

Es·wurde, eine mechanische Greifervorschubeinrichtung geschaffen, bei der zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnete Greiferschienen durchgehend alle zu verkettenden Bearbeitungs-Stationen einer Fertigungsstraße verbinden. Diese in einem bestimmten Abstandsmaß demontierbar gestalteten Greiferschienen dienen der Aufnahme der Greiferelemente und zur Einleitung der Vorschubbewegung auf die zu transportierenden Werkstücke. Durch die Segmentbauweise und eine geeignete Zustellkinematik ist es möglich, die Anzahl der Bearbeitungsstationen einer Fertigungsstraße zu variieren und den technologischen Erfordernissen optimal anzupassen. Damit wird den Forderungen der universellen Einsetzbarkeit Rechnung getragen und der bisher aufgetretene Nachteil der beschränkten Anzahl von Transportschritten weitgehend beseitigt»

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Durch die Erfindung soll die Möglichkeit geschaffen werden, «die Anzahl der Verstellinechanismen auf ein vertretbares Minimum zu senken, um eine schnellere Umrüstung der Fertigungsstraße auf eine neue Werkstückgröße zu ermöglichen. Die Werkzeugwechselzeit wird durch die Erfindung wesentlich verkürzt, da die gesamte Greifervorschubeinrichtung für die volle Zeit des Werkzeugwechsels im. montierten Zustand verbleibt,

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Bei den Ausführungsformen bekannter Bauart werden zur Übertragung der Bewegungsenergie auf die Greiferschienen und für die radiale Zustellung der Werkstückhalter translatorische und. rotatorische Bewegungen angewendet. Dabei treten diese Bewegungsformen einzeln oder in verschiedenen Kombinationen auf. Bei den bekannten Bauformen von Greifervorschubeinrichtungen werden die beiden Hauptbewegungen,- die im folgenden als Spannbzw· Transportbewegung bezeichnet werden, ausschließlich translatorisch ausgeführt* Ein wesentlicher Nachteil dieser Bauform. liegt in der Tatsache begründet_s daß hierbei mehrere Antriebselemente vollkommen synchronisiert ihre Bewegungen ausführen müssen* Unter der Voraussetzung, daß folgende Bedingungen angenommen werden, wie durchgehende, längs und quer zur Transportachse bewegte Greiferschienen und eine hdchstmögliche Anzahl von Transportschritten, treten bei hauptsächlicher Betrachtung der Spannbewegung unerwünschte Spannungszu'stände in den Übertragungsgliedern und Ungenauigkeiten im Arbeitsablauf auf, wenn eine mangelhafte Synchronisation der Antriebselemente auftritt«, Deshalb muß bei dieser Bauform die Zahl der Transportschritte beschränkt;bleiben»

Y/erden rotatorische'Bewegungen zur Übertragung von Spann- bzw. Transportbewegungen angev/endet, dann sind die Abmessungen der dafür vorgesehenen Bauelemente, wie Wellen, durch deren vorhandene Torsionssteifigkeit objektiv vorgegebene Diese Nachteile bekannter Bauarten werden erfindungsgemäß dadurch. weitgehend ausgeschaltet, daß die Greiferschienen und die übertragungselemente folgegeschaltete-, aber richtungsgleiche translatorische Bewegungen ausführen.

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Dabei dominieren bei der Belastung der Übertragungselemente die Komponenten von Zug- oder Druckspannungen, was die mögliche Anzahl von Transρortschritten wesentlich erhöht. Die Anzahl der Antriebselemente wurde auf eine Mindestzahl reduziert. Das wurde erfindungsgemäß dadurch-erreicht, daß alle Greiferelemente als Y/inkelhebel ausgebildet sind, deren Drehpunkte in einem bestimmten, vorzugebenden Abstandsmaß .fest auf den Greiferschienen symmetrisch zur Trarisportachse angeordnet sind, während ein Hebelende das Greiferprisma aufnimmt. Das andere Hebelende ist als' Anlenkpunkt ausgeführt. Alle Greiferelemente einer Greiferschiene werden an ihren Anlenkpunkten durch eine Stange formschlüssig miteinander und durch diese mit dem endseitig auf der Greiferschiene befindlichen Antriebselement· verbunden« Diese . Stangen, im folgenden als Schubstangen bezeichnet, sind im gleichen Abstandsmaß wie die Greiferschienen mit lösbaren Fügeverbindungen versehen. Das Hebelverhältnis der Greiferelemente wurde so gewählt, daß bei relativ kleinen "Vorschubwegen der auf den Greiferschienen befindlichen Antriebselemente durch die · Greiferelemente große Zustellbereiche in kürzester Seit überstrichen werden«

Die Anwendung.dieser Querhubkinematik in Form von symmetrisch zur Transportachse angeordneten Greiferschienen mit oben liegenden Schubstangen und daran angelenkten Winkelhebeln gestattet es, eine optimale Zahl von Bearbeitungsstationen zu einem Fertigungsabschnitt starr zu verketten.

