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Einrichtung an NC-Bearbeitungsmaschinen zum Zu- und
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Ab führen von Werkstücken Stand der Technik Die Erfindung geht aus
von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei den bekannten Einrichtungen
dieser Gattung ist der Speicher fest an die Bearbeitungsmaschine angebaut. Diese
Anordnung erfordert eine zusätzliche Vorrichtung zum Heraus- und Zurückführen der
Paletten aus und in den Speicher, oder besondere Vorkehrungen, um ein Weiterschalten
der Paletten während eines Bestückungs- oder Umrüstungsvorgangs zu verhindern. Wenn
diese Arbeiten mehr Zeit in Anspruch nehmen, lassen sich längere Nebenzeiten nicht
vermeiden. Die Zeit für das Umrüsten der Paletten auf andere Werkstücke übersteigt
in der Regel die Taktzeit und bindet außerdem qualifizierte Mitarbeiter an die Maschine.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Speicher während
der Laufzeit der Maschine an einem zentralen Vorbereitungsplatz geladen bzw. umgerüstet
und bei Bedarf an Maschinen mit herkömmlicher Palettenwechseleinrichtung angeschlossen
werden kann. Wenn das Laden bzw. Umrüsten mehr Zeit beansprucht als die Maschine
für die Abarbeitung eines Speicherinhaltes benötigt, kann die Maschine in der Zwischenzeit
standardmäßig im Palettenwechslerbetrieb bedient werden, in welchem die Paletten
an maschinenintegrierten Bestückungsplätzen mit den zu bearbeitenden Werkstücken
bespannt und abwechselnd über die maschinenintegrierten Teile der beiden Förderbahnabschnitte
an den Bearbeitungsplatz herangeführt werden. Diese Arbeitsweise ist besonders vorteilhaft
im Schichtbetrieb, in welchem während der ersten oder zweiten Schicht ein qualifizierter
Mitarbeiter die Paletten eines sich am Vorbereitungsplatz befindenden Speichers
mit werkstückbezogenen Vorrichtungen versieht und ein anderer Mitarbeiter die zu
bearbeitenden Werkstücke auf die Paletten aufspannt. Während dieser Zeit kann die
Maschine aus einem anderen angekoppelten Speicher versorgt oder - wie vorstehend
bereits erwähnt -manuell vom Bediener im Palettenwechslerbetrieb beschickt werden.
Vor Beginn der dritten Schicht wird der am Vorbereitungsplatz gefüllte Palettenspeicher
vor die Maschine geschoben, angekoppelt und nach entsprechender Dateneingabe an
der NC-Steuerung ein mannarmer Betrieb ausgelöst. Die Abschaltung der Maschine erfolgt
nach der Bearbeitung des letzten Werkstücks des Speichers oder bei einer Störung
im Arbeitsablauf. Bei genügender Anzahl von Speichern ist ein mannarmer Betrieb
auch in der ersten und zweiten Schicht möglich.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.
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Eine bei einem vorgegebenen Speichervolumen möglichst große Anzahl
von Speicherplätzen ergibt sich, wenn die speicherintegrierten Teile des ersten
und zweiten Förderbahnabschnitts im Speicher derart miteinander verbunden sind,
daß sich nach dem Ankoppeln des Speichers an die Maschine eine in sich geschlossene
Förderbahn ergibt, und wenn die Antriebsmittel nach dem Ankoppeln des Speichers
auf Umlaufbetrieb programmierbar sind.
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Die Speicher können bei größeren Werkstücken ein so grosses Gewicht
annehmen, daß ihre Fortbewegung auf Rollen o.ä. erhebliche Schwierigkeiten bereiten
würde. Deshalb wird vorgeschlagen, daß das Gestell des Speichers mit einer Druckluftquelle
verbindbar und an seinem dem Maschinenraumboden zugekehrten Stützflächen mit einem
Luftkissensystem zum erleichterten Fortbewegen versehen ist.
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Derartige Systeme sind unter der Bezeichnung Aero-Go-System bekannt
und brauchen daher im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht näher beschrieben
zu werden.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 in perspektivischer Darstellung eine Fertigungsanlage mit zwei NC-Bearbeitungszentren
und einem dazugehörenden Vorbereitungsplatz, und Figur 2 Einzelheiten des Förderbahnsystems
nach Figur 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die dargestellte Fertigungsanlage
hat zwei NC-gesteuerte Bearbeitungszentren 10 und 12, in welchen gleiche oder unterschiedliche
Werkstücke bearbeitet werden, die auf Paletten 14 aufgespannt sind. Beide Bearbeitungszentren
10, 12 haben wie bekannt einen Werkzeugspindelträger 16 und zwei Werkzeugmagazine
18, 20, aus denen programmgesteuert das für den jeweiligen Arbeitsgang bestimmte
Werkzeug auf den Werkzeugspindelträger 16 abgegeben wird.
