DE2741808A1

DE2741808A1 - Vorrichtung zur steuerung der bewegungen eines automatischen greifers in einer stufenpresse

Info

Publication number: DE2741808A1
Application number: DE19772741808
Authority: DE
Inventors: Paolo Dufour; Fabrizio Negri
Original assignee: Innocenti Santeustacchio SpA
Current assignee: SMS Group SpA
Priority date: 1976-09-17
Filing date: 1977-09-16
Publication date: 1978-03-23
Also published as: FR2364712B1; FR2364712A1; IT1077036B

Description

DR. - I NG. H. H. Wl LH E LM - DIPL.-ING. H. DAUSTER

D-7000 STUTJGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31B - TELEFON (0711) 291133

Anmelder: Stuttgart, den 15- Sept. 1977

INNOCENTI SANTEUSTACCHIO S.p.A. ^ %$^ 20, via A. Franchi Dr.W/Ei

Brescia, Italien

Vorrichtung zur Steuerung der Bewegungen eines automatischen Greifers in einer Stufenpresse

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegungen eines automatischen Greifers "bei der Bearbeitung von Werkstücken auf einer Stufenpresse.

Bei der Herstellung von Produkten aus Blech durch mehrere aufeinanderfolgende Presseoperationen in Stufenpressen werden bekanntlich die Werkstücke den Pressestationen zugeführt und durch automatische Greifervorrichtungen von einem Werkzeug zum anderen befördert, wobei sie die Werkstücke synchron mit der gleichzeitigen öffnung sämtlicher Werkzeuge aus der Form des jeweiligen Werkzeugs heben, sie weitertransportieren und in das nächste Werkzeug einlegen, während das Werkstück, das sich in der Form des letzten Werkzeugs befindet, von der Presse ausgeworfen wird.

Je nachdem, wie und wie kompliziert die auszuführenden Arbeitsgänge sind, führen diese Greifer Bewegungen in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen aus, z.B. nur horizontal oder auf drei zueinander rechtwinkligen Ebenen, d.h. eine Greifbewegung, mit der die Werkstücke in horizontaler Ebene erfaßt und seitlich zugeführt werden, eine vertikale Hebebewegung, um die Werkstücke aus der Form

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des jeweiligen Werkzeugs zu heben und eine ebenfalls horizontale Transportbewegung, mit der die Werkstücke von einem Werkzeug der Stufenpresse zum anderen befördert werden.

In der herkömmlichen Technik weisen die oben genannten Greifer mehrere, für die Werkstücke vorgesehenen Greiforgane auf, die in gewissen Abständen auf Schienen montiert sind. Diese Schienen gleiten parallel zur Längsachse der Presse und nehmen die Greiforgane mit, die die Werkstücke erfassen und sie wieder freigeben können. Diese Schienen können auch aus den jeweiligen vertikalen Ebenen angehoben und abgesenkt werden. Weiterhin besitzen die Greifer ein Stangenpaar, das sich um die eigene Achse drehen läßt und zur Steuerung der Greiforgane eine Längenverschiebung erfahren kann. Die Greifer weisen ferner Führungen zur geradlinigen Verschiebung der genannten Schienen auf, sowie Drehvorrichtungen für die Stangen und Antriebe, mit denen diese Verschiebungen bewirkt werden. In Übereinstimmung mit der herkömmlichen Technik werden die oben erwähnten Verschiebungen durch Hebelmechanismen bewirkt, die die Bewegung über einen oder mehrere Nocken von der Antriebswelle der Presse ableiten.

Mit den bekannten, aus Nocken und Hebeln bestehenden Mechanismen wird die genaue zeitliche Übereinstimmung der Greiferbewegung mit den öffnungs- und Schließbewegungen der Presse, sowie eine sehr genaue Positionierung der Werkstücke in den Werkzeugen erreicht und zwar bei jeder Hubzahl der Presse.

