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Sydraulisen arbeitende Be- und Entladeeinrichtung für Fertiguagsmaschinen,
insbesondere Wälzfräsmaschinen.
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Die Erfindung betrifI-c eine hydraulisch arbeitende Be- und Entladeeinrichtung
mit einem Werkstückmagazin, einem Werkstückzubringer und einem Werkstückabgreifer
für Fertigungsmaschinen, insbesondere Wälzfräsmaschinen.
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Bei derartigen )?ertigungsmaschinen ist es erforderlich, daß insbesondere
die Zeiten für eine Be- und Entladung der Maschinen mit Werkstücken zeitlich möglichst
kurz sind, uni nicht nur eine ra-wionelle und wirtschaftliche Fertigung eines Werkstückes
zu gewährleisten, sondern auch um bei derartigen Maschinen eine relativ hohe Werkstückfertigung
pro Zeiteiniieit und dadurch eine optimale auslastung der Maschine zu erreichen.
Außerdem soll sichergestellt sein, daß bei derartigen j<'ertigungsmaschinen die
Zeiten zum Umrüsten von einet Werkstück auf ein anderes möglichst kurz sind.
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Hydraulisch arbeitende Be- und Entladssinrichtungen für derartige
Fertigungsmaschinen sind bekannt. Dort werden die Werkstücke unter einem bestimmten
Winkel zur Senkrechten auf die Achse z.B.
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eines Fräsers in einem geradlinigen, folgegesteuerten Bewegungsverlauf
der Einrichtung der Werkzeageinspannung zugeführt und nach erfolgter Bearbeitung
sinngemäß wieder entnommen. Die Steueruhig des Werkstückzubringers zum sierkstückabgre
iiSer erfolgt dort
eindeutig zeitlich hintereinander.
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Außerdem ist dort die, aus dem Werkstückangazin, dem Werkstückzubringer
und dem verkstückabgreifer besten ende, Je- und Entladeeinrichtung rlit der Fertigungsmaschine
voll integriert und bis auf die Werkstückhalter bzw. den Backen am Zubriager und
Äbgreiier unlösbar kraftschlüssig verbnnden. Der Autrieb der Einrichtung ist dort
direkt de Antrieb der Mascfline abgeleitet.
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Derartige Einrichtungen sind mit de flachteil behaftet, daß die Ladezeit
insbesondere auf grund der räumlichen Anordnung der Einrichtung zum Werkzeug, sowie
der Folgesteuerung des Werkzeugznbringers bzw. -abgreifers relativ groß ist und
bis zu 30 jod der Bearbeitungszeit eines derkstückes betragen kann. Darüberhinaus
kann dort die Umrüstzeit von einem Werkstück auf das andere, bedingt durch die räumlich
integrierte Anordnung der Einrichtung, mit der Fertigungsmascnine zwischen ca. 1
und 3 Stunden betrugen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile der bekannten
Einricntungen zu vermeiden und eine Be- und Entladeeinricntung nicht nur mit hinreichend
kurzen und wirtschaftlichen Be-und Entladezeiten, sondern auch mit einer rationellen
Einrichtung zur Erzielung wirtschaftlicher rüstzeiten zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, das auf einem horizontal
gesteuerten, vertikal bewegbaren Axialschlitten ein Werkstückzubringer und ein Werkstückabgreifer
koaxial nebeneinander angeordnet drehbar gelagert ziteinander in Eingriff stehen.
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Diese erfindungsgemäße Anordnunen, bei der die Wegachse des Axialschlittens,
insbesondere räumlich koaxial zur Abtauchachse z.B. eines Eräswerkzeuges angeordnet
sein kann, gewährleistet äußerst kurze be- und Entladezeiten, da bereits während
des Abtauens des Fräswerkzeuges aus der werkstück die Abgreifer
backen
zum ej'stück hinfahren, das iferkstück greifen und radial ausSchwenken können, wobei
der Werkzeugzubringer durcn den Eingriff mit dem Werkzeugabgreifer synchron ein
weiteres Werkstück zuführen kann. Das Fräswerkzeug kann bereits wieder in Frässtellung
fahren, während die Zubringerbacke vom Werkstück abfahrt.
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UA. außerdem tür eine derartige Einrichtung eine möglichst; kleine
und wirtschaftliche Rüstzeit zu erzielen, ist die erfindungsge mäße Einrichtung
nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung nacn der Erfindung auf einer sogenannten
Schnellwechselplatte angeordnet, die,voreingesteiit und mit entsprechenden Backen
für das neue Werkstück versehen, in wenigen handgriffen aufgerüstet ist. rationell
und wirtschaftlich vorteilhaft besteht für jedes Werkstück eine entsprochende Wechselplatte.
