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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überführen von
Werkstücken.
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Ein
Herstellungsprozess von metallischen Produkten kann einen oder mehrere
Umformprozesse und weitere Nachbearbeitungsprozesse für ein Werkstück umfassen.
Bei einem Umformprozess wird häufig
nicht nur die gewünschte
Produktform erzeugt, sondern das Werkstück kann darüber hinaus auch für den Umformprozess
erforderliche oder aus dem Umformprozess resultierende Bereiche
umfassen, die anschließend
von dem eigentlichen Produkt zu trennen sind. Das Werkstück ist dann
für die
jeweiligen Prozesse von einer Umformmaschine in eine weitere Umformmaschine
oder eine weitere Bearbeitungsmaschine zu überführen. Das der Erfindung zugrundeliegende
Problem soll im folgenden am Beispiel eines Umformprozesses durch
Gesenkschmieden erläutert
werden, ist jedoch nicht auf diesen Prozess beschränkt.
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Beim
Gesenkschmieden wird das Werkstück mit
Hilfe einer Umformmaschine mit genau gearbeiteten Hohlformwerkzeugen
in die gewünschte
Form gebracht. Beim Umformen des Werkstückrohlings in das Hohlformwerkzeug
wird überschüssiges Material aus
der Form nach außen
verdrängt
und es kann sich an dem geschmiedeten Werkstück ein Überstand bzw. umlaufender Grat
ausbilden, der im weiteren Verfahrensverlauf von dem eigentlichen
Produkt getrennt wird. Dem Gesenkschmieden schließt sich
daher meist eine Abgratvorrichtung an, um den umlaufenden Grat zu
entfernen.
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Bei
dem Umformprozess des Schmiedens und Entgraten sind die zu bearbeitenden
Werkstücke von
einer Schmiedevorrichtung an wenigstens eine Abgratvorrichtung zu übergeben.
Zur automatisierten Handhabung der Werkstücke ist die Verwendung von Handhabungsgeräten wie
Manipulatoren und Industrierobotern bekannt, die Greifer zum Ergreifen
und vorübergehenden
Halten der Werkstücke
aufweisen und die Werkstücke
in die Umformmaschine einlegen oder aus dieser entnehmen. Manipulatoren
sind manuell gesteuerte Bewegungseinrichtungen mit in der Regel
konkreten prozessspezifischen Steuerungen oder Programmierungen.
Industrieroboter sind universell einsetzbare Bewegungsautomaten
mit einer hinreichenden Anzahl von Bewegungsfreiheitsgraden und
einer frei programmierbaren Steuerung.
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Beispielweise
ist aus
DE 31 48 652
A1 eine automatische Anlage zum Gesenkschmieden und Entgraten
von Metallteilen bekannt, die eine senkrechte Presse und eine Abgratpresse
umfasst, die durch zwei Roboterpaare bedient werden, wovon das eine
Paar mit waagrechten einzelnen Armen und das andere Paar mit zwei
um 180° entgegengesetzt waagrechten
Armen, jeweils mit Endzangen, versehen ist. Das Roboterpaar mit
den zwei entgegengesetzten Armen ist um 180° drehbeweglich und dazu vorgesehen,
den aus dem Ofen kommenden Metallblock auf den festen Gesenkteil
zu legen bzw. das gehobene Gesenkschmiedestück zu entnehmen und zwischen
die Platten der Abgratmaschine zu legen. Das Bewegen des Werkstücks von
der Gesenkschmiede zur Abgratmaschine erfolgt durch Greifen des
Werkstücks
an dem beim Schmieden entstandenen Umfangsgrat und Bewegen des Roboters
in Richtung der Abgratmaschine bei einer Winkelbewegung des Arms
um 180°.
Das andere Roboterpaar ist dazu vorgesehen das Werkstück bei dem
Schmiedevorgang zu bewegen.
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Diese
Vorrichtung ist konstruktiv sehr aufwändig, da für das Beschicken der Maschinen
und für den
Schmiedevorgang jeweils separate Roboterpaare vorgesehen sind. Zudem
sind die Möglichkeiten
für eine
Anordnung der Maschinen in der Anlage durch die Erreichbarkeit mit
den um 180° schwenkbaren Roboterarmen
beschränkt.
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Die
aus
DE 203 11 306
U1 bekannte Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit
automatischer Handhabung umfasst wenigstens eine Umformmaschine
mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Werkzeugen zum
Umformen eines Werkstücks
in einer vorgegebene oder vorgebbaren Umformlage während wenigstens
eines Umformschrittes, wenigstens zwei Handhabungsgeräte zum Festhalten
des Werkstücks
in der Umformlage während
des Umformschrittes, und somit auch während des Auftreffens des oder
der Werkzeuge auf dem Werkstück.