Die bekannten Mechanismen haben sich jedoch dann als unbefriedigend erwiesen, wenn eine Greifersteuerung für Stufenpressen erforderlich ist, die zur Herstellung von besonders großen Werkstücken bestimmt sind. In diesem Falle schwankt der Abstand zwischen den einzelnen Werkzeugen zwischen 1 und 2 m, während die Hubzahl der Presse hoch ist und zwar zwischen 10 und 20 Hüben pro Minute. Unter diesen Umständen würde die herkömmliche Greifersteuerung solche umfangreichen Nocken- und Hebelelemente aufweisen, daß deren Verwirklichung in Frage gestellt wäre.

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Das Problem, das der Erfindung zugrundeliegt, besteht deshalb darin, die Verwendung eines Greifers auch bei Stufenpressen zu ermöglichen, die große Abstände zwischen den einzelnen Werkzeugen und eine hohe Hubzahl aufweisen. Mit der Erfindung wird nun das Problem auf folgende Weise gelöst:

Für die Verschiebung der Schienen und Stangen, die zum Erfassen der Werkstücke und deren Transport von einem Werkzeug zum anderen, sowie für das Einlegen in das erste Werkzeug und für die Entnahme aus dem letzten Werkzeug der Stufenpresse erforderlich sind, werden voneinander unabhängige Elektromotoren verwendet, die mechanisch über Zahnstange und Zahnrad mit den Schienen und Stangen verbunden sind. Diese voneinander unabhängigen Elektromotoren werden durch elektrische Impulse gesteuert, die von Stellungsgebern gegeben werden; die ihrerseits durch die Antriebswelle der Presse betätigt sind.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Steuerung der voneinander unabhängigen Motoren aus folgenden Teilen gebildet; ein sich synchron mit der Hauptwelle der Presse drehender Nocken, eine Nockenführung mit zumindest einem Zahnsegment, das in ein Zahnrad eingreift, ein erster Stellungsgeber (Impulsgeber), der mit der Welle des vorgenannten Zahnrads eine Einheit bildet, ein auf der gesteuerten Antriebswelle angebrachter Tacho-Dynamo, ein zweiter, ebenfalls auf der gesteuerten Antriebswelle angebrachter Stellungsgeber, der zur Ermittlung der Lage dient, die vom jeweiligen Organ beim Transport der durch den Motor bewegten Teile erreicht wird, ein Rechner in einer bekannten Ausführung für die Prüfung der Impulse, die vom ersten Stellungsgeber erzeugt werden, und deren Weiterleitung zu dem gesteuerten Motor, und zwar in Abhängigkeit von den Rückmeldungen, die vom zweiten Stellungsgeber kommen.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung besteht die Steuerung der einzelnen voneinander unabhängigen Motoren aus einer Hilfswelle, die sich in zeitlicher Übereinstimmung mit der Haupt-

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welle der Presse dreht, aus einem Bezugselement (Stellungsgeber), das mit der Hilfswelle eine Einheit bildet, aus einem Funktionsgeber, der durch dieses Bezugselement gesteuert wird, aus einer Programmiereinheit, die zur Kontrolle der zu erzeugenden Funktionsart dient, aus einem auf der Welle des genannten gesteuerten Motors angebrachten Tacho-Dynamo, aus einem ebenfalls auf der Welle des gesteuerten Motors angebrachten Dreh-Stellungsgeber, sowie einem Rechner in einer bekannten Ausführung; dieser Rechner dient dazu, die Impulse zu prüfen, die der vom erwähnten Funktionsgeber erzeugten Funktion entsprechen, und die Impulse zum gesteuerten Motor zu leiten und zwar in Abhängigkeit von den Rückmeldungen, die von dem auf der Welle des gesteuerten ersten Motors angebrachten Dreh-Stellungsgeber stammen.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, die Bewegungen des Greifers steuern zu können, ohne auf übergroße Nocken und auf schwere Hebel zurückgreifen zu müssen, die praktisch bei Stufenpressen nicht verwirklicht werden können, da die Werkzeuge bei diesen Pressen einen Abstand von 1 bis 2 m zueinander haben und mit einer großen Hubzahl von 10 bis 20 Hüben in der Minute gearbeitet wird.

