EP2086699B1 - Verfahren zur gewinnung von werkstückausschnitten aus einem plattenartigen werkstück - Google Patents

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EP2086699B1
EP2086699B1 EP20070818794 EP07818794A EP2086699B1 EP 2086699 B1 EP2086699 B1 EP 2086699B1 EP 20070818794 EP20070818794 EP 20070818794 EP 07818794 A EP07818794 A EP 07818794A EP 2086699 B1 EP2086699 B1 EP 2086699B1
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EP
European Patent Office
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workpiece
cutting
cut
outs
remaining
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Stefan Buettner
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Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/06—Making more than one part out of the same blank; Scrapless working
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    • B21D28/10—Incompletely punching in such a manner that the parts are still coherent with the work
    • 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
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    • Y10T83/9411—Cutting couple type
    • Y10T83/9423—Punching tool
    • Y10T83/9428—Shear-type male tool

Definitions

  • the invention relates to a method for obtaining at least two workpiece cutouts from a plate-like workpiece, in particular at least two sheet metal cutouts from a sheet, wherein by preparative cutting with moving workpiece, the connection between the workpiece cutouts and the remainder workpiece by means of a cutting device partially, ie, leaving a residual connection , is cut free, wherein after the preliminary cutting by final cutting on the stationary workpiece, the remaining connection of the workpiece cutouts with the remaining workpiece by means of a cutting device along at least one cut line is cut and the workpiece cutouts are removed after the final cutting of the remaining workpiece.
  • Such a method for obtaining sheet metal cutouts from a sheet is in DE-C-38 32 215 described.
  • a plurality of separating cuts are made on a metal sheet by means of a punching or nibbling device.
  • the sheet in question is moved by means of a sheet metal handling device relative to the punching or Nibbelvorraum. Due to the separating cuts the connection between several sheet metal cutouts and a remaining workpiece is partially severed. Each of the partially cut-sheet metal cutouts is connected to the remainder of the work piece via a separate remainder connection that exclusively exists for this sheet metal cutout.
  • the sheet is fed to a sheet metal shears.
  • the maximum cutting length of the sheet metal shears corresponds at least to the length or the width of the sheet to be processed.
  • the sheet metal scissors created on the stationary sheet a final separation cut, which extends over the entire width or length of the sheet.
  • several sheet metal cutouts connected along the cutting line of the final separating cut to the remainder of the work piece are completely separated from the remainder of the work piece. Subsequently, the cut-out metal cutouts slide onto a conveyor belt for removal.
  • this object is achieved by the method according to claim 1. Accordingly, the connection between the workpiece cutouts and the remaining workpiece in the direction of the cutting line (s) of the final cutting cutting is already shortened by the preliminary cutting. This shortening is dimensioned such that the remaining remnant connection between the workpiece cutouts and the remainder workpiece lies in the processing area of the cutter for the final cutting cut. In this way it is according to the invention It is also possible to machine workpieces which are larger than the working area of the cutting device for the final cutting. As a result, the method according to the invention can be carried out in particular with conventional machine tools whose cutting devices used for the final separating sheath have a machining area which is smaller than the workpiece to be machined.
  • the residual joint between the workpiece cut-outs and the remainder workpiece is simultaneously cut by the final cut-cutting along the entire cut line (s).
  • a simultaneous free cutting takes place in the case of a punching free cutting by means of a single punching stroke of a punch. In this way it is avoided that an already cut workpiece cut-out slips during the free cutting of a further workpiece cutout in the stationary remainder workpiece. For a process-safe removal of the cut-cut workpiece cutouts is ensured.
  • the completely cut workpiece cutouts are removed by gravity from the remainder of the workpiece. Accordingly, the workpiece cutouts fall or slip in the discharge direction. The need for handling the workpiece cutouts by means of complex handling devices is eliminated.
  • the preliminary separation cutting and the final separation cutting are performed by means of one and the same cutter. In particular, therefore, eliminates an additional transfer of the workpiece between the preparatory and the final cutting.
