-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Umformmaschine mit einer Transportvorrichtung
für ein draht- oder stangenförmiges Halbzeug und
einer Trennvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner
ein Verfahren zum Herstellen von Rohlingen aus einem draht- oder
stangenförmigen Halbzeug.
-
Gattungsgemäße
Umformmaschinen und Verfahren sind seit langer Zeit bekannt, bspw.
aus der internationalen Patentanmeldung
WO 1999/054071 A1 . Problematisch
hierbei ist, dass das Halbzeug in der Regel unregelmäßige
Abmessungen aufweist. Daraus ergibt sich die Schwierigkeit, Rohlinge
zu erzeugen, die die passende Größe für
das jeweilige in der Umformmaschine integrierte Umformwerkzeug aufweisen.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine gattungsgemäße
Umformmaschine bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren
so weiterzubilden, dass zuverlässig Rohlinge mit passender
Größe für das jeweilige in der Umformmaschine montierte
Umformwerkzeug erzeugt werden.
-
Die
Lösung besteht in einer Umformmaschine mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 sowie in einem Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 12. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass für die Umformmaschine im Bereich der Transportvorrichtung
eine Kamera zur fotografischen Erfassung des Halbzeugs vorgesehen
ist, dass eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Vorschubs des
Halbzeugs vorgesehen ist, dass die Kamera und die Messeinrichtung
mit einer elektronischen Steuereinrichtung verbunden sind, derart,
dass mittels der Trennvorrichtung Rohlinge mit einem vorbestimmten
Volumen vom Halbzeug abtrennbar sind. Das erfindungsgemäße
Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Halbzeug einer Transportvorrichtung
zugeführt und in derselben transportiert wird, dass das
Halbzeug im Bereich der Transportvorrichtung fotografisch erfasst
und der Durchmesser des Halbzeugs aus den fotografisch erfassten
Daten ermittelt wird, dass die Länge des herzustellenden
Rohlings aus dem ermittelten Durchmesser und einem vorbestimmten
Volumen des herzustellenden Rohlings errechnet und der Vorschub
des Halbzeugs mittels einer Messeinrichtung bis zur berechneten
Länge des herzustellenden Rohlings ermittelt wird und dass
ein Rohling mit der berechneten Länge vom Halbzeug abgetrennt
wird.
-
Die
erfindungsgemäße Neuerung besteht somit im Wesentlichen
darin, dass die passende Größe der Rohlinge nicht über
ihre Länge, sondern über ihr Volumen sichergestellt
wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass dem oder
den in der Umformmaschine vorgesehenen Umformwerkzeugen der Werkstoff
in einer ausreichenden Menge zugeführt wird und die durch
Umformen herzustellenden Formteile vollständig und fehlerfrei
produziert werden. Die jeweils benötigte Werkstoffmenge,
d. h. das Volumen der herzustellenden Rohlinge, kann auch dann stets reproduzierbar
zur Verfügung gestellt werden, wenn die erfindungsgemäße
Umformmaschine, wie es üblich ist, mit unterschiedlichen
Umformwerkzeugen ausgerüstet werden kann. Das für
jedes Umformwerkzeug benötigte Volumen wird dann über
die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Umformmaschine
fest vorgegeben. Aus den fotografisch erfassten Daten des der erfindungsgemäßen
Umformmaschine zugeführten Halbzeugs kann dessen Durchmesser
ermittelt werden, so dass die jeweils für das gewünschte
Volumen benötigte Länge des Rohlings einfach errechnet
und über die elektronische Steuerung der erfindungsgemäßen
Umformmaschine auch zuverlässig realisiert werden kann.
