DE102006020446A1

DE102006020446A1 - Bearbeitungswerkzeug für ein Werkstück, Bearbeitungsmaschine mit mindestens einem derartigen Bearbeitungswerkzeug sowie mit einer solchen Bearbeitungsmaschine durchgeführtes Bearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE102006020446A1
Application number: DE200610020446
Authority: DE
Inventors: Bernhard Potzner; Stefan Kraft; Michael Bauer; Hubert Weidner
Original assignee: Pass Stanztechnik AG
Current assignee: Pass Stanztechnik AG
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2007-11-08

Abstract

Ein Bearbeitungswerkzeug (1) für ein Werkstück (2) hat mindestens einen Bearbeitungsabschnitt (6, 7), der beim Bearbeiten mit dem Werkstück (2) in Kontakt kommt. Mindestens ein Befestigungsabschnitt (12, 13) des Bearbeitungswerkzeugs (1) dient dazu, dieses an einer Bearbeitungsmaschine festzulegen. Das Bearbeitungswerkzeug (1) hat eine Dateneinheit (15) mit einem digital auslesbaren Speichermedium, welches Daten zu den Abmessungen und zum Typ des Bearbeitungswerkzeugs (1) enthält. Mit dem Bearbeitungswerkzeug ist ein komfortabler Werkzeugwechsel bei einer Bearbeitungsmaschine möglich. Überdies resultiert ein effizientes Bearbeitungsverfahren auch bei notwendigem Werkzeugwechsel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug für ein Werkstück nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine mit einem derartigen Bearbeitungswerkzeug sowie ein mit einer solchen Bearbeitungsmaschine durchgeführtes Bearbeitungsverfahren.
Ein Bearbeitungswerkzeug der eingangs genannten Art ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Typische Bearbeitungsmaschinen, die derartige Werkzeuge einsetzen, lassen sich mit einer Vielzahl verschiedener Werkzeuge unterschiedlicher Abmessungen und unterschiedlichen Werkzeugtyps betreiben. Auch innerhalb ein und desselben Werkzeugtyps lässt sich eine Vielzahl von Werkzeugen unterschiedlicher Abmessungen mit ein und derselben Bearbeitungsmaschine betreiben.
Ein Werkzeugwechsel war bei Einsatz der bekannten Bearbeitungswerkzeuge bislang zeitlich relativ aufwändig. Dies führte zu einer unerwünschten Standzeit des Bearbeitungswerkzeugs. Auch Fehler beim Werkzeugwechsel, die unter Umständen einen Produktionsausfall nach sich zogen, konnten vorkommen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungswerkzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein komfortabler Werkzeugwechsel an einer Bearbeitungsmaschine möglich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Bearbeitungswerkzeug mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Wechsel-Standzeit sowie die möglichen Wechselfehler bei den bekannten Bearbeitungswerkzeugen hauptsächlich auf die manuelle Dateneingabe zu den Werkzeugabmessungen und zum Werkzeugtyp zurückzuführen sind, die beim Wechsel eines bekannten Bearbeitungswerkzeuges erfolgen muss. Diese Dateneingabe geschieht bei den bekannten Bearbeitungswerkzeugen manuell, sodass Fehler nicht auszuschließen sind. Zudem braucht diese manuelle Dateneingabe Zeit. Das erfindungsgemäße Bearbeitungswerkzeug mit der Dateneinheit schließt diese Fehlerquelle aus, da eine manuelle Dateneingabe nicht mehr erforderlich ist. Die Daten sind unverlierbarer Bestandteil des jeweiligen Bearbeitungswerkzeuges. Die Notwendigkeit einer manuellen Dateneingabe entfällt. Dies vermindert nicht nur Fehler, sondern ermöglicht zudem einen schnelleren Werkzeugwechsel. Die im Speichermedium abgelegten Werkzeugdaten können nicht nur von der Bearbeitungsmaschine, sondern auch z. B. im Rahmen der Werkzeuglagerverwaltung bzw. der Werkzeugkommissionierung verwendet werden. Bevorzugt ist ein Speichermedium mit permanent, also nicht flüchtig, abgelegten Daten. Die Dateneinheit kann ein wiederbeschreibbares Speichermedium aufweisen, um eine Wiederverwendung der Dateneinheit zu ermöglichen, zum Beispiel wenn das Bearbeitungswerkzeug verschlissen ist.