  • the device for carrying out the method can u. U. get along with a single cutter.
  • the remaining connection between the workpiece cutouts and the remaining workpiece is cut free by the final cutting along cutting lines according to claim 6, which are not arranged in mutual rectilinear extension to each other. Since cuts running in different directions can be made, the workpiece cut-outs to be cut together can be flexibly arranged with respect to each other.
  • the workpiece cutouts are arranged at the final cutting across an opening of a workpiece table supporting the workpiece. A fast and reliable removal of the workpiece cutouts is made possible.
  • a further measure for ensuring a high process reliability of the method according to the invention results from claim 8. Accordingly, the connection between the workpiece cutouts and the remaining workpiece is cut free by the preparatory cutting such that the workpiece cutouts remain surrounded by the remainder of the workpiece.
  • the remaining workpiece thus encloses the workpiece cutouts like a frame.
  • Frame-like remnant workpieces have an increased Stability against unwanted deformations. Such deformations can lead to collisions between the remaining workpiece and machine parts. Due to the increased stability of the residual workpiece such collisions are avoided and process-reliable workpiece machining is ensured.
  • the claims 9 and 10 relate to measures by which the time required for the final cutting and the removal of the cut-cut workpiece cutouts is reduced.
  • the residual compound according to the invention between the workpiece cutouts and the remainder of the workpiece is formed by a common connecting web.
  • the common connecting web By free cutting of the common connecting web, the workpiece cutouts are simultaneously completely cut free from the remainder of the workpiece. The thus cut workpiece cutouts are simultaneously removed from the remainder of the workpiece according to claim 10.
  • FIGS. 1a to 1d is a plate-like workpiece in the form of a sheet 1 in the extraction of two workpiece cutouts, in particular of two sheet metal cutouts 2 shown.
  • a machine tool as in FIG. 3 shown and as described in detail below.
  • FIG. 1a shows the sheet 1 during the preparatory cutting.
  • the preparatory cutting takes place with moving sheet metal.
  • the two sheet metal cutouts 2, which in each case have three smaller punched holes, are still connected to the remaining workpiece 3 by a residual connection 4 at the time shown.
  • a cutting device of the used machine tool has a processing area 5.
  • the sheet metal cutouts 2 have been separated from the sheet 1 by separating cuts 6 made by the cutting device.
  • the remaining compound 4 between the two sheet metal sections 2 and the remaining workpiece 3 in the direction of aligned, ie rectilinearly extending cutting lines 7 is according to FIG. 1a larger than the processing area 5 of the cutting device. Consequently, the residual compound 4 can not be completely separated from the remainder of the workpiece 3 when the metal sheet 1 is stationary.
  • the sheet metal 1 is moved or repositioned relative to the cutting device such that the sheet metal area to be processed enters the processing area 5 of the cutting device.
  • the residual compound 4 is shortened between the sheet metal cutouts 2 and the remaining workpiece 3 in the direction of the cutting lines 7.
  • the sheet metal areas to be processed are brought into the processing area 5 of the cutting device while moving the sheet 1 relative to the cutting device.
  • the separating cuts 6 are lengthened in the direction of the cutting lines 7.
  • FIG. 1b the sheet 1 is shown after the preliminary cutting and immediately before the final cutting.
  • the sheet metal cutouts 2 are still connected to the surrounding frame-like remaining workpiece 3.
  • the remaining compound 4 is now in the processing area 5 of the cutting device.
  • the following final cutting of the sheet metal cutouts 2 is carried out along the cutting lines 7 with resting sheet 1.
  • Figure 1c shows the sheet 1 with completely of the frame-like remnant workpiece 3 cut-sheet metal sections 2. Based on the situation according to Figure 1c the cut-sheet metal cutouts 2 are simultaneously removed from the frame-like residual workpiece 3. In Figure 1d the remainder of the workpiece 3 is shown after removal of the sheet metal cutouts 2.