Die sichere Positionierung der Werkstücke in den Formen der einzelnen Werkzeuge und die Bewegung des Greifers, die in zeitlicher Übereinstimmung mit den öffnungs- und Scbließbewegungen der Werkzeuge erfolgen, werden durch den Steuerkreis gewährleistet, der aus dem mit der Antriebswelle der Presse verbundenen Stellungsgeber oder Funktionsgeber und den mit der Antriebswelle des gesteuerten Motors verbundenen Stellungsgebern besteht.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen ausführlicher beschrieben; die Zeichnung ist rein informatorisch und keineswegs als Einschränkung aufzufassen.

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Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht (Teilansicht) auf eine Greiferanordnung für Stufenpressen, gemäß Erfindung,

Fig. 2 die Seitenansicht (Teilansicht) der in Fig. 1 dargestellten Greiferanordnung,

Fig. 3 den Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 eine erste Ausführungsform der Steuerung der voneinander unabhängigen Motoren zum Antrieb der Greiferanordnung und

Fig. 5 eine zweite Bauform der Steuerung der voneinander unabhängigen Motoren zum Antrieb des Greifers.

Wie aus den Figuren zu ersehen ist, weist der Greifer gemäß der Erfindung folgende Teile herkömmlicher Art auf; ein außerhalb der Stufenpresse, für die der Greifer bestimmt ist, angebrachtes Untergestell 1, das sich am Anfang der Werkzeugstrecke befindet. Ein entsprechendes Untergestell befindet sich auch am Ende der Werkzeugstrecke, wo die fertigen Werkstücke aus der Stufenpresse ausgeworfen werden. Dieses zweite Untergestell wurde deswegen nicht dargestellt, weil es sich um eine herkömmliche Ausführung handelt, die im Hinblick auf die Erfindung keine Bedeutung hat. Auch die Stufenpresse wurde nicht dargestellt, weil diese Presse an und für sich von herkömmlicher Bauweise und für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist. Der Greifer weist ebenfalls in herkömmlicher Art ein Paar parallel verlaufender Schienen 1a auf, die sich an den Seiten der Werkzeuge entlang der Press« erstrecken. Diese Schienen sind mit mehreren für die Werkstücke vorgesehenen Greiforganen 2a und 3a versehen, die in bestimmten, mit den Werkzeugen übereinstimmenden Abständen angebracht sind; diese Greiforgane bestehen aus Stangen mit Zahnstangen 2b, 3b,

die mit den entsprechenden Zahnrädern 2c, 3c im Eingriff sind. Diese Greiforgane gleiten auf festen Haltern 2d, 3d, die mit den Schienen 1a eine Einheit bilden. Die Schienen 1a können in der Längsrichtung parallel zur Längsachse der Presse verschoben werden und sind an dafür vorgesehenen Haltern befestigt, z.B. an den mit 6a und 7a bezeichneten und auf Schlitten montierten Haltern oder an den mit 6 und 7 bezeichneten und horizontal beweglichen Haltern. Die ebenfalls auf den Schlitten 6 und 7 montierten Halter 4 und 5 führen die Steuerstangen 2 und 3 der Greiforgane 2a und 3a. Diese Halter ermöglichen mindestens eine Teildrehung der Stangen 2 und 3i damit die verschiedenen Paare der Greiforgane 2a, 3a, die auf diesen Stangen sitzen, die Werkstücke im Arbeitstakt erfassen und freigeben, die sich in den einzelnen Werkzeugen der Stufenpresse befinden und gehoben und gesenkt, sowie von einem Werkzeug zum anderen transportiert bzw. am Ende der einzelnen Preßoperationen aus der Presse ausgeworfen werden. Zwischen den Haltern 4 und 5, die auf den betreffenden Schlitten 6 und 7 montiert sind, und den Greiforganen befinden sich Gelenkkupplungen 4a und5a mit Teleskopwellen 4b und 5t>, die ein Heben und Senken der Schienen 1a erlauben, ohne die Drehung der Stangen 2 und 3 zu beeinträchtigen. Dabei handelt es sich um die Drehbewegung, die die Bewegung der Greiforgane 2a, 3a bewirkt.