Es kann insbesondere auch ein RFID-Transponder eingesetzt werden, der verschlüsselte Daten versendet. Dies kann zum Beispiel sicherstellen, dass nur Bearbeitungswerkzeuge einer bestimmten Qualität bei der Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden.
Eine Dateneinheit nach Anspruch 2 ist besonders komfortabel. Ein vollautomatischer Auslesevorgang der Dateneinheit ist möglich.
Eine Dateneinheit nach Anspruch 3 ist kostengünstig und gut an die Erfordernisse zum Speichern von Daten zu Bearbeitungswerkzeugen angepasst. Vorzugsweise wird ein passiver RFID-Transponder eingesetzt.
Eine Sackbohrung nach Anspruch 4 stellt sicher, dass die Dateneinheit geschützt untergebracht ist.
Eine Dateneinheit nach Anspruch 5 ist sehr kostengünstig.
Ein Speichermedium nach Anspruch 6 ermöglicht eine Datenablage in der Dateneinheit derart, dass die Bearbeitungsmaschine oder eine andere externe Einheit, die Zugang zu diesen Daten hat, aus den digitalen Konstruktionszeichnungen sämtliche relevanten Geometriedaten des Bearbeitungswerkzeuges ableiten kann.
Was die Bearbeitungsmaschine angeht, ist die eingangs gestellte Aufgabe gelöst durch eine Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 7.
Die Vorteile der Bearbeitungsmaschine entsprechen denjenigen, die vorstehend schon im Zusammenhang mit dem Bearbeitungswerkzeug erläutert wurden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein mit einer Bearbeitungsmaschine mit dem erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeug durchführbares Bearbeitungsverfahren anzugeben, welches auch bei notwendigen Werkzeugwechseln effizient durchführbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 8.
Die Vorteile des Bearbeitungsverfahrens entsprechen denjenigen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf das Bearbeitungswerkzeug erläutert wurden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen
1 einen Längsschnitt durch ein Bearbeitungswerkzeug für ein Werkstück;
2 eine zu 1 bis auf den vergrößerten Maßstab ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Bearbeitungswerkzeugs.
Ein in der 1 insgesamt mit 1 bezeichnetes Bearbeitungswerkzeug ist als Umformwerkzeug ausgebildet. Das Bearbeitungswerkzeug 1 dient zur Bearbeitung eines Werkstücks 2 in Form eines Stahlblechs mit der Dicke 1 mm. Das Werkstück 2 ist in der 1 nach erfolgter Umformung wiedergegeben, bei der im Werkstück 2 ein Napf 3 geformt ist.
Das Bearbeitungswerkzeug 1 weist zwei Hauptkomponenten auf, nämlich eine in 1 oberhalb des Werkstücks 2 angeordnete obere Hauptkomponente 4 und eine in der 1 unterhalb des Werkstücks 2 angeordnete untere Hauptkomponente 5. Beide Hauptkomponenten 4, 5 werden von einer ansonsten nicht dargestellten Bearbeitungsmaschine getragen. Je nach Art der Bearbeitungsmaschine kann das Bearbeitungswerkzeug 1 in einer Werkzeugaufnahme, in einer von mehreren Werkzeugaufnahmen oder an einem definierten Werkzeuglagerort untergebracht sein. Die beiden Hauptkomponenten 4, 5 sind in der 1 mit einem übertrieben großen axialen Abstand zueinander und zum Werkstück 2 dargestellt.
