EP1633507A1 - Transfervorrichtung an einer presse - Google Patents

Transfervorrichtung an einer presse

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Publication number
EP1633507A1
EP1633507A1 EP04735864A EP04735864A EP1633507A1 EP 1633507 A1 EP1633507 A1 EP 1633507A1 EP 04735864 A EP04735864 A EP 04735864A EP 04735864 A EP04735864 A EP 04735864A EP 1633507 A1 EP1633507 A1 EP 1633507A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
press
movement
workpieces
transport
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04735864A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rudolf Lüthi
Theo Egolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adval Tech Holding AG
Original Assignee
Adval Tech Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adval Tech Holding AG filed Critical Adval Tech Holding AG
Publication of EP1633507A1 publication Critical patent/EP1633507A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
    • B21D43/05—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work specially adapted for multi-stage presses
    • B21D43/055—Devices comprising a pair of longitudinally and laterally movable parallel transfer bars

Definitions

  • the present invention relates to a device on a press and a method for the gradual transport of workpieces in a longitudinal direction from a receiving station through at least one processing station of the press with transport means for the workpieces, which cyclically and synchronously with the movement of the press in the longitudinal direction as well for gripping or releasing the workpieces in a substantially perpendicular transverse direction to and fro.
  • the movement of the transport means in the longitudinal direction takes place via an external drive that is only synchronized with the movement of the press.
  • Transfer devices are distinguished from so-called progressive composite tools in that the part to be formed in the press in the area of the receiving station is first separated, for example, from an endless strip, for example by cutting or punching, and then independently of the movement of the endless strip and mostly also perpendicularly to it by the at least one processing station is transported to the press.
  • the press is usually provided with several processing stations or forming stages connected in series.
  • the part to be formed is transported from the forming step to the forming step by its own endless strip from which it originates.
  • the drive can be named via a controlled third-party system (e.g. servo motor / linear motor).
  • the longitudinal movement is driven by a rotor of a servo motor that drives a system that generates the longitudinal movement (toothed belt with longitudinal guides / threaded roller spindle with longitudinal guides).
  • the longitudinal movement can alternatively be generated directly by a linear motor.
  • Feed cycle can be selected flexibly (software)
  • a mechanical transfer device similar to the type mentioned with a pair of transport bars as a means of transport for the workpieces is e.g. known from EP 0
  • the mechanical coupling also largely prevents collisions of the press tool with the means of transport.
  • transfer devices are known in which the drive of the transport means is effected via one or more external drives using servomotors, hydraulics, pneumatics, linear motors, etc. and which are synchronized in various ways with the movement of the press ram in terms of signal technology.
  • Such third-party drives are generally cheaper and also more flexible to use than the aforementioned mechanical couplings, but they cannot achieve such high stroke rates. The limit here is currently 50-150 cycles per minute. Also, if a drive fails, there is a risk of a collision between the press tool and the means of transport with mostly destructive consequences.
  • WO-A-00/20305 Another possible approach is described in WO-A-00/20305.
  • the transport means are driven in the longitudinal direction by an external drive, which is only synchronized with the eccentric shaft of the press in terms of signals.
  • the movement of the transport means for releasing the workpieces in the transverse direction is derived from the movement of the press ram by direct mechanical coupling.
  • This type of drive achieves the advantages of purely mechanical drives in terms of safety and high cycle rates with the low cost and greater flexibility of third-party drives in combination.
  • the disadvantage of this is that, in comparison to a purely mechanical longitudinal movement due to the servo motor used, only comparatively low Cycle rates significantly below 300 or even only 250 strokes / minute are possible.
  • this relates to a device on a press for the step-by-step transport of workpieces in a longitudinal direction from a receiving station through at least one processing station of the press with transport means for the workpieces, which is cyclical and synchronous with the movement of the press in the longitudinal direction and for detecting or release the workpieces back and forth in an essentially perpendicular transverse direction, the movement of the transport means in the longitudinal direction being effected by an external drive which is only synchronized with the movement of the press.
  • a first preferred embodiment is accordingly characterized in that the mechanical coupling between the external drive and the transport means is designed as a mechanical gear, particularly preferably as a mechanical cam gear.
  • a mechanical gear particularly preferably as a mechanical cam gear.
  • the use of a worm gear is possible.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the movement of the external motor drive is synchronized with the movement of the press, in particular with the movement of an eccentric shaft of the press, via an angular step encoder.
  • Such a synchronization of the external drive and the press can actually achieve lifting speeds which are comparable to those of purely mechanical transfer devices.
  • a particularly preferred embodiment of the present invention has means which allow the external motor drive to be operated at different speeds depending on the feed cycle 1 .
  • This inherent flexibility of the third-party drive allows, among other things, the change of the feed angle and thus the reshaping of higher components in the press without requiring mechanical modifications.
  • the speed of the longitudinal movement of the transport means can be varied within certain limits without mechanical changes solely by controlling the speed of the external drive. This now without the reversal of the state of the art required Direction of rotation of the servo motor, ie at high clock rates.
  • a further preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that the movement of the transport means for releasing the workpieces in the transverse direction is derived from the movement of the press by direct mechanical coupling.
  • the movement of the means of transport for gripping the workpieces in the transverse direction can also be carried out by an external drive, a combination of a motorized external drive with a mechanical gearbox, i.e. is possible without reversing the direction of rotation of the external drive.
  • This is in and of itself, i.e. possibly also independent of the design of the longitudinal drive possible implementation of the transverse drive, which is new and inventive.
  • the drive of the transport means for releasing the workpieces in the transverse direction is derived from the movement of the press ram via a mechanical cam system.
  • the transport means preferably comprise transport rods which extend in the longitudinal direction on both sides of the receiving and at least one processing station and which are preferably equipped with grippers for the workpieces.
  • the present invention relates to a method for the gradual transport of workpieces on a press, particularly preferably using a device as described above.
  • Transport in a longitudinal direction from a receiving station is ensured by at least one processing station of the press with transport means for the workpieces, which is cyclical and synchronous with the movement of the press in the longitudinal direction and for gripping or releasing the workpieces in a substantially perpendicular manner Be moved back and forth.
  • the movement of the transport means in the longitudinal direction takes place via an external drive that is only synchronized with the movement of the press.
  • there and back Movement of the transport means driven by the external motor drive without reversing the rotation of the external drive.
  • a first preferred mode of operation is characterized in that the external motor drive is operated at a constant speed of rotation and direction of rotation.
  • the curve characteristic of the transmission is typically optimized for such constant operation.
  • the flexibility of an external drive in the longitudinal direction can be combined with the high number of strokes of a purely mechanical conveying in the longitudinal direction.