Gemäß der Erfindung werden die geradlinigen Transportbewegungen der Schienen 1a, die parallel zur Längsachse der Presse erfolgen, sowie das Heben und Senken auf den jeweiligen Vertikal- und Rotationsebenen der Stangen 2 und 3» womit die Werkstücke in den Werkzeugen erfaßt werden, mit Mechanismen aus Zahnstange und Zahnrad erzielt. Diese Mechanismen werden jeweils von einem unabhängigen Elektromotor angetrieben. Genauer gesagt, wie es aus Fig. 1, und 3 zu ersehen ist, wird die geradlinige Horizontalverschiebung der Schienen 1a in der einen oder in der anderen Richtung durch horizontal liegende Zahnstangen 8 und 9 erreicht, die mit dem nicht dargestellten Gestell eine Einheit bilden. Das Gestell trägt die Schlitten 6 und 7» die auf den Führungen 10 gleiten.

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Die Zahnstangen 8 und 9 sind mit den betreffenden Zahnrädern 11 und 12 im Eingriff. Die Zahnräder sitzen auf einer Welle 13, die mit dem ersten unabhängigen Motor 14 verbunden ist.

Die Drehung der Stangen 2 und 3 um ihre eigene Achse wird durch Zahnräder 15 und 16 erzielt, die auf den betreffenden Stangen 2 und 3 aufgekeilt sind. Diese Kupplung ermöglicht das geradlinige Gleiten der Stangen. Die Zahnräder sind mit den entsprechenden vertikalen Zahnstangen 17 und 18 im Eingriff, die ihrerseits mit den Vertikalstangen 19 und 20 eine Einheit bilden, die wiederum mit vertikalen Zahnstangen 21 und 22 versehen sind. Diese Zahnstangen sind mit den entsprechenden Zahnrädern 23 und 24 im Eingriff, die auf der Welle 25 sitzen. Diese Welle ist wiederum mit einem zweiten unabhängigen Elektromotor 26 verbunden.

Das Heben und Senken der Schienen 1a wird durch den in Fig. 2 dargestellten Mechanismus bewirkt.

Jede der Schienen 1a ist mit dem betreffenden Schlitten 6 oder 7 verbunden und zwar durch einen Mechanismus, der die vertikale Verschiebung der Schienen in bezug auf den Schlitten ermöglicht.

Die Schienen 1a sind in der Horizontalen über die Gleitrollen 31 mit dem Ende 28 eines Paares von Vertikalstäben 29 und 30 verbunden. Das Paar Vertikalstäbe 29 und 30 ist mit Zahnstangen 32 und 33 versehen, die in Zahnräder 3^ und 35 eingreifen. Diese Zahnräder greifen gleichzeitig in die horizontalen Zahnstangen 36 und 37 ein, die ihrerseits mit weiteren Zahnrädern verbunden sind. Ein solches Zahnrad ist in Fig. 2 mit der Nr. 38 bezeichnet und sitzt auf der Welle 39 des unabhängigen dritten Motors 40. Die Zahnräder 3^ und 35 sind durch die Welle 41 miteinander verbunden.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird jeder einzelne unabhängige Motor 14, 26 und 40 durch die in der Fig. 4 dargestellten Vorrichtung gesteuert. In dieser Steuervorrichtung sitzt ein

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Nocken 42, der geringere Abmessungen aufweist und für jeden einzelnen der zu steuernden Motoren vorhanden ist, auf der Hauptantriebswelle der Presse oder auf einer Hilfswelle, wobei sich diese Welle genau phasengleich mit der Hauptantriebswelle dreht, die als Nr. 43 in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Der Nocken 42 berührt einen Fühler 44, der seinerseits mit einer Zahnstange 45 verbunden ist. Auf die Zahnstange wirkt die Gegenfeder 46. Die Zahnstange 45 greift in ein Zahnrad 47 ein, auf dessen Achse 48 ein erster elektrischer Stellungsgeber 49 sitzt.

