DE2806987B2

DE2806987B2 - Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken

Info

Publication number: DE2806987B2
Application number: DE2806987A
Authority: DE
Inventors: Horst 4010 Hilden Endter
Original assignee: Maschinenfabrik Hasenclever Gmbh, 4000 Duesseldorf
Current assignee: SMS Hasenclever Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1978-02-18
Filing date: 1978-02-18
Publication date: 1979-12-13
Also published as: US4272981A; JPS54120477A; DE2806987C3; GB2014490A; GB2014490B; IT1109880B; IT7919781A0; FR2417355A1; DE2806987A1; BR7901009A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken im Pressenraum von Schmiedepressen od. dgl., mit einer Transporteinrichtung für wenigstens eine Manipulierzange, wobei die Transporteinrichtung eine Manipulierbrücke aufweist, der ein Antrieb mit Rechteckkinematik vorgeschaltet ist, und die Manipulierzange längs eines Weges geführt wird, der einem etwa in der Mitte um 90° abgeknickten Rechteck entspricht.

Mit einer derartigen Vorrichtung sollen bei geöffneter Schmiedepresse Werkstücke innerhalb der Schmiedepresse umgesetzt werden. Während des Schmiedehubes soll sich die Manipulierzange außerhalb des Pressenraums befinden. Die Anzahl der Manipulierzangen ist regelmäßig um eins kleiner als die der Gesenke, in die die Werkstücke einzusetzen sind. Falls der Werkzeugraum der Presse es zuläßt, können zusätzlich eine Einlege- und eine Entnahmezange angebaut werden.

Bei bekannten Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Gattung werden die Manipulierbrücke und die Manipulierzange unabhängig voneinander gesteuert (US-PS 3771669), ggf. auch mit gesonderten Antrieben (US-PS 3199686). Das erfordert, abgesehen von zusätzlichen Antrieben, auch aufwendige Folgesteuerungen, wenn ein zuverlässiger Betrieb erreicht werden soll. Das gilt insbesondere auch dann, wenn als Antriebe Kolben-Zylinder-Anordnungen verwendet werden (DE-AS 2061043).

s Im übrigen sind bei gattungsfremden Vorrichtungen ähnlicher Zweckbestimmung (DE-OS 2613269) Antriebe bekannt, die einen Kurbelantrieb, ggf. mit Umlaufrädergetriebe aufweisen, so daß ein System mit Rechteckkinematik entsteht.

ι ο Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so zu verbessern, daß nur ein einziger Antrieb erforderlch ist und komplizierte Folgesteuerungen entfallen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit der Manipulatorbrücke mittelbar oder unmittelbar über zumindest eine Vertikalspindel ein Abhebeschlitten verbunden ist, der bei der Abwärtsbewegung der Manipulatorbrücke im Rahmen der Rechteckkinematik nach einem Teilstück der Abwärtsbewegung auf maschinengestellfesten Führungsleisten aufsteht, während die Manipulatorbrücke sich weiterbewegt und folglich die Vertikalspindel ein Drehmoment erfährt, daß der Abhebeschlitten einen Zangenschlitten mit zumindest einer Manipulierzange und zumindest einer Verstellzahnstange aufweist, die von einem Ritzel auf der Vertikalspindel antreibbar ist, und daß die Manipulierzange(n) mittels Stellzylinderkolbenanordnung(en) zu betätigen ist (sind).

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann auf die Manipulatorbrücke ein Querschlitten aufgesetzt sein, der mit einem Umlenkhebel mit verstellbarem Umlenkhebelarm kombiniert ist, wobei durch Verstellung des Umlenkhebelarms die Horizontalkomponente der Rechteckkinematik verstellbar ist, und wobei auf den Querschlitten der Abhebeschlitten aufgesetzt ist.

Die Wirkung der damit beanspruchten Maßnahmen ist darin zu sehen, daß die Manipulierzange aus dem Pressenraum herausbewegbar ist, so daß der Pressenraum beim Schmiedehub von der Manipulierzange frei ist. Das vereinfacht auch den Werkzeugwechsel. Obwohl die Manipulierzange eine Raumbewegung ausführt, deren Bewegungsablauf kinematisch einem, z. B. in der Mitte, um 90° abgeknickten Rechteck entspricht, ist nur ein einziger Antrieb erforderlich und entfallen folglich komplizierte Folgesteuerungen, wie sie notwendig sind, wenn mit mehreren Antrieben gearbeitet wird.