  • the speed of rotation of the external drive is varied in those sections of the feed cycle in which the transport means do not perform any longitudinal movement (so-called standstill sections).
  • the rotational speed of the external drive is preferably kept constant, an increased, constant rotational speed preferably being driven, for example, during the feed.
  • the speed of rotation is preferably first slowed down and the speed of rotation is subsequently accelerated to the value relevant for the subsequent section of the cycle.
  • the variation of the rotational speed of the external drive in the standstill sections has the particular advantage that there are virtually no moving masses (apart from the shaft of the servo motor and the worm gear and possibly a reduction gear) and accordingly Energy losses (braking) or high energy consumption (acceleration) can be avoided.
  • stroke rates of more than 200 strokes / min or more than 270 strokes / min can be achieved.
  • Strokes in the range of or more than 300 strokes / min or even more than 350 strokes / min are typically possible.
  • FIG. 1 shows a plan view of the table of a press with a transfer device
  • Figure 2 is an end view of the press with parts of the transfer device.
  • FIG. 3 shows a partial section along line III-III in FIG. 1 on a larger scale
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the transfer system with variable feed time or with variable angles
  • Fig. 7 is a schematic representation of the feed cycle of a transfer operation with variable angles.
  • Figures 1 and 2 show more or less schematically a press table 1, guide columns 2 and a press ram 3.
  • the lower part is attached to the table 1 and the upper part of a so-called transfer tool with several processing or forming stations connected in series.
  • this tool is not shown in the drawing.
  • a transport rod 4 on both sides of the tool with grippers 5 for the workpieces, shown purely schematically.
  • the ends of the transport rods are mounted on longitudinal slides 7 by means of fastening angles 6.
  • the longitudinal slide 7 ( Figure 3) are rigidly guided along two parallel guide rods 8, which in turn are fastened in a cross slide 9 which is guided along two parallel transverse guide rods 10.
  • control rails 11 which are mounted on the press ram 3 and act with their external control cams 12 on control rollers 13 of extensions 14 of the slide 9.
  • the extensions 14 act on the piston rods 15 of pneumatic cylinders 16 in the opposite direction inwards.
  • a reliable contact pressure in the closing direction therefore always acts inwards on the extensions 14, so that the control rollers 13 always rest securely on the control cams 12 of the control rails 11.
  • transport rods 4 are spread outwards, so that a workpiece 17 clamped between two opposite holders 5 is released.
  • the holders 5 are also laterally removed from the area of the upper and lower tool parts of the press, so that the tool for machining workpieces can close in all stations.
  • FIG. 1 it is indicated that workpieces such as blanks 18 are punched out of a transverse belt 19 in a punching and receiving station and are taken over by the outermost grippers of the transport rods 4.
  • the workpieces 18 are gradually shifted to the left and are thus fed to the individual forming stations of the transfer tool one after the other. After a certain start-up time, all the forming stations are each occupied with a workpiece 18.
  • the transport rods 4 perform a closed rectangular movement per working cycle by advancing a number of detected blanks to the next forming station of the transfer tool in a first cycle, and laterally outwards in a second cycle Workpieces and removed from the overlap area with the tool, returned in a third cycle in the longitudinal direction and moved inwards to the tool in a fourth cycle to grasp the workpieces (see also Fig. 5, comment below).
  • the longitudinal drive of the transport rods 4 comprises two leaf springs 20 which are attached with their right ends to the inside of the longitudinal slide 7 and which, as indicated in FIG. 4, can follow the transverse movements of the transport rods 4.
  • the two leaf springs 20 are connected to a longitudinally movable guide carriage 21, which is driven by an electric servo motor 23 via a toothed belt 22.
  • the servo motor 23 is acted upon by a control signal 24, which is derived from the movement of the eccentric shaft of the press and with an angle rotary encoder (not shown).
  • Feed sector 25 for transporting the formed part from one tool stage to the next.
  • Standstill sector 26 for transferring the formed part from the transfer system to the forming tool.
  • angles of the 4 sectors can be assumed as follows: ⁇ feed sector 25: 120 °
  • Standstill sector 28 60 °
  • the feed angle 25 is particularly critical. The formed part has to be transported in this sector and it must not fall out of the grippers or move in it during the movement.
  • the size of the angle is crucial for determining the available usable height, at which formed parts can still be formed.
  • This height, the theoretical usable height, is shown in FIG. 5 with the reference symbol 30, and the total height, the press stroke, with the reference symbol 29.
  • the press stroke is fixed for a given arrangement.
  • both the press stroke 29 and the theoretically usable height 30 are not adjustable.
  • a servo motor 35 with a variable number of revolutions and an angular step encoder drives a mechanical cam mechanism 38, in which the sectors are optimized Aspects are designed for a maximum number of cycles of the press. This optimization is usually designed for constant engine speed.
  • a reduction gear 36 can also be arranged between the servo motor 35 and cam gear 38.
  • the servo motor 35 is an electric motor that can be switched, that is, whose output can be controlled. For example, a servo motor 35 with 3000 revolutions / min can be used, and a reduction gear 36 with a factor 1:10, so that a rotation of 300 revolutions / min is applied to the transfer gear 38.
  • the servo motor 35 is synchronized by a controller from an angle step sensor 32, which is driven by the eccentric shaft of the press 31. In order to ensure synchronization, the servo motor 35 also has an angle stepper.
  • the angle encoder is an electronic assembly that is able to divide a rotation of a shaft (e.g. eccentric shaft of the press) by 360 ° into increments of 0.044 °, for example, and calculate the respective angular position of the eccentric shaft precisely.
  • a shaft e.g. eccentric shaft of the press
  • the transfer gear 38 comprises a gear worm 37, which from the
  • Rotary movement of the servo motor 35 produces a longitudinal movement.
  • a variable feed time can thus be allowed with a fixed feed path 33. This is shown schematically in analogy to FIG. 5 in FIG. 7. • If the gear runs at the same number of revolutions as the press, the feed time corresponds to the designed feed angle (situation of Fig. 5).
  • the usable height for part reshaping is at least twice the height of the part to be reshaped, and that typically at least one third has to be calculated for the transport.
  • the motor 35 can be brought to a higher speed within the standstill section 43 of the gear worm 37 (no longitudinal movement of the transfer). In this case, the feed angle 40 is traversed in a shorter time and virtually the angle becomes smaller. In the next sector (transfer of the formed part to the tool), the motor 35 can be decelerated again in such a way that it runs synchronously with the press 31 at the latest when entering the return stroke.
  • the press is running e.g. with a nominal speed of 300 strokes / min
  • the mechanical stepping gear 38 is designed for the standard angles 120 ° / 60 ° / 120 ° / 60 °. ⁇
  • the press is started at the top dead center 39 of the press, and reaches its nominal speed after a short time.
