DE10060709A1 - Handhabungsgerät zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang - Google Patents

Abstract

Es gibt ein Handhabungsgerät, bei dem ein länglicher Greifer 7 einerends an einer Trageinrichtung gelagert 22 ist und anderenends eine Greifeinrichtung 8, 9 bildet, bei dem der Greifer zwischen der Lagerung 22 und der Greifeinrichtung 8, 9 einen Greiferarm 10 und eine Anbringungseinrichtung 18, die wahlweise nachgiebig oder starr einstellbar ist, aufweist und bei dem die Anbringungseinrichtung 18 Mittel 19 zur Starrstellung und ein blockförmiges Nachgebeelement 11, das am Greifer an zwei einander gegenüberliegenden Seiten befestigt ist, aufweist. Dabei ist es erwünscht, wenn die Anbringungseinrichtung vereinfacht, mechanisch gestaltet ist. Dies ist erreicht, indem das Nachgebeelement ein dauerhaft materialelastisch verformbares Blockstück 11 ist und indem die Mittel zur Starrstellung eine Starrstellstange 19 bilden, die einerseits auf einer der beiden Befestigungsseiten des verformbaren Blockstückes am Greifer 7 befestigt ist, das verformbare Blockstück überragt und anderenends am Greifer lösbar fixierbar 20, 21 ist. Die Mittel zur Starrstellung sind von einfacher Bauweise, da sie in der Starrstellung und den lösbaren Fixiermitteln bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Handhabungsgerät zum Halten eines Schmiede­ teiles beim Schmiedevorgang, bei dem ein länglicher Greifer einerends an einer Trageinrichtung gelagert ist und anderenends eine Greifeinrichtung bildet, bei dem der Greifer zwischen der Lagerung und der Greifeinrich­ tung einen Greiferarm und eine Anbringungseinrichtung, die wahlweise nachgiebig oder starr einstellbar ist, aufweist und bei dem die Anbrin­ gungseinrichtung Mittel zur Starrstellung und ein blockförmiges Nachge­ beelement, das im Greifer an zwei einander gegenüberliegenden Seiten be­ festigt ist, aufweist.

Bei einem bekannten (DE 42 20 796 A1) Handhabungsgerät dieser Art ist das Nachgebeelement eine Manschette, die eine Hydraulikkammer be­ grenzt, deren Innendruck über ein Steuerventil wahlweise auf einen die Manschette nachgiebig machenden niederen Druckwert oder auf einen die Manschette starr machenden hohen Druckwert einstellbar ist. Die Hydrau­ likkammer, das Steuerventil und die Druckwert-Einstellmittel sind relativ aufwendige Bauteile und auch die hohle Manschette ist ein aufwendiges Gebilde, da sie beim Schmiedebetrieb am Greifer auftretende Kräfte auszu­ halten hat. Das bekannte Handhabungsgerät läßt nur relativ geringe Takt­ zeiten zu.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Handhabungsgerät der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Anbringungseinrichtung ver­ einfacht, mechanisch gestaltet ist. Das erfindungsgemäße Handhabungsge­ rät ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachgebe­ element ein dauerhaft materialelastisch verformbares Blockstück ist und daß die Mittel zur Starrstellung eine Starrstellstange bilden, die einerends auf einer der beiden Befestigungsseiten des verformbaren Blockstücks am Greifer befestigt ist, das verformbare Blockstück überragt und anderenends am Greifer lösbar fixierbar ist.

Das materialelastisch verformbare Blockstück ist von einfacher Bauweise und läßt die beim Schmiedevorgang erwünschte Beweglichkeit des Greifers zu. Die Mittel zur Starrstellung sind von einfacher Bauweise, da sie in der Starrstellstange und den lösbaren Fixiermitteln bestehen. Die Anbringungs­ einrichtung ist vereinfacht mechanisch gestaltet. Wenn das Handhabungs­ gerät das Schmiedeteil hebt und bewegt, ist das verformbare Blockstück durch die fixierte Starrstellstange überbrückt bzw. blockiert und setzt die Starrstellstange den Greiferarm starr fort. Wenn das Handhabungsgerät das Schmiedeteil beim Schmiedevorgang hält, ist die Starrstellstange außer Funktion gebracht und wird die Flexibilität und Biegsamkeit des Block­ stücks wirksam.

