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Die
Erfindung betrifft eine Blechbiegeeinrichtung wie sie im Oberbegriff
des Anspruches 1 beschrieben ist.
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Aus
dem Dokument
JP 2002 153929 ist
ein ortsfester Stapeltisch zur Bereithaltung von plattenförmigen Werkteilen
zur Aufnahme eines eine Biegepresse bedienbaren, in einer linearen
Führungsanordnung
längs der
Biegepresse verfahrbaren, Handlinggeräts bekannt. Zusätzlich dazu
ist eine ortsfeste Aufnahmevorrichtung im Greifbereich des Handlinggeräts vorgesehen,
die als Zwischenablage für
die Werkteile dient, um zwischen zwei Fertigungsvorgängen an
einem Werkteil eine erforderliche Umpositionierung der Greifeinrichtung
am Werkteil vornehmen zu können,
wenn der vorzunehmende Folgevorgang dies erforderlich macht. Diese
Zwischenablage ist mit Halteeinrichtungen bestückt um den Werkteil nach einer
Ablage ohne Veränderung
einer Referenzlage für den
Umgreifvorgang zu halten. Ein erforderlicher Umgreifvorgang erfordert
ein Verfahren und Verstellen des Handlinggeräts aus dem unmittelbaren Arbeitsbereich
der Biegepresse, wodurch erhöhte
Stillstandszeiten der Biegepresse entstehen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Blechbiegeeinrichtung mit einer Ablagevorrichtung
zu schaffen, mit der die für
einen Umgreifvorgang einer Greifeinrichtung zwischen Arbeitsschritten
aufzuwendende Zeitspanne reduziert wird.
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Diese
Aufgabe dieser Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches
1 wiedergegebenen Merkmale erreicht. Der überraschende Vorteil dabei
ist, dass die Ablagevorrichtung unabhängig vom Handlinggerät bereits
während
noch eine Biegeoperation abläuft,
für einen
bevorstehenden Umgreifvorgang in eine Position verstellt wird die
das Ablegen und Umgreifen ohne ein Verfahren des Handlinggerätes ermöglicht und
damit Leerzeiten, einge spart werden.
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Vorteilhaft
ist dabei eine Ausbildung nach Anspruch 2, wodurch ein Abstand zwischen
den Tragkonsolen unmittelbar über
die Stelltriebe verändert
und damit an die zur Auflage aufzunehmenden Blechplatinen bzw. Werkteile
angepasst werden kann.
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Vorteilhaft
ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 3, wodurch eine konstruktiv
einfache Lösung
für die
Tragkonsole erreicht wird.
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Es
ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 4 vorteilhaft, weil
dadurch der Steuer- und Regelungsaufwand reduziert wird.
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Möglich sind
auch vorteilhafte Ausbildungen wie in den Ansprüchen 5 bis 7 beschrieben, weil
dadurch die Tragvorrichtung rasch an geänderte Anforderungen anpassbar
ist.
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Durch
die in Anspruch 8 gekennzeichnete vorteilhafte Weiterbildung wird
ein geringes Gewicht erreicht und damit die Massenkräfte und
die erforderliche Antriebsleistung des Stelltriebes reduziert.
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Durch
die in den Ansprüchen
9 bis 12 gekennzeichneten vorteilhaften Weiterbildungen werden sehr
rasche Verstellbewegungen und damit kurze Stellzeiten erreicht.
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Es
ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 13 zur Erzielung eines
vereinfachten, und damit kostengünstiger
Lösung
vorteilhaft.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen beschreiben die Ansprüche 14 bis
19, wodurch eine sehr universell einstellbare Auflagevorrichtung
erreicht wird und damit umfangreiche Rüstvorgänge bei der Umstellung auf
unterschiedliche zu bearbeitende Werkteile vielfach entfallen.