Neben dem Festhalten des Werkstücks beim
Umformen können
die Handhabungsgeräte auch
weitere Handhabungen vornehmen wie Umsetzen des Werkstücks von
einem Arbeitsbereich einer Umformmaschine zu einem nächsten oder
einer Gravur eines Werkzeugs zu einer nächsten oder von einer Umformlage
zu einer nächsten,
Drehen oder Schwenken des Werkstücks,
insbesondere zur Änderung
einer Umformlage, Aufnehmen des Werkstücks von einer Bereitstellungseinrichtung
oder Transport des Werkstücks
zur Umformmaschine oder von der Umformmaschine weg, insbesondere zu
einer Ablage.
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Mit
der in
DE 203 11 306
U1 beschriebenen Vorrichtung kann also das Festhalten und
das Tranportieren eines Werkstücks
mit nur einem Handhabungsgerät
erfolgen. Schließt
sich an den Umformprozess nun ein weiterer Bearbeitungsprozess wie das
Entgraten des Werkstücks
an, wird in der Praxis das Werkstück von dem für den Umformprozess
zuständigen
Handhabungsgerät
auf einer Ablage, beispielsweise einem Schwenkarm, abgelegt. Der Schwenkarm
bewegt sich dann in eine Übergabeposition
für ein
weiteres Handhabungsgerät
für den
weiteren Bearbeitungsprozess, das Werkstück wird in dieser Übergabeposition
von der Ablage genommen und in der entsprechenden Maschine positioniert.
Die Übergabe
des Werkstücks über eine
schwenkbare Ablage ist jedoch aufwändig und nimmt zudem relativ viel
Zeit in Anspruch.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Überführen von Werkstücken bereitzustellen,
durch die die vorgenannten Nachteile beim Stand der Technik wenigstens
teilweise überwunden
oder zumindest vermindert werden.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
21 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus
den von Anspruch 1 bzw. Anspruch 21 jeweils abhängigen Ansprüchen.
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Bei
dem Verfahren nach Anspruch 1 zum Überführen von Werkstücken, wird von
wenigstens einem ersten Handhabungsgerät wenigstens ein Werkstück in einem
Arbeitsbereich einer Umformmaschine positioniert und/oder festgehalten, übergibt das
wenigstens eine erste Handhabungsgerät anschließend an wenigstens einen Umformprozess
in der Umformmaschine das Werkstück
an wenigstens ein zweites Handhabungsgerät. Im Umformprozess wird an
dem wenigstens einen Werkstück
wenigstens eine Positionierhilfe erzeugt wird, die mit wenigstens einem
Positioniermittel des zweiten Handhabungsgeräts zusammenwirkt. Das wenigstens
eine Werkstücks
richtet sich somit bei dem Entgegennehmen von dem wenigstens einen
zweiten Handhabungsgerät
mit Hilfe wenigstens eines Positioniermittels in eine vorgegebene
oder vorgebbare Lage aus.
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Durch
das direkte Übergeben
des Werkstücks
zwischen den Handhabungsgeräten
wird der gesamte Prozess effizienter gestaltet. Ein weiterer großer Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens ist,
dass durch die direkte Überführung des
Werkstücks
eine sehr hohe Flexibilität
erreicht wird. Das Werkstück
kann in jeder beliebigen Position im Raum, die von beiden Handhabungsgeräten erreichbar
ist, übergeben
werden. Das kann insbesondere auch bei einem Umbau der Anlage von
Vorteil sein.
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Die
Vorrichtung gemäß Anspruch
21 zum Überführen von
Werkstücken,
umfasst wenigstens ein erstes Handhabungsgerät zum Positionieren und/oder
Festhalten wenigstens eines Werkstücks in einem Arbeitsbereich
einer Umformmaschine und wenigstens ein zweites Handhabungsgerät zum Positionieren
und/oder Festhalten des wenigstens einen Werkstücks in einem Arbeitsbereich
einer weiteren Bearbeitungsmaschine, wobei das wenigstens eine erste
Handhabungsgerät
dazu vorgesehen ist das wenigstens eine Werkstück an das wenigstens eine zweite
Handhabungsgeräts
zu übergeben
und wobei an dem wenigstens einen zweiten Handhabungsgerät wenigstens
ein Positioniermittel vorgesehen ist zum Ausrichten des wenigstens
einen Werkstücks
in eine vorgegebene oder vorgebbare Lage. Das wenigstens eine Werkstück umfasst
wenigstens eine Positionierhilfe, die mit dem wenigstens einen Positioniermittel
zusammenwirkt.
