DE10055113A1 - Cutting tool comprises cutting punch guide using piezoelectric actuators formed by quartz stack - Google Patents

Abstract

The cutting tool includes a cutting plate and cutting punch guided plunging in its cutting opening which is fixed on plunger guided in machine column. The cutting tool is designed so that the cutting punch guide (13) uses piezoelectric actuators (14). The actuators are formed by quartz stack (15,15'; 16,16'). These are so arranged, that by applying a voltage at the quartz stacks, these experience a contraction or an expansion, which is approximately vertical to the feed axis of the cutting punch (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es z. B. aus der DE 93 16 703 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a cutting tool according to the preamble of claim 1, as z. B. is known from DE 93 16 703.

Beim Schneiden eines Werkstücks auf einer Presse wird das Werkstück zwischen zwei Schnei­ den, die sich aneinander vorbeibewegen, zerteilt; eine dieser Schneiden befindet sich dabei auf einem Schneidstempel und die andere auf einer Schneidplatte, deren Schneidkontur formnega­ tiv zu derjenigen des Schneidstempels verläuft. Die Schnittflächengüte der Werkstücke und die Standzeit der Schneidwerkzeuge wird - neben anderen Einflußfaktoren - wesentlich von der Größe des Schneidspalts bestimmt, welcher dem kleinsten Abstand zwischen Schneidstempel und Schneidplatte entspricht, der sich während des Schneidvorgangs ergibt. Bei offener Schnittlinie beträgt der Schneidspalt beim Schneiden metallischer Bleche etwa 3% bis 5% der Blechdicke.When cutting a workpiece on a press, the workpiece is between two cuts those who move past each other cut up; one of these cutting edges is on one cutting punch and the other on a cutting plate, the cutting contour of which is formnega tiv runs to that of the cutting punch. The cut surface quality of the workpieces and the The service life of the cutting tools - in addition to other influencing factors - is significantly influenced by the Size of the cutting gap determines which is the smallest distance between the cutting punch and corresponds to the cutting plate which results during the cutting process. With open Cutting line, the cutting gap when cutting metal sheets is about 3% to 5% of Sheet thickness.

Um beim maschinellen Schneiden von Werkstücken in einer Presse eine hohe Konstanz des Schneidspaltes und somit lange Standzeiten der Werkzeuge und gute Schneidergebnisse si­ cherzustellen, müssen seitliche Verkippungen des den Schneidstempel tragenden Stößels so gering wie möglich gehalten werden. Zur Vermeidung solcher Verkippungen wird in der DE 29 48 87 vorgeschlagen, die Antriebskurbeln der den Stößel treibenden Exzenter- oder Kur­ belpresse gegenläufig zu drehen, um die auf den Stößel wirkenden Querkräfte gegenseitig zu kompensieren. Dabei kann jedoch nicht verhindert werden, daß der Stößel, z. B. bei einer ex­ zentrischen Verfahrenskraft, eine Querkraft erfährt, kippt und diese Kippung während der Um­ drehung der Antriebskurbeln weiter beibehält. Um eine solche Kippung zu verhindern, die an der Schneidstelle zu einer ungewünschten Verkleinerung bzw. Vergrößerung des Schneidspaltes führen könnte, werden Schneidstempel und Schneidplatte mittels Säulen- oder Plattenführun­ gen gegeneinander ausgerichtet. Solche Führungen sind z. B. in der DE 197 02 882 und der DE 25 56 466 beschrieben und bestehen aus massiv ausgeführten mechanischen Elementen wie Führungssäulen und Führungsplatten, welche hochgenau zueinander ausgerichtet werden. Im Falle einer unbeabsichtigten Verkippung des Schneidstempels, z. B. als Folge eines Werkzeug­ wechsels, einer Stempelkollision etc. sind dabei allerdings aufwendige und kostenintensive Re­ paraturen und Neuausrichtungen des Werkzeugs notwendig; insbesondere kann eine solche rein mechanische Halterung und Ausrichtung des Schneidstempels keine schnelle Korrektur der Vorschubrichtung des Schneidstempels ermöglichen.To ensure a high degree of constancy when machining workpieces in a press Cutting gap and thus long tool life and good cutting results si to ensure, lateral tilting of the plunger carrying the cutting punch be kept as low as possible. To avoid such tilting is in the DE 29 48 87 proposed the drive cranks of the tappet driving eccentric or cure Belpresse to rotate in opposite directions to each other to the transverse forces acting on the ram compensate. However, it can not be prevented that the plunger, for. B. at an ex centric process force, a transverse force experiences, tilts and this tipping during the order rotation of the drive cranks continues. To prevent such a tipping, the on the cutting point to an undesired reduction or enlargement of the cutting gap could lead, cutting punch and cutting plate by means of column or plate guide aligned against each other. Such guides are e.g. B. in DE 197 02 882 and DE 25 56 466 described and consist of solid mechanical elements such as Guide columns and guide plates, which are precisely aligned with each other. in the In the event of an unintentional tilting of the cutting punch, e.g. B. as a result of a tool changes, a stamp collision etc. are, however, complex and costly re  repair and realignment of the tool necessary; in particular, such purely mechanical mounting and alignment of the cutting punch no quick correction of the Allow feed direction of the cutting punch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schneidwerkzeug mit einer Vorrichtung zu versehen, welche eine schnelle und einfache Korrektur von Abweichungen in der Führung des Schneidstempels gewährleistet und mit Hilfe derer somit eine kostengünstige Korrektur von Schneidspaltabweichungen möglich ist.The object of the invention is therefore to provide a cutting tool with a device provided a quick and easy correction of deviations in the management of the Cutting stamp guaranteed and with the help of which a cost-effective correction of Cutting gap deviations are possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the features of claim 1.

