DE3509898A1

DE3509898A1 - Automated manipulating apparatus

Info

Publication number: DE3509898A1
Application number: DE19853509898
Authority: DE
Inventors: Richard 8000 München Müller
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3509898C2

Abstract

An automated manipulating apparatus is described for feeding workpiece blanks from a store to a numerically controlled machine tool with an automatic clamping device and for simultaneously delivering the machined workpieces from the machine tool to a store. The manipulating apparatus consists of a numerically controlled first transport device with a gripper, which can perform vertical movements and horizontal movements in two directions at right angles to one another, and of a second numerically controlled transport device with a second gripper which can be moved back and forth along a defined path between two end points, one end point being a receiving station in the area of the clamping device of the machine tool and the other end point being a transfer station outside the working area of the machine tool but in the area of movement of the first gripper.

Description

Automatisierte HandhabungseinrichtungAutomated handling device

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. The invention relates to an automated handling device for feeding workpiece blanks from a warehouse to a numerically controlled one Machine tool with an automatic clamping device and for discharging the machined Workpieces from the machine tool to a warehouse consisting of a numerical controlled transport device with a gripper that makes vertical movements and can perform horizontal movements in two mutually perpendicular directions.

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. In DE-OS 31 34 784 is an automated handling device for feeding workpiece blanks from a magazine to a numerically controlled one Machine tool with an automatic clamping device and for discharging the machined Workpieces described from the machine tool to the magazine. This known handling device consists of a numerically controlled transport device with a gripper, of vertical movements and unidirectional reciprocating horizontal movements can run while the magazine is in a direction perpendicular to that direction can perform reciprocating horizontal movements. These two to each other right-angled movements of the gripper on the one hand and the magazine on the other thus make it possible to arrange the gripper over any point of the magazine, to pick up a workpiece blank from the magazine or a machined workpiece to deliver in the same. Even if this is not expressly stated in the description is, it can be assumed that the movements of the magazine as well as those of the gripper are numerically controlled. As the gripper of this conventional handling device both for feeding the workpiece blanks from the magazine to the clamping device of the machine tool as well as for removing the processed workpieces from the clamping device to the magazine is the service life of the machine tool while it is not processing executes, relatively large, and the manufacturing capacity is limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Handhabungseinrichtung dahingehend weiterzubilden, daß mit geringem konstruktivem Aufwand eine Steigerung der Fertigungsleistung erzielbar ist. The invention is based on the object of the generic handling device to the extent that an increase with little constructive effort the production output is achievable.

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. According to the invention, this object is achieved with an automated handling device solved the type mentioned, which is characterized by a second numerical controlled transport device with a second gripper, which runs along a predetermined Web is reciprocable between two end points, the one end point is a transfer station in the area of the clamping device of the machine tool and the other end point is a transfer station outside the work area of the machine tool, but is in the range of motion of the first gripper.

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. Because two transport devices are provided, the Dead time of the machine tool can be reduced considerably because of the one The first gripper loaded the workpiece in the vicinity of the clamping device can be on hold, while the second gripper is a processed one The workpiece is taken over by the clamping device and transported away. As soon as the has moved the second gripper out of the area of the clamping device, the first The gripper immediately transfers the workpiece blank to the clamping device in order to to carry out another processing operation.

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.The first gripper then moves in the same way as the second gripper to the other transfer station, where it removes the finished workpiece from the second gripper takes over in order to then deposit it at the desired location in a warehouse. Since the second gripper, in contrast to the first gripper, only has a back and forth movement executes along a defined path, the second transport device can substantially be manufactured cheaper than the first transport device.

Die erste und/oder die zweite Transporteinrichtung ist vorzugsweise ein Portallader. Solche Portallader haben den Vorteil, daß sie verhältnismäßig wenig Bodenfläche benötigen. The first and / or the second transport device is preferred a portal loader. Such portal loaders have the advantage that they are comparatively little Need floor space.

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. If the machine tool is used to machine gear blanks, it is advantageous if the second gripper in the area of the clamping device next to a horizontal movement can also perform a vertical movement. This leaves manage in a relatively simple way with a curve control.

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. In the drawing, an embodiment of the invention is in the Schematically shown top view, an automated handling device for Feeding workpiece blanks from a warehouse 10 to an automatic clamping device 22 having machine tool 12 and for removing the machined workpieces from the machine tool to a warehouse consists of a first and a second numerically controlled transport device 14 and 16, each as a portal loader are trained. The first and second transport devices 14 and 16 are respectively provided with a gripper 18 or 20, the first transport device 14 is like this designed that their gripper both vertical movements and in two to each other can perform horizontal movements in right-angled directions. The gripper 18 the first transport device 14 can consequently have the entire hatched area Brush surface of the bearing 10 and at any point on a pallet or the like. Be lowered.

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. In contrast to this, the gripper 20 of the second transport device only moved back and forth along a defined path 28 between two end points will. One end point of this defined path. 28 is a transfer station 24 in the area of the clamping device 22 of the machine tool 12, and the other end point this train. 28 is a transfer station 26 which is outside the work area of the machine tool 12, but in the range of motion of the gripper 18 of the first transport device 14 lies.

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. The movements of the grippers 18 and 20 of the first and second transport devices 14 and 16 and the mode of operation of the machine tool 12 or its clamping device 22 are program-controlled and coordinated so that the workpiece blanks automatically fed from the store 10 to the machine tool 12 in the clamping device 22 clamped and the machined workpieces removed from the machine tool 12 and are collected in the warehouse 10, for example on pallets.

