DE102013016678A1

DE102013016678A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Zuführung von Werkstücken zu Bearbeitungsmitteln und Einrichtung zur Werkstückbearbeitung

Info

Publication number: DE102013016678A1
Application number: DE201310016678
Authority: DE
Inventors: Matthias Schulten; Matthias Just
Original assignee: Profiroll Technologies GmbH
Current assignee: Profiroll Technologies GmbH
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2015-04-09

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (3) zur Zuführung von Werkstücken (9) zu Bearbeitungsmitteln, ein Verfahren zur Zuführung von Werkstücken (9) zu Bearbeitungsmitteln und eine Einrichtung zur Werkstückbearbeitung. Mit der erfindungsgemäßen Zuführvorrichtung (3) kann die Positionierpräzision gegenüber bisher bekannten Werkstückzuführungen erheblich erhöht werden, da eine konstant gleichbleibende Position der Basis der Bearbeitung sicher gestellt ist. Außerdem ist ein hoher Werkstückdurchsatz erzielbar, da die exakte Positionierung gegenüber dem Bearbeitungsmittel aufgrund einer instantan spielfreien Halterung des Werkstücks (9) unmittelbar nach dessen Einschub in die Bearbeitungsposition (B) erreicht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung von Werkstücken zu Bearbeitungsmitteln nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zur Zuführung von Werkstücken zu Bearbeitungsmitteln nach dem Oberbegriff von Anspruch 11 und eine Einrichtung zur Werkstückbearbeitung.
Es sind zahlreiche Werkzeugmaschinen bekannt, die eine automatische oder halbautomatische Werkstückzuführung zu den Bearbeitungsmitteln der Werkzeugmaschine aufweisen. Die Bearbeitungsgenauigkeit hängt insbesondere bei Walzmaschinen, wie Profil- und Gewindewalzmaschinen davon ab, wie hoch die Positionierpräzision der Werkstückzuführung ist, d. h. wie reproduzierbar eine vorgegebene Werkstückposition bei der Bearbeitung eingehalten werden kann. Außerdem ist die Werkstückzuführung zumeist ein limitierender Faktor beim Werkstückdurchsatz durch solche Werkzeugmaschinen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Positionierpräzision gegenüber bisher bekannten Werkstückzuführungen zu erhöhen, wobei insbesondere ein hoher Werkstückdurchsatz erzielbar sein soll.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung zur Zuführung von Werkstücken zu Bearbeitungsmitteln nach Anspruch 1, einem Verfahren zur Zuführung von Werkstücken zu Bearbeitungsmitteln nach Anspruch 11 und einer Einrichtung zur Werkstückbearbeitung nach Anspruch 13.
Die Erfinder haben erkannt, dass diese erfindungsgemäße Aufgabe dadurch besonders einfach und kostengünstig gelöst werden kann, wenn eine spielfreie Führung der Werkstücke bereitgestellt wird, was dadurch erfolgt, dass ein Gegendruck auf den Werkstückmitnehmer ausgeübt wird. Dadurch wird ein Abheben bzw. Flattern des Werkstücks wirksam verhindert, wodurch die exakte Werkstückposition für die Bearbeitung sehr schnell und reproduzierbar erreicht wird. Außerdem kann durch diese Abkürzung bzw. überhaupt Verhinderung eines Ausschwingens des Werkstücks der Werkzeugmaschinentakt bedeutend erhöht werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zuführung von Werkstücken zu Bearbeitungsmitteln, wobei die Bearbeitung mit den Bearbeitungsmitteln in einer Bearbeitungsposition der Werkstücke erfolgt, wobei die Vorrichtung zumindest einen Werkstückmitnehmer für das Werkstück aufweist, wobei der Werkstückmitnehmer an einem Transportmittel angeordnet ist, zeichnet sich somit dadurch aus, dass zumindest ein Gegendruckmittel vorgesehen ist, das in der Bearbeitungsposition einen Gegendruck auf den Werkstückmitnehmer ausübt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Werkstückmitnehmer an einem Führungsmittel angeordnet ist und der Gegendruck gegenüber dem Führungsmittel wirkt. Dabei ist das Führungsmittel bevorzugt umlaufend ausgebildet. Dann lässt sich der Gegendruck besonders einfach bereitstellen.
Zweckmäßig weist der Werkstückmitnehmer einen Transportmittelmitnehmer auf, der in das Transportmittel formschlüssig eingreift.
Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass zumindest ein Postitionierungsmittel an dem Werkstückmitnehmer angeordnet ist, das zumindest in der Bearbeitungsposition an dem Transportmittel anliegt, bevorzugt formschlüssig in das Transportmittel eingreift. Das Positionierungsmittel kann dabei identisch mit dem Transportmittelmitnehmer ausgebildet sein, vorteilhaft handelt es sich jedoch um ein separates Element, weil dann eine gleichbleibendere Positionierung der Werkstückmitnehmers an dem Transportmittel erreicht werden kann.
