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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanz- und Endbehandlungseinheit für eine automatisierte Stanzzelle sowie ein Verfahren zum automatisierten Stanzen und Fügen von Werkstücken.
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Hintergrund der Erfindung
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Roboter und automatisierte Bearbeitungsanlagen übernehmen mehr und mehr Arbeiten besonders in solchen Arbeitsfeldern, in denen mit großen und unhandlichen oder schweren Teilen gearbeitet wird.
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Gerade in der Serien- bzw. Massenfertigung können hier wiederkehrende Arbeiten schnell, präzise und zuverlässig erledigt und zugleich Arbeitskraft eingespart werden. Hohe Volumenzahlen rechtfertigen die hierbei anfallenden hohen Investitionskosten für die Automatisierungsanlage.
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So ist es bekannt, automatisierte Bearbeitungsanlagen auch für die Einbringung von Öffnungen in Teile heranzuziehen, wie es beispielsweise von iNDAT Datensysteme und Industrieautomation erfolgreich angeboten wird.
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Bei Automatisierungsanlagen wird typischerweise nur ein einziger oder wenige Arbeitsschritte an den Stücken durchgeführt, so dass der Stückdurchsatz pro Arbeitsschritt hoch ist.
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Die Anforderungen an Automatisierungsanlagen verändern sich jedoch zunehmend, da die herstellerseitig gewünschte Variantenvielfalt steigt und somit die Stückzahlen der in einer Variante herzustellenden Teile sinken. Automatisierungsanlagen werden dabei unwirtschaftlicher, da Änderungen im Arbeitsschritt mit zumeist manuellen Änderungen an der Automatisierungsanlage einhergehen. Die Variantenvielfalt betrifft dabei zunehmend auch das einzelne Stück, an welchem verschiedene Arbeiten durchgeführt werden sollen. Herkömmliche Automatisierungsanlagen können dabei typischerweise nur je einen Arbeitsschritt durchführen und müssen für einen anderen Arbeitsschritt manuell umgerüstet oder gar umgebaut werden.
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Allgemeine Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Roboter-Stanzzelle derart weiterzuentwickeln, dass mehrere Arbeitsschritte an einem Werkstück durchgeführt werden können ohne lange Umbau- oder Umrüstzeiten einkalkulieren zu müssen.
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Ferner hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, voneinander verschiedene Arbeitsschritte an einem Werkstück so durchzuführen, dass durch die kombinierte Durchführung durch die erfindungsgemäß verbesserte Roboter-Stanzzelle eine Zeitersparnis gegenüber bekannten Automatisierungsanlagen eintritt.
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Die Erfindung hat sich auch die Aufgabe gestellt, eine derartige Weiterentwicklung beispielsweise auch in herkömmlichen Automatisierungsanlagen zur Nachrüstung und Verbesserung der Anlagen einsetzen zu können.
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Weiter stellt die Erfindung ein Verfahren bereit zum automatisierten Bearbeiten von Werkstücken in einer Stanzzelle.
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Dabei sollen insgesamt insbesondere die Nachteile des Standes der Technik verringert oder ausgeräumt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Eine erfindungsgemäße Stanz-Endbehandlungseinheit zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Stanzzelle weist zumindest ein Bearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung der Werkstücke auf. Das Bearbeitungswerkzeug weist eine Stanzeinheitaufnahme und/oder eine Gegenwerkzeugaufnahme auf. Die Stanzeinheitaufnahme ist bevorzugt an der Oberseite des Bearbeitungswerkzeugs angeordnet, die Gegenwerkzeugaufnahme bevorzugt an der Unterseite des Bearbeitungswerkzeugs. Die Stanzeinheitaufnahme ist zur wechselseitigen Aufnahme einer Stanzeinheit, die Gegenwerkzeugaufnahme zur wechselseitigen Aufnahme eines Gegenwerkzeugs hergerichtet.
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Das Anbringen bzw. der Wechsel der Stanzeinheit bzw. des Gegenwerkzeugs geschieht bevorzugt automatisch, so dass besonders vorteilhaft keine oder nur eine kurze Unterbrechung des Produktionsprozesses beim Wechsel stattfindet. In einer einfachen Version kann die Stanzeinheit und/oder das Gegenwerkzeug auch manuell in die Stanzeinheitaufnahme bzw. die Gegenwerkzeugaufnahme des Bearbeitungswerkzeugs der Stanz-Endbehandlungseinheit eingesetzt werden.
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Eine Stanzeinheit umfasst typischerweise ein Oberwerkzeug. Die Stanzeinheit umfasst ferner bevorzugt einen Halter, welcher das Werkstück an der Stanz-Endbehandlungseinheit fixiert, so dass das Werkstück in der Fixierung keine oder nur sehr geringe Bewegungen ausführen kann. Bevorzugt beträgt die Bewegungstoleranz des Werkstücks in der Fixierung unter 1 mm, besonders bevorzugt 0,1 mm oder weniger. Mit anderen Worten behält das Werkstück in der Fixierung die vom Halter vorgegebene Position sehr genau bei, so dass alle Arbeitsschritte, die an dem Werkstück während einer Fixierung des Werkstücks durchgeführt werden, mit hoher Präzision ausgeführt werden können.
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Die Stanzeinheit ist dazu ausgebildet, eine Öffnung in das Werkstück zu stanzen. Der Stanzvorgang wird beispielsweise so durchgeführt, dass das Oberwerkzeug von oben automatisiert an das Werkstück herangefahren wird, während von unterhalb des Werkstücks das Gegenwerkzeug stützt, um die Stanz- bzw. Presskraft, die durch das Oberwerkzeug auf das Werkstück ausgeübt wird, gegenzuhalten. Während dieses Vorgangs ist das Werkstück bevorzugt von dem Halter oder dem Halter in Zusammenwirkung mit dem Gegenwerkzeug fixiert. Hierdurch kann ein Verschieben des Werkstücks vermieden werden. Die automatisierte Bewegung der Stanzeinheit kann mittels verstellbarem Linearaktuator, also beispielsweise einem pneumatischen Antrieb, erfolgen, aber auch elektromotorische oder hydraulische Anstellung ist möglich.
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Mit anderen Worten ist in der Stanzeinheitsaufnahme des Bearbeitungswerkzeugs eine Stanzeinheit mit Oberwerkzeug modular aufgenommen sowie in der Gegenwerkzeugaufnahme des Bearbeitungswerkzeugs ein Gegenwerkzeug modular aufgenommen.