Die durch diesen ersten Stellungsgeber 49 erzeugten Impulse werden mit einer herkömmlichen Apparatur elektronisch verarbeitet, die als funktionelle Baugruppe (Rechner) 50 schematisch dargestellt ist. Die Impulse werden dazu verwendet, den entsprechenden Motor 14 oder 26 oder auch 40 zu steuern. Auf der Antriebswelle des betreffenden Motors 14, 26 oder 40 ist ein entsprechender Tacho-Dynamo 51 montiert, sowie ein zweiter Stellungsgeber 52· Dieser Stellungsgeber tastet die Lage ab, die von den vom jeweiligen Motor gesteuerten Greiforganen erreicht ist und gibt eine Rückmeldung zur elektronischen Einheit 50» um somit die dem Motor zugegangenen Steuerimpulse rückwirkend zu überprüfen

In einer zweiten Aus führungsform der Erfindung wird die Steuerung der unabhängigen Motoren 14, 26 und 40 durch die in Fig. 5 schematisch dargestellte Einrichtung bewirkt.

Bei dieser Ausführungsform wird auf der Antriebswelle der Presse oder auf einer Hilfswelle, die sich genau phasengleich mit der mit 53 bezeichneten Antriebswelle dreht, ein Bezugselement 5^ (Stellungsgeber) montiert, das an und für sich bekannt ist.

Die von diesem Element 5^ erzeugten Impulse werden einem elektronischen Funktionsgeber 55 zugeleitet. Es handelt sich dabei um einen bekannten elektronischen Funktionsgeber, dessen erzeugte Kurve mit einer herkömmlichen Programmiereinheit variiert und programmiert werden kann, die als 56 schematisch dargestellt ist. Die

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vom Funktionsgeber 55 erzeugte Kurve steuert den entsprechenden Motor 14, 26 oder 40 und zwar unter der Kontrolle, die durch die Signale des Tacho-Dynamos 151 und durch den Stellungsgeber 152 ausgeübt wird. Die Rückmeldungen des Stellungsgebeis werden von der elektronischen Einheit 15O verarbeitet. Dadurch werden die dem betreffenden Motor zugegangenen Steuerimpulse rückgekoppelt.

Mit der in Fig. 5 schematisch dargestellten Ausführungsform wird der Vorteil erzielt, daß der wenn auch kleine Nocken, der in Fig. 4 enthalten ist, vollständig entfällt. Die elektronische Wiedergabe des Nockenprofils und somit die an den Greifer zu übermittelnden Steuerimpulse werden nun dem Funktionsgeber 55 übertragen. Dabei handelt es sich um Impulse, die in zeitlicher Übereinstimmung mit dem öffnen und Schließen der Pressenwerkzeuge ablaufen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es bei eventuellen Änderungen im Betriebsablauf der Presse und damit beim entsprechenden Greifer nicht mehr erforderlich ist, den Nocken 42 der für die Motoren 14, 26 und 40 vorgesehenen verschiedenen Steuerapparaturen mechanisch auszutauschen. Es ist nur noch erforderlich, das Programm in der Programmiereinheit 56 zu wechseln, um somit eine Änderung der vom Funktionsgeber 55 erzeugten Funktion herbeizuführen, was einem Austausch eines Nockenprofils gleichkommt.

Aus der obigen Beschreibung und aus den beigefügten Abbildungen ist die Arbeitsweise der Vorrichtung, wie sie in der Erfindung vorgesehen ist, deutlich zu ersehen, so daß keine weiteren Erläuterungen erforderlich sind.