In einer zweckmäßig Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Transportmittel zumindest einseitig, bevorzugt zweiseitig ein Zahnprofil aufweist und/oder dass das Transportmittel umlaufend, insbesondere als Transportband ausgebildet ist. Dadurch wird konstruktiv besonders einfach zum einen der Transport der Werkstückmitnehmers und zum anderen dessen Positionierung an dem Transportmittel erreicht.
Eine besonders präzise Positionierung lässt sich dadurch erreichen, dass das Gegendruckmittel eingerichtet ist, in Bezug auf das Transportmittel zumindest in der Bearbeitungsposition eine Vorspannung aufzubauen. Diese Vorspannung ist vorteilhaft gezielt einstellbar, beispielsweise über Exzenterschrauben.
Eine konstruktiv einfache und dennoch präzise Positionierung lässt sich dadurch erreichen, dass jedem Werkstück zwei Werkstückmitnehmer zugeordnet sind, wobei jeder Werkstückmitnehmer einen Schlitten und ein an dem Schlitten angeordentes Mitnehmerelement aufweist, wobei bevorzugt eines der Mitnehmerelemente verschwenkbar am Schlitten angeordnet ist.
In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn die Vorrichtung angepasst ist, das verschwenkbare Mitnehmerelement in einer Werkstückaufnahmeposition, einer Werkstückabgabeposition und in der Bearbeitungsposition des Werkstückmitnehmers zu verschwenken.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung von „Werkstückaufnahmeposition”, „Werkstückabgabeposition” und „Bearbeitungsposition” die Rede ist, so ist damit stets sowohl die Position des Werkstücks als auch die Position eines entsprechenden Werkstückmitnehmers gemeint, die jeweils eindeutig zuordenbar sind, auch wenn sie hinsichtlich der Lage des Schwerpunktes des Werkstücks bzw. des Werkstückmitnehmers selbstverständlich nicht identisch sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn dann die Vorrichtung angepasst ist, das verschwenkbare Mitnehmerelement in der Bearbeitungsposition des Werkstückmitnehmers nach Erreichen eines bestimmten Bearbeitungsstandes zu verschwenken, um das Werkstück am Anfang der Bearbeitung zu halten und erst nach Erreichen des bestimmten Bearbeitungsstandes frei zu geben. Dadurch wird die Bearbeitungspräzision bedeutend erhöht.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zur Betätigung des verschwenkbaren Mitnehmerelements ein Nocken vorgesehen ist, der bevorzugt mit einer Kurvenrolle zusammenwirkt. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv besonders einfach ausgebildet.
Weiterhin wird Schutz beansprucht für das erfindungsgemäße Verfahren zur Zuführung von Werkstücken zu Bearbeitungsmitteln, wobei die Bearbeitung mit den Bearbeitungsmitteln in einer Bearbeitungsposition der Werkstücke erfolgt, wobei zumindest ein Werkstückmitnehmer für das Werkstück verwendet wird, wobei der Werkstückmitnehmer an einem Transportmittel angeordnet ist, das sich dadurch auszeichnet, dass zumindest in der Bearbeitungsposition ein Gegendruck auf den Werkstückmitnehmer so ausgeübt wird, dass die Zuführung in der Bearbeitungsposition spielfrei erfolgt und so eine exakte Positionierung der Werkstücke gegenüber den Bearbeitungsmitteln erfolgt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zuführung verwendet wird.
Weiterhin wird selbständiger Schutz für die erfindungsgemäße Einrichtung zur Werkstückbearbeitung beansprucht, die sich dadurch auszeichnet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zuführung verwendet wird.
Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um eine Werkstückwalz- oder -schleifeinrichtung, insbesondere um eine Profil- oder Gewindewalzeinrichtung.
Alle beschriebenen Merkmale können ohne weiteres miteinander kombiniert werden, soweit nichts gegenteiliges gesagt ist. Dabei können Vorrichtungsmerkmale auch als Verfahrensmerkmale verwendet werden und umgekehrt Verfahrensmerkmale auch als Vorrichtungsmerkmale.
Die Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen rein schematisch:
1 die erfindungsgemäße Werkstückbearbeitungseinrichtung in einer perspektivischen Gesamtansicht,
2 die erfindungsgemäße Transportvorrichtung in einer seitlichen Draufsicht,
3 ein vergrößerter Ausschnitt der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung nach 2 und
4 die erfindungsgemäße Transportvorrichtung nach 2 in einer perspektivischen Teilansicht.
In den 1 bis 4 sind rein schematisch verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Werkstückbearbeitungseinrichtung 1 (1) und einer erfindungsgemäßen Transport- bzw. Zuführvorrichtung 3 (2 bis 4) dargestellt, wobei die Zuführvorrichtung 3 insbesondere für Gewindewalzmaschinen als Bearbeitungseinrichtung geeignet ist und vorzugsweise zylindrische stangenartige Rohlinge als Werkstücke für die Einarbeitung von Schraubgewindeenden zugeführt werden.
