-
Automatisierte Handhabungseinrichtung
-
Die Erfindung betrifft eine automatisierte Handhabungseinrichtung
zum Zuführen von Werkstückrohlingen von einem Lager zu einer numerisch gesteuerten
Werkzeugmaschine mit einer automatischen Spannvorrichtung und zum Abführen der bearbeiteten
Werkstücke von der Werkzeugmaschine zu einem Lager, bestehend aus einer numerisch
gesteuerten Transporteinrichtung mit einem Greifer, der vertikale Bewegungen und
in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen horizontale Bewegungen ausführen kann.
-
In der DE-OS 31 34 784 ist eine automatisierte Handhabungseinrichtung
zum Zuführen von Werkstückrohlingen von einem Magazin zu einer numerisch gesteuerten
Werkzeugmaschine mit einer automatischen Spannvorrichtung und zum Abführen der bearbeiteten
Werkstücke von der Werkzeugmaschine zum Magazin beschrieben. Diese bekannte Handhabungseinrichtung
besteht aus einer numerisch gesteuerten Transporteinrichtung mit einem Greifer,
der vertikale Bewegungen und in einer Richtung hin- und hergehende horizontale Bewegungen
ausführen kann, während das Magazin in einer zu dieser Richtung rechtwinkligen Richtung
hin- und hergehende horizontale Bewegungen ausführen kann. Diese beiden zueinander
rechtwinkligen Bewegungen des Greifers einerseits und des Magazins andererseits
ermöglichen es somit, den Greifer über jedem beliebigen Punkt des Magazins anzuordnen,
um einen Werkstückrohling vom Magazin aufzunehmen oder ein bearbeitetes Werkstück
in dasselbe abzugeben. Auch wenn dies in der Beschreibung nicht ausdrücklich angegeben
ist, so kann unterstellt werden, daß die Bewegungen des Magazins ebenso wie diejenigen
des Greifers numerisch gesteuert sind. Da der Greifer dieser herkömmlichen Handhabungseinrichtung
sowohl zum Zuführen der Werkstückrohlinge vom Magazin zur Spannvorrichtung der Werkzeugmaschine
als auch zum Abführen der bearbeiteten Werkstücke von der Spannvorrichtung zum Magazin
dient, sind die Standzeiten der Werkzeugmaschine, während diese keine Bearbeitung
ausführt, verhältnismäßig groß, und die Fertigungsleistung ist begrenzt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Handhabungseinrichtung
dahingehend weiterzubilden, daß mit geringem konstruktivem Aufwand eine Steigerung
der Fertigungsleistung erzielbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer automatisierten Handhabungseinrichtung
der eingangs genannten Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine zweite numerisch
gesteuerte Transporteinrichtung mit einem zweiten Greifer, der längs einer vorgegebenen
Bahn zwischen zwei Endpunkten hin- und herbewegbar ist, wobei der eine Endpunkt
eine Übernahmestation im Bereich der Spanneinrichtung der Werkzeugmaschine ist und
der andere Endpunkt eine Übergabestation außerhalb des Arbeitsbereiches der Werkzeugmaschine,
aber im Bewegungsbereich des ersten Greifers ist.
-
Dadurch daß zwei Transporteinrichtungen vorgesehen sind, kann die
Totzeit der Werkzeugmaschine beträchtlich verringert werden, weil der mit einem
Werkstück bestückte erste Greifer sich bereits in der Nähe der Spannvorrichtung
in Wartestellung befinden kann, während der zweite Greifer gerade ein bearbeitetes
Werkstück von der Spannvorrichtung übernimmt und abtransportiert. Sobald sich der
zweite Greifer aus dem Bereich der Spannvorrichtung herausbewegt hat, kann der erste
Greifer den Werkstückrohling unverzüglich an die Spannvorrichtung übergeben, um
einen neuerlichen Bearbeitungsvorgang durchzuführen.
-
Der erste Greifer bewegt sich sodann ebenso wie der zweite Greifer
zur anderen Übergabestation, wo er das fertigbearbeitete Werkstück vom zweiten Greifer
übernimmt, um es sodann an der gewünschten Stelle eines Lagers abzusetzen. Da der
zweite Greifer im Gegensatz zum ersten Greifer nur eine hin- und hergehende Bewegung
längs einer definierten Bahn ausführt, kann die zweite Transporteinrichtung wesentlich
billiger hergestellt werden als die erste Transporteinrichtung.