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Claims

· ENTANWÄLTE DR.- ING. H. H. WILHELM - DIPL.-ING. H. DAUSTER

D-7000 STUUGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31B - TELEFON {07 11) 291133

Anmelder; Stuttgart, den 15· Sept. 1977

INNOCENTI SANTEUSTACCHIO S.p.A. J? /

20, via A. Franchi u

Brescia, Italien

Patent- und Schutzansprüche

!; 1. ) Vorrichtung zur Steuerung der Bewegungen eines automatischen Greifers in einer Stufenpresse, bestehend aus mehreren für die Werkstücke vorgesehenen Greiforganen, die in gewissen Abständen auf geraden parallel zur Längsachse der Presse und in Vertikalrichtung bewegbaren Schienen montiert sind und die Werkstücke erfassen und wieder freigeben können, wobei die Greifer ein Stangenpaar, das sich um die eigene Achse drehen läßt und zur Steuerung der Greiforgane eine Längsverschiebung erfahren kann und Führungen zur geradlinigen Verschiebung der genannten Schienen aufweisen, sowie Drehvorrichtungen für die Stangen und Antriebe, mit denen diese Verschiebungen bewirkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe aus voneinander unabhängigen Elektromotoren (14, 26, 40) bestehen, die mechanisch über Zahnstange und Zahnrad (8, 9, 11, 12, 15 bis 18, 21 bis 24, 32 bis 39) mit den Schienen (1a, 10) und Stangen (2, 3» 19, 20) verbunden sind und von elektrischen Impulsen gesteuert werden, die von Stellungsgebern (42, 49, 5>4) stammen, die der Antriebswelle (43, 53) der Presse zugeordnet sind.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotoren (14, ?6, 40) von einer Anordnung gesteuert werden, die aus folgenden Teilen besteht} ein sich synchron mit der Hauptwelle (43) der Fresse drehender Nocken (42), eine Nockenführung (44) mit zumindest einem Zahnsegment (45), das in ein Zahnrad (47) eingreift, ein erster Stellungsgeber (49) der mit der Welle (48) des Zahnrades (47) eine Einheit bildet, ein auf der gesteuerten Antriebswelle angebrachter Tacho-Dynamo (5Ό, ein zweiter ebenfalls auf der gesteuerten Antriebswelle angebrachter Stellungsgeber (52) der zur Ermittlung der Lage dient, die vom jeweiligen Organ beim Transport der durch den Motor (14, 26, 40) bewegten Teile erreicht wird, ein Rechner (50) in einer bekannten Ausführung für die Prüfung der Impulse, die vom ersten Stellungsgeber (49) erzeugt werden und deren Weiterleitung zu dem gesteuerten Motor und zwar in Abhängigkeit von den Rückmeldungen, die vom zweiten Stellungsgeber (52) kommen.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Elektromotoren (14, 26, 40) von einer Anordnung ge steuert wird, die eine Hilfswelle (53) aufweist, die sich in zeitlicher Übereinstimmung mit der Hauptwelle der Presse dreht, sowie ein Bezugselement (Impulsgeber 54), das mit der Hilfswelle (53) eine Einheit bildet, ein Funktionsgeber (55), der durch dieses Bezugselement (5^0 gesteuert wird, eine Programmiereinheit (56), die zur Kontrolle der zu erzeugenden Funktionsart dient, ein auf der Welle des gesteuerten Motors angebrachter Tacho-Dynamo (151), ein ebenfalls auf der Welle des gesteuerten Motors (14, 26, 40) angebrachter Stellungsgeber (152) sowie ein Rechner (15O) in einer bekannten Ausführung der dazu dient, die Impulse zu prüfen, die der vom Funktionsgeber erzeugten Funktion entsprechen und die Impulse zum gesteuerten Motor zu leiten und zwar in Abhängigkeit von den Rückmeldungen, die von dem auf der Welle des gesteuerten Motors angebrachten Stellungsgeber (152) stammen.

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