Beim Bearbeiten bzw. Umformen des Werkstücks 2 kommt mit diesem ein oberer Bearbeitungsabschnitt 6 des Bearbeitungswerkzeugs 1 in Form einer Prägematrize und ein unterer Bearbeitungsabschnitt 7 des Bearbeitungswerkzeugs 1 in Form eines Prägestempels in Kontakt. Die Prägematrize 6 ist mit Zylinderschrauben an einem Oberteil 8 der oberen Hauptkomponente 4 festgeschraubt. Der Prägestempel 7 ist mittels einer koaxial zur Werkzeug-Längsachse laufenden Schraube 9 mit einer Feder-Baugruppe verschraubt, die eine hülsenförmige PU-(Polyurethan-)Feder 10 aufweist. Den Prägesstempel 7 umgibt ein Abstreiferring 11.
Die obere Hauptkomponente 4 ist über einen oberen Befestigungsabschnitt 12 an der Bearbeitungsmaschine festlegbar. Die untere Hauptkomponente 5 ist über einen unteren Befestigungsabschnitt 13 in Form eines ringförmigen Halteabschnitts ebenfalls an der Bearbeitungsmaschine festlegbar.
Soweit vorstehend beschrieben, ist das Bearbeitungswerkzeug 1 vom Stand der Technik her grundsätzlich bekannt.
Im oberen Befestigungsabschnitt 12 ist eine Sackbohrung 14 ausgeführt, die koaxial zur Werkzeug-Längsachse verläuft. Die Sackbohrung 14 ist vom oberen Befestigungsabschnitt 12 her ausgeführt, also von der dem oberen Bearbeitungsabschnitt 6 gegenüberliegenden Seite her. In diese Sackbohrung 14 ist eine Dateneinheit 15 in Form einer RFID-(Radio Frequency Identification-)Dateneinheit ausgeführt. Die Dateneinheit 15 hat ein digital auslesbares Speichermedium. Letzteres enthält Daten zu den Abmessungen und zum Typ des Bearbeitungswerkzeugs 1. Zudem hat die Dateneinheit 15 einen Transponder, der Zugriff auf die Daten des Speichermediums hat, also mit letzterem in Signalverbindung steht. Über den Transponder steht die Dateneinheit 15, wie in der 1 bei 16 gestrichelt dargestellt, mit einer schematisch in der 1 wiedergegebenen Leseeinheit 17 der Bearbeitungsmaschine in Signalverbindung. Die Leseeinheit 17 steht wiederum über eine Signalleitung 18 mit einer Steuereinrichtung 19 der Bearbeitungsmaschine zur Steuerung des Bearbeitungswerkzeugs 1 in Signalverbindung.
Im Beispiel nach 1 ist als Werkzeugtyp im Speichermedium der Dateneinheit 15 „Umformwerkzeug" angegeben. Je nach dem Bearbeitungswerkzeug 1, bei dem die Dateneinheit 15 zum Einsatz kommt, kann im Speichermedium ein anderer Werkzeugtyp abgelegt sein, zum Beispiel Rund-, Rechteck-, Quadrat-, Gewindeform-, Langloch-, Präge-, Bogen-, Radius-, Dreieck-, Signier-, Kiemen-, Sicken-, Durchzugs-, Senk- oder Trennwerkzeug. Auch ein anderer Werkzeugtyp kann angegeben sein, je nachdem, um welches Bearbeitungswerkzeug es sich handelt.
Bei den Werkzeugabmessungen, die im Speichermedium der Dateneinheit 15 abgelegt sind, handelt es sich insbesondere um die Länge der oberen Hauptkomponente 4, um Daten zur Berechnung des möglichen Werkzeughubes zwischen einer Bearbeitungsposition und einer Freigabeposition des Bearbeitungswerkzeugs 1 sowie um die Länge des Prägestempels 7. Soweit es sich bei den Bearbeitungsabschnitten 6, 7 um nachschleifbare Abschnitte handelt, wird neben der Werkzeuglänge, also der relevanten Abmessung der Bearbeitungsabschnitte 6, 7 parallel zur Werkzeuglängsachse, auch noch die maximale Nachschleiflänge abgelegt. Ferner können Daten zur Form des Prägestempels 7 und der Prägematrize 6 abgelegt sein.