  • the sheet metal cutouts 2 are cut free by the final cutting without intermediate movement of the sheet 1 of the remainder of the workpiece 3 and at the same time with unchanged position of the sheet 1 or remainder workpiece 3 discharged. Due to the joint production of two sheet metal sections 2, the production time per sheet metal section 2 is shortened compared to a single part production. The final free cutting and removal of the sheet metal cutouts 2 takes place at rest Sheet 1, in order to avoid undesired slipping of the completely cut-sheet metal cutouts 2 relative to the residual workpiece 3.
  • Sheet metal cutouts 12 have been cut free during preparatory cutting in such a way from the remainder of the work piece 11 that they remain connected to the remainder of the work piece 11 via a common connecting web 13.
  • the joint connecting web 13 of the sheet metal cutouts 12 is cut free with the remaining workpiece 11 by means of the cutting device along the cutting lines 14.
  • the cutting lines 14 are arranged in this case parallel to each other.
  • sheet metal cutouts with other contours can also be cut free. This is exemplified by circular sheet metal cutouts 15. Cut lines 16, along which the circular sheet metal cutouts 15 are cut free by the final cutting cut, have a curved course and consequently run in different directions. The same applies to cutting lines 17 of sheet metal cutouts 18th
  • Sheet metal cutouts 19 it can be seen how four sheet metal cutouts are to be cut free by preparatory cutting, so that they can be finally cut free when the sheet 10 is stationary.
  • Sheet metal cutouts 20 can each pair completely from the remaining work piece 11 are cut free, wherein between the final cutting edge of a pair and another pair, the sheet 10 must be moved linearly relative to the cutter only in its transverse direction.
  • Sheet metal cutouts 12, 15, 18, 19 and 20 which are shown by way of example, each have an identical shape in each case cut together sheet metal cutouts. In principle, however, it is also possible to cut open cut-outs of different shapes together.
  • FIG. 3 shows the trained as a laser punch press 30 machine tool on which the above method for obtaining sheet metal cutouts is carried out of a metal sheet.
  • the laser punch press 30 has a conventional punching device 31 and a conventional laser cutting device 32 as cutting devices.
  • a sheet metal 33 to be processed is supported on a workpiece table 34 during workpiece machining.
  • the sheet 33 is displaced in the sheet metal plane with respect to the punching device 31 and the laser cutting device 32.
  • the sheet metal area to be processed in each case is displaced into the processing region of the punching device 31 or the laser cutting device 32.
  • sheet metal cutouts 36 are partially separated from a remaining work piece 37 by preliminary cutting, ie, the connection of the sheet metal cutouts 36 with the remaining work piece 37 is cut free, leaving a remaining joint 38.
  • the punching device 31 serves, alternatively or additionally, the laser cutting device 32.
  • Both the punching device 31 and the laser cutting device 32 can also be used for the final cutting.
  • the processing area of the punching device 31 is defined by the size of punching tools 39 inserted on it.
  • the processing region of the laser cutting device 32 is essentially determined by the maximum travel paths of a movement unit, not shown, of the laser cutting device 32.
  • the partially cut-away sheet metal cutouts 36 are positioned for final cutting by means of the coordinate guide 35 in such a way with respect to the punching device 31 or the laser cutting device 32 that their residual connection 38 is located in the processing region of the relevant cutting device.
  • a cutting cut is made by continuously moving the laser cutting beam along the cutting lines by means of the moving unit, not shown. Consequently, the sheet 33, similar to the punching cut by means of a sheared cutting punch, cut at different locations along the cutting lines offset in time.
  • connection 38 is positioned in such a way and the sheet cutouts 36 are cut free from the remainder of the work piece 37 by the preliminary cutting so that the sheet cutouts 36, when their remainder connection 38 lies in the working area of one of the cutters, are themselves largely arranged above an opening 41 in the work table 34 ,
  • the opening 41 can be opened and closed by means of a flap 42.
  • the flap 42 is open, after the final cutting cut, the completely cut-out sheet metal cutouts 36 fall under gravity from the remaining workpiece 37.