Im folgenden werden die beschriebenen und weiteren Merkmale der Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung Fig. 1 eine Schmiedepresse mit erfindungsgemäßer Vorrichtung,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab die Vorrichtung aus dem Gegenstand nach Fig. 1 im Vertikalschnitt,

Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 2 aus Richtung des Pfeiles A,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 teilweise im Schnitt,

Fig. 5 die Rechteckkinematik der Umlaufrädergetriebe, und

Fig. 6 die Zykloidenkinematik des Zykloidenge-

b-, triebes.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zum Manipulieren von Werkstücken 1 im Pressenraum 2 einer Schmiedepresse 3, wie sie in Fig. 1 an-

gedeutet worden ist. Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau

- zwei Umlaufrädergetriebe 4 mit Kurbelabtrieb 5,

- eine auf die Kurbelabtriebe 5 aufgesetzte Manipulatorbrücke 6 und

- im Auführungsbeispiel drei damit verbundene Manipulierzangen 7.

Die Anzahl der Manipulierzangen 7 ist immer um eins kleiner als die Anzahl der Werkzeuge 8 bzw. die Anzahl der Stationen. Die Umlaufrädergetriebe 4 sind so gestaltet, daß sie eine Rechteckkinematik 9 für ihren Kurbelabtrieb 5 aufweisen, wie es in der Fig. 5 angedeutet worden ist. Sie sind von einem gemeinsamen Antrieb, der im Ausführungsbeispiel aus einem Motor 10 und einem aufgesetzten Getriebe 11 besteht, über eine gemeinsame Antriebswelle 12 angetrieben, die insbesondere in Fig. 4 erkennbar ist. Der Antrieb aus Motor 10 und Getriebe xl arbeitet aber nicht unmittelbar auf dieser Antriebswelle 12.

Die beiden Umlaufrädergetriebe 4 sind vielmehr mit Hilfe eines vorgeschalteten Zykloidengetriebes 13 angetrieben, dessen Zykloidenabtrieb die gemeinsame Antriebswelle 12 der Umlaufrädergetriebe 4 auf einem Umlauf an zwei Anhaltepunkten 14 anhält. Zur 2^r> Zykloidenkinematik wird auf dieFig. 6verwiesen, wo die Anhaltepunkte bei 14 erkennbar sind.

Im übrigen ist mit der Manipulatorbrücke 6 über im Ausführungsbeispiel eine Vertikalspindel 15, deren Spindelmutter 16 sich in der Manipulatorbrücke 6 befindet, ein Abhebeschlitten 17 verbunden. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß bei der Abwärtsbewegung der Manipulatorbrücke 6 im Rahmen der Rechteckkinematik 9 nach einem Teilstück der Abwärtsbewegung der Abhebeschlitten 17 auf maschi- r> nengestellfesten Führungsleisten 19 aufsetzt, während die Manipulatorbrücke 6 sich weiterbewegt und folglich die Vertikalspindel 15 ein Drehmoment erfährt. Das geschieht auch umgekehrt bei der Aufwärtsbewegung, bei der sich zunächst die Manipulatorbrücke 6 bewegt, die danach erst den Abhebeschlitten 17 mitnimmt. Der Abhebeschlitten 17 trägt seinerseits einen Zangenschlitten 20 mit den schon genannten drei Manipulierzangen 7, wobei der Zangenschlitten 20 zumindest eine Verstellzahnstange 21 aufweist. Diese v> Verstellzahnstange 21 ist von einem Ritzel 22 auf der Vertikalspindel 15 antreibbar, so daß der Zangenschlitten 20 in der Zeichenebene der Fig. 2 und in Richtung der Pfeile der Fig. 1 eine hin- und hergehende Bewegung ausführt. Die Anhaltepunkte der Antriebswelle 12 entsprechen den Greif- und Öffnungspositionen der Manipulierzange 7, die im übrigen mittels Steilzylinderkolbenanordnungen 23 öffnend und schließend zu betätigen sind. Im Ausführungsbeispiel weist die gemeinsame Antriebswelle 12 der Umlaufrädergetriebe 4 ein Zahnrad 24 auf, welches die Umlaufrädergetriebe 4 antreibt, wobei auf der Antriebswelle 12 außerdem eine Mitnehmerführung 25 befestigt ist, in die der Zykloidenabtrieb 26 einfaßt. Im übrigen ist im Ausführungsbeispiel die bo Anordnung so getroffen, daß auf die Manipulatorbrücke 6 ein Querschlitten 27 aufgesetzt ist, der mit einem Umlenkhebel 28 mit verstellbarem Umlenkhebelarm kombiniert ist. Durch eine Verstellung des Umlenkhebelarmes kann die Rechteckkomponente der Rechteckkinematik 9 verstellt werden. Auf den Querschlitten 27 ist der schon erwähnte Abhebeschlitten 17 aufgesetzt.