Die lösbare Fixierung ist z. B. durch eine Verschraubung gegeben, wobei zum Herstellen und zum Lösen der Fixierung geschraubt werden muß. Dies alles sind sehr langsame Vorgänge. Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung liegt jedoch vor, wenn die Lagerung des Greifers drehschwenkbar sowie heb/senkbar ist und zum lös­ baren Fixieren der Greifer und die Starrstellstange einen Zapfen und eine Höhlung, die ineinander schiebbar sind, aufweisen und wenn bei unver­ formtem Blockstück Zapfen und Höhlung fixierend ineinandergreifen und bei Abstützung der Greifeinrichtung zum Schmiedevorgang und aufgrund einer Drehschwenkung sowie einer Heb/Senkung des Greifers das Block­ stück verformt sowie die Starrstellstange bei der Zapfen/Höhlung-Stelle von dem Greifer befreit ist. Hierbei erfolgen das Herstellen und das Lösen der Fixierung selbsttätig durch Drehschwenken des Greifers in Heb/Senk- Richtung und Heb/senken des Greifers an dem gelagerten Ende. Das nach­ giebig Einstellen und das starr Einstellen erfolgt durch Betätigung der dem Greifer-Lager zugeordneten Drehschwenkbarkeit und Heb/Senkbarkeit. Hierdurch ist die Nachgiebigstellung und Starrstellung beschleunigt, was die Taktzeit, mit der das Handhabungsgerät arbeitet, erhöht.

Das Handhabungsgerät ist z. B. ein Manipulator, dessen Trageinrichtung ein Fahrwerk ist, das hängend an Laufrollen oder am Boden verfahrbar ist. In der Regel ist das Handhabungsgerät ein Roboter, dessen Trageinrichtung ortsfest ist und bei dem in für Roboter an sich bekannter Weise die Lage­ rung des Greifers drehschwenkbar sowie heb/senkbar ist. Bei diesem durch die Praxis bekannten Roboter ist jedoch die Anbringungseinrichtung, die wahlweise nachgiebig oder starr einstellbar ist, nicht vorhanden. In der Re­ gel ist der Greifer zusätzlich um eine Längsachse drehbar und in einer waa­ gerechten Ebene drehschwenkbar. Der hier interessierende Drehschwenk- Winkel liegt z. B. bei 5° und der hier interessierende Heb/Senk-Weg liegt z. B. bei 5-10 mm.

In der Regel ist das verformbare Blockstück in gerader Linie mit der Greif­ einrichtung und dem Greiferarm angeordnet. Die Verformung des Block­ stücks beim Nachgiebigeinstellen mittels Drehschwenken und Heb/senken ist eine Art Knickung des Blockstücks. Zu der Greifeinrichtung gehört eine Klemmzange, bei der z. B. eine Zangenbacke gegenüber dem Greifer unbe­ weglich und nur die andere Zangenbacke beweglich ist. Eine zu der Greif­ einrichtung gehörende Zangenbetätigungseinrichtung ist z. B. auf der Ober­ seite des Greifers vorgesehen. Das elastische Blockstück besteht aus Gummi oder einem entsprechenden Kunststoff und besitzt an den beiden einander gegenüberliegenden Seiten der Befestigung je eine angeklebte Metallplatte zur Verschraubung mit anderen Teilen des Handhabungsgerätes. Das ver­ formbare Blockstück hält nicht nur die Vibrationskräfte der Schmiede­ schläge aus, sondern auch die durch die Knickung bedingten Zug- und Druckkräfte.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ebenso, wenn die Starrstell­ stange auch einen beachtlichen Bereich der Länge des Greiferarm überragt. Die Starrstellstange ist also länger gestaltet, wodurch sich die Bauweise der lösbaren Fixierung vereinfacht, da der Weg des freien Endes der Starrstell­ stange relativ zum Greifer beim Lösen vergrößert ist.

Es ist möglich, das verformbare Blockstück bei dem der Greifereinrichtung zugewendeten Ende des Greiferarms anzuordnen und die Befestigung der Starrstellstange auf der der Greifeinrichtung zugewendeten Seite des ver­ formbaren Blockstücks vorzusehen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn das verformbare Blockstück bei dem der Lagerung zu­ gewendeten Ende des Greiferarms angeordnet ist und die Befestigung der Starrstellstange auf der der Lagerung zugewendeten Seite des verformbaren Blockstücks vorgesehen ist. Es ist das verformbare Blockstück von der Hit­ ze des Schmiedevorgangs weiter entfernt und die Verformung des Block­ stücks ist vereinfacht.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn zwei ver­ formbare Blockstücke seitlich nebeneinander angeordnet sind. Dies verbes­ sert die Stabilität der Anbringungseinrichtung und ist hinsichtlich des Knickens der verformbaren Blockstücke vorteilhaft.