  • the sheet cutouts 36 are removed from the working area of the laser punch press 30 via a flap 42 and a chute 43. A particularly rapid removal of the sheet metal cutouts 36 takes place when the final cutting is performed with the flap 42 open.
  • the cut-sheet metal cutouts 36 can also be removed from the remaining workpiece 37 by handling devices, not shown, for example by means of a suction frame. Since the final cutting takes place on the stationary sheet, the cut-sheet metal cut-outs can be set before the final cutting on the handling device. For example, nipples of a nipple frame become just before the final one Cutting edges created on the cut-to-cut sheet metal cutouts. Thus, a process-safe removal of sheet metal cutouts is ensured. Frequently, cut-sheet metal cutouts are also removed manually. For safety reasons, the machine must be stopped completely with every single manual removal. By at least two sheet metal cutouts are cut and removed together, the downtime of the machine can be reduced.
  • the control program is created using a programming system.
  • a programming software on which the programming system is based causes later workpiece machining to take place in accordance with the above method.
  • the programming software automatically detects or influences the mutual arrangement of the sheet metal cutouts, the separating cuts in the preparatory and final cutting and the removal process of the sheet metal cutouts, so that sheet metal cutouts are cut and removed together.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von wenigstens zwei Werkstückausschnitten aus einem plattenartigen Werkstück, insbesondere von wenigstens zwei Blechausschnitten aus einem Blech, wobei durch vorbereitendes Trennschneiden bei bewegtem Werkstück die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück mittels einer Schneideinrichtung teilweise, d. h. unter Belassen einer Restverbindung, freigeschnitten wird, wobei nach dem vorbereitenden Trennschneiden durch abschließendes Trennschneiden an dem ruhenden Werkstück die Restverbindung der Werkstückausschnitte mit dem Restwerkstück mittels einer Schneideinrichtung entlang wenigstens einer Schnittlinie freigeschnitten wird und wobei die Werkstückausschnitte nach dem abschließenden Trennschneiden von dem Restwerkstück abgeführt werden.
  • Ein derartiges Verfahren zur Gewinnung von Blechausschnitten aus einem Blech ist in DE-C-38 32 215 beschrieben. Im Rahmen des vorbekannten Verfahrens werden mittels einer Stanz- bzw. Nibbelvorrichtung eine Vielzahl von Trennschnitten an einem Blech erstellt. Hierzu wird das betreffende Blech mittels einer Blechhandhabungsvorrichtung relativ zu der Stanz- bzw. Nibbelvorrichtung bewegt. Durch die Trennschnitte wird die Verbindung zwischen mehreren Blechausschnitten und einem Restwerkstück teilweise durchtrennt. Jeder der teilweise freigeschnittenen Blechausschnitte ist über eine eigene, ausschließlich für diesen Blechausschnitt bestehende Restverbindung mit dem Restwerkstück verbunden. Um die Blechausschnitte abschließend freizuschneiden, wird das Blech einer Blechtafelschere zugeführt. Die maximale Schnittlänge der Blechtafelschere entspricht wenigstens der Länge bzw. der Breite des zu bearbeitenden Bleches.
  • Die Blechtafelschere erstellt an dem ruhenden Blech einen abschließenden Trennschnitt, welcher sich über die gesamte Breite bzw. Länge des Bleches erstreckt. Mehrere entlang der Schnittlinie des abschließenden Trennschnittes mit dem Restwerkstück verbundene Blechausschnitte werden infolgedessen gänzlich von dem Restwerkstück getrennt. Anschließend rutschen die so freigeschnittenen Blechausschnitte zum Abführen auf ein Förderband.
  • Ein gattungsfremdes Verfahren ist aus EP 1 166 915 A2 bekannt. Im Rahmen dieses Verfahrens erfolgt die schneidende Bearbeitung von Blechen stets bei ruhendem Werkstück. Hergestellt werden Dichtungsbleche, welche aus einem von einem Coil abgewickelten Blech auszuschneiden sind. Zu diesem Zweck wird das Blech in einem Folgeverbundwerkzeug nacheinander einem Freischneidprozess (vorbereitendes Trennschneiden) sowie einem Trennprozess (abschließendes Trennschneiden) unterzogen.
