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Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die einen Klemmmechanismus
für eine
Palette umfasst, auf der sich ein Werkstück befindet.
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Bei
automatisierten Werkzeugmaschinen verwendet man für die Montage
eines Werkstücks auf
einem Arbeitstisch und zum Entfernen des Werkstücks nach der Bearbeitung einen
Palettenwechsler, der das Werkstück
auf dem Arbeitstisch unter Verwendung einer Palette wechselt, auf
der das Werkstück
montiert ist.
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11 zeigt
schematisch ein Beispiel für eine
Bauweise eines herkömmlichen
Palettenwechslers. Ein Palettenwechsler
101 ist an einer
Werkzeugmaschine
100 befestigt, wobei eine Hebevorrichtung
104 mehrere
Paletten
102 drehbar trägt.
Bei diesem Palettenwechsler
101 wird das Werkstück
103 auf der
Palette
102 platziert. Zum Wechseln der Palette
102 hebt
die Hebevorrichtung
104 diese nach oben (in die Richtung,
die in der Schemazeichnung mit dem Pfeil
121 angegeben
ist). Dann dreht die Hebevorrichtung
104 die Palette (in
die mit dem Pfeil
122 angegebene Richtung) und bewegt das
Werkstück
in eine Bearbeitungsposition der Werkzeugmaschine
100.
Palettenwechsler dieses Typs sind bekannt, sie werden beispielsweise
in
JP 61-131844A und
JP 5-853078 gelehrt.
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Wie
oben beschrieben, hebt der herkömmliche
rotierende Palettenwechsler die Palette beim Palettenwechsel nach
oben und senkt sie nach der Drehung an Ort und Stelle ab. Somit
wird eine Hebevorrichtung zum Anheben und Senken der Werkstückmontagepalette
benötigt.
Dadurch benötigt
der Palettenwechsler sowohl den vertikalen Raum, in dem er die Palette
heben und senken kann, als auch den horizontalen Raum, in dem er
die Palette drehen kann. Dadurch wird ein großer Bereich zum Wechseln der Paletten
benötigt.
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Der
herkömmliche
drehbare Palettenwechsler benötigt
zudem Antriebsmechanismen, so dass die Palette in zwei verschiedene
Bewegungsrichtungen bewegt wird, nämlich vertikal und rotierend.
Somit erfordert er eine große
Zahl an Komponenten, wodurch wiederum die Kosten für den Palettenwechsler
steigen.
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In
US-A-5 018 617 ist
eine Werkzeugmaschine nach der Präambel von Anspruch 1 offenbart,
wobei der Klemmmechanismus zum Festklemmen und Lösen einer Werkstückmontagepalette
auf dem Arbeitstisch einen speziell zu diesem Zweck bereitgestellten
hydraulischen Mechanismus umfasst.
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Erfindungsgemäß wird eine
Werkzeugmaschine mit einem Arbeitstisch bereitgestellt, die mit einem
Palettenwechsler zum Wechseln von Werkstückmontagepaletten kooperieren
kann, so dass eine Werkstückmontagepalette
von diesem Palettenwechsler auf den Arbeitstisch in der gleichen
Ebene wie der Arbeitstisch befördert
werden kann, wobei der Arbeitstisch Folgendes umfasst: eine Tragevorrichtung,
welche die Werkstückmontagepalette
in der Beförderungsrichtung
einer Werkstückmontagepalette
zu und von einem Arbeitstisch trägt,
und eine Klemmvorrichtung zum Festklemmen und Lösen einer Werkstückmontagepalette
in Beförderungsrichtung
der Werkstückmontagepalette,
die von der Tragevorrichtung getragen wird;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klemmvorrichtung derart ist, dass eine Werkstückmontagepalette
von dem Arbeitstisch gelöst
werden kann unter Nutzung einer Antriebskraft von einem Antriebsmechanismus für die Werkzeugmaschine,
der zur axialen Bewegung des Arbeitstischs bereitgestellt wird.
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Mit
der obigen Anordnung erfolgt das Wechseln einer Werkstückmontagepalette
einfach, indem die Palette ausschließlich auf einer Geraden bewegt wird.
