DE2814046A1 - Bearbeitungssystem - Google Patents

Description

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"Bearbeitungssystem"

Es sind drei Werkzeugmaschinen in Abstand voneinander an den Ecken eines Dreieckes angeordnet. Jede Werkzeugmaschine hat einen Arbeitstisch, der gleitbar art einem entsprechenden Bett angeordnet ist, so daß er längs einer entsprechenden horizontalen Achse bewegbar und um eine entsprechende vertikale Achse schaltbar ist, die rechtwinklig zu der horizontalen Achse verläuft. Jeder Arbeitstisch hat eine Führungseinrichtung zum gleitbaren Aufnehmen einer Palette, die ein oder mehrere Werkstücke trägt. Drei Werkstücktransporteinheiten sind je an einer entsprechenden Seite des Dreieckes zwischen benachbarten Werkzeugmaschinen vorgesehen, um eine geschlossene Schleife von Werkzeugmaschinen und Werkstücküberführungseinrichtungen zu bilden. Jede Werkstücktransporteinheit weist eine Führungseinrichtung weist eine Führungseinrichtung zum gleitbaren Aufnehmen einer Palette auf und hat ein hydraulisch betätigbares Gleitstück, welches die Palette ergreift

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und sie längs der Führungseinrichtung bewegt, um die Palette von einer Werkzeugmaschine zu der benachbarten Werkzeugmaschine zu überführen. Ein oder mehrere Werkstücke sind auf jeder Palette festgeklemmt. Die Paletten werden in die Schleife an einer Bedienungsstation in der Mitte einer der Werkstücktransporteinheiten eingegeben. Die die Werkstücke tragenden Paletten werden von einer Werkzeugmaschine zu der nächsten längs der Schleife transportiert, wobei an dem Werkstück von jeder' Werkzeugmaschine Arbeit durchgeführt wird, abschließend werden die Paletten zu der Betätigungsstation zwecks Entladens zurückgeführt.

Die Erfindung betrifft Werkzeugmaschinensysteme. Bislang waren Werkzeugmaschinen entweder alleinstehende Maschinen oder ein Teil eines automatisierten Bearbeitungssystemes. Das automatisierte Bearbeitungssystem umfaßt eine Gruppe von Maschinen zusammen mit einem Werkstücktransportsystem, um Werkstücke von einer Maschine zu der nächsten in dem Bearbeitungssystem zu transportieren, wobei eine Kontrolleinrichtung den Betrieb aller Werkzeugmaschinen und des Werkstücktransportsystemes synchronisiert.

Automatisierte Bearbeitungssysteme sind sehr leistungsfähig, erfordern jedoch eine hohe Kapitalinvestition, während alleinstehende Maschinen sowohl in Bezug auf Kapitalinvestition und Leistungsfähigkeit geringer sind. Ein Mangel bei alleinste-

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stehenden Maschinen ist das Problem des Überführens der Werkstücke zu der Maschine zwecks Bearbeitung und anschließendem Transport des bearbeiteten Werkstückes zu der nächsten Maschine für die nächste Bearbeitungsstufe. Hauptgegenstandder Erfindung ist ein einfaches Bearbeitungssystem, welches das obige Werkstücktransportproblem löst_f jedoch billiger als die bislang bekannten automatischen Bearbeitungssysteme ist. Andere Gegenstände und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung.

Gemäß der Erfindung wird das erwähnte Problem dadurch gelöst, daß eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen in einer Schleife angeordnet sind, in welcher jede Werkzeugmaschine zwischen dem Werkzeug davor und dem Werkzeug angeordnet ist, das in der Bearbeitungsfolge nachgeschaltet ist. Werkstücktransporteinheiten sind zwischen jedem benachbarten Paar der Werkzeugmaschinen zum Übermitteln der Werkstücke von einer Werkzeugmaschine zu der nächsten·in dem Bearbeitungsverfahren angeordnet. Eine Bedienungsstation ist an einer der Werkstücksüberführungseinheiten zum Einfügen unbearbeiteter Werkstücke in die Schleife und zum Entfernen bearbeiteter Werkstücke aus der Schleife vorgesehen. Die unbearbeiteten Werkstücke, die in die Schleife an der Bedienungsstation eingefügt sind, werden von einer Werkzeugmaschine zu der nächsten längs der

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Schleife befördert zwecks Bearbeitung und gegebenenfalls zu der Bedienungsstation zwecks Entladens zurückgeführt.

