DE2930006A1

DE2930006A1 - Werkstueckbeschickungsvorrichtung mit beweglichkeit fuer fluchtausgleich

Info

Publication number: DE2930006A1
Application number: DE19792930006
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Rall; Wolfgang Schaefer; Guenter Ing Grad Twiefel
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1979-07-24
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1981-02-12

Description

Werkstückbeschickungsvorrichtung mit Beweglichkeit für
Fluchtaus#leich.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkstückbeschickungs vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Im Stand der Technik, so z.B. in ZwF 69 (1974), Heft 1, Seiten 3 bis 8 sind Einzelheiten zu einer Werkstückbeschickungsvorrichtung beschrieben, die als sogenannter Industrieroboter dazu dient, in der automatischen Fertigung Werkstücke aus einem Magazin einer Bearbeitungsma schine zuzuführen und diese Werkstücke umgekehrt aus der Bearbeitungsmaschine wieder herauszunehmen. Wesentlich für derartige Beschickungsvorrichtungen ist ein möglichst großer Bewegungsspielraum bei dennoch festem und sicherem Greifen und Halten der Werkstücke. Im allgemeinen arbeiten solche Beschickungsvorrichtungen mit in bis zu allen möglichen Freiheitsgraden ausgeführter tranalatorischer und rotatorischer Bewegung ihres Greifers und damit des Werkstückes. Darin eingeschlossen sind Schwenkbewegungen.
Im Betrieb läßt sich praktisch nicht vermeiden, daß ein gewisses Maß an Fehlübereinstimmung zwischen derjenigen Lage des zugeführten Werkstückes und dem Spannfutter der Bearbeitungsmaschine vorliegt, in der dieses Werkstück in diesem Spannfutter eingespannt werden soll. Solche kleinen Fehler im Fluchten bzw. solche Verkantungen oder Verkippungen lassen sich insbesondere dann nicht vermeiden, wenn die Werkstücke Schmiederohlinge sind, deren Außenabmessungen ohnehin eine erhebliche Abmessungstoleranz haben. Auch kleine Fluchtfehler beeinflussen direkt die Werkstückgenauigkeit, wenn in einer zweiten Aufspannung auf der bereits bearbeiteten Werkstückkontur gespannt wird.
Wie in der oben erwähnten Druckschrift bereits zusammengefaßt, ist eine Anzahl von Prinzipien für die Ausbildung der Beschickungsvorrichtung bzw. für die Ausbildung ihrer Greifer im Hinblick auf eine Beweglichkeit für Fluchtausgleich entwickelt worden. Es sind so z.B. elsstische Zangengreifer verwendet worden, die das WerkstUck mit erhöhter Anpreßkraft an das Futter anpressen. Die Ausgleichsbewegungen werden dort somit durch elastische ubertragungsglieder ermöglicht. Ein anderes Lösungaprinzip sieht sphärisch gelagerte Greifersysteme vor. Ein drittes Prinzip sieht vor, daß zusätzliche Möglichkeiten für Rotationsbewegungen des Greifers vorliegen.
In der obengenannten Druckschrift sind neben Vorzügen auch Nachteile bekannter Lösungen dieser Prinzipien erörtert. Ein wesentlicher Nachteil der elastischen#Zangengreifer liegt darin, daß beim Andrücken mit erhöhter Anpreßkraft nicht erkennbar wird, ob das Teil tatsächlich am Spannfutter anliegt. Durch die elastischen Zwischenglieder haben derartige Greifer nur eine geringe Steifigkeit, was zu Schwingungen während des Werkstück transports führen kann und was die Positioniergenauigkeit herabsetzt. Sphärisch gelagerte Greifer können Werkstücke nur stirnseitig ergreifen, während Umfangsgreifen durch die Achsen der sphärischen Lagerung unmöglich ist. Damit kommen solche Greifer im wesentlichen nur für Futterteile in Frage. Es sei hier auch ausdrücklich auf den Inhalt der Zeitschrift für industrielle Fertigung 65 (1975), Nr.3, Seite 121 hingewiesen.
Als eine Zwischenlösung ist der Greifer einer Beschickungsvorrichtung nach der DE-AS 24 49 078 anzusehen, bei dem die Greiferelemente über bewegliche Verbindungsglieder an einem parallel zu dem Greiferelement angeordneten Träger befestigt sind. Der diesem Stand der Technik nach ausgebildete Träger ist Jedoch wegen seiner erheblichen Abmessungen hinderlich und erschwert auch das Hineingreifen der Greiferelemente in ein Magazin.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, solche Vorkehrungen für die Möglichkeit von Ausgleichsbewegungen bei einer flexiblen Werkstückbeschikkungsvorrichtung bzw. an deren Greifer vorzusehen, die wenigstens bis zum Einspannen des Werkatückes in dem Spannfutter der Bearbeitungsmaschine das Werkstück festhalten, wobei jedoch die neue Konstruktion derart sein muß, daß damit der Platzbedarf des Greifers nicht vergrößert wird und dieser beim Han Handhaben der Werkstücke, und zwar sowohl von Futterteilen als auch von Wellenteilen, nicht hinderlich ist.