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Schließlich ist
auch eine Ausbildung nach Anspruch 20 vorteilhaft, weil damit die
Ablagevorrichtung in das gesamte Steuerungssystem der Blechbiegeeinrichtung
eingebunden ist.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung wird diese anhand den in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 die
erfindungsgemäße Blechbiegeeinrichtung
in vereinfachter schematischer Darstellung;
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2 eine
Detailansicht der erfindungsgemäßen Blechbiegeeinrichtung,
geschnitten gemäß den Linien
II–II
in 3;
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3 ein
Detail der Blechbiegeeinrichtung in Draufsicht;
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4 eine
andere Ausbildung der erfindungsgemäßen Blechbiegeeinrichtung in
vereinfachter schematischer Darstellung;
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5 eine
Detailansicht der weiteren Ausbildung der Blechbiegeeinrichtung.
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Einführend sei
festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen
versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen
Offenbarungen sinngemäß auf gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen
werden können.
Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben,
unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte
Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die
neue Lage zu übertragen.
Weiters können
auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten
und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische
oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
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In
den 1 bis 3 ist eine Blechbiegeeinrichtung 1,
insbesondere Abkantpresse für
eine Biegeumformung von Blechplatinen 2 zu Werkteilen 3 zwischen
relativ zueinander verstellbaren Biegewerkzeugen 4, 5 gezeigt.
Ein im wesentlichen aus C-förmigen,
parallel zueinander ausgerichteten und zueinander beabstandeten
Seitenständern 6 und entsprechenden
Verbin dungsprofilen 7 gebildetes Maschinengestel 18 weist
einen an den Seitenständern 6 befestigten
Tischbalken 9 auf, der insbesondere an Stirnflächen von
Schenkeln der Seitenständer 6 fest
verankert, z.B. verschraubt, verschweißt, etc. ist. Die Seitenständer 6 mit
dem Tischbalken 9 sind auf einer Aufstandsfläche 10 direkt
oder über Aufstandselemente
aufgelagert. Dem Tischbalken 9 gegenüber liegend ist in Führungsanordnungen 11 an
den weiteren Schenkeln der C-förmigen
Seitenständer 6 ein über Antriebe 12,
z.B. Hydraulikzylinder, Spindeltriebe verstellbarer Pressenbalken 13 gelagert.
Auf einander gegenüberliegenden
Stirnflächen 14 des
Pressenbalkens 13 und des Tischbalkens 9 sind
Werkzeugaufnahmen 16 zum Spannen der Biegewerkzeuge 4, 5 angeordnet.
Die Biegewerkzeuge 4, 5 sind entsprechend der
vorzunehmenden Biegeumformung ausgebildet wobei Standard für Abkantungen
ein Biegegesenk mit einer V-förmigen
Vertiefung und ein Biegestempel mit zur V-förmigen Profilierung des Biegegesenkes
etwa gegengleicher Profilierung, die in den Werkzeugaufnahmen 16 des
Tischbalkens 9 und des verstellbaren Pressenbalkens 13 auswechselbar
befestigt sind. Üblicherweise
sind die Biegewerkzeuge 4, 5 aus mehreren Einzelwerkzeugen
zusammengesetzt, wodurch Werkzeuglängen entsprechend der vorgesehenen Biegelänge zusammenstellbar
sind.
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Die
Umformung der Blechplatine 2 in einem vorgegebenen Biegewinkel
erfolgt durch lineare Abkantung zwischen den in Eingriff verstellbaren
Biegewerkzeugen 4, 5, wobei eine Eintauchtiefe
zur Erzielung des vorgegebenen Biegewinkels durch Ansteuerung der
Antriebe 12 über
eine Steuereinrichtung 17 der Abkantpresse 1 erreicht
wird.
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Erwähnt sei,
dass die Biegeeinrichtung 1 über eine Reihe von Messeinrichtungen,
Steuer- und Regeleinrichtungen,
Sensoren und Sicherheitseinrichtungen verfügt wie sie aus dem Stand der
Technik bekannt sind und auf die im Einzelnen nicht näher eingegangen
zu werden braucht.