In der Zeichnung 'zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsform gemäss Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Werkzeugmaschine und benachbarte Werkstücküberführungseinheiten, wobei die Palette auf dem Arbeitstisch der Werkzeugmaschine in einer Lage ist, um von dem Arbeitstisch der Werkzeugmaschine befördert zu werden,

Fig. 3 eine Draufsicht ähnlich Fig. 2, wobei jedoch der Arbeitstisch der Werkzeugmaschine leer ist und angeordnet ist, um eine neue Palette aufzunehmen,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Werkstücküberführungseinheit,

Fig. 5 eine Teilansicht der Werkstücküberführungseinheit nach Fig. 4,

Fig. 6 einen Teillängsschnitt längs der Linie 6*-6 in Fig.

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Fig. 7 schematisch und perspektivisch die Seile und hydraulischen Zylinder, welche das Werkstücküberführungsgleitstück bewegen.

Die in Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsform umfaßt drei Werkzeugmaschinen lo, 12 und 14 und drei Werkstückübertragungseinheiten 16, 18 und 2o, die in einer geschlossenen Schleife angeordnet sind, welche in diesem besonderen Fall ein Dreieck ist, jedoch irgend ein geeignetes Polygon sein kann, in Abhängigkeit von der Anzahl der verwendeten Werkzeugmaschinen. Jede der Werkzeugmaschinen Io, 12 und hat einen entsprechenden Arbeitstisch 22, 24 und 26, der auf einem entsprechenden Bett 28, 3o und 32 gleitbar angeordnet ist. Jeder der Arbeitstische 22, 24 und 26 ist längs einer horizontalen Achse gleitbar und um eine vertikale Achse drehbar bzw. schaltbar, welche rechtwinklig zu der horizontalen Achse verläuft. Jeder Arbeitstisch 22, 24 und 26 weist eine horizontale Führungseinrichtung auf, um eine Palette 34 gleitbar aufzunehmen, welche ein oder mehrere Werkstücke 36, 38 trägt und um die Palette 34 daran zu arretieren, so daß die Werkstücke 36, 38 mit Hilfe der Werkzeugmaschinen Io, 12 und 14 bearbeitet werden können.

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Jede der Werkstückübertragungseinheiten 16, 18 und 2o erstreckt sich zwischen benachbarten Werkzeugmaschinen lo, 12 und 14 und ist an der entsprechenden Seite des Dreiecks angeordnet, das von den Werkzeugmaschinen Io, 12 und 14 bestimmt wird. Die Werkstückübertragungseinheiten 16, 18 und 2o sind so angeordnet, daß sie mit den Arbeitstischen 22, 24 und 26 zum Überführen der Palette 34 von einem Arbeitstisch 22, 24 und 26 zu einem benachbarten Arbeitstisch 22, 24, 26 zusammenzuwirken. Zum Überführen einer Palette 34 von einem der Arbeitstische 22, 24, 26 wird der Arbeitstisch längs seines Bettes zu einer Stelle bewegt, die entgegengesetzt zu dem Ende der zweckmässigen Werkstückübertragungseinheit 16, 18, 2o liegt, wie dies in Fig. 2 gezeigt is^und der Arbeitstisch wird um seine vertikale Achse geschaltet, bis die Arbeitstisch-Palettenführungen 4o (siehe Fig. 3) mit den entsprechenden Führungen 42 (Fig. 2) der Übörtragungseinheit ausgerichtet sind, so daß die Palette 34 von dem Arbeitstisch und auf die Übertragungseinheit gleiten kann. In Fig. 2 sind die Relativlagen gezeigt, die erforderlich sind, damit die Palette 34 von dem Arbeitstisch 24 und auf die Übertragungseiriheit 18 gleiten kann.

Nachdem die Palette 34 von dem Arbeitstisch 24 geglitten ist, wird der Arbeitstisch 24 geschaltet, um seine Palettenführungen 4o mit den Palettenführungen 44 der Übertragungs-

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einheit 16 auszurichten, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, so daß er eine andere Palette 34 von der Übertragungseinheit 16 aufnehmen kann. In diesem besonderen Ausführungsbeispiel ist der Fluß der Paletten 34 in Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn, obwohl ein Palettenfluß in der entgegengesetzten Richtung gleichfalls möglich ist, da die Werkstückübertragungseinheiten 16, 18 und 2o die Paletten 34 in jede Richtung bewegen können.

