DE3226605C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugträger der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Die DE-OS 30 25 769 zeigt einen Werkzeugträger einer Werkzeug­ maschine mit einem Werkzeughalter, wobei mehrere Werkzeughalte­ vorrichtungen mehrere Werkzeuge tragen, die nacheinander auf ein Werkstück einwirken, das im Spannfutter der Drehmaschine eingespannt ist. Der Werkzeugsträger ist als Revolver-Drehknopf ausgebildet und wird von einem Querschlitten getragen, wobei die übliche numerische Steuerung oder eine andere Steuerung die Werkzeuge des Revolverkopfes nacheinander auf das Werkstück einwirken läßt.

Es sind beispielsweise durch die US-PS 32 72 347 bereits Roboter bekannt, die ortsbeweglich einsetzbar und zur Bearbeitung von großflächigen Werkstücken geeignet sind. Jedoch wird durch diese bekannte Vorrichtung keine Anregung gegeben, daß an einem Arm mehrere Werkzeughalter nacheinander schnell und sicher zum Einsatz kommen könnten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugträger zu schaffen, der geeignet ist unter Beibehaltung großer Maß­ genauigkeit großflächige Werkstücke sicher und schnell zu bearbeiten, wobei insbesondere die Beplankung von Flugzeug­ rümpfen ermöglicht werden soll.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs­ teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß mittels eines programm­ gesteuerten Roboters und den von ihm getragenen Werkzeugträger beliebige großflächige Werkstücke bearbeitet werden können. Insbesondere kann auf schnelle und präzise Weise die Flugzeug­ haut am Skelett eines Flugzeugs festgelegt werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Schnitt des erfindungsgemäßen Werkzeugträgers, der gegenüber einem Aufspannkopf schwenkbar ist.

Ein Aufspannkopf 10 weist einen Lagerkörper in Form einer Grund­ platte 11 auf, die an einem Arm eines programmgesteuerten, orts­ beweglichen Roboters befestigbar ist. Die Grundplatte weist zwei Gabelarme 12 auf, von denen in der Zeichnung nur einer ersichtlich ist, und zwischen denen das Kolbengehäuse 13 eines Drehkolbenantriebs 14 festgelegt ist. Der Drehkolben 15 dieses Drehkolbenantriebs ist auf einer Welle 16 festgelegt, die an ihren beiden Enden von Lagerplatten 17 des Werkzeugträgers 18 drehfest getragen wird. Im Betrieb wird der Drehkolben 15 zusammen mit dem Werkzeugträger 18 gegenüber der Grundplatte 11 verschwenkt. Der Werkzeugträger 18 ist mit zwei Werkzeugaggre­ gaten 19 bzw. 20 versehen, die eine Bohrmaschine 28 bzw. eine Mutteranziehvorrichtung 34 aufweisen, die um die Achse der Welle 16 im Winkelabstand von 67,5° angeordnet sind.

Der Werkzeugträger 18 weist zwei Stahleinsätze 21 als Anschläge und Grenzschalter 22 auf, die mit einstellbaren Anschlägen 23 zusammenwirken, die an der Grundplatte 11 angeordnet sind, um die Schwenkbewegung des Werkzeugträgers zwischen seinen beiden Endstellungen zu begrenzen, in denen jeweils eines der Maschi­ nenwerkzeuge 28 bzw. 34 auf eine Arbeitsachse A ausgerichtet ist (in der Zeichnung ist die Bohrmaschine 28 auf diese Achse ausgerichtet). Die Wirkungslinien der Maschinenwerkzeuge 28 und 34 laufen durch die Mittelachse der Welle 16 und sie durchstoßen in ihrer Arbeitsstellung die Ebene der Grundplatte senkrecht.

Das Werkzeugaggregat 19 weist einen Basisträger 24 auf, der am Werkzeugträger 18 befestigt ist und starr zwei Gleitstangen 25 trägt, auf denen der Werkzeughalter 26 mit zwei Bohrungen gleitet. Die Verschiebung erfolgt über zwei pneumatische Kolben­ antriebe 27, die am Basisträger 24 und am Werkzeughalter 26 verankert sind. Ein Mikroschalter 24′ schaltet im zurückgefah­ renen Zustand des Werkzeughalters 26.

Eine pneumatisch angetriebene Bohrmaschine 28 wird vom Werkzeug­ halter 26 über vordere und hintere elastische Stützlager 29 und 29′ getragen, die eine Anstellung von etwa 4° ermöglichen. Die elastischen Stützlager weisen aufeinander passende Kugel­ flächen auf und sie sind durch einen Bolzen 30 spannbar, der am hinteren Ende der Bohrmaschine 28 festgelegt ist. Vorn nimmt die Bohrmaschine 28 einen Bohrer 31 auf.

Das Werkzeugaggregat 20 weist einen allgemein C-förmig gestalte­ ten Werkzeughalter 32 auf, der am Werkzeugträger 18 festgelegt ist. Zwischen den Schenkeln des Werkzeughalters 32 verlaufen zwei Gleitstangen 33, die die Mutteranziehvorrichtung 34 axial führen. Die Verschiebung der Mutteranziehvorrichtung 34 wird durch einen pneumatischen Kolbenantrieb 35 bewirkt, der in einem Fortsatz des Werkzeughalters 32 untergebracht ist. Ein Mikroschalter 34′ fühlt die zurückgefahrene Stellung der Mutter­ anziehvorrichtung 34 ab. Die Mutteranziehvorrichtung 34 sowie die Bohrmaschine können einen Clip für die Außenhaut eines Flug­ zeugs haltern, diesen Clip in ein gebohrtes Loch einsetzen und dann die Mutter des Clips bzw. das Gewinde aufschrauben und mit einem gewünschten Drehmoment festziehen, wodurch an den Befesti­ gungsstellen die Außenhaut des Flugzeugs mit einem erheblichen Druck von z. B. 3,45 bar bis 6,9 bar angepreßt werden kann.

