DE68908562T2 - System zur übertragung von werkstücken durch eine reihe von arbeitsstationen. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein Produktionsanlagen, in denen Werkstücke durch eine Reihe von gleichmäßig beabstandeten, linear hintereinander angeordneten Arbeitsstationen bewegt werden, die eine festgelegte Abfolge von Bearbeitungsschritten an den Werkstücken durchführen und, genauer ein System zum automatischen Umsetzen der Werkstücke von einer Bearbeitungsstation innerhalb der Anlage zu einer benachbarten Bearbeitungsstation.
Beschreibung des relevanten Standes der Technik
• Automatische und teilweise automatisierte Anlagen, in denen ein Werkstück durch eine Reihe von Bearbeitungsstationen geführt wird, in denen jede Bearbeitungsstation einen einer Reihe von Bearbeitungsschritten an dem Werkstück ausführt, sind in der herstellenden Industrie schnell zum Standard geworden, so beispielsweise in der Metallindustrie. In Herstellungsverfahren wie beispielsweise beim Metallpressen oder Tiefziehen sind sehr viele einzelne Preßschritte notwendig, um die flache Metallplatine in einen Gegenstand, wie beispielsweise eine Fahrzeug-Radkappe, umzuformen. Anstatt verschiedene einzelne Pressen zu benutzen, um das Teil zu stanzen bzw. zu pressen, hat es sich in der Industrie durchgesetzt, eine Transferpresse zu verwenden, bei ein einzelner Hub dazu verwendet wird, mehrere Preßschritte an einer Vielzahl von Bearbeitungsstationen durchzuführen. Normalerweise sind ein Paar von einander entsprechenden Gesenken oberhalb und unterhalb einer jeden Bearbeitungsstation angeordnet. Bei jedem Hub der Presse wird ein Werkstück zwischen jedem Paar der Gesenke geprägt. Indem ein einzelnes Werkstück durch die Reihe von Bearbeitungsstationen bewegt wird, wird es nacheinander von jedem Paar der Gesenke geprägt, um das endgültige Produkt zu bilden.
• Offensichtlich ist es für eine effiziente Betriebsweise einer solchen Transferpresse besonders wichtig, daß eine Folge von Werkstücken zwischen jeweils zwei Hüben der Presse gleichzeitig von einer Bearbeitungsstation zur nächsten umgesetzt wird. Weiterhin ist es oft notwendig, die Werkstücke in bezug auf die verschiedenen Gesenkstationen der Transferpresse erneut auszurichten. Beispielsweise kann es notwendig sein, das Werkstück linear in beiden horizontalen Richtungen zu bewegen, oder es kann notwendig sein, es zu drehen. Typischerweise ist es notwendig, das Werkstück mehrere Male neu auszurichten, bevor die Herstellung des Stückes beendet ist. Es ist leicht einzusehen, daß Mittel bereitgestellt werden müssen, um mehrfaches Umsetzen und erneutes Ausrichten schnell und genau durchführen zu können.
• Ein System zum wiederholten Umsetzen des Werkstückes und zum mehrfachen Wiederausrichten ist eine Art Hubbalkensystem, das Umsetzschienen vorsieht, die sich längs beider Seiten einer linearen Achse (X-Achse) durch die Bearbeitungsstationen erstrecken, wobei die Werkstücke zwischen jeweils aneinander grenzenden Bearbeitungsstationen auf diesen Schienen fahren. Auf den Umsetzschienen sind Fingergreifer zum Greifen der Werkstücke angeordnet. Bei dieser Art von System ist jede der Schienen für eine Bewegung sowohl längs der X- und der vertikalen Achse (Z-Achse) ausgelegt, d.h., sie hebt das Werkstück an, senkt es ab und bewegt es auch linear von einer Bearbeitungsstation zu einer anderen. Weiterhin haben die Fingergreifer damit verbundene Servomotoren, die es ihnen erlauben, sich in Längsrichtung (längs der Y-Achse) zu bewegen, und zwar auf die Werkstücke zu und von ihnen weg, um sie zu greifen und loszulassen. Demgemäß erlaubt es diese Ausgestaltung den Fingergreifern, die Werkstücke erst durch Betrieb ihrer Servomotoren zu ergreifen, dann das Werkstück auf die Transferebene zu heben, indem die Transferschienen betätigt werden, das Werkstück gradlinig zur nächsten Bearbeitungsstation durch weitere Betätigung der Transferschienen zu bewegen, das Werkstück abzusenken, und sich schließlich vom Werkstück zu lösen, indem die Fingergreifer davon zurückgezogen werden, so daß die Presse betätigt werden kann.
• Obwohl solche Transfersysteme weithin benutzt werden, weisen sie viele Nachteile auf. Beispielsweise haben viele kleinere Preßwerke und Gesenkhersteller keine Transferpressen, die eine beträchtliche Investition darstellen, müssen aber die Arbeitsweise einer Transferpresse simulieren, um Gesenke zu testen oder für kürzere Produktionsläufe.
• Da eine standardmäßige Transferpresse die Schienen an jedem Ende der X- Achse unterstützt, und nicht in der Mitte, sind die Schienen typischerweise sehr schwer und weisen einen Querschnitt auf, der dimensioniert ist, um Durchhang zu minimieren. Die Masse dieser Schienen mit herkömmlichen Produktionsgeschwindigkeiten zu bewegen erfordert große Getriebe und Nocken, und ein massives Gestell, um den Mechanismus zu unterstützen und mit der notwendigen Stabilität zu versehen.
• Weiterhin haben die herkömmlichen Transferpressen typischerweise standardisierte Schienenpositionen und ermöglichen lediglich zwei oder drei verschiedene Abstände zwischen den Schienen in der angehobenen Stellung. Standard-Transferpressen haben auch eine begrenzte Anzahl von Haltepunkten längs der X-Achse und keine Justierung des Verfahrensweges sowohl in der Auf- und Ab- wie in der Vor-Zurück-Richtung. Um das Problem noch zu verschärfen, sind die genormten Haltepunkte oder Einstellungen für jeden Hersteller verschieden und nicht in der gesamten Industrie genormt. Es wäre demgemäß für einen Produktionsbetrieb im wahrsten Sinne unmöglich, Transferpressen zu besitzen, mit denen es möglich ist, die möglichen verschiedenen Kombinationen und zur Verfügung stehenden Einstellungen von verschiedenen Pressenherstellern zu testen oder zu betreiben.
• Ein weiteres Problem bei den herkömmlichen Transferpressen ist das Fehlen einer Möglichkeit zum einfachen Demontieren der Schienen, um einen Zugang zum Auswechseln der Gesenke zu ermöglichen. Die Transferschienen müssen länger sein als der Abstand zwischen den Portalsäulen der Presse, da sie auch dazu dienen, das Werkstück in die Presse zu laden und es von dort zu entladen. Deswegen sind ausgefeilte Kupplungsmechanismen notwendig, um das Entfernen eines Bereichs der Schiene zu ermöglichen, wenn die Werkezeuge entfernt werden. Die Möglichkeit, Gesenke auszutauschen, ist deswegen eine teure Option und erlaubt daher den Schienenwechsel oder das Entfernen lediglich mit großen Schwierigkeiten.
• Als eine teilweise Lösung für einige dieser Probleme beschreibt das US-Patent 4,621,526 für Schafer u.a. eine Anlage, in der die Transferschiene nicht in linearer Richtung von einer Station zur anderen bewegt wird. Stattdessen ist eine zweite Schiene darauf montiert und die Fingereinheiten sind wiederum auf der zweiten Schiene montiert. Die zweite Schiene ist für eine hin und her gehende Bewegung längs der X-Achse zwischen aneinander angrenzenden Arbeitsplätzen gestaltet. Diese Bewegung wird durch einen Servomotor bewirkt, der auf der zweiten Schiene gelagert ist. Die Fingereinheiten selbst sind für eine laterale Bewegung in Richtung auf die Werkstücke und von diesen weg gestaltet und werden durch zusätzliche Servomotoren betätigt. Um die Werkstücke anzuheben und abzusenken sind Hubsäulen vorgesehen, auf denen die Transferschiene montiert ist. Diese Hubsäulen werden ebenfalls durch elektrische Servomotoren betätigt. Demgemäß bewegen sich bei der Schafer-Vorrichtung lediglich die Servomotoren längs der zweiten Schienen, die die laterale Bewegung der Fingereinheiten bewirken, wodurch die Größe der Schienen verringet wird, das System vereinfacht und weniger fehleranfällig gemacht wird. Weniger der Mechanismus ist tatsächlich innerhalb der Presse angeordnet, so daß der Betrieb derselben weniger behindert wird. Selbst mit Schafers Verbesserungen ist jedoch immer noch ein Großteil des Mechanismus innerhalb der Transferschiene angeordnet. Weiterhin können bereits existierende Systeme nicht modifiziert werden, um diese Verbesserungen aufzunehmen.
• Das US-Patent Nr. 4,465,311 für Tack, Jr. offenbart einen automatischen Vorschubmechanismus zum Umsetzen von Werkstücken nacheinander längs verschiedenen Bearbeitungsstationen, die mit einer Transferpresse verbunden sind. Der Vorschubmechanismus kann längs irgendeiner oder längs aller der X-, Y- oder Z-Achsen mittels eines oder mehrerer unabhängig voneinander ansteuerbarer Servomotoren bewegt werden. Der Vorschubmechanismus umfaßt Transferschienen, die sich längs einander gegenüberliegender Seiten der mehreren Werkstationen erstrecken, wobei jede von ihnen einen Satz von Fingereinheiten zum Greifen der Werkstücke aufweist. Der Vorschubmechanismus lagert die Schienen auf einem Paar von vertikal bewegbaren Säulen. Da der Vorschubmechanismus oberhalb und unterhalb der Transferschienen montiert ist, stellt er eine permanente Installation dar.
• Es wäre wünschenswert, Transferschienen bereitzustelen, die in der Mitte unterstützt sind, um einen kleineren Schienenquerschnitt zu ermöglichen und einen Aufbau des Transfersystems mit beliebiger Länge zuzulassen. Ein solches modulares System würde die Möglichkeit schaffen, längere Transfersysteme zu bauen, als es gegenwärtig möglich ist.
• Es wäre auch wünschenswert, ein flexibleres Transfersystem zur Verfügung zu stellen, das eine Vielzahl von Schienenpositionen ermöglicht, wie auch eine Justage der Verfahrenswege, die die Fingereinheiten in jede der drei Richtungen zurücklegen.