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Selbstverständlich ist es je nach Form des Werkstücks und/oder der baulichen Gegebenheiten der zu bauenden Stanz-Endbehandlungseinheit auch möglich, dass der Stanzkolben von der Seite oder von unten an das Werkstück angestellt wird. Die Anstellung des Oberwerkzeugs von oben ist jedoch bevorzugt, da hierbei auch die Fixierung des Werkstücks einfacher zu bewerkstelligen ist, indem das Werkstück zunächst auf dem Gegenwerkzeug abgelegtwerden kann.
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Bevorzugt umfasst die in der Stanzeinheitsaufnahme des Bearbeitungswerkzeugs aufgenommene Stanzeinheit daher das Oberwerkzeug, welches im Wesentlichen von oben in Richtung des Erdbodens an das Werkstück angestellt werden kann. Die Stanzeinheit kann ferner einen verstellbaren Linearaktuator als Anstellantrieb zum Anstellen des Oberwerkzeugs an das Werkstück aufweisen. Die Vorschubkraft des verstellbaren Linearaktuators wird bevorzugt pneumatisch, hydraulisch oder servomotorisch erzeugt.
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Die Stanzeinheit kann ferner einen Stanzkolben des Oberwerkzeugs umfassen, wobei der Stanzkolben zum Ausstanzen der Öffnung von oben an das Werkstück angestellt werden kann. Mit anderen Worten besteht das Oberwerkzeug bevorzugt aus dem Stanzkolben und dem Halter.
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Das Oberwerkzeug kann ferner nach dem Ausstanzen der Öffnung automatisch in eine Grundstellung zurückfahren, so dass der unmittelbare Nahbereich am Werkstück freigegeben wird. Insbesondere kann der Stanzkolben nach dem Ausstanzen der Öffnung automatisch in eine Grundstellung zurückfahren, wobei der Halter an dem Werkstück verbleibt, so dass das Werkstück fixiert bleibt, aber der unmittelbare Nahbereich am Werkstück freigegeben ist. Mit anderen Worten werden Stanzkolben und Halter am Oberwerkzeug zueinander verstellt, um den Stanzkolben vom Werkstück abzustellen und zugleich mit dem Halter weiter das Werkstück zu fixieren.
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Auch das Gegenwerkzeug kann nach dem Ausstanzen der Öffnung automatisch von dem Werkstück abgestellt werden um Platz für das Zustellen einer Endbehandlungseinheit freizugeben. Mit anderen Worten wird das Gegenwerkzeug nach dem Ausstanzen horizontal und/oder vertikal verstellt, so dass sich das Werkstück von dem Gegenwerkzeug löst. All diese Schritte können durchgeführt werden, solange das Werkstück durch den Halter an der Stanz-Endbehandlungseinheit fixiert ist, so dass die in dem Werkstück eingebrachte Öffnung für alle weiteren Bearbeitungsschritte fixiert bleibt. Insbesondere ist daher die Position des Werkstücks der Stanz-Endbehandlungseinheit während der Bearbeitung des Werkstücks ununterbrochen bekannt, so dass die Position nicht für weitere Bearbeitungsschritte neu ermittelt werden muss.
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Das Werkstück wird bevorzugt mit einem Roboter automatisch an die Stanz-Endbehandlungseinheit zur Bearbeitung herangeführt. In vorteilhafter Weise kann der Halter der Stanz-Endbehandlungseinheit hierbei mit dem Roboter zusammenwirken, so dass der Roboterarm die Gegenkraft zu der Niederhaltekraft des Halters ausübt und somit insgesamt das Werkstück in seiner Position an der Stanz-Endbehandlungseinheit behält.
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Das Bearbeitungswerkzeug ist bevorzugt C-förmig ausgebildet, wobei die Stanzeinheitaufnahme über einen Verbindungssteg mit der Gegenwerkzeugaufnahme verbunden ist. Das Bearbeitungswerkzeug kann fest mit der Stanz-Endbehandlungseinheit verbunden, beispielsweise verschraubt oder verschweißt, sein. Die Stanz-Endbehandlungseinheit kann aber auch ggf. eine modulare Werkzeugaufnahme aufweisen, wobei das Bearbeitungswerkzeug von der Werkzeugaufnahme gehalten wird, so dass das Bearbeitungswerkzeug auch als Ganzes gemeinsam mit der Endbehandlungseinheit an der Stanz-Endbehandlungseinheit austauschbar ist.
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Nach dem Stanzvorgang durch die Stanzeinheit wird die Endbehandlungseinheit an das Werkstück angestellt zum Endbehandeln der Öffnung. Auch das Endbehandeln wird durchgeführt, solange das Werkstück von dem Halter fixiert ist, so dass die Position der Öffnung nicht oder höchstens gering verändert ist und die Genauigkeit beim Endbehandeln gegenüber früheren Verfahren deutlich verbessert wird.
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Die Endbehandlungseinheit kann bei der Endbehandlung ein an dem Werkstück anzubringendes Bauteil an dem Werkstück befestigen. Bei dem anzubringenden Bauteil kann es sich beispielsweise um einen Dichtungsring, um einen Halter für Anbaugeräte wie einen Sensor oder eine Scheinwerferwaschdüse oder ganz allgemein um in der Öffnung einzubringende Bauteile handeln. Das Bauteil kann demnach beispielsweise auch eine Kunststoffhalterung sein für einen an einem Kunststoffstoßfänger eines Kraftfahrzeugs anzubringenden Sensor.
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Nach dem Ausstanzen der Öffnung kann die Endbehandlungseinheit insbesondere mittels eines verstellbaren Endbehandlungseinheitsantriebs an die ausgestanzte Öffnung des Werkstücks angestellt werden. Mit anderen Worten kann die Endbehandlungseinheit beispielsweise mit einem Linearaktuator pneumatisch, hydraulisch oder servomotorisch angetrieben an die ausgestanzte Öffnung des Werkstücks angestellt werden. Der verstellbare Endbehandlungseinheitsantrieb kann demnach derart ausgeführt sein, dass er nur eine lineare Auslenkungsrichtung, nämlich Anstellen an das Werkstück bzw. Abstellen von dem Werkstück, zulässt, da die Position der Öffnung fixiert ist und somit die Endlage für die mittels des verstellbaren Endbehandlungseinheitsantriebs angestellte Endbehandlungseinheit bereits festgelegt ist. In vorteilhafter Weise kann dadurch auch ein besonders einfacher oder kostengünstiger Aufbau der Endbehandlungseinheit erreicht werden ohne dass die Position der Öffnung vor der Endbehandlung neu ermittelt werden müsste.
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Die Endbehandlungseinheit kann zum Fügen der ausgestanzten Öffnung ausgebildet sein, so dass das Bauteil an bzw. in der Öffnung beispielsweise mittels eines Schweißvorgangs oder eines Klebevorgangs befestigt ist. Beispielsweise im Falle eines Werkstücks aus Kunststoff wie einem Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug kann die Endbehandlungseinheit in der Öffnung des Werkstücks ein automatisiertes Kunststoffschweißverfahren oder ein automatisiertes Klebeverfahren durchführen, um das Bauteil an bzw. in der Öffnung zu befestigen.