Im Rahmen dieser Beschreibung soll der Ausdruck "Clip" ein Teil bezeichnen, das für die Verbindung zwischen Flugzeughaut und Skelett eingesetzt wird.

Im folgenden soll zur Veranschaulichung die Arbeitsweise beschrieben werden: Zu Beginn wird der Werkzeugträger 18 so angeordnet, daß das Werkzeugaggregat 19 mit der Bohrmaschine 28 auf die Arbeitsachse A ausgerichtet ist. Die Bohrmaschine 28 ist voll zurückgezogen und der Bohrermotor steht still. Ebenso ist das andere Maschinenwerkzeug 34 voll zurückgezogen. Diese Stellungen werden elektrisch abgefühlt und können auf einer Anzeigetafel dargestellt werden.

Der Roboter wird programmgesteuert in seine Anfangsstellung überführt, in der der Roboter mit einem berechneten Winkel senkrecht zur Flugzeugaußenhaut aufsetzt. Der Aufbau wird so positioniert, daß die Bohrerspitze von der Außenhaut 10 mm entfernt steht. Nachdem diese Stellung erreicht ist, wird das Steuersystem aktiviert, d. h. es werden die Pneumatik-Kolben­ antriebe 27 betätigt, um die Bohrmaschine 28 vorzuschieben und so die Spitze des Bohrers auf der Außenhaut des Flugzeugs auf­ zusetzen. Nachdem ein Loch in der Außenhaut und im darunter befindlichen Skelett des Flugzeugs gebohrt ist, werden die Kolbenantriebe 27 zurückgezogen, wobei die Rückzugsstellung durch den Mikroschalter 24′ festgestellt wird.

Danach wird der Drehkolbenantrieb 14 betätigt, um den Werkzeug­ träger 18 um 67,5° derart zu verschwenken, daß die Mutter­ anziehvorrichtung 34 auf die Arbeitsachse A ausgerichtet ist. Diese Schwenkbewegung wird durch den Anschlag 21 begrenzt, der den zugeordneten Anschlag 23 der Grundplatte 11 berührt, wo­ durch der Grenzschalter 22 betätigt wird. Dann wird die Mutter­ anziehvorrichtung 34 zusammen mit dem Außenhautalter direkt über dem vorher gebohrten und angesenkten Loch placiert, jedoch in einem Abstand von 10 mm von der Außenhaut des Flugzeugs entfernt. Dann werden die Kolbenantriebe 35 betätigt, um die Mutteranziehvorrichtung und die Klemmvorrichtung für die Außen­ haut nach vorn zu schieben. Diese Bewegung setzt sich fort bis der Außenhautclip voll in das vorher gebohrte Loch eingeführt ist und die feststehende Nase der Mutteranziehvorrichtung die Außenhaut des Flugzeugs gegen den Rahmen festgeklemmt hat. In dieser Lage erreicht der dem Kolbenantrieb 35 zugeführte Druck einen Endwert und dieser wird durch das Steuersystem für den Aufspannkopf 10 abgefühlt. Danach bewirkt das Steuersystem, daß die Mutteranziehvorrichtung betätigt wird und die Mutter auf den Clip mit einem gewünschten Drehmoment aufgeschraubt wird. Auf diese Weise wird die Außenhaut an Ort und Stelle festge­ zogen. Nachdem dies geschehen ist, werden die Maschinenwerkzeuge 28, 34 in ihre Ausgangslage (siehe Zeichnung) zurückgeführt. Dann wird die Mutteranziehvorrichtung mit dem Clipmagazin in Verbindung gebracht und es wird ein neuer Clip auf das Werkzeug­ aggregat 20 übertragen.

Die Erfindung wurde in Verbindung mit einer Mutteranziehvorrich­ tung beschrieben, statt dessen könnte auch eine Nietvorrichtung vorgesehen werden.

Claims (5)

1. Werkzeugträger (18) mit mehreren Werkzeughaltern (26, 32) die mit unterschiedlichen Maschinenwerkzeugen (28, 34) im Winkelabstand zueinander auf Aufspannflächen um eine Drehachse herum angeordnet sind, mit Mitteln zu einer Verbindung mit einem Grundträger, wobei die Werkzeuge auf das Werkstück hin verfahrbar sind und die Werkzeughalter um die Drehachse des Werkzeugträgers durch einen Kraftantrieb derart beweglich sind, daß die Werkzeuge nacheinander programmgesteuert auf die gewünschte Arbeitsstelle ausgerichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel einen Aufspannkopf (10) umfassen, der mit einem den Grundträger bildenden Arm eines programmgesteuerten, ortsbeweglichen Roboters in Verbindung steht und zwei Werkzeuge (28, 34) jeweils unabhängig voneinander radial zur Schwenkachse und damit relativ zum Werkstück zu dessen Bearbeitung beweglich sind, wobei koaxial zur Drehachse eine Welle (16) als Verbindung zwischen den Werkzeughaltern (26, 32) und dem Aufspannkopf (10) vorgesehen ist und wobei die jeweilige Schwenkstellung durch Anschläge (21, 23) fixiert ist.

2. Werkzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb ein Drehkolben­ antrieb (14; 13, 15) ist.

3. Werkzeugträger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (23) einstellbar sind.

4. Werkzeugträger nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Werkzeugmaschine einen Bohrer (19) und die andere Werkzeugmaschine eine Mutteranziehvorrichtung (34) ist.

5. Werkzeugträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Mutteranziehvorrichtung (34) ein Nietwerkzeug eingesetzt ist.