Dadurch wird der zum Wechseln der Palette benötigte Platz kleiner. Diese
Bewegung in Richtung einer Geraden entspricht zudem der Bewegung
der Werkstückmontagepalette
in Richtung der Zufuhr zum und der Entnahme vom Arbeitstisch. Weil
die Palette in der gleichen Ebene bewegt wird wie der Arbeitstisch
der Werkzeugmaschine, benötigt
die Erfindung nicht mehr als den Platz, der zum Zuführen der Werkzeugmontagepalette
zu dem und für
die Entnahme von dem Arbeitstisch benötigt wird. Dadurch wird der
für das
Wechseln der Palette benötigte
Platz auf ein Minimum verringert.
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Die
Werkstückmontagepalette
wird gelöst, indem
eine Antriebskraft von einem Antriebsmechanismus für die Werkzeugmaschine
genutzt wird. Der Antriebsmechanismus wird für die axiale Bewegung des Arbeitstischs
bereitgestellt. Eine separate Antriebsquelle ist nicht erforderlich,
wenn man die Antriebskraft von dem in der Werkzeugmaschine bereitgestellten
Antriebsmechanismus als Antriebsquelle für das Lösen des Klemmmechanismus nutzt.
Somit wird die Struktur des Mechanismus einfacher.
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Der
Klemmmechanismus kann Folgendes umfassen: ein zylindrisches Gehäuse; eine
Hülse, die
in dem zylindrischen Gehäuse
schiebbar gehalten wird; einen Auswerfstab, der im Inneren der Hülse angeordnet
und mit der Hülse
bewegbar ist; ein elastisches Bauteil, das eine elastische Kraft
erzeugt, wodurch der Auswerfstab und die Hülse in Bezug auf das zylindrische
Gehäuse
in der Beförderungsrichtung
der Werkstückmontagepalette
zu dem Arbeitstisch gedrückt
werden; und Kugeln, die derart angeordnet sind, dass sie radial
zu dem zylindrischen Gehäuse
bewegt werden können.
Die Kugeln stehen mit dem inneren Umfang der Hülse in Kontakt. Dabei gleitet
die Hülse
durch die elastische Kraft des elastischen Bauteils in dem zylindrischen
Gehäuse
derart, dass die Kugeln radial einwärts des zylindrischen Gehäuses bewegt
werden. Dadurch wird ein an der Werkstückmontagepalette bereitgestellter
Ziehansatz derart festgehalten, dass er in Be förderungsrichtung der Werkstückmontagepalette
zu/von dem Arbeitstisch unbeweglich ist, wodurch die Werkstückmontagepalette
auf dem Arbeitstisch festgeklemmt wird. Bei dieser Anordnung liefert
das elastische Bauteil eine Klemmkraft zum Festklemmen der Werkzeugmontagepalette
auf dem Arbeitstisch. Dadurch lässt
sich die Struktur des Mechanismus vereinfachen.
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Der
Klemmmechanismus kann zudem einen Antriebsmechanismus umfassen,
durch den der Auswerfstab in Bezug auf das zylindrische Gehäuse in Richtung
der Beförderung
der Werkstückmontagepalette
von dem Arbeitstisch bewegt wird. Dabei wird die Bewegung des Arbeitstischs
genutzt, und der Antriebsmechanismus bewegt den Auswerfstab derart, dass
dieser gegen die Drückkraft
des elastischen Bauteils den Ziehansatz der Werkstückmontagepalette
in Richtung der Beförderung
der Werkstückmontagepalette
von dem Arbeitstisch schiebt. So wird die Werkstückmontagepalette gelöst.
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Das
zylindrische Gehäuse
kann einen Innenkonus aufweisen, dessen Innendurchmesser zur Außenseite
hin zunimmt an einem Ende, das dem Ziehansatz von einer Werkstückmontagepalette
gegenüberliegt,
so dass ein sich verjüngender
Kegel mit dem Ziehansatz an einem seiner distalen Enden in den Innenkonus
eingepasst werden kann. Mit dieser Bauweise werden ein Positionsdetektor
zum Positionieren der Palette oder ein spezieller Mechanismus zum Fixieren
der Palette an Ort und Stelle unnötig.
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Ein
Palettenwechsler-Klemmmechanismus dieser Ausführungsform verringert somit
den zum Wechseln einer Palette benötigten Platz auf einen kompakten
Raum, und dies unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung, welche
die zum Wechseln der Palette benötigte
Bewegung verringert, indem eine Bauweise verwendet wird, bei der
die Palette in Richtung der Zufuhr und Entnahme im Inneren der Werkzeugmaschine
festgeklemmt wird, und indem die von der Werkzeugmaschine bereitgestellte
Antriebskraft dazu verwendet wird, die notwendige Kraft zum Festklemmen
und Lösen
der Palette bereitzustellen.
