CN107074311A - 用于夹紧和/或定心组件的更换装置 - Google Patents

Abstract

更换装置(1)，所述更换装置具有更换头(2)，所述更换头绕着转动轴线(11)可转动地支承，所述更换装置具有至少两个设置在不同的位置上的、用于容纳相应的至少一个工具的工具容纳部(3、4、17、18)和转动装置(7)，以便将其中一个工具转动到工作位置中，其中，所述工具由夹紧和/或定心装置(5、6、15、16)形成，所述夹紧和/或定心装置为了容纳不同的工件和/或将不同的工件定心而不同地构造，并且所述转动装置(7)包括马氏间歇传动机构(8)。

Description

用于夹紧和/或定心组件的更换装置

技术领域

本发明涉及一种更换装置，所述更换装置具有绕着转动轴线可转动地支承的更换头，具有至少两个用于容纳相应的至少一个工具的工具容纳部和转动装置，以便将其中一个工具转动到工作位置中。

背景技术

在生产工艺中，在成本优化和力求尽可能优化地使用现有的资源的过程中，总是更频繁地使用生产装置和制造装置，这些生产装置和制造装置能尽可能灵活地匹配于不同的职责范围。

显著的挑战在于，在使用现有的生产工艺的装置下制造或者处理各种各样的变型或者产品模型。显著的时间因素进而成本因素在于，现有的生产工艺的装置例如由于模型转换而改换装备，亦即工具和/或操作器具匹配于变化的产品。在此要注意的是，对于改换装备所需的时间是停机时间，在该停机时间内生产部、或者至少一个生产区域不提供产出。此外，要注意的是，对于不同的工具和/或操作器具需要相应的仓储管理或者管理机构。接下来，必须确保，在模型转换时在正确的地点处使用正确的工具和/或操作器具。

恰好在汽车工业的车身制造中，在同一个生产工艺的装置、例如传送带上制造多个不同的模型和构造变型是期望的并且出于经济原因也是必需的。在此，必须确保各种各样的构件为了加工而正确地定位，与恰好是构件的哪种构造变型无关。

为了可以以任意的顺序加工不同的车型或者车型的构件，文献DE 20201103051U1示出一种提升-转动装置，该提升-转动装置允许容纳不同的工具和工件并且通过提升-转动运动相应地定位。在此，不利的是，驱动通过具有相应的齿部的传统的传动机构进行。因此，可能紧固在提升-转动装置上的工具或者构件的精确的定位与驱动调节装置和使用的传动机构的齿部的相互配合有关。为了防止在受载下的不期望的转动，使用传动机构的自锁。不言而喻地，在此必须注意一定的啮合间隙。因此，在定位方面，可重复性是受限的或者仅通过提高调节耗费确保。

发明内容

因此，本发明的任务在于，能在不提高调节耗费的情况下实现不同的构造的工件的精确的和可重复的定位。

按照本发明，该任务通过如下方式解决，即，工具由夹紧和/或定心装置形成，各所述夹紧和/或定心装置为了容纳不同的工件和/或将不同的工件定心而不同地构造，并且所述转动装置包括马氏间歇传动机构。

至少两个、彼此不同的夹紧和/或定心装置允许在更换头上夹紧两个不同的工件和/或将两个不同的工件定心。在此，马氏间歇传动机构以已知的方式由星形轮和驱动轮构建。马氏间歇传动机构的星形轮能在与所配属的驱动轮相互配合下实现夹紧和/或定心装置的精确的、可重复的定位，而不必设置相应的、高分辨率的传感器和与其连接的精确的位置调节装置。

有利的是，马氏间歇传动机构包括具有至少四个星形轮支腿和相应的星形轮槽的星形轮和具有携动销的驱动轮，所述携动销根据星形轮和驱动轮的角位置与星形轮槽配合作用。四支腿的变型方案是星形轮的最简单的并且因此最低成本的变型方案，仍然可以因此通过更换头占据至少四个不同的位置。

此外，可以有利地规定，驱动轮具有锁止盘，所述锁止盘具有圆形的周边和指向携动销的凹部，所述星形轮支腿在其径向的外周边上具有圆弧段形的凹部，所述凹部根据星形轮和驱动轮的角位置与锁止盘的圆形的周边嵌接。

这允许根据驱动轮和星形轮相互间的位置传递星形轮的转动运动或者将星形轮锁止，以便这样在更换头的运动灵活性方面锁定更换头并且将夹紧和/或定心装置可靠地保持在位置中。

可以有利地规定，在更换头上设置四个工具容纳部，并且在这些工具容纳部上分别设置至少一个用于对不同的工件进行夹紧和/或定心的夹紧和/或定心装置，并且所述夹紧和/或定心装置相应地错开90°地设置在更换头上。