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Der Werkzeugspindelträger 16 ist zum Bewegen in unterschiedliche Arbeitspositionen
in Richtung der durch Pfeil angedeuteten Y-Achse und für den Vorschub und den Werkzeugwechsel
in Richtung der durch Pfeil angedeuteten Z-Achse verschiebbar gelagert und mit programmgesteuerten
Antriebsmitteln verbunden. Für die Programmsteuerung ist an jedem Bearbeitungszentrum
10, 12 ein externes Steuergerät 17 vorgesehen.
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Vor dem Werkzeugspindelträger 16 ist querliegend ein Arbeitstisch
22 angeordnet, der in Richtung der durch Pfeil angedeuteten X-Achse verschiebbar
gelagert und ebenfalls mit programmgesteuerten Antriebsmitteln verbunden ist. Auf
dem Arbeitstisch 22 wird die Palette 14 mit dem jeweils zur Bearbeitung anstehenden
Werkstück durch nicht dargestellte Funktionselemente genau positioniert festgespannt.
Die Palette 14 liegt dabei auf zwei sich in der Z-Achse erstreckenden Gleitschienen
24 (vergl. Bearbeitungszentrum 12) auf, die auch eine Führung für die Palette 14
bilden, wenn diese durch das nachstehend näher beschriebene Förderbahnsystem auf
den Arbeitstisch 22 aufgeschoben wird.
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Dem Arbeitstisch 22 ist ein fest an das Bearbeitungszentrum 10, 12
angebauter Bestückungstisch 26 vorgelagert, der an seiner in der Ebene des Arbeitstisches
22 liegenden oberen Seite zwei Bestückungsplätze 28 und 30 bildet.
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An jedem Bestückungsplatz 28, 30 sind zwei in der Z-Achse verlaufende,
parallele Gleitschienenpaare 32 und 33 als Auflage und zur Führung für eine Palette
14 und dazwischen je eine in sich geschlossene Kette 34 bzw. 35 vorgesehen.
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An jeder Kette 34, 35 ist ein Mitnehmerstift 36 (Figur 2) befestigt,
der in eine Nut 38 in der Unterseite der auf den Gleitschienen 32 bzw. 33 aufliegenden
Palette 14 einzugreifen vermag. Jede der beiden Ketten 34, 35 ist mit einem Antrieb
verbunden, der wie nachstehend noch näher beschrieben, sowohl manuell vom Bediener
als auch programmgesteuert ein- und ausgeschaltet werden kann. Beim Bewegen der
Ketten 34, 35 wird die aufliegende Palette 14 in Z-Richtung verschoben. Die Anordnung
ist so getroffen, daß in der in Figur 2 obersten Stellung des Mitnehmerstiftes 36
die Palette 14 auf die in korrespondierende Stellung gebrachten Gleitschienen 24
des Arbeitstisches 22 aufgeschoben ist und der Mitnehmerstift 36 bei weiterem Rechtslauf
der Kette 34 bzw. 35 aus der Nut 38 der Palette 14 austritt. In der in Figur 2 angedeuteten
untersten Stellung des Mitnehmerstiftes 36 liegt die Palette 14 auf den Gleitschienen
32 bzw. 33 des Bestückungstisches 26 auf, wobei bei weiterer Linksdrehung der Kette
34 bzw. 35 der Mitnehmerstift 36 aus der Nut 38 der Palette 14 austritt.
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Am Bearbeitungszentrum 10 ist ein Speicher 40 lösbar angekoppelt,
der auf seiner in der Ebene des Bestückungstisches 26 liegenden Oberseite mit einem
ersten Gleitschienenpaar 42 für drei Paletten 14, einem zweiten Gleitschienenpaar
43 für drei weitere Paletten 14 und mit zwei je zwischen den Gleitschienen 42 bzw.
43 liegenden Ketten 44 und 45 versehen ist. Die fest am Bearbeitungszentrum 10,
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angebrachten Justiermittel für den Speicher 40 sind so angeordnet, daß die Gleitschienen
42, 43 und die Ketten 44, 45 des angekoppelten Speichers 40 den Gleitschienen 32,
33 und den Ketten 34, 35 des Bestückungstisches 26 in Z-Richtung koaxial gegenüberliegen.