Diese Aufgabe wird bei einer wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Werkstückbe schickungsvorrichtung erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, in allen Jeweils notwendigen Richtungen translatorische und auch rotatorische Ausgleichsbewegungen zuzulassen, die grundsätzlich und unabhängig von den translatorischen und otatorischen Transportbewegungen des Jeweiligen Greiers der Beschickungsvorrichtung sind. Vorzugsweise ind diese zusätzlichen Maßnahmen derart ausgebildet, Laß die zusätzliche Ausgleichsbewegung für das Werkstück gesteuert freigegeben und wieder gesperrt werden rann. Diese Freigabe erfolgt im Augenblick des Anlieyens des Werkstückes am Spannfutter der Bearbeitungsmaschine, bis dieses Spannfutter das Werkstück in exakser Ausrichtung zu diesem Spannfutter fest eingespannt Lst. Die insbesondere vom Spannfutter auf das Werkstück #usgeübten, die Ausgleichsbewegungen hervorrufenden Säfte nehmen dadurch bei einer erfindungsgemäß ausge Jtalteten Werkstückbe schickungsvorrichtung keine großen erte an. Damit braucht auch die Stabilität des Greifers, des Greiferarmes und der Trägereinrichtungen auf ein nur relativ geringes Maß einwirkender Eorrekturkräfte hin bemessen zu werden. Dies läßt eine raumsparande Konstruktion der Greiferelemente æu, womit auch deren Beweglichkeit vergrößert sein kann. Alle diese Vorzüge sind dabei ohne Inkaufnahme verringerter Genauigkeit und Flexibilität des Arbeitens der Beschickungs vorrichtung mit der Erfindung zu erreichen.
So können die erfindungsgemäßen Einrichtungen für den Fluchtausgleich auch bei Doppelgreifern und Umfangsgrei fern für Wellenteile angewendet werden. Durch die Freigabe der Ausgleichsbewegung können auch Positionierfehler der Handhabungseinrichtung ausgeglichen werden.
Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden, anhand der Figuren gegebenen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und Ausgestaltungen der Erfindung hervor.
Fig.1 zeigt perspektivisch eine generelle Gesamtansicht einer Werkstückbeschickungsvorrichtung, wie sie prinzipiell an sich bekannt ist.
Fig.2 zeigt eine Ubersichtadarstellung eines Ausschnittes der Fig.1, und zwar des Greifers, seines Trägerarmes und dessen Führung in der Vorrichtung.
Fig.3 zeigt eine ins einzelne gehende Darstellung einer Frontansicht des Greifers.
Fig.4 zeigt zu Fig.3 eine geschnittene Aufsicht des Greifers.
Fig.5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des Greifers nach Fig.3.
Fig.6 zeigt eine geschnittene Ansicht des Greiferarmes.
Fig.7 zeigen prinzipielle Hinweise zu einer anderen Ausbis 9 führungsform der Erfindung.
Fig.10 zeigen drei verschiedene Ausgestaltungen für die bis 12Ausführungsform der Fig.8 und 9.
Fig.13 zeigt eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung, und zwar mit einer dazu zusätzlichen Ausgestaltung für weiteren rotatorischen Ausgleich.
Fig.14 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Ausführungsform nach Fig.13.
Fig.1 5 zeigt den D-punkt-Greifer aus der Fig.14 in zu dieser um 900 gedrehter Ansicht.
Die in einer generellen Gesamtansicht der Fig.1 dargestellte Werkstückbeschickungsvorrichtung 1 ist mit einer ersten bevorzugten Aus führungs form der Erfindung ausgestattet. Es ist dies der erfindungsgernäß auagebildete Zweifinger-Paralleldoppelgreifer 3, der in der Darstellung dieser Figur am unteren Ende eines in vertikaler Richtung verstellbaren Haltearmes 5 angebracht ist. Diese vertikale Verstellung des Armes.5 und damit des Greifers 3 erfolgt mittels eines Antriebs im Kopfteil 6, in dem dieser Haltearm 5 geführt ist. Dieses Kopfteil 6 wiederum ist auf Schienen eines Rahmens 7 rechtwinklig zu der vertikalen Bewegungamöglichkeft des Haltearmes 5 lateral verschiebbar. Der Rahmen 7 schließlich ist in der dritten möglichen translatorischen Bewegungsrichtung, nämlich bezogen auf den Greifer 3, in Vorschubrichtung hin- und herbewegbar, wobei dieser Rahmen 7 beidseitig in Schienen geführt ist, von denen in der Darstellung der Fig.1 nur die Schienen 8 zu sehen sind. Diese Schienen 8 sind Anteil eines mit 9 bezeichneten Gestells.
Die voranstehend aufgezeigten möglichen Bewegungen werden mit Hilfe der Antriebsmotore 10, 11 und 12 ausseführt, die für den automatischen Betrieb programmgesteuert betätigt werden.
Fig.2 ist ein Ausschnitt der Darstellung der Fig.1, und zwar eine Ansicht in Richtung des mit dem Doppelpfeil 21 angedeuteten Vorschubs des Greifers 3. Gezeigt sind der Greifer 3, der Haltearm 5 und das Kopfteil 6. Dieses Kopfteil 6 ist in Vorschubrichtung 21 auf der Schiene 7 geführt. Der Haltearm 5 kann in dem Kopfteil 6 die erwähnte vertikale Hin- und Herbewegung 22 ausführen.
Wie in der Fig.2 angedeutet, ist der Zweifinger-Parallel doppelgreifer 3 zum Wenden um die vertikale Achse 23 (gemäß dem Pfeil 24) rotierbar angebracht. Er kann damit zum beidseitigen Aufnehmen und Abgeben Je eines Werkstückes verwendet werden.