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Das Bearbeitungswerkzeug der Stanz-Endbehandlungseinheit ist vorzugsweise zur Bearbeitung von Werkstücken aus Kunststoff ausgebildet. Dies betrifft vor Allem die Ausgestaltung des Stanzkolbens und des Halters.
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Die Stanz-Endbehandlungseinheit kann eine Dreheinheit aufweisen mit dem ersten und einem zweiten Bearbeitungswerkzeug. Das erste und das zweite Bearbeitungswerkzeug können an einer ersten und einer zweiten Werkzeugaufnahme zur Anbringung von zwei Bearbeitungswerkzeugen an der Stanz-Endbehandlungseinheit angebracht oder unmittelbar mit der Stanz-Endbehandlungseinheit verbunden sein. Die Dreheinheit weist dabei eine horizontale Drehachse auf, wobei das erste und das zweite Bearbeitungswerkzeug in einer horizontalen Ebene um eine vertikale Achse, die etwa durch die Mitte der Dreheinheit führt, um die Mitte der Dreheinheit gedreht werden können. Das erste Bearbeitungswerkzeug ist dabei das zu dem Werkstück zugewandte und das zweite Bearbeitungswerkzeug das von dem Werkstück abgewandte, wobei die beiden Bearbeitungswerkzeuge durch Drehung der Dreheinheit bezüglich ihres Platzes und ihrer Funktion ausgetauscht werden können. Das erste Bearbeitungswerkzeug ist nämlich dasjenige, womit das Werkstück bearbeitet wird. Das zweite Bearbeitungswerkzeug ist in einer Ruheposition, so dass in einfacher Weise während der Bearbeitung eines Werkstücks mit dem ersten Bearbeitungswerkzeug die Stanzeinheit und/oder das Gegenwerkzeug des zweiten Bearbeitungswerkzeugs ausgetauscht werden können. Die Bearbeitungswerkzeuge sind daher bevorzugt zueinander gegenüberliegend angeordnet.
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Während der Bearbeitung des Werkstücks mit der Endbehandlungseinheit ist besonders bevorzugt auch zugleich das Bauteil an dem Werkstück anzubringen. Zum automatisierten Heranführen des Bauteils an das Werkstück haben sich zwei Alternativen herausgebildet, welche je nach Bauteileigenheiten, Werkstückbeschaffenheit und/oder der Fügetechnik (zum Beispiel Kleben oder Schweißen) ausgewählt wird. In der ersten Alternative ist das Bauteil vor der Endbehandlung an dem Bearbeitungswerkzeug angeordnet und wird zusammen mit dem Bearbeitungswerkzeug an das Werkstück herangeführt. Das Bauteil wird hierbei nach Beendigung des Stanzvorgangs entweder direkt an dem Werkstück angebracht oder von der Endbehandlungseinheit zum Anbringen an das Werkstück geführt. Bevorzugt ist das Bauteil hierbei bereits an der Endbehandlungseinheit des Bearbeitungswerkzeugs angebracht, so dass das Bauteil relativ fest an der Endbehandlungseinheit befestigt werden kann und erst an bzw. in der Öffnung des Werkstücks von der Endbehandlungseinheit gelöst wird. An dieser Variante ist vorteilhaft, dass das Bauteil nicht erst im Bearbeitungsprozess des Werkstücks von der Endbehandlungseinheit aufgenommen wird, sondern noch sicherer an das Werkstück geführt werden kann.
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In dieser Variante verbraucht sich das Bearbeitungswerkzeug durch das Anbringen des Bauteils an dem Werkstück, so dass für jede neue Öffnung, insbesondere auch für jede an demselben Werkstück anzubringende Öffnung, ein neues Bearbeitungswerkzeug an der Stanz-Endbehandlungseinheit angebracht wird. Bevorzugt umfasst die Endbehandlungseinheit aber einen Bauteilvorratshalter, mit welchem mehrere Bauteile bevorratet und sukzessive eingebaut bzw. verbraucht werden können. Somit kann auch im Falle von unterschiedlichen Stanzvorgängen, bei denen unterschiedliche Stanzeinheiten und/oder Gegenwerkzeuge am zur Bearbeitung des Werkstücks benötigt werden, das Bearbeitungswerkzeug in der Stanz-Endbehandlungseinheit verbleiben und nur die Stanzeinheit und/oder das Gegenwerkzeug ausgetauscht werden.
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Stanzeinheit und/oder Gegenwerkzeug des Bearbeitungswerkzeugs können vorzugsweise mittels einer Bestückungseinheit automatisch ausgetauscht werden. In vorteilhafter Weise kann daher in der Bestückungseinheit bereits eine Vielzahl an Stanzeinheiten und/oder Gegenwerkzeugen vorrätig sein, welche mittels der Bestückungseinheit schnell und automatisiert gewechselt werden können. Mit Hilfe der Dreheinheit kann dabei jeweils ein Bearbeitungswerkzeug von dem Werkstück weggedreht und der Bestückungseinheit zugedreht werden.
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Hieran ist besonders vorteilhaft, dass besonders bei unterschiedlichen Bauteilen und/oder unterschiedlichen zu stanzenden Öffnungen, wobei das Stanzwerkzeug bei der Bearbeitung eines Werkstücks auszutauschen ist, jeweils das passende Bauteil mit an das Werkstück geführt wird. Diese Variante eignet sich daher besonders bei Werkstücken, bei welchen nur wenige identische Bauteile anzubringen sind, so dass das Bearbeitungswerkzeug zu wechseln ist und dabei die jeweils passenden Bauteile mitgeführt werden können.
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In einer zweiten Variante ist das Bauteil vor der Endbehandlung an dem Werkstückträger angeordnet, so dass das Bauteil nach Beendigung des Stanzvorgangs von der Endbehandlungseinheit aufgenommen und an das Werkstück herangeführt werden kann. Mit anderen Worten wird das Bauteil vor der Bearbeitung zusammen mit dem Werkstück an dem Werkstückträger angebracht und Werkstück und Bauteil gemeinsam von einem Roboter zu der Stanz-Endbehandlungseinheit gebracht, wobei das Bauteil zur Einbringung in das Werkstück von der Endbehandlungseinheit aufgenommen wird, solange das Werkstück an dem Halter fixiert ist. An dieser Variante ist vorteilhaft, dass die Bearbeitungswerkzeuge mehrere Öffnungen bearbeiten können, wenn mehrere Bauteile an dem Werkstückträger vorrätig sind, so dass die Bearbeitungswerkzeuge bereits automatisiert beispielsweise ein ganzes Werkstück abarbeiten können.