Ein mit dem Bearbeitungswerkzeug 1 durchführbares Bearbeitungsverfahren läuft folgendermaßen ab: Zunächst wird das Bearbeitungswerkzeug 1 einer Werkzeugaufnahme der Bearbeitungsmaschine zugeordnet. Dies kann dadurch geschehen, dass das Bearbeitungswerkzeug in einer entsprechenden Werkzeugaufnahme der Bearbeitungsmaschine festgelegt wird. Bei Bearbeitungsmaschinen, die selbsttätig das Bearbeitungswerkzeug wechseln, kann diese Zuordnung auch dadurch erfolgen, dass das Bearbeitungswerkzeug 1 an den hierfür vorgesehenen Lagerort, auf der Bearbeitungsmaschine abgelegt wird, von dem aus das Bearbeitungswerkzeug 1 dann einem automatischen Ergreifen und Befestigen in einer Maschinenaufnahme zugänglich ist. Nach der Zuordnung ist der Bearbeitungsmaschine, z. B. durch Zugriff auf eine entsprechende Datentabelle, bekannt, dass in einer Maschinenaufnahme bzw. in einem hierfür vorgesehenen Lagerort das zugeordnete Bearbeitungswerkzeug 1 vorliegt. Diese Zuordnung kann mit Hilfe eines Sensors der Bearbeitungsmaschine, der das Bearbeitungswerkzeug 1 erfasst, erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, die Zuordnung auf einem Bedienterminal der Bearbeitungsmaschine manuell vorzunehmen. Anschließend spricht die Leseeinheit 17 automatisch die Dateneinheit 15 an und liest die im Speichermedium der Dateneinheit 15 enthaltenen Daten zum Bearbeitungswerkzeug 1 aus. Die vom Speichermedium der Dateneinheit 15 auf die Leseeinheit 17 über die Funk-Signalverbindung 16 übertragenen Daten werden anschließend von der Leseeinheit 17 auf die Steuereinrichtung 19 übertragen. Zusammen mit weiteren, in der Steuereinrichtung 19 vorliegenden Daten, insbesondere über die Art des zu bearbeitenden Werkstücks 2, wird nun von der Steuereinrichtung 19 ein Bearbeitungsprozess erstellt, der anschließend abläuft. Da alle hierfür erforderli chen Daten automatisch vorliegen, ist es beispielsweise nicht mehr erforderlich, Daten manuell einzugeben, um zum Beispiel einen Bearbeitungshub des Bearbeitungswerkzeugs 1 vorzugeben. Auch die manuelle Eingabe des Werkzeugtyps, von der die Art des Bearbeitungsprozesses abhängt, entfällt.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeugs. Komponenten, die denjenigen entsprechen, wie vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Auch beim Bearbeitungswerkzeug 1 nach 2 handelt es sich um ein Umformwerkzeug.
Die Prägematrize 6 ist bei der Ausführung nach 2 von einer PU-(Polyurethan-)Feder 20 hülsenförmig umgeben. Letztere stützt sich nach oben an einem Justierring 21 ab.
Den Prägestempel 7 umgibt bei der Ausführung nach 2 eine Abstreiferplatte 22, die sich über einen PU-(Polyurethan)Dämpfungsring 23 am unteren Befestigungsabschnitt 13, also an der Stempelaufnahme, abstützt. Der Dämpfungsring 23 spannt die Abstreiferplatte 22 gegen eine ringförmige Hinterschneidung 24 eines Halterings 25 der unteren Hauptkomponente 5 vor. Der Haltering 25 ist mit der Stempelaufnahme 13 verschraubt.