  • the transfer feed sets still half of the feed path 33 back.
  • the transfer feed begins its return stroke 42 and runs back to its end position item E at the same speed as the press.
  • the actual work of the tool takes place in area 42. Accordingly, the grippers only close again at position E around the finished part.
  • the servo motor 35 reduces its speed (below the speed of the press).
  • NB In extreme cases the speed of the servo motor can be reduced to zero.
  • the transfer feed 40 starts at item H.
  • the area between items H and A is run through with increased speed of the transfer gear compared to the press speed. (e.g. double speed in the present example)
  • speed of the servo motor 35 By changing the speed of the servo motor 35 compared to the press speed, the cycle times of the transfer system can be adjusted individually.
  • servo motor does not have to run in stop and go mode and therefore requires less energy (typically a servo motor with half power can be used compared to a longitudinal drive with a servo motor without worm gear)
  • the servo motor changes the speed, it only has to accelerate or decelerate its own mass (rotor) and the mass of the gear worm, because the linearly moving mass of the transfer system is in the standstill sector, the performance of the transfer system can be increased by approx. 20 to 30% compared to a pure servo transfer.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Presse sowie ein Verfahren zum schrittweisen Transport von Werkstücken in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin- und herbewegt werden. Dabei erfolgt die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse lediglich synchronisierten Fremdantrieb. Einem besonders flexible Betriebsweise bei hohen Hubzahlen wird bei einer solchen Vorrichtung dadurch erreicht, dass der motorische Fremdantrieb (20-­24, 35-37) derart mechanisch an die Transportmittel (4) angekoppelt ist, dass die Hin­- und Herbewegung der Transportmittel (4) ohne Rotationsumkehr des Fremdantriebs (23, 35) möglich ist.

Description

BESCHREIBUNG
TITEL Transfervorrichtung an einer Presse
TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Presse sowie ein Verfahren zum schrittweisen Transport von Werkstücken in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin- und herbewegt werden. Dabei erfolgt die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse lediglich synchronisierten Fremdantrieb. Transfervorrichtungen zeichnen sich gegenüber sogenannten Folgeverbundwerkzeugen dadurch aus, dass das in der Presse umzuformende Teil im Bereich der Aufnahmestation zunächst z.B. von einem Endlosstreifen z.B. durch Abschneiden oder Ausstanzen abgetrennt und anschliessend unabhängig von der Bewegung des Endlosstreifens und zumeist auch senkrecht zu dieser durch die mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse transportiert wird. Üblicherweise ist die Presse mit mehreren, hintereinandergeschalteten Bearbeitungsstationen bzw. Umformstufen versehen. Bei den Folgeverbundwerkzeugen wird das umzuformende Teil hingegen durch den eigenen Endlosstreifen, aus dem es stammt, von Umformstufe zu Umformstufe transportiert. STAND DER TECHNIK
Grundsätzlich kann man für den Längsantrieb von Transfersystemen von zwei Antriebssystemen ausgehen.
Zunächst ist der rein mechanische Antrieb zu nennen. Der Antrieb des Transfers erfolgt hier mechanisch über ein Getriebe mit einer Getriebeschnecke und einem Hebel, wobei das Getriebe über einen Zahnriemen, eine Kette oder eine Welle direkt von der Exzenterwelle der Presse her angetrieben wird. Typische Zykluswinkel bei diesen mechanischen Getrieben sind:
Vorschubwinkel = 120° Stillstandwinkel nach dem Vorschub = 60°
Rückhubwinkel = 120°
Stillstandwinkel nach dem Rückhub = 60°
Alternativ ist der Antrieb über ein gesteuertes Fremdsystem (z.B. Servomotor / Linearmotor ) zu nennen. Der Antrieb der Längsbewegung erfolgt hier über einen Rotor eines Servomotors, der ein System antreibt, welches die Längsbewegung erzeugt (Zahnriemen mit Längsführungen / Gewinderollspindel mit Längsführungen). Die Längsbewegung kann alternativ auch direkt von einem Linearmotor erzeugt werden.
Vergleicht man diese beiden grundsätzlichen Ansätze, so lassen sich folgende Vorteile und Nachteile auflisten: Vorteile mechanischer Antrieb :
• Bewegungsablauf verläuft entsprechend der vorgegebenen mathematischen Formel, welche in Form der Getriebeschnecke abgebildet ist
• es können hohe Beschleunigungen realisiert werden ( bis 25 g )
• es treten keine Schleppfehler auf β der Bewegungsablauf verläuft jederzeit synchron zur Prεssenbεwegung
• keine Kollisionsgefahr mit dem Werkzeug, weil die bewegten Baugruppen mechanisch gekoppelt sind. Nachteile mechanischer Antrieb :
• Bewegungsablauf (Vorschubzyklus) kann nicht verändert werden
• aufwändige Konstruktion für den Antrieb von der Presse zum Getriebe
• Platzierung des Getriebes wird durch den Abtrieb der Presse vorbestimmt • Vorschubweg ist fix.
Vorteile Servoantrieb
• Vorschubzyklus kann flexibel gewählt werden (Software)
• Anbau an die Presse ist flexibel
• auf der Presse können verschiedene Zyklen gefahren werden • Vorschubweg kann verändert werden
Nachteile Servoantrieb:
• Beschleunigung ist begrenzt
• Schleppfehler und Überschwingen während des Bewegungsablaufs
• Taktzahl begrenzt • zu bewegende Masse im Verhältnis zur Hubzahl und Vorschub begrenzt
• Antrieb kann ausfallen
• damit der Servomotor seine eigene Masse bewegen kann, benötigt er schon relativ viel Energie.
Eine mechanische Transfervorrichtung ähnlich der genannten Art mit einem Paar von Transportstangen als Transportmitteln für die Werkstücke ist z.B. bekannt aus der EP 0
490 821 Al. Dort erfolgt der Antrieb der Transportstangen durch mechanische
Kopplung mit bewegten Teilen der Presse und zwar in Längsrichtung durch Abnahme der Bewegung von der Excenterwelle der Presse über ein Getriebe und in Querrichtung durch Abnahme der Bewegung vom Stössel der Presse mittels Steuerschienen, wodurch sich hohe Hubzahlen im Bereich 300 Takte pro Minute realisieren lassen. Für spezielle Anwendungen im Dosenbereich werden sogar bis zu 700 Takte pro Minute erreicht. Durch die mechanische Kopplung können auch Kollisionen des Pressenwerkzeugs mit den Transportmitteln weitestgehend verhindert werden.
Grundsätzlich ähnliche Vorrichtungen sind aus der EP 0 504 098 Al und der EP 0 694 350 Al bekannt, wobei hier den Transportstangen bzw. den Werkstücken noch eine vertikale Bewegung überlagert wird.