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Werden die Bauteile bereits an dem Werkstückträger mitgeführt ist es mit Hilfe der modularen Befestigung der Stanzeinheit und/oder des Gegenwerkzeugs an dem Bearbeitungswerkzeug auch möglich, dass verschiedene Bauteile mit demselben Bearbeitungswerkzeug verarbeitet werden können, wobei lediglich noch die Stanzeinheit und/oder das Gegenwerkzeug im Falle von unterschiedlichen Bauteilen ausgetauscht werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden sowohl am Bearbeitungswerkzeug als auch an dem Werkstückträger Bauteile bevorratet, entsprechend einer Kombination der beiden zuvor genannten Varianten. Bei der kombinierten Bevorratung sowohl am Bearbeitungswerkzeug als auch am Werkstückträger ist die höchstmögliche Flexibilität bezüglich der Bauteilauswahl und des Fügeverfahrens erhaltbar, so dass verschiedene Fügetechniken und verschiedene Bauteile in einem Arbeitsschritt an dem Werkstück durchgeführt bzw. angebracht werden können.
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Die Bestückungseinheit zum Bestücken bzw. Austauschen der Stanzeinheit und/oder des Gegenwerkzeugs ist zur Durchführung des Austauschvorgangs beispielsweise als mehrachsiger Manipulator, als Revolverdreheinheit oder als handelsüblicher Industrieroboter ausgeführt. Die Bestückungseinheit hat dabei bevorzugt Zugriff auf ein Stanzeinheitendepot und/oder ein Gegenwerkzeugdepot, so dass aus eine Mehrzahl von Stanzeinheiten und/oder Gegenwerkzeugen das Passende von der Bestückungseinheit ausgewählt und dem Bearbeitungswerkzeug der Stanz-Endbehandlungseinheit automatisiert zugeführt werden kann.
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Die Stanz-Endbehandlungseinheit ist bevorzugt in einer Stanzzelle angeordnet. Eine Stanzzelle ist dabei ein unter Berücksichtigung von Sicherheitsvorkehrungen abgeschlossener Raum, in dem zugleich auch ein Roboterarm zum Positionieren und Bewegen des Werkstücks angeordnet ist. Zuführung von Werkstücken und/oder Stanzeinheiten bzw. Gegenwerkzeugen kann über definierte Zufuhrstellen erreicht werden, die ggf. auch von außerhalb der Stanzzelle bedient werden können. Ebenfalls kann auch die kombinierte automatisierte Zufuhr von lediglich Stanzeinheiten bzw. Gegenwerkzeugen mit kompletten Bearbeitungswerkzeugen in der Stanzzelle vorgesehen sein. Die Bestückungseinheit kann in diesem Falle dergestalt ausgeführt sein, dass sowohl der Austausch der Komponenten des Bearbeitungswerkzeugs wie auch des gesamten Bearbeitungswerkzeugs ermöglicht ist.
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Bei dem Verfahren zum automatisierten Bearbeiten von Werkstücken in einer Stanzzelle wird zunächst ein Werkstück auf einen Werkstückträger an einer Aufspannstation aufgespannt. Bevorzugt kann das aufgespannte Werkstück an der Aufspannstation aufgenommen werden. Mit anderen Worten wird das aufgespannte Werkstück für die folgende Bearbeitung in der Stanzzelle an einer Eingangsposition vorgehalten, so dass es von dem Roboter direkt aufgenommen und der Stanz-Endbehandlungseinheit zugeführt werden kann. Die Aufspannstation ist also so angeordnet, dass sie einerseits von dem Roboter erreicht werden kann, so dass das Werkstück automatisiert aufgenommen werden kann, andererseits auch von außerhalb befüllt werden kann. Die Aufspannstation kann ggf. automatisiert innerhalb der Stanzzelle mit dem aufgespannten Werkstück befüllt werden, die Aufspannstation kann aber auch von außen, beispielsweise manuell, mit einem Werkstück befüllt werden.
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Das aufgespannte Werkstück wird anschließend von der Aufspannstation durch den Roboter, insbesondere einen Roboterarm, aufgenommen und zu der kombinierten Stanz-Endbehandlungseinheit zugeführt. Bevorzugt ist die Stanz-Endbehandlungseinheit gegenüberliegend zu der Vorratsposition angeordnet.
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Das aufgespannte Werkstück wird auf das Bearbeitungswerkzeug abgelegt, also insbesondere auf einem Gegenwerkzeug des Bearbeitungswerkzeugs, und wird von einem Halter fixiert. Hernach fährt ein Stanzkolben des Bearbeitungswerkzeugs an die Öffnung heran, um die Öffnung aus dem Werkstück auszustanzen. Mit anderen Worten wird eine erste Öffnung mit einem Oberwerkzeug des Bearbeitungswerkzeugs aus dem Werkstück gestanzt.
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Das Gegenwerkzeug wird nach dem Stanzvorgang von dem Werkstück abgestellt, so dass ein Freiraum an der Öffnung entsteht. Eine Endbehandlungseinheit des Bearbeitungswerkzeugs wird nun an das Werkstück angestellt zum Endbehandeln der Öffnung. Insbesondere wird mittels der Endbehandlungseinheit ein Bauteil an der ausgestanzten Öffnung des Werkstücks angebracht. Der angestellte Halter dient dabei als Gegendrucklager beim Fügeprozess.
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Schließlich wird nach dem Endbehandlungsvorgang die Endbehandlungseinheit von dem Werkstück abgestellt und das Werkstück an einer Endlageposition durch den Roboterarm abgestellt.
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Bevorzugt sind an dem Werkstück mehr als eine Öffnung anzubringen. In diesem Fall wird nach dem Anbringen und Endbehandeln der ersten Öffnung das Werkstück in anderer Position auf dem Unterwerkzeug neu positioniert, so dass in Wiederholung der vorigen Schritte weitere Öffnungen an demselben Werkstück gestanzt und/oder endbehandelt werden können.
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Für den besonders bevorzugten Fall, dass die anzubringenden Öffnungen sich voneinander hinsichtlich Form und/oder Funktion unterscheiden, wird nach dem Anbringen und Endbehandeln der ersten Öffnung die Stanzeinheit und/oder das Gegenwerkzeug des Bearbeitungswerkzeugs mittels der Bestückungseinheit ausgetauscht, so dass die weitere Öffnung gefertigt werden kann.