Bedingt durch die zwanglaufgesteuerten Y/inkelhebel und durch die minimale Anzahl von Antriebselementen wurde auch die Anzahl der Verstellmechanismen verkleinert, was erhebliche Zeiteinsparungen bei der Umrüstung mit sich bringt und die Funktionssicherheit erhöht. '....

Während der gesamten Bewegung der Greiferprismen verbleiben diese durch eine Strebe paarweise parallel zueinander. Die beweglichen Elemente, wie Greiferelement und Strebe, bilden ein Gelenkviereck mit zwei ortsfesten und zwei ortsveränderlichen Gelenk« punkten» . .. .

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Ausführungsbeispiel :

j?ie Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert« Es zeigt:

Figur I die Darstellung der Antriebssektion der Greifervorschubeinrichtung

Figur II das Antriebsaggregat für den Transferschritt Figur III einen Schnitt durch das Antriebsaggregat Figur IV die Darstellung des Querhubantriebes

Figur V die teilweise Seitenansicht einer Transportsektion der Greifervorschubeinrichtung mit lokaler Querhub-Verstellungsmöglichkeit .

Figur VI die teilweise Darstellung.einer Transportsektion mit lokaler Querhu'bverstellmö'glichkeit

In Figur I ist die Antriebssektion der mechanischen Greifervorschubeinrichtung dargestellt, die in Verbindung mit einer notwendigen Zahl' weiterer Transportsektionen zum Weiterbefördern und Positionieren von vornehmlich rotationssymmetrischen Werkstücken in und·zwischen Pressen, vertikalen Drückmaschinen sowie anderen Maschinen, zur Formung geeignet ist«

Gemäß der Zeichnung gehören zu den Baugruppen der Antriebssektion zwei Greiferschienen 1, die durch einen konstanten Querabstand zueinander in Greiferschienenführungen 19 rollend oder gleitend parallel zueinander geführt werden und in Richtung ihrer gemeinsamen Symmetrieachse einen Verschiebe-Freiheitsgrad besitzen. Oberhalb der Greiferschienen 1 sind auf jeder mittig und in einem bestimmten, ebenfalls konstanten Abstand zueinander Schubstangen 2 angeordnet« Greiferschienen 1 und Schubstangen können an den Trennstellen 10 in Segmente verschiedener Längenmaße demontiert werden.

Als Antriebseinheit dient ein Säulenführungsgestell 12 mit angeflanschtem Hauptantriebs zylinder 4 und axial verschiebbaren_s buchsengeführten Vorschubschlitten 11« Hauptantriebszylinder 4 und Vorschubschlitten 11 sind kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Kraft·» und Bewegungsübertragung vom Vorschubschlitten 11 auf die Greiferschienen 1 erfolgt über eine lösbare

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Verbindung 23· Um den Transferschritt genau begrenzen zu'können, ist achsparallel zum Hauptantriebs zylinder 4 und symmetrisch zum Säulenführungsgestell 12 ein verstellbarer Transferschrittbegrenzungsanschlag 7 vorgesehen.' Die Schubstangen 2 werden durch eine Buchsenführung 9 in ihrer Lage bestimmt·

In Figur II wird der Antrieb.der mechanischen Greifervorschubeinrichtung einzeln dargestellt· Zur Regelung des Hauptantriebzylinders 4 wird.eine Meßeinrichtung verwendet, bei der ein rotatorisch.es Meßsystem 15 die Geschwindigkeitsmessung übernimmt 6 ·

In Figur III wird eine Schnittdarstellung durch das Antriebsaggregat gezeigt* Durch.die Greiferschienenaufnahmen 16 werden die Greiferschienen 1 aller Sektionen mit dem Antriebsaggregat verbunden» Das Steuerelement 17 dient der notwendigen Signalgebung sowohl für die mechanische Greifervorrichtung als auch zur Aussteuerung der starr verketteten Maschinen_e Die vorgesehene Meßspindel 18 zum Antrieb des rotatorischen Meßsystems 15 kann als Kugelspindel ausgeführt sein· Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, andere Meßsysteme zu integrieren«