Zur erfindunge gemäßen Einrichtung einer Be- und Entladevorricntung kann anßerder
ein Werkstückmagazin angeordnet sein, das zur Ztibringerbacke naci einer weiteren
vorteilhaften Ausführung der Erfindung über eine Skala einstellbar sein kann, die
eine merkbare reproduzierbare Einstellung eines magazines zum jeweiligen Schnellwechselplatte
gewährleistet.
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Vorteilhaft ist ferner nicht nur ein, dei erfindungsgemäßen Einrichtung
eigener, insbesondere hydraulischer Antrieb, sondern auch der ökonomisch einfache
und übersichtliche Aufbau der Be-und Entladeeinrichtung.
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die die Erfindung' im einzelnen gedacht ist, wird an .and eines Ausfübrungsbeispieles
im folgenden näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schaubildliche Vorderansicht
auf eine Be- und Entladeeinrichtung nach der Erfindung mit einem Werkstückmagazin
und einer Schnellwechselplatte an einer strichpunktiert ungedenteten Fertigungsmaschine,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Einrichtung nach Fig. 1,
jig. 3
eine Seitenansicht auf eine Einrichtung nach Fig. 1 und 2 Illit nur einer Teil der
Be- und Entladeeinrientung nach der Erfindung und Fig. 4 ein Zeit-Schritt-Diagramm
zum Umrüsten auf ein neues Werkstück unter Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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In der Eig. 1 bezeichnet 1 einen Teil einer strichpunktiert angedeuteten
Fertigungsmaschine, auf der ein Lagerbett 2 für einen horizontal, in Zeichnungstiefe
gesteuerten, Schlitten 3 angeordnet ist der dazu vorgesehen ist, ein Werkstück 4
in ein, nur strichpunktiert gezeichnetes, Spann- und ,itnehmereledient 5 einer Fertigungsmmschine
1 ein- oder auszufahren. 6 kennzeichnet einen, auf dem horizontal gesteuerten Schlitten
3 angeordneten Vertikal gesteuerten Axialschlitten mit einer dort angeordneten,
erfindungsgemäßen Schnellwechselpdatte 7, die ausschließlich mittels zwei Schrauben
8 lösbar kraftschlüssig am Axialschlitten b befestigt ist.
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Auf der Schnellwechselplatte 7 sind koaxial nebeneinander ein Werkstückzubringer
9 im punkt 10 und ein rkstückabgreifer 11 im i'unkt 12 angeordnet drehbar gelagert.
Sowohl der Zubringer 9 alu auch der Abgreifer 11 weisen entsprechende Bücken 13
bzw. 14 auf zuu Greifen der ;ferkstücke 4. L)er Zubringer 9 steht mit dem Abgreifer
11 erfindungsgemäß über nicht näher gezeichnete, jeweils konzentrisch in den Punkten
10 bzw. 12 angeordneten Zahnrädern in Eingriff. Dabei ist es in @ eiterbildung der
Erfindung vorgesehen, d ein nicht näher gezeigter hydraulisch gesteuerter Kolben
mindestens eines der Zahnräder über eine Zahnstange beaufschlagt, zur Steuerung
der Auf-Zu-Bewegung der Backen 13 bzw. 14.
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15 zeigt dort ein Magazin mit unbearbeiteten Werkstücken 4, das über
einen Arm 16 mittels einer Klemmbacke 17 mit dem knebel 18
und der
Schraube 19 am Lagerbett 2 der Einrichtung einstellbar kraftschlüssig befestigt
ist. 20 bedeutet dort eine Skala auf dem Arm ld, mittels derer zu einer stationären
Einstellmarke 21 das magazin 15 mit dem lagazinausstob 22 zu den Backen 13 des Werkstückzubringers
9 eingestellt werden kann. Mittels dieser Skala 20 kann außerdem bei einer Umrüstung
auf ein anderes Werkstück und damit erfinuungsgemäß auf eine andere Schnellwechselplatte
7 der jeweiligemSkaleneinstellwert festgehalten, vorteilhaft auf dem Magazin 15
durch entsprechendes Einschlagen der einzustellenden Zahl vermerkt werden. Im weiteren
bedeutet dort 23 eine hydraulische, über einen Zylinder 24 gesteuerte, Stoßeinrichtung
zum Einstoßen der iferkstücke 4 in die Backen 13 des tWerkstückzubringers 9, der
während dieser Steuerungsphase mit den Backen 13 dem jiagazinausstoß 22 eng benachbart
gegenüber steht.