• Es wäre weiterhin wünschenswert, ein verbessertes, ökonomisches System zur Verfügung zu stellen, bei dem die Fingereinheiten auf den Schienen in Relation zu den Werkstücken angeordnet werden können, wenn Gesenke gebaut und getestet werden und eine Transferpresse normalerweise nicht zur Verfügung steht. Ein solches System sollte auch einen größeren Zugang zu den Gesenken während der Wartung und zur Reparatur ermöglichen, indem das Betätigungssystem für den Umsetzmechanismus in separaten Modulen angeordnet wird, die entfernt werden können, wobei die Schienen in der richtigen Stellung in bezug auf die Werkstücke belassen werden.
• Es wäre auch wünschenswert, ein System zur Verfügung zu stellen, das in einem Gesenkbetrieb verwendet werden kann, um die Wirkungsweise einer beliebigen Transferpresse zu simulieren, um die richtigen Toleranzen zwischen sich bewegenden Teilen der Gesenke in Relation zu der Bewegungsbahn der Transferschiene, der Fingereinheiten und Werkstücke zu prüfen, und zwar ohne die Notwendigkeit, die Gesenke tatsächlich in eine Transferpresse einzubauen. Es wäre jetzt vorteilhaft, ein modulares System zu entwerfen, in dem die Module in einer begrenzten Anzahl von Größen hergestellt werden können und mit Pressen verschiedener Größen und verschiedenen Konfigurationen verwendet werden können, ohne Berücksichtigung der Vorschubrichtung oder der Gestaltung der Presse.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung stellt ein modulares System zur Verfügung, das besonders nützlich ist, um Werkstücke längs einer Serie von gleichmäßig beabstandeten, in einer Reihe ausgerichteten Bearbeitungsstationen umzusetzen. Während die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einer Transferpresse verwendet wird, ist das System auch nützlich, um Werkstücke in einem beliebigen System umzusetzen, das eine Serie von gleichmäßig beabstandeten Bearbeitungsstationen aufweist, die längs einer Achse gradlinig ausgerichtet sind, und in denen eine festgelegte Abfolge von Verfahrensschritten an den Werkstücken ausgeführt wird.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich ein Paar von voneinander beabstandeten und parallel zueinander verlaufenden Transferschienen längs beider Seiten der in einer Reihe ausgerichteten Bearbeitungsstationen. Vorzugsweise ist das Schienenpaar an der Seite unterstützt, um einen Zugang zu der Presse zu ermöglichen. Eine Mehrzahl von Werkstück-greifenden Fingeroperatoren, die ausgelegt sind, um das Werkstück zu greifen und es zwischen aneinander grenzenden Bearbeitungsstücken umzusetzen, sind auf einer individuell steuerbaren Fingergreifer-Schiene angeordnet, die wiederum auf beiden Transferschienen montiert ist.
• Jeder der Fingergreifer erstreckt sich lateral in Richtung auf seine zugeordnete Bearbeitungsstation und endet in einem freien Ende, an dem ein Werkstück- Greifmechanismus angebracht ist. Der Werkstück-Greifmechanismus ist dazu ausgelegt, Werkstücke zu greifen und zu halten und sie zwischen aneinander grenzenden Bearbeitungsstationen umzusetzen. Bei einer Ausführungsform umfaßt der Werkstück-Greifmechanismus horizontal sich erstreckende Finger, die dazu ausgelegt sind, die Werkstücke von unten her anzuheben. Bei dieser Art von Werkstück-Greifmechanismus, bei dem sich Finger horizontal erstrecken, die die Werkstücke anheben, sind zwei parallel zueinander angeordnete Transferschienen und zugeordnete Fingergreiferschienen vorgesehen, die das Werkstück von beiden Seiten her anheben. Ein solches System ist geeignet, um relativ große und schwere Werkstücke umzusetzen, wie sie gewöhnlicherweise in einer Transferpresse gepreßt werden.
• Es sind individuell ansteuerbare Mittel vorgesehen, um den Fingergreiferschienen eine hin und her gehende, gradinige Bewegung längs der Vorschubrichtung der Werkstücke aufzuprägen, wenn sie durch die Serie der in einer Reihe aufgestellten Bearbeitungsstationen hindurchwandern. Die Fingergreiferschiene ist verschiebbar auf der Transferschiene angeordnet.
• Es ist zumindest eine Betätigungseinheit vorgesehen, die unabhängig von der Transferschiene unterstützt wird und an einer gradlinig davon abgelegenen Stelle an einer Seite den Bearbeitungsstationen gegenüberliegend angeordnet ist. In dem Fall, daß ein paar von Transferschienen vorgesehen ist, ist zumindest ein Paar von Betätigungselementen vorgesehen, von denen jeweils eins neben jeder Transferschiene vorgesehen ist. Jede Betätigungseinheit weist einen lateral sich erstreckenden Arm oder einen Wagen auf, der die Transferschiene unterstützt und dazu ausgelegt ist, der Schiene sowohl eine laterale wie eine Auf- und Abbewegung zu vermitteln. Die laterale Bewegung erfolgt längs der Y-Achse in einer Richtung, die mit der Bewegung der Fingergreifer in Eingriff und außer Eingriff mit den Werkstücken korrespondiert. Die Auf- und Abbewegung erfolgt längs der Z-Achse und korrespondiert mit der Bewegung der Fingergreifer zum Anheben und Absenken der Werkstücke.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Betätigungseinheit ein in zwei Achsen verfahrbares hydraulisches Betätigungselement, das den Arm in der Y- und Z-Achse bewegt, um ein Werkstück zu ergreifen und anzuheben, anschließend anzusenken und sich von dem Werkstück zurückzuziehen, nachdem das Werkstück zur nächsten Bearbeitungsstation mittels der Fingergreiferschiene umgesetzt worden ist. Ds hydraulische Betätigungselement umfaßt ein Paar von hydraulischen Fluidzylindern, die parallel mit einer einzelnen Fluidquelle verbunden sind, die durch einen unabhängigen Motor angetrieben wird. Wenn die Quelle Fluid ausstößt, wird sich der Arm zunächst längs der Achse bewegen, die den geringsten Widerstand entgegensetzt, bis der Arm einen Anschlag erreicht. Der Arm beginnt sich dann längs der zweiten Achse zu bwegen, da diese Achse dann der Bewegung den geringeren Widerstand entgegensetzt. Auf diese Weise erreicht die Betätigungseinheit automatisch einen aufeinanderfolgenden Ablauf ihrer Betätigungskräfte, ohne daß ein zusätzlicher Steuerungsapparat notwendig wäre.
• Bei einr bevorzugten Ausführungsform werden die Betätigungseinheit und ihr Motor unabhängig voneinander gelagert und verbleiben in bezug auf die Bewegung der Transferschiene stationär. In einer weiteren Ausführungsform umfaßt die Betätigungseinheit modulare Einheiten, die leicht mit den Transferschienen für den Betrieb verbunden oder von ihr gelöst werden können.
• Das Transfersystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist den Vorteil auf, daß eine Bewegung der Fingergreifer in alle drei Richtungen ermöglicht wird, die notwendig sind, um ein Umsetzen der Werkstücke und Ausrichten derselben zu ermöglichen. Im Gegensatz zu Systemen gemäß dem Stand der Technik ist keines der Betätigungsglieder oder der Motoren, die die Bewegung in den drei Richtungen schaffen, auf der Transferschiene oder Fingergreiferschiene selbst angeordnet. Deswegen kann die Transferschiene leichter und schmaler ausgebildet sein. Weiterhin werden die Betätigungseinheiten unabhängig voneinander durch die Transferschiene unterstützt, was zu einem effizienten modularen System führt.
• Vorzugsweise umfaßt das Transfersystem weiterhin zumindest ein Sensormittel zum Erfassen des Betriebszustandes des zugeordneten Produktionssystems, um den Betrieb des Transfermechanismus mit dem Produktionssystem zu synchronisieren. Bei einer Transferpresse werden die Sensormittel am Stößel der Presse befestigt, um die Stellung des Stößels während jedes Hubs der Presse zu ermitteln. Der Sensor ist operativ mit einem Mittel zum zentralen Steuern der Bewegung der Transferschiene und der Fingergreiferschiene verbunden, um das Verfahren der Werkstücke durch die aufeinander folgenden Bearbeitungsstationen mit der Durchführung der Abfolge der Arbeitsschritte zu synchronisieren. Durch dieses zentrale Steuerungssystem kann eine große Anzahl von komplizierten Umsetzvorgängen und mehrere Ausrichtvorgänge in synchronisierter Weise mit dem Betrieb der Presse schnell, genau und effizient durchgeführt werden.
• Ein lineares Betätigungselement zum Erzeugen einer hin und hergehenden Bewegung der Fingergreiferschiene ist der Transferschiene zugeordnet, so daß sie sich mit dieser bewegen kann, aber unabhängig von dieser gelagert ist. Ein Motor zum Antreiben des linearen Betätigungselementes wird unabhängig von der Transferschiene unterstützt und verbleibt stationär in bezug auf die Bewegung der Transferschiene.
• Bei der dargestellten Ausführungsform ist das lineare Betätigungselement ein Treibriemensystem, das unabhängig von der Transferschiene unterstützt wird und mit dieser verbunden ist, um sich mit dieser zu bewegen und die hin und her gehende Bewegung der Fingergreiferschiene liefert. Das Treibriemensystem wird durch einen unabhängigen Motor angetrieben, der während des Betriebs der Transfer- und Fingergreiferschienen stationär verbleibt.
• Das Riemenantriebssystem umfaßt im wesentlichen einen Treibriemen, der an der Transferschiene angeordnet ist, für eine umkehrende Drehbewegung in Richtung der Vorschubbewegung der Werkstücke. Der Treibriemen wird durch eine Querkeilwelle angetrieben, die die laterale Bewegung der Transferschiene in Richtung auf die Bearbeitungsstationen mitmachen kann. Die Querkeilwelle wird durch eine vertikale Keilwelle angetrieben, die für eine vertikale Bewegung mit der Transferschiene ausgelegt ist, wenn das Werkstück angehoben wird. Die vertikale Keilwelle wird durch einen unabhängigen Motor angetrieben, der stationär im Hinblick auf die Transfer- und Fingergreiferschienen verbleibt.
