DE10016036A1 - Metallbearbeitungsmaschine mit Zuführvorrichtung für stabförmige Werkstücke - Google Patents
Metallbearbeitungsmaschine mit Zuführvorrichtung für stabförmige WerkstückeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Metallbearbeitungsmaschine mit einer Zuführvorrichtung für stabförmige Werkstücke, wobei die Zuführvorrichtung mindestens zwei Treppenelemente aufweist, die in Bezug aufeinander zur Beförderung der Werkstücke zyklisch verschiebbar oder rotierbar gelagert sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Metallbearbeitungsmaschine mit einer Zuführvorrich
tung für stabförmige Werkstücke, insbesondere eine Rohrbiegemaschine mit
einem Magazin und einer Vereinzelungseinheit.
Metallbearbeitungsmaschinen, wie Rohrbiegemaschinen oder Maschinen zur
Endenbearbeitung werden in der Praxis überwiegend durch manuelle Zufuhr der
Werkstücke gespeist. Nach der Bearbeitung des Werkstücks muß dieses
wiederum manuell entnommen werden, damit die Maschine für das nächste
Werkstück zur Verfügung steht.
Bei Rohrbiegemaschinen, die einen höheren Automatisierungsgrad aufweisen
und vorwiegend für die Bearbeitung hoher Stückzahlen ausgelegt sind, ist das
manuelle Einbringen des Rohres in die Maschine oder Aufschieben des Rohres
auf den Biegedorn unzweckmäßig. Im Stande der Technik ist es bekannt,
Rohrbiegemaschinen mit automatischen Zuführ- und Entnahmevorrichtungen zu
bestücken.
So ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 10 182 eine
Rohrbiegemaschine zum Biegen von Rohren auf einem Biegedorn bekannt, die
eine Übergabeeinrichtung aufweist, mittels derer jeweils ein Rohr aus einem
Rohrmagazin zur Rohrbiegemaschine bewegt wird. Die Übergabeeinrichtung be
steht aus einem mit zwei Greifern versehenen Arm, der mittels eines Zylinders
vertikal verfahrbar ist und das jeweilige Rohr aus einer Übergabeposition in die
Biegeachse bewegt. Das Rohr gelangt dabei aus dem Rohrmagazin in die
Übergabeposition, in dem es sich über eine in Richtung der Übergabeposition
abschüssige Zuführplatte der Gewichtskraft folgend bis zu einem hakenförmigen
Vereinzelungselement bewegt, welches aus der Plattenebene herausge
schwenkt wird und dadurch einzelne Rohre für die Übergabeposition freigeben
kann.
Bei dieser Vorrichtung besteht der Nachteil, daß die Rohre wiederum manuell
auf die geneigte Platte aufgelegt werden müssen. Zudem besteht die Gefahr,
daß anstatt eines Rohres zwei Rohre über den aus der Plattenebene herausge
schwenkten Vereinzelungshaken in die Übergabeposition gelangen, wobei dann
der Greifer oder das zweite in der Übergabeposition befindliche Rohr bei der
Aufnahme des ersten Rohres durch den Greifer beschädigt werden können.
Dieses Problem vermeidet die in der deutschen Offenlegungsschrift 28 32 980
beschriebene Vereinzelungsvorrichtung, die mit Hilfe eines Kettenförderes mit
Mitnehmern auf einem Zuführtisch hintereinander liegende Rohre einzeln in eine
erhöhte Lage transportiert, von welcher die Rohre über eine in Richtung der
Übergabeposition geneigte Bahn in die Übergabeposition gelangen, von der aus
die Rohre dann mittels eines Greifers in die Biegeachse bewegt werden können.
Diese Vorrichtung vermeidet die Gefahr des gleichzeitigen Transportes zweier
Rohre in die Übergabeposition, wirft jedoch ebenfalls das Problem des Aufbrin
gens der Rohre auf den Zuführtisch auf und verlangt darüber hinaus einen
erheblichen Platzbedarf, wenn der Zuführtisch für eine hohe Anzahl von Rohren
geeignet sein soll.