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Zudem
macht der Palettenwechsler-Klemmmechanismus nach dieser Ausführungsform
eine Hebevorrichtung zum Anheben und Senken der Palette wie bei
einem herkömmlichen
Palettenwechsler unnötig.
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Diese
Ausführungsform
kann eine Palette ohne eine Hebevorrichtung zum Anheben und Senken
der Werkstückmontagepalette
festklemmen, wodurch die Struktur der Antriebsvorrichtung kompakt und
einfach wird.
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Außerdem verwendet
der Klemm-/Lösemechanismus
die Antriebskraft der Achsenbewegung, die in der Werkzeugmaschine
selbst bereitgestellt wird. Dadurch wird kei ne Antriebsquelle speziell
für den
Zweck des Festklemmens und Lösens
benötigt, und
die Klemmstruktur kann kostengünstig
ausgeführt
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1 ein
Schema der allgemeinen Bauweise einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
mit einem Palettenwechsler;
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2 ein
Schema von einem Bauplan des Klemmmechanismus der 1;
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3 einen
Querschnitt, der eine Bauweise des Klemmmechanismus der 1 zeigt;
-
4 ein
Fließdiagramm,
das einen Klemmvorgang der Ausführungsform
der 1 verdeutlicht;
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5 ein
Fließdiagramm,
das einen Lösevorgang
der Ausführungsform
der 1 verdeutlicht;
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6 einen
Querschnitt, der einen Klemmvorgang der 1 verdeutlicht;
-
7 einen
Querschnitt, der den Klemmvorgang der 1 verdeutlicht;
-
8 einen
Querschnitt, der den Klemmvorgang der 1 verdeutlicht;
-
9 einen
Querschnitt, der den Klemmvorgang der 1 verdeutlicht;
-
10 einen
Querschnitt, der den Lösevorgang
der 1 verdeutlicht; und
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11 ein
Schema von einem Beispiel für die
Bauweise eines herkömmlichen
Palettenwechslers.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
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1 zeigt
eine Darstellung von der allgemeinen Bauweise eines Klemmmechanismus
für einen
Palettenwechsler, der auf eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine angewendet
wird.
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In 1 wechselt
ein Palettenwechsler 1 Werkstückmontagepaletten 2A, 2B auf
einem Arbeitstisch 4 einer Werkzeugmaschine 10.
Die Werkstücke
sind zu bearbeitende Gegenstände,
nicht dargestellt, die jeweils auf einer Oberfläche der Werkstückmontagepaletten 2A, 2B an
einer Stelle montiert sind, die vom Bearbeitungsabschnitt in der
Werkzeugmaschine 10 weit entfernt ist. Die auf den Werkstückmontagepaletten 2A, 2B montierten
Werkstücke
werden durch den Palettenwechsler 1 dem Bearbeitungsabschnitt
der Werkzeugmaschine 10 zugeführt und dann bearbeitet.
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Zudem
wird das fertige Werkstück
durch den Palettenwechsler 1 von dem Bearbeitungsabschnitt zu
einer Stelle, die von dem Bearbeitungsabschnitt im Inneren der Werkzeugmaschine 10 entfernt
ist, oder auf die Außenseite
der Werkzeugmaschine 10 entnommen.
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Aufgrund
dieses Wechselns der Werkstückmontagepaletten 2A, 2B durch
den Palettenwechsler 1 werden Werkstücke dem Bearbeitungsabschnitt der
Werkzeugmaschine 10 zugeführt und aus diesem entnommen.
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In 1 ist
die Werkzeugmaschine 10 mit Antriebsmechanismen ausgestattet,
die den Arbeitstisch 4 in Richtung der X-Achse 21 und
in Richtung der Y-Achse 22 antreiben, sowie mit einem Antriebsmechanismus,
der den Bearbeitungskopf in Richtung der Z-Achse antreibt, wobei das auf dem Arbeitstisch 4 platzierte
Werkstück
bearbeitet wird, indem es entlang jeder dieser Achsen angetrieben
wird.
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Bei
dem in 1 dargestellten Beispiel bewegt sich der Palettenwechsler 1 frei
in Richtung der X-Achse 21. Die X-Achse 21 ist
die Richtung, in der die Werkstückmontagepalette 2 befördert wird,
wenn sie dem Arbeitstisch 4 zugeführt oder von diesem entfernt
wird.