Figur IV stellt den Querhubantrieb und damit den iintrieb zur Erzeugung der Spannbewegung'dar· Die Einleitung der Spannkraft und Zustellbewegung erfolgt axial- und synchron auf jeder Greiferschiene 1 über* die Schubstangen 2 bis zum Erreichen der voreingestellten Endstellung des Querbegrenzungsanschlages 6 durch die auf den Greiferschienen 1 befindlichen Querhubzylinder 5· Als Anschlaggegenstück dient der Anschlagbock 25, der auf der Greiferschiene 1 fixiert ist.

Figur V zeigt die. 'Seitenansicht einer Trans ρ ort sekt ion» Die Schubstangen 2 werden in bestimmten veränderbaren Abständen durch die auf den Greiferschienen 1 befestigten Schubstangensicherungen lagegesichert«, ^; Das Höhenmaß der an den Greiferelementen 3 aufgehängten Greiferprismen 8 ist kleiner als das durchgängig konstante"Abständsmaß ^ zwischen Greiferschiene 1 und Schubstange 2. .Figur VI zeigt auszugsweise aus einer. Transportsektion ein komplex wirkendes Paar von Greiferelementen 3 zur Arretierung und Weiterbeförderung von "Werkstücken*

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Seide Greiferelernente sind.symmetrisch zur Werkstücktransportachse des gesaraten Systems angeordnet·

Zur Richtungsänderung der Zustell- und Spannbe\p/egung werden die Greiferelemente 3 in einem bestimmten vorzugebenden Abstandsmaß auf den Greiferschienen 1 an den Drehpunkten 2.1 mit einem verbleibenden Freiheitsgrad aufgenommen.. Die Einleitung der Zustellbewegung sowie der Spannkraft der Querhubzylinder 5 auf die Greiferelemente 3 wird durch die Schubstangen 2 über die gemeinsamen Gelenkpunkte 20 realisiert ₅- die als Kulissenführung ausgebildet sind. Durch die symmetrische Anordnung der Greiferelemente. 3 wirken diese zangenförmig und arretieren das Werkstück radial· Zur axialen Lagesicherung der Y/erkstücke dienen die ebenfalls symmetrisch zur Transportachse angeordne-· ten Gleitschienen 13· Durch Buchsen 26, in denen zwei mit ge~ genläufigem Gewinde versehene Segmente der Schubstangen 2 miteinander einstellbar verbunden v/erden, ist eine lokale Veränderung der Zustellung in einer oder mehreren Bearbeitungsstationen möglich, um damit auch in ihren Außenmaßen zusätzlich durch Umformung in einer oder mehreren Bearbeitungsstationen zu verändernde Werkstücke ebenfalls festhalten und befördern zu können. Die Einleitung des Transportzyklusses übernehmen die Querhubzylinder 5, die den für die radiale Zustellung .benötigten voreingestellten Längshub der Schubs.tange.n 2 ausführen. Dieser für 3ede Werkstuckgröße unterschiedliche Längshub wird in seinem Betrag und seiner Lage durch den verstellbaren Querhubbegren~ zungsanschlag 6, bestehend aus einem an der Schubstange 2 an- . triebsseitig angebrachten Gewinde und klemmbarer Anschlagmutter 'eindeutig bestimmt.

Während des Längshubes der Schubstangen 2 werden die an den Greiferelementen 3 befindlichen Greiferprismen 8 durch den gemeinsamen Gelenkpunkt 20 mit diesen Schubstangen 2 um den Drehpunkt 21 auf einer Kreisbahn bis zum Wirken des Querhubbegrenzungsanschlages 6 radial zum Werkstück zugestellt. Dabei' erfolgt das axiale und radiale Lagesichernder Werkstücke als Voraussetzung für den nachfolgend auszuführenden Transferschritt« Beim Transferschritt führt der Hauptantriebs zylinder 4 den rasterabiiängigen und ebenfalls durch Transfers chrit''^begrenzung ß anschlag 7 begrenzten Längshub 'aus* Dieser Transferschritt-

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aus einer Gewindespindel I4 und klemmbaren Anschlagmuttern. Die Kraftübertragung auf die Greiferschiene 1 erfolgt über den Vorschubschlitten 11, der durch ein Säulenführungsgestell 12 zentriert und geführt wird«, Die Mitnahme der Greiferschienen 1 erfolgt durch die symmetrisch auf dem Vorschubschlitten 11 befindlichen Greiferschienenaufnahmen 16, in denen die Greiferschienen 1 durch eine lösbare Verbindung 23 verankert sind. ' . .