Danach wird das Schneidwerkzeug mit piezoelektrischen Aktuatoren versehen, die zwischen dem Schneidstempel und dem Maschinenständer angeordnet sind. Wird an einen dieser Aktua­ toren eine elektrische Spannung angelegt, so verändert sich Dicke dieses Aktuators annähernd proportional zum angelegten Spannungswert. Dabei übt der Aktuator eine seitliche Kraft auf den Schneidstempel bzw. seine Lagerung aus, die zu einer Kippung des Schneidstempels ge­ genüber dem Maschinenständer führt.Then the cutting tool is provided with piezoelectric actuators, which between the cutting punch and the machine stand are arranged. To one of these Aktua If an electrical voltage is applied, the thickness of this actuator changes approximately proportional to the applied voltage value. The actuator exerts a lateral force the cutting punch or its storage, which leads to a tilting of the cutting punch leads to the machine stand.

Da die Dicke der piezoelektrischen Aktuatoren über eine elektrische Spannung geregelt wird, ermöglicht das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug eine sehr schnelle Nachregelung der Win­ kelstellung des Schneidstempels im Maschinenständer und somit eine sehr schnelle Einstellung des Schneidspalts zwischen Schneidstempel und (maschinenfester) Schneidplatte. Somit kann die Schneidrichtung des Stempels nach einem Werkzeugwechsel, einer Werkzeugkollision oder einer anderweitig bedingten Veränderung der Vorschubachse des Schneidstempels schnell und ohne großen Aufwand korrigiert werden. Als Aktuatoren werden vorzugsweise Stapelquarze verwendet, die einerseits kostengünstig sind, andererseits eine relativ hohe Auslenkungsampli­ tude ermöglichen: Wird als Aktuator ein Stapelquarz von etwa 25 mm Höhe verwendet, so läßt sich dabei eine gezielte Kontraktion bzw. Expansion des Aktuators um etwa ± 50 µm erreichen.Since the thickness of the piezoelectric actuators is regulated by an electrical voltage, The cutting tool according to the invention enables the win to be readjusted very quickly setting of the cutting punch in the machine stand and thus a very quick adjustment the cutting gap between the punch and the (machine-fixed) insert. So can the cutting direction of the punch after a tool change, a tool collision or any other change in the feed axis of the cutting punch quickly and can be corrected with little effort. Stacked quartz crystals are preferably used as actuators used, which on the one hand are inexpensive, on the other hand a relatively high deflection ampli Enable tude: If a stacked quartz of about 25 mm in height is used as the actuator, let a targeted contraction or expansion of the actuator by about ± 50 µm is achieved.