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Es
sollte beachtet werden, dass die Richtung der Zufuhr und Entfernung 24 der
Werkstückmontagepalette 2 nicht
auf die X-Achse beschränkt
ist, wie bei dem dargestellten Beispiel gezeigt. Sie kann gleich
der Y-Achse oder irgendeiner anderen Achse sein. Ist die Richtung
der Zufuhr und Entfernung die X-Achse, die Y-Achse bzw. die Z-Achse,
dann können
jeweils die Antriebsmechanismen an der Werkzeugmaschine 10 in
die Richtungen X, Y und Z als Antriebsmechanismen zum Zuführen und
Entfernen der Paletten verwendet werden. Ist die Richtung der Zufuhr
und Entfernung der Paletten eine andere Richtung als die X-, Y-
und Z-Achsen, dann kann das System derart gebaut werden, dass mehrere
axiale Antriebsmechanismen kombiniert werden.
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Zum
Bewegen der Werkstückmontagepalette 2A oder
der Werkstückmontagepalette 2B,
die zum Arbeitstisch 4 der Werkzeugmaschine 10 befördert und
darauf platziert wurde, muss die Werkstückmontagepalette auf dem Arbeitstisch 4 befestigt
werden. Der Klemmmechanismus 3 dient dazu, die Werkstückmontagepalette
auf dem Arbeitstisch 4 zu fixieren und davon zu lösen. Die
Werkstückmontagepalette
wird auf dem Arbeitstisch 4 durch die Klemmwirkung des
Klemmmechanismus 3 an Ort und Stelle fixiert. Die fixierte
Palette wird durch die Lösewirkung des
Klemmmechanismus 3 vom Arbeitstisch 4 freigesetzt.
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Der
Klemmmechanismus 3 wiederholt den Klemmvorgang und den
Lösevorgang.
Zahlreiche Werkstücke
werden der Bearbeitungsposition der Werkzeugmaschine zugeführt und
bearbeitet. Danach werden die fertigen Werkstücke entfernt.
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Der
Klemmvorgang des Klemmmechanismus 3 kann die Antriebskraft
der Werkzeugmaschine 10 in axialer Richtung nutzen (die
X-Achsen-Antriebskraft 31 in 1). Somit
hat die axiale Antriebskraft der Werkzeugmaschine nicht nur die
grundlegende Aufgabe, den Arbeitstisch 4 zu bewegen, wie von
der Werkzeugmaschine vorgegeben, sondern wird auch zum Zuführen der
Werkstückmontagepaletten 2A, 26 sowie
zum Festklemmen und Lösen
der Werkstückmontagepalette 2A, 2B an
dem und vom Arbeitstisch 4 genutzt.
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Es
sollte beachtet werden, dass der Vorgang des Zuführens der Werkstückmontagepalette
zu dem Arbeitstisch 4 durch einen (nicht dargestellten)
Antriebsmechanismus oder manuell ausgeführt werden kann. Der Antriebsmechanismus,
der den Zuführvorgang
ausführt,
kann getrennt von der Werkzeugmaschine 10 bestehen. Zudem
kann er die Antriebskraft jeder Achse der Werkzeugmaschine 10 nutzen.
Zudem kann der Vorgang des Zuführens
der Werkstückmontagepalette
zu dem Arbeitstisch 4 unter Verwendung der Antriebskraft
für eine
einzige Achse oder einer Kombination von Antriebskräften für mehrere
Achsen erfolgen.
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Siehe 1:
Die Werkstückmontagepaletten 2A, 2B befinden
sich auf einem Palettengestell 6 neben der Werkzeugmaschine 10.
Bei der dargestellten Bauweise wird die aus den Werkstückmontagepaletten 2A, 26 ausgewählte Werkstückmontagepalette
(Palette 2B in 1) entlang einer sich horizontal
bewegenden Trägerelementführung für das Zuführen heranbefördert. Ersatzweise
kann separat ein Antriebsmechanismus bereitgestellt werden, der
der Werkzeugmaschine 10 die ausgewählte Werkstückmontagepalette zuführt.
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2 veranschaulicht
den Bauplan des erfindungsgemäßen Klemmmechanismus.
Siehe 2: Man sieht den Klemmmechanismus 3 und
die Werkstückmontagepaletten 2A, 26.