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Noch schneller kann der Fertigungsprozess gestaltet werden, wenn in diesem Fall das Bearbeitungswerkzeug mittels der Dreheinheit von dem Werkstück weg und zu der Bestückungseinheit hingewandt wird. Ein zweites Bearbeitungswerkzeug wird dabei automatisch um dieselbe Drehachse zu dem Werkstück hingewandt, wo es unmittelbar mit der Fertigung an dem Werkstück beginnen kann. Das erste Bearbeitungswerkzeug kann nun ohne die Bearbeitungszeit zu verlängern von der Bestückungseinheit mit einer anderen Stanzeinheit und/oder einem anderen Gegenwerkzeug bestückt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stanz-Endbehandlungseinheit,
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2 eine weitere perspektivische Ansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit,
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3 eine weitere perspektivische Ansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit,
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4 eine Detailansicht eines in die Stanz-Endbehandlungseinheit eingesetzten Bearbeitungswerkzeugs,
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5 eine perspektivische Ansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit mit Werkstück,
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6 eine skizzenhafte Seitenansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit mit Werkstück,
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7 eine Stanzzelle mit Stanz-Endbehandlungseinheit und Roboter,
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8 eine Ansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit mit Revolverdreheinheit,
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9 eine Draufsicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit mit Revolverdreheinheit,
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10 eine perspektivische Ansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit mit einem Roboter als Bestückungseinheit,
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11 eine perspektivische Ansicht einer Stanzzelle,
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12 eine weitere Ausführungsform einer Stanz-Endbehandlungseinheit,
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13 eine weitere Ansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit,
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14 eine Seitenansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit,
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15 eine perspektivische Seitenansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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1 zeigt eine Stanz-Endbehandlungseinheit 10 von einer ersten perspektivischen Ansicht. An einem ersten Träger 12 und zweiten Träger 13 (nicht dargestellt, vgl. 2) ist ein Bearbeitungswerkzeug 20 befestigt, beispielsweise verschraubt. Die Krafteinleitung beispielsweise der bei der Bearbeitung eines Werkstücks auftretenden Stanzkräfte wird vom ersten Träger 12 sowie vom zweiten Träger 13 der Stanz-Endbehandlungseinheit abgeleitet.
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Das Bearbeitungswerkzeug 20 weist zur Aufnahme einer Stanzeinheit 21 oberseitig eine Stanzeinheitaufnahme 14 auf. Zur Aufnahme eines Gegenwerkzeugs 24 weist das Bearbeitungswerkzeug unterseitig eine Gegenwerkzeugaufnahme 15 auf. Zur Bearbeitung eines Werkstücks 40 (siehe beispielsweise 7) umfasst die Stanzeinheit 21 ein Oberwerkzeug 22 sowie einen Stanzkolben 30. Ein Stanzkolbenaktuator 31 zum Verstellen des Stanzkolbens 30 ist im vorliegenden Beispiel an der Stanz-Endbehandlungseinheit befestigt, also nicht Teil der modularen Stanzeinheit 21. In einer alternativen Ausführung kann der Stanzkolbenaktuator 31 aber auch Teil der modularen Stanzeinheit 21 sein und bei einem Wechsel der Stanzeinheit mitgewechselt werden.
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In der gezeigten Darstellung fährt der Stanzkolben 30 des Oberwerkzeugs 22 per Vorschubkraft des Stanzkolbenaktuators 31 angetrieben senkrecht herunter, um an ein Werkstück 40 (6 bis 9) anzustellen. Die Vorschubkraft des Stanzkolbenaktuators 31 kann pneumatisch, hydraulisch oder servomotorisch erzeugt werden. Gegenüberliegend zu dem Oberwerkzeug 22 ist das Gegenwerkzeug 24 an der modularen Gegenwerkzeugaufnahme 15 angebracht. Auf dem Gegenwerkzeug 24 liegt das Werkstück 40 auf, wenn es in der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 bearbeitet wird, es bildet ferner das Gegenlager zu dem Stanzkolben 30, um die Stanzkraft des Stanzkolbens 30 gegenzuhalten. Das Oberwerkzeug 22 der Stanzeinheit 21 ist somit in der Ausführungsform der 1 in der Ausgangsposition. Oberwerkzeug 22 und Gegenwerkzeug 24 führen bevorzugt ihre Zueinanderbewegung entlang einer Stanzachse aus, die durch den Stanzkolben 30 des Oberwerkzeugs 22 sowie das Gegenwerkzeug 24 geht.
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Der Bauteilvorratshalter 26 hält Bauteile 70 zum Anbringen in der Öffnung 48 des Werkstücks 40 vor und ist in der gezeigten Darstellung ebenfalls in der Ausgangsposition. Er befindet sich im unteren Bereich des Bearbeitungswerkzeugs 20 unterhalb des Gegenwerkzeugs 24. In einer besonderen Ausführungsform kann es mittels des Bauteilvorratshalteraktuators 32 in Richtung des Halters 23 gefahren werden, um an das von dem Halter 23, im gezeigten Fall einem Niederhalter 23, in der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 fixierte Werkstück 40 angestellt zu werden. Der Bauteilvorratshalteraktuator 32 kann ein Linearaktuator mit pneumatischem, hydraulischem oder servomotorischem Antrieb sein Im gezeigten Fall ist es ein pneumatischer Antrieb 32.
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Das Endbehandlungswerkzeug 28 ist in der gezeigten Ausführungsform ein Fügewerkzeug 28 zum Kleben oder Schweißen und befindet sich in der gezeigten Darstellung neben dem Bauteilvorratshalter 26, es ist ebenfalls in einer Ausgangsposition. Auch die Endbehandlungseinheit 28 kann per Endbehandlungseinheitsaktuator 33, im vorliegenden Fall einem pneumatischen Linearantrieb 33, an das Werkstück 40 angestellt werden.
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Bauteilvorratshalter 26 und Endbehandlungseinheit 28 sind mittels eines Trägers 27 seitlich an dem Verbindungssteg des Bearbeitungswerkzeugs 20 befestigt, in diesem Fall verschraubt. Der Träger 27 ist beidseits des Bearbeitungswerkzeugs 20 ausgeführt und steht seitlich breiter hervor als der zweite Träger 13 der Stanz-Endbehandlungseinheit 10, so dass der zweite Träger 13 beim Einbringen des Bearbeitungswerkzeugs 20 in die Werkzeugaufnahme 16 der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 zwischen die beiden Arme des Träger 27 hineingleitet. Mit anderen Worten umschließt der Träger 27 den zweiten Träger 13 der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 in der eingebrachten Position des Bearbeitungswerkzeugs 20.
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Der Luftspalt 25 zwischen Oberwerkzeug 22 und Gegenwerkzeug 24 bietet Platz für das Einführen des Werkstücks 40.