Wenn Bewegungen der Lagerung genutzt werden, um die Fixierung der Starrstellstange zu lösen, dann wird die Nachgiebigkeit der verformbaren Blockstücks nicht nur zur Unterdrückung von Vibrationen genutzt, son­ dern auch zum Lösen der Fixierung durch Knicken bzw. Biegen des Block­ stücks. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn der Grei­ fer für den Schmiedevorgang aus einer durchgehend geraden Stellung beim Lager in Abwärtsrichtung gedreht und gehoben ist. Hierbei wird die Aufla­ ge des Schmiedeteiles auf dem Gesenk als Widerlager genutzt und wird das Blockstück nach oben geknickt.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn die Dreh­ schwenk-Bewegung und die Heb/Senk-Bewegung des Greifers gleichzeitig verlaufend gestaltet sind. Die beiden Bewegungen erfolgen also nicht zeit­ lich versetzt gegeneinander, da dies zu unerwünschten Verbiegungen des Greifers führen kann. Es ist ja zu beachten, daß beim Nachgiebigstellen und beim Starrstellen das Schmiedeteil und die dieses haltende Klemmzange auf dem Amboß bzw. einem unteren Gesenk abgestützt sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Handhabungsgerät ist eine schnelle Betätigung des Nachgiebigstellens und des Starrstellens von Interesse, um erhöhte Taktzeiten zu ermöglichen. Deshalb soll das Bewirken und Lösen der Fi­ xierung der Starrstellstange beschleunigt erfolgen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es daher, wenn für die Drehschwenk-Bewegung und die Heb/Senk-Bewegung als Antriebsmittel Elektromotoren vorgesehen sind. Diese Elektromotoren sprechen auf Steuerbefehle schneller an als Hydrau­ likmittel.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar­ gestellt und zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Handhabungsgeräts zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang,

Fig. 2 einen Teil der Darstellung in Fig. 1, in einem gegenüber Fig. 1 ver­ größerten Maßstab, bei einer Starreinstellung, und

Fig. 3 die Darstellung in Fig. 2, bei einer Nachgiebigeinstellung.

Das Handhabungsgerät gemäß Zeichnung gehört zu einem stehenden Schmiedehammer 1, der ein unteres, ruhendes Gesenk 2 bildet und ein obe­ res bewegbares Gesenk 3 an einem Schlagbären 4 aufweist, der gemäß ei­ nem Pfeil 5 auf und ab bewegbar ist. Zwischen den beiden Gesenken 2, 3 wird ein Schmiedeteil 6 umgeformt, das bei der Umformung auf dem unte­ ren Gesenk 2 aufliegt. Das Handhabungsgerät ist als Roboter ausgebildet, der einen im wesentlichen waagerecht verlaufenden Greifer 7 aufweist, der an seinem einen Ende eine Klemmzange 8 bildet, die zwischen zwei Zan­ genbacken das Schmiedeteil 6 hält und eine Zangenbetätigungseinrichtung 9 umfaßt. Gemäß einer gestrichelten Darstellung 8' ist die eine Zangenbacke von der Zangenbetätigungseinrichtung 9 in eine Stellung gebracht, in der das Schmiedeteil 6 freigegeben ist.

Bei dem Greifer 7 schließt an die Klemmzange 8 ein Greiferarm 10 an, der die Zangenbetätigungseinrichtung 9 trägt. An den Greiferarm 10 schließt ein Blockstück 11 an, an das ein Armbereich 12 anschließt. Das Blockstück 11 bildet an zwei einander gegenüberliegenden Seiten je eine Platte, die mit einer anliegenden Platte des Greiferarms 10 bzw. des Armbereichs 12 ver­ schraubt ist, und besteht im übrigen aus einem dauerhaft bzw. wiederholt elastisch verformbaren Material. Der Armbereich 12 läßt sich mittels eines Elektromotors 13 gemäß einem Pfeil 14 auf und ab drehschwenken und von einem Elektromotor 15 gemäß einem Pfeil 16 heben und senken. Eine Steuereinrichtung 17 bewirkt synchrones Arbeiten der beiden Elektromo­ toren 13, 15. Das Ganze ist von einer Trageinrichtung 23 aufgenommen.