Der Klemmmechanismus dient dem Zuführen und Entfernen der Werkstückmontagepaletten 2A, 2B zu
dem und von dem Arbeitstisch 4 in der gleichen Richtung,
in der er die Werkstückmontagepaletten 2A, 2B an
dem Arbeitstisch 4 festklemmt und von diesem löst. Dabei wird
das Festklemmen und Lösen
der Werkstückmontagepaletten 2A, 2B an
dem und von dem Arbeitstisch 4 in der Ebene durchgeführt, die
der Ebene des Arbeitstischs 4 der Werkzeugmaschine entspricht.
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Bei
der in 2 dargestellten Ausführungsform sind der Klemmmechanismus
und die sich horizontal bewegenden Trägerelemente 7 auf
der Oberfläche
des Arbeitstischs 4 montiert. Der Arbeitstisch 4 selbst
wird in axialer Richtung (in Richtung der X-Achse) von einem Antriebsmechanismus
bewegt, der in der Werkzeugmaschine installiert ist. Es soll te beachtet
werden, dass in 2 zwar drei Klemmmechanismen 3 dargestellt
sind, dass aber jede beliebige Anzahl an Klemmmechanismen montiert
werden kann.
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Die
sich horizontal bewegenden Trägerelemente 7 sind
an den Seiten des Arbeitstisches 4 bereitgestellt. Sie
greifen mit sich horizontal bewegenden Trägerelementen 6a ineinander,
die sich am Palettengestell 6 befinden, und unterstützen so
gleitend eine horizontale Bewegung der Werkstückmontagepaletten 2A, 2B.
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Ein
Schlitten 8 ist ein Bauteil, das den Arbeitstisch 4 trägt. Der
Schlitten 8 bewegt sich in Richtung der Y-Achse in der
Werkzeugmaschine, wodurch er den Arbeitstisch 4 in Y-Achsenrichtung
bewegt. Ansätze 8a (von
denen in 2 nur einer dargestellt ist)
sind auf beiden Seiten des Schlittens 8 montiert. Auf beiden
Seiten des Arbeitstischs 4 sind Drehhebel 9 derart
montiert, dass ein Ende der Drehhebel 9 mit den Ansätzen 8a in
Kontakt kommen kann.
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Bewegt
sich der Arbeitstisch 4 entlang der X-Achse (in der Schemazeichnung
nach rechts), tritt ein Ende der Drehhebel 9 mit den Ansätzen 8a in Kontakt.
Der Kontakt bewirkt, dass sich die Drehhebel 9 um ihre
Rotationsachsen in die Richtung drehen, die in der Schemazeichnung
durch den Pfeil 25 angegeben ist. Mit dieser Drehung bewirkt
das andere Ende der Drehhebel 9, dass sich ein Stab 11 in Richtung
der X-Achse (in der Schemazeichnung nach rechts) bewegt. Durch diese
Bewegung lässt man
den Stab 11 auf einen Auswerfstab im Inneren des Klemmmechanismus 3 derart
einwirken, dass die Antriebskraft des Arbeitstischs 4 in
eine Kraft umgewandelt wird, welche die festgeklemmte Werkstückmontageplatte
löst.
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Ein
sich verjüngendes
Bauteil 2a, auf dem oben ein oder mehr Werkstücke montiert
sind und das unten über
Ziehansätze
(in 2 nicht dargestellt) zum Festklemmen an dem Klemmmechanismus 3 verfügt, ist
jeweils an den Werkstückmontageplatten 2A, 2B montiert.
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Siehe 2:
Es wird darauf hingewiesen, dass das sich verjüngende Bauteil 2a mit
drei Ziehansätzen
ausgestattet ist, die den drei Klemmmechanismen 3 entsprechen,
die auf dem Arbeitstisch 4 bereitgestellt sind. Sie können beim
Festklemmen je nach der Anzahl und der Position der verjüngenden Abschnitte 2a und
der Klemmmechanismen 3 positioniert werden.