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2 zeigt eine weitere Ansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit 10, wobei der zweite Träger 13 und der Träger 27 deutlicher zu erkennen sind, so dass die Anordnung des Bearbeitungswerkzeugs 20 an der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 noch klarer zu verstehen ist. In der Ausführungsform der 2 ist nicht nur die Stanzeinheit 21 mittels der Stanzeinheitaufnahme 14 modular an dem Bearbeitungswerkzeug 20 angebracht. Vielmehr ist auch der Stanzkolben 30 mit Halter 23 separat von der Stanzeinheit 21 mittels der Stanzkolbenaufnahme 36 abkoppelbar. Mit anderen Worten kann in dieser Ausführungsform auch nur Stanzkolben 30 mit Halter 23 ausgewechselt werden, so dass die weiteren Teile der Stanzeinheit wie insbesondere dem Oberwerkzeug 22 an dem Bearbeitungswerkzeug 20 verbleiben können.
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Das Oberwerkzeug 22 mit Stanzkolben 30 ist auch in dieser Darstellung in der Ausgangsposition. Das in die Gegenwerkzeugaufnahme 15 eingebrachte Gegenwerkzeug 24 umfasst in dieser Ausführungsform mittig im unteren Bereich des Gegenwerkzeugs 24 einen Schuh 19, so dass das Gegenwerkzeug 24 an verschiedene Oberflächenformen des Werkstücks 40 anpassbar ist, indem die Oberfläche des Gegenwerkzeugs 24 neigbar und/oder schwenkbar ist.
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Darüber hinaus ist die Gegenwerkzeugaufnahme 15 in dieser Ausführungsform horizontal mittels des horizontalen Gegenwerkzeugverstellantriebs 46 verstellbar. Allgemein kann durch ein Gegenwerkzeugverstellsystem 45 das Gegenwerkzeug 24 horizontal und/oder vertikal verstellbar sein, um von dem Werkstück 40 abstellen zu können, so dass der Bereich unmittelbar unterhalb der gestanzten Öffnung 48 des Werkstücks freihaltbar ist (vertikale Verstellung vgl. 12 bis 15). Mit anderen Worten kann das Gegenwerkzeug 24 eine kombinierte vertikale und horizontale Bewegung ausführen, beispielsweise um auch bei komplexen Formen des Werkstücks 40 unter einem Rand etwa eines Stoßfängers seitlich hindurchzutauchen. Der Antrieb für den horizontalen Gegenwerkzeugverstellantrieb 46 für die Bewegung des Gegenwerkzeugs 24 kann pneumatisch, hydraulisch und/oder servomotorisch erfolgen.
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In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Gegenwerkzeugverstellantrieb 46 lediglich ein linearer Antrieb, mit welchem eine horizontale Verstellung der Gegenwerkzeugaufnahme 15 und somit des Gegenwerkzeugs 24 ermöglicht ist.
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Bauteilvorratshalter 26 und die Endbehandlungseinheit 28 sind unterhalb des Gegenwerkzeugs 24 in der jeweiligen Ausgangsstellung und können von den Antrieben 32, 33 einzeln zugestellt werden.
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3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Stanz-Endbehandlungseinheit 10, wobei die Kopplung des Stanzkolbenaktuators 31 mit der modularen Stanzeinheit 21 deutlicher zu verstehen ist. Die Stanzeinheit 21 kann in dieser Ausführungsform so an der Stanzeinheitaufnahme 14 ausgetauscht werden, dass der Stanzkolbenaktuator 31 an dem ersten Träger 12 der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 verbleiben kann.
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4 zeigt eine Detaildarstellung des in die Stanz-Endbehandlungseinheit 10 eingesetzten Bearbeitungswerkzeugs 20. Das Oberwerkzeug 22 der Stanzeinheit 21 ist in der Ausgangsstellung. Der Schuh 19 mit dem Gegenwerkzeug 24 ist mittels des Gegenwerkzeugverstellantriebs 46 in die Stanzachse 34 verschoben. Die Stanz-Endbehandlungseinheit 10 ist somit bereit für die Aufnahme eines Werkstücks 40.
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Die Stanzeinheit 21 umfasst den Stanzkolben 30, den Stanzkolbenaktuator 31 und den Halter 23. Der Halter ist mit Federn 29 an dem Oberwerkzeug 22 befestigt. Der Stanzkolben 30 kann mittels des Stanzkolbenaktuators 31 nach unten gefahren werden, so dass Stanzkolben 30 und Halter 23 zueinander beweglich sind. Für den Stanzvorgang wird das Oberwerkzeug an das Werkstück 40 angestellt, woraufhin der Halter 23 anliegt. Nun wird der Stanzkolben 30 weiter an das Werkstück 40 angestellt um die Öffnung 48 aus dem Werkstück 40 auszustanzen. Der Stanzkolben 30 wird von dem Werkstück 40 abgestellt und in eine Ausgangsposition gestellt. Der Halter 23 kann noch immer an dem Werkstück 40 anliegen und das Werkstück 40 fixieren. Der Stanzkolben 30 wird durch einen Berührschutzring 35 im eingezogenen Zustand verdeckt, so dass unbeabsichtigte Verletzungen vermieden werden können
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5 zeigt eine Stanz-Endbehandlungseinheit 10 mit auf dem Gegenwerkzeug 24 abgelegten Werkstück 40. Eine Öffnung 48 ist bereits aus dem Werkstück 40 mittels der Stanzeinheit 21 gestanzt worden.
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6 zeigt eine Seitenansicht einer Stanz-Endbehandlungseinheit 10 mit einer Dreheinheit 11, welche mit einem ersten Bearbeitungswerkzeug 20 sowie einem zweiten Bearbeitungswerkzeug 20' ausgerüstet ist. Die Stanz-Endbehandlungseinheit 10 weist in dieser Ausführungsform zur Aufnahme des ersten und zweiten Bearbeitungswerkzeugs 20, 20' zwei Werkzeugaufnahmen 16, 16' auf, so dass auch die Bearbeitungswerkzeuge 20, 20' als Ganzes austauschbar sind. Somit kann das zweite Bearbeitungswerkzeug 20' während der Bearbeitung mit dem ersten Bearbeitungswerkzeug 20 mit einem weiteren Bearbeitungswerkzeug 20'' ausgetauscht werden, wenn sich beispielsweise das Bearbeitungswerkzeug 20/20' verbraucht hat.
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Ein Werkstück 40 ist an dem ersten Bearbeitungswerkzeug 20 in der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 zur Bearbeitung aufgenommen.