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In dieser räumlich positionierten Ladephase des Zubringers 9 steht,
durch die synchrone Betätigung über ein nicht näher bezeichnetes hydraulisches Steuerelement,
das an einen, im Punkt 25 gelagerten, Zahnrad angreift, das wiederum die Lagerplatte
26 mit der Werkstückzubrdnger 9 und dem Werkstückabgreifer 11 in Pfeilrichtung 27
steuerungsprogrammkonform verschwenkt, der Werkstückabgreifer 11 mit einem bearbeiteten
Werkstück 4 über der Abführrinne 28, wo er das Werkstück 4 freigibt. In der weiteren
SteuerungsprogramuSolge schwenkt die Lagerplatte 26 entgegen der Pfeilrichtung 27
radial in die gezeichnete Position, in der der -,rerkstückabgreifer 11 erfindungsgemäß
in einem Winkel von 180 ° sowohl zum Werkstück 4 als auch zu einem Fräswerkzeug
29 angeordnet ist. Diese räumliche Positionierung gewährleistet die Erzielung optimal
kurzer Be- und Entladezeiten, weil insbesondere in dieser Position entsprechende
Werkstücke 4 von den Backen 14 des Abgreifers 11 ohne zu spannen bereits umfaßt
werden können, da das Fräswerkzeug 29 die Backen 14 nicht beeinträchtigen kann0
Augenblicklich mit dea Aus tauchen des Fräswerkzeuges 29 greifen die BacKen 14 das
Werkstück 4, das nach einer horizontal gesteuerten 'ahrbewegung des Schlittens 3
aus dem Spann- und
Mitnehmerelement 5 frei gefahren und entgegen
der 2feilrichtung 27 in die strichpunktierte Lage 4, 30 radial verschwenkt wird,
sodaß folglich der Werkstückzubringer 9 in die räumliche Positionierung von 1800
sowohl zur Achse des maschinenseitigen Spann-und Mitnehmerelementes 5 als auch zur
achse des blraswerkzeuges 29 eingeschwenkt wird. Durch programmkonformes Ansteuern
des horizontal verfahrbaren Schlittens 3 wird das unbearbeitote Werkstück 4 in den
Backen 13 des Zubringers 9 in das Spann- und ßiitnehmerelement eingefahren und dort
gespannt. Mit dem Losen der Backen 13 des Zubringers 9 kann bereits das Fräswerkzeug
29 in das neue Werkstück 4 zur Bearbeitung eintauchen. Die Lagerplatte 26 mit dem
Zubringer 9 wird im folgenden durch den vertikal gesteuerten Axialechlitten 6 ausgefahren
und im weiteren zur neuen Beladung in den Bereich des Magazinausstoßes 22 radial
verschwenkt. Synchron hierzu wird auch der Abgreifer 11 mit den bearbeiteten Werkstücken
4 in den Bereich der Abführrinne 28 radial verschwenkt.
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31 bedeutet das strichpunktiert angedeutete Fräserspindellager.
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In der Fig. 2 bezeicnnet 2 das Lagerbett für den horizohtal geeteuerten
Schlitten 3. 32 zeigt einen Knebel, mittels dessen eine Anschlagstange 33 insbesondere
beim itüsten der Einrichtung eingestellt werden kann. Gleichfalls zum Rüsten ist
der sogenannte Rundanschlag 34 auf der Anschlagstange 33 erforderlich. Dieser kann
in Richtung der dort vermerkten Einetellmarken W und IL gedreht werden, je nachdem
ob eine Welle W oder ein ad R verzahnt werden sollen. 35 und 36 kennzeichnen Endschalter
für die horizontale Steuerbewegung des Schlittens 3. 37 ist ein hydraulischer Steuerzylinder.
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Im weiteren zeigt 6 den liialschlitten und 38 einen dort zugehörenden
ydraulischen Steuerkolben. 15 markiert das Werkstückmagazin, 16 den Arm, mittels
dem das magazin 15 über die Klemmbacken 17, den Knebel 18 und die Schraube 19 am
Lagerbett 2 einstellbar lösbar kraftschlüssig befestigt ist.
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In der Figur 3 kennzeichnet 1 einen Teil einer strichpunktiert angedeuteten
rtigungsmas chine, insbesondere einer Wälzfräsmaschine mit de dort angeordneten
Lagerbett 2 zur Fixierung und Lagerung der erfindungsgemäßen Be- und Entladeeinrichtung.