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Die
Vorrichtung ist vorzugsweise zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung
geeignet und vorzugsweise auch bestimmt. Ein Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass durch das Einsparen eines Überführungsschrittes bzw. einer
separaten Überführungsvorrichtung
für die
Werkstücke
die Taktzeiten bei der Fertigung verkürzt werden können und
im Arbeitsraum der Maschinen Platz eingespart werden kann.
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Das
wenigstens eine Positioniermittel an dem entgegennehmenden bzw.
zweiten Handhabungsgerät
ermöglicht
ein Zentrieren bzw. Ausrichten des Werkstücks in einer vorgegebenen oder
vorgebbaren Lage für
eine definierte und reproduzierbare Überführung. Beim Stand der Technik
konnte dies über
eine in die Ablage integrierte Formmaske erfolgen. Die exakte Ausrichtung
jedes einzelnen Werkstücks
erfolgt nun bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr vor
der Entgegennahme des Werkstücks,
sondern bei dem Vorgang des Entgegennehmens durch das zweite Handhabungsgerät. Hierdurch
kann dann auch ein genaues Positionieren des Werkstücks in einer
weiteren Bearbeitungsmaschine ermöglicht werden.
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Das
Handhabungsgerät
ist vorzugsweise als ein frei beweglicher Industrieroboter oder
wenigstens ein in einem bestimmten Radius bzw. dreidimensionalen
Raumbereich beweglicher Roboterarm ausgebildet. Das Handhabungsgerät kann aber
auch als einfaches Greifsystem ausgebildet sein, das nur eine sehr
begrenzte Bewegungsfreiheit aufweist.
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Nach
einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
das wenigstens eine Werkstück
von wenigstens einer ersten Greifeinrichtung des ersten Handhabungsgeräts an wenigstens eine
zweite Greifeinrichtung des zweiten Handhabungsgeräts übergeben.
Die Greifeinrichtungen können
bevorzugt ein oder mehrere Werkstücke gleichzeitig greifen. Je
nachdem wie viele Werkstücke
zu übergeben
sind oder welche weiteren Bearbeitungsprozesse bzw. -maschinen sich
anschließen,
kann es auch vorteilhaft sein, wenn ein Handhabungsgerät über mehrere
Greifeinrichtungen verfügt,
die vorzugsweise auch unabhängig
voneinander in verschiedene Richtungen bewegt werden können.
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Vorzugsweise
werden die wenigstens eine erste und/oder die wenigstens eine zweite
Greifeinrichtung für
die Übergabe
des wenigstens einen Werkstücks
mittels des jeweiligen Handhabungsgeräts in eine Übergabeposition bewegt oder
sind in die Übergabeposition
bewegbar. In dieser Übergabeposition
ergreift die Greifeinrichtung des zweiten Handhabungsgeräts das Werkstück, das
von der ersten Greifeinrichtung gehalten wird, wobei die erste Greifeinrichtung
bevorzugt erst dann das Werkstück
frei gibt, wenn die zweite Greifeinrichtung das Werkstück fest
gefasst und ausgerichtet hat. Die wenigstens eine erste Greifeinrichtung
ist daher vorzugsweise in der Übergabeposition
bewegbar bzw. nachjustierbar, so dass sie einer Ausrichtbewegung
des Werkstücks folgen
kann.
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Nach
einem besonders bevorzugten Aspekt erfolgt der Umformprozess in
der Umformmaschine durch wenigstens ein Paar aus relativ zueinander
bewegbaren Werkzeugen. Der Ausdruck „zueinander bewegbar" umfasst sowohl den
Fall, dass nur eines der beiden Werkzeug in der Umformmaschine bewegt
wird, wobei das andere Werkzeug fest steht, als auch den Fall, dass
beide Werkzeuge des Paares in der Umformmaschine beweglich angeordnet
sind. Die wenigstens eine Umformmaschine umfasst hierzu vorzugsweise
in einem Arbeitsbereich wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren
Werkzeuge zum Umformen wenigstens eines Werkstücks.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn für
den Umformprozess wenigstens ein Hohlformwerkzeug verwendet wird,
wobei beim Umformprozess am Werkstück ein umlaufender Grat entsteht.