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. The automated handling device described above works as follows: First, the gripper 18 of the first transport device lifts 14 a workpiece blank from a desired point of one in the warehouse 10 Pallet and leads this to the machine tool 12 in such a way that its clamping device 22 can clamp the workpiece blank. While the numerically controlled machine tool 12 processes the workpiece blank according to a specific program, the gripper returns 18 of the first transport device 14 back to the warehouse 10, from there to another Take up workpiece blank.

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.The gripper 18 of the first transport device 14 then returns with the workpiece blank back to the machine tool 12, where it is in a waiting position remains. At the same time, the gripper 20 of the second transport device moves 16 in one end point of its path 28, namely in the transfer station 24 im Area of the clamping device 22. As soon as the machining of the workpiece is completed is, this is automatically released by the clamping device 22 so that it falls down onto the gripper 20 or is picked up by it. The gripper 20 then moves together with the machined workpiece along the associated Railway to its other end point, namely the transfer station 26. Immediately after Transferring the processed workpiece to the second gripper 20, the first moves Gripper 18 towards the clamping device 22 in order to transfer the workpiece blank to it. The first gripper 18 then also moves to the transfer station 26 in order to there from the second gripper 20 to take over the machined workpiece and then to a desired location of a pallet in warehouse 10 to be deposited. Following it takes the gripper 18 of the first transport device 14 takes another blank from the store 10 and transports it to the vicinity of the clamping device 22, where the gripper 18 remains in a waiting position, while at the same time the gripper 20 of the second Transport device 16 returns to its end point near the transfer station 24. As soon as the machine tool has finished machining the workpiece in question this is automatically sent to the gripper 20 of the second transport device 16 transferred, and the gripper 18 of the first transport device 14 brings the workpiece blank to the clamping device, so that the machine tool 12 immediately a new one Can perform machining operation.

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. From the foregoing description of the operation of the shown Handling device can be seen that this has a very high production speed the machine tool 12 because its dead time is essentially due to the clamping the workpiece blank or limited to the release of the machined workpiece is. While the first transport device 14 because of the different degrees of freedom their gripper 18 is relatively expensive, the second transport device 16 can be produced extremely inexpensively because their grippers 20 only have one back and forth forward movement must perform along a defined trajectory. This movement of the second gripper can, for example, by a simple sequence control for Approach of fixed points can be reached.

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.A person skilled in the art will recognize that the trajectory of the second gripper 20 does not necessarily have to have the shape shown in the drawing, but have any shape and can, for example, be arcuate.

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. In the event that the machine tool 12 for machining gear blanks is used, the transfer of the machined gears to the gripper 20 of the second Transport device simplified if this is in addition to its horizontal Movement can still perform a vertical movement. Even if this is in the drawing is not shown, there are numerous design options for the person skilled in the art known to cause such vertical movement. One such possibility would be a simple curve control.

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.About the removal of the machined gear from the machine tool 12, it is also possible to rotatably pick up the workpiece in the gripper 20, so that it can roll against the tool. At a Handling device for feeding gear blanks, it is also appropriate that the gripper 18 of the first transport device 14 can perform a rotary movement so that the axial direction of the gear adapted to the requirements of its storage and the machine tool can be.

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 BahnAutomated handling device List of reference symbols: 10 bearings 12 machine tool 14 first transport device 16 second transport device 18 grippers from 14 20 grippers from 16 22 clamping device 24 transfer station 26 transfer station 28 track

Claims

Patentansprüche : 1. 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, gekennzeichnet durch eine zweite numerisch gesteuerte Transporteinrichtung (16) mit einem zweiten Greifer (20), der längs einer vorgegebenen Bahn zwischen zwei Endpunkten hin- und herbewegbar ist, wobei der eine Endpunkt eine Übernahmestation (24) im Bereich der Spanneinrichtung (22) der Werkzeugmaschine (12) ist und der andere Endpunkt eine Übergabestation (26) außerhalb des Arbeitsbereiches der Werkzeugmaschine, aber im Bewegungsbereich des ersten Greifers 118) ist. Claims: 1. Automated handling device for feeding of workpiece blanks from a warehouse to a numerically controlled machine tool with an automatic clamping device and for removing the processed workpieces from the machine tool to a warehouse consisting of a numerically controlled one Transport device with a gripper that moves vertically and in two to each other perpendicular directions can perform horizontal movements by a second numerically controlled transport device (16) with a second Gripper (20) that reciprocates along a predetermined path between two end points can be moved, with one end point being a transfer station (24) in the area of The clamping device (22) of the machine tool (12) and the other end point is a Transfer station (26) outside the work area of the machine tool, but in the Movement range of the first gripper 118) is.

2. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder die zweite Transporteinrichtung (14, 16) ein Portallader ist. 2. Handling device according to claim 1, characterized in that that the first and / or the second transport device (14, 16) is a portal loader is.

3. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere zur Verwendung bei einer Zahnradbearbeitungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (20) der zweiten Transporteinrichtung (16) zumindest im Bereich der Spanneinrichtung (22) im Sinne einer Achsabstandsveränderung von Werkstück und Werkzeug bewegbar ist. 3. Handling device according to claim 1 or 2, in particular for Use in a gear processing machine, characterized in that the Gripper (20) of the second transport device (16) at least in the area of the clamping device (22) movable in the sense of a change in the center distance of workpiece and tool is.