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Im einzelnen bezeichnet dort 3 den horizontal gesteuerten Schlitten,
33 die Ansehlagstange mit dem Idindanschlag 34 und dem dazu gehörenden horizontalen
Steuerzylinder 37. 6 zeigt den Äxialschlitten mit dea entsprechenden Steuerzylinder
38. Auf dem Axialsehlitten 6 ist die Schnellwechselplatte 7 mit dem *tJerkstückzubringer
9 angeordnet. 8 markiert eine Schraube, die der lösbar kraftschlüssigen Befestigung
der Schnellwechselplatte 7 auf der Axialschitten 6 dient. 4 bezeichnet ein, in den
Backen 13 des Zubringers 9 eingestoßenes unbearbeitetes Werkstück. Ein bereits bearbeitetes
Werkstück 4 ist in dem, nur strichpunktiert angedeuteten, maschinenseitigen Spann
und Mitnehmerelement 5 angedeutet. 29 bezeichnet dort das, in das Werkstück eingetauchte,
Fräswerkzeug und 39 die Richtung, in die das Fräswerkzeug 29 beim iverkstückwechsel
abtaucht.
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Die Fig0 4 zeigt in offensichtlicher Weise die kationalität und im
besonderen die wenigen Einzelhandgriffe, mit der die erfindungsgemäße Einrichtung
insbesondere auf ein neues Teil umgerüstet werden kann.
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er erste Arbeitsgang gemäß BArve 41 erfordert dort das Lösen zweier
Schrauben 40 im Bereich des Magazins 15 in Fig0 2 sowie das Abnehmen des magszins
15 nach unten und Aufsetzen eines neuen magazins, das mit-den Schrauben 40 befestigt
wird. Für diesen Arbeitsgang sind erfahrungsgemäß ca. 165 Sek. erforderlicht Der
zweite Arbeitsgang gemäß Kurve 42 dient dem Wechsel der Schnellwechselplatte 7,
die durch lösen der beiden Schrauben 8 nach Fig. 1 abgenommen werden kann und gegen
eine neue Wechselplatte
getauscht, die wiederum mit den Schrauben
8 kraftschlüssig befestigt wird. Dieser Arbeitsgang erfordert ca. 65 Seit. Jaran
schließt sich nach Kurve 43 ein Arbeitsgang drei, das Einstellen des Itandanschlages
34 nach Fig. 2 und 3 an. tEr diese Einstellung werden ca. 20 Sek. benötigt.
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Im weiteren sind in einem Arbeitsgang vier gemäß Kurve 44 bei geöffnetem
Werkstückabgreifer 11 der Asialschlitten 6 nach unten zu fahren, den Knebel 32 lach
Fig. 2 zu lösen, die Anschlagstange 33 zurückzuziehen und den Axialschlitten 6 mit
einem, in den Figuren nicht näher gezeigten,Tippschalter an die Stelle tippen, an
der das eingespannte Werkstück 4 abgegriffen werden soll. Danach wird die Anschlagstange
33 bis zum Anschlag 45 geschoben und der Knebel 32 festgezogen. Dieser Arbeitsgang
erfordert ca. 60 Sek.
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Im letzten Arbeitsgang fünf nach Lirve 46 werden die Schraube 19 unu
der Knebel 18 nach Fig. 1 gelöst und das Magazin 15 entsprechend der dort eingeschlagenen
Zahl über die Skala 20 eingestellt und mit dem Knebel 18 und der Schraube 19 lagenfixiert.
Für diese Einstellung werden ca. 105 Sek. benötigt. Hiervon lassen sich ca. 20 Sek.
auf den Arbeitsgang tins nach Fig. 41 übertragen.
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Es ist ersichtlich, daß eine Umrüstung von einem Werkstück 4 auf ein
neues Teil mit der erfindungsgemäßen Einrichtung maximal in ca. 5 Minuten vorgenolinien
werden kann. Der zeitliche und damit wirtschaftliche Gewinn gegenüber den bekannten
Einrichtungen, welche ca. 1 bis 3 Stunden Umrüstzeit benötigen, ist erheblich. In
diese Zusammenhang ist such ersichtlich, daß maimal ca. 20 Einzelhandgriffe für
das Umrüsten erforderlich sind. Als Umrüstverkzeug ist ausschließlich ein kombinierter
Ring- und Gabelschlüssel in der Abmessung z.B. SW 19 mm nottendig.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß an die Stelle der hydraulischen
Steuerung der einzelnen Bewegungsabläufe der erfindnngs gefäßen Einrichtung auch
eine pneumatische oder elektrische Steuerung treten kann.