Der umlaufender Grat besteht normalerweise aus dem aus der Hohlform
verdrängten
Material beim Gegeneinanderbewegen der Werkzeuge und Umformen des
Werkstücks.
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Nach
einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
im Umformprozess an dem wenigstens einen Werkstück als wenigstens eine Positionierhilfe
wenigstens ein Vorsprung und/oder wenigstens eine Aussparung erzeugt,
die mit dem wenigstens einen Positioniermittel des zweiten Handhabungsgeräts zusammenwirkt.
Zum Erzeugen der Positionierhilfe ist das Werkzeug vorzugsweise
mit dem „Negativ" wenigstens eines
entsprechenden Vorsprungs und/oder wenigstens einer entsprechenden
Aussparung versehen, die sich beim Umformvorgang als „Positiv" auf das Werkstück überträgt. Die
Positionierhilfe kann sowohl beim Umformen mittels eines Hohlformwerkzeugs
bzw. eines an seiner Auftreffseite wenigstens eine Gravur aufweisenden
Werkzeugs als auch beim Umformen mittels eines bis auf die Aussparung
oder den Vorsprung zur Erzeugung der Positionierhilfe gravurfreien
Werkzeugs bzw. an der Auftreffseite flachen Werkzeugs erzeugt werden.
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Bevorzugt
wird die Positionierhilfe an dem wenigstens einen umlaufenden Grat
eines mit einem Hohlformwerkzeug erzeugten Werkstücks ausgebildet.
Bei der Weiterverarbeitung des Werkstücks wird dann der umlaufende
Grat zusammen mit der Positionierhilfe entfernt, beispielsweise
in einer Abgratmaschine.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Positionierhilfe an einer anderen Seite
des Werkstücks, insbesondere
an der gegenüberliegende
Seite des Werkstücks,
ausgebildet wird, an der die wenigstens eine erste Greifeinrichtung
am Werkstück
angreift. Auf diese Weise ist genug Platz, dass die erste Greifeinrichtung
das Werkstück
festhalten und die zweite Greifeinrichtung am Werkzeug angreifen
kann.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden im Umformprozess
an dem wenigstens einen Werkstück
zwei Positionierhilfen, insbesondere im Wesentlichen kegelförmige Vorsprünge und/oder
Aussparungen, erzeugt. Die zugehörigen
zwei Positioniermittel an dem zweiten Handhabungsgerät bzw. der
Greifeinrichtung des Handhabungsgeräts sind dann vorzugsweise entsprechend kegelförmig ausgebildet
und wirken mit den Positionierhilfen zusammen, insbesondere in Negativ-Positiv-Ausbildung.
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Nach
einem besonders bevorzugten Aspekt umfasst auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die wenigstens eine Positionierhilfe wenigstens einen Vorsprung
und/oder wenigstens eine Aussparung an dem Werkstück. Besonders
bevorzugt ist es, wenn die wenigstens eine Positionierhilfe an einem durch
den Umformprozess gebildeten und um das Werkstück umlaufenden Grat ausgebildet
ist. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind am Werkstück, insbesondere
am umlaufenden Grat, zwei im Wesentlichen kegelförmige Positionierhilfen ausgebildet.
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Zum
Erzeugen der Positionierhilfe umfasst vorzugsweise wenigstens eines
der relativ zueinander bewegbaren Werkzeuge der Umformmaschine wenigs tens
einen Vorsprung und/oder wenigstens eine Aussparung. Besonders bevorzugt
ist es, wenn wenigstens eines der relativ zueinander bewegbaren Werkzeuge
ein Hohlformwerkzeug ist und/oder wenn der wenigstens eine Vorsprung
und/oder die wenigstens eine Aussparung außerhalb einer Hohlform mit einem
vorgegebenen oder vorgebbaren Abstand zu der Hohlform am Werkzeug
vorgesehen ist. Dadurch wird erreicht, dass die Positionierhilfe
am umlaufenden Grat ausgebildet wird, mit dem sie in einem weiteren
Verfahrensschritt entsorgt werden kann.
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Nach
einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung greift
die wenigstens eine erste Greifeinrichtung das wenigstens eine Werkstück nach
dem Umformen an dem beim Umformprozess entstehenden umlaufenden
Grat am Werkstück. So
kann das Werkstück
fest gepackt werden, ohne eine wesentliche Werkstückoberfläche zu verletzen.