• Bei einer Ausführungsform sind die Betätigungseinheiten und Motoren für die Transfer- und Fingergreiferschienen am Querhaupt der Transferpresse selbst angeordnet, um einen ungehinderten Zugang zu den Gesenken und Bearbeitungsstationen zu ermöglichen.
• Bei einer Ausführungsform, bei der eine Transferschiene und mit dieser verbundene Fingergreiferschiene an jeder Seite der Transferpresse vorgesehen sind, ist jede Seite vorzugsweise mechanisch von der anderen unabhängig, aber elektronisch synchronisiert mit dem Pressenstößelsensor. Auf diese Weise arbeiten beide Transferschienen und die Fingergreiferschienen unabhängig voneinander, aber kooperieren, um die Werkstücke zwischen den Bearbeitungsstationen umzusetzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die oben beschriebenen und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und der Zeichnung verstanden werden. In der Zeichnung zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Transfersystems der vorliegenden Erfindung, das in einer Transferpresse installiert ist;
• Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Transfersystems in einem von der Transferpresse getrennten Zustand;
• Fig. 2a eine perspektivische Ansicht eines einzelnen Transfersystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2b eine teilweise Ansicht eine Schnitts des Transfersystems gemäß Fig. 2a;
• Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Motors und eines Treibriemensystems, das mit einem Transfersystem gemäß der vorliegenden Erfindung für eine hin und her gehende Betätigung einer Fingergreiferschiene verbunden ist;
• Fig. 4 + 5 Schnitte längs der Linien 4-4, 4a-4a und 5-5 in Fig. 2b, die Details der Verbindung zwischen einem hin und her gehenden Treibriemen und einer Fingergreiferschiene zeigen;
• Fig. 6 einen Schnitt längs der Linien 6-6, der Details eines hydraulischen zweiachsigen Stellantriebs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 7 + 8 Seitenansichten des Betätigungselementes gemäß Fig. 6, die die Bewegung darstellen, die das Betätigungselement einer Transferschiene aufprägt;
• Fig. 9 eine schematische Darstellung des Motors und des hydraulischen Betätigungssystemes für das Betätigungselement gemäß Fig. 6;
• Fig. 10 eine Ansicht der äußeren Struktur des hydraulischen Betätigungssystemes gemäß Fig. 9;
• Fig. 11 eine Seitenansicht des Motors zum Betätigen des hydraulischen Betätigungssystems von Fig. 9;
• Fig. 12 eine teilweise geschnitte Endansicht von einander gegenüberliegenden Betätigungseinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Werkstück erfassen und von einer Transferpressen-Bearbeitungsstation anheben; und
• Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines Transfersystems gemäß der vorliegenden Erfindung, das dazu ausgelegt ist, vom Querhaupt einer Presse abgehängt zu werden.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Im Rahmen der folgenden detaillierten Beschreibung werden jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet, um in den verschiedenen Figuren dasselbe dargestellte Element zu bezeichnen.
• In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 ein Transfersystem für Werkstücke, das generell mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist und in einer im ganzen mit dem Bezugszeichen 12 bezeichneten Transferpresse installiert ist. Die Transferpresse 12 weist eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen 14 auf, auf denen nacheinander eine Reihe von Preßvorgängen an einer Folge von Werkstücken W durchgeführt wird. Ein Stößel 16 trägt eine Vielzahl von oberen Gesenkhälften 20a und jeder Hub des Stößels 16 bewirkt, daß die Werkstücke W zwischen einem oberen Gesenk 20a und einem entsprechenden unteren Gesenk 20b gepreßt bwz. gestanzt werden, um die Werkstücke W zu formen. Wie üblich sind die unteren Gesenke 20b auf Grundplatten 22 montiert und die oberen Gesenke 20a sind am Stößel 16 befestigt. Der obere unbewegliche Teil der Transferpresse 12 wird als Querhaupt 18 bezeichnet.
• Längs beider Seiten der Anzahl von Bearbeitungsstationen 14 der Transferpresse 12 erstreckt sich parallel und mit Abstand zueinander in Längsrichtung ein Transfersystem, das insgesamt in Fig. 2 dargestellt ist. Während ein benachbartes Paar von Transfersystemen dargestellt ist, kann ein einzelnes System, wie es in Fig. 2a dargestellt ist, benutzt werden, abhängig von der Größe oder des Typs der Werkstücke, die umgesetzt werden sollen. Das Transfersystem 10 umfaßt eine Transferschiene 24, die lateral außerhalb einer Bearbeitungsstation 14 und der Gesenke 20 angeordnet ist und im wesentlichen parallel dazu verläuft. Auf jedem Paar der Transferschienen 24 ist eine Fingergreiferschiene 26 angeordnet, und zwar lateral auf der Innenseite der Transferschiene 24, benachbart zu den Bearbeitungsstationen 14. Auf den Fingergreiferschienen 26 sind wiederum eine Vielzahl von Fingern 28 montiert, die sich lateral in Richtung auf die Werkstücke W erstrecken. Jeder der Finger 28 endet in einem Werkstückgreifabschnitt 30. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet jeder der Werkstückgreifabschnitte 30 eine Auflagefläche für eine Ecke eines jeden der Vielzahl von Werkstücken W, während sie nacheinander von einer angrenzenden Bearbeitungsstation 14 zur nächsten Bearbeitungsstation 14 umgesetzt werden. Es ist zu beachten, daß die Vielzahl der Werkstückumsetzmechanismen 30 in einer Vielzahl von anderen herkömmlichen Gestaltungsvarianten und Anordnungen ausgeführt werden kann, wie beispielsweise als Greiffinger.
• Die mehreren Fingergreifer 28 sind in Längsrichtung der Transferschiene 24 gleichmäßig voneinander beabstandet. Im Fall der Werkstücke W, die in der Zeichnung dargestellt sind, sind die Fingergreifer 28 in Paaren gruppiert, so daß der Werkstück-Transfermechanismus 30 jede Ecke eines Werkstückes W unterstützen kann. Der Abstand zwischen benachbarten Paaren von Fingergreifern 28 entspricht dem Abstand zwischen benachbarten Bearbeitungsstationen.
• Die Fingergreiferschiene 26 ist verschiebbar auf einer Laufbahn 25 der Transferschiene 24 gelagert, um eine hin und her gehende lineare Bewegung der Fingergreiferschiene 26 in bezug auf die Transferschiene 24 längs der X- Achse zu ermöglichen, d.h. in Vorschubrichtung der Werkstücke W längs der Reihe von Bearbeitungsstationen 14. Eine solche hin und her gehende, gradlinige Bewegung der Fingergreiferschiene 26 wird mittels eines Treibriemens 56 erzeugt, der in einem Gehäuse 52 an der Transferschiene 24 montiert ist und durch ein Treibriemensystem angetrieben wird, das in Fig. 3 daregstellt ist. Das Treibriemensystem und der Treibriemen erzeugen eine hin und her gehende gradlinige Bewegung der Schiene 26 in bezug auf die Schiene 24, wenn sie durch einen entsprechend gesteuerten elektrischen Strom angetrieben werden.
• Die hin und her gehende gradlinige Bewegung der Fingergreiferschiene 26 entlang der Transferschiene 24 veranlaßt die Fingereinheiten 28, sich ebenfalls hin und her gehend in einer gradlinigen Richtung längs der X-Achse zu bewegen, wie es durch den Pfeil in Fig. 2 angedeutet ist. Um die Fingergreifer 28 in Z-Richtung zu bewegen (auf und ab) und in Y-Richtung (gradlinig, in Eingriff mit den Werkstücken W und von diesen weg) zu bewegen, ist zumindest eine Betätigungseinheit 30 vorgesehen, die allgemein in Fig. 6 gezeigt ist. Die Betätigungseinheit 30 ist unabhängig von der Transferschiene 24 gelagert. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist die Betätigungseinheit 30 auf dem Boden mittels eines Lagerrahmens 32 montiert, der parallel längs der Transferpresse verläuft.
• Alternativ dazu könnte die Betätigungseinheit 30 auf einem oder innerhalb eines eigenen modularen Gehäuses montiert sein, das beispielsweise mit kleinen Rädern oder Rollen ausgestattet ist, um es zu ermöglichen, die Betätigungseinheit leicht aus ihrer Betriebsstellung in bezug auf die Transferpresse herauszubewegen und in diese hinein.
• Die Betätigungseinheit 30 umfaßt einen lateral sich erstreckenden Arm oder einen Transferschlitten 34, der sich in Richtung auf das Werkstück erstreckt und der die Transferschiene 24 trägt. Bei der in den Fig. 2a und 2b dargestellten Ausführungsform ist ein Paar von Betätigungseinheiten 30 und zugeordneten Transferschlitten 34 vorgesehen, um die Transferschiene 24 entsprechend zu lagern. Es wird in Erwägung gezogen, daß zumindest eine Betätigungseinheit 30 für jede Transferschiene 24 benötigt wird und typischerweise wird zumindest ein Paar von Betätigungseinheiten 30 gebraucht werden, um jede Transferschiene 24 zu unterstützen.
• In den Fig. 2b und 3 bis 5 ist das Riemenantriebssystems und der Treibriemenmotor zum Bewirken der hin und her gehenden Schiebebewegung der Fingergreiferschiene 26 längs der X-Achse im Detail dargestellt. Das Treibriemensystem wird durch einen umschaltbaren Drehmotor 36 angetrieben, der über einen Riemen 38 mit einem Antriebsrad 40 verbunden ist, welches wiederum verschiebbar auf einer vertikalen Keilwelle 42 angeordnet ist. Die wechselseitige Drehbewegung, die von dem Motor 36 der Keilwelle 42 aufgeprägt wird, wird über einen Getriebekasten 44, einen Treibriemen 44 (richtig wohl 46 (Anmerkung des Übersetzers)) und Antriebsräder 48 auf eine Querkeilwelle 50 übertragen. Die Querkeilwelle 50 ist durch die Wandung des Gehäuses 52 hindurch mit der Transferschiene 24 verbunden, um ein dort angeordnetes Antriebsrad 54, wie in Fig. 5 gezeigt, anzutreiben. Das Antriebsrad 54 hat ein nicht angetriebenes Gegenstück, das in Längsrichtung im Gehäuse 52 mit Abstand angeordnet ist und ein Antriebsriemen 56 ist zwischen den beiden Rädern montiert. Es ist erkenntlich, daß eine hin und her gehende Drehbewegung des Motors 36 über das Treibriemensystem auf den im Gehäuse 52 auf der Transferschiene 24 angeordneten Treibriemen übertragen wird.