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Vielfach
werden derartige Blechbiegeeinrichtungen 1, insbesondere
für eine
Serienproduktion von Werkteilen 3 mit einem Handlinggerät 18,
insbesondere von einem Mehrachsroboter, beschickt. Üblicherweise
wird während
eines bzw. mehrerer aufeinander folgender Biegevorgänge die
Blechplatine 2 bzw. der Werkteil 3 vom Handlinggerät 18 gehalten und
der erforderliche Bewegungsablauf vom Handlinggerät 18 mitvollzogen.
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Bevorzugt
ist dieses Handlinggerät 18 parallel
zum Tischbalken 9 über
zumindest eine Länge 19 des
Tischbalkens 9 auf der Aufstandsfläche 10 z.B. in Führungen
verfahrbar angeordnet, wodurch es möglich ist, mehrere Arbeitspositionen
und Werkzeugsätze
auf der Länge 19 des
Tischbalkens 9 bzw. Pressenbalkens 13 verteilt
anzuordnen und damit die Blechbiegeeinrichtung 1 für mehrere
unterschiedliche Umformoperationen zu rüsten wodurch eine hohe Wirtschaftlichkeit
bei der Fertigung der Werkteile 3 erreicht wird.
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Zur
Vornahme eines Biegevorganges an der Blechplatine 2 bzw.
eines bereits teilweise vorgeformten Werkteils 3 wird dieser
mit einer Greifeinrichtung 20, die an einem Arm 21 des
Handlinggeräts 18 unter
Zwischenschaltung von bevorzugt zwei Dreheinrichtungen 22 mit
Ausbildung zweier senkrecht zueinander verlaufender Schwenkachsen 23, 24,
angelenkt ist, aufgenommen und zwischen den Biegewerkzeugen 4, 5 in
Position gebracht und die Biegeoperation durch Verstellung des Pressenbalkens 13 vorgenommen.
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Eine
mögliche
Ausbildung sieht an der Greifeinrichtung 20 ein optisches
Werkstück-
Positionserfassungssystem zur Identifikation und der exakten Positionierung
der Greifeinrichtung 20 auf der Blechplatine 2 bzw.
des Werkteils 3 bei einer Erstaufnahme von einem Stapel
aber auch nach einer Zwischenablage, z.B. für einen erforderlichen Umgreifvorgang, vor.
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Wie
im gezeigten Beispiel dargestellt ist die Greifeinrichtung 20 mit
Saugnäpfen 25 bestückt, wie aber
selbstverständlich
auch Fingergreifer, Magnetgreifer, etc. zum Einsatz gelangen können.
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Wie
bereits erwähnt
wird während
der Biegeumformung die Blechplatine 2 bzw. der Werkteil 3 von
der Greifeinrichtung 20 gehalten. Der Arm 21 des Handlinggeräts 18 vollzieht
die erforderliche Verstellbewegung mit. Der Bewegungsablauf wird
durch Ansteuerung von Antrieben des Handlinggeräts 18 ebenfalls über die
Steuervorrichtung 17 der Biegeeinrichtung 1 durch
ein vernetztes Steuersystem erreicht.
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Zwischen
zwei aneinanderfolgenden Biegeoperationen an der Blechplatine 2 bzw.
eines bereits teilweise vorgeformten Werkteiles 3 ist vielfach
eine Veränderung
der Greifposition der Greifeinrichtung 20 an der Blechplatine 2 bzw.
dem Werkteil 3 erforderlich.