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Die Ketten 44, 45 des Speichers 40 haben je einen Antrieb, welcher
in die elektrische Steuerung des Speicher 40 integriert ist. Die speichersteuerung
ist über elektrische Stecker mit der Programmsteuerung der Maschine verbindbar.
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Jede Kette 44, 45 hat im Abstand zueinander angeordnete Mitnehmerstifte
46, die je in eine zweite Nut 48 in den Paletten 14 einzugreifen vermögen. Die Kette
44 wird nur im Rechtslauf und die Kette 45 nur im Linkslauf angetrieben.
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Die Anordnung ist so getroffen, daß in der in Figur 2 obersten Stellung
eines Mitnehmerstiftes 46 an der linken Kette 44 die Palette 14 vollständig auf
die Gleitschienen 32 des Bestückungstisches 26 aufgeschoben ist und der Mitnehmerstift
36 der maschinenintegrierten Kette 34 in die Nut 38 dieser Palette 14 einzutreten
vermag. Bei der rechten Kette 45 des Speichers 40 greift der in der obersten Stellung
befindliche Mitnehmerstift 46 in die Nut 48 einer am benachbarten Bestückungsplatz
30 liegenden Palette 14 ein, worauf er bei Weiterlauf der Kette die Palette 14 in
den Speicher 40 zieht.
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Der Speicher 40 ist ferner mit einem durch einen Pfeil symbolisierten
Querschieber 50 verbunden, dessen Antrieb mit jenem für die Ketten 44, 45 elektrisch
gekoppelt ist.
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Der Querschieber 50 hebt die jeweils in seinem Arbeitsbereich angekommene
Palette 14 von den Gleitschienen 43 ab und transportiert sie auf den äußersten Speicherplatz
auf denGleitschiebenen 42, wenn zuvor dieser Speicherplatz frei geworden ist.
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Der Speicher 40 ist als verfahrbares Aggregat ausgebildet, dessen
Gestell 2 mit vier Stützfüßen 54 versehen ist.
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Die dem Maschinenraumboden zugekehrten Stützflächen an den Stützfüßen
54 sind von kreisringförmigen Luftkissen 56 umgeben, deren Innenräume mit einem
nicht sichtbaren Anschluß für eine Druckluftquelle verbunden sind. Zum leichten
Verschieben des Speichers 40 werden die Luftkissen 56 mit der Druckluftquelle verbunden,
wonach sich eine dünne Luftschicht zwischen den Luftkissen 56 bzw. den Stützflächen
einerseits und dem Maschinenraumboden andererseits aufbaut, auf welcher der Speicher
ohne größeren Kraftaufwand verschoben werden kann. Die Abstützung des Speichers
40 erfolgt im angekoppelten Zustand an zwei Stellen in den an den Bearbeitungsmaschinen
fest angebrachten und auf die jeweiligen Gegebenheiten abgestimmten Justiermittel
und einem am Speicher angebrachten Stützfuß. Die Anordnung der dritten Auflage bzw.
Abstützung ist so gewählt, daß geringfügige Unterschiede zwischen den einzlenen
Bearbeitungsmaschinen ohne Nachstellen ausgeglichen werden.
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Den beiden Bearbeitungszentren 10, 12 ist ein Vorbereitungsplatz 60
zugeordnet, an welchem ein Speicher 40 umgerüstet bzw. neu bestückt werden kann.
Zur Vorratshaltung für die Werkstücke und die Aufspannvorrichtungen dient ein Lagerschrank
61, in welchem die Teile vorzugsweise in einem umlaufenden Register aufbewahrt sind.
Durch eine am Vorbereitungsplatz 60 in den Arbeitstisch 62 des Lagerschranks 61
eingebaute Verschiebestation 63 ist es möglich, die Paletten 14 im Umlaufbetrieb
zu fahren und die Umrüstung ohne unnötige Wegezeiten durchzuführen. Die Bestückung
bzw.
Umrüstung der Paletten 14 kann an festgelegten Arbeitsplätzen 64 erfolgen. Der mechanische
Aufbau entspricht der Querschiebestation 50. Die elektrische Steuerung dazu ist
in die Speichersteuerung integriert.
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Der Vorbereitungsplatz 60 kann auch so ausgebildet sein, daß zwei
und mehr Speicher 40 gleichzeitig bestückt bzw.
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umgerüstet werden können.
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Die Einrichtung ist auch geeignet, mehrere Bearbeitungsmaschinen mit
vorgerüsteten Paletten für den herkömmlichen Palettenwechslerbetrieb zu versorgen
und die abgearbeiten, für andere Werkstücke umzurüstenden Paletten aufzunehmen.