Es empfiehlt sich, den Stapelquarz zwischen Schneidstempel und Maschinenständer so auszu­ richten, daß die Kontraktions- bzw. Expansionsrichtung des Stapelquarzes näherungsweise senkrecht zur Vorschubachse des Schneidstempels liegt (siehe Anspruch 2). in diesem Fall ist die vom Stapelquarz auf den Schneidstempel ausgeübte Kraft näherungsweise senkrecht zur Vorschubachse und beeinflußt somit nur die Kippung, nicht aber den Hub des Schneidstempels. Weiterhin läßt sich in dieser Anordnung des Stapelquarzes bei vorgegebener Spannung eine maximale Auslenkung der Schneidstempelachse erreichen. It is advisable to remove the stacked quartz between the cutting punch and the machine stand in this way aim that the contraction or expansion direction of the stacked quartz approximately is perpendicular to the feed axis of the cutting punch (see claim 2). in this case the force exerted by the stacked quartz on the cutting punch approximately perpendicular to Feed axis and thus only affects the tilt, but not the stroke of the cutting punch. Furthermore, one can in this arrangement of the stacked quartz at a given voltage achieve maximum deflection of the cutting punch axis.  

Weiterhin ist es günstig, die Stapelquarze auf dem Maschinenständer zu befestigen und zwi­ schen Maschinenständer und dem den Schneidstempel führenden Stößel anzuordnen (siehe Anspruch 3). Somit sind die Stapelquarze stationär angeordnet, was die Spannungsversorgung vereinfacht; außerdem erfolgt die Führung des Stößels im Maschinenständer im Regelfall in ei­ ner breiten, ebenen Führungsfläche, so daß ebene, serienmäßig erhältliche und somit kosten­ günstige Stapelquarze verwendet werden können.Furthermore, it is convenient to attach the stacked quartz on the machine stand and between machine stand and the ram guiding the cutting punch (see Claim 3). Thus, the stacked quartz crystals are arranged stationary, which means the power supply simplified; in addition, the ram is usually guided in the machine stand in an egg ner wide, flat guide surface, so that flat, available as standard and thus cost cheap stacked quartz crystals can be used.

Die schnelle Änderung der Schneidstempelachse mittels der piezoelektrischen Aktuatoren er­ möglicht eine On-Line-Regelung der Schneidstempelachse während des Betriebs des Schneid­ werkzeugs. Hierzu wird im Schneidwerkzeug ein Sensor vorgesehen, der z. B. im Bereich der Schneidplatte angeordnet ist und beim Eintauchen des Schneidstempels in die Schneidplatte den aktuellen Wert des Schneidspalts mißt. Die Differenz dieses Meßwerts mit einem Sollwert dient als Eingangswert zur Regelung der an die piezoelektrischen Aktuatoren angelegten Span­ nung (siehe Anspruch 4).The rapid change of the cutting punch axis by means of the piezoelectric actuators enables on-line control of the cutting punch axis during cutting operation tool. For this purpose, a sensor is provided in the cutting tool, the z. B. in the field of Cutting plate is arranged and when the cutting punch is immersed in the cutting plate measures the current value of the cutting gap. The difference of this measured value with a target value serves as an input value for regulating the span applied to the piezoelectric actuators tion (see claim 4).

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spieles näher erläutert; dabei zeigen:In the following the invention with reference to an embodiment shown in the drawing game explained in more detail; show:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Schneidwerkzeugs mit piezoelektrischer Stößelführung; Figure 1 is a schematic view of a cutting tool with piezoelectric plunger guide.