Die Paletten 34 werden in das geschlossene Schleifensystem an einer Bedienungsstation in der Mitte der Ubertragungseinheit 16 eingefügt. Eine Bedienungsperson 46 ordnet eine Palette 34, welche Werkstücke 36 und 38 trägt, auf der Übertragungseinheit 16 mit Hilfe herkömmlicher Hebelvorrichtungen (nicht gezeigt) an. Die Palette 34 wird nachfolgend gegen den Uhrzeigerdrehsinn um die Schleife zunächst zur Werkzeugmaschine 12, dann zur Werkzeugmaschine 14 und dann zur Werkzeugmaschine Io transportiert, wobei an jeder Werkzeugmaschine gearbeitet wird. Nachdem die Bearbeitung abgeschlossen ist, wird die Palette 34 zu der Betätigungsstation an der Übertragungseinheit 16 zurückgeführt, wo sie von der Bedienungsperson 46 entfernt und durch eine Palette ersetzt wird, welche unbearbeitete Werkstücke trägt. Alternativ könnten lediglich die Werkstücke 36 und 38 entfernt und an der Bedienungsstation ersetzt werden.

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In dem besonderen Beispiel sind die Werkzeugmaschinen 12 und 14 horizontale Bearbeitungsmaschinen, während die Werkzeugmaschine Io ein Mehrspindel-Drehkopf ist. Jedoch ist es für die Fachwelt selbstverständlich, daß jede Kombination von Werkzeugmaschinen verwendet werden kann, welche schaltbare Arbeitstische aufweisen, die mit Werkstückübertragungseinheiten zusammenwirken können, um Werkstücke auf und von den Arbeitstischen zu transportieren.

Die Konstruktion der Werkstücksübertragungseinheiten 16, 18 und 2o ist in Fig. 4 bis 7 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 umfaßt jede Übertragungseinheit 16, 18 und 2o ein Bett 48, das von Stegen 5o gestützt ist. Ein Paar in Abstand voneinander angeordneter horizontaler Führungseinrichtungen oder Palettenführungen 52 und ausgerichtete Rollen sind an der Oberseite des Bettes 48 zwecks Aufnahme einer Palette 34 gestützt. Ein Übertragungsgleitstück 54 ist gleitbar an Schienen 56 (siehe Fig. 7) angeordnet, die sich über die volle Länge des Bettes 48 erstrecken. Das Gleitstück 54 trägt ein Paar vertikaler ausdehnbarer und zurückziehbarer Halter 58 und 6o, die zylindrisch ausgebildet sind und an ihrem oberen Ende bei 59 und 61 geschlitzt sind, um Ansätze 62 an den Paletten 34 zu ergreifen, wie dies am besten in Fig. 7 gezeigt ist. Dort ist der Halter 58 in seiner ausgestreckten Lage gezeigt, während er den Ansatz 62 ergreift, während der Halter 6o in seiner zurückgezoge-

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nen Lage unterhalb des Niveaus des Ansatzes 62 gezeigt ist. In Fig. 4 befindet sich der Halter 6o in der ausgestreckten Lage und ergreift den Ansatz 62, während der Halter 58 in der zurückgezogenen Lage ist. Der Halter 6o wird dazu verwendet, Paletten 34 auf die Übertragungseinheit zu ziehen und der Halter 58 wird dazu verwendet, um Paletten von der Übertragungseinheit zu drücken, wie dies nachfolgend erläutert wird.

Die Halter 58 und 6o werden aufwärts und abwärts zwischen ihren" erstreckten und zurückgezogenen Lagen mit Hilfe gleitbarer Nockenplatten 64 bewegt (siehe Fig. 5), welche sich quer zu den Haltern 58 und 6o erstrecken und geneigte Schlitze 66 aufweisen, welche Nockenrollen 68 ergreifen, die an dem Boden der Halter 58 und 6o befestigt sind, wie dies am besten in Fig.6 in Bezug auf den Halter 6o gezeigt ist. Der Halter 6o ist bei 7o genutet .(Fig. 6) , um Spielraum für die Nockenplatte 64 zu schaffen. Die Nockenrolle 68 ist an dem genuteten Ende des Halters 6o mit Hilfe einer Schraube 72 befestigt und gleitet im Schlitz 66 der Nockenplatte 64. Eine ähnliche Anordnung wird für die Nockenplatte 64 und die Nockenrolle 68 an dem Boden des Halters 58 verwendet.