Während des Transferschrittes werden die zu befördernden-Werkstücke auf den Gleitschienen 13 längsseitig verschoben. lach Wirken des Transferschrittbegrenzungsanschlages 7 ist der eigentliche Vorschubtakt beendet· Die in die Bearbeitungsstationen einzugebenden Werkstücke werden durch die paarweise v/irkenden Greiferprismen 8 am Umfang reibschlüssig gehalten, bis das maschinenseitige Zentrieren und Spannen erfolgt« Nachdem dieser Takt abgeschlossen ist, erfolgt von der letzten diesen Takt abschließenden Maschine das Signal für den Rückhub der Greifervorschubeinrichtung in die Wartestellung. Der Rückhub erfolgt-wie üblich während des Arbeitstaktes der Maschinen*

Der Rückhub der Greifervorschubeinrichtung wird durch das Öffnen der Greiferelemente 3 eingeleitet, welches durch das Zurückfahren der von den Querhubzylindern 5 angetriebenen Schubstangen 2 bewirkt wird. Bei eingenommener Wartestellung der Greiferelernente 3 sind diese in den Zwischenraum zwischen Schubstangen 2 und Greiferschienen 1 eingeschwenkt, um ein sicheres Vorbeifahren an den in Funktion befindlichen Werkzeugen der einzelnen Bearbeitungsstationen zu gewährleisten. Nach Eingang der Rückhubmeldung der Querhubzylinder 5 erfolgt der Rückhub des HauptantriebsZylinders 4 in Ausgangsstellung. Dieser Rückhub ist in seiner Lage und seinem Betrag identisch mit dem Transferschritt und wird ebenfalls durch den Transfer- · Schrittbegrenzungsanschlag 7 einstellbar begrenzt. Bei einem Wechsel der zu fertigenden Werkstückabmessungen ist der Werkzeugwechsel bei in den Maschinenräumen montiert verbleibender Greifervorschubeinrichtung mit einer Werkzeugwechseleinrichtung möglich. Zur Einstellung des neuen .notwendigen Querhubs hinsichtlich seines Betrages und seiner Lage werden die

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den Greiferschienen 1 befestigten Querhubbegrenzungaanschläge 6 neu eingestellt« Da sich die Greiferprismen 8 um den Drehpunkt 21 auf einer Kreisbahn dem V/erkstück radial nähern, muß bei verstellten Querhubbegrenzungsanschlägen 6 auch der Transferschritt in seiner Lage durch Betätigung des Transfer-Schrittbegrenzungsanschlages 7 korrigiert werden, um ein einwandfreies maschinenseitiges Zentrieren der Werkstücke zu gewährleisten.

Claims

w to - . 2 18 0 7 3 Erfindungsanspruch :

1· Mechanische Greifervorschubeinrichtung für starr verkettete Fertigungsstraßen zur Anwendung in Verbindung mit Pressen und vertikalen Fließdrückmaschinen zum Formen von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß an einer beliebig langen Schubstange (2) als Winkelhebel ausgebildete Greiferelemente (3) angeordnet sind, die in beliebiger Anzahl längs der Schubstange (2) an Gelenkpunkten (20) kulissenartig aufgenommen werden und in ihren Drehpunkten (21) auf den Greiferschienen (1) schwenkbar gelagert sind*

2» Greifervorschubeinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise angeordneten Greiferschienen (1) mit den von ihnen aufgenommenen Schubstangen· (2) und den Greiferelementen (3) an einem Schlitten (11) befestigt sind, der in einem Säulenführungsgestell (12) .gelagert und mit einem Hauptantriebszylinder (4) verbunden ist und dessen Hub durch den Transferschrittbegrenzungsanschlag (7) bestimmt wird.

3· Greifervorschubeinrichtung nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet j daß an bestimmten Stellen der Schubstangen (2) Buchsen zur lokalen Hubverstellung (26) angeordnet sind, durch deren entsprechende Verstellung sich das Abstandsmaß, der Gelenkpunkte (20 verkleinert oder vergrößert»

Hierzu

.4. Seiten Zeichnungen