Daneben sind Transfervorrichtungen bekannt, bei denen der Antrieb der Transportmittel über einen oder mehrere Fremdantriebe unter Verwendung von Servomotoren, Hydraulik, Pneumatik, Linearmotoren, etc. bewirkt wird und welche in verschiedenster Weise signaltechnisch mit der Bewegung des Pressenstössels synchronisiert sind. Solche Fremdantriebe sind in der Regel billiger und auch flexibler einsetzbar als die vorerwähnten mechanischen Kopplungen, doch können mit ihnen nicht so hohe Hubzahlen erreicht werden. Die Grenze liegt hier derzeit bei 50 - 150 Takten pro Minute. Auch besteht bei Ausfall eines Antriebs die Gefahr einer Kollision zwischen dem Pressenwerkzeug und den Transportmitteln mit meist zerstörerischen Folgen.
Einen weiteren möglichen Ansatz beschreibt die WO-A-00/20305. Hier wird eine Vorrichtung zum schrittweisen Transport von Werkstücken in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation einer Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung des Stössels der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu senkrechten Querrichtung hin- und herbewegt werden, beschrieben. Der Antrieb der Transportmittel in der Längsrichtung erfolgt hierbei über einen Fremdantrieb, der mit der Excenterwelle der Presse lediglich signaltechnisch synchronisiert ist. Die Bewegung der Transportmittel zum Loslassen der Werkstücke in der Querrichtung ist hingegen durch direkte mechanische Kopplung von der Bewegung des Pressenstössels abgeleitet. Durch diese Antriebsart werden die Vorteile der rein mechanischen Antriebe hinsichtlich Sicherheit und hoher Taktraten mit der Kostengünstigkeit und grosseren Flexibilität von Fremdantrieben in Kombination erreicht. Nachteilig daran ist aber, dass im Vergleich zu einer rein mechanischen Längsbewegung infolge des verwendeten Servomotors nur vergleichsweise niedrige Taktraten wesentlich unterhalb von 300 oder sogar nur 250 Hüben/Minute möglich sind.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung an einer Presse zum schrittweisen Transport von Werkstücken vorzuschlagen, welche insbesondere hohe Taktraten im Bereich jener von rein mechanischen Längsbewegungen ermöglicht, und welche andererseits dennoch die Flexibilität von Vorrichtungen unter Verwendung von Fremdantrieben aufweist. Insbesondere geht es dabei um eine Vorrichtung an einer Presse zum schrittweisen Transport von Werkstücken in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin- und herbewegt werden, wobei die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse lediglich synchronisierten Fremdantrieb erfolgt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, dass der motorische Fremdantrieb derart mechanisch an die Transportmittel angekoppelt ist, dass die Hin- und Herbewegung der Transportmittel ohne Rotationsumkehr des Fremdantriebs möglich ist.
Typischerweise besteht bei der Verwendung von Fremdantrieben, insbesondere bei Servomotoren sein wesentliches Problem darin, dass die erreichbaren Beschleunigungen respektive Hubzahlen infolge der zu veranlassenden Vor- und Zurückbewegung beschränkt sind. Dieses hin und her erfordert nämlich jeweils ein schnelles Abbremsen respektive Beschleunigen des Servomotors (Stop and Go), und da typischerweise bei einer derartigen Vorrichtung grosse bewegte Massen vorhanden sind, sind so die möglichen Beschleunigungen im Vergleich zu rein mechanischen Lösungen beschränkt. Der Kern der Erfindung besteht somit darin, eine mechanische Kopplung des motorischen Fremdantriebs an die Transportmittel vorzusehen, welche es erlaubt, den Fremdantrieb ohne Rotationsumkehr zu betreiben, und damit die ansonsten notwendigen Beschleunigungen zu vermeiden, zu reduzieren oder in Abschnitte zu legen, wo wenig Massen beschleunigt werden. Die eigentliche Rotationsumkehr wird dabei durch ein entsprechendes, die Hin- und Herbewegung umsetzendes mechanisches Getriebe erzeugt, während der Fremdantrieb, typischerweise ein Servomotor, beispielsweise bei im Vorschub konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit und gleichbleibender Umdrehungsrichtung betrieben werden kann. Aus dieser Ausgestaltung ergeben sich eine Vielzahl von unerwarteten Vorteilen, im wesentlichen lassen sich die Vorteile eines rein mechanischen Antriebs mit jenen eines reinen Fremdantriebs kombinieren.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass die mechanische Kopplung zwischen Fremdantrieb und Transportmittel als mechanisches Getriebe, insbesondere bevorzugt als mechanisches Kurvengetriebe ausgebildet ist. Möglich ist beispielsweise die Verwendung eines Schneckengetriebes.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des motorischen Fremdantriebs über einen Winkelschrittgeber mit der Bewegung der Presse, insbesondere mit der Bewegung einer Excenterwelle der Presse synchronisiert ist. Durch eine derartige Synchronisation von Fremdantrieb und Presse können tatsächlich Hubgeschwindigkeiten erreicht werden, welche mit jenen rein mechanischer Transfervorrichtungen vergleichbar sind.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verfügt über Mittel, welche es erlauben, den motorischen Fremdantrieb in Abhängigkeit des Vorschubzyklus1 mit unterschiedlichen Drehzahlen zu betreiben. Diese inhärente Flexibilität des Fremdantriebs erlaubt u.a. die Veränderung des Vorschubwinkels und damit die Umformung von höheren Bauteilen in der Presse, ohne mechanische Umbauten erforderlich zu machen. Insbesondere wird so die Geschwindigkeit der Längsbewegung der Transportmittel in gewissen Grenzen ohne mechanische Veränderungen allein über die Ansteuerung der Drehzahl des Fremdantriebs variierbar. Dies nun eben ohne die nach dem Stand der Technik erforderliche Umkehr der Rotationsrichtung des Servomotors, d.h. bei hohen Taktraten.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Transportmittel zum Loslassen der Werkstücke in der Querrichtung durch direkte mechanische Kopplung von der Bewegung des Presse abgeleitet ist. Die Bewegung der Transportmittel zum Ergreifen der Werkstücke in der Querrichtung kann ebenfalls durch einen Fremdantrieb erfolgen, wobei ggf. auch analog zum Längsantrieb eine Kombination eines motorischen Fremdantriebs mit einem mechanischen Getriebe, d.h. ohne Umkehr der Rotationsrichtung des Fremdantriebs möglich ist. Dies ist an sich ein für sich genommen, d.h. ggf. auch unabhängig von der Ausgestaltung des Längsantriebs mögliche Realisierung des Querantriebs, welche neu und erfinderisch ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Antrieb der Transportmittel zum Loslassen der Werkstücke in der Querrichtung über ein mechanisches Kurvensystem von der Bewegung des Pressenstössels abgeleitet ist. Weiterhin umfassen bevorzugt die Transportmittel Transportstangen, welche sich in Längsrichtung zu beiden Seiten der Aufnahme- sowie der mindestens einen Bearbeitungsstation erstrecken und welche vorzugsweise mit Greifern für die Werkstücke besetzt sind.