Mit diesen erfindungsgemäßen Maßnahmen
wird die Qualität der mittels der erfindungsgemäßen
Umformmaschine hergestellten Formteile deutlich verbessert, und
der Ausschuss wird erheblich reduziert. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren
ermöglichen ferner die Verwendung von Halbzeugen, die nicht
vorab mittels Schälen oder Ziehen auf gleichmäßige
Außenabmessungen gebracht worden sind. Daher können
besonders preisgünstige gewalzte Halbzeuge verarbeitet
werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das
erfindungsgemäße Verfahren eignen sich insbesondere für
das Warm- und Kaltumformen. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
sind insbesondere für Systeme geeignet, deren Trans portvorrichtung
mit Transportrollen oder translatorisch bewegbaren Klemmbacken ausgerüstet
sind.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahren
besteht darin, dass die Messeinrichtung ein gegenüber der
Trennvorrichtung bewegbar ausgebildeter Anschlag ist. Mit dieser
Maßnahme kann auf besonders einfache Weise, nämlich
durch Einstellen des Abstands zwischen der Trennvorrichtung und
dem Anschlag auf die berechnete Länge des herzustellenden
Rohlings, das benötigte Volumen des Rohlings reproduzierbar
realisiert werden. Bei dieser Ausführungsform kann der
Anschlag auf besonders zweckmäßige Weise mit einem
Motor getrieblich verbunden sein, welcher wiederum mit der elektronischen
Steuereinrichtung verbunden ist und über dieselbe angesteuert
werden kann.
-
Es
ist von Vorteil, wenn der Transporteinrichtung ein Wegmesser zugeordnet
ist, der als zusätzliche Kontrolle des Vorschubs für
das Halbzeug dient. Wenn die Transportvorrichtung mit mindestens
einer Transportrolle versehen ist, kann der Wegmesser mit der Transportrolle
oder ihrer Drehachse gekoppelt sein. Diese Ausgestaltung erlaubt
eine besonders zuverlässige Kontrolle des Vorschubs und
damit eine besonders genaue Umsetzung der berechneten Länge
des vom Halbzeug abzutrennenden Rohlings. Die Anordnung des Wegmessers
hängt im Wesentlichen von der Bauart der erfindungsgemäßen
Umformmaschine und der Zugänglichkeit der Transportrolle
und ihrer Drehachse ab. Die Kopplung des Wegmessers mit der Drehachse
hat insbesondere beim Warmumformen den weiteren Vorteil, dass der
Wegmesser vom erwärmten Halbzeug ausreichend beabstandet angeordnet
ist, so dass das Messergebnis durch die vom Halbzeug abgestrahlte
Wärme nicht beeinträchtigt wird. Selbstverständlich
ist auch eine Kopplung des Wegmessers mit translatorisch bewegbaren Klemmbacken
möglich.
-
Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahren
sieht vor, dass die Messeinrichtung ein der Transportvorrichtung
zu geordneter Motor ist, der zweckmäßigerweise
als Schrittschaltmotor ausgebildet ist. Der Motor misst den Vorschub
sehr exakt, so dass die berechnete Länge des herzustellenden
Rohlings zuverlässig realisiert wird. Ferner kann bei dieser
Ausführungsform der Anschlag entfallen, so dass der Aufbau
der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfacht
wird. Wenn die Transportvorrichtung mit mindestens einer Transportrolle
versehen ist, kann der Motor in besonders zweckmäßiger
Weise mit der Transportrolle getrieblich verbunden sein. Eine weitere
Alternative besteht darin, den Motor mit translatorisch bewegbaren Klemmbacken
getrieblich zu verbinden.
-
Der
Transportvorrichtung kann ferner mindestens eine Heizeinrichtung
zugeordnet sein, insbesondere wenn die erfindungsgemäße
Umformmaschine für das Warmumformen der herzustellenden Rohlinge
eingerichtet sein soll.
-
Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die
Kamera, vorzugsweise eine Videokamera, auch zur Erfassung des Endes
des transportierten Halbzeugs und/oder von fehlerhaftem Halbzeug
vorgesehen ist. Die elektronische Steuerung ist dann so ausgelegt,
dass nach der fotografischen Detektion eines Halbzeugendes bzw.
eines Fehlers (bspw. durch elektronischen Vergleich der fotografisch
erfassten Daten mit einem hinterlegten Bild) das verbleibende Reststück
bzw. der fehlerhafte Rohling stets als Ausschussteil ausgeworfen
wird. Damit entfallen die im Stand der Technik bisher notwendigen
Lichtschranken bzw. zusätzlichen Diagnoseeinrichtungen.