  • Mehrere Dichtungsbleche gleichzeitig werden nur im Falle einer besonderen Verfahrensvariante gewonnen ( EP 1 166 915 A2 , Figur 8). Dabei wird ein Blechabschnitt, aus dem letztlich zwei Dichtungsbleche erzeugt werden, zunächst an einer Freischneidstation mit einander gegenüberliegenden seitlichen Ausschnitten versehen. Zwischen den seitlichen Ausschnitten verbleibt eine Restverbindung der Blechabschnitte mit dem Restwerkstück. Die beiden aus dem Blechabschnitt zu gewinnenden Dichtungsbleche sind zu diesem Zeitpunkt noch nicht voneinander getrennt. Die Trennung der Dichtungsbleche voneinander und auch ihre Trennung von dem Restwerkstück erfolgt in dem abschließenden Trennprozess, der auf das seitliche Freischneiden des Blechabschnittes folgt.
  • Ausgehend von dem Stand der Technik nach DE-C-38 32 215 ist es Ziel der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das gegenüber dem vorbekannten Verfahren in seinen Einsatzmöglichkeiten erweitert ist.
  • Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Patentanspruch 1. Demnach wird bereits durch das vorbereitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück in Richtung der Schnittlinie(n) des abschließenden Trennschneidens verkürzt. Diese Verkürzung ist derart bemessen, dass die verbleibende Restverbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück in dem Bearbeitungsbereich der Schneideinrichtung für das abschließende Trennschneiden liegt. Auf diese Weise ist es erfindungsgemäß möglich, auch Werkstücke zu bearbeiten, welche größer als der Bearbeitungsbereich der Schneideinrichtung für das abschließende Trennschneiden sind. Infolgedessen kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere mit herkömmlichen Werkzeugmaschinen durchgeführt werden, deren für das abschließenden Trennscheiden genutzte Schneideinrichtungen einen Bearbeitungsbereich aufweisen, der kleiner als das zu bearbeitende Werkstück ist.
  • Besondere Ausführungsarten des Verfahrens nach Patentanspruch 1 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 10.
  • Nach Patentanspruch 2 wird die Restverbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück durch das abschließende Trennschneiden entlang der (den) gesamten Schnittlinie(n) gleichzeitig freigeschnitten. Beispielsweise erfolgt ein gleichzeitiges Freischneiden im Falle eines stanzenden Freischneidens mittels eines einzigen Stanzhubes eines Stanzstempels. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein bereits freigeschnittener Werkstückausschnitt während dem Freischneiden eines weiteren Werkstückausschnittes in dem ruhenden Restwerkstück verrutscht. Damit ist ein prozesssicheres Abführen der freigeschnittenen Werkstückausschnitte sichergestellt.
  • Im Rahmen des Verfahrens nach Patentanspruch 3 werden die gänzlich freigeschnittenen Werkstückausschnitte unter Schwerkraftwirkung von dem Restwerkstück abgeführt. Demgemäß fallen oder rutschen die Werkstückausschnitte in Abförderrichtung. Die Notwendigkeit einer Handhabung der Werkstückausschnitte mittels aufwändiger Handhabungsvorrichtungen entfällt.
  • Im Falle des Verfahrens nach Patentanspruch 4 erfolgt das erfindungsgemäße Trennschneiden durch die flexibel einsetzbaren und prozesssicheren Trennverfahren des Stanz- und/oder des Laserschneidens.
  • Nach Patentanspruch 5 werden das vorbereitende Trennschneiden und das abschließende Trennschneiden mittels ein und derselben Schneideinrichtung durchgeführt. Insbesondere entfällt folglich ein zusätzlicher Transfer des Werkstückes zwischen dem vorbereitenden und dem abschließenden Trennschneiden. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann u. U. mit einer einzigen Schneideinrichtung auskommen.