Mit den Spannbacken 25 und 26 des Spannbackenpaares des in der Fig.2 vorderen Zweifinger-Parallelgreifers 3 läßt sich ein entsprechend langes Futterteil greifen. Die Spannbewegung gemäß Doppelpfeil 28 führen die beiden Finger 29 und 30 aus, an denen die Jeweilige Spannbacke 25 bzw. 26 angebracht ist und die in noch näher zu beschreibender Weise in dem Kopf 4 des Greifers 3 geführt und zentrierend angetrieben werden.
Fig.3 zeigt mehr ins einzelne gehend und dazu entsprechend vergrößert den Greifer 3 mit seinem Kopf 4 und mit den Spannbacken 25 und 26 sowie mit den Fingern 29 und 30.
Mit den Pfeilen 31 und 32 sind die transIatorischen#Bewegungsrichtungen der Finger 29 und 30 beim Einspannen des nur mit einem Anteil des Umrisses angedeuteten Werkstückes 33 angegeben.
In gestrichelten Linien ist die Stellung des Fingers 30' mit der Klemmbacke 26' bei einem Werkstück 33' mit einem zum Werkstück 33 vergleichbar wesentlich geringerem Durchmesser schematisch w:#edergegeben.
Mit den in der Darstellung der Fig.3 zu sehenden Parallelführungen 35 und 36 sind die Finger 29 und 30 in einer Führungsschiene 34 als Zweifinger-Parallelgreifer geführt. Der Vorschub der Parallelführungen 35 und 36 erfolgt mit Hilfe anzutreibender Spindelteile 37 und 38.
Ihr Antrieb erfolgt mit Hilfe der mit 39 bezeichneten Vorrichtung, deren Einzelheiten im Zusammenhan4 mit der Fig. 4 noch nachfolgend näher beschrieben werden. Der Spindelantrieb, die Greiffinger 29 und 30 und das Werkstück bilden zusammen eine kraftschlüssige ,Verbindung.
Die Darstellung der bereits genannten Fig.4 ist eine geschnittene Ansicht IV der Fig. 3 und um 900 gedreht auch der noch zu erläuternden Fig.5, wobei diese#Fig.5 - dies sei hier schon vorweggenommen - die Ausführung als Doppelgreifer mit Ansicht des einen Fingers 29 des einen zu den Fig.2 und 3 beschriebenen Greiferpaares und den (in Fig.5 vorn liegenden, in Fig.3 hinter dem Finger 29 liegenden) einen Finger 29' des zweiten Greiferpaares darstellt.
Die bereits erwähnte Vorrichtung 39 besteht aus einem mit dem Gehäuse des Greiferkopfes 4 fest verbundenen Lagerbock für eine über ein Kettenrad 42 antreibbare Lagerbüchse 43. Das Kettenrad 42 läßt sich mit Hilfe des Motors 44 antreiben. Die Lagerbüchse 43 ist gegenüber dem Lagerbock 41 in Achsrichtung festgehalten.
Die aus den Spindelanteilen 37 und 38 bestehende Spindel ist in der Lagerbüchse 43 in Axialrichtung verschiebbar. Zwischen der Lagerbüchse 43 und dieser Spindel liegt Jedoch eine durch eine entsprechende Verzahnung bewirkte, die oben erwähnte kraftschlUssige Verbindung gewährleistende Drehmitnahme vor.
Die hier wie voranstehend als Beispiel beschriebene Konstruktion mit Lagerbüchse 43 und darin in Längerichtung verschiebbarer Spindel ermöglicht die aufgabengemäß vorzusehende Bedingung für eine Ausgleichsbewegung der Finger 29 und 30 und damit der Spannbacken 25 und 26, in in der Fig.3 horizontaler, der Parallelführung in der Schiene 34 paralleler Richtung. Erfindungsgemäß sind hierzu (für ein Jedes Fingerpaar 29, 30) ein Paar Kolbenzylindereinheiten 45, 46 vorgesehen.
Mit 47 und 48 sind mit der Spindel bzw. mit dem Jeweiligen Spindelteil 37 und 38 verbundene Kolben bezeichnet, die sich in dem ihnen Jeweils zugehörigen Zylinder 49 bzw. 50 befinden. Die Zylinder 49 und 50 sind über eine nicht dargestellte Hydraulikleitung mit der zentralen Steuerung der Werkstückbeschickungsvorrichtung 1 verbunden.
während der Betriebsphase des Greifens des Werkstück rohlings im Magazin, während des Transports und bis kurz vor dem endgültigen Einspannen des Werkstückrohlings in der Bearbeitungsmaschine (sowie während des Rücktransports des bearbeiteten Werkstückes) stehen die Kolbenzylindereinheiten 45 und 46 derart unter Druck des Hydraulikfluids, daß die Spindel mit den Spindelteilen 37 und 38 in ihrer Axialrichtung gegen Verschiebung arretiert ist. Die Lage der durch die Spindel parallel verschobenen Finger 29 und 30 ist damit wegen der Stellung der Spindelteile 37 und 38 in den Spindelmuttern 135 und 136 der Finger 29 und 30 bei sich nicht drehender Spindel festgelegt. Die aufgabengemäß verlangte Möglichkeit einer Ausgleichsbewegung im Augenblick des festen Einspannens des Werkstückes in der Bearbeitungsmaschine gewährleisten nun die Kolbenzylindereinheiten 45 und 46 bei in die sen weniger großem oder vollständig weggenommenem Hydraulikdruck. Trotz weiterhin unverändert kraftschlüssiger Verbindung zwischen Spindelantrieb, den Fingern, den Klemmbacken und dem Werkstück können nun die Spindel mit den Spindelanteilen 37 und 38, die Finger 29 und 30, die Klemmbacken 25 und 26 und das darin eingespannte Werkstück 33 eine parallel zur Spindelachse gerichtete, durch die Einspannung des Werkatückes in der Bearbeitungsmaschine erzwungene Ausgleichsbewegung ausführen.