-
Ein
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im
Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen in schematischer, nicht maßstabsgetreuer
Darstellung:
-
1 ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Umformmaschine;
-
2 ein
weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung eines Wegmessers
für eine erfindungsgemäße Umformmaschine.
-
Die
in 1 beispielhaft dargestellte Umformmaschine 10 weist
in an sich bekannter Weise ein Magazin 11 für
Halbzeuge 12 (im Ausführungsbeispiel Stangen)
auf. An das Magazin 11 schließt sich eine Transportvorrichtung 13 an,
welcher jedes Halbzeug 12 einzeln zugeführt wird.
Die Transportvorrichtung 13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel
in an sich bekannter Weise mit Transportrollen 14, 15a, 15b, 16a, 16b versehen, über
welche jedes Halbzeug 12 in Richtung einer Trennvorrichtung 17 transportiert
wird. Dort kommt jedes Halbzeug 12 an einen Anschlag 18 zu
liegen. Mittels der Trennvorrichtung 17 werden Rohlinge 20 vom
Halbzeug 12 abgetrennt und mindestens einem Umformwerkzeug 21 zugeführt,
mit dem die gewünschten Formteile hergestellt werden. Der
Transportvorrichtung 13 sind im Ausführungsbeispiel
zwei Heizeinrichtungen 19 zugeordnet. Jedes Halbzeug 12 durchläuft
in an sich bekannter Weise während des Transports diese
Heizeinrichtungen 19 und wird dabei auf eine gewünschte
Umformtemperatur erwärmt.
-
Die
erfindungsgemäße Umformmaschine 10 ist
in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit
einer Kamera 22 ausgerüstet. Im Ausführungsbeispiel
handelt es sich um eine Videokamera; die Kameratechnik ist jedoch
frei wählbar. Die Kamera 22 ist auf die von der
Transportvorrichtung 13 transportierten Halbzeuge 12 fokussiert
und hinter den Heizeinrichtungen 19 und vor den Transportrollen 15a, 15b positioniert.
Ferner ist die erfindungsgemäße Umformmaschine 10 mit
einem Wegmesser 23, im Ausführungsbeispiel einem
Drehgeber, versehen. Der Wegmesser 23 steht im Ausführungsbeispiel
mit der Transportrolle 16a in Eingriff. Dabei kann die Transportrolle 16a sowohl
eine angetriebene als auch eine lose mitlaufende Transportrolle
sein. Schließlich ist der Anschlag 18 in Richtung
des Pfeils P bewegbar ausgebildet und mit einem Motor 24,
im Ausführungsbeispiel einem Servomotor, getrieblich verbunden.
Die Kamera 22, der Wegmesser 23, der Motor 24 sowie
im Ausführungsbeispiel die Trennvorrichtung 17 sind
mit einer elektronischen Steuereinrichtung 25 verbunden.
Auch die angetriebenen Transportrollen können mit der Steuereinrichtung 25 verbunden
sein. Optional kann ein weiterer Servomotor 27 vorgesehen
sein, der mit einer der Transportrollen 15a, 15b, 16a, 16b (im
Ausführungsbeispiel mit der Transportrolle 15a)
in Eingriff steht.
-
2 zeigt
in vergrößerter Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Anordnung eines Wegmessers 23 für die erfindungsgemäße
Umformmaschine 20 gemäß 1.
Der einzige Unterschied zu dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Wegmesser 23 nun
nicht mit der Transportrolle 16a in Eingriff steht, sondern
mit der Drehachse 26 der Transportrolle 26. Dies
hat den Vorteil, dass der Wegmesser 23 nun weiter von der Transportvorrichtung 13 als
bisher und damit auch in einem größeren Abstand
von dem erwärmten Halbzeug 12. Ein ggf. wärmeempfindlicher
Wegmesser 23 ist damit besser vor Beschädigung
geschützt. Auch die Gefahr von Messfehlern wird reduziert.
-
Ein
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird im Folgenden anhand der 1 beschrieben.