  • Erfindungsgemäß wird nach Patentanspruch 6 die Restverbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück durch das abschließende Trennschneiden entlang Schnittlinien freigeschnitten, welche nicht in gegenseitiger geradliniger Verlängerung zueinander angeordnet sind. Da in unterschiedlichen Richtungen verlaufende Schnitte erstellt werden können, lassen sich die gemeinsam freizuschneidenen Werkstückausschnitte flexibel zueinander anordnen.
  • Gemäß Patentanspruch 7 werden die Werkstückausschnitte beim abschließenden Trennschneiden über einer Öffnung eines das Werkstück lagernden Werkstücktisches angeordnet. Ein schnelles und prozesssicheres Abführen der Werkstückausschnitte wird dadurch ermöglicht.
  • Eine weitere Maßnahme zur Gewährleistung einer hohen Prozesssicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus Patentanspruch 8. Demnach wird die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück durch das vorbereitende Trennschneiden derart freigeschnitten, dass die Werkstückausschnitte von dem Restwerkstück umgeben bleiben. Das Restwerkstück umschließt die Werkstückausschnitte also rahmenartig. Rahmenartige Restwerkstücke besitzen eine erhöhte Stabilität gegen unerwünschte Verformungen. Derartige Verformungen können zu Kollisionen zwischen dem Restwerkstück und Maschinenteilen führen. Durch die erhöhte Stabilität des Restwerkstückes werden derartige Kollisionen vermieden und eine prozesssichere Werkstückbearbeitung ist sichergestellt.
  • Die Patentansprüche 9 und 10 betreffen Maßnahmen, durch welche die für das abschließende Trennschneiden und das Abführen der freigeschnittenen Werkstückausschnitte benötigte Zeit reduziert wird. Nach Patentanspruch 9 wird die erfindungsgemäße Restverbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück durch einen gemeinsamen Verbindungssteg ausgebildet. Durch Freischneiden des gemeinsamen Verbindungssteges werden die Werkstückausschnitte gleichzeitig von dem Restwerkstück vollständig freigeschnitten. Die so freigeschnittenen Werkstückausschnitte werden nach Patentanspruch 10 gleichzeitig von dem Restwerkstück abgeführt.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen
    • Figuren 1a bis 1d:
    ein erstes Blech zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Laufe eines Verfahrens zur Gewinnung von zwei Blechausschnitten,
    Figur 2:
    ein zweites Blech mit teilweise freigeschnittenen Blechausschnitten,
    Figur 3:
    eine perspektivische Darstellung einer Laser- Stanzpresse zur Gewinnung von Blechausschnitten aus einem Blech.
  • In den Figuren 1a bis 1d ist ein plattenartiges Werkstück in Form eines Bleches 1 bei der Gewinnung von zwei Werkstückausschnitten, im Speziellen von zwei Blechausschnitten 2, dargestellt. Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Werkzeugmaschine, wie sie in Figur 3 gezeigt und wie sie nachstehend im Einzelnen beschrieben ist.
  • Figur 1a zeigt das Blech 1 während des vorbereitenden Trennschneidens. Das vorbereitende Trennschneiden erfolgt bei bewegtem Blech.
  • Die beiden Blechausschnitte 2, welche jeweils drei kleinere Lochstanzungen aufweisen, sind zu dem dargestellten Zeitpunkt mit dem Restwerkstück 3 noch durch eine Restverbindung 4 verbunden. Eine Schneideinrichtung der verwendeten Werkzeugmaschine besitzt einen Bearbeitungsbereich 5.