• In den Fig. 4 und 4a ist die Fingergreiferschiene 26 gezeigt, die auf der Innenseite der Transferschiene 24 lateral längs der Y-Achse verschiebbar ist, mittels Lagerblöcken 58, die eine Vielzahl von Lagern oder Rollen 60 aufweisen, die den Laufbahnblock 25 auf der Trnasferschiene 24 umfassen. Ein Ausleger 62 ist an einem Bereich des Treibriemens 56 mittels einer geeigneten Befestigungsstruktur 64 befestigt und erstreckt sich über die Transferschiene 24 und ist mit der Fingergreiferschiene 26 verbunden. Wenn der Antriebsriemen 56 in dem Gehäuse hin und her läuft, wird der mit dem Antriebsriemen verbundene Ausleger 62 die Fingergreiferschiene 26 in bezug auf die Transferschiene in Richtung der Bewegung des Antriebsriemens, d.h. längs der X-Achse, hin und her bewegen.
• Es sollte beachtet werden, daß das Treibriemensystem und der Motor, umfassend den Motor 36, Antriebsrad 40, und Riemen 38 auf der Oberfläche 33 des Längsrahmens 32 unabhängig von der Transferschiene und stationär in bezug auf diese gelagert sind. Die vertikale Keilwellte 42, der Getriebekasten 44, Treibriemen und Räder 46 und 48 und die Querkeilwelle 50 umfassend das Treibriemensystem sind durch das Systemgehäuse 49 mit einer Schlittenauflage 68 eines Transferschlittens 34 auf der Betätigungseinheit 30 für eine Bewegung mit dieser längs der Z-Achse verbunden. Bei einer gradlinigen Bewegung nach innen längs der Y-Achse von Transferschiene 24 wird die Querkeilwelle 50, die für eine Schiebebewegung innerhalb des oberen Antriebsrades 48 ausgelegt ist und über die Verbindungseinheit 51 verbunden ist und mit dem Treibriemen im Gehäuse 52 verbunden ist mitgezogen werden, wegen ihres Schiebeeingriffs mit dem oberen Getrieberad 48. Wenn die Transferschiene durch die Betätigungseinheit 30 längs der Z-Achse angehoben wird, beispielsweise um ein ergriffenes Werkstück von einer Bearbeitungsstation anzuheben, wird das Treibriemensystem durch die Betätigungseinheit mit angehoben werden, während die vertikale Keilwelle 42 durch das Antriebsrad 40 gleitet.
• Wenn das Antriebsriemensystem sowohl längs der Y- und der Z-Achse zusammen mit der Transferschiene versetzt worden ist, beispielsweise wenn ein Werkstück sowohl durch die Fingergreifer gegriffen und von einer Bearbeitungsstation angehoben worden ist, wird der feststehende Treibriemenmotor 36 aktiviert, um die Fingergreiferschiene 26 und das Werkstück längs der X-Achse zwischen einander benachbarten Bearbeitungsstationen zu bewegen. Die unabhängige Lagerung und Anordnung des Treibriemenmotors und Antriebriemensystems im Hinblick auf die Transferschiene 24 und die Fingergreiferschiene 26 reduziert das von ihnen zu tragende Gewicht wesentlich, wodurch eine Verringerung der Größe und des Gewichtes der Schienen ermöglicht wird und dem entsprechend eine höhere Betriebsrate.
• In den Fig. 6 bis 9 ist eine Betätigungseinheit 30 im Schnitt dargestellt, die der Transferschiene eine Bewegung längs der Y- und Z-Achse aufprägt. Ein die Transferschiene 24 tragender Transferschlitten 34 ist längs der Y-Achse verschiebbar auf einer Auflagefläche 68 für den Schlitten montiert, die wiederum längs der Z-Achse in bezug auf die Basis 70 der Betätigungseinheit verschiebbar ist. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Betätigungseinheit einen zweiachsigen Stellantrieb zum Antreiben einer jeden Werkstück-Umsetzeinheit und besteht im wesentlichen aus einem hydraulischen Zylinder 72 zum Anheben und einem hydraulischen Zylinder 74 zum Verschieben. Der hydraulische Hebezylinder ist mit der Grundplatte der Betätigungseinheit verbunden und seine Kolbenstange 73 ist mit der Schlittenauflage verbunden. Der hydraulische Verschiebezylinder ist mit der Schlittenauflage verbunden und seine Kolbenstange 75 ist mit dem Transferschlitten verbunden. Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 die Betriebsweise eines zweiachsigen Stellantriebes zum Antreiben einer Betätigungseinheit beschrieben. Indem die Kolbenstange 75 des hydraulischen Verschiebezylinders 74 ausgefahren wird, wird der Transferschlitten 34 in bezug auf die Auflage 68 in der Y-Richtung bewegt. Die durchgezogenen Linien in Fig. 7 zeigen den Transferschlitten 30 in der Stellung beim Aufnehmen des Werkstückes, während die zurückgezogene Position durch unterbrochene Linien angedeutet ist. Die Betriebsweise des hydraulischen Hebezylinders 72 und seiner Kolbenstange 73 beim Bewegen des Transferschlittens 34 und der Schlittenauflage 68 in der Z-Richtung ist in Fig. 8 dargestellt. Die durchgezogenen Linien zeigen den Transferschlitten 34 in seiner höchsten Werkstückhebestellung, während die tiefste Stellung durch unterbrochene Linien angedeutet ist. Bewegung des Transferschlittens 34 in der Y- und Z-Richtung bewirkt eine entsprechende Bewegung der Transferschiene 24, der Fingergreiferschiene 26 und der mehreren Finger 28. Diese Verschiebungen stellen die erforderlichen Bewegungen zum Ergreifen und Anheben von Werkstücken W dar, vor dem Verschieben in der X-Richtung zur nächsten Bearbeitungsstation 14, gefolgt vom Absenken und Lösen von den Werkstücken W, um Freiraum für den nächsten Hub der Presse zu schaffen.
• Synchronisation aller Betätigungeinheiten 30, die eine Transferschiene halten, wird erreicht, indem eine zentrale Steuereinheit verwendet wird, um unter Druck stehendes Fluid durch eine Fluidleitung zu jedem einzelnen hydraulischen Hebezylinder 72 und hydraulischen Verschiebezylinder 74 des Werkstücktransfersystems 10 zu schicken.
• In Fig. 9 sind der hydraulische Hebezylinder 72 und der hydraulische Verschiebezylinder 74 zum Antreiben zweier verschiedener Betätigungseinheiten, wie zuvor beschrieben, dargestellt. Ebenso dargestellt ist ein Fluidzylinder 76 als Fluidquelle mit einer Kolbenstange 77, die mit einer Zahnstange 78 und einem Zahnrad 80 verbunden ist. Ein Drehmotor 82 wirkt über die Zahnstange 78 und das Zahnrad 80 und vermittelt der Zylinderstange 77 des Fluidquellenzylinders 76 eine hin und her gehende Bewegung. Der Fluidquellenzylinder 76, Motor 82 und die Zahnstange und das Zahnrad, die die beiden verbinden, sind im Detail in den Fig. 10 bis 12 dargestellt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die in den Fig. 10 bis 11 dargestellte Einheit auf einem auf dem Boden aufliegenden Longitudinalrahmen 32 montiert, wie in Fig. 2a dargestellt. Der hydraulische Hebezylinder 72 und der hydraulische Verschiebezylinder 74 weisen Flüssigkeitsöffnungen A und B auf, die an einander gegenüberliegenden Seiten ihrer jeweiligen Kolben 71 angeordnet sind und die jeweils mit entsprechend bezeichneten Öffnungen an jeder Seite des Quellzylinders 76 verbunden sind.
• Wenn der Kolben 71 des Quellzylinders 76 in Richtung auf die mit A bezeichnete Fluidöffnung getrieben wird, wird Fluid durch jede der Öffnungen A gedrückt, um jeden Satz der hydraulischen Hebezylinder 72 und der hydraulischen Verschiebezylinder 74 anzuheben. Zunächst setzen die Stangen 75 der Verschiebezylinder 74 der Bewegung sehr viel weniger Widerstand entgegen als die Stangen 73 der Hebezylinder 72, wegen des Gewichtes der Transferschienen 24, der Fingergreiferschienen 26 und der Finger 28 zum Aufnehmen der Werkstücke W, die auf den Hebezylindern 72 lasten und von diesen angehoben werden müssen. Dies hat zur Folge, daß die Stangen 75 der Verschiebezylinder 74 zuerst ausgefahren werden, was bewirkt, daß die Finger 28 die Werkstücke W erfassen. Nachdem die Stangen 75 der Verschiebezylinder 74 vollständig ausgefahren sind, werden nun aufgrund des nun geringeren Widerstandes gegen ihre Bewegung die Stangen 73 der Hebezylinder 72 ausgefahren. Dies führt zum Anheben der Transferschienen 24, der Fingergreiferschienen 26 und der die Werkstücke W haltenden Finger 28.
• Während der zweiten Hälfte des Umlaufes wird die Stange 77 des Fluidquellzylinders 76 in Richtung auf die mit B bezeichneten Flüssigkeitsöffnungen geschoben, da der Drehmotor 82 über die Zahnstange 78 und das Zahnrad 80 wirkt. Auf diese Weise wird Fluid aus den mit B bezeichneten Flüssigkeitsöffnungen in die Flüssigkeitsleitung 84 gepreßt, die die Flüsigkeitsöffnungen B des hydraulischen Verschiebezylinders und des hydraulischen Hebezylinders 72 versorgt. Während dieses Teils des Umlaufes trägt das Gewicht der Transferschienen 24, der Fingergreiferschienen 26, der Finger 28 und der damit verbundenen Werkstücke W dazu bei, die Stangen 73 der Hebezylinder 72 zurückzuziehen. Da der Widerstand gegenüber der Bewegung geringer ist, werden die Stangen 73 der Hebezylinder 72 zuerst zurückgezogen, gefolgt vom Zurückziehen der Stangen 75 der Verschiebezylinder 74. Demgemäß senkt der Transfermechanismus zunächst die Werkstücke W ab und zieht dann die Finger 28 zurück.
• In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein einzelner Quellzylinder 76 verwendet, um alle Einheiten von Hebezylindern 72 und Verschiebezylindern 74, die in den verschiedenen Betätigungseinheiten 30 angeordnet sind, mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen. Dies führt zu einer automatischen Synchronisation aller Betätigungseinheiten der Transferpresse, und zwar ohne Zahnräder, Nocken, komplizierte mechanische Synchronisationsvorrichtungen oder komplexe elektronische Servomechanismen.