Es ist zu erkennen, dass die Werkstückbearbeitungseinrichtung 1 die Zuführvorrichtung 3 mit entsprechenden Antriebsmitteln 5, Bearbeitungsmittel 7 für die Werkstücke 9 und Steuerungsmittel 11 mit einer Eingabeeinheit 13 aufweist. Zur Bereitstellung der Werkstücke 9 ist ein Magazin 15 mit einem Zuteil- bzw. Vereinzelungsprisma vorgesehen.
Die Werkstücke 9 werden mittels einer Fördereinheit (nicht gezeigt) in das Magazin 15 transportiert und dort mittels des Zuteilprismas vereinzelt und von der Zuführvorrichtung 3 in einer Werkstückaufnahmeposition A ergriffen (2). Das Magazin 15 kann dabei an die genauen Werkstückabmessungen angepasst werden.
In 2 ist rein schematisch in einer seitlichen Draufsicht die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung 3 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Zuführvorrichtung 3 zwei Arten von Werkstückmitnehmern 21, 23 aufweist, nämlich erste Werkstückmitnehmer 21, die ein starr angeordnetes Mitnehmerelement 25 als vorzugsweise Einschubhebel aufweisen, und zweite Werkstückmitnehmer 23, die ein verschwenkbar angeordnetes Mitnehmerelement 27 aufweisen, welche vorzugsweise als Klemmhebel 27 gerüstet sind. Jeder Werkstückmitnehmer 21, 23 weist gemäß 2 einen Schlitten 29, 31 auf, die über Rollen (nicht gezeigt) an einem umlaufenden Führungsmittel in Form einer Schiene 33 angeordnet sind und zwar vorzugsweise jeweils mittels zweier beabstandeter Rollenpaare, welche gegenüberliegend an der Schiene angreifen, wie 3 deutlich zeigt.
Weiterhin sind zwei beidseitig verzahnte und nur teilweise gezeigte Zahnriemen 35, 37) als Transportmittel vorgesehen, von denen der hintere Zahnriemen 37 in 1, nicht jedoch in 4 zu erkennen ist, und die mit den Schlitten 29, 31 jeweils über Transportmittelmitnehmer 39 verbunden sind, wie vor allem im Zusammenhang mit 3 deutlich wird. Das Mitnehmerelement weist eine an die Verzahnung des Zahnriemens angepasstes Profil auf und umgreift in der dargestellten Eingriffsstellung Zähne 41 auf der Oberseite des jeweiligen Zahnriemens 35, 37 und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel rein beispielshalber jeweils einen Riemenzahn. Die Zahnriemen 35, 37 sind parallel und mit Abstand zueinander über eine Antriebswelle 43 geführt, auf der Walzen 45, 47 mit einem zum Zahnriemeninnenprofil 49 der Zahnriemen 35, 37 korrespondierendes Außenprofil (nicht gezeigt) gelagert sind. Hierbei sitzen auf der Antriebswelle nach 3 jeweils zwei beabstandete Walzen 45, 47, von denen jeweils eine einem der beiden Zahnriemen 35, 37 zugeordnet ist. Eine der beiden Walzen ist dabei als Antriebswalze ausgelegt und drehfest mit der Antriebswelle 47, etwa über eine Paßfeder oder dgl., verbunden. Die andere der beiden Walzen, hier die Walze 47 gemäß 4 sitzt lose gelagert auf der Antriebswelle 43, die beispielsweise über einem Servomotor angetrieben ist. Zur Umlenkung sind zwei entsprechend gegenüberliegend angeordnete Umlenkwalzen 51 für die beiden Zahnriemen vorgesehen. Die Einschubhebel 25 sind dabei an dem unter Bezug auf die Bearbeitungsmittel 7 hinteren Zahnriemen 37 und die Klemmhebel 27 an dem vorderen Zahnriemen 35 zugeordnet, wobei der Mitnehmerschlitten 31 für den Hebel 25 mit dem hinteren Zahnriemen 37 und der Schlitten 29 für den Klemmhebel 27 mit dem anderen Zahnriemen 35 zusammenwirkt.
In Transportrichtung T vor und hinter dem Mitnehmerelement 39 eines jeden Schlittens 29, 31 sind Positionierelemente 53, 55 in Art von Profilbacken angeordnet, die mittels eines zu dem Zahnriemenaußenprofil 41 der Zahnriemen 35, 37 korrespondierenden Profils in den Zahnriemen 35, 37 eingreifen und im jeweiligen Schlitten aufgenommen sind. Dabei sind diese Positionierelemente 53, 55 nicht fest mit den Zahnriemen 35, 37 verbunden, so dass sie auf den geraden Abschnitten der Zahnriemen 35, 37 an diesen, wie nachfolgend anhand von Gegendruck- und Vorspannrollen noch näher beschrieben wird, anliegen, jedoch an den Umlenkabschnitten im Bereich der Antriebswalzen 45, 47 und der Umlenkwalze 51 von den Zahnriemen 35, 37 beabstandet sind, damit die Umlenkung und Momenteeintragung vollzogen werden kann (siehe auch 3).