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Detailansicht des Schneidstempels und der Schneidplat­ te aus Fig. 1. FIG. 2 is an enlarged schematic detailed view of the cutting punch and the cutting plate from FIG. 1.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schneidwerkzeugs 1, mit Hilfe dessen ein plattenförmiges Werkstück 2, in diesem Fall ein Tiefziehteil aus Blech, beschnitten wird. Das Schneidwerkzeug 1 umfaßt eine Grundplatte 3 und einen Maschinenständer 4, in dem ein hub­ beweglich antreibbarer Stößel 5 mit einem Schneidstempel 6 geführt ist. Die Außenkontur der Schneidkante 7 des Schneidstempels 6 entspricht der auf dem Werkstück 2 zu erzeugenden Schnittlinie, die je nach Anwendungsfall offen sein kann (z. B. bei der in Fig. 1 gezeigten Be­ schneidung der Ränder 8 des Werkstücks 2 mit Hilfe der Schneidstempel 6') oder auch ge­ schlossen sein kann (wie z. B. bei dem in Fig. 1 dargestellten Lochen des Werkstücks 2 mit Hilfe des Schneidstempels 6"). Das Werkstück 2 liegt auf einer mit der Grundplatte 3 fest ver­ bundenen Schneidplatte 9 auf. Die Schneidplatte 9 weist Aussparungen 10 auf, die der Schneidkante 7 des Schneidstempels 6 angepaßt ist, so daß der Schneidstempel 6 beim Ab­ senken des Stößels 5 in die Schneidplatte 9 eintauchen kann. Ein Niederhalter 11 dient zur Fi­ xierung des Werkstücks 2 gegenüber der Schneidplatte 9 während des Schneidprozesses. Fig. 1 is a schematic illustration showing a cutting tool 1, by means of which a plate-shaped workpiece 2, in this case a deep-drawn part made of sheet metal is cut. The cutting tool 1 comprises a base plate 3 and a machine stand 4 , in which a plunger 5 which can be driven in a stroke is guided with a cutting punch 6 . The outer contour of the cutting edge 7 of the cutting punch 6 corresponds to the cutting line to be produced on the workpiece 2 , which may be open depending on the application (e.g. in the case of the cutting of the edges 8 of the workpiece 2 shown in FIG. 1 using the cutting punch 6 1) or can also be closed (such as in the punching of the workpiece 2 shown in FIG. 1 with the aid of the cutting punch 6 "). The workpiece 2 rests on a cutting plate 9 firmly connected to the base plate 3 . The cutting plate 9 has cutouts 10 which are adapted to the cutting edge 7 of the cutting punch 6 , so that the cutting punch 6 can dip into the cutting plate 9 when the plunger 5 is lowered. A hold-down 11 serves to fix the workpiece 2 relative to the cutting plate 9 during the cutting process.

Der Schneidstempels 6 ist bezüglich seiner Form und Lage relativ zur Schneidplatte 9 so abge­ stimmt, daß - wie in Fig. 2 in einer schematischen Detailansicht dargestellt - zwischen Schneidstempel 6 und Schneidplatte 9 ein Schneidspalt 12 gebildet ist. Dieser Schneidspalt 12 muß in einem eng begrenzten Toleranzband liegen, um eine hohe Schnittgüte auf dem Werk­ stück 2 sicherzustellen. Typischerweise liegt der Schneidspalt 12 bei einigen Prozent der Dicke des Werkstücks 2. Wird der Schneidstempel 6 einer starken, ungleichförmigen Belastung aus­ gesetzt, z. B. durch eine ungleichmäßige Dicke des Werkstücks 2, durch Vibrationen während des Schneidprozesses etc., so kann dies eine Verkippung des Schneidstempels 6 zur Folge ha­ ben. Da der Schneidstempel 6 fest auf dem Stößel 5 montiert ist, geht dies einher mit einer Verkippung des gesamten absenkbaren Teils des Schneidwerkzeugs 1. In einem solchen Fall entspricht der Schneidspalt 12 nicht mehr dem gewünschten Wert, sondern ist - je nach Ver­ kippungsrichtung - entweder größer oder kleiner als gewünscht. Ein verkippter Schneidstempel 6 ist in Fig. 2 gestrichelt dargestellt: durch die Verkippung des Schneidstempels 6 ist in die­ sem Fall ist der Schneidspalt 12' schmaler als gewünscht, was zu einem ungleichmäßigen Schneidergebnis auf dem Werkstück 2 und zu einem höheren Verschleiß von Schneidplatte 9 und Schneidstempel 6 führt. Weil die Führung 13 des Stößels 5 (und somit auch des Schneid­ stempels 6) im Schneidwerkzeug 1 weit entfernt von der Schneidkante 7 des Schneidstempels 6 ist, führen kleinste Verkippungen des Schneidstempels 6 bzw. des Stößels 5 zu merklichen Vergrößerungen bzw. Verkleinerungen des Schneidspalts 12, die in der Größenordnung mehre­ rer Zehntel Millimeter liegen können.The cutting punch 6 is in terms of its shape and position relative to the cutting plate 9 so that - as shown in FIG. 2 in a schematic detailed view - a cutting gap 12 is formed between the cutting punch 6 and the cutting plate 9 . This cutting gap 12 must be within a narrowly defined tolerance band in order to ensure a high cutting quality on the workpiece 2 . The cutting gap 12 is typically a few percent of the thickness of the workpiece 2 . Is the cutting punch 6 a strong, non-uniform load from z. B. by an uneven thickness of the workpiece 2 , by vibrations during the cutting process, etc., this can result in a tilting of the cutting die 6 ha. Since the cutting punch 6 is fixedly mounted on the ram 5 , this is accompanied by a tilting of the entire lowerable part of the cutting tool 1 . In such a case, the cutting gap 12 no longer corresponds to the desired value, but is - depending on the direction of tilt - either larger or smaller than desired. A tilted cutting punch 6 is shown in dashed lines in FIG. 2: due to the tilting of the cutting punch 6 , the cutting gap 12 'is narrower than desired in this case, which leads to an uneven cutting result on the workpiece 2 and to increased wear of the cutting plate 9 and Cutting punch 6 leads. Because the guide 13 is of the push rod 5 (and thus of the cutting punch 6) in the cutting tool 1 away from the cutting edge 7 of the cutting die 6, least tilting result of the punch 6 and the plunger 5 to significant enlargements or reductions of the cutting gap 12 that can be of the order of several tenths of a millimeter.