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Zur
Durchführung
eines Umgreifvorganges dient eine Ablagevorrichtung 26,
auf die die Blechplatine 2 bzw. der Werkteil 3 in
einer definierten Position abgelegt, in der abgelegten Position
gehalten und nach Veränderung
der Greifposition durch Verstellung der Greifeinrichtung 19 wieder
aufgenommen wird. Wie beispielsweise in unterbrochenen Linien gezeigt,
kann es erforderlich sein, die Blechplatine 2 bzw. den
Werkteil 3 auf entgegen gesetzten Oberfläche 27, 28 zu
ergreifen. Selbstverständlich
kann es aber auch erforderlich sein, für nachfolgende Biegeoperationen,
die Greifeinrichtung in ihrer Greifposition auf derselben Oberfläche 27, 28 neu
zu positionieren um das Einführen
der Blechplatine 2 bzw. des Werkteils 3 zur Durchführung einer
weiteren Abkantung zwischen die Biegewerkzeuge 4, 5 zu
ermöglichen.
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Wie
nun den Fig. zu entnehmen, sieht eine mögliche Ausbildung der Ablagevorrichtung 26 zwei an
dem Tischbalken 9 der Biegeeinrichtung 1 angeordnete
Tragkonsolen 29, 30 vor, die in linearen Führungsanordnungen 31,
z.B. in Richtung der Länge 19 des
Tischbalkens 9 erstreckende, an einer Oberfläche 33 angeordneten
Führungsschienen 34, 35,
verstellbar gelagert sind. Diese Tragkonsolen 29, 30 sind
unabhängig
voneinander mittels Stellantriebe 36, z.B. Elektromotore
und Zahnstangentrieb 37 verfahrbar. Die Betätigung bzw.
Ansteuerung der Stellantriebe 36 erfolgt entsprechend einem
Programmablauf durch die Steuereinrichtung 17 der Biegeeinrichtung.
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Die
Tragkonsolen 29, 30 sind nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel
jeweils durch zwei in einem rechten Winkel zueinander angeordnete
Profilschenkel 31, 32 gebildet, wovon ein Profilschenkel 39 parallel
zur Oberfläche 33 ausgerichtet
ist und in der durch die Führungsschienen 34, 35 gebildeten
Führungsanordnung 31 verfahrbar
gelagert ist. Der weitere Profilschenkel 38 bildet einen
Kragarm 40 aus, wobei zueinander fluchtende Oberseiten 41 der Kragarme 40 in
eine, zu einer Verstell- und Arbeitsebene 42 der Biegeeinrichtung 1,
senkrecht verlaufende Richtebene 43 bilden. Auf den Oberseiten 41 der in
einem verstellbaren Abstand 44 parallelen Kragarmen 40 der
Tragkonsole 29, 30 sind bedarfsgerecht auf einander
zuweisende Tragarme 45 lösbar befestigt und in Richtung
einer Länge
des Kragarms 40 positionierbar. In aufeinander zuweisenden
Endbereichen sind die Tragarme 45 mit zumindest einem Auflagemittel 46 versehen,
das beispielsweise gleichzeitig als Haltemittel 47 ausgebildet
ist und z.B. durch einen mit Unterdruck beaufschlagten Saugnapf
oder Elektromagnet etc. gebildet ist. Bevorzugt erstreckt sich eine
von den Haltebemitteln 46 gebildete Aufla geebene 48 parallel
zur Richtebene 43 und senkrecht zur Verstell- und Arbeitsebene 42.
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Diese
Ausbildung gewährleistet
nun eine freie Zugänglichkeit
an der oder des von der Haltevorrichtung 26 aufgenommenen
Blechplatine 2 bzw. Werkteils 3 für die Greifeinrichtung 20,
wie in der 2 gezeigt, entgegen gesetzten
Oberflächen 27, 28.
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Durch
die voneinander unabhängige
Verstellbarkeit der Tragkonsole 29, 30 ist der
Abstand 44 an jeweilige Außenabmessungen der aufzunehmenden
Blechplatine 2 bzw. des Werkteils 3 anpassbar.