Einschubhebel 25 und Klemmhebel 27 weisen an die jeweilige Form und/oder Größe des Werkstücks angepasste auswechselbare und verschleißfeste Druckstücke 57 auf, zwischen denen das Werkstück 9 geklemmt wird. Der Klemmhebel 27 ist vorzugsweise als Kniehebel mit einem vorspringenden Nockenglied 28 versehen und verschwenkbar am Schlitten 23 angeordnet, wobei zur Betätigung eine Kurvenrolle 59 vorgesehen ist, die mit Nocken 61, 63 im Bereich der Bearbeitungsposition B und der Werkstückaufnahmeposition A betätigt wird, die auf das Nockenglied 28 des Klemmhebels 27 einwirken. Der Nocken 61 in der Bearbeitungsposition B ist in Rechtung senkrecht zum Zahnriemen 35, 37 beispielsweise mittels eines Pneumatikzylinders (nicht gezeigt) linear beweglich angeordnet. Die Nockensteuerung des Klemmhebels kann durch geeignete und insbesondere jeweils anpassbare Nockenmechanismen mit geeigneten Steuerkurven erfolgen. Im Einlauf in die Aufnahmestation A und nach Beendigung der Werkstückbearbeitung in der Station B, wird der Klemmhebel 27 gegen eine Feder, insbesondere Druckfeder, nockengesteuert zurückgeschwenkt, so dass die Werkstückaufnahme in Station A und Abgabe bei Verlassen der Station B erfolgt. Infolge der aufgebauten Federvorspannung wird der Klemmhebel dann jeweils wieder nach Verlassen der Nockensteuerung in seine Ausgangsposition zurückgeschwenkt.
Gegen das Zahnriemeninnenprofil 49 wirkend sind zwei Gegendruckrollen 65, 67 und eine Vorspannrolle 69 angeordnet, wobei die Gegendruckrollen 65, 67 ein mit dem Zahriemeninnenprofil 49 korrespondierendes Profil aufweisen. Die Gegendruckrollen 65, 67 sind dabei so von einander beabstandet angeordnet, dass sie in der Bearbeitungsposition B des zweiten Werkstückmitnehmers 23 exakt oberhalb der entsprechenden Positionierelemente 53, 55 angeordnet sind.
Durch die Vorspannrolle 69 und die Gegendruckrollen 65, 67 wird eine dauerhafte Vorspannung auf den Zahnriemen 35 – und durch entsprechende Rollen (nicht gezeigt) auch auf den Zahnriemen 37 – übertragen. Die Werkstückmitnehmer 21, 23 bzw. Mitnehmerschlitten sind mit den Zahnriemen 35, 37 jeweils spielarm über die Verzahnung und diese Vorspannung verbunden.
Wenn sich der zweite Werkstückmitnehmer 23 in der Bearbeitungsposition B befindet, sind die Positionierelemente 53, 55 des zweiten Werkstückmitnehmers 23 exakt gegenüberliegend von den beiden korrespondierenden Gegendruckrollen 65, 67. Dadurch wird ein Gegendruck auf den Werkstückmitnehmer 23 aufgebaut, der sich seinerseits über den Schlitten 31 an der Schiene 33 abstützt. Durch diesen Gegendruck wird der Zahnriemen 35 zwischen Positionierelementen 53, 55 und Gegendruckrollen 65, 67 fixiert, so dass kein Flattern oder dgl. möglich ist. Außerdem greifen die jeweiligen Zahnprofile 41, 49 des Zahnriemens 35 vollflächig in die entsprechenden Zahnprofile der Positionierelementen 53, 55 und der Gegendruckrollen 65, 67. Insgesamt wird dadurch der Werkstückmitnehmer 23 spielfrei verspannt, so dass sich eine hohe Positionierpräzision von +/–0,1 mm ergibt.
Um eine gewisse Flexibilität beim Einspannvorgang der Werkstücke 9 zwischen Klemmhebel 27 und Einschubhebel 25 in der Werkstückaufnahmeposition A und in der Bearbeitungsposition B nach Abschluss der Bearbeitung zu erreichen, sind beide Hebel 25, 27 gegenüber den jeweiligen Schlitten 31, 29 federbelastet und zwar vorzugsweise durch Druckfedern 71, 73. Sie können daher in begrenztem Umfang gegenüber der Vertikalen ausweichen. Diese Ausweichbewegungen sind jedoch nur in sehr geringem Umfang möglich, so dass beim Einschubhebel 25 zu Recht von einem starren Hebel die Rede ist und der Klemmhebel 27 aufgrund seiner Verschwenkbarkeit mit der Kurvenrolle 59 um die Verschwenkachse 75 als verschwenkbarer Hebel bezeichnet wird. Damit trotz der möglichen Ausweichbewegungen die Klemmhebel 27 als Basis für die Positionierung gegenüber der Bearbeitungsmittel 7 dienen kann, ist die Federbelastung 71 des Klemmhebels 27 größer als die Federbelastung 73 des Einschubhebels 25.
In 4 ist die Zuführvorrichtung 3 in Bezug zu 2 in einer perspektivischen Ansicht von der entgegen gesetzten Seite, also von der Rückseite hergezeigt.