Dazu wird der Speicher 40 mechanisch und elektrisch angekoppelt und die benötigte
Anzahl Paletten ausgetauscht. Nach Abkoppeln des Speichers 40 ist die Bearbeitungsmaschine
wieder einsatzbereit.
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Wenn der Speicher 40 an ein Bearbeitungszentrum 10 bzw.
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12 angekoppelt ist, bilden die beschriebenen Gleitschienen, Kettentriebe
und der Querschieber 50 ein Förderbahnsystem, welches die Paletten 14 im Umlaufbetrieb
aus dem Speicher 40 zum Arbeitstisch 22 und von dort zurück in den Speicher 40 transportiert.
Das Förderbahnsystem hat einen insgesamt mit der Bezugszahl 66 versehenen zuführenden
Förderbahnabschnitt, zu dem die speicherintegrierten Teile 42, 44 und die maschinenintegrierten
Teile 32, 34 gehören. Ferner hat das Förderbahnsystem einen insgesamt mit der Bezugszahl
68 versehenen rückführenden Förderbahnabschnitt,
zu dem die maschinenintegrierten
Teile 33, 35 und die speicherintegrierten Teile 43, 45 gehören.
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Bei der vorbeschriebenen Betriebsart wird der im Zuge des Förderbahnabschnittes
66 liegende maschinenintegrierte Bestückungsplatz 28 zu einem weiteren Speicherplatz
und der andere maschinenintegrierte Bestückungsplatz 30 zu einem Leerplatz, auf
welchen eine Palette 14 nach Fertigbearbeitung des aufgespannten Werkstückes zunächst
überführt wird. Das geschieht dadurch, daß der Arbeitstisch 22 in die rechte Endstellung
verschoben wird, in welcher die Gleitschienen 24 mit den Gleitschienen 33 am Bestükkungstisch
26 korrespondieren. Dabei steht der Mitnehmerstift 36 an der Kette 35 in der in
Figur 2 obersten Stellung, so daß er in die Nut 38 der Palette 14 eintritt.
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Als-nächstes folgt programmgesteuert ein halber Linksumlauf der Kette
35, wobei die Palette 14 auf den Bestükkungsplatz 30 in die in Figur 2 angedeutete
Stellung geschoben wird. Dabei stehen die anderen Ke#tten 34, 44 und 45 zunächst
noch still und der Mitnehmerstift 46 der Kette 45 befindet sich in einer Lage, in
welcher er die Bewegung der Palette 14 nicht behindert.
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Nach dieser ersten Phase des Transportvorganges wird der Arbeitstisch
22 in seine linke Endstellung überführt, in welcher seine Gleitschienen 24 mit den
Gleitschienen 32, 42 des ersten Förderbahnabschnittes 66 korrespondieren.
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Danach erfolgt ein halber Rechtsumlauf der linken Ketten 34, wobei
die Palette 14 vom Bestückungsplatz 28 auf den Arbeitstisch 22 geschoben und der
Bestückungsplatz 28 frei wird. Durch den anschließenden Takt der linken Speicherkette
44 wird eine Palette 14 vom Speicher 40 auf den Bestückungsplatz 28 geschoben und
der letzte Speicherplatz im Förderbahnabschnitt 66 frei. Jetzt setzt der Querschieber
50 eine Palette 14 vom Förderbahnabschnitt 68 auf den Förderbahnabschnitt 66 um,
worauf die rechte Kette 45 durch einen Takt im Linksumlauf die
drei
Paletten 14 des Förderbahnabschnitts 68 um eine Teilung weiterschiebt. Danach ist
der Bestückungsplatz 30 für die Aufnahme der nächsten Palette 14 frei. Der Arbeitstisch
22 arbeitet gemäß NC-Programm unabhängig vom Speichertakt.
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Wenn der Speicher 40 abgearbeitet ist, wird er vom Bearbeitungszentrum
10 bzw. 12 abgekoppelt und zum Vorbereitungsplatz 60 geschoben, wo die Paletten
14 mit neuen Werkstücken bespannt bzw. für andere Werkstücke umgerüstet werden.
Nach Entfernen des Speichers 40 vom Bearbeitungszentrum 10 bzw. 12 sind dessen beide
Bestückungsplätze 28, 30 frei zugänglich. Während der Neubestückung des Speichers
40 kann am Bearbeitungszentrum 10, 12 im herkömmlichen Palettenwechslerbetrieb gearbeitet
werden.
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Dabei führt jede der beiden Ketten 34, 35 des Bestückungstisches 26
im Unterschied zum speicherbezogenen Umlaufbetrieb abwechselnd einen halben Linksumlauf
und einen halben Rechtsumlauf aus.
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