In der Fig.4 sind die voranstehend für das eine Fingerpaar beschriebenen und beim anderen Fingerpaar des Doppelgreifers in gleicher Weise vorhandenen Teile mit durch ' ergänzte, sonst übereinstimmende Bezugszeichen bezeichnet. Ein weiteres Eingehen auf diese konstruktiv und funktionell übereinstimmenden Teile ist entbehrlich.
Eine in Vertikalrichtung erfolgende Ausgleichsbewegung, die zu der durch die Kolbenzylindereinheiten 45 und 46 bewirkten horizontalen Ausgleichsbewegung orthogonal ist, wird durch entsprechende Steuerung des Haltearmes 5 in seiner Bewegungsrichtung 22 (Fig.2) erreicht.
Insbesondere die Fig.5 zeigt Einzelheften für eine Rotationsbewegung der Spannbacken 25 und 26, und damit des Werkstückes 33. Die Spannbacken 25 und 26 sind in der Darstellung der Fig.3 hierzu um eine der Spindelanteile 37 und 38 parallele Achse rotierbar. Damit kann das Werkstück 33 geschwenkt und ein entsprechend kurzes Futterteil zwischen den zwei Fingern 29 und 30 gewendet werden.
Die Fig.5 gibt zusammen mit der Fig.3 Einzelheiten dieses Rotationsantriebs wieder. Mit 51 bzw. 51' sind zwei von Je einem Antrieb zu drehende Wellen bezeichnet, die über Zahnräder auf in den Fingern 29 und 29' (und nicht dargestellt in den anderen Fingern) befindliche Zahnstange 53 und 53' einwirken und diese in Vertikalrichtung hin- und herschieben können. Diese Bewegung wird auf die Rotationsachsen 54 und 54' der Spannbacken 25, 25' und 26 übertragen. Die Rotationsbewegung gemäß den Pfeilen 55, 55' ist für jedes Spannbackenpaar über die gemeinsame Welle 51 bzw. 51' gekoppelt.
Eine rotatorische Ausgleichsbewegung ermöglicht eine für den einen Finger in Fig.5 dargestellte Kolbenzylindereinheit 56 mit einem Kolben 57 und Zylinder 58. Der Zylinder 58 ist schwenkbar am Kopf 4 befestigt. Das äußere Ende der Kolbenstange 57 ist mit einem Schwenkhebel 59 verbunden, der drehfest an der Welle 51' angebracht ist. Sobald der Druck in der Kolbenzylindereinheit 56 um ein entsprechendes Maß verringert bzw.
freigegeben wird, läßt sich die Welle 51' etwas drehen und lassen sich damit die Spannbacken 25, 25' um ein vom Futter der Bearbeitungsmaschine erzwungenes (geringes) Ausgleichs-Drehwinkelma ß verdrehen.
Eine für die ganze in den Figuren 3,4u 5 dargestellte Vorrichtung vorgesehene rotatorische Ausgleichsbewegung um die Vertikalachse ermöglicht eine mit 100 insgesamt bezeichnete Konstruktion, die in Fig.6 dargestellt ist. Diese Konstruktion besteht im wesentlichen aus einer KeilwelleIiverza#nung auf dem oberen Ende der Flanschwelle 84, einem Tellerfederpaket 102, einem Hülsenteil 103, das drehfest aber axial verschiebbar mit der Flanschwelle 84 verbunden ist und zusammen mit dem Kolben 114 eine Kolbenzylindereinheit 104 bildet.
Das Hülsenteil 103 verbindet über eine Hirth-Verzahnung 101 und ein Hülsenteil 113 die Antriebswelle 112 mit der Flanschwelle 84. Die Funktion dieser Einrichtung 100 besteht darin, daß während des Greifens und des Transportvorganges die Kolbenzylindereinheit 104 entlastet ist und durch Druck der Tellerfedern 102 die Hülse spielfrei drehfest mit dem Antriebshülsenteil 113 verbunden ist.
Wird nun die Kolbenzylindereinheit 104 unter Druck gesetzt, wird damit die Hülse 103 gegen die Kraft der Tellerfeder 102 (in Fig.6 nach unten) verschoben und die Hirth-Verzahnung 101 gelangt teilweise außer Eingriff, so daß ein Spiel um z.B. t>° auftritt. Dieses Spiel ermöglicht dem fest gehalterten Werkstück 33, die vom Spannfutter erzwungende Ausgleichsbewegung um die Vertikalachse des Greifers auszuführen.
Für einen Fluchtausgleich durch eine Ausgleichsbewegung der Vertikalbewegung 22 ist vorgesehen, daß der Antrieb für diese Vertikalbewegung derart geregelt wird, daß er gerade diejenige Kraft erzeugt, die zur Kompensation des von ihm jeweils anzutreibenden Gewichtes des Greifers und des Werkstückes notwendig ist. In diesem Gleichgewichtszustand erfährt eine von einer ausgleichenden Ausrichtung des Werkstückes herrührende Kraft der Spannfutterbacken auf das Werkstück keine nennenswerte Gegenkraft die den Ausgleich behindern könnte.