Es ist zu erkennen, dass die beiden auf der Antriebswelle 43 angeordneten Walzen 45, 47 für die Zahnriemen 35, 37 über eine gerastete Kupplung 81 in Form eines Teilkopfapparates miteinander gekuppelt sind. Jedem Zahnriemen 35, 37 ist eine eigene Umlenkwalze 51 zugeordnet (vgl. 2), die auf einer Welle freilaufend gelagert sind (nicht gezeigt).
Im gekuppelten Zustand werden beide Walzen oder Räder 45, 47 auf der Antriebsachse 43 synchron mittels des Antriebs 5 über die gemeinsame Antriebswelle 43 angetrieben und treiben damit ihrerseites die jeweiligen Zahnriemen 35, 37 und die daran angeordneten ersten 21 und zweiten Werkstückmitnehmer 23 in Folge des Eingriffs der Transpostmittelmitnehmer 39 in die Zahnriemen synchron an. Hierbei ist ein Rad, hier das Rad 45 in 3, drehfest mit der Welle 43 als Antriebsrad ausgelegt und das andere Rad 47 mit diesem durch eine Kupplung verbunden, so dass beide Räder 45 und 47 miteinander drehen können. Das Rad 47, welches über beispielsweise den oben beschriebenen Steckbolzen 86, mit dem Antriebsrad 45 drehfest verbunden werden kann, weist vorzugsweise der Lochscheibe 84 entsprechende Öffnungen für den Eingriff mit dem Steckbolzen 86 auf.
Im entkuppelten Zustand der Kupplung können die Räder 45, 47 frei gegeneinander verdreht werden, um eine alternative Raststellung 83 der Kupplung 81 einzustellen, indem das lose gelagerte Rad 47 gegenüber dem Antriebsrad 45 entsprechend gedreht wird, etwa durch eine Handkurbel oder einen Servomotor, um damit den lichten Abstand W der Druckstücke 57 der ersten 21 und zweiten Werkstückmitnehmer 23 gezielt auf die Werkstücklänge L anzupassen. Die Kupplung 81 weist hierfür für eine Vielzahl von Werkstücklängen L vorgegebene Raststellungen 83 in einer aus 4 ersichtlichen Lochscheibe 84 auf, die drehfest neben der lose aufgelagerten Walze 47 mit der Antriebswelle verbunden ist. Die Mehrzahl vorgegebener Löcher ist mit 85 bezeichnet. Nach Relativverdrehung des Rades 47 wird beispielsweise ein Steckbolzen 86 in ein entsprechendes Loch der Lochscheibe gesteckt und auch in eine Öffnung bzw. Loch des Rads 47, so dass das Rad 47 wieder an dem Antrieb angekoppelt wird und hierdurch der Abstand der zugeordneten Schlitten 29, 31 in Anpassung an die Werkstücke verändert werden kann. Dadurch ist eine präzise und einfache Anpassung durch einen Bediener möglich. Die Spannung der Werkstücke 9 mittels der Werkstückmitnehmer 21, 23 ist damit gleichbleibend hochpräzise, so dass die Bearbeitungspräzision auch für unterschiedliche Werkstücklängen L sehr hoch ist.
Zusätzlich ist die Kupplung als Reibschlusskupplung 81 ausgelegt, die mit einem dem Fachmann geläufigen Betätigungsmittel (nicht gezeigt) betätigt wird, so dass auch eine stufenlose Verstellung der Kupplung ermöglicht wird, wenn eine über das vorgegebene Raster 83 hinausgehende feinere Abstufung erforderlich ist.
Weiterhin ist in 4 zu erkennen, dass die Druckrollen 65, 67 jeweils parallel für beide Zahnriemen 35, 37 vorgesehen sind. Dadurch wird auf beide Zahnriemen 35, 37 im Zusammenhang mit den entsprechenden Vorspannrollen 69 dauerhaft eine Vorspannung ausgeübt.
Der Arbeitsablauf der erfindungsgemäßen Werkstückbearbeitungseinrichtung 1 ist nun der folgende.
Werkstücke 9, d. h. vornehmlich Zylinderrohlinge, werden mittels der Fördereinheit (nicht gezeigt) in das Magazin 15 transportiert und dort mittels des Zuteilprismas vereinzelt und von der Zuführvorrichtung 3 in einer Werkstückaufnahmeposition A ergriffen. In dieser Station A liegen die zu greifenden Werkstücke etwa in einer prismatischen Führung für das Ergrreifen durch die Hebel 25 und 27 bereit. Dazu wird der Klemmhebel 27 in der Station A über die mit dem Nocken 63 betätigte Kurvenrolle 59 um die Schwenkachse 75 verschwenkt und weggeschwenkt, so dass der Rohling eingelegt werden kann. Dabei wird der Rohling 9 zwischen ruhendem Einschubhebel 25 und verschwenktem Klemmhebel 27 positioniert und Einschubhebel 25 und Klemmhebel 27 werden synchron in Transportrichtung T weiter transportiert, wodurch der Nocken 63 verlassen wird, so dass der Klemmhebel 27 etwa aufgrund Federvorspannung wieder zurückschwenkt und das Werkstück 9 zwischen den Druckstücken 57 von Einschubhebel 25 und Klemmhebel 27 fest positioniert und eingeklemmt ist.