-
Die erste und/oder die zweite Transporteinrichtung ist vorzugsweise
ein Portallader. Solche Portallader haben den Vorteil, daß sie verhältnismäßig wenig
Bodenfläche benötigen.
-
Falls die Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Zahnradrohlingen dient,
ist es vorteilhaft, wenn der zweite Greifer im Bereich der Spannvorrichtung neben
einer horizontalen Bewegung auch eine vertikale Bewegung ausführen kann. Dies läßt
sich auf verhältnismäßig einfache Weise mit einer Kurvensteuerung bewerkstelligen.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der
Draufsicht schematisch dargestellt, Eine automatisierte Handhabungseinrichtung zum
Zuführen von Werkstückrohlingen von einem Lager 10 zu einer eine automatische Spannvorrichtung
22 aufweisenden Werkzeugmaschine 12 und zum Abführen der bearbeiteten Werkstücke
von der Werkzeugmaschine zu einem Lager besteht aus einer ersten und einer zweiten
numerisch gesteuerten Transporteinrichtung 14 und 16, die jeweils als Portallader
ausgebildet sind. Die erste und die zweite Transporteinrichtung 14 und 16 ist jeweils
mit einem Greifer 18 bzw. 20 versehen, Die erste Transporteinrichtung 14 ist so
ausgebildet, daß ihr Greifer sowohl vertikale Bewegungen als auch in zwei zueinander
rechtwinkligen Richtungen horizontale Bewegungen ausführen kann. Der Greifer 18
der ersten Transporteinrichtung 14 kann demzufolge die gesamte schraffiert dargestellte
Fläche des Lagers 10 bestreichen und an einem beliebigen Punkt auf eine Palette
od. dgl. abgesenkt werden.
-
Im Gegensatz dazu kann der Greifer 20 der zweiten Transporteinrichtung
lediglich längs einer definierten Bahn 28 zwischen zwei Endpunkten hin- und herbewegt
werden. Der eine Endpunkt dieser definierten Bahn. 28 ist eine Übernahmestation
24 im Bereich der Spannvorrichtung 22 der Werkzeugmaschine 12, und der andere Endpunkt
dieser Bahn. 28 ist eine Übergabestation 26, die außerhalb des Arbeitsbereiches
der Werkzeugmaschine 12, aber im Bewegungsbereich des Greifers 18 der ersten Transporteinrichtung
14 liegt.
-
Die Bewegungen der Greifer 18 und 20 der ersten und zweiten Transporteinrichtung
14 und 16 und die Arbeitsweise der Werkzeugmaschine 12 bzw. ihrer Spannvorrichtung
22 sind programmgesteuert und aufeinander abgestimmt, so daß die Werkstückrohlinge
vom Lager 10 automatisch der Werkzeugmaschine 12 zugeführt, in der Spannvorrichtung
22 gespannt und die bearbeiteten Werkstücke von der Werkzeugmaschine 12 abgeführt
und im Lager 10, beispielsweise auf Paletten gesammelt werden.
-
Die vorstehend beschriebene automatisierte Handhabungseinrichtung
arbeitet folgendermaßen: Zunächst hebt der Greifer 18 der ersten Transporteinrichtung
14 einen Werkstückrohling von einem gewünschten Punkt einer im Lager 10 befindlichen
Palette ab und führt diesen der Werkzeugmaschine 12 in der Weise zu, daß deren Spannvorrichtung
22 den Werkstückrohling einspannen kann. Während die numerisch gesteuerte erkzeugmaschine
12 den Werkstückrohling nach einem bestimmten Programm bearbeitet, kehrt der Greifer
18 der ersten Transporteinrichtung 14 zum Lager 10 zurück, um von dort einen weiteren
Werkstückrohling aufzunehmen.
-
Da-aufhin kehrt der Greifer 18 der ersten Transporteinrichtung 14
mit dem Werkstückrohling zur Werkzeugmaschine 12 zurück, wo er in einer Wartestellung
verbleibt.
Gleichzeitig bewegt sich der Greifer 20 der zweiten Transporteinrichtung
16 in den einen Endpunkt seiner Bahn 28 , nämlich in die Übernahmestation 24 im
Bereich der Spannvorrichtung 22. Sobald die Bearbeitung des Werkstücks abgeschlossen
ist, wird dieses von der Spannvorrichtung 22 automatisch freigegeben, so daß es
nach unten auf den Greifer 20 fällt bzw. von diesem aufgenommen wird. Der Greifer
20 bewegt sich sodann zusammen mit dem bearbeiteten Werkstück längs der zugeordneten
Bahn in seinen anderen Endpunkt, nämlich die Übergabestation 26. Unmittelbar nach
Übergabe des bearbeiteten Werkstücks an den zweiten Greifer 20 bewegt sich der erste
Greifer 18 zur Spannvorrichtung 22 hin, um den Werkstückrohling an diese zu übergeben.