-
Während
des Transports erfasst die Kamera 22 kontinuierlich jedes
Halbzeug 12 fotografisch und sendet die so erhaltenen fotografisch
erfassten Daten an die Steuereinrichtung 25. Die Steuereinrichtung 25 ermittelt
anhand eines handelsüblichen Bildverarbeitungsprogramms
ein digitales Bild des von der Kamera 22 erfassten Abschnitts
jedes Halbzeugs 12 und erstellt ein Bild des Durchmessers
jedes Halbzeugs 12. Anhand dieses Bildes wird mittels des
Bildverarbeitungsprogramm der Durchmesser jedes Halbzeugs 12 in
dem von der Kamera 22 erfassten Bereich ermittelt.
-
Zur
Bestimmung der Länge des herzustellenden Rohlings 20 wird
in der Steuereinrichtung 25 aus dem ermittelten Durchmesser
des von der Kamera 22 erfassten Abschnitts eines Halbzeugs 12 und einem
vorbestimmten Volumen des Rohlings 20 dessen Länge
errechnet. Anhand dieser berechneten Länge wird der Anschlag 18 durch
Ansteuerung des Motors 24 im entsprechenden Abstand zur
Trennvorrichtung 17 positioniert.
-
Der
Wegmesser 23 misst im Ausführungsbeispiel den
Vorschub des transportierten Halbzeugs 12 in der Transportvorrichtung 13.
Dies dient der Kontrolle, ob die erforderliche Länge des
Rohlings 20, die mittels der Positionierung des Anschlags 18 eingestellt
wird, tatsächlich erreicht wird. Fehler können
bspw. dadurch hervorgerufen werden, dass ein verkürztes
Endstück des Halbzeugs 12 vorliegt oder ein Span
o. dgl. zwischen Anschlag 18 und Stirnfläche des
abzutrennenden Rohlings 20 liegt. In diesem Fall wird der
fehlerhafte Rohling 20 ausgesondert.
-
Wenn
das freie Ende des Halbzeugs 12 am Anschlag 18 anliegt,
wird der Vorschub des Halbzeugs 12 gestoppt. Die Transportrollen 14, 15a, 15b, 16a, 16b sind
im Ausführungsbeispiel so angelegt, dass sie sich in dieser
Situation mit Schlupf weiter drehen. Die Trennvorrichtung trennt
nun den Rohling 20, der die errechnete Länge und
somit das gewünschte vorbestimmte Volumen aufweist, vom Halbzeug 12 ab.
Anschließend wird der Vorschub des Halbzeugs 12 in
der Transportvorrichtung 13 fortgesetzt und der beschriebene
Verfahrensablauf beginnt von neuem.
-
Eine
weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor,
dass ein Servomotor 27 mit einer der Transportrollen 15a, 15b, 16a, 16b,
im Ausführungsbeispiel mit der Transportrolle 15a,
in Eingriff steht. Mittels der Kamera 22 und der Steuereinrichtung 25 wird,
wie oben beschrieben, der Durchmesser des Halbzeugs 12 kontinuierlich
erfasst und die benötigte Länge des abzutrennenden
Rohlings 20 errechnet. Mittels dieses Rechenwerts wird
ein Schaltimpuls generiert, der dem Servomotor 27 zugeführt wird.
Der Servomotor 27, im Ausführungsbeispiel ein Schrittschaltmotor,
treibt die Transportrolle 15a um so viele Schritte weiter,
bis das Halbzeug 12 über die benötigte
Länge transportiert ist. Die Trennvorrichtung trennt nun
den Rohling 20, der die errechnete Länge und somit
das gewünschte vorbestimmte Volumen aufweist, vom Halbzeug 12 ab.
Anschließend beginnt der beschriebene Verfahrensablauf
von neuem. Bei dieser Variante sind der Anschlag 18 und
der ihm zugeordnete Motor 24 entbehrlich und bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in dieser Abwandlung nicht vorgesehen.
-
Im
Ergebnis wird eine permanente, kontinuierliche Volumenregelung der
herzustellenden Rohlinge 20 erhalten. Die erfindungsgemäße
Umformmaschine und das erfindungsgemäße Verfahren
sind selbstverständlich nicht auf das hier beispielhaft
beschriebene Warmumformen beschränkt, sondern für alle
Umformverfahren und Umformvorrichtungen, insbesondere Kaltumformen,
geeignet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 1999/054071
A1 [0002]