Die Rohre müssen somit aus den üblichen Sammelmagazinen, in denen die
Rohre in mehreren Schichten gelagert sind, wiederum in eine Ebene gebracht
werden, um von dem Kettenförderer als Einzelrohr in die Übergabeposition
befördert werden zu können. Dies geschieht manuell.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Metallbearbeitungsma
schine, insbesondere eine Rohrbiegemaschine zu schaffen, die eine zuverläs
sige und für die unmittelbare Entnahme von stabförmigen Werkstücken, insbe
sondere Rohren aus einem Sammelmagazin geeignete Zuführung gewährleistet.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen
Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprü
chen zu entnehmen.
Die Metallbearbeitungsmaschine für stabförmige Werkstücke, die im folgenden
am Beispiel einer Rohrbiegemaschine für Rohre beschrieben wird, erlaubt
erfindungsgemäß eine vollständige Automatisierung der Rohrzuführung, insbe
sondere aus einem Sammelmagazin. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Trep
penelemente lassen sich die mehrlagig im Sammelmagazin angeordneten Rohre
separieren und unter Vermeidung einer raumbedürftigen Zuführebene über
einen kurzen Transportweg unmittelbar in die Übergabeposition bewegen. Dabei
erlaubt die jeweils gewünschte Ausgestaltung der Zahnmulden der Treppenele
mente einen weiten Einsatzbereich für verschiedene Rohrdurchmesser oder
Werkstückformen und für besondere Einsatzzwecke, sogar die Auswahl der Zahl
der zu separierenden Werkstücke.
Bei einer besonderen Ausführungsform sind die einzelnen Zahnmulden der
Treppenelemente so ausgestaltet, daß eine besonders weite Spanne von
Werkstückdurchmessern mit ein und derselben Vorrichtung separiert werden
kann. Hierzu weist die einzelne Zahnmulde, beispielsweise des beweglichen
Treppenelements in dem aus den beiden einander in der Mulde angrenzenden
Muldenflächen gebildeten Winkel, eine im wesentlichen im Querschnitt krei
ssegmentförmige Wulst auf, so daß Rohre mit besonders kleinem Durchmesser
in dem zwischen der Wulst und der unteren Muldenfläche gebildeten Winkel zum
Liegen kommen, und dabei auf der unteren Muldenfläche aufliegen und an der
Wulstfläche anliegen, während Rohre mit größerem Durchmesser aufgrund ihres
Durchmessers an der oberen Muldenfläche und nicht an der Wulst anliegen.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsmaschine eine
Zuführvorrichtung auf, die im Eingangsbereich der Treppenelemente eine
zwischen dem Sammelmagazin und dem Zahnmuldenschieber angeordnete für
mehrere Werkstücke geeignete Aufnahme besitzt. Eine solche Aufnahme erlaubt
den Austausch des Sammelmagazins, ohne die kontinuierliche Werkstückzufüh
rung zu unterbrechen, da sich während des Austauschvorgangs noch eine
ausreichende Anzahl von Werkstücken in der Aufnahme befindet. Darüber
hinaus erfüllt auch der Zahnmuldenschieber eine solche Pufferfunktion, da
selbst, wenn sämtliche Werkstücke aus der Aufnahme in die Zuführvorrichtung
übernommen wurden, eine weitere Versorgung der Übergabeposition für einen
gewissen Zeitraum gewährleistet ist und notfalls von unten her frei werdende
Positionen der Zuführvorrichtung manuell aufgefüllt werden können, wenn sich
beispielsweise der Austauschvorgang des Sammelmagazins unbeabsichtigt
verzögert.
Vorzugsweise ist das Magazin verstellbar an der Aufnahme angeordnet, um
Profile oder Rohre unterschiedlicher Abmessungen verwenden zu können. Die
Kombination eines feststehenden mit einem beweglichen Treppenelement
erlaubt bei entsprechender Ausgestaltung der Zahnmulden die Verwendung von
Werkstücken unterschiedlichster geometrischer Ausprägung, wie beispielsweise
Profile, Vollmaterialien, Vierkant-, Mehrkant-, Rund-, Oval-, offene oder ge
schlossene Profile sowie Kombinationen der genannten Werkstückformen, oder,
wie vorhergehend beispielhaft beschrieben, Rohre. Die Zahnmulden sind
bevorzugt aus materialschonendem Werkstoff, wie beispielsweise Gummi oder
Kunststoff ausgebildet, um hochwertige Werkstoffoberflächen, wie bei polierten
Rohren, schonend zu transportieren.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Zuführvorrichtung
endseitig mit einer Einrichtung zur Kontrolle der Eignung der Werkstücke für die
gewünschte Weiterverarbeitung versehen sein, welche zwischen der Zuführvor
richtung und der die Rohre aus der Übergabeposition in die Biegeachse bzw.