Die Halter 58 und 6o werden angehoben, indem ihre Nockenplatten 64 nach links in Fig. 5 zu der gezeigten Lage bewegt werden, und werden abgesenkt, indem ihre Nockenplatten 64 nach rechts

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in Fig. 5 bewegt werden. Die Bewegung der Nockenplatten 64 wird durch hydraulische Zylinder 74 und 76 (Fig. 5) bewirkt, die am Bett 48 angeordnet sind und entgegengesetzt zu den Lagen vorgesehen sind, in welchen die Palettenansätze 62 zu ergreifen sind. Die Zylinder 74 und 76 bewegen Kolben 78 und gegen die Seitenkanteh der Nockenplatten 64, wenn sie betätigt sind, um die Nockenplatten 64 entweder nach links oder nach rechts in Fig. 4 zu bewegen und dadurch die entsprechenden Halter 58 oder 6o anzuheben oder abzusenken. Die Zylinder 74 und 76 sind doppelt wirkende Zylinder, welche ihre Kolben 78 und 8o mit Hilfe einer herkömmlichen Steuereinrichtung ausfahren oder zurückziehen, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Die Zylinder 74 und 76 werden derart betätigt, daß wenn ein Kolben 78, 8o ausgedehnt wird, der andere zurückgezogen wird und umgekehrt. Herkömmliche Grenzschalter 82 und 84 sind gegenüber den Zylindern 74 und 76 angeordnet und wirken mit Dämpfern 86 und 88 an den äußeren Enden der Kolben 78 und 8o zusammen, um anzuzeigen, ob die Kolben 78 und 8o in ihren ausgefahrenen oder zurückgezogenen Lagen sind. Die Grenzschalter 82 und 84 schaffen eine Information für die Übertragungssteuereinrichtung.

Wenn die Nockenplatten 64 nach links in Fig. 4 bewegt werden, um den Halter 58 oder 6o in die erstreckte Lage anzuheben, tritt die Rolle 68 in einen horizontalen Abschnitt 9o

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(Fig. 5) des Nockenschlitzes 66 an dem oberen Ende-ein, das den entsprechenden Halter 58 oder 6o in der erstreckten Lage hält, wenn das Gleitstück 54 längs des Bettes 48 vorwärts und zurück bewegt wird.

Das Gleitstück 54 wird durch eine hydraulisch angetriebene Seilzug- bzw. Kabelanordnung bewegt, die schematisch in Fig. gezeigt ist. Ein erstes Kabel 92 ist an einem Ende des Übertragungsgleitstückes 54 befestigt und läuft um eine erste fixierte Scheibe 94, die drehbar an dem Bett 48 befestigt ist und dann um eine bewegbare Scheibe 96, die drehbar an dem Kolben 98 eines hydraulischen Zylinders loo befestigt ist. Der Zylinder loo ist starr an dem Übertragungseinheits-Bett 48 befestigt. Nach dem Führen um die bewegbare Scheibe 96 ist das Kabel 92 schließlich an einem Träger Io2 an dem Bett 48 befestigt.

An der anderen Seite des Übertragungsgleitstückes 54 ist ein zweites Kabel Io4 befestig.t und erstreckt sich um eine fixierte Scheibe Io6, die drehbar an dem Bett 48 befestigt ist und dann um eine bewegbare Scheibe Io8, die drehbar an dem Kolben Ho eines zweiten hydraulischen Zylinders 112 befestigt ist. Der Zylinder 112 ist starr mit dem Bett 48 befestigt. Nach dem Erstrecken um die bewegbare Scheibe Io8 ist das Kabel Io4 an einem Träger 114 an dem Bett 48 befestigt.

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Die hydraulischen Zylinder loo und 112 sind beide doppelt wirkend und werden so betätigt, daß das Übertragungsgleitstück 54 längs des Bettes 48 sich bewegt, d.h. wenn einer der hydraulischen Zylinder loo, 112 zurückgezogen ist, wird dör andere um den gleichen Betrag ausgedehnt und umgekehrt. Die hydraulischen Zylinder loo und 112 werden von einer herkömmlichen Steuereinrichtung betrieben, die nicht in der Zeichnung gezeigt ist.

Um eine Palette 34 auf die Übertragungseinheit z.u ziehen, wird das Gleitstück 54 zu dem Ende des Bettes 4.8 neben der Palette 34 bewegt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die hydraulischen Zylinder 74 und 76 werden dann betätigt, um den Halter 6o anzuheben und ihn mit dem Ansatz 62 in Eingriff zu bringen. Dann werden die hydraulischen Zylinder loo und 112 betätigt, um die Palette 34 auf und über die Übertragungseinheit zu ziehen. Wenn das Gleitstück 54 das andere Ende der Übertragungseinheit erreicht, wird der Halter 6o abgesenkt, und das Gleitstück 54 wird wieder in seine Lage gebracht, um den Halter 58 unter dem Ansatz 62 an dem anderen Ende der Palette 34 anzuordnen. Der Halter 58 wird dann angehoben, um den Ansatz 62 zu ergreifen, und das Gleitstück 54 wird bewegt, um die Palette 34 von der Übertragungseinheit zu drücken. Die Palette 34 wird dann auf die Übertragungseinheit durch den Halter gezogen und von dem Halter 58 fortgedrückt. Wenn es jedoch

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gewünscht ist, kann die Übertragungsrichtung umgekehrt werden.und wenn dies der Fall ist, wird die Palette 34 von dem Halter 58 auf die Übertragungseinheit gezogen und von dem Halter 6o fortgedrückt.