Bei dieser voranstehend beschriebenen Ausgestaltung gemäß den Fig.2 bis 6 nach dem Greifen des der Bearbeitungsmaschine zuzuführenden Werkstückes und nach dem Anfahren des Werkstückes an das Futter der Bearbeitungsmaschine im Augenblick des Einspannens in diesem Futter durch Freigabe der Arretierungs-Kolben zylindereinheiten 45 und 46 sowie der Vertikalbewegung 22 die gewünschten translatorischen und durch Betätigung der Einrichtungen 56 und 100 die rotatorischen Ausgleichsbewegungen erfolgen, ohne daß die oben erwähnte kraftschlüssige Verbindung zu dem noch in der ertindungsgemäß ausgestalteten Werkstückbeschickungsvorrichtung fest eingespannten Werkstück vorzeitig gelöst werden mUßte.
Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform zeigen in den Fig.7 bis 12 dargestellte Ausgestaltungen einer Werkstückbeschickungsvorrichtung nach der Erfindung, die insbesondere für Futterteile geeignet ist, bei der sich Jedoch die Ausgleichsbewegungen noch einfacher verwirklichen lassen.
Fig.7 zeigt eine solche Heranführung des Futterteiles 61 durch die Werkstückbeschickungsvorrichtung 62 an das Futter 63 der Bearbeitungsmaschine, die ein exaktes Einspannen dieses Futterteiles ohne Verkanten oder Verkippen und ohne unzulässige Kraftausübung auf die Beschickungsvorrichtung 62 ermöglicht.
Dagegen zeigt Fig.8 den praktischen Regelfall, der insbesondere bei Futterteil-Rohlingen vorliegt, nämlich daß dieses Futterteil 61 verkantet und verkippt in das Futter 63 eingeführt wird.
Fig.9 zeigt das Futterteil 61, wie es in dem Futter 63 fest und exakt ausgerichtet eingespannt ist.
Der problemlose Übergang vom Zustand der Fig.8 in den Zustand der Fig.9 ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung der (mehreren) Greiferelemente 64 der Beschikkungsvorrichtung 1, nämlich ihre zusätzliche Ausrüstung mit federnd nachgiebigen Elementen 65. Wie Fig.8 erkennen läßt, wird das Futterteil 61 zwischen den Greiferelementen 65 fest eingespannt herangeführt, wobei die am eingespannten Futterteil 61 anliegenden Elemente 65 solange unwirksam sind. Im Augenblick des Einspannens des Futterteils 61 im Spannfutter 63 gemäß Fig.9 wird die Einspannung in den Greiferelementen 64 (in der Fig.9 übertrieben dargestellt) etwas gelockert, wobei die Federelemente 65 Jedoch weiterhin fest am Futterteil 61 anliegen und dieses in das Spannfutter 63 drücken. Die transiatorische Bewegung der einzelnen Federelemente des Jeweiligen Greiferelementes 64 ist entsprechend einer vorherigen Verkippung unterschiedlich groß, wie dies aus Fig.9 zu erkennen ist.
Fig.10 zeigt nun zu den Fig.6 und 9 im Ausschnitt Einzelheiten der erfindungsgemäßen Ausgestaltung noch deuthoher. In einer AusuehmuSt des Greiferelementes 64 befindet sich ein Stift 66, der durch eine Feder 67 gegen das eingespannte Futterteil 61 gedrückt wird. Der Hub des Stifts 66 ist für Jegliche in Betracht kommende Verkippung ausreichend groß bemessen.
Die Fig.11 zeigt eine etwas andere, Jedoch nach dem gleichen Prinzip arbeitende Ausgestaltung mit einem An-Anlageteil 71, das in federnder Verbindung mit dem vergleichsweise zur Fig.10 etwas anders ausgestalteten Greiferelement 64' ist. Die Feder 72 hält über den Stift 73 dieses Anlageteil 71 unter Spannung an dem Futterteil 61 anliegend. Im Augenblick der Freigabe dieses Futterteils 61 im Greiferelement 64' kommt dieses Futterteil zur Anlage an der Spannbacke 63. Dabei können die Anlageteile 71 der einzelnen Greiferelemente 64' vergleichsweise zu den mehreren Stiften 66 der Ausgestaltung nach Fig.10 mit unterschiedlichem Ausfahren des Stiftes 73 anliegen.
Fig.12 zeigt eine noch weitere Ausgestaltung des Prinzips der Fig.8 und 9, nämlich mit einem Schwenkhebel 75, der unter einer Federkraft 76 steht und der an dem Greiferelement 64" angebracht ist. Auch dieser Schwenkhebel 75 drückt das Futterteil 61 je nach Maß einer vorhandenen Verkippung mit federnder Kraft mit dem Lösen der Greiferelemente 64" derart in das Spannfutter 63, daß eine diesem gegenüber vorher vorhandene Verkippung beseitigt ist.