Der Datensatz im Speichermedium der Dateneinheit 15 der Ausführung nach 2 unterscheidet sich von dem der Ausführung nach 1 insbesondere durch die Angabe des unterschiedlichen Aufnahmetyps des Bearbeitungswerkzeugs 1. Ansonsten entsprechen die Daten, natürlich mit den jeweils für das Werkzeug nach 2 korrekten Abmessungen, denjenigen des Datensatzes der Ausführung nach 1.
Der Transponder 15 steht mit einer Leseeinheit und einer Steuereinrichtung der Bearbeitungsmaschine in Verbindung, wie vorstehend im Zusammenhang mit der 1 beschrieben.
Das Bearbeitungsverfahren läuft beim Bearbeitungswerkzeug 1 nach 2 entsprechend zu dem ab, was vorstehend zum Bearbeitungswerkzeug 1 bei 1 erläutert wurde.
Bei einer nicht dargestellten Variante des Bearbeitungswerkzeugs 1 ist als Dateneinheit ein Barcode vorgesehen, der außen am Bearbeitungswerkzeug 1, zum Beispiel an einem der Befestigungsabschnitte 12, 13 von diesem, angebracht ist. Dieser Barcode enthält die Daten, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Dateneinheit 15 diskutiert wurden.
Zusätzlich zu den oben unter Bezugnahme auf die Dateneinheit 15 diskutierten Daten kann das Speichermedium digitalisierte Zeichnungen des Bearbeitungswerkzeuges 1 enthalten. Hierdurch wird es der Steuereinrichtung 19 der Bearbeitungsmaschine ermöglicht, zusätzlich zu den Einzeldaten, die im Speichermedium der Dateneinheit 15 abgelegt sind, noch weitere, für spezielle Anwendungen ggf. noch relevante, Geometriedaten des Bearbeitungswerkzeugs 1 zu ermitteln.
Durch die in der Dateneinheit 15 abgelegten Daten kann zudem eine Lagerung einer Vielzahl derartiger Bearbeitungswerkzeuge 1 bzw. eine Kommissionierung von diesen vereinfacht werden.

Claims

Bearbeitungswerkzeug (1) für ein Werkstück (2) – mit mindestens einem Bearbeitungsabschnitt (6, 7), der beim Bearbeiten mit dem Werkstück (2) in Kontakt kommt, – mit mindestens einem Befestigungsabschnitt (12, 13), über den das Werkzeug (1) an einer Bearbeitungsmaschine festlegbar ist, gekennzeichnet durch eine Dateneinheit (15) mit einem digital auslesbaren Speichermedium, welches Daten zu den Abmessungen und zum Typ des Bearbeitungswerkzeugs (1) enthält.
Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheit (15) einen Transponder aufweist, der mit dem Speichermedium in Signalverbindung steht.
Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheit (15) als RFID-Dateneinheit ausgeführt ist.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheit (15) in einer von mindestens einem Befestigungsabschnitt (12, 13) her ausgeführten Sackbohrung (14) im Bearbeitungswerkzeug (1) untergebracht ist.
Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheit als Barcode ausgeführt ist.
Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Speichermedium der Dateneinheit (15) eine digitale Konstruktionszeichnung des Bearbeitungswerkzeugs (1) abgelegt ist.
Bearbeitungsmaschine – mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – mit einer Leseeinheit (17) zum Auslesen der Dateneinheit (15), die mit einer Steuereinrichtung (19) zur Steuerung des Bearbeitungswerkzeugs in Signalverbindung (18) steht.
Bearbeitungsverfahren, durchgeführt mit einer Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit folgenden Schritten: – Zuordnen eines Bearbeitungswerkzeugs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zu einer Werkzeugaufnahme und/oder einem Werkzeuglagerort der Bearbeitungsmaschine, – Auslesen der Dateneinheit (15) mit der Leseeinheit (17), – Weitergeben der Daten, die vom Speichermedium auf die Leseeinheit (17) übertragen wurden, von der Leseeinheit (17) an die Steuereinrichtung (19), – Bearbeiten des Werkstücks (2) unter Verwendung der weitergegebenen Daten.