  • Außer in dem Bereich der Restverbindung 4 sind die Blechausschnitte 2 durch von der Schneideinrichtung erstellte Trennschnitte 6 von dem Blech 1 getrennt worden. Die Restverbindung 4 zwischen den beiden Blechausschnitten 2 und dem Restwerkstück 3 in Richtung von miteinander fluchtenden, d. h. gleichgerichtet verlaufenden Schnittlinien 7 ist gemäß Figur 1a größer als der Bearbeitungsbereich 5 der Schneideinrichtung. Folglich kann die Restverbindung 4 nicht bei ruhendem Blech 1 vollständig vom Restwerkstück 3 getrennt werden.
  • Um Trennschnitte 6 in einem bei der Position des Bleches 1 gemäß Figur 1a außerhalb des Bearbeitungsbereiches 5 liegenden Blechbereich zu erstellen, wird das Blech 1 gegenüber der Schneideinrichtung derart bewegt bzw. umpositioniert, dass der zu bearbeitende Blechbereich in den Bearbeitungsbereich 5 der Schneideinrichtung gelangt.
  • Ausgehend von den Verhältnissen gemäß Figur 1a wird die Restverbindung 4 zwischen den Blechausschnitten 2 und dem Restwerkstück 3 in Richtung der Schnittlinien 7 verkürzt. Hierzu werden unter Bewegen des Bleches 1 gegenüber der Schneideinrichtung die zu bearbeitenden Blechbereiche in den Bearbeitungsbereich 5 der Schneideinrichtung gebracht. Mittels der Schneideinrichtung werden die Trennschnitte 6 in Richtung der Schnittlinien 7 verlängert. Mit Beendigung des vorbereitenden Trennscheidens stellen sich die Verhältnisse gemäß Figur 1b ein.
  • In Figur 1b ist das Blech 1 nach dem vorbereitenden Trennschneiden und unmittelbar vor dem abschließenden Trennschneiden dargestellt. Die Blechausschnitte 2 sind nach wie vor mit dem sie umgebenden rahmenartigen Restwerkstück 3 verbunden. Die Restverbindung 4 liegt nun in dem Bearbeitungsbereich 5 der Schneideinrichtung. Das folgende, abschließende Trennschneiden der Blechausschnitte 2 wird entlang der Schnittlinien 7 bei ruhendem Blech 1 durchgeführt.
  • Figur 1c zeigt das Blech 1 mit gänzlich von dem rahmenartigen Restwerkstück 3 freigeschnittenen Blechausschnitten 2. Ausgehend von der Situation gemäß Figur 1c werden die freigeschnittenen Blechausschnitte 2 gleichzeitig von dem rahmenartigen Restwerkstück 3 abgeführt. In Figur 1d ist das Restwerkstück 3 nach Entnahme der Blechausschnitte 2 dargestellt.
  • Die Blechausschnitte 2 werden durch das abschließende Trennschneiden ohne zwischenzeitliches Bewegen des Bleches 1 von dem Restwerkstück 3 freigeschnitten und zugleich bei unveränderter Position des Bleches 1 bzw. Restwerkstückes 3 abgeführt. Aufgrund der gemeinsamen Fertigung von zwei Blechausschnitten 2 verkürzt sich die Fertigungszeit pro Blechausschnitt 2 im Vergleich zu einer Einzelteilfertigung. Das abschließende Freischneiden und das Abführen der Blechausschnitte 2 erfolgt bei ruhendem Blech 1, um ein unerwünschtes Verrutschen der gänzlich freigeschnittenen Blechausschnitte 2 gegenüber dem Restwerkstück 3 zu vermeiden.
  • Weitere Möglichkeiten, Blechausschnitte aus einem Blech 10 freizuschneiden, zeigt Figur 2. Alle dargestellten Blechausschnitte befinden sich in dem Zustand unmittelbar vor dem abschließenden Trennschneiden. Sie sind demnach noch teilweise mit dem Restwerkstück 11 verbunden. Im Falle des Bleches 10 umfasst das Restwerkstück 11 einander zugeordneter Blechausschnitte nicht nur unbearbeitete Blechbereiche, sondern auch jeweils andere, teilweise freigeschnittene Blechausschnitte.
  • Blechausschnitte 