Die Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig.13 gezeigt ist, weist im wesentlichen einen dem Prinzip der Erfindung entsprechenden rotatorischen Ausgleich um die horizontale Achse für das Werkstück 81 auf. Dieses Werkstück 81, vorzugsweise ein Futterteil, wird von dem Greifer nach Art einer 3-Punkt-Halterung festgehalten, von der in der Darstellung der Fig.13 nur der vorn liegende Greiferfinger 90 mit seiner Klemmbacke 82 zu sehen ist. Wie ebenfalls aus der Fig.13 ersichtlich, ist das Werkstück 81 vom Greifer um ein geringes Maß verkippt erfaßt worden, so daß es zunächst mit der entsprechenden fehlerhaften Winkelstellung in dem Spannfutter 83 der Bearbeitungsmaschine zur Anlage kommt.
Während eines weiteren Heranfahrens und/oder während des Einspannens im Spannfutter 83 würde dann auf das Werkstück 81 ein Drehmoment ausgeübt werden, das bei weiterhin kraftschlüssigem Halten im Greifer auf diesen greifer bzw. den Greiferfinger 90 übertragen werden erde.
#t 5 ist der Tragarm des Greifers bezeichnet. Der Digentliche Greifer 86 ist zur Realisierung des Prinzips ler Erfindung gemäß der in Fig.13 dargestellten Ausgestaltung mit zwei Lenkern 87 und 88 ausgestattet. Diese Lenker 87 und 88 können auch die in der Ansicht der Fig.13 vorn liegenden Lenker eines Jeweiligen Lenkerpaares sein, bei denen der Jeweils zweite Lenker durch den Lenker 87 bzw. 88 verdeckt ist. Mit 89 bezeichnet ist eine Arretierungs-Kolbenzylindereinheit zur Arretierung ansonsten aufgrund der Lenker 87 und 88 möglicher Schwenkbewegungen des Greifer-Vorderteils 91 mit Greiferfinger 90 und der Spannbacke 82.
Während des Herausnehmens des Werkstückes aus dem Magazin und während des Transports des WerkstUckes 81 bis in die in der Fig.13 dargestellte Stellung gegenüber dem Spannfutter 83 bleibt die Arretierungs-Kolbenzylindereinheit 89 derart unter Hydraulikdruck, daß diese Arretierung tatsächlich vorliegt. Mit dem Anfahren des Werkstückes 81 an das Spannfutter bzw. mit dem Beginn des Einspannens des Werkstückes 81 im Spannfutter 83 wird gleichzeitig die Arretierungs-Kolbenzylindereinheit 89 wenigstens so weit entlastet, daß die Lenker 87 und 88 eine Veränderung ihrer Stellung zueinander ausführen können. Damit kann nämlich ein rotatorischer Ausgleich für das Werkstück 81 innerhalb des dargestellten Greifers erfolgen, obwohl die Klemmbacken 82 des Greifers das Werkstück 81 weiterhin kraftschlüssig festhalten. Infolge der Freigabe der Arretierungs-Kolbenzylindereinheit 89 kann auf den Greifer und damit auf die gesamte Werkstückbeschickungsvorrichtung beim Korrekturvorgang des Einspannens im Spannfutter 83 keine nennenswert große Kraft übertragen werden, die zu einer stabileren Auslegung des Greifers zwingen würde.
Die Lenker 87, 88 sind mit den Enden - so wie dargestellt - am einen (oberen) Teil 186 bzw. am anderen (unteren) Teil 286 dieses Greifers 86 schwenkbar und in einem Winkel angebracht, wobei sich ihre mit 187 und 188 gestrichelt dargestellten Verlängerungen im Mittelpunkt der Einspannung des Werkstuckes 81, d.h. auf der im Werkstück 81 liegenden Rotationsachse 181 der rotatorischen Ausgleichsbewegung, schneiden. Die Länge und Anordnung der Lenker 87 und 88 läßt sich aufeinander abgestimmt so festlegen, daß bei - wie vorausgesetzt werden kann - geringer auftretender Winkelkorrektur praktisch nur rotatorische Ausgleichsbewegung des Werkstückes 81 mit dem Greifer-Vorderteil 91 eintritt.
Wie bereits erwähnt, eignet sich eine Ausgestaltung der Erfindung nach der Fig.13 besonders für Umfangagreifer mit 3-Punkt-Halterung des Werkstückes, weil bei diesen eine horizontale Schwenkachse nur mit erheblichen Einschränkungen der Genauigkeit, des Raumbedarfs und der Flexibilität möglich ist.
An sich bietet die voranstehend beschriebene Konstruktion nach Fig.13 soweit eine rotatorische Ausgleichsbe wegung nur für einen rotatorischen Freiheitsgrad (nämlich für die Rotationsachse 181 senkrecht zur Darstellungsebene). Für eine rotatorische Ausgleichsbewegung um eine in der Derstellungsebene der Fig.13 liegende, zur Achse des dargestellten Greifers parallele Rotationsachse dient wiederum die mit 100 insgesamt bezeichnete Konstruktion, die in Fig.6 beschrieben wurde.
Durch Unterdrucksetzen der Kolbenzylindereinheit 104 und gleichzeitiges Entlasten der Arretierungs-Kolben zylindereinheit 89 während des Einspannens des Werkstückes 81 im Spannfutter 83 können somit die 3eweils notwendigen Ausgleichsbewegungen um die beiden überhaupt in Betracht kommenden Rotationsachsen erfolgen, und zwar ohne das krsftschl(1ssige Halten des Werksttickes 81 im Greifer 86 aufzuheben und ohne unerwünschte Brafteinwirkung auf den Greifer und die ganze Beschickungsvorrich tung.