Um einer solchen Verkippung des Schneidstempels 6 entgegenzuwirken, sind erfindungsgemäß im Bereich der Stößelführungen 13 piezoelektrische Aktuatoren 14 in Form von Stapelquarzen 15, 15', 16, 16' vorgesehen, mit Hilfe derer die Vorschubrichtung des Stößels 5 (und somit auch des Schneidstempels 6) hochgenau korrigiert werden kann. Wird an einen solchen Stapel­ quarz 15, 15', 16, 16' eine externe Spannung angelegt, so erfährt dieser Stapelquarz 15, 15', 16, 16' - in Abhängigkeit des Vorzeichens der Spannung - eine Expansion bzw. Kontraktion entlang seiner Achse. Die Stapelquarze 15, 15', 16, 16' sind auf eine solche Weise zwischen Maschinenständer 4 und Stößel 5 angeordnet, daß ihre Achse näherungsweise senkrecht zur Stößelführung 13 und somit näherungsweise senkrecht zur Vorschubrichtung des Schneid­ stempels 6 verläuft.In order to counteract such a tilting of the cutting punch 6 , according to the invention 13 piezoelectric actuators 14 in the form of stacking crystals 15 , 15 ', 16 , 16 ' are provided in the area of the ram guides, with the aid of which the direction of advance of the ram 5 (and thus also the cutting punch 6 ) can be corrected with high precision. Is applied to such a stack quartz 15, 15 ', 16, 16', an external voltage, undergoes this stack quartz 15, 15 ', 16, 16' - in dependence of the sign of the voltage - an expansion or contraction along its axis. The stacked quartzes 15 , 15 ', 16 , 16 ' are arranged in such a way between the machine stand 4 and the plunger 5 that their axis is approximately perpendicular to the plunger guide 13 and thus approximately perpendicular to the feed direction of the cutting die 6 .