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Die
Werkstückmontagepaletten 2A, 26 werden
von den sich horizontal bewegenden Trageelementen 7 getragen
und bewegen sich horizontal zwischen dem Arbeitstisch 4 und
dem Palettengestell 6 in der gleichen Ebene. Die Werkstückmontagepaletten 2A, 26 werden
dem Arbeitstisch 4 zugeführt. Die mit einem Ziehansatz
ausgestatteten verjüngten
Abschnitte 2a werden mit den Klemmmechanismen 3 ausgerichtet
und dann von den Klemmmechanismen 3 festgeklemmt. Dieser
Klemmvorgang fixiert das Werkstück
auf dem Arbeitstisch 4, so dass das Werkstück von der
Werkzeugmaschine bearbeitet werden kann.
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Ist
die Bearbeitung beendet, werden die Klemmmechanismen 3 gelöst. Die
Werkstückmontagepalette
wird freigegeben und zu dem Palettengestell 6 entfernt,
wobei sie von den sich horizontal bewegenden Tragebauteilen 7 getragen
wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die sich horizontal bewegenden Tragebauteile 7 zum
Beispiel als Kombination aus Führungsschienen
und Rollen gebaut sein oder eine andere Bauweise haben können.
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Es
folgt eine Beschreibung von einer Bauweise des Klemmmechanismus 3 unter
Verwendung des Querschnitts in 3. Der Klemmmechanismus 3 besteht
aus einem zylindrischen Gehäuse 3g,
einer Hülse 3f,
die in Bezug auf das zylindrische Gehäuse 3g schiebbar gehalten
wird, einem Auswerfstab 3e, der im Inneren der Hülse 3f bereitgestellt
wird und mit der Hülse 3 gekoppelt
ist, einem Federbauteil 3d, das auf den Auswerfstab 3e und
die Hülse 3f in
Richtung der Zufuhr der Werkstückmontagepalette 2 drückt, und
Kugeln 3b, die derart gehalten werden, dass sie in Richtung
der Mittelachse des Klemmmechanismus im Inneren der Hülse 3f beweglich
sind.
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Das
Federbauteil 3d ist eine Druckfeder. Die elastische Kraft
des Federbauteils 3d, wenn es seine ursprüngliche
Gestalt wiedererlangen will, drückt
die Hülse 3f in
Richtung der Beförderung
der Werkstückmontagepalette 2 (in
der Figur nach links), die dem Arbeitstisch 4 zugeführt werden
soll. Die Bewegung der von dem Federbauteil 3d gedrückten Hülse 3f bewegt
die Kugeln 3b in Richtung zur Mittelachse des zylindrischen
Gehäuses 3g,
so dass sie die Ziehansätze 2c der
Werkstückmontagepalette 2 zurückhalten
sowie eine Klemmkraft in Richtung der Zufuhr der Werkstückmontagepalette
auf das Ziehstück 2c ausüben.
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An
einem Ende, das der Werkstückmontagepalette
zugewandt ist, verfügt
das zylindrische Gehäuse 3g des
Klemmmechanismus 3 über
einen Innenkonus 3a, dessen Innendurchmesser sich von einer
Einsetzposition für
das Ziehstück 2c nach
außen hin
erweitert. Dagegen ist das mit einem Ziehstück ausgestattete, sich verjüngende Bauteil 2a mit
einem sich verjüngenden
Konus 2b ausgestattet, dessen Außendurchmesser sich zur Spitze
des Ziehstücks 2c hin
verjüngt.
Die schräge
Oberfläche
des Innenkonus 3a und die schräge Oberfläche des sich verjüngenden
Konus 2b haben den gleichen Neigungswinkel, so dass der
sich verjüngende
Konus 2b in den Innenkonus 3a eingesetzt werden
kann. Greifen der sich verjüngende
Konus 2b und der Innenkonus 3a ineinander, positionieren
der Klemmmechanismus 3 und die Palette 2 die Werkstückmontagepalette.
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Durch
die Positionierung der Werkstückmontagepalette 2 wird
die Spitze des Ziehansatzes 2c mit einer Klemmposition
ausgerichtet, die sich an der Position der Kugeln 3b des
Klemmmechanismus befindet.
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Es
folgt eine Beschreibung des Klemmvorgangs und des Lösevorgangs
des erfindungsgemäßen Klemmmechanismus 3 mithilfe
des Flussdiagramms in 4 und der Querschnitte in den 6 bis 10.
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Zunächst wird
der Klemmvorgang mithilfe des Flussdiagramms in 4 und
der 6 bis 9 erläutert. Es sollte beachtet werden
dass im Ausgangszustand die Werkstückmontagepalette 2 nicht
an dem Klemmmechanismus 3 montiert ist.
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Aus
einer Reihe vorbereiteter Werkstückmontagepaletten
wird eine Werkstückmontagepalette 2 ausgewählt, auf
der ein Werkstück
montiert ist, das von der Werkzeugmaschine bearbeitet werden soll.
Sie wird derart positioniert, dass sie mit dem Arbeitstisch der
Werkzeugmaschine ausgerichtet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass
das Ausrichten der Werkstückmontagepalette 2 von
einem getrennt bereitgestellten Mechanismus automatisch ausgeführt werden
kann (Schritt S1).
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6 zeigt
den Ausgangszustand, in dem der Klemmmechanismus den Klemmvorgang
noch nicht ausgeführt
hat. In diesem Ausgangszustand drückt die Rückstellkraft 26 des
Federbauteils 3d auf die Hülse 3f und den Auswerfstab 3e,
wodurch sie zur linken Seite der Schemazeichnung bewegt werden.
Man sollte beachten, dass ein Ende des Federbauteils 3d von
dem Innenkonusbauteil 3a und dem zylindrischen Gehäuse 3g über einen
Flansch 3c und die Kugeln 3b gehalten wird.
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Damit
der Ziehansatz 2c beim Festklemmen festgeklemmt wird, ist
ein Ende der Hülse 3f,
das den Kugeln 3b zugewandt ist, mit einem vorspringenden Abschnitt
versehen, der zur Mittelachse des Klemmmechanismus 3 hin
vorspringt. Dieser bewirkt, dass die Kugeln 3b zur Mittelachse
hin herausragen, einen Abschnitt des eingesetzten Ziehansatzes 2c mit
einem kleineren Durchmesser ergreifen und ihn festklemmen.
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Weil
in diesem Ausgangszustand die Kugeln 3b aufgrund des vorspringenden
Abschnittes der Hülse 3f zur
Mittelachse hin herausragen, wird verhindert, dass sich der Ziehansatz 2c einer
eingesetzten Werkstückmontagepalette 2 in
eine durch die Kugeln 3b festgeklemmte Position bewegt.
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Die
Achse der Werkzeugmaschine wird derart angetrieben, dass der Arbeitstisch 4 bewegt
wird. Siehe 2: Bewegt sich der Arbeitstisch 4,
kommt ein Ende der Drehhebel 9 mit dem Ansätzen 8a in Kontakt,
die an dem Schlitten 8 befestigt sind. Die Drehhebel 9 drehen
sich und drücken
auf den Stab 11 (Schritt S2).
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Der
Stab 11 schiebt gegen die elastische Kraft des Federbauteils 3d den
Auswerfstab 3e zur Werkstückmontagepalette hin (Schritt
S3).
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7 zeigt
den Zustand, nachdem der Auswerfstab 3e bewegt wurde. Mit
der Bewegung des Auswerfstabs 3 (siehe den Pfeil 27 in
der Schemazeichnung) bewegt sich auch die Hülse 3f. Die Bewegung
der Hülse 3f (in
die mit den Pfeilen 31 angegebene Richtung) bewegt den
vorspringenden Abschnitt der Hülse 3f weg
von den Kugeln 3b. Dadurch können sich die Kugeln 3b in
die Richtung 30 von der Mittelachse weg bewegen, wodurch
sich der Innendurchmesser einer Öffnung
erweitert, in die der Ziehansatz 2c eingesetzt und aus
der er entnommen wird. So kann der Ziehansatz 2c in die
Klemmposition gebracht werden. Aufgrund des obigen Vorgangs kann
die Werkstückmontagepalette
von einem Aufgangszustand in einen festgeklemmten Zustand bewegt
werden (Schritt S4).
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Als
nächstes
wird die Werkstückmontagepalette 2 in
Zuführrichtung
bewegt. 8 zeigt den Zustand, wenn eine
Werkstückmontagepalette 2 zugeführt wird.
In diesem Zustand wird der Auswerfstab 3e (in die Richtung,
die in der Schemazeichnung durch den Pfeil 29 angegeben
ist) vorgeschoben durch die Antriebskraft des Stabs 11,
die wiederum von der Bewegung des Arbeitstischs 4 verursacht wird.
Dadurch bewegt sich die Werkstückmontagepalette 2 in
Zuführrichtung
(nach links in der Schemazeichnung) (Schritt S5).
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Beim
Zuführen
der Werkstückmontagepalette 2 wird
durch Ineinandergreifen von dem sich verjüngenden Konus 2b mit
dem Innenkonus 3a des Klemmmechanismus 3 das Ziehstück 2c in
die Öffnung
des Klemmmechanismus 3 eingesetzt, in der die Ziehansätze 2c aufgenommen
und aus der sie entnommen werden. Dadurch wird der Ziehansatz 2c mit
einer Klemmposition ausgerichtet (Schritt S6).
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9 verdeutlicht
den Klemmzustand. Nach Beendigung des Ausrichtens wird der Arbeitstisch 4 in
umgekehrter Richtung bewegt. Dadurch drücken die Drehhebel 9 nicht
mehr über
den Stab 11 auf den Auswerfstab 3e (Schritt S7).
In diesem Fall bewegt sich der Auswerfstab 3e durch die
elastische Kraft 31 des Federbauteils 3d in umgekehrter
Richtung, d.h. in Richtung der Zufuhr der Werkstückmontagepalette 2 (Schritt
S8). Bewegt sich der Auswerfstab 3e in umgekehrter Richtung,
bewegt sich die Hülse 3f in
Richtung der Zufuhr der Werkstückmontagepalette 2 (Schritt
S9).
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Durch
die Bewegung der Hülse 3f in
Richtung der Zufuhr der Werkstückmontagepalette 2 kommt
der vorspringende Abschnitt der Hülse 3f mit den Kugeln 3b in
Kontakt. Dadurch bewegen sich die Kugeln zur Mittelachse hin. Dort
kommen sie an eine Position der Ziehansätze 2c mit kleinerem
Durchmesser, in die sie eingreifen und die Ziehansätze 2c festhalten
(Schritt S10).
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Die
Ziehansätze 2c werden
durch die elastische Kraft 31 des Federbauteils 3d an
Ort und Stelle gehalten und zudem in Zuführrichtung der bewegt (Schritt
S11). Die Werkstückmontagepalette
wird festgeklemmt. Die Bezugszahl 32 in der Schemazeichnung
bezeichnet eine Klemmkraft, die von der elastische Kraft 31 des
Federbauteils 3d auf den sich verjüngenden Konus 2b ausgeübt wird
(Schritt S12).
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Als
nächstes
wird der Lösevorgang
anhand der Flussdiagramme der 5 und 10 erläutert. Hier
wird der Fall beschrieben, wird eine Werkstückmontagepalette gelöst, die
sich aufgrund des oben beschriebenen Klemmvorgangs in einem festgeklemmten
Zustand befindet.
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Die
Achse der Werkzeugmaschine wird angetrieben und bewegt den Arbeitstisch 4.
Siehe 2: Wird der Arbeitstisch bewegt, kommt ein Ende der
Drehhebel 9 mit den Ansätzen 8a in
Kontakt, die an dem Schlitten 8 fest montiert sind. Die
Drehhebel drehen sich und schieben den Stab 11 vor. (Schritt S21).
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Der
Stab 11 bewegt gegen die elastische Kraft des Federbauteils
den Auswerfstab 3e in Richtung der Entfernung der Werkstückmontagepalette (in
die durch den Pfeil 33 angegebene Richtung) (Schritt S22).
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Die
Hülse 3f bewegt
sich mit dem Auswerfstab 3e. Der Auswerfstab 3e wird
mit dem Vorderende der Ziehansätze 2c in
Kontakt gebracht (Schritt S23). Der Auswerfstab 3e wird
weiter bewegt und drückt
die Ziehansätze 2c in
Entfernungsrichtung (Schritt S24).
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Durch
die Bewegung der Hülse 3f und
des Auswerfstabs 3e in Entfernungsrichtung werden gleichzeitig
die Kugeln 3b in die Richtung 35 von der Mittelachse
weg bewegt und zurückgezogen.
Dadurch erweitert sich der Durchgang, durch den die Ziehansätze 2c beim
Entnehmen gehen müssen
und der zuvor durch die Kugeln 3b verengt worden war. Auf
diese Weise können
die Ziehansätze 2c entnommen
werden (Schritt S25).
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Der
Auswerfstab 3e wird weiter bewegt und drückt die
Ziehansätze 2c aus
der Öffnung,
durch die die Ziehansätze
eingesetzt und entnommen werden (in der Schemazeichnung durch den
Pfeil 36 angegeben). Dadurch wird die Werkzeugmontagepalette
gelöst
(Schritt S26).