• Anstelle eines einzelnen Quellzylinders 76, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, kann auch eine Reihe von Quellzylindern kleineren Durchmessers verwendet werden, von denen jeder einen hydraulischen Verschiebezylinder und einen hydraulischen Hebezylinder 78 (richtig wohl 72 (Anmerkung des Übersetzers)) antreibt. Synchronisation kann erreicht werden, indem alle Quellzylinder- Kolbenstangen 52 mit der Zahnstange 56 gleichzeitig angetrieben werden.
• Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen alle Fluidzylinder eine einzelne Kolbenstange auf. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können alle mit einer einzelnen Kolbenstange ausgestatteten Fluidzylinder durch solche mit doppelten Kolbenstangen ersetzt sein, bei denen die Kolbenstangen aus jedem Zylinderende hervorstehen. Solche einseitigen und doppelseitigen Fluidzylinder sind im Handel erhältlich und dem Durchschnittsfachmann wohlbekannt.
• Das Werkstück-Transfersystem ermöglicht es so, eine Vielzahl von Werkstücken längs aller drei Bewegungsachsen zu bewegen. Die Bewegung eines einzelnen Werkstückes W während eines typischen Umlaufes der Transferpresse 12 wird im folgenden beschrieben. Um das Werkstück W in die Transferpresse zu laden, wird das Paar von Fingergreiferschienen 26 typischerweise länger ausgeführt als der Rest des Systems. Es wird angenommen, daß ein solches Beladen durchgeführt wird, wenn die Werkstück-Fingergreifer in der angehobenen, im Eingriff befindlichen Stellung sind, wie dies mit durchgezogenen Linien in Fig. 12 gezeigt ist. D.h., die Hebezylinder 72 sind in ihrer ausgefahrenen Position und die Verschiebezylinder 74 und Transferschlitten 66 sind ebenfalls ausgefahren. Durch Betrieb des zuvor beschriebenen Riemenantriebssystems wird das Werkstück W längs der X-Achse bis zur ersten Bearbeitungsstation 14 bewegt. Sobald es eine vorher festgelegte korrekte Position längs der X-Achse für eine ordnungsgemäße Ausrichtung mit dem oberen und unteren Gesenk 20a und 20b erreicht, wird die Bewegung längs der X-Achse gestoppt und die Hebezylinder werden zurückgezogen, wodurch das Werkstück W in die Betriebsstellung abgesenkt wird. Die Verschiebezylinder 74 und die Transferschlitten 34 werden ebenfalls zurückgezogen, um sich vom Werkstück W mit den Fingergreifern 28 zu lösen. Der Stößel 16 wird dann eingesetzt, bleibt, um das Werkstückes W zwischen den Gesenken 20a und 20b zu pressen. Nach Vollendung seines Hubs wird der Stößel 16 angehoben. Während der Zeit, in der die Fingergreifer nicht im Eingriff mit dem Werkstück W sind, während des Hub des Stößels, kann das Riemenantriebsystem die Fingergreiferschiene 26 längs der X-Achse in eine gegenläufige Richtung bewegen, wenn die Konfiguration der Gesenke dies zuläßt, wodurch ein neuer Satz von Fingergreifern 28 in Stellung gebracht wird, um das Werkstück W zu ergreifen. Der Transferschlitten 34 wird dann längs der Y-Achse in seine ausgefahrene Position verfahren, wodurch die Fingergreifer 28 in Eingriff mit dem Werkstück W gebracht werden. Der Hebezylinder 72 wird dann die Stange 73 längs der Z-Achse in ihre ausgefahrene Position bringen, um das Werkstück zurück in die in Fig. 12 gezeigte Position zu heben. Nachdem die Fingergreifer 28 das Werkstück W gegriffen haben und das Werkstück wie oben beschrieben angehoben worden ist, wird dann das Riemenantriebsystem das Werkstück W längs der X-Achse um eine ausreichende Distanz verschieben, um es mit der nächsten Bearbeitungsstation 14 zur Deckung zu bringen. Der Umlauf wird dann wiederholt. Bei jedem Umlauf des Transfersystems 10 wird eine Vielzahl von Werkstücken zwischen jeweils aneindergrenzenden Bearbeitungsstationen 14 umgesetzt. Um ein einzelnes Werkstück durch alle einer Vielzahl von Bearbeitungsstationen 14 zu bewegen, ist es für das System notwendig, so viele Umläufe durchzuführen, wie Bearbeitungsstationen 14 vorhanden sind. Um das System korrekt und effizient zu betreiben, ist es offensichtlich notwendig, daß jeder der einzelnen Umsetzvorgänge der Vielzahl von Werkstücken W über alle drei Achsen genau ausgeführt werden muß, sowohl im Hinblick auf die Umsetzentfernung und die zum Umsetzen notwendige Zeit. Unter diesem Gesichtspunkt wird erwogen, daß jede Transferschiene und demgemäß die Vielzahl der Betätigungseinheiten 30 und der damit verbundenen Riemenantriebssysteme unabhängig voneinander steuerbar sind. Die unabhängigen (nicht dargestellten) Steuermittel für jede Seite des Transfersystems sind mit einer zentralen Steuereinheit 60 verbunden, die in Fig. 1 dargestellt ist. Sensormittel, wie beispielsweise ein (nicht dargestellter) Positionsaufnehmer werden mit dem Pressenstößel in wohlbekannter Weise verbunden und dazu benutzt, die Position des Stößels 16 zu ermitteln. Indem die Informationen von den Sensormitteln zu den zentralen Steuermitteln 60 geleitet werden, kann der Betrieb einer jeden mechanisch unabhängigen Seite des Systems 10 elektronisch koordiniert werden, so daß das Umsetzen und Ausrichten der Vielzahl von Werkstücken W miteinander und mit dem Betrieb der Transferpresse synchronisiert wird. Dies kann erreicht werden, indem die verschiedenen Motormittel der Betätigungseinrichtungen 30 und des Antriebsriemensystems für jedes Transfersystem 10 auf jeder Seite der Presse gleichzeitig in der richtigen Reihenfolge betätigt werden.
• Da jedes Transfersystem 10 auf jeder Seite der Transferpresse 12 unabhängig gesteuert werden kann, kann das System dazu verwendet werden, die Vielzahl von Werkstücken W neu auszurichten und zu repositionen, wenn dies während jeder Stanzoperation notwendig sein sollte. Zum Beispiel kann das rechte Element einer einander gegenüberliegenden Reihe von Fingergreiferschienen 26 dazu veranlaßt werden, sich mit einer größeren Geschwindigkeit zu bewegen, als das linke Element. Eine solche Bewegung würde das Werkstück W etwas drehen. Auf die gleiche Weise kann die Bewegung der Betätigungseinheit 30 verändert werden, so wie es notwendig ist, um die gewünschten Betriebsbedingungen herzustellen.
• Wie anhand des bevorzugten Ausführungsbeispieles dargestellt ist, weisen die Betätigungseinheiten 30 die oben beschriebenen zweiachsigen hydraulischen Stellantriebe auf. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Typ von Betätigungseinheit beschränkt, sondern kann andere geeignete Mittel zum Aufprägen einer gradlinigen Bewegung umfassen.
• Es ist ersichtlich, wie das beschriebene System zum Betrieb mit einer großen Vielzahl von verschiedenen Transferpressen verschiedener Ausgestaltungen und verschiedener Größen angepaßt werden kann. Es ist demgemäß möglich, in einer Anordnung mit Transferpressen verschiedenen Typs das Betriebssystem (Transfersystem) 10 von einer Transferpresse zu einer anderen zu bewegen. Das Transfersystem ist modular aufgebaut und es können so viele Komponenten zugefügt werden, wie notwendig ist, um der Größe der Presse und der Anzahl der darin enthaltenen Bearbeitungsstationen zu entsprechen. Die Betätigungseinheit 30 kann mit existierenden Systemen verwendet werden, die an Transferschienen angeordnete Gesenke aufweisen, die eine Kreuzschlittenstütze verwenden. Demgemäß ist der Umbau von existierenden Systemen billig und einfach. Es ist weiterhin sehr viel einfacher, das System gemäß der vorliegenden Erfindung zu demontieren, wenn Gesenke ausgewechselt werden müsen, als dies beim Stand der Technik möglich ist. Weiterhin sind im Gegensatz zu Systemen aus dem Stand der Technik, bei denen die verschiedenen Betätigungseinheiten, Motor und Antriebskomponenten direkt an der Transferschiene montiert sind und den Betrieb der Presse stören, die Betätigungseinheiten, Motoren und Antriebe bei dem vorliegenden System außerhalb der Presse selbst und unabhängig von den Transfer- und Fingergreiferschienen angeordnet, was zu einem einfacheren Betrieb führt sowie zu einer Reduktion der Schienenmasse, die notwendig ist, um das System abzustützen.
• In einer in Fig. 13 dargestellten alternativen Ausführungsform ist das Transfersystem gemäß der vorliegenden Erfindung so montiert, daß es von dem oberen Querhaupt der in Fig. 1 dargestellten Presse über einen Stützrahmen 29 abgehängt ist. Diese Transfersystemanordnung funktioniert in derselben Art wie zuvor beschrieben, aber schafft einen wesentlich größeren nutzbaren Bodenbereich in der Umgebung der Presse und bietet einen unbehinderten Zugang zu derselben. Wie für den Durchschnittsfachmann offensichtlich sein wird, kann der Stützrahmen 29 verschiedene Formen annehmen und die Abmessungen der Betätigungseinheiten können variieren, um an eine solche Überkopf-Montage angepaßt zu werden.
• Während die hierin beschriebene Ausführungsform in einer Transferpresse installiert ist, ist zu bedenken, daß sie zur Verwendung in jeglichem System angepaßt werden kann, das ein wiederholtes Umsetzen einer Vielzahl von Werkstücken von einer Bearbeitungsstation zu einer jeweils gleich weit entfernten erfordert. Zum Beispiel kann eines solches wiederholtes Umsetzen beim Betrieb einer Stanzpresse, eines Beschichtungssystems, einer Farbspritzanlage usw. notwendig sein. Weiterhin können andere solcher Anwendungen für den Durchschnittsfachmann offensichtlich sein, ohne daß vom Kerngedanken der Erfindung abgewichen wird. Der beanspruchte Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist daher durch die Ausführungsformen und Beispiele, die hier dargestellt und beschrieben sind, nicht beschränkt, sondern durch die folgenden Ansprüche.