Die Dicke der Stapelquarze 15, 15', 16, 16' beträgt typischerweise 25 mm; durch Anlegen einer Spannung kann diese Dicke in einem Bereich von etwa ± 50 µm verändert werden. Wird an ei­ nen Stapelquarz 15, 15', 16, 16' eine Spannung angelegt, so führt dies aufgrund der Ausrich­ tung und der Lage des Stapelquarzes 15, 15', 16, 16' zu einer Verkippung der Stößelführung 13 und somit zu einer Änderung der Vorschubachse des Schneidstempels 6. Aufgrund der ver­ gleichsweise großen Entfernung zwischen der Stößelführung 13 und der Schneidplatte 9 kann durch gezieltes Anlegen von Spannungen an ausgewählte Stapelquarze 15, 15', 16, 16' daher eine Verschiebung der Schneidkante 7 des Schneidstempels 6 von mehreren Zehntel- Millimetern erreicht werden, was für eine Kompensation typischer Verkippungen des Schneid­ stempels 6 ausreichend ist. Sollten die durch die Dickenänderungen der Stapelquarze 15, 15', 16, 16' erreichbaren Korrekturkippungen nicht ausreichen, so können diese Korrekturkip­ pungen konstruktiv durch eine entsprechende Übersetzung realisiert werden.The thickness of the stacked quartzes 15 , 15 ', 16 , 16 ' is typically 25 mm; this thickness can be changed in a range of approximately ± 50 μm by applying a voltage. If a voltage is applied to a stacking quartz 15 , 15 ', 16 , 16 ', this leads to a tilting of the tappet guide 13 and thus to a change due to the alignment and the position of the stacking quartz 15 , 15 ', 16 , 16 ' the feed axis of the cutting punch 6 . Due to the comparatively large distance between the ram guide 13 and the cutting plate 9 , a shifting of the cutting edge 7 of the cutting punch 6 of several tenths of a millimeter can be achieved by targeted application of voltages to selected stacking quartzes 15 , 15 ', 16 , 16 ' for compensation of typical tilting of the cutting die 6 is sufficient. If the correction tilts achievable by the changes in thickness of the stacked quartzes 15 , 15 ', 16 , 16 ' are not sufficient, these correction tilts can be implemented constructively by means of a corresponding translation.

Um bei Verkippungen des Schneidstempels 6 eine schnelle und exakte Korrektur der Vor­ schubrichtung des Schneidstempels 6 erreichen zu können, ist ein Abstandssensor 17 vorgese­ hen, der fest mit der Grundplatte 3 des Schneidwerkzeugs 1 verbunden ist und mit Hilfe dessen der Abstand zwischen der fest auf der Grundplatte 3 montierten Schneidplatte 9 und dem be­ weglichen Schneidstempel 6 gemessen wird. Im vorliegenden Beispiel wird ein Induktionssensor 18 verwendet, der auf der Grundplatte 3 montiert ist. Alternativ kann z. B. auch ein optischer oder ein kapazitativer Abstandssensor 17 verwendet werden.In order for tilting the cutting punch 6 is a quick and exact correction of the Prior to insertion direction of the punch 6 to be able to reach a distance sensor 17 vorgese hen, which is fixedly connected with the base plate 3 of the cutting tool 1 and with the aid of which the distance between the fixed on the Base plate 3 mounted insert 9 and the movable die 6 be measured. In the present example, an induction sensor 18 is used, which is mounted on the base plate 3 . Alternatively, e.g. B. an optical or a capacitive distance sensor 17 can be used.

Der Abstandssensor 17 ist Teil eines Regelkreises 19, in dem die Meßgröße des Abstands 20 zwischen Sensor 17 und Schneidstempel 6 zur Regelung der an die Stapelquarze 15, 15', 16, 16' angelegten Spannung verwendet wird: Weicht der mit Hilfe des Abstandssensors 17 ermit­ telte Abstand 20 zwischen Sensor 17 und Schneidstempel 6 vom Sollwert ab, so wird an eini­ gen Stapelquarzen 15, 16' die Spannung erhöht, während an anderen Stapelquarzen 15', 16 die Spannung erniedrigt wird, so daß das Zusammenspiel dieser Stapelquarze 15, 15', 16, 16' zu einer Korrekturkippung des Stößels 5 und somit des Schneidstempels 6 führt, welche der ur­ sprünglichen Verkippung entgegenwirkt. Zur Durchführung dieser Regelung wird eine Regelein­ heit 21 verwendet, welche Teil des Regelkreises 19 ist.The distance sensor 17 is part of a control circuit 19 in which the measured variable of the distance 20 between the sensor 17 and the cutting punch 6 is used to regulate the voltage applied to the stacked quartzes 15 , 15 ', 16 , 16 ': softens it with the aid of the distance sensor 17 Distance 20 between sensor 17 and punch 6 from the setpoint, the voltage is increased at some stacking crystals 15 , 16 ', while at other stacking crystals 15 ', 16 the voltage is reduced, so that the interaction of these stacking crystals 15 , 15 ' , 16 , 16 'leads to a corrective tilting of the plunger 5 and thus of the cutting punch 6 , which counteracts the original tilting. A control unit 21 , which is part of the control circuit 19, is used to carry out this control.