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Die
wenigstens eine zweite Greifeinrichtung greift vorzugsweise beim
Entgegennehmen das wenigstens eine Werkstück an der Seite an der die
wenigstens eine Positionierhilfe ausgebildet ist, insbesondere an
dem beim Umformprozess entstehenden umlaufenden Grat.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahren greift
die wenigstens eine zweite Greifeinrichtung mit dem wenigstens einen
mit der Positionierhilfe korrespondierenden Positioniermittel in
die Positionierhilfe ein und das Werkstück wird dadurch bei dem Entgegennehmen
in die vorgegebene oder vorgebbare Lage ausgerichtet oder ist in
diese Lage ausrichtbar. Positionierhilfe und Positioniermittel sind
vorzugsweise so geformt, dass sich bei zusammenwirkender Positionierhilfe
und Positioniermittel das Werkstück
nicht verdrehen oder verrutschen kann. Bei einer drehsymmetrischen
Form der Positionierhilfe, wie beispielsweise eine Kegelform, sind
daher vorzugsweise wenigstens zwei Positionierhilfen vorzusehen,
um ein Verdrehen des Werkstücks
in dem Handhabungsgerät
zu vermeiden. Bevorzugt kann die Positionierhilfe und das Positioniermittel
unter anderem auch die Form einer Pyramide, eines Prisma, eines
Zylinder oder eines länglichen Grats
oder Vorsprungs bzw. einer Rille oder länglichen Aussparung aufweisen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
Verfahren greift das wenigstens eine zweite Handhabungsgerät mittels
einer Greifeinrichtungen mit zwei im Wesentlichen kegelförmigen Positioniermitteln
in die zwei im Wesentlichen kegelförmigen Positionierhilfen am
Werkstück.
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Nach
einem bevorzugten Aspekt greift die wenigstens eine erste und die
wenigstens eine zweite Greifeinrichtung das wenigstens eine Werkstück mit wenigstens
einem Paar zueinander beweglicher Greifelemente. Das wenigstens
eine Positioniermittel ist dann vorzugsweise zumindest an einem
der Greifelemente des Paars der zweiten Greifeinrichtung, insbesondere
an der dem anderen Greifelement zugewandten Seite wenigstens eines
Greifelements, vorgesehen. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn das
wenigstens eine Positioniermittel an einem Ende des Greifelements,
vorgesehen ist.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
umfasst das wenigstens eine Positioniermittel wenigstens einen mit
der Positionierhilfe korrespondierenden Vorsprung bzw. wenigstens
eine Aussparung. Der Vorsprung oder die Aussparung können unter anderem
die Form eines Kegels, einer Pyramide, eines Prisma, eines Zylinders
oder eines länglichen Grats
bzw. einer Rille aufweisen. Positioniermittel und Positionierhilfe
greifen vorzugsweise im Wesentlichen formschlüssig ineinander. Hierzu ist
jedoch nicht immer erforderlich, dass Positioniermittel und Positionierhilfe
dieselbe Form aufweisen, z. B. nach Art eines Festlagers oder Loslagers.
So kann beispielsweise ein kegelförmiger oder pyramidenförmiger Vorsprung
auch in eine Rille eingreifen. In diesem Fall wären für eine genaue Ausrichtung jedoch
wenigstens zwei kegelförmige
oder pyramidenförmige Vorsprünge an der
Greifeinrichtung vorteilhaft in die Rille eingreifen.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die wenigstens
eine weitere Bearbeitungsmaschine wenigstens eine weitere Umformmaschine,
beispielsweise eine Schmiedemaschine oder eine Gesenkschmiedemaschine, oder
eine Abgratmaschine, insbesondere eine Abgratpresse, ist.
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Nach
einem besonders bevorzugten Aspekt ist die wenigstens eine erste
Greifeinrichtung vorgesehen das wenigstens eine Werkstück während des Umformprozesses
festzuhalten und/oder das wenigstens eine Werkstück in der Umformmaschine von einem
Arbeitsbereich zu wenigstens einem weiteren Arbeitsbereich zu bewegen
und/oder das wenigstens eine Werkstück in der Umformmaschine von
einer Umformlage in wenigstens eine andere Umformlage zu bewegen
und/oder in einer Umformlage zu positionieren.
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Bevorzugt
ist es auch, wenn die wenigstens eine zweite Greifeinrichtung das
wenigstens eine Werkstück
in der Bearbeitungsmaschine positioniert und/oder während eines
weiteren Bearbeitungsprozesses in der Bearbeitungsmaschine festhält.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
umfassen die Handhabungsgeräte
vorzugsweise jeweils wenigstens eine Antriebseinrichtung mit jeweils
wenigstens einem elektrischen Motor.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.