Claims (20)

1. Ein Transfersystem zum Umsetzen von Werkstücken (W) zwischen Arbeitsstationen (14), die linear entlang einer senkrecht zu einer Z- Achse stehenden zentralen X-Achse ausgerichtet sind, um eine vorbestimmte Abfolge von Arbeiten an den Werkstücken auszuführen, zur Verwendung in Verbindung mit einer Umformpresse (12), welche einen Stößel (16) mit einem zugehörigen oberen Stempel (20a) aufweist, die entlang einer Bewegungsbahn in der Z-Achse bewegbar und in Eingriff mit einem von einer Grundplatte (22) gehaltenen unteren Stempel (20b) bringbar ist, um ein dazwischen eingeschobenes Werkstück zu verformen, wobei das System aufweist:

- eine sich der Länge nach parallel und im Abstand zur X-Achse erstreckende Transferschiene (24) mit einer auf dieser, für eine Bewegung bezüglich dieser in einer Richtung parallel zu der X-Achse, angeordneten Fingergreifer-Schiene (26),

- mehrere mit gleichem Abstand, entsprechend dem Abstand der Arbeitsstationen (14), auf der Fingergreifer-Schiene (26) angeordnete Fingergreifer (28), die sich von der Transferschiene (24) seitlich nach innen gerichtet entlang einer Y-Achse senkrecht zu und in Richtung auf die zentrale X-Achse und Z-Achse erstrecken, und die jeder in einem freien Ende enden, das einen zum Greifen und Umsetzen der Werkstücke (W) zwischen den nebeneinander liegenden Arbeitsstationen angepaßten Werkstückerfassungsabschnitt aufweist,