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum schrittweisen Transport von Werkstücken an einer Presse, insbesondere bevorzugt unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde. Dabei wird der Transport in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln für die Werkstücke gewährleistet, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstucke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin- und herbewegt werden. Ausserdem erfolgt die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse lediglich synchronisierten Fremdantrieb. Erfmdungsgemäss wird dabei die Hin- und Herbewegung der Transportmittel vom motorischen Fremdantrieb ohne Rotationsumkehr des Fremdantriebs angetrieben. Dies insbesondere unter Verwendung eines mechanischen Getriebes, welches aus der Rotationsbewegung des Fremdantriebs eine Hin- und Herbewegung erzeugt. Eine erste bevorzugte Betriebsweise zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der motorische Fremdantrieb bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit und Umdrehungsrichτung gefahren wird. Typischerweise wird die Kurvencharakteristik des Getriebes für einen derartigen konstanten Betrieb optimiert. Alternativ und insbesondere bevorzugt ist es nun aber möglich, eine Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, so zu betreiben, dass der motorische Fremdantrieb in Abhängigkeit des Vorschubzyklus' mit variierender Umdrehungsgeschwindigkeit bei bevorzugt gleichbleibender Umdrehungsrichtung betrieben wird. So kann die Flexibilität eines Fremdantriebs in Längsrichtung mit den hohen Hubzahlen einer rein mechanischen Förderung in Längsrichtung kombiniert werden. Insbesondere bevorzugt wird dabei so vorgegangen, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs in jenen Abschnitten des Vorschubzyklus' variiert wird, in welchen die Transportmittel keine Längsbewegung ausführen (so genannte Stillstand- Abschnitte). In den anderen Abschnitten, d. h. im Vorschub und im Rückhub wird bevorzugt die Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs konstant gehalten, wobei vorzugsweise z.B. beim Vorschub eine erhöhte, konstante Umdrehungsgeschwindigkeit gefahren wird. In jenen Abschnitten des Vorschubzyklus', in welchen die Transportmittel keine Längsbewegung ausführen, wird vorzugsweise zunächst eine Verlangsamung der Umdrehungsgeschwindigkeit und eine anschliessende Beschleunigung der Umdrehungsgeschwindigkeit auf den für den anschliessenden Abschnitt des Zyklus relevanten Wert vorgenommen. So kann bei optimaler Ausnützung der Kurvencharakteristik des Getriebes (beispielsweise ausgelegt für konstante Geschwindigkeit des Fremdantriebs) bezüglich Fahrweise bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs der Vorschubwinkel verkleinert werden. Die Variation der Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs in den Stillstand-Abschnitten weist insbesondere den Vorteil auf, dass dort so gut wie keine bewegte Massen (abgesehen von der Welle des Servomotors und der Getriebeschnecke sowie ggf. einem Reduktionsgetriebe) vorhanden sind, und entsprechend Energieverluste (Abbremsen) respektive hoher Energieverbrauch (Beschleunigen) vermieden werden kann. Auf diese Weise können beispielsweise Hubzahlen von mehr als 200 Hübe/min oder mehr als 270 Hübe/min erreicht werden. Typisch möglich sind Hubzahlen im Bereich von oder mehr als 300 Hüben/min oder sogar mehr als 350 Hüben/min.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf den Tisch einer Presse mit einer Transfervorrichtung;
Fig. 2 eine Stirnansicht der Presse mit Teilen der Transfervorrichtung;
Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie III-III in Fig. 1 in grosserem Massstab;
Fig. 4 einen Teil des Längsantriebs der Transfervorrichtung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Vorschubzyklus' eines mechanischen Transfergetriebes ;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Transfersystems mit variabler Vorschubzeit respektive mit variablen Winkeln; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Vorschubzyklus' eines Transferbetriebes mit variablen Winkeln.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Figuren 1 und 2 zeigen mehr oder weniger schematisch einen Pressentisch 1, Führungssäulen 2 und einen Pressenstössel 3. In üblicher Weise ist auf dem Tisch 1 der Unterteil und am Stössel 3 der Oberteil eines sogenannten Transferwerkzeuges mit mehreren hintereinandergeschalteten Bearbeitungs- bzw. Umformstationen befestigt. Dieses Werkzeug ist in der Zeichnung zur Vereinfachung nicht dargestellt. Als Transportmittel für die umzuformenden Werkstücke in Längsrichtung durch die einzelnen Umformstationen befindet sich beidseitig des Werkzeuges je eine Transportstange 4 mit rein schematisch dargestellten Greifern 5 für die Werkstücke. Die Enden der Transportstangen sind mittels Befestigungswinkeln 6 auf Längsschlitten 7 montiert. Die Längsschlitten 7 (Figur 3) sind starr längs zweier paralleler Führungsstangen 8 geführt, die ihrerseits in einem Querschlitten 9 befestigt sind, der längs zweier paralleler Quer-Führungsstangen 10 geführt ist.
Die Querbewegung der Transportstangen 4 in Öffnungsrichtung nach aussen wird gesteuert durch Steuerschienen 11, die am Pressenstössel 3 montiert sind und mit ihren aussen liegenden Steuerkurven 12 auf Steuerrollen 13 von Fortsätzen 14 der Schlitten 9 wirken. Auf die Fortsätze 14 wirken andererseits die Kolbenstangen 15 von pneumatischen Zylindern 16 in umgekehrter Richtung nach innen. Es wirkt damit stets ein zuverlässiger Anpressdruck in Schliessrichtung nach innen auf die Fortsätze 14, so dass die Steuerrollen 13 stets auch sicher an den Steuerkurven 12 der Steuerschienen 11 anliegen. Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass bei der Abwärtsbewegung der Steuerschienen 11 mit dem Pressenstössel 3 die Steuerrollen 13 und die damit verbundenen Teile, d.h. auch die Transportstangen 4, auswärts gespreizt werden, so dass ein zwischen zwei gegenüberliegenden Haltern 5 geklemmtes Werkstück 17 freigegeben wird. Die Halter 5 werden dabei auch aus dem Bereich der oberen und unteren Werkzeugteile der Presse seitlich entfernt, so dass sich das Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken in allen Stationen schliessen kann.