Das Blockstück 11 gehört zu einer Anbringungseinrichtung 18, die gemäß Fig. 2 und 3 auch eine Starrstellstange 19 umfaßt, die am Greifer 7 zwi­ schen dem Blockstück 11 und dem Armbereich 12 dauerhaft befestigt ist. Die Starrstellstange 19 erstreckt sich mit etwas Abstand vom Greiferarm 10 in Richtung zur Klemmzange 8. Am freien Ende der Starrstellstange 19 und dem diesem zugeordneten Teil des Greiferarms 10 ist eine lösbare Fi­ xiereinrichtung vorgesehen, indem die Starrstellstange einen Zapfen 20 trägt, der in eine Höhlung 21 des Greiferarms paßt. Gemäß Fig. 2 ist die Fixiereinrichtung im Eingriff, ist das verformbare Blockstück nicht ver­ formt und kann der Greifer das Schmiedeteil tragend manipulieren. Gemäß Fig. 3 ist das Schmiedeteil aufgelegt und abgestützt, ist der Greifer bis hin zum Blockstück waagerecht und ist die Lagerung 22 sowohl im Gegenuhr­ zeigersinn drehgeschwenkt als auch nach oben angehoben, wobei die Lage­ rung 22 hier durch die Drehachse des Armbereichs 12 symbolisiert ist.

Claims (8)

1. Handhabungsgeräte zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiede­ vorgang,
bei dem ein länglicher Greifer einerends an einer Trageinrichtung gela­ gert ist und anderenends eine Greifeinrichtung bildet,
bei dem der Greifer zwischen der Lagerung und der Greifeinrichtung einen Greiferarm und eine Anbringungseinrichtung, die wahlweise nachgiebig oder starr einstellbar ist, aufweist und
bei dem die Anbringungseinrichtung Mittel zu Starrstellung und ein blockförmiges Nachgebeelement, das im Greifer an zwei einander ge­ genüberliegenden Seiten befestigt ist, aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Nachgebeelement ein dauerhaft materialelastisch verformbares Blockstück (11) ist und
daß die Mittel zu Starrstellung eine Starrstellstange (19) bilden, die ei­ nerends auf einer der beiden Befestigungsseiten des verformbaren Block­ stücks (11) am Greifer (7) befestigt ist, das verformbare Blockstück überragt und anderenends am Greifer (7) lösbar fixierbar (20, 21) ist.

2. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (22) des Greifers (7) drehschwenkbar sowie heb/senkbar ist und zum lösbaren Fixieren der Greifer (7) und die Starrstellstange (19) einen Zapfen (20) und eine Höhlung (21), die ineinander schiebbar sind, aufweisen und daß bei unverformtem Blockstück (11) Zapfen und Höh­ lung fixierend ineinandergreifen und bei Abstützung der Greifeinrich­ tung zum Schmiedevorgang und aufgrund einer Drehschwenkung sowie einer Heb/Senkung des Greifers das Blockstück verformt sowie die Starrstellstange (19) bei der Zapfen/Höhlung-Stelle von dem Greifer (7) befreit ist.

3. Handhabungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Starrstellstange (19) auch einen beachtlichen Bereich der Länge des Greiferarms (10) überragt.

4. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Blockstück (11) bei dem der Lagerung (22) zugewendeten Ende des Greiferarms (10) angeordnet ist und die Befestigung der Starrstellstange (19) auf der der Lagerung (22) zugewendeten Seite des verformbaren Blockstücks vorgesehen ist.

5. Handhabungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verformbare Blockstücke (11) seitlich neben­ einander angeordnet sind.

6. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Greifer (7) für den Schmiedevorgang aus einer durch­ gehend geraden Stellung bei der Lagerung (22) in Abwärtsrichtung ge­ dreht und gehoben ist.

7. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehschwenk-Bewegung und die Heb/Senk-Bewegung des Greifers (7) gleichzeitig verlaufend gestaltet sind.

8. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Drehschwenk-Bewegung und die Heb/Senk- Bewegung als Antriebsmittel (13, 15) Elektromotoren vorgesehen sind.