- mindestens eine unabhängig von der Transferschiene (24) angeordnete Betätigungseinheit (30), die einen Transferschlitten (34) aufweist, mit dem die Transferschiene (24) sowohl entlang der Y-Achse als auch entlang der Z-Achse bewegbar ist, und

- unabhängig von der Transferschiene (24) angeordnete Antriebsmittel (38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 51) für die Fingergreifer-Schiene (26), wobei die Antriebsmittel und die Betätigungseinheit (30) mit Motormitteln (36, 82) angetrieben sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Fingergreifer-Schiene (26) vollständig zwischen der Transferschiene (24) und der zentralen X-Achse angeordnet ist,

die zumindest eine Betätigungseinheit (30) an einem seitlich entlang der Y-Achse der Umformpresse (12) versetzten Ort angeordnet ist und sich der Transferschlitten (34) von diesem in Y-Richtung erstreckt,

ein Teil der Antriebsmittel (42, 44, 46, 48, 50, 51) für eine Bewegung mit der Transferschiene (24) verbunden sind,

und daß die Motormittel (36) für die Antriebsmittel bezüglich der Bewegung der Fingergreifer- und Transferschienen (26, 24) stationär bleiben.

2. System nach Anspruch 1, weiter aufweisend Mittel (60) zur zentral gesteuerten Bewegung der Transferschiene und der Fingergeifer- Schiene, um die Bewegung der Werkstücke durch die aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen in zeitlich abgestimmtem Verhältnis mit der Ausführung der Folge der Arbeiten zu synchronisieren.

3. System nach Anspruch 1, worin ein Transfersystem seitlich entlang der Y-Achse auf jeder Seite der Umformpresse positioniert ist und im wesentlichen parallel dazu läuft, um gemeinsam die Werkstücke zwischen den Arbeitsstationen entlang der X-Achse umzusetzen.

4. System nach Anspruch 3, worin jedes seitlich auf jeder Seite der Presse positionierte Transfersystem mechanisch unabhängig von dem anderen ist, und zur simultanen Übergabe der Arbeitsstücke zwischen den Arbeitsstationen elektronisch synchronisiert mit dem anderen ist.

5. System nach Anspruch 4, worin die Transfersysteme elektronisch zu einem gemeinsamen Eingangssignal synchronisiert sind, welches der Position des Stößels entlang der Z-Achse bezüglich der Arbeitsstationen zugeordnet ist.

6. System nach Anspruch 1, worin die Betätigungseinheit (30) einen zweiachsigen hydraulischen Stellantrieb zum Antreiben des Transferschlittens (34) über die Y- und Z-Achse enthält,

der Transferschlitten (34) verschiedene Bewegungswiderstände entlang jeder Achse erfährt, wobei der hydraulische Stellantrieb einen ersten Flüssigkeitszylinder (72) mit einer einzelnen Flüssigkeitseingangsöffnung (A) und, antreibend mit dem Transferschlitten verbundenen, einen inneren Kolben (71) und eine Zylinderstange (73) aufweist, um diesen entlang einer der Achsen zu bewegen,

einen zweiten Flüssigkeitszylinder (74) mit einer parallel mit der ersten Zylindereinlaßöffnung geschalteten einzelnen Flüssigkeitseinlaßöffnung (A) und, antreibend mit dem Transferschlitten (34) verbundenen, einen inneren Kolben (71) und eine Zylinderstange (75) um diesen entlang der zweiten Achse zu bewegen, wobei der erste Zylinderkolben und die erste Zylinderstange (71, 73) gestaltet sind, um anfänglich mit weniger Widerstand gegen Bewegung zu arbeiten als der zweite Zylinderkolben und die zweite Zylinderstange (71, 75),

eine mit den Eingangsöffnungen des ersten und zweiten Flüssigkeitszylinders (71, 74) verbundene Flüssigkeitsquelle, welche die Flüssigkeit beiden Zylindern mit demselben Druck zur Verfügung stellt, wobei die Zylinderstange, welche den geringsten Widerstand gegen Bewegung erfährt, ausfährt, bis ihr Widerstand gegen Bewegung über den der anderen Zylinderstange ansteigt, gefolgt durch das Ausfahren der anderen Zylinderstange,

und wobei der erste und zweite Zylinder (72, 74) unabhängig betriebsfähig sind, so daß die Betätigung des Kolbens (71) und der Zylinderstange (73) des ersten Zylinders nicht die Bewegungsachse des Kolbens (71) und der Zylinderstange (74) des zweiten Zylinders verändert.

7. System nach Anspruch 6, worin die Flüssigkeitsquelle weiterhin einen dritten Flüssigkeitszylinder (76) mit einem inneren Kolben und einer Kolbenstange (71, 72) aufweist mit einer Flüssigkeitsauslaßöffnung (A), welche mit der parallelen Verbindung der Flüssigkeitseinlässe (A) des ersten und zweiten Zylinders (72, 74) verbunden ist.

8. System nach Anspruch 7, worin die Motormittel zum Antreiben der Antriebseinheit (30) aufweisen:

eine mit dem Stabende (77) des dritten Flüssigkeitszylinders (76) gekoppelte Zahnstange (78),

ein in die Zahnstange (78) eingreifendes Zahntriebwerk (80),

und einen Drehmotor (82) mit einer Welle zum Drehen des Zahntriebwerkes, wobei die Stange und der Kolben (71, 77) des dritten Zylinders (76) gegen dessen Auslaßöffnung (A) bewegt werden können, um Flüssigkeit durch die Auslaßöffnung des Flüssigkeitszylinders zu drücken.