In Figur 1 ist angedeutet, dass in einer Stanz- und Aufnahmestation Werkstücke wie z.B. Rohlinge 18 aus einem querdurchlaufenden Band 19 ausgestanzt und von den äussersten Greifern der Transportstangen 4 übernommen werden. In aufeinanderfolgenden Arbeitszyklen werden die Werkstücke 18 schrittweise nach links verschoben und somit nacheinander den einzelnen Umformstationen des Transferwerkzeugs zugeführt. Nach einer gewissen Anlaufzeit sind sämtliche Umformstationen mit je einem Werkstück 18 belegt. Pro Arbeitszj'klus führen die Transportstangen 4 eine geschlossene rechteckige Bewegung aus, indem sie in einem ersten Takt eine Anzahl erfasster Rohlinge zur nächstfolgenden Umformstation des Transferwerkzeugs vorschieben, in einem zweiten Takt seitlich nach aussen von dem Werkstücken und aus dem Überdeckungsbereich mit dem Werkzeug entfernt werden, in einem dritten Takt in Längsrichtung wieder zurückgeführt und in einem vierten Takt zum Erfassen der Werkstücke wieder nach innen zum Werkzeug hin bewegt werden (vgl. dazu auch Fig. 5, Kommentar weiter unten). Der Längsantrieb der Transportstangen 4 umfasst zwei Blattfedern 20, die mit ihren rechten Enden an der Innenseite der Längsschlitten 7 befestigt sind und die, wie in Figur 4 angedeutet, den Querbewegungen der Transportstangen 4 folgen können. An ihrem linken Ende sind die beiden Blattfedern 20 mit einem in Längsrichtung hin- und her bewegbaren Führungsschlitten 21 verbunden, der von einem elektrischen Servomotor 23 über einen Zahnriemen 22 angetrieben wird. Der Servomotor 23 ist mit einem Steuersignal 24 beaufschlagt, das mit einem nicht dargestellten Winkeldrehgeber von der Bewegung der Excenterwelle der Presse und abgeleitet ist.
Erfindungsgemäss wird nun so vorgegangen, dass die Vorteile eines mechanischen Getriebes mit den Vorteilen eines Servoantriebes verbunden werden, indem ein Fremdantrieb, d. h. ein Servomotor über ein mechanisches Getriebe zur Erzeugung des Längsantriebs verwendet wird. Dabei übernimmt das mechanische Getriebe gewissermassen die Aufgabe, aus der Rotation des Motors eine Schubumkehr zu erzeugen, ohne dass die Rotationsrichtung geändert werden muss.
Bei einem mechanischen Getriebe existieren im Normalfall 4 Sektoren (vgl. dazu Fig. 5):
• Vorschubsektor 25 zum Transport des Umformteiles von einer Werkzeugstufe zur Nächsten.
• Stillstandsektor 26 zur Übergabe des Umformteiles vom Transfersystem an das Umformwerkzeug.
• Rückhύbsektor 27 zum Zurückfahren der Greiferschienen in die Ausgangslage. e Stillstandsektor 28 zur Uebergabe des Umformteiles vom Werkzeug an die Greiferschienen.
Typischerweise können die Winkel der 4 Sektoren wie folgt angenommen werden: β Vorschubsektor 25: 120°
• Stillstandsektor 26: 60°
• Rückhubsektor 27: 120°
• Stillstandsektor 28: 60° Bei der Auslegung dieser Winkel ist vor allem der Vorschubwinkel 25 kritisch. In diesem Sektor muss das Umformteil transportiert werden und es darf während der Bewegung nicht aus den Greifern fallen, oder sich darin verschieben.
Zudem ist die Grosse des Winkels ausschlaggebend für die Bestimmung der verfügbaren Nutzhöhe, bei der Umformteile noch umgeformt werden können. In Fig. 5 ist diese Höhe, die theoretische nutzbare Höhe, mit dem Bezugszeichen 30 dargestellt, sowie die gesamte Höhe, der Pressenhύb, mit dem Bezugszeichen 29. Der Pressenhub ist für eine gegebene Anordnung fix.
Je grösser der Winkel ist, desto niedriger müssen die Teile sein, die umgeformt werden. Bei einer rein mechanischen Kopplung von Pressenhub und Längsbewegung sowie seitlicher Bewegung sind sowohl Pressenhub 29 als auch die theoretisch nutzbare Höhe 30 unverstellbar.
Ein weiterer Zusammenhang besteht in der Taktzahl der Presse in Verbindung zum Vorschubwinkel. Je kleiner der Winkel ist, umso niedrigere Taktzahlen müssen gefahren werden, weil sonst die- Beschleunigung im Vorschubsektor zu gross wird (mechanisch sind Beschleunigungen bis 25 g möglich). Bei einem Transfersystem mit klassischem Servoantrieb muss der Motor in den Bewegungssektoren immer wieder von Null auf max. Geschwindigkeit beschleunigt und beim Bremsen von max. Geschwindigkeit auf Null verzögert werden.
Kombiniert man nun die 2 Antriebsarten der Transfersysteme in der erfindungsgemässen Weise, so kommt man auf folgenden Ansatz (vgl. dazu Fig. 6):
Ein Servomotor 35 mit variabler Tourenzahl und Winkelschrittgeber treibt ein mechanisches Kurvengetriebe 38 an, bei welchem die Sektoren nach optimalen Gesichtspunkten für eine maximale Taktzahl der Presse ausgelegt sind. Diese Optimierung ist i.d.R. für konstante Drehzahl des Motors ausgelegt. Zwischen Servomotor 35 und Kurvengetriebe 38 kann dabei ausserdem ein Reduktionsgetriebe 36 angeordnet sein.. Der Servomotor 35 ist ein Elektromotor, der geschaltet werden kann, d. h. dessen Leistung steuerbar ist. Beispielsweise kann ein Servomotor 35 mit 3000 Umdrehungen/min verwendet werden, und eine Reduktionsgetriebe 36 mit einem Faktor 1:10, so dass am Transfergetriebe 38 eine Rotation von 300 Umdrehungen/min anliegt.
Der Servomotor 35 wird über eine Steuerung von einem Winkelschrittgeber 32 her, welcher von der Exzenterwelle der Presse 31 angetrieben wird, synchronisiert. Damit die Synchronisation gewährleistet ist, besitzt der Servomotor 35 ebenfalls einen Winkelschrittgeber.
Der Winkelschrittgeber ist eine elektronische Baugruppe, welche in der Lage ist, eine Umdrehung einer Welle (z.B. Exzenterwelle der Presse) von 360° in Inkremente von beispielsweise 0,044° aufzuteilen und die jeweilige Winkelposition der Exzenterwelle genau zu berechnen.