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Es
zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
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1 eine
Vorrichtung zum Überführen von Werkstücken aus
einer Umformeinrichtung nach dem Stand der Technik,
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2 eine
vorteilhafte Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
zum Überführen von
Werkstücken
aus einer Umformeinrichtung,
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3 eine
Greifeinrichtung der Vorrichtung nach 2,
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4 eine
Schnittdarstellung der Greifeinrichtung nach 3 entlang
der Linie A-A,
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5 eine
Darstellung eines Umformprozesses in einer Umformvorrichtung.
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Einander
entsprechende Teile und Größen sind
in den 1 bis 5 mit denselben Bezugszeichen
versehen.
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In 1 und 2 ist
ein Teilbereich einer metallverarbeitenden Anlage dargestellt, der
die Arbeitsschritte Umformen eines Werkstücks 1 in einer Umformmaschine
die als Gesenkschmiedemaschine 2, insbesondere als Schmiedehammer,
ausgebildet ist, und Entgraten des Werkstücks in einer Abgratmaschine 3,
insbesondere eine Abgratpresse, umfasst. In dem Arbeitsbereich der
Umformanlage ist ferner eine Vorrichtung 4 zur Überführung von
Werkstücken 1 von
der Gesenkschmiedemaschine 2 in die Abgratmaschine 3 vorgesehen.
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Beim
Stand der Technik nach 1 umfasst die Vorrichtung 4 zur Überführung der
Werkstücke 1 ein
erstes Handhabungsgerät 5 mit
einer ersten Greifeinrichtung 15 und ein zweites Handhabungsgerät 6 mit
einer zweiten Greifeinrichtung 16. Zudem ist eine Schwenkarm 7 vorgesehen,
der mehrere Formmasken 17 umfasst zum Einlegen der geschmiedeten Werkstücke 1 und
der durch eine Schwenkbewegung in eine Übergabeposition 10 verschwenkbar
ist.
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Für den Schmiedeprozess
werden der Gesenkschmiedemaschine 2 mittels eines weiteren Handhabungsgeräts 8 Werkstücke 1 zugeführt. Eine Greifeinrichtung 18 an
dem weiteren Handhabungsgerät 8 ist
dazu vorgesehen die Werkstücke 1 von
einer Fördereinheit
abzunehmen und in ein Gesenk eines Arbeitsbereichs 11 der
Gesenkschmiedemaschine 2 einzulegen. Das Handhabungsgerät 8 bzw.
die Greifeinrichtung 18 kann zudem dazu bestimmt sein eines
der Werkstücke 1 während des
Schmiedeprozesses festzuhalten.
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Das
erste Handhabungsgerät 5 bzw.
die erste Greifeinrichtung 15 kann ebenfalls zum Festhalten eines
Werkstücks 1 während des
Schmiedeprozesses in einem Arbeitsbereich 11 der Gesenkschmiedemaschine 2 dienen.
Darüber
hinaus kann das erste Handhabungsgerät dazu vorgesehen sein das
Werkstücks
zwischen Arbeitsbereichen 11 der Gesenkschmiedemaschine 2 und/oder
in verschiedene Umformlagen zu bewegen. Ist der Schmiedeprozess
beendet, entnimmt das Handhabungsgerät 5 mit Hilfe der
Greifeinrichtung 15 das bzw. die Werkstück(e) 1 aus dem entsprechenden
Arbeitsbereich 11 und positionierte es bzw. sie in der
Formmaske 17 des Schwenkarms 7 für die Übergabe
an die Abgratmaschine 3. Die Greifeinrichtung greift das
Werkstück 1 hierfür bevorzugt
an einem beim Schmiedprozess in der Ge senkschmiedemaschine 2 entstehenden,
um das Werkstück 1 umlaufenden
Grat 20 (vergleiche Beschreibung zu 5). Anschließend wird
der Schwenkarm 7 mit dem bzw. den Werkstück(en) in die Übergabeposition 10 im
Raum verschwenkt.
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Das
zweite Handhabungsgerät 6 ist
in die Übergabeposition 10 bewegbar
ausgeführt,
in der es mittels der zweiten Greifeinrichtung 16 das oder
die Werkstück(e) 1 gezielt
aus der Formmaske 17 des Schwenkarms heraus nimmt und anschließend der Abgratmaschine 3 zuführt. Dadurch
dass das bzw. die Werkstück(e) 1 bei
der Übergabe
in der Formmaske 17 liegen, ist stets eine gleichförmige Ausrichtung
der Werkstücke 1 gewährleistet.