Sobald das beförderte Werkstück 9 die Bearbeitungsposition B erreicht hat, halten die Zahnriemen 35, 37 an, so dass das Werkstück ruht. Die Bearbeitungsmittel 7 bearbeiten das Werkstück 9, wobei beispielsweise ein Gewinde eingewalzt wird. Dabei wird das Werkstück 9 anfänglich noch zwischen Einschubhebel 25 und Klemmhebel 27 geklemmt, damit eine definierte Gewindelänge sicher gestellt wird. Ab einer bestimmten Eindringtiefe der Walzwerkzeuge der Bearbeitungsmittel 7 wird der Klemmhebel 27 mittels etwa einer Linearverschiebung des Nockens 61 betätigt, so dass das Werkstück 9 durch Verschwenken des Klemmhebels 27 entspannt wird.
Nach Abschluss des Walzvorgangs in der Bearbeitungsposition B wird das bearbeitete Werkstück 9 weiter transportiert. Bei Erreichen der Werkstückabgabeposition C wird der Mitnehmer 23 mit dem Klemmhebel 27 aufgrund der Umlenkung durch das Antriebsrad 45 automatisch gegenüber dem Mitnehmer 21 mit dem Einschubhebel 23 verschwenkt, wodurch das Werkstück entspannt und abgeführt wird. Aufgrund der Geschwindigkeit des Transports dient jetzt der Einschubhebel 25 als Schubmittel, wodurch das bearbeitete Werkstück 9 auf ein nicht gezeigtes Abführband übergaben wird, das die bearbeiteten Werkstücke seinerseits in ein entsprechendes Magazin (nicht gezeigt) übergibt.
Während eines ersten Arbeitstaktes wird somit ein Werkstück 9 in der Bearbeitungsposition B gewalzt und gleichzeitig ein Werkstück 9 in der Werkstückaufnahmeposition A zwischen Einschubhebel 25 und Klemmhebel 27 gespannt. In einem zweiten Arbeitstakt wird das gewalzte Werkstück 9 in die Werkstückabgabeposition C transportiert und an das Abführband übergeben und gleichzeitig das in der Werkstückaufnahmeposition gespannte Werkstück an die Bearbeitungsposition B überführt.
Über ein schlittenartiges Aufnahmegestell 77 ist die Zuführvorrichtung 3 mit dem Maschinenbett 79 der Werkzeugmaschine 1 bockseitig verbunden. Die Position des Aufnahmegestells 77 gegenüber dem Maschinenbett 79 kann gezielt eingestellt werden, um eine Anpassung von Zuführvorrichtung 3, Bearbeitungsmitteln 7 und Werkstücken 9 aufeinander vorzunehmen.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 1 mit der erfindungsgemäßen Zuführvorrichtung 3 erreicht in einer praxisgerechten Ausführungsform eine Werkstückleistung von etwa 40 Stück/min, wobei die Walzzeit etwa 0,7 s beträgt. die Einschubgeschwindigkeit liegt bei ca. 5 m/s und die Einschubbeschleunigung beträgt etwa 2,5 ms^–2. Der Einschubweg beträgt ca. 350 mm. Und es lassen sich Werkstück mit einem Durchmesser im Bereich 5 bis 22 mm und einer Länge im Bereich von 40 bis 160 mm bearbeiten. Selbstverständlich können diese Werte leistungsbezogen und/oder abhängig vom Rohling geeignet eingesetzt und geändert werden.
Aus der vorstehenden Darstellung ist deutlich geworden, dass mit der erfindungsgemäßen Transport- bzw. Zuführvorrichtung 3 eine Anpassung an unterschiedliche Werkstücktypen oder -dimensionen konstruktiv einfach und vor allem kurzfristig und kostengünstig durchführbar ist. Dabei kann die Positionierpräzision gegenüber bisher bekannten Werkstückzuführungen erheblich erhöht werden, da eine konstant gleichbleibende Position der Basis der Bearbeitung sicher gestellt ist. Außerdem ist ein hoher Werkstückdurchsatz erzielbar, da die exakte Positionierung gegenüber dem Bearbeitungsmittel 7 aufgrund der instantan spielfreien Halterung des Werkstücks 9 unmittelbar nach dessen Einschub in die Bearbeitungsposition B erreicht wird.