Das Transfergetriebe 38 umfasst eine Getriebeschnecke 37, welche aus der
Drehbewegung des Servomotors 35 eine Längsbewegung erzeugt. Diese
Längsbewegung wird über einen Vorschubhebel 34 auf die Transportstangen 4 übertragen.
Fährt man nun mit maximaler Taktzahl, gemäss der Auslegung des Kurvengesetzes des Transfergetriebes 38, so läuft der Servomotor 35 mit konstanter. Umdrehung, welche genau der Umdrehung der Exzenterwelle der Presse 31 entspricht.
Bei dieser Betriebsart läuft das System genau gleich, wie wenn das Getriebe 38 direkt von der Exzenterwelle der Presse 31 angetrieben wäre.
Will man nun die Vorteile des Servomotors 35 ausnützen, so kann die Tourenzahl des Motors 35 in den einzelnen Kurvensektoren verändert werden. So kann bei fixem Vorschubweg 33 eine variable Vorschubzeit erlaubt werden. Dies ist schematisch analog zu Fig. 5 in Fig. 7 dargestellt. • Fährt das Getriebe mit gleicher Tourenzahl wie die Presse, so entspricht die Vorschubzeit dem ausgelegten Vorschubwinkel (Situation von Fig. 5).
• Fährt das Getriebe im Vorschubwinkelbereich 25 respektive 40 schneller als die Presse, so verkürzt sich die Zeit und der Vorschubwinkel wird virtuell kleiner. Dadurch erhöht sich die nutzbare Höhe für die Teileumformung (Pfeil 30 in Fig.
5). Es ist zu beachten, dass die nutzbare Höhe für die Teileumformung wenigstens die doppelte Höhe des umzuformenden Teils ausmacht, und dass typischerweise wenigstens ein Drittel für den Transport gerechnet werden muss.
• im Bereich der Stillstandzonen 26, 28 kann die Tourenzahl des Servomotors 35 verändert werden
Soll der Vorschύbwinkel 40 verkleinert werden, so kann der Motor 35 innerhalb der Stillstandsstrecke 43 der Getriebeschnecke 37 (keine Längsbewegung des Transfers ) auf eine höhere Drehzahl gebracht werden. Der Vorschubwinkel 40 wird in diesem Fall in kürzerer Zeit durchfahren und virtuell wird der Winkel kleiner. Beim nächsten Sektor ( Übergabe des Umformteiles an das Werkzeug ) kann der Motor 35 wieder derart verzögert werden, dass er spätestens beim Eintritt in den Rückhub wieder synchron zur Presse 31 läuft.
Entsprechend resultiert beispielsweise der in Fig. 7 dargestellte Bewegungsablauf mit unterschiedlichen Zeitintervallen: Ausgangslage:
• Die Presse läuft z.B. mit einer Nenndrehzahl von 300 Hüben / min
• Das mechanische Schrittschaltgetriebe 38 ist auf die Standardwinkel 120° / 60° / 120° / 60° ausgelegt. β Der Vorschubzyklus ( Zeit ) wird gegenüber der Standardzeit um z.B. 50% reduziert. ( virtueller Vorschubwinkel = 60° ).
Im Bewegungsablauf werden folgende Abschnitte respektive Punkte durchlaufen:
1. Die Presse wird im oberen Totpunkt 39 der Presse gestartet, und erreicht nach kurzer Zeit ihre Nenndrehzahl. Dabei legt der Transfervorschub noch die Hälfte des Vorschubweges 33 zurück.
2. Bei Pos. A bleibt der Vorschub stehen, während die Presse mit konstanter Drehzahl weiterläuft. Die Greifer sind in dieser Position geschlossen. Beim Übergang in den Bereich lösen sich die Greifer, sobald das Werkzeug der Presse das zu bearbeitende Teil genügend geklemmt hat.
3. Im Bereich B reduziert der Servomotor 35 seine Drehzahl ( unterhalb der Drehzahl der Presse ).
4. Im Bereich C erhöht der Servomotor 35 seine Drehzahl auf die Nenndrehzahl der Presse.
5. Bei Pos. D beginnt der Transfervorschub seinen Rückhub 42 und läuft mit der gleichen Drehzahl wie die Presse in seine Endlage Pos. E zurück. Im Bereich 42 findet die eigentliche Arbeit des Werkzeugs statt. Entsprechend schliessen sich die Greifer erst bei Position E wieder um das fertig bearbeitete Teil.
6. Im Bereich F reduziert der Servomotor 35 seine Drehzahl ( unterhalb der Drehzahl der Presse ). NB: die Drehzahl des Servomotors kann im Extremfall bis auf Null reduziert werden.
7. Im Bereich G erhöht der Servomotor 35 seine Drehzahl ( oberhalb der Drehzahl der Presse).
8. Bei Pos. H startet der Transfervorschub 40. Dabei wird der Bereich zwischen Pos. H und A gegenüber der Pressendrehzahl mit erhöhter Drehzahl des Transfergetriebes durchlaufen. ( z.B. doppelte Drehzahl im vorliegenden Beispiel) Durch die Veränderung der Drehzahl des Servomotors 35 gegenüber der Pressendrehzahl können die Zykluszeiten des Transfersystems individuell verstellt werden.
Theoretisch ist es auch möglich, den ganzen Bewegungszyldus des Transfergetriebes zu drehen. ( z. B. Rückhub ist im Totpunkt 39, Vorschub ist 180° verschoben ).
Es ist zxi bemerken, dass an jeder der Stellen A, D, E und H sowohl der Winkel als auch die Geschwindigkeit einen bestimmten Wert annehmen müssen. Deshalb wird in den Stillstand-Phasen 41 und 43 sowohl abgebremst als auch beschleunigt. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch die Kombination eines mechanischen Getriebes mit Servomotorantrieb gewissermassen das Kurvengesetz des Getriebes verändert werden kann. So können beispielsweise einerseits höhere Teile bearbeitet werden, dies zwar etwas weniger schnell als bei normalem Betrieb, aber ohne die Notwendigkeit eines Umbaus der Maschine. Bei niedrigeren Teilen können entsprechend grossere Hubzahlen realisiert werden und es resultieren kürzere Federwege des Werkzeugs.