Greift nun die zweite Greifeinrichtung 16 das Werkstück 1 in
der Formmaske 17, kann dieses, unabhängig von geometrischen Abweichungen
der äußeren Form
des Werkstücks 1,
die u.a. davon abhängig
sein kann, wie stark der umlaufende Grat 20 an verschiedenen Stellen
rund um das Werkstück 1 ausgebildet
wurde, in eine vorgegebene oder vorgebbare Lage in die Abgratmaschine 3 eingesetzt
werden. Insbesondere in einer Abgratpresse 3 ist eine hohe
Positioniergenauigkeit gefordert, damit das Werkstück 1 beim
Entfernen des Grats 20 nicht beschädigt wird. Aus der Abgratmaschine 3 werden
die Werkstücke 1 dann
ebenfalls mittels einer weiteren Handhabungsvorrichtung 9 bzw.
deren Greifeinrichtung 19 gegriffen, angehoben und auf
eine Transporteinheit 12 zum Abtransport der Werkstücke 1 gesetzt.
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In 2 ist
ein Teilbereich einer metallverarbeitenden Anlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 zum Überführen wenigstens
eines Werkstücks
von einer Gesenkschmiedemaschine 2 in eine Abgratmaschine 3 dargestellt.
Der Prozessablauf in 2 entspricht im Wesentlichen
dem in Zusammenhang mit 1 beschriebenen Verfahren. Der Unterschied
liegt hier lediglich in der Vorrichtung 4 zum Überführen der
Werkstücke 1.
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Die
Zuführung
der Werkstücke 1 in
den Schmiedeprozess und das Abführen
aus der Abgratpresse 3 erfolgt wie vorangehend beschrieben
mittels der Handhabungsgeräte 8 und 9 und
deren Greifeinrichtungen 18 und 19. Das erste
Handhabungsgerät 5 ist
wiederum dazu vorgesehen, ein Werkstück während des Schmiedeprozesses
festzuhalten und, falls gewünscht,
von ei nem Arbeitsbereich 11 zu einem weiteren Arbeitsbereich 11 in
der Gesenkschmiedemaschine 2 zu bewegen oder in eine andere
Umformlage zu führen.
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Ist
der Schmiedeprozess beendet entnimmt das erste Handhabungsgerät 5 das
wenigstens eine Werkstück 1 aus
der Gesenkschmiedemaschine 2. Dazu greift die erste Greifeinrichtung
das Werkstück 1 und
hebt es aus dem Gesenk im Arbeitbereich 11. Das Handhabungsgerät 5 bewegt
anschließend
die Greifeinrichtung 15 mit dem Werkstück 1 in eine Übergabeposition 10,
in die auch die Greifeinrichtung 16 des zweiten Handhabungsgeräts 6 bewegt
werden kann. In der Übergabeposition
wird dann das wenigstens eine Werkstück 1 direkt, durch
einen sogenannten „Handshake" (Handschlag) der
Handhabungsgeräte 5, 6,
vom ersten Handhabungsgerät 5 an
das zweite Handhabungsgerät 6 übergeben.
Die exakte Ausrichtung des Werkstücks 1 bei dieser Übergabe
erfolgt mit Hilfe von Positioniermitteln 26 an der Greifeinrichtung 16 des
zweiten Handhabungsgeräts 6.
Damit kann gegenüber
der in 1 dargestellten Vorrichtung 4 der Verfahrenschritt
einer Übergabe
mittels Schwenkarm 7 eingespart werden und das Überführen der
Werkstücke
zwischen den Maschinen kann noch schneller bzw. effizienter erfolgen.
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In 3 und 4 ist
eine Ausführungsform einer
zweiten Greifeinrichtung 16 des zweiten Handhabungsgeräts 6 dargestellt.
Die Greifeinrichtung 16 umfasst zwei Paare von Greifelementen 14.
Die Greifelemente 14 eines Paares sind jeweils an einem parallel
zueinander verlaufender Vierkantprofile 21 angeordnet.
Die Greifelemente 14 sind dabei in eine gleiche Richtung
und orthogonal zu einer Längsachse
L der Vierkantprofile 21 ausgerichtet. Durch Drehen wenigstens
eines der Vierkantprofile 21 um seine Längsachse L können die
Greifelemente 14 eines Paares zusammen oder auseinander
bewegt werden. Jedes der Greifelementpaare 14 umfasst wenigstens
ein Positioniermittel 26, so dass die Greifeinrichtung 16 insgesamt über wenigstens
zwei Positioniermittel 26 verfügt.