Merkmalsgruppen und -kombinationen:

1. Werkstückzuführvorrichtung (3) für die Zuführung, Positionierung und Abführung von Werkstücken (9) insbesondere zylindrischen Rohlingen zu einer Werkzeugmaschine, insbesondere Profil- oder Gewindewalzmaschine, wobei die Vorrichtung (3) zumindest einen Werkstückmitnehmer (21, 23) für das Werkstück (9) aufweist, wobei der Werkstückmitnehmer (21, 23) an einem Transportmittel (35, 37) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Werkstück (9) zumindest zwei Werkstückmitnehmer (21, 23) zugeordnet sind, die an unterschiedlichen, vorzugsweise zwei parallelen Transportmitteln (35, 37) vorgesehen sind, wobei die Lage der Transportmittel (35, 37) zueinander so einstellbar ist, dass der Abstand (W) der Werkstückmitnehmer (21, 23) selektiv festlegbar ist.
2. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Transportmitteln (35, 37) eine Kupplung (81, 45, 47, 51) vorgesehen ist, die vorzugsweise für ein stufenloses Kuppeln und Entkuppeln ausgelegt ist und/oder für ein gerastetes (83) Kuppeln ausgelegt ist.
2. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (81) eine Reibschlusskupplung ist.
3. Vorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel (35, 37) synchron antreibbar sind, wozu bevorzugt ein Servoantrieb, insbesondere ein Servomotor (5) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel (35, 37) zumindest einseitig, bevorzugt zweiseitig ein Zahnprofil (41, 49) aufweisen und/oder dass die Transportmittel (35, 37) umlaufend, insbesondere als Transportbänder (35, 37) ausgebildet sind.
5. Vorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Werkstückmitnehmer (21, 23) einen Schlitten (29, 31) und ein an dem Schlitten (29, 31) angeordentes Mitnehmerelement (25, 27) aufweist, wobei bevorzugt eines der Mitnehmerelemente (27) verschwenkbar am Schlitten (29) angeordnet ist.
6. Vorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerelemente (25, 27) zum Spannen des Werkstücks (9) ausgebildet sind und bevorzugt auswechselbare Werkstückdruckstücke (57) aufweisen, wobei die Mitnehmerelemente (25, 27) insbesondere angepasst sind, das Werkstück (9) in Werkstücklängsrichtung (L) zu spannen.
7. Vorrichtung nach einem der voerherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Lage der vorzugsweise zwei Transportmittel über eine drehfest mit einer Antriebswelle (43) verbundene Lochscheibe (84) erfolgt, die neben einem lose auf der Antriebswelle (43) gelagerten Walze oder Rad (47) angeordnet ist, wobei nach entsprechender Relativdrehung des Rads (47) durch einen Steckbolzen (86), der in ein entsprechendes Rastloch (85) eingreift eine Kopplung mit der Antriebswelle (43) erfolgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das lose auf der Welle gelagerte Rad bzw. Walze (47) zwischen der Lochscheibe (84) und einem drehfest mit der Antriebswelle (43) verbundenem Antriebsrad (45) angeordnet ist.
9. Verfahren für die Zuführung, Positionierung und Abführung von Werkstücken (9), wobei zumindest ein Werkstückmitnehmer (21, 23) für das Werkstück (9) verwendet wird, wobei der Werkstückmitnehmer (21, 23) an einem Transportmittel (35, 37) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Werkstück (9) zumindest zwei Werkstückmitnehmer (21, 23) zugeordnet werden, die an unterschiedlichen Transportmitteln (35, 37) vorgesehen sind, wobei die Lage der Transportmittel (35, 37) zueinander so einstellbar ist, dass der Abstand (W) der Werkstückmitnehmer (21, 23) selektiv festlegbar ist, und dass der Abstand (W) der Werkstückmitnehmer an die Dimension (L) des Werkstücks (9) durch Veränderung der Lage der Transportmittel (35, 37) zueinander angepasst wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (3) zur Zuführung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 verwendet wird.
11. Einrichtung (1) zur Werkstückbearbeitung mit Bearbeitungsmitteln, wobei die Bearbeitung mit den Bearbeitungsmitteln (7) in einer Bearbeitungsstellung (B) der Werkstücke (9) erfolgt, gekennzeichnet durch die Verwendung der Vorrichtung (3) zum Transport nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
12. Einrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Werkstückwalz- oder -schleifeinrichtung handelt, bevorzugt um eine Profil- oder Gewindewalzeinrichtung (1).