9. System nach Anspruch 1, worin das Transfersystem auf einem beweglichen modularen Träger montiert ist, so daß das Transfersystem einfach bezüglich der Stufenpresse bewegt werden kann.

10. System nach Anspruch 1, bei dem die Umformpresse (12) ein oberhalb des Stößels (16) angeordnetes feststehendes Querhaupt (18) aufweist, und bei dem das Transfersystem vom Querhaupt herabhängt und von diesem getragen wird.

11. Ein Stufenpressen-Automationssystem zum Umsetzen von Werkstücken (W) entlang einer Reihe von im gleichen Abstand entlang einer zentralen Achse eines Transfer-Stanzautomaten mit einem zugehörigen Stößel (16) axial ausgerichteten Arbeitsstationen (14), wobei das System aufweist:

eine sich entlang und im Abstand zur zentralen X-Achse und der Länge nach entlang einer Seite der Arbeitsstationen erstreckende Transferschiene (24),

eine einzel steuerbare Fingergeifer-Schiene (26), welche auf der Transferschiene (24) für eine wechselseitige Bewegung bezüglich dieser, über eine Distanz gleich dem Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Arbeitsstationen, und in einer mit der X-Achse übereinstimmenden und die Richtung der Werkstückbewegung durch die Arbeitsstationen festlegenden Richtung, angeordnet ist,

lineare Antriebsmittel (38, 40), der Transferschiene (24) und der dieser zugehörigen Fingerschiene (26) zugeordnet, wobei die linearen Antriebsmittel im Betrieb die Bewegung der Fingerschiene bewirken,

eine Anzahl von mit gleichem Abstand, entsprechend dem Abstand der Reihe der Arbeitsstationen, auf der Fingerschiene (26) angeordneten Fingergreifern (28), wobei sich jeder Finger seitlich von der Transferschiene (24) weg entlang der Y-Achse senkrecht zu und zur X- Achse hin erstreckt und in einem freien Ende mit einem zum Ergreifen der Werkstücke angepaßten Werkstückaufnahmemechanismus endet, der auf diesen angeordnet ist,

und eine der Transferschiene (24) zugeordnete und entlang der Y- Achse angeordnete Betätigungseinheit (30), wobei die Betätigungseinheit zum Tragen der zugeordneten Transferschiene und zum Erteilen einer wechselseitigen Bewegung dieser in Richtung entsprechend sowohl der Y-Achse als auch einer Z-Achse, welche senkrecht zu der X- und Y-Achse ist, angepaßt ist, und die Richtung der Fingergreiferbewegung zum Eingriff- und zum Aussereingriffbringen mit den Werkstücken bzw. die Bewegung der Fingergreifer (28) zum Anheben und Absenken der Werkstücke festlegt,

wobei die Betätigungseinheit (30) und die linearen Antriebsmittel (38, 40) mittels unabhängig von dem Fingergeifer und den Transferschienen (26, 24) montierten Motormitteln (36, 82) angetrieben werden,

gekennzeichnet dadurch,

daß die Fingergreifer-Schiene (26) auf der Innenseite der Transferschiene (24) vollständig zwischen der Transferschiene (24) und der zentralen Achse angeordnet ist,

wobei die Betätigungseinheit (30) auf einer der Reihe der Arbeitsstationen abgewandten Seite der Transferschiene (24) angeordnet ist,

und wobei die Motormittel (36) für die linearen Antriebsmittel (38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 51) stationär bezüglich der Bewegung der Fingergreif- und Transferschiene (26, 24) bleiben.

12. System nach Anspruch 11, weiter Mittel (60) aufweisend für eine zentral gesteuerte Bewegung der Transferschienen und der Fingergreifer-Schiene, um die Bewegung der Werkstücke durch die aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen in zeitlich abgestimmten Verhältnis mit der Ausführung der Reihenfolge der Arbeiten zu synchronisieren.

13. System nach Anspruch 12, worin ein Transfersystem seitlich entlang der Y-Achse auf jeder Seite der Stufenpresse angeordnet ist und im wesentlichen parallel zu dieser läuft, um gemeinsam die Werkstücke zwischen den Arbeitsstationen entlang der X-Achse umzusetzen.

14. System nach Anspruch 13, worin jedes seitlich auf jeder Seite der Presse positionierte Transfersystem mechanisch unabhängig von dem anderen ist und zur simultanen Übergabe von Werkstücken zwischen den Arbeitsstationen elektronisch synchronisiert mit dem anderen ist.

15. System nach Anspruch 14, worin die mechanisch unabhängigen Transfersysteme elektronisch zu einem Eingangssignalgeber synchronisiert sind, welcher die Position des Stößels entlang der Z-Achse meldet.

16. System nach Anspruch 11, bei dem das lineare Antriebsmittel unabhängig gelagert und angeordnet ist, um sich mit der Transferschiene zu bewegen.

17. System nach Anspruch 11, worin das lineare Antriebsmittel ein Riemenantriebssystem (36, 38, 50) enthält.

18. System nach Anspruch 11, worin die Betätigungseinheit (30) einen zweiachsigen hydraulischen Stellantrieb enthält, aufweisend:

einen ersten Flüssigkeitszylinder (72) mit einem Kolben (71) und einer angeschlossenen Stange (73), mit an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens angeordneten ersten (A) und zweiten (B) Flüssigkeitsöffnungen,

einen zweiten Zylinder (74) mit einem Kolben (71) und einer angeschlossener Stange (73), mit an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens angeordneten ersten (A) und zweiten (B) Flüssigkeitsöffnungen,

wobei der erste Zylinder (72), der erste Kolben (71) und die erste Stange (73) konstruiert sind, um anfänglich mit weniger Widerstand gegen Bewegung zu arbeiten als der zweite Zylinder (74), der zweite Kolben (71) und die zweite Stange (73),

ein dritter Flüssigkeitszylinder (76) mit einem Kolben (71) und einem angeschlossenen Stab (77), mit an gegenüberliegenden Seiten des Kolbens angeordneten ersten (A) und zweiten (B) Flüssigkeitsöffnungen,

Rohrleitungsmittel zur Verbindung der ersten Flüssigkeitsöffnungen (A) des ersten (72), zweiten (74) und dritten (76) Zylinders und der zweiten Flüssigkeitsöffnungen (B) des ersten, zweiten und dritten Zylinders,

und Mittel zum hin- und hergehenden Bewegen des Stabendes (73) des dritten Zylinders (76) in einem Vorwärts- und Rückwärtshub, wobei während des Vorwärtshubes derselbe Flüssigkeitsdruck den ersten Flüssigkeitsöffnungen (A) des ersten (72) und zweiten (74) Zylinders zur Verfügung gestellt wird, und während die Stange (75) des zweiten Zylinders gegen einen größeren Bewegungswiderstand relativ zur Stange (73) des ersten Zylinders wirkt, fährt die Stange des ersten Zylinders aus bis sie einen Stop erreicht, gefolgt von dem Ausfahren der Stange des zweiten Zylinders, und während des Rückwärtshubes wird den zweiten Flüssigkeitsöffnungen (B) des ersten und zweiten Zylinders derselbe Flüssigkeitsdruck zur Verfügung gestellt, und die Stange des zweiten Zylinders wird aufgrund einer größeren Vorspannkraft relativ zu der Stange des ersten Zylinders, welche die Bewegung dieser in die Einzugsrichtung unterstützt, eingezogen, gefolgt durch das Einziehen der Stange des ersten Zylinders,

und wobei der erste (72) und zweite (74) Zylinder unabhängig betriebsfähig sind, so daß die Betätigung des Kolbens (71) und der Stange (73) des ersten Zylinders nicht die Bewegungsachse des Kolbens (71) und der Stange (73) des zweiten Zylinders verändert.

19. System nach Anspruch 18, worin die hin- und hergehende Stangenbewegung des dritten Zylinders (76) die Betätigungseinheit (30) steuert, in der Reihenfolge des Ergreifens des Werkstückes gefolgt vom Anheben des Werkstückes, als nächstes gefolgt vom Senken des Werkstückes, und schließlich gefolgt vom Lösen des Werkstückes.

20. System nach Anspruch 18, worin die Mittel zum hin- und hergehenden Antreiben des Stangenendes (77) des dritten Zylinders (76) einen Drehmotor (82) aufweisen, eine mit dem Stangenende des dritten Zylinders gekuppelte Zahnstange (78), und ein Zahntriebwerk (80), welches in die Zahnstange eingreift und auf die Welle des Drehmotors montiert ist, wobei die Translationsbewegung der Stange des dritten Zylinders durch den Drehmotor kontrolliert werden kann.