Sodann bewegt sich der erste Greifer 18 ebenfalls zur Übergabestation 26, um dort
vom zweiten Greifer 20 das bearbeitete Werkstück zu übernehmen und sodann an einer
gewünschten Stelle einer Palette im Lager 10 abzusetzen. Im Anschluß daran nimmt
der Greifer 18 der ersten Transporteinrichtung 14 einen weiteren Rohling vom Lager
10 auf und transportiert diesen in die Nähe der Spannvorrichtung 22, wo der Greifer
18 in einer Wartestellung verbleibt, während gleichzeitig der Greifer 20 der zweiten
Transporteinrichtung 16 zu seinem Endpunkt nahe der Übernahmestation 24 zurückkehrt.
Sobald die Werkzeugmaschine die Bearbeitung des betreffenden Werkstücks beendet
hat, wird dieses automatisch an den Greifer 20 der zweiten Transporteinrichtung
16 übergeben, und der Greifer 18 der ersten Transporteinrichtung 14 bringt den Werkstückrohling
zur Spannvorrichtung, so daß die Werkzeugmaschine 12 unverzüglich von neuem einen
Bearbeitungsvorgang durchführen kann.
-
Aus der vorstehenden Beschreibung der Arbeitsweise der gezeigten
Handhabungseinrichtung ist ersichtlich, daß diese eine sehr große Produktionsgeschwindigkeit
der Werkzeugmaschine 12 ermöglicht, weil deren Totzeit im wesentlichen auf das Einspannen
des Werkstückrohlings bzw. auf das Freigeben des bearbeiteten Werkstücks beschränkt
ist. Während die erste Transporteinrichtung 14 wegen der verschiedenen Freiheitsgrade
ihres Greifers 18 verhältnismäßig kostspielig ist, kann die zweite Transporteinrichtung
16 äußerst kostengünstig hergestellt werden, weil deren Greifer 20 nur eine hin-und
hergehende Bewegung längs einer definierten Bahnkurve ausführen muß. Diese Bewegung
des zweiten Greifers kann beispielsweise durch eine einfache Folgesteuerung zum
Anfahren von Fixpunkten erreicht werden.
-
Für den Fachmann ist erkennbar, daß die Bahnkurve des zweiten Greifers
20 nicht unbedingt die in der Zeichnung dargestellte Form aufweisen muß, sondern
eine beliebige Form haben und beispielsweise bogenförmig ausgebildet sein kann.
-
Für den Fall, daß die Werkzeugmaschine 12 zur Bearbeitung von Zahnradrohlingen
dient, wird die Übergabe der bearbeiteten Zahnräder an den Greifer 20 der zweiten
Transporteinrichtung vereinfacht, wenn dieser zusätzlich zu seiner horizontalen
Bewegung noch eine vertikale Bewegung ausführen kann. Auch wenn dies in der Zeichnung
nicht dargestellt ist, so sind dem Fachmann zahlreiche konstruktive Möglichkeiten
bekannt, um eine solche vertikale Bewegung zu bewirken. Eine solche Möglichkeit
bestünde in einer einfachen Kurvensteuerung.
-
Um das Abführen des bearbeiteten Zahnrades von der Werkzeugmaschine
12 zu erleichtern, ist es auch möglich, as Werkstück im Greifer 20 drehbar aufzunehmen,
damit es sich gegenüber dem Werkzeug abrollen kann. Bei einer
Handhabungseinrichtung
zum Zuführen von Zahnradrohlingen ist es auch zweckmäßig, daß der Greifer 18 der
ersten Transporteinrichtung 14 eine Drehbewegung ausführen kann, damit die Achsrichtung
des Zahnrades den Erfordernissen seiner Lagerung und der Werkzeugmaschine angepaßt
werden kann.
-
Automatisierte Handhabungseinrichtung Bezugszeichenliste: 10 Lager
12 Werkzeugmaschine 14 erste Transporteinrichtung 16 zweite Transporteinrichtung
18 Greifer von 14 20 Greifer von 16 22 Spannvorrichtung 24 Übernahmestation 26 Übergabestation
28 Bahn