Die hydraulische Steuereinrichtung, welche die oben beschriebenen Bewegungen des Übertragungsgleitstückes 54 und der Halter 58 und 6o verursacht, ist herkömmlicher Art und demzufolge nicht in der Zeichnung gezeigt.

Obwohl die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, lassen sich zweckmässige Änderungen und Modifikationen durchführen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der Erfindung zu entfernen.

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Claims (5)

1. Cr - j-ct. ι-·--.: .'3 RIJSCHKE
   D.f. Ir.-. v^>!. -r RUSCHKE

   8000 München 80
   K Io95/Ro/He

   KEARNEY & TRECKER CORPORATION, 11000 Theodore Trecker Way

   Milwaukee, Wi. /V.St.A.

   Patentansprüche .

   ( 1. 'Bearbeitungssystem mit wenigstens drei Werkzeugmaschinen, die in Abstand voneinander angeordnet sind, wobei jede Werkzeugmaschine einen Arbeitstisch aufweist, der gleitbar an einem Bett zwecks der Bewegung längs einer entsprechenden horizontalen Achse angeordnet ist, wobei jederArbeitstisch um eine entsprechende ver.tikale Achse rechtwinklig zu der horizontalen Achse schaltbar ist und eine horizontale Führungseinrichtung zwecks gleitbaren Aufnehmens eines Werkstücksupportes aufweist, wobei eine Vielzahl von Werkstückübertragungseinheiten so angeordnet ist, daß sie sich zwischen zwei benachbarten Werkzeugmaschinen erstrecken, um die Werkstücksupporte von dem Arbeitstisch einer Werkzeugmaschine zu

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   dem Arbeitstisch der benachbarten Werkzeugmaschine zu übertragen, wobei jede Werkstückübertragungseinheit eine horizontale Führungseinrichtung zwecks gleitbaren Aufnehmens eines Werkstücksupportes aufweist und die Führungseinrichtung einer jeden Werkstückübertragungseinheit so angeordnet ist, daß sie mit der Führungseinrichtung der Arbeitstische der beiden benachbarten Werkzeugmaschinen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschinen und die Werkstückübertragungseinheiten so angeordnet sind, daß sie eine geschlossene Schleife bilden, längs welcher die Werkstücksupporte von einer Werkzeugmaschine zu einer anderen längs des Weges der Schleife transportiert werden können.
2. 2. Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschinen und die Werkstückübertragungseinheiten in einem Vieleck-Muster angeordnet sind.
3. 3. Bearbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Werkstückübertragungseinheit eine Einrichtung zum Ziehen eines Werkstücksupportes auf die Übertragungseinheit von einem benachbarten Arbeitstisch und zum Drücken dieses Werkstücksupportes von der Übertragungseinheit und auf den anderen benachbarten Arbeitstisch einschließt.
4. 4. Bearbeitungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ziehen der Werkstücksupporte auf die

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   und zum Drücken der Werkstücksupporte von der Werkstückübertragungseinheit ein Gleitstück umfaßt, das gleitbar an der Werkstückübertragungseinheit zwecks horizontaler Bewegung von einem Ende der Übertragungseinheit zu der anderen angeordnet ist, daß ein Paar vertikaler Halter bewegbar an,dem Gleitstück zwecks Bewegung zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Lage vorgesehen sind, daß eine Einrichtung an den Haltern zwecks Ergreifens der Werkstücksupporte vorgesehen .ist und daß eine Einrichtung zum wahlweisen Anheben der Halter zwecks Ergreifens der Werkstücksupporte und zum wahlweisen Absenken der Halter zum Lösen der Halter von den Werkstücksupporten angeordnet ist.
5. 5. Bearbeitungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum wahlweisen Anheben und Absenken der Halter eine Nockenrolle, die an jedem Halter befestigt ist, eine Nockenplatte für jeden Halter, wabei jede Nockenplatte gleitbar quer zum entsprechenden Halter ist und einen Nockenschlitz aufweist, der so geformt ist, daß er die Nockenrolle ergreift und. den Halter anhebt oder absenkt, wenn die Nockenplatte quer zum Halter bewegt wird, und eine Einrichtung zum wahlweisen Bewegen jeder der Nockenplatten quer zu dem entsprechenden Halter umfaßt, um die Halter anzuheben und abzusenken.

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