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7 zeigt eine Seitenansicht eines Teils einer Stanzzelle 60 mit einer Stanz-Endbehandlungseinheit 10, einem Roboterarm 50 und einem Werkstück 40, welches auf einem Werkstückträger 42 befestigt ist. Bei dem gezeigten Werkstück 40 handelt es sich um einen Kunststoffstoßfänger 40. Das Werkstück 40 wird von dem Roboterarm 50 gehalten um von der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 weggeführt oder der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 zugeführt zu werden. In dieser Ausführungsform ist ein vorrätiges, nicht in der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 eingesetztes Bearbeitungswerkzeug 20'' auf einer Bestückungseinheit 62 dargestellt, welche die Bearbeitungswerkzeuge 20'' in der Blattachse verfahren kann, um diese zu der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 zu- oder von dieser abzuführen.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Stanz-Endbehandlungseinheit 10, wobei die Bearbeitungswerkzeuge 20 fest an der Dreheinheit 11 montiert sind und Stanzeinheit 21 und/oder Gegenwerkzeug 24 von einer Bestückungseinheit 62 ausgetauscht werden können. Die Bestückungseinheit 62 ist in dieser Ausführungsform als Revolverdreheinheit 62' ausgeführt, mit welcher schnell verschiedene Stanzeinheiten 21 bzw. Gegenwerkzeuge 24 dem Bearbeitungswerkzeug 20 zugeführt werden können.
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9 zeigt die Draufsicht auf eine Stanz-Endbehandlungseinheit 10 mit einer Revolverdreheinheit 62'. Verscheidene Stanzeinheiten 21 sind in dem Revolver bevorratet.
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10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 mit fest integrierten Bearbeitungswerkzeugen 20, wobei nun als Bestückungseinheit 62 ein Industrieroboter 62'' eingesetzt ist. Der Industrieroboter 62'' kann aus einem Vorratsspeicher 63 weitere Stanzeinheiten 21 und/oder Gegenwerkzeuge 24 und/oder Stanzkolben 30 in einen Wechselkopf 65 einsetzen. Beim Wechsel einer Stanzeinheit 21 und/oder Gegenwerkzeugs 24 an dem Bearbeitungswerkzeug 20' wird das auszutauschende Teil von dem Wechselkopf 65 aufgenommen, dieser dreht sich um die Hochachse und kann die an der gegenüberliegenden Seite des Wechselkopfs 65 von dem Industrieroboter 62'' vorbereitete Stanzeinheit 21 und/oder Gegenwerkzeug 24 an dem Bearbeitungswerkzeug 20' anbringen. Vorteil dieses doppelten Wechselsystems ist die kürzere Taktzeit gegenüber einem direkten Wechsel von Stanzeinheit 21 und/oder Gegenwerkzeug 24 an dem Bearbeitungswerkzeug 20'. Der Industrieroboter 62'' kann also besonders vorteilhaft unabhängig von der als Doppelstanze ausgeführten Stanz-Endbehandlungseinheit 10 operieren. In einem einfacheren System kann der Industrieroboter 62'' auch unmittelbar die Doppelstanze bedienen, so dass der Industrieroboter 62'' die an dem Bearbeitungswerkzeug 20' angeordnete Stanzeinheit 21 und/oder Gegenwerkzeug 24 auswechselt.
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11 zeigt eine perspektivische Aufsicht auf eine Stanzzelle 60 mit einer Stanz-Endbehandlungseinheit 10 und einem Roboterarm 50, wobei ein Werkstück 40 von dem Roboterarm 50 in der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 gehalten wird. Die Öffnung 48 des Werkstücks 40 wird in der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 endbehandelt.
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12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Stanz-Endbehandlungseinheit 10. Das besondere Augenmerk dieser Ausführungsform richtet sich auf das Gegenwerkzeugverstellsystem 45. Das Gegenwerkzeug 24 ist in dieser Ausführungsform mittels der Gegenwerkzeugaufnahme 15 auf dem Schuh 19 montiert. Der Schuh 19 ist horizontal mittels des horizontalen Gegenwerkzeugverstellantriebs 46 verstellbar, welcher mittig an dem Bearbeitungswerkzeug 20 angeordnet ist und über eine Antriebs- oder Koppelstange 52 den Schuh 19 horizontal von dem Bearbeitungswerkzeug 20 weg oder zu diesem hin bewegen kann. Die seitliche Führung für die horizontale Bewegung wird durch eine seitliche Führung gewährleistet, wobei der Schuh 19 mit seitlichen Schuharmen 19a unter die Fläche 47 greift und dadurch stabilisiert ist, also sich nicht seitwärts in einer Richtung senkrecht zur Stanzachse 34 und senkrecht zu der Achse, die von dem horizontalen Gegenwerkzeugverstellantrieb 46 mit der Koppelstange 52 definiert ist, bewegen kann. Im Allgemeinen kann als Fläche 47 ein industrielles Linearführungssystem eingesetzt werden.
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Die vertikale Verstellung des Gegenwerkzeugs 24 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch den vertikalen Gegenwerkzeugverstellantrieb 37 erreicht, welcher mittels je einer links und rechts des Bearbeitungswerkzeugs 20 angeordneten Koppelstange 53 jeweils eine Stange 38 vertikal verschiebt. Auch eine Ausführung mit nur einer Koppelstange 53 oder mit mehr als zwei Koppelstangen 53 führt nicht vom Gegenstand dieser Ausführungsform weg, der Einfachheit halber zur Verdeutlichung der Funktionsweise ist hier lediglich die Ausführung mit zwei symmetrisch zueinander angeordneten Koppelstangen 53 gezeigt. Am zu dem vertikalen Gegenwerkzeugverstellantrieb 37 gegenüberliegenden Ende der Stange 38 ist die Fläche 47 montiert, welche entlang der Linearführung 39 gleitet. Die Linearführung 39 ist in dieser Ausführungsform zudem derart gestaltet, dass die Fläche 47 nicht in horizontaler Richtung zu dem Oberwerkzeug 20 verstellt werden kann. Diese horizontale Fixierung an der Linearführung 39 wird erreicht, indem beispielsweise die Fläche 47 eine seitliche Aufnahmenut 55 für ein Vertikalprofil 56 aufweist und das Vertikalprofil 56 in der Aufnahmenut 55 gleitet.
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Die Richtung ”vertikal” bezieht sich in den vorigen und späteren Ausführungen auf die bevorzugte Bauform, in der die Stanzachse 34 im Wesentlichen vertikal verläuft. Besonders bevorzugt verschiebt der vertikale Gegenwerkzeugverstellantrieb 37 das Gegenwerkzeug 24 in einer Richtung parallel zu der Stanzachse 34. Das heißt, wenn die Stanzachse 34 in einer anderen Richtung als vertikal verläuft, verstellt der vertikale Gegenwerkzeugverstellantrieb 37 auch dann das Gegenwerkzeug 24 parallel zu der Stanzachse. Die Stanzachse 34 definiert daher ein Koordinatensystem der Stanz-Endbehandlungseinheit, wobei die Stanzachse 34 bevorzugt der Achse entspricht, welche senkrecht zu der Erdoberfläche steht.