Die beschriebene Vorrichtung funktioniert im einzelnen wie folgt: Wie schon erwähnt, wird die Vorrichtung insgesamt von einem Elektromotor 10 mit aufgesetztem Getriebe U angetrieben. Der Abtriebzapfen dieses Antriebes 10,11 greift in die Ritzelwelle 29 ein und treibt sie an. Das zugehörige Ritzel 30 überträgt sein Drehmoment auf das Zahnrad 31. In dem Zahnrad 31 ist eine Kurbelwelle 32 exzentrisch gelagert. Am linken Ende der Kurbelwelle 32 sitzt das Zahnrad 33, das sich auf dem feststehenden Zahnrad 34, das mit zum Zykloidengetriebe 13 gehört, bei einem Übersetzungsverhältnis von 1:2, abwälzt. Dadurch dreht sich die Kurbelwelle 32 zweimal um die eigene Achse, wenn sich das Zahnrad 31 einmal gedreht hat. Auf der rechten Seite der Kurbelwelle 32 sitzt die Laufrolle 35 auf dem exzentrischen Kurbelzapfen 36. Diese Laufrolle 35 greift in die Mitnehmerführung 25 ein, die auf der Antriebswelle 12 befestigt ist. Die Exzentrizität der Kurbelwelle 32 im Zahnrad 31 und die Exzentrizität der Laufrolte 35 an der Kurbelwelle 32 sind so gewählt, daß die Laufrolle 35 eine Zykloidenkurve beschreibt und während des Umlaufs jeweils die Antriebswelle 12 zweimal anhält. Die Anhaltestrecke beträgt jeweils 20°.

Auf der Antriebswelle 12 sitzt das Zahnrad 24, das die beiden Umlaufrädergetriebe 4 antreibt. Exzentrisch in den Umlaufrädergetrieben 4 sind die Kurbelwellen 5 gelagert. Sie haben an der linken Seite je ein Zahnritzel 38, die in den feststehenden Innenzahnrädern 39 eingreifen. Das Übersetzungsverhältnis beträgt 1:4. Dadurch drehen sich die Kurbelwellen 5 viermal so schnell wie die Umlaufrädergetriebe 4.

Auf dem rechten exzentrischen Teil der Kurbelwellen 5 wird die Manipulatorbrücke 6 befestigt. Dadurch, daß zwei Kurbelgetriebe 5 vorhanden sind, ergibt sich für die Manipulatorbrücke 6 eine Parallelführung. Die Exzentrizität der der Kurbelwellen 5 in den Umlaufrädergetrieben 4 und die Exzentrizität der Zapfen 40 an den Kurbelwellen 5 sind so gewählt, daß die Manipulatorbrücke 6 eine Viereck-Bewegung ausführt. Auf der Manipulatorbrücke 6 ist der Querschlitten 27 gelagert. Durch den Umlenkhebel 28 wird die Vierkantbewegung der Manipulatorbrücke 6 gestreckt, so daß der Querschlitten 27 eine Rechteckbewegung ausführt. Durch Veränderung des Hebelarmes am Umlenkhebel 28 kann die Querfahrtstrecke verändert werden.