Es ergeben sich so folgende Vorteile des Systems:
• alle Vorteile des mechanischen Getriebes
• alle Vorteile des Servoantriebes mit Ausnahme des variablen Vorschubweges • Servomotor muss nicht im stop and go Betrieb fahren und benötigt dadurch weniger Energie (typischerweise kann im Vergleich zu einem Längsantrieb mit Servomotor ohne Schneckengetriebe ein Servomotor mit halber Leistung verwendet werden)
• die Veränderung der Geschwindigkeit kann im Stillstandsektor der Getriebeschnecke ausgeführt werden
• die Leistung des Transfersystems entspricht dem eines' voll mechanischen Systems
• auf einer Presse mit fixer Hubhöhe können höhere Teile umgeformt werden
• der Einsatzbereich der Presse kann erweitert werden und ergibt einen grosseren Kundennutzen
« wenn der Servomotor die Drehzahl ändert, muss er nur seine eigene Masse (Rotor ) und die Masse der Getriebeschnecke beschleunigen oder verzögern, weil sich die linear zu bewegende Masse des Transfersystems im Stillstandsektor befindet die Leistung des Transfersystems kann gegenüber einem reinen Servotransfer um ca 20 bis 30 % gesteigert werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Pressentisch
2 Führungssäulen
3 Pressenstössel
4 Transportstange
5 Greifer für die Werkstücke
6 B efestigungs winkel
7 Längsschlitten
8 Führungsstangen
9 Querschlitten
10 Quer-Führungsstangen
11 Steuerschienen
12 Steuerkurven
13 Steuerrollen
14 Fortsätze
15 Kolbenstangen
16 pneumatische Zylinder
17 geklemmtes Werkstück
18 Rohling
19 quer durchlaufendes Band
20 Blattfeder
21 Führungsschlitten
22 Zahnriemen 23 Servomotor
24 Steuersignal
25 Vorschub (Standardwinkel = 120°)
26 Stillstand (Standardwinkel = 60°) 27 Rückhub (Standardwinkel = 120°)
28 Stillstand (Standardwinkel = 60°)
29 Pressenhub, fix
30 theoretisch nutzbare Höhe für Teileumformung
31 Presse 32 Winkelschrittgeber
33 Vorschubweg
34 Vorschubhebel
35 Servomotor
36 Reduktionsgetriebe 37 Getriebeschneclce
38 Transfergetriebe
39 Oberer Totpunkt der Presse
40 Vorschub
41 Stillstand 42 Rückhub
43 Stillstand
44 Drehachse von Vorschubhebel

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung an einer Presse (1 - 3, 31) zum schrittweisen Transport von Werkstücken (17,18) in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln (4) für die
Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin- und herbewegt werden, wobei die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse (1-3, 31) lediglich synchronisierten
Fremdantrieb (20-24,35-37) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Fremdantrieb (20-24,35-37) derart mechanisch an die Transportmittel (4) angekoppelt ist, dass die Hin- und Herbewegung der Transportmittel (4) ohne Rotationsumkehr des Fremdantriebs (23,35) möglich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung zwischen Fremdantrieb (23,35) und Transportmittel (4) als mechanisches Getriebe, insbesondere bevorzugt als mechanisches
Kurvengetriebe (38) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Getriebe um ein Schneckengetriebe (37, 38) handelt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des motorischen Fremdantriebs (20-24,35- 37) über einen Winkelschrittgeber (32) an die Bewegung der Presse (1-3, 31), insbesondere an die Bewegung einer Excenterwelle der Presse (1-3, 31) gekoppelt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, welche es erlauben, den motorischen Fremdantrieb (20-24,35-37) in Abhängigkeit des Vorschubzyklus' mit unterschiedlichen Drehzahlen zu betreiben.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim motorischen Fremdantrieb (23, 35) um einen
Servomotor handelt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Transportmittel (4) zum Loslassen der Werkstücke in der Querrichtung durch direkte mechanische Kopplung von der
Bewegung des Presse abgeleitet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Transportmittel (4) zum Ergreifen der Werkstücke (17, 18) in der Querrichtung ebenfalls durch einen Fremdantrieb
(16) erfolgt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Längsbewegung der Transportmittel (4) in gewissen Grenzen ohne mechanische Veränderungen allein über die Ansteuerung der Drehzahl des Fremdantriebs (23,35) variierbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Transportmittel (4) zum Loslassen der Werkstücke in der Querrichtung über ein mechanisches Kurvensystem (11,12) von der Bewegung des Pressenstössels (3) abgeleitet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel Transportstangen (4) umfassen, welche sich in Längsrichtung zu beiden Seiten der Aufnahme- sowie der mindestens einen Bearbeitungsstation erstrecken und welche vorzugsweise mit Greifern (5) für die Werkstücke (17, 18) besetzt sind.
12. Verfahren zum schrittweisen Transport von Werkstücken (17,18) an einer Presse (1 - 3, 31), insbesondere bevorzugt unter Verwendung einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1-11, in einer Längsrichtung von einer Aufnahmestation durch mindestens eine Bearbeitungsstation der Presse mit Transportmitteln (4) für die Werkstücke, welche zyklisch und synchron mit der Bewegung der Presse in der Längsrichtung sowie zum Erfassen bzw. wieder Loslassen der Werkstücke in einer dazu im wesentlichen senkrechten Querrichtung hin- und herbewegt werden, wobei die Bewegung der Transportmittel in der Längsrichtung über einen mit der Bewegung der Presse (1-3, 31) lediglich synchronisierten
Fremdantrieb (20-24,35-37) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hin- und Herbewegung der Transportmittel (4) vom motorischen Fremdantrieb (20-24,35-37) ohne Rotationsumkehr des Fremdantriebs (23,35) angetrieben werden.
13. λ^erfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Fremdantrieb (23,35) bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit und Umdrehungsrichtung gefahren wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Fremdantrieb (23,35) in Abhängigkeit des Vorschubzyklus' mit variierender Umdrehungsgeschwindigkeit bei bevorzugt gleichbleibender Umdrehungsrichtung betrieben wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs (23,35) in jenen Abschnitten (26, 28, 41, 43) des Vorschubzyklus' variiert wird, in welchen die Transportmittel (4) keine Längsbewegung ausführen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs (23, 35) derart variiert wird, dass bezüglich Fahrweise bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit des Fremdantriebs (23,35) der Vorschubwinkel (25, 40) verkleinert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorschub (25,40) eine erhöhte, konstante Umdrehungsgeschwindigkeit gefahren wird, und dass in jenen Abschnitten (26 , 28, 41, 43) des Vorschubzyklus', in welchen die Transportmittel (4) keine Längsbewegung ausführen, zunächst eine
Verlangsamung (B5F) der Umdrehungsgeschwindigkeit und eine anschliessende Beschleunigung (C,G) der Umdrehungsgeschwindigkeit auf den für den anschliessenden Abschnitt (25,27, 40, 42) relevanten Wert vorgenommen wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-17, dadurch gekennzeichnet, dass die Presse (1-3, 31) mit einer Hubzahl von mehr als 200 Hüben/min, bevorzugt von im Bereich von oder mehr als 300 Hüben/min betrieben wird.
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