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Die 13 zeigt eine weitere Ansicht der Ausführungsform der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 mit einem Gegenwerkzeugverstellsystem 45 für eine horizontale und vertikale Gegenwerkzeugverstellung. Der horizontale Gegenwerkzeugverstellantrieb 46 ist in dieser Ausführungsform besonders platzsparend und kraftergonomisch in dem Zwischenraum des als Doppelprofil ausgeführten Bearbeitungswerkzeugs 20 angeordnet. Die im wesentlichen C-förmige Struktur des Bearbeitungswerkzeugs 20 ist besonders vorteilhaft, da hier die auf das Werkstück 40 aufzubringende Bearbeitungskraft gut gegengehalten werden kann und ein platzsparender Aufbau erreicht werden kann. Jedoch sei erwähnt, dass bei einem Einsatz eines vollmodularen Aufnahmesystems, bestehend zumindest aus Stanzeinheitaufnahme 14 und Gegenwerkzeugaufnahme 15 sowie ggf. zusätzlich der Stanzkolbenaufnahme 36, das Bearbeitungswerkzeug 20 auch kraftschlüssig in dem Tragrahmen 8 der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 aufgehen kann. Mit anderen Worten kann die Stanz-Endbehandlungseinheit 10 derart aufgebaut sein, dass das Bearbeitungswerkzeug 20 als solches keine eigene physische Baugruppe darstellt sondern vielmehr integraler Teil der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 ist. Zum Beispiel ist die zur Kraftübertragung der Stanzkräfte vorteilhafte C-förmige Struktur auch dadurch zu realisieren, dass an der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 nur ein oberer, erster Träger 12 und ein unterer, zweiter Träger 13 angeordnet ist und die Baugruppen des Bearbeitungswerkzeugs 20 an dem ersten bzw. zweiten Träger 12, 13 angeordnet sind, wobei die Träger 12, 13 in dieser gedachten Ausführungsform zusammen mit dem Tragrahmen 8 der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 selbst das im wesentlichen C-förmige, tragfähige Bearbeitungswerkzeug 20 bilden. Mit anderen Worten ist in dieser gedachten Ausführungsform kein modulares Bearbeitungswerkzeug 20 an der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 angeordnet, sondern die Stanz-Endbehandlungseinheit 10 bildet im Verbund des Tragrahmens 8, des ersten Trägers 12 und des zweiten Trägers 13 das im wesentlichen C-förmige Bearbeitungswerkzeug 20. Diese Auslegung, wie auch die Materialstärken der Baugruppen und der Einsatz eines separaten Bearbeitungswerkzeugs 20, sind im Wesentlichen abhängig von den zu erwartenden Stanzkräften und der zu erwartenden Werkzeugwechsel.
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14 zeigt eine vergrößerte, detailliertere Seitenansicht der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 mit dem Gegenwerkzeugverstellsystem 45 für horizontale und vertikale Gegenwerkzeugverstellung. Das Gegenwerkzeug 24 ist mittels des Gegenwerkzeugverstellsystems 45 in die Stanzachse 34 gefahren und bereit zur Bearbeitung von Werkstücken 40, d. h. Stanzen oder Endbehandeln.
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15 zeigt schließlich eine perspektivische Seitenansicht der Stanz-Endbehandlungseinheit 10 mit Gegenwerkzeugverstellsystem 45 für horizontale und vertikale Gegenwerkzeugverstellung, wobei das Gegenwerkzeug 24 aus der Stanzachse 34 verschoben ist. Zusätzlich ist das Gegenwerkzeug 24 vertikal nach unten bis an den vertikalen Systemanschlag verschoben, so dass die Koppelstangen 53 vollständig eingefahren sind. Das Verfahren des Gegenwerkzeugs 24 aus der Stanzachse 34 und ggf. zusätzlich vertikal ermöglicht ein vereinfachtes Ein- und Ausführen von Werkstücken 40 in den Bereich der Bearbeitung an der Stanz-Endbehandlungseinheit 10. In vorteilhafter Weise kann somit ein unnötiges langsames Bewegen des Werkstücks oder gar ein Verhaken an den Bauteilen des Bearbeitungswerkzeugs 20 vermieden werden.
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Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne die Erfindung zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.
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Bezugszeichenliste
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- 8
- Tragrahmen
- 10
- Stanz-Endbehandlungseinheit
- 11
- Dreheinheit
- 12
- erster Träger
- 13
- zweiter Träger
- 14
- Stanzeinheitaufnahme
- 15
- Gegenwerkzeugaufnahme
- 16
- Werkzeugaufnahme
- 17
- erste Werkzeughalterung
- 18
- zweite Werkzeughalterung
- 19
- Schuh
- 19a
- seitliche Schuharme
- 20
- Bearbeitungswerkzeug/erstes Bearbeitungswerkzeug
- 20'
- zweites Bearbeitungswerkzeug
- 20''
- weiteres Bearbeitungswerkzeug
- 21
- Stanzeinheit
- 22
- Oberwerkzeug
- 23
- Halter
- 24
- Gegenwerkzeug
- 25
- Spalt
- 26
- Bauteilvorratshalter
- 27
- Träger
- 28
- Endbehandlungseinheit
- 29
- Feder
- 30
- Stanzkolben
- 31
- Stanzkolbenaktuator
- 32
- Bauteilvorratshalteraktuator
- 33
- Endbehandlungseinheitsaktuator
- 34
- Stanzachse
- 35
- Berührschutzring
- 36
- Stanzkolbenaufnahme
- 37
- Vertikaler Gegenwerkzeugverstellantrieb
- 38
- Stange
- 39
- Linearführung für vertikale Gegenwerkzeugverstellung
- 40
- Werkstück
- 42
- Werkstückträger
- 44
- Verschraubung
- 45
- Gegenwerkzeugverstellsysten
- 46
- Horizontaler Gegenwerkzeugverstellantrieb
- 47
- Fläche
- 48
- Öffnung
- 50
- Roboter
- 52
- Koppelstange
- 53
- Koppelstange
- 55
- Aufnahmenut
- 56
- Vertikalprofil
- 60
- Stanzzelle
- 62
- Bestückungseinheit
- 62'
- Revolverdreheinheit
- 62''
- Industrieroboter
- 63
- Vorratsspeicher
- 64
- Aufspannstation
- 65
- Wechselkopf
- 70
- Bauteil