Im Falle des in Fig. 2 dargestellten Beispiels hat die (gestrichelt eingezeichnete) Verkippung des Schneidstempels 6 zur Folge, daß der Ist-Abstand 20' zwischen Sensor 16 und Schneid­ stempel 6 größer ist als der Sollabstand 20. Um dieser Verkippung entgegenzuwirken, wird durch eine gezielte Erhöhung bzw. Erniedrigung der an die Stapelquarze 15, 15', 16, 16' ange­ legten Spannungen eine Expansion der Stapelquarze 15 und 16' und gleichzeitig eine Kontrak­ tion der Stapelquarze 15' und 16 bewirkt; das führt zu einer Richtungsänderung der Stößelfüh­ rung 13 und somit zu einer Korrektur der Vorschubrichtung des Schneidstempels 6. Die Expan­ sion bzw. Kontraktion ausgewählter Stapelquarze 15, 15', 16, 16' wird iterativ optimiert, bis der Ist-Abstand 20' zwischen Sensor 17 und Schneidstempel 6 dem Sollabstand 20 entspricht. In the case of the example shown in FIG. 2, the (broken line) tilting of the cutting punch 6 has the consequence that the actual distance 20 'between the sensor 16 and the cutting punch 6 is greater than the desired distance 20 . To counteract this tilting, an expansion of the stacked quartzes 15 and 16 'and at the same time a contraction of the stacked quartzes 15 ' and 16 is brought about by a targeted increase or decrease in the voltages applied to the stacked crystals 15 , 15 ', 16 , 16 '; this leads to a change in direction of the plunger guide 13 and thus to a correction of the feed direction of the cutting punch 6 . The expansion or contraction of selected stacked quartzes 15 , 15 ', 16 , 16 ' is iteratively optimized until the actual distance 20 'between sensor 17 and cutting punch 6 corresponds to the desired distance 20 .

Alternativ zu der beschriebenen Korrektur der Stößelführung 13 kann eine aufgrund einer Ver­ kippung des Schneidstempels 6 auftretende Abweichung des Schneidspalts 12 auch durch eine Verschiebung der Schneidplatte 9 kompensiert werden, wenn diese Verschiebung der Schneidplatte 9 in der gleichen Richtung wie die Kippung erfolgt. Eine solche Verschiebung kann ebenfalls mit Hilfe piezoelektrischer Aktuatoren 14 erreicht werden: Wie in Fig. 1 gestri­ chelt dargestellt, sind in diesem Fall zwischen Grundplatte 3 und Schneidplatte 9 Stapelquarze 22, 23 vorgesehen, deren Achse näherungsweise senkrecht zur Vorschubrichtung des Schneid­ stempels 6 verläuft. Durch Anlegen von positiven bzw. negativen Spannungen an diese Stapel­ quarze 22, 23 kann die Schneidplatte 9 gegenüber der Grundplatte 3 und insbesondere so ge­ genüber dem Schneidstempel 6 verschoben werden, daß die Verkippung des Schneidstempels 6 durch eine angepaßte Verschiebung der Schneidplatte 9 ausgeglichen wird. Um auch größere Verkippungen des Schneidstempels 6 ausgleichen zu können, empfiehlt es sich, an den Stapel­ quarzen 22, 23 entsprechende Übersetzungen vorzusehen, mit Hilfe derer stärkere Verschie­ bungen der Schneidplatte 9 auf der Grundplatte 3 (d. h. Verschiebungen in der Größenordnung einiger Zehntel Millimeter) erreicht werden können.As an alternative to the described correction of the plunger guide 13 , a deviation of the cutting gap 12 which occurs due to a tilting of the cutting punch 6 can also be compensated for by a displacement of the cutting plate 9 if this displacement of the cutting plate 9 takes place in the same direction as the tilting. Such a displacement can also be achieved with the aid of piezoelectric actuators 14 : As shown in dashed lines in Fig. 1, 9 stacking crystals 22 , 23 are provided in this case between base plate 3 and cutting plate 9 , the axis of which is approximately perpendicular to the feed direction of the cutting die 6 . By applying positive and negative voltages at these stacks crystals 22, 23 of the cutting insert 9 can be displaced relative to the base plate 3 and in particular so-genüber the cutting punch 6 that the tilting of the cutting die 6 by a suitable displacement of the cutting plate is compensated. 9 In order to be able to compensate for larger tilting of the cutting punch 6 , it is advisable to provide appropriate translations on the stack of quartzes 22 , 23 with the aid of which stronger displacements of the cutting plate 9 on the base plate 3 (ie displacements of the order of a few tenths of a millimeter) are achieved can be.