Bezugszeichenliste

1: Werkstückbearbeitungseinrichtung
3: Transport- bzw. Zuführvorrichtung
5: Antriebsmittel
7: Bearbeitungsmittel
9: Werkstücke
11: Steuerungsmittel
13: Eingabeeinheit
15: Magazin
21: erste Werkstückmitnehmer
23: zweite Werkstückmitnehmer
25: starr angeordnetes Mitnehmerelement (Einschubhebel)
27: verschwenkbar angeordnetes Mitnehmerelement (Klemmhebel)
28: Nockenglied
29, 31: Schlitten
33: umlaufendes Führungsmittel, Schiene
35, 37: Transportmittel, Zahnriemen
39: Mitnehmerelemente
41: Zähne auf der Oberseite der Zahnriemen, Zahnriemenaußenprofil
43: Antriebswelle
45, 47: Antriebswalzen
49: Zähne auf Unterseite der Zahnriemen, Zahnriemeninnenprofil
51: Umlenkwalze
53, 55: Positionierelemente
57: Druckstücke
59: Kurvenrolle
61, 63: Nocken
65, 67: Gegendruckrollen
69: Vorspannrolle
71, 73: Federbelastung
75: Verschwenkachse
77: Aufnahmegestell
79: Maschinenbett
81: Kupplung
83: Rastpositionen
84: Lochscheibe
85: Rastlöcher
86: Steckbolzen
A: Werkstückaufnahmeposition
B: Bearbeitungsposition
C: Werkstückabgabeposition
L: Länge der Werkstücke 9
T: Transportrichtung
W: lichte Weite zwischen den Druckstücken 57

Claims

Vorrichtung (3) zur Zuführung, Positionierung und Abführung von Werkstücken (9), insbesondere zylindrischen Rohlingen zu Bearbeitungsmitteln (9), insbesondere eine Profil- oder Gewindewalzmaschine, wobei die Bearbeitung mit den Bearbeitungsmitteln (9) in einer Bearbeitungsposition (B) der Werkstücke (9) erfolgt, wobei die Vorrichtung (3) zumindest einen Werkstückmitnehmer (21, 23) für das Werkstück (9) aufweist, wobei der Werkstückmitnehmer (21, 23) an einem Transportmittel (35, 37) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Gegendruckmittel (65, 67) vorgesehen ist, das in der Bearbeitungsposition (B) einen Gegendruck auf den Werkstückmitnehmer (23) ausübt.
Vorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückmitnehmer (21, 23) weiterhin an einem bevorzugt umlaufend ausgebildeten Führungsmittel (33) angeordnet ist und der Gegendruck gegenüber dem Führungsmittel (33) wirkt.
Vorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückmitnehmer (21, 23) einen Transportmittelmitnehmer (39) aufweist, der in das Transportmittel (35, 37) formschlüssig eingreift.
Vorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Postitionierungsmittel (53, 55) an dem Werkstückmitnehmer (21, 23) angeordnet ist, das zumindest in der Bearbeitungsposition (B) an dem Transportmittel (35, 37) anliegt, bevorzugt formschlüssig in das Transportmittel (35, 37) eingreift.
Vorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel (33) zumindest einseitig, bevorzugt zweiseitig ein Zahnprofil (41, 49) aufweist und/oder dass das Transportmittel (35, 37) umlaufend, insbesondere als Transportband (35, 37) ausgebildet ist.
Vorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegendruckmittel (65, 67) eingerichtet ist, in Bezug auf das Transportmittel (35, 37) zumindest in der Bearbeitungsposition (B) eine Vorspannung aufzubauen.
Vorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Werkstück (9) zwei Werkstückmitnehmer (21, 23) zugeordnet sind, wobei jeder Werkstückmitnehmer (21, 23) einen Schlitten (29, 31) und ein an dem Schlitten (29, 31) angeordentes Mitnehmerelement (25, 27) aufweist, wobei bevorzugt eines der Mitnehmerelemente (27) verschwenkbar am Schlitten (29, 31) angeordnet ist.
Vorrichtung (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) angepasst ist, das verschwenkbare Mitnehmerelement (27) in einer Werkstückaufnahmeposition (A), einer Werkstückabgabeposition (C) und in der Bearbeitungsposition (B) des Werkstückmitnehmers (23) zu verschwenken.
Vorrichtung (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) angepasst ist, das verschwenkbare Mitnehmerelement (27) in der Bearbeitungsposition (B) des Werkstückmitnehmers (23) nach Erreichen eines bestimmten Bearbeitungsstandes zu verschwenken, um das Werkstück (9) am Anfang der Bearbeitung zu halten und erst nach Erreichen des bestimmten Bearbeitungsstandes frei zu geben.
Vorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Betätigung des verschwenkbaren Mitnehmerelements (27) ein Nocken (61) vorgesehen ist, der bevorzugt mit einer Kurvenrolle (59) zusammenwirkt.
Verfahren zur Zuführung, Positionierung und Abführung von Werkstücken (9) zu Bearbeitungsmitteln (7), wobei die Bearbeitung mit den Bearbeitungsmitteln (7) in einer Bearbeitungsposition (B) der Werkstücke (9) erfolgt, wobei zumindest ein Werkstückmitnehmer (21, 23) für das Werkstück (9) verwendet wird, wobei der Werkstückmitnehmer (21, 23) an einem Transportmittel (35, 37) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Bearbeitungsposition (B) ein Gegendruck auf den Werkstückmitnehmer (23) so ausgeübt wird, dass die Zuführung in der Bearbeitungsposition (B) spielfrei erfolgt und so eine exakte Positionierung der Werkstücke (9) gegenüber den Bearbeitungsmitteln (7) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (3) zur Zuführung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
Einrichtung (1) zur Werkstückbearbeitung, gekennzeichnet durch die Verwendung der Vorrichtung (3) zur Zuführung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Einrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Werkstückwalz- oder -schleifeinrichtung handelt, bevorzugt um eine Profil- oder Gewindewalzeinrichtung (1).