Bearbeitungsposition bewegenden Transportvorrichtung, wie beispielsweise
einem Greiferarm, angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung eignet sich für eine solche Kontrolle
besonders, da sie es erlaubt, einzelne Rohre in genau definierter Position zur
Verfügung zu stellen. Hierzu kann die Zuführvorrichtung eine Positionierungsein
richtung, wie zum Beispiel eine Justiereinheit, aufweisen, die die Lage des
Werkstücks ermittelt und diese über einen Schieber in eine exakt definierte
Solllage bewegt. Mit Hilfe der Einheit zur Überprüfung des Werkstückzustandes
oder der Lage lassen sich beispielsweise die geometrischen Eigenschaften wie
Länge, Durchmesser, Querschnitt, Ovalität, allgemeine Maßhaltigkeit, Sauberkeit
oder Oberflächeneigenschaften, wie Rauhigkeit oder Reflektionsvermögen sowie
Werkstoffeigenschaften, wie Härte, Leitfähigkeit oder andere physika
lisch/chemische Eigenschaften ermitteln. Die Kontrolleinheit kann mit Sollpara
metern gespeist sein und das einzelne Werkstück bei Überschreiten einer
bestimmten Toleranzgrenze als geeignet oder ungeeignet für die Weiterverar
beitung qualifizieren. Hierauf können akustische, optische oder elektrische
Signale erzeugt werden, die entweder zu einer Freigabe für die Weiterverarbei
tung des Werkstücks oder zu einer gezielten Nachbearbeitung oder Lageverän
derung des Werkstückes führen. So kann beispielsweise ein ungeeignetes
Werkstück aufgrund eines akustischen Signals manuell entfernt werden oder
durch ein elektrisches Signal einen besonderen Greifer aktivieren, der das
ungeeignete Werkstück aus der Übergabeposition entfernt.
Das Werkstück kann in der Übergabeposition in seiner Längsachse oder bezüg
lich der Lage der Schweißnaht, was insbesondere bei zu biegenden geschweiß
ten Rohren von Bedeutung ist, verändert und für die Weiterverarbeitung vorbe
reitet werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Positionierungseinrich
tung ist dabei nicht auf einen Schieber beschränkt, sondern kann darüber hinaus
Elemente zur Änderung der Höhenlage und Winkellage des Werkstücks aufwei
sen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Rohrbearbeitungsmaschine mit Zuführvorrich
tung;
Fig. 2 eine Justiervorrichtung der Zuführvorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 die geometrische Ausgestaltung der Zahnmulden und
Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Separierungs-
und Transportablaufs.
Eine Rohrbiegemaschine 1, die vorteilhafterweise beschickt wird, ist bezüglich
ihrer Biegeachse B parallel zu der Achse P einer Übergabeposition 10 der
Zuführvorrichtung 12 angeordnet. Die Zuführvorrichtung weist ein Sammelmaga
zin 20 mit einer Vielzahl von in mehreren Ebenen gelagerten Rohren 25 auf.
Zwischen der Übergabeposition 10 und dem Sammelmagazin 20 befinden sich
zwei relativ zueinander bewegliche Treppenelemente 30 mit Zahnmulden 35.
Das Rohrmagazin ist in Richtung der Treppenelemente geneigt, so daß sich die
im Magazin befindlichen Rohre 25 aufgrund ihrer Schwerkraft in Richtung der
Treppenelemente 30 bewegen. Zwischen dem Rohrmagazin 20 und den
Treppenelementen 30 ist eine Aufnahme 29 angeordnet, in der sich mehrere
Rohre aus dem Rohrmagazin 20 zur Übergabe an die Zahnmulden 35 der
Treppenelemente 30 befinden. Im Bereich der Übergabeposition 10 ist eine
Meßeinrichtung 4 (optisch, mechanisch) zur Erfassung der Werkstückqualität
angeordnet. Je nach Werkstückqualität gibt die Meßeinrichtung 4 Signale aus,
die eine Nachbearbeitung auslösen (Signal 5) oder eine Entfernung des Werk
stückes veranlassen (Signal 6). In der Übergabeposition 10 ist ferner eine
Meßvorrichtung 18 (z. B. induktiv oder optisch - für die Positionserfassung wie
Lage der Schweißnaht, axiale Ausrichtung) mit einer Positioniervorrichtung
angeordnet.