各个夹紧和/或定心装置相应地错开90°在结构型式紧凑时允许使用四个不同的夹紧和/或定心装置或者允许夹紧四个不同的工件和/或将四个不同的工件定心，其中，还避免各个夹紧和/或定心装置的相互阻碍。

此外，可以有利地规定，代替至少一个夹紧和/或定心装置，将一个平衡物设置在更换头的一个工具容纳部上。

因此，如果工具头的一个亦或多个工具容纳部没有被夹紧和/或定心装置占据，则可以通过使用相应的平衡物确保适当的重量分布。

附图说明

以下参照图1至图5更详细地阐述本发明，这些图示例性地、示意性地并且非限制性地示出本发明的有利的构造方案。在此，在附图中：

图1示出按照本发明的更换头的正视图；

图2示出按照本发明的更换头在另一种占据变型方案中的正视图；

图3示出按照本发明的更换头在另一种占据变型方案中的正视图；

图4示出按照在图3中的视图IV的更换头的侧视图；

图5示出所使用的马氏间歇传动机构的原理图。

具体实施方式

图1示出按本发明的、具有更换头2的更换装置1的正视图，该更换头绕着转动轴线11可转动地支承。如可看出的那样，涉及具有至少两个用于容纳相应的至少一个工具的工具容纳部3、4和具有转动装置7的更换头2，该转动装置包括在图1中未详细示出的马氏间歇传动机构8，其中，所述工具由夹紧和/或定心装置5、6形成，所述夹紧和/或定心装置为了容纳不同的工件和/或将不同的工件定位而不同地构造，并且设置转动装置7，以便将其中一个所述工具转动到工作位置中。

在此，夹紧和/或定心装置5、6要理解为适当的装置，这些装置允许将相应的工件、例如车身件定位或者确保所述工件保持在相应的位置中。在此，作为定心装置5、6例如相应地使用芯轴状的销或栓，所述销或栓必要时可以与设置在工件上的定心孔配合作用。

作为夹紧装置5、6可以使用多个不同的夹子、夹具、钩子和类似物，所述不同的夹子、夹具、钩子和类似物可以要么单独地起作用要么集成到定心装置5、6中起作用。当然，除了所提到的形锁合的夹紧装置之外也可设想力锁合的连接装置、例如气动的或者磁性的系统并且也可设想组合形式。为了操纵夹紧功能，每个夹紧装置5、6可以具有独立的驱动器26、27，该驱动器能实现所述操纵。

由于所述至少两个夹紧和/或定心装置5、6相互区分，因此可以借助于更换头2夹紧至少两个不同的工件或者将其定心。通过使用具有马氏间歇传动机构8或者马氏间歇传动机构的星形轮9和所配属的驱动轮10的转动装置7(如以下详细描述的那样)，可以实现夹紧和/或定心装置5、6的精确的、可重复的定位，而不必设置相应的、高分辨率的传感器和与其连接的精确的位置调节装置。

这样的更换装置1优选在车身制造中使用。在此，要注意的是，由于持续增加的型号，制造者仍然应确保现有的生产线的尽可能广泛的使用。在此，更换装置1例如在焊接各个车身构件时使用。在此，必须注意，在更换到另一个模型或者另一个车身上时仍然必须确保车身件的精确的定位和固定。只有在那时才可以适当地接合，例如通过使用焊接机器人接合。

因此，在更换到另一个模型或者另一个工件上时，更换装置1的更换头2因此通过驱动单元12经由转动装置7旋转并且实施绕着转动轴线11的转动运动。由此，与相应的模型/工件相匹配的夹紧和/或定心装置5或6运动到相应的工作位置中。

在图1中，在其中示出夹紧和/或定心装置5的位置是工作位置。不言而喻地，夹紧和/或定心装置5、6的所示出的位置视为示例性的。所述位置或者工作位置原则上与待夹紧的和/或定心的模型/工件和可能的设置在周围的其它装置有关。因此，工作位置也可以设置在另一个位置上亦或改变。

因此，在模型更换的过程中使用相应地相匹配的夹紧和/或定心装置5或6并且又允许为了进一步加工而将相应的工件可靠地定位或者固定。

当然，所提到的针对车身制造的应用也是示例性的，并且是非限制性的。原则上，所描述的更换装置1可以在各种各样的生产工艺的应用中与夹紧任务和/或定心任务相关联地相应地使用。