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Wesentlich
ist aber auch die synchrone Verstellbarkeit der Tragkonsolen 29, 30 die
es ermöglicht,
die gesamte Ablagevorrichtung 26 längs des Tischbalkens 9 in
eine für
das Ablegen der Blechplatine 2 bzw. des Werkteils 3,
zur Vornahme eines Umgreifvorganges, in jeweils eine Leerzeiten
minimierende Position zu verfahren. Dies kann ohne Beeinflussung
eines zum Zeitpunkt der Verstellung ablaufenden Biegevorganges erfolgen
und Wegezeiten für das
Handlinggerät
wesentlich reduzieren.
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Die
Versorgung der voneinander unabhängigen
Tragkonsolen 29, 30 erfolgt, wie der 2 zu entnehmen,
mittels jeweils eigener Versorgungsstränge 48, z.B. sogenannter
Leitungsführungsraupen
mit Leitungen zur Übertragung
von Steuersignalen, Energie, Druckmedium etc.
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In
den 4 und 5 ist nun eine andere Ausbildung
der Blechbiegeeinrichtung 1 mit der Ablagevorrichtung 26 gezeigt.
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Gemäß dieser
Ausbildung ist in den Führungsanordnungen
31 am Tischbalken 9 ein mit dem Stellantrieb 36 ausgestatteter
Schlitten 50 in Längsrichtung
des Tischbalkens 9 verfahrbar angeordnet.
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Die
Führungsanordnung 31 besteht
im gezeigten Ausführungsbeispiel
aus am Tischbalken 9 befestigte Rundstangenführungen 51, 52,
an denen der Schlitten 50, beispielsweise über Rollen
oder Kugelumlaufbüchsen
etc. gelagert ist. Der Stellantrieb 36 ist beispielsweise
ein Elektromotor 53, der über ein Zahnritzel in Antriebsverbindung
mit einer am Tischbalken 9 befestigten Zahnstange 54 steht.
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Der
Schlitten 50 ist bevorzugt in Leichtbauweise, z.B. als
in U- Form ausgebildeter Blechbauteil mit einem Basisschenkel 55 und
etwa rechtwinkelig dazu verlaufenden Seitenschenkeln 56, 57 gebildet. An
einem der Seitenschenkeln 56, 57 oder zwischen diesen,
an einem Verbindungsholm 58 beispielsweise ist der Elektromotor 53 des
Stellantriebes 36 befestigt. Im Basisschenkel 55 und/oder
den Seitenschenkeln 56, 57 sind mit den Rundstangenführungen 51, 52 zusammenwirkende
Führungselemente 59 angeordnet.
Auf einer zur Stirnfläche 14 des Tischbalkens
parallel verlaufenden Oberseite 60 des Basisschenkels 25 ist
einer von zwei Kragarmen 40, in zur Oberfläche 33 senkrechter
Richtung auskragend befestigt. Der parallel dazu verlaufende weitere Kragarm 40 ist
in einer Linearführung 61 des
Basisschenkels 55, relativ zum feststehenden Kragarm 40, gemäß – Doppelpfeil 62 – verstellbar,
womit der Abstand 44 zwischen den Kragarmen 40 entsprechend einer
vorgegebenen Außendimension,
der zur Durchführung
eines Umgreifvorganges auf der Auflagevorrichtung 26 abzulegenden
Blechplatine 2 bzw. des Werkteils 3.
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Die
Verstellung des Kragarmes 40 erfolgt beispielsweise über einen
am Schlitten 50 vorgesehenen elektromotorischen Spindeltrieb 63 oder
einem druckbeaufschlagten Zylinder.
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Die
Kragarme 40 sind mit den Haltemitteln 47, z.B.
Saugnäpfen,
bestückt
die in Richtung der Länge
der Kragarme 40 verstellbar sind. Möglich ist aber auch, wie bereits
vorhergehend beschrieben, auf den Kragarmen 40 die Tragarme 45 vorzusehen, die
ihrerseits mit den Haltemitteln 47 versehen sein können. Nach
einer weiteren Ausbildung ist es möglich die Tragarme 45 längenverstellbar
auszubilden, oder als Träger
für die
Haltemittel 47 Stellzylinder, Stellspindeln etc. einzusetzen.