Fig.14 zeigt eine variierte Ausgestaltung 110 eines Greifers 86 nach Fig.13. Bei diesem Greifer 110 ist der Lenker 88 des Greifers 86 durch eine zweite Kolbenzylindereinheit 111 ersetzt. Die übrigen in der Darstellung der Fig.14 mit Bezugazeichen der Fig.13 bezeichneten Einzelheiten sind mit denjenigen des Greifers 86 derart übereinstimmend, daß eine weitere Beschreibung ihres Aufbaues und ihrer Funktionsweise entbebrlich ist. Mit 90' ist ein zweiter, dem Greiferfinger 90 gleicher Greiferfinger bezeichnet, zu dem noch ein dritter Greiferfinger 90" der )-Punkt-Halterung gehört, wie dies aus der zur Fig.14 um 900 um die waagerechte Achse gedrehten Ansicht der Fig.15 hervorgeht. Mit 82' ist eine entsprechende Klemmbacke des weiteren Greiferfingers 90' bezeichnet.
Bei eingefahrener Kolbenzylindereinheit 111 ist die Ausgestaltung nach Fig.14 funktionell übereinstimmend mit der Ausgestaltung des Greifers 86 nach Fig.13, und zwar in bezug auf die Funktion der Kolbenzylinder einheit 89 für die Ausgleichsbewegung.
Mit Hilfe einer Betätigung der zweiten Kolbenzylindereinheit 111 wird eine zusätzliche Schwenkbewegung des Greifers ermöglicht.

Claims

Patentansprüche: Werkstückbeschickungsvorrichtung mit einem translatorisch und/oder rotatorisch zu bewegenden Greifer für Werkstücke, die einem Spannfutter einer Bearbeitungsma schine zu übergeben und in diesem fest einzuspannen sind, wobei diese Übergabe mit translatorischer und/oder rotatorischer Abweichung behaftet sein kann, g e k e n n -z e i c h n e t dadurch, daß für translatorische und/oder rotatorische Ausgleichsbewegung der Ubergabe bei im Greifer (3; 62, 64; 86; 110) wenigstens im wesentlichen noch kraftschlüssiger Werkstückhalterung der Greifer (3; 62, 64; 86; 110) und/oder sein Tragarm (5) federnd oder hydraulisch gesteuert nachgiebige, während des Werkstücktransports jedoch starr gehaltene Elemente (45, 46, 56; 65; 89, 111; 104) aufweist.
2. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Zweifinger-Parallelgreifer mit einer Spindel für den Antrieb der Jeweils gegenläufigen Spannbewegung der die Spannbacken tragenden, in Schienen des Greiferkopfes geführten Finger, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß die im Greiferkopf (4) ansonsten axial verschiebbar angeordnete Spindel (37, 38) in ihrer Axialrichtung durch wenigstens eine steuerbar zu arretierende und freizugebende Kolbenzylindereinheit (45, 46) mit dem Greiferkopf (4) verbunden ist, so daß bei in Achsrichtung der Spindel (37, 38) fallender Kraftkomponente auf wenigstens einen der Greiferfinger (29, 30) und bei weiter kraftschlüssigem Halten des Werkatückes (33) die Spindel (37, 38) zusammen mit den Greiferfingern (29, 30) infolge einer Hubbewegung der freigegebenen Kolbenzylindereinheit (45, 46) in Axialrichtung gegenüber dem Greiferkopf (4) verschiebbar ist (Fig.3 bis 5).
3. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 2, g e k e n n z e i c hn e t dadurch, daß an beiden Enden der Spindel (37, 38i im Greiferkopf (4) je eine Kolbenzylindereinheit (45 und 46) vorgesehen ist.
4. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß bei einem Doppelgreifer (Fig.1) die Spindeln (37, 38; 37', 38') der einzelnen Fingerpaare (29, 30; 29', 30') mit voneinander unabhängig arretierbaren und freigebbaren Kolbenzylindereinheiten (45, 46; 45', 46') ausgerüstet sind.
5. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Zweifinger-Greifer und an den Fingern angebrachten, üm die Achse rotierbaren Spannbacken, die mit Hilfe inner anzutreibenden, gemeinsamen Welle rotiert werden können, g e k e n n z e i c h'n e t dadurch, daß eine steuerbar zu arretierende und freizuge bende Kolbenzylindereinheit (56) zwischen dieser Welle (51} und dem Greiferkopf (4) vorgesehen ist, von der bei Arretierung. . die Drehwinkelstellung dieser Welle (51) gegenüber dem Greiferkopf (4) arretiert ist und bei Freigabe diese Welle (51) und damit die Spannbacken (25, 26) bei weiterhin kraftschlüssigem Halten des Werkstücks (33) für eine durch Krafteinwirkung auf das Werkstück (33) erzeugte Ausgleichsrotationsbewegung freigegeben sind (Fig.3 und 5).
6. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 5, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß bei einem Doppelgreifer (Fig.1) für Jedes Spannbackenpaar (25, 26; 25', 26') Je eine Kolbenzylindereinheit (56) vorgesehen ist.
7. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem insbesondere als 3-Punkt-Halterung ausgebildeten Greifer, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß eine steuerbar arretierbare und freigebbare Kolbenzylindereinheit (89) vorgesehen ist, die mit ihrem einen Ende an einem ersten Ort des einen Teils (186) des Greifers (86) und mit ihrem anderen Ende an einem ersten Lenker (87) an einem Ort zwischen den Enden dieses Lenkers schwenkbar angebracht ist, wobei dieser erste Lenker (87) mit seinem einen Ende an einem zweiten, vom ersten Ort des einen Teils (186) des Greifers (86) verschiedenen Ort des Teils (186) und mit seinem anderen Ende an einem ersten Ort des anderen Teils (286) des Greifers (86) schwenkbar angebracht ist, wobei ein zweiter Lenker (88) mit seinem einen Ende an einem dritten, vom zweiten Ort des einen Teils (186) des Greifers (86) verschiedenen Ort dieses einen Teils (186) des Greifers (86) und mit seinem anderen Ende an einem zweiten, vom ersten Ort des anderen Teils (286) des Greifers (86) schwenkbar angebracht ist, und wobei sich die geometrischen Verlängerungen (187, 188) der beiden Lenker (87, 88) auf der Rotationsachse (181) der rotatorischen Ausgleichsbewegung schneiden, und dadurch, daß bei freigegebener tolbenzylindereinheit (89) das kraftschlüssig eingespannte, an das Spannfutter (83) der Bearbeitungsmaschine stoßende Werkstück für die rotatorische Ausgleichsbewegung frei ist (Fig.13).
8. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß der eine der beiden Lenker (87, 88) durch eine weitere Kolbenzylin dereinheit (111) ersetzt ist, mit deren Hub sich das die Greiferarme (84) tragende Teil (286) des Greifers (110) gegenüber dem anderen Teil (186) des Greifers (110) schwenken läßt (Fig.14).
9. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8 mit einem an einem Tragarm angebrachten Greifer, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß für rotatorische Ausgleichsbewegung um die Achse des Tragarmes (5) eine Einrichtung (100) im Tragarm (5) vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung (100) im wesentlichen aus einer Hirth-Verzahnung (101) einer Flanschwelle (84) und einer auf der Welle befindlichen, in der Einrichtung (100) axial verschiebbaren Hülse (103) mit formschlüssiger Verbindung zur Flanschwelle (84), einer Kolbenzylindereinheit (104) und einer dieser Kolbenzylindereinheit (104) entgegenwirkenden axialen Druckfeder <102) besteht, wobei die Flanschwelle (84) und die Hülse (103) mit Jeweils entgegengesetzten Anteilen des Tragarmes (5) drehfest verbunden sind, und wobei die Verzahnung von Htllse (103) und Hülse (113) bei steuerbarer Druckbetktigung der Kolbenzylindereinheit (104) entgegen der Tellerfeder (102) mit Verschiebung der Hülse (103) teilweise derart außer Eingriff kommt, daß damit eine rotatorische Ausgleichsbewegung um die Achse dieser Einrichtung (100) freigegeben ist.
10. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Greifer mit Spannbacken, die für ein stirnseitiges Anliegen eines zu greifenden WerkatUckes susgebildet sind, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß die Spannbacken (64) im Bereich der stirnseitigen Anlage des Werkstückes (61) mit mehreren Federelementen (65) versehen sind, die jeweils eine der Anlage entgegengerichtete Kraft auf das Werkstück ausüben (Fig.7 bis 12).
11. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 10, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß die einzelnen Federelemente jeweils aus einem in einer jeweiligen Ausnehmung der Spannbacken (64) befindlichen, aus der Anlagefläche der Spannbacken (64) herausragenden Stiff (66) und einer diesen Stift (66) herausdrückenden Feder (67) bestehen (Fig.10).
12. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 10, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß die Federeleneunte aus jeweils einem Anlageteil (71), einem Stift (73) und einer auf dem Stift (73) befindlichen Feder (72) bestehen, wobei das Anlageteil (71) die jeweilige Fläche für die Anlage des Werkstückes (61) bildet und dieses Anlageteil (71) mit dem Stift (73) federnd an der Spannbacke (64') befestigt ist (Fig.11).
13. Werkstückbeschickungsvorrichtung nach Anspruch 10, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß die Federelemente jeweils aus einem an der Spannbacke (64") schwenkbar angebrachten Schwenkhebel (75) und einer den jeweiligen Schwenkhebel stützenden Feder (76) bestehen, wobei das freie Ende des Schwenkhebels (75) für die stirnseitige Anlage des Werkstückes (61) über den Innenrand des Greiferelementes (64") hervorragt (Fig.12.).
14. Verfahren zum Betrieb einer Werkstückbeschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, g e -k e n n z e i c h n e t dadurch, daß die wenigstens eine Kolbenzylindereinheit (45, 46; 56; 89) während des Transports des Werkstückes (33; 81) bis zum Vorgang des Einspannens dieses Werkstückes im Spannfutter der Bearbeitungsmaschine durch Hydraulikdruck in der Jeweiligen Kolbenzylindereinheit arretiert gehalten wird und beim kraftschlüssigen Einspannen des Werkstückes im Spannfutter durch Wegnahme des Druckes freigegeben wird.
15. Verfahren zum Betrieb einer Werkstückbeschickuugs vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, g e -k e n n z e i c h n e t dadurch, daß die Federelemente (65; 66, 67; 71, 72; 75, 76) während des Transports des im Greifer kraftachlüssig eingespannten Werkstückes (61) arretiert sind und während der Übergabe an das Spannfutter (63) der Bearbeitungsmaschine mit dem öffnen der Spannbacken (64) des Greifers zur Ausgleichsbewegung des Werkatückes (61) freigegeben werden.