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4 zeigt
eine Schnittdarstellung der Greifeinrichtung 16 nach 3 entlang
der Linie A-A. Zu sehen ist hier nur ein Paar von Greifelementen 14. ein
unteres Greifelement 22 ist in Form einer geraden Stange
an einem Vierkantprofil 21 befestigt. Ein oberes Greifelement 23 ist
an dem anderen Vierkantprofil 21 befestigt und so geformt,
dass über
das Vierkantprofil 21, das das untere Greifelement 22 trägt reicht und
mit einem freien Ende mit einem freien Ende des unteren Greifelements 22 zusammen
kommen kann.
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An
einer Innenseite 24 des unteren Greifelements ist an dessen
freien Ende ein Positioniermittel 13 vorgesehen. Das Positioniermittel 26 ist
als kegelförmige
Aussparung an einer dem oberen Greifelement 23 zugewandten
Seite eines zylinderförmigen Bauteils 25 ausgebildet. 4 zeigt
zudem schematisch ein Werkstück 1 mit
einer mit dem Positioniermittel 26 korrespondierenden Positionierhilfe 13 in Form
eines kegelförmigen
Vorsprungs. Die Positionierhilfe 13 befindet sich an dem
um das Werkstück 1 umlaufenden
Grat 20.
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Greifen
nun die Greifelemente 14 des zweiten Handhabungsgeräts 6 das
Werkstück
an dem umlaufenden Grat 20 an der Seite an der die Positionierhilfen 13 ausgebildet
sind, wird die Positionierhilfe 13 von dem Positioniermittel 26 aufgenommen
und das obere Greifelement 23 klemmt das Werkstück 1 fest.
Durch die korrespondierenden Kegelformen an Positionierhilfe 13 und
Positioniermittel 26 wird gewährleistet, dass auch wenn die
Greifeinrichtung 16 das Werkstück 1 nicht ganz exakt
greift, Positionierhilfe 13 und Positioniermittel 26 durch
den vom oberen Greifelement 23 ausgeübten Druck automatisch ineinander
gleiten. Da zwei Paare von Greifelementen 14 mit Positioniermittel 26 vorgesehen
sind, die in zwei Positionierhilfen 13 am Werkstück 1 greifen, wird
das Werkstück 1 verdrehfest
gehalten.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst
das obere Greifelement 23 ebenfalls an seinem freien Ende
an der Innenseite 24 ein Bauteil 27 mit kegelförmigem Abschluss.
Dieses Bauteil 27 kann entweder nur dazu vorgesehen sein
eine Presskraft zum Festhalten des Werkstücks 1 auf dieses zu übertragen,
oder bei entsprechender geometrischer Form der Positionierhilfe,
beispielweise Hohlkegelform, als zusätzliches Positioniermittel 13 dienen. Darüber hinaus
kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Positionierhilfe 13 nicht
als einzelner Kegelstumpf, sondern als durchgehender Grat mit dreieckigem
Querschnitt am umlaufenden Grat 20 ausgebildet ist. Das
Positioniermittel 13 am unteren Greifelement 22 ist
dann entsprechend als Rille mit entsprechendem dreieckigem Querschnitt
auszuführen.
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In 5 ist
schematisch der Vorgang zum Erzeugen einer Positionierhilfe 13 dargestellt.
Beim Umformprozess in der Gesenkschmiedemaschine 2 werden
zwei Hohlformwerkzeuge 28 aufeinander zu bewegt und ein
zwischen den Werkzeugen 28 eingelegter Werkstückrohling
in die gewünschte
Form gepresst. Überschüssiges Material
wird bei diesem Vorgang über
den Rand der Hohlformen 29 der Werkzeuge 28 hinausgedrückt und
bildet am Werkstück 1 einen
umlaufenden Grat 20. Eines der Werkzeuge weist außerhalb
der Hohlform 29 und von dieser beabstandet eine in ihrer
Form der gewünschten
Positionierhilfe 13 entsprechende Vertiefung 30 auf,
in die das beim Umformprozess verdrängte Material nun ebenfalls
quillt. Auf diese Weise kann zeitgleich zum Umformen des Werkstücks 1 die
Positionierhilfe 13 für
das Überführen des
Werkstück 1 an
die folgende Bearbeitungsmaschine ausgebildet werden. Je nach gewünschte Form
der Positionierhilfe kann auch das zweite Werkzeug eine entsprechende
Aussparung oder einen entsprechenden Vorsprung an seiner Pressfläche umfassen.