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Erwähnt sei
weiter, dass auf den Kragarmen 40 und/oder Tragarmen 45 auch
Positionier-Anschlagelemente
möglich
sind an denen die Blechplatine 2 oder der Werkteil 3 positioniert
werden kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausbildung ist jedoch vorgesehen, die Greifeinrichtung 20 mit
einer optischen Positionserfassungseinrichtung zu betreiben womit
mechanische Positionierhilfen nicht erforderlich sind.
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Zur
Ansteuerung und Versorgung der am Schlitten 50 vorgesehenen
Antriebe, Sensoren mit Energie, Steuersignalen, Druckmedium etc.,
ist, wie ebenfalls bereits vorhergehend beschrieben, der Versorgungsstrang 48 z.B.
der Schleppkettenstrang 49 vorgesehen.
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Die
Ausführungsbeispiele
zeigen mögliche Ausführungsvarianten
der Blechbiegeeinrichtung, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass
die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten
derselben eingeschränkt
ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten
untereinander möglich
sind und diese Variationsmöglichkeit
aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche
Erfindung im Können
des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es
sind also auch sämtliche
denkbaren Ausführungsvarianten,
die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und
beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind,
vom Schutzumfang mitumfasst.
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Der
Ordnung halber sei abschließend
darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Blechbiegeeinrichtung
diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder
verkleinert dargestellt wurden.
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Die
den eigenständigen
erfinderischen Lösungen
zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
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Vor
allem können
die einzelnen in den 1, 2, 3; 4, 5 gezeigten
Ausführungen den
Gegenstand von eigenständigen,
erfindungsgemäßen Lösungen bilden.
Die diesbezüglichen,
erfindungsgemäßen Aufgaben
und Lösungen
sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
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- 1
- Blechbiegeeinrichtung
- 2
- Blechplatine
- 3
- Werkteil
- 4
- Biegewerkzeug
- 5
- Biegewerkzeug
- 6
- Seitenständer
- 7
- Verbindungsprofil
- 8
- Maschinengestell
- 9
- Tischbalken
- 10
- Aufstandsfläche
- 11
- Führungsanordnung
- 12
- Antrieb
- 13
- Pressenbalken
- 14
- Stirnfläche
- 16
- Werkzeugaufnahme
- 17
- Steuereinrichtung
- 18
- Handlinggerät
- 19
- Länge
- 20
- Greifeinrichtung
- 21
- Arm
- 22
- Dreheinrichtung
- 23
- Drehachse
- 24
- Drehachse
- 25
- Saugnapf
- 26
- Ablagevorrichtung
- 27
- Oberfläche
- 28
- Oberfläche
- 29
- Tragkonsole
- 30
- Tragkonsole
- 31
- Führungsanordnung
- 33
- Oberfläche
- 34
- Führungsschiene
- 35
- Führungsschiene
- 36
- Stellantrieb
- 37
- Zahnstangenantrieb
- 38
- Profilschenkel
- 39
- Profilschenkel
- 40
- Kragarm
- 41
- Oberseite
- 42
- Verstell-
und Arbeitsebene
- 43
- Richtebene
- 44
- Abstand
- 45
- Tragarme
- 46
- Auflagemittel
- 47
- Haltemittel
- 48
- Versorgungsstrang
- 49
- Schleppkettenstrang
- 50
- Schlitten
- 51
- Rundstangenführung
- 52
- Rundstangenführung
- 53
- Elektromotor
- 54
- Zahnstange
- 55
- Basisschenkel
- 56
- Seitenschenkel
- 57
- Seitenschenkel
- 58
- Verbindungsholm
- 59
- Führungselement
- 60
- Oberseite
- 61
- Linearführung
- 62
- Doppelpfeil
- 63
- Spindeltrieb