Da die Manipulierzangen 7 aber eine Raumbewegung ausführen müssen, muß die untere Hälfte der Rechteckbewegung um 90° umgelenkt werden. Das wird dadurch erreicht, daß der im Querschiitten 27 geführte Abhebeschlitten 17 bei der Abwärtsbewegung nur die obere Hälfte des Rechtecks abfährt und dann mit seinen Rollen 18 auf den Führungsleisten 19 aufsetzt. Abhebeschlitten 17 und Querschlitten 27 sind durch die Vertikalspindel 15 (Steilgewmde) miteinander verbunden. Beim Absenken bleibt der Abhebeschlitten 17 auf der Hälfte des Weges stehen, und der Querschlitten 27 fährt weiter. Dabei dreht sich die Vertikalspindel 15 in der Spindelmutter 16. Am oberen Ende der Vertikalspindel 15 ist das Ritzel 22 befestigt, das über die Verstellzahnstange 21 den Zangenschlitten 20 in horizontaler Richtung bewegt. Dadurch fährt der Zangenschlitten 20 mit den Manipulierzangen 7 in den Pressenraum 2.

Durch das oben beschriebene Getriebe führen die Manipulierzangen 7 eine Raumbewegung aus, dessen

Bewegungsablauf eines in der Mitte um 90° abgeknickten Rechtecks entspricht. Dabei führt die Manipulierzange 7 oder führen die Manipulierzangen 7 die
folgenden Bewegungen aus:

Einfahren in den Pressenraum 2,
Werkstück 1 greifen,
Werkstück 1 heben,

Werkstück 1 zum nächsten Gesenk 8 transportieren,

Werkstrück 1 senken,
Manipulierzange 7 öffnen,
Herausfahren aus dem Pressenraum 2,
Zurückfahren.
Den Bewegungsphasen »Werkstück greifen« und

10

»Zange öffnen« sind die Anhaltepunkte des Zyklo idengetriebes 13 in der beschriebenen Weise zugeord net. Beim Zurückfahren wird der Schmiedehub aus geführt. Die Geschwindigkeit der Bewegungsablauf' kann über den Antrieb 10, U gesteuert werden. All· Bewegungen bzw. Bewegungsphasen haben einen si nusförmigen Verlauf, so daß keine Stöße am End* oder am Beginn einer Bewegung bzw. Bewegungs phase entstehen. Es versteht sich von selbst, daß de Abstand nebeneinander angeordneter Manipulier zangen 7 dem Stichabstand zwischen den Gesenken I entsprechen muß, - über den schon erwähnten Um lenkhebel 28 ist die Größe des Stichabstandes ein stellbar.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken im Pressenraum einer Schmiedepresse, od. dgl. mit einer Transporteinrichtung für wenigstens eine Manipulierzange, wobei die Transporteinrichtung eine Manipulierbrücke aufweist, der ein Antrieb mit Rechteckkinematik vorgeschaltet ist, und die Manipulierzange längs eines Weges geführt wird, der einem etwa in der Mitts um 90° abgeknickten Rechteck entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Manipulatorbrücke (6) mittelbar oder unmittelbar über zumindest eine Vertikalspindel (15) ein Abhebeschlitten (17) verbunden ist, der bei der Abwärtsbewegung der Manipulatorbrücke (6) im Rahmen der Rechteckkinematik (9) nach einem Teilstück der Abwärtsbewegung auf maschinengestellfesten Führungsleisten (19) aufsetzt, während die Manipulatorbrücke (6) sich weiterbewegt und folglich die Vertikalspindel (15) ein Drehmoment erfährt, daß der Abhebeschlitten (17) einen Zangenschlitten (20) mit zumindest einer Manipulierzange (7) und zumindest einer Verstellzahnstange (21) aufweist, die von einem Ritzel (22) auf der Vertikalspindel (15) antreibbar ist, und daß die Manipulierzange(n) (7) mittels Stellzylinderkolbenanordnung(en) zu betätigen ist (sind).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Manipulatorbrücke (6) ein Querschlitten (27) aufgesetzt ist, der mit einem Umlenkhebel (28) mit verstellbarem Umlenkhebelarm kombiniert ist, wobei durch Verstellung des Umlenkhebelarms die Horizontalkomponente der Rechteckkinematik (9) verstellbar ist, und daß auf den Querschlitten (27) der Abhebeschlitten (17) aufgesetzt ist.