Aus der Übergabeposition 10 können die einzelnen Rohre mit Hilfe eines
Greifers 40 entnommen und in die Biegeachse B bewegt werden.
Die Achse P der Übergabeposition 10 ist vorzugsweise so angeordnet, daß das
einzelne Rohr mit Hilfe des Greifers 40 ohne Veränderung der Höhenlage des
Rohres, um in die Biegeachse B der Rohrbiegemaschine 1 zu gelangen, ledig
lich parallel verschoben werden muß und die Rohrbiegemaschine 1 von vorne
beschickt werden kann. Zur optimalen Ausrichtung der Übergabeposition ist die
Zuführvorrichtung gemäß R1, R2 beweglich ausgebildet. Ferner kann die
Höhenlage der Übergabeposition zur Justierung auf die Ebene der Biegeachse
eingestellt werden.
Fig. 4 zeigt einen vollständigen Zyklus der Beförderung der Rohre 25 über die
Treppenelemente 30, 31 in die Übergabeposition 10. In der Abfolge A bis D ist
das zwischen der Übergabeposition und dem Rohrmagazin fixierte Treppenele
ment 31 und das bewegliche Treppenelement 30 erkennbar. In jedem Zyklus
wird das Rohr 25 um eine Zahnmulde 35 treppenaufwärts bewegt. In der Zahn
mulde 35 des beweglichen Treppenelements 30 ist eine Wulst 38 ausgebildet,
die eine optimale Lagerung verschiedener Rohrdurchmesser der Rohre 25
gewährleistet.
Claims (13)
1. Metallbearbeitungsmaschine mit einer Zuführvorrichtung für stabförmige
Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (12) min
destens zwei Treppenelemente (30, 31) aufweist, die in Bezug aufeinander
zur Beförderung der Werkstücke (29) zyklisch verschiebbar oder rotierbar
gelagert sind.
2. Metallbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Treppenelemente (30, 31) Zahnmulden (35) aufweisen.
3. Metallbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnmulden (35) jeweils zwei in einem Winkel zueinander angeord
nete Flächen und eine in dem Winkel ausgebildete Wulst (38) aufweisen.
4. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (12) ein Magazin (20)
und eine Aufnahme (29) aufweist, wobei die Aufnahme (29) zwischen dem
Magazin (20) und den Treppenelementen (30, 31) angeordnet ist.
5. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (12) eine Übergabe
(10) aufweist, die zwischen den Treppenelementen (30, 31) und der Metall
bearbeitungseinheit (1) angeordnet ist.
6. Metallbearbeitungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übergabe bezüglich ihrer Achse (P) parallel und in gleicher Höhe zur
Achse (B) der Metallbearbeitungseinheit (1) angeordnet ist.
7. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Übergabe (10) und/oder im
Bereich der Aufnahme (29) eine Meß- und Kontrollvorrichtung (18) zur Messung
und/oder Veränderung der geometrischen Position und/oder des
Zustandes des Werkstücks vorgesehen ist.
8. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (20) verstellbar an der
Aufnahme (29) angeordnet ist.
9. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine in allen Ebenen verstellbare Lagerung der
Zuführvorrichtung (12).
10. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Treppenelemente (30, 31) aus Gummi
oder Kunststoff ausgebildet sind.
11. Metallbearbeitungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Treppenelemente magnetische Eigenschaften durch Verwendung
eines Magnetpulvers oder eine magnetische Unterlage aufweisen.
12. Verfahren zur Separation und zum Transport metallischer Werkstücke mit
einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die metallischen Werkstücke stufig von einem niedri
geren zu einem höheren Punkt bewegt werden.
13. Zuführvorrichtung zur Separation und zum Transport stabförmiger metalli
scher Werkstücke mit
- - mindestens zwei in Bezug auf einander verschiebbaren oder rotierbaren Treppenelementen (30, 31),
- - einem Magazin (20) und
- - in dem Magazin (20) angeordneten metallischen Werkstücken (25).
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