Zur Regelung der an die Stapelquarze 22, 23 angelegten Spannungen (und somit zur hochge­ nauen Positionierung der Schneidplatte 9) wird wie im obigen Beispiel ein Regelkreis 21' mit ei­ nem Abstandssensor 17 verwendet, dessen Meßwert ein Maß für die Schneidstempelverkip­ pung ist, welche durch Verschieben der Schneidplatte 9 kompensiert werden soll.To regulate the voltages applied to the stacked quartzes 22 , 23 (and thus for the precise positioning of the cutting plate 9 ), a control circuit 21 'with a distance sensor 17 is used, as in the above example, the measured value of which is a measure of the cutting die tilting, which is caused by Moving the insert 9 is to be compensated.

Die beschriebene Richtungskorrektur der Stößelführung 13 bzw. Lagekorrektur der Schneidplat­ ten 9 mit Hilfe piezoelektrischer Aktuatoren 14 ist in gleichem Maße auch auf Stanzwerkzeuge anwendbar.The described direction correction of the ram guide 13 or position correction of the cutting plate th 9 with the aid of piezoelectric actuators 14 is equally applicable to punching tools.

Claims (4)

1. Schneidwerkzeug mit einer Schneidstempelführung, wobei das Schneidwerkzeug eine Schneidplatte und einen in deren Schneidöffnung eintau­ chend geführten Schneidstempel umfaßt, der auf einem in einem Maschinenständer ge­ führten Stößel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidstempelführung (13) mittels piezoelektrischer Aktuatoren (14) erfolgt.1. Cutting tool with a cutting punch guide, the cutting tool comprising a cutting plate and a cutting punch guided into the cutting opening, which is fastened to a plunger guided in a machine stand, characterized in that the cutting punch guide ( 13 ) by means of piezoelectric actuators ( 14 ) he follows. 2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrischen Aktuatoren (14) durch Stapelquarze (15, 15', 16, 16') gebildet werden, die so angeordnet sind, daß durch Anlegen einer Spannung an die Stapelquarze (15, 15', 16, 16') diese eine Kontraktion bzw. eine Expansion erfahren, die näherungsweise senkrecht zur Vorschubachse des Schneidstempels (6) ist.2. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the piezoelectric actuators ( 14 ) are formed by stacking crystals ( 15 , 15 ', 16 , 16 ') which are arranged such that by applying a voltage to the stacking crystals ( 15 , 15th ', 16 , 16 ') they experience a contraction or an expansion which is approximately perpendicular to the feed axis of the cutting punch ( 6 ). 3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (14) zwischen dem Stößel (5) und dem Maschinenständer (1) angeord­ net sind.3. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the actuators ( 14 ) between the plunger ( 5 ) and the machine stand ( 1 ) are net angeord. 4. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug einen Sensor (17) umfaßt, dessen Meßausgang mit einer Rege­ leinheit (21) verbunden ist, mit Hilfe derer die Kontraktion bzw. Expansion der piezoelektri­ schen Aktuatoren (14) regelbar ist.4. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the cutting tool comprises a sensor ( 17 ) whose measuring output is connected to a control unit ( 21 ) by means of which the contraction or expansion of the piezoelectric actuators ( 14 ) can be regulated.