如在图1中和特别是在图4中可良好看出的那样，马氏间歇传动机构8受保护地设置在仅示例性示出的壳体13中。必要时属于壳体13的下部结构14也仅示意性和示例性地示出。根据更换头2的使用和布置结构，驱动单元12、壳体13和下部结构14相应地不同地成型或者构造。例如壳体13作为铸件示出，其中，也可以良好地使用焊接结构。

同样仅示例性地在图1中示出地，两个夹紧和/或定心装置5、6错开180°地设置在更换头1上。不言而喻地，当如在图1中示出的那样仅使用两个夹紧和/或定心装置5、6时，对于不同的夹紧和/或定心装置5、6的布置结构来说，这样的布置结构是有利的，因为这允许尽可能平衡的重量分布。

如果如在图2中示出的那样例如在更换头2上设置四个工具容纳部3、4、17、18并且在所述工具容纳部上相应地设置至少一个用于对不同的工件进行夹紧和/或定心的夹紧和/或定心装置5、6、15、16，则所述夹紧和/或定心装置5、6、15、16相应地错开90°地设置在更换头2上。如已经提到的那样，各个夹紧和/或定心装置5、6、15、16具有用于操纵所述夹紧和/或定心装置的相应的独立的驱动器26、27、28、29。

一方面，由此实现相对紧凑的结构型式，其中，仍然可以将四个不同的工件夹紧和/或定心。另一方面，这样的布置结构允许相应地平衡的重量分布。由此，避免可能的支承部位的不均匀的受载并且确保相应高的使用寿命。

不管各个工具容纳部3、4、17、18(在所述工具容纳部上紧固夹紧和/或定心装置5、6、15、16)处于更换头2的端面上还是处于更换头的周面上，对于功能都不重要。根据使用领域和场地情况，工具容纳部3、4、17、18可以设置在更适当的位置上。因此，工具容纳部3、4、17、18在图1至图4中仅示例性地设置在更换头2的背离壳体13的端侧上。

图3和图4示出更换装置1或者说更换头2，在该更换头中虽然设置四个相互错开90°的工具容纳部3、4、17、18，然而仅其中三个设有相应的夹紧和/或定心装置5、6、15。

在这种情况下有利地规定，代替“缺少的”夹紧和/或定心装置5、6、15、16而将平衡物19设置在更换头2的相应的工具容纳部3、4、17、18上。

因此，如果工具头2的一个亦或多个工具容纳部3、4、17、18没有被夹紧和/或定心装置5、6、15、16占据，则可以通过使用相应的平衡物19确保适当的重量分布。由此，得出用于各个传动组件的显著改善的力关系。

在图5中示例性地示出所使用的马氏间歇传动机构8。众所周知地并且如已经实施的那样，所述马氏间歇传动机构包括星形轮9和所配属的驱动轮10。在此，星形轮9和驱动轮10不处于相同的平面中，其中，星形轮9和驱动轮10的相互朝向的端侧至少部分地重叠。星形轮9不可相对转动地与更换头2连接，驱动轮10与驱动单元12连接。在此，驱动单元12与马氏间歇传动机构8的驱动轮10的连接可以直接地亦或通过未进一步示出的中间传动机构以适当的形式进行。

星形轮9的各个星形轮支腿19通过星形轮槽20相互分隔。在驱动轮10的周边上存在偏心地设置在朝向星形轮9的端侧上的至少一个携动销12，所述携动销在驱动轮10旋转时与在星形轮9中的靠近的星形轮槽20嵌接。由于该嵌接，星形轮9处于转动运动中，然而仅在确保驱动轮10的携动销21的嵌接的过程中。根据在星形轮9和驱动轮10之间的几何关系或者所述星形轮和驱动轮相互间的位置，携动销21在驱动轮10进一步转动时再次取消与星形轮9的星形轮槽20的嵌接，由此星形轮9的旋转不进行。通过原则上充分已知的结构型式和工作原理，由驱动轮10的连续的转动运动得出星形轮9或者与其连接的更换头1的间歇性的转动运动。

马氏间歇传动机构8包括具有至少四个星形轮支腿19和相应的星形轮槽20的星形轮9和具有携动销21的驱动轮10，所述携动销根据星形轮9和驱动轮10的角位置与星形轮槽20配合作用，由此，已经能在马氏间歇传动机构8的最小变型方案中实现至少四个位置的占据。明显的是，星形轮支腿19或星形轮槽20的数量等于用于工具容纳部3、4、17、18或者在其上容纳的夹紧和/或定心装置5、6、15、16的可能的位置的最大数量。

不言而喻地，根据现有的场地情况亦或对在其中使用按照本发明的更换装置1的生产设备的多方面的需求，也可以设置多于四个夹紧和/或定心装置3、5、13、15。在此，要注意的是，正如所提到的那样，马氏间歇传动机构8的构造、特别是(使用的星形轮9所具有的)星形轮支腿19或者星形轮槽20的数量优选与可能的位置的数量相对应。

马氏间歇传动机构8如在图5中示出的那样例如原则上能实现更换头2的最多八个位置。因此，如果具有星形轮9的马氏间歇传动机构8在用于如在图2中示出的更换头的占据的构造中使用，则需要驱动轮10的转动两周，以便将相邻的夹紧和/或定心装置5、6、15、16转动到其工作位置中。因此，根据所选择的星形轮9和夹紧和/或定心装置5、6、15、16的数量得出在驱动轮10的旋转和星形轮9或者设置在其上的更换头2方面的一定的减少。

当然，与如在图5中示出的这样的马氏间歇机构8相连接的更换头2也可以具有多于四个工具容纳部3、4、17、18或者在各个工具容纳部3、4、17、18之间相应地实现与90°不同的角度。因此，根据使用领域可以与相应的星形轮9相关联地进行适当的选择。相应的平衡物出于已经提到的原因以有利的方式设置。

如在图5中进一步可看出的那样，驱动轮10具有与其不可相对转动地连接的锁止盘22，所述锁止盘具有圆形的周边和指向携动销21的凹部23，其中，星形轮支腿19在该星形轮支腿的径向的外周24上具有圆弧段形的凹部25，所述凹部根据星形轮9和驱动轮10的角位置与锁止盘22的圆形的周边嵌接。

凹部23基于其定向能实现驱动轮10的无碰撞的旋转，只要携动销21与星形轮槽20嵌接。一旦携动销21不再嵌接到星形轮槽20中，相应的圆弧段形的凹部25就在星形轮支腿19的径向外部的周边24上与锁止盘22的圆形的周边接触。由此，得出一定的形锁合的锁止作用并且锁定星形轮9的扭转。强制性地得出暂时接收更换头2的位置的固定。紧固在更换头上的夹紧和/或定心装置3、5、14、15基于形锁合可靠地保持在所占据的位置中。

由此，能在不提高调节耗费的情况下实现不同的构造的工件的精确的和可重复的定位。

Claims (5)

1.更换装置(1)，其具有更换头(2)，所述更换头绕着转动轴线(11)可转动地支承，所述更换装置具有至少两个设置在不同的位置上的、用于分别容纳至少一个工具的工具容纳部(3、4、17、18)，并且所述更换装置具有转动装置(7)以便将其中一个工具转动到工作位置中，其特征在于，所述工具由夹紧和/或定心装置(5、6、15、16)形成，各所述夹紧和/或定心装置为了容纳不同的工件和/或将不同的工件定心而不同地构造，并且所述转动装置(7)包括马氏间歇传动机构(8)。

2.根据权利要求1所述的更换装置(1)，其特征在于，所述马氏间歇传动机构(8)包括具有至少四个星形轮支腿(19)和相应的星形轮槽的星形轮(9)和具有携动销(21)的驱动轮(10)，所述携动销根据星形轮(9)和驱动轮(10)的角位置与星形轮槽(20)配合作用。

3.根据权利要求1或2所述的更换装置(1)，其特征在于，所述驱动轮(10)具有锁止盘(22)，所述锁止盘具有圆形的周边和指向携动销(21)的凹部(23)，并且所述星形轮支腿(19)在其径向的外周边(24)上具有圆弧段形的凹部(25)，所述凹部根据星形轮(9)和驱动轮(10)的角位置与锁止盘(22)的圆形的周边嵌接。

4.根据权利要求1至3之一所述的更换装置(1)，其特征在于，在更换头(2)上设置四个工具容纳部(3、4、17、18)，并且在这些工具容纳部上分别设置至少一个用于对不同的工件进行夹紧和/或定心的夹紧和/或定心装置(5、6、15、16)，并且所述夹紧和/或定心装置(5、6、15、16)相应地错开90°地设置在更换头(2)上。

5.根据权利要求1至4之一所述的更换装置(1)，其特征在于，代替其中至少一个夹紧和/或定心装置(5、6、15、16)，将一个平衡物(19)设置在更换头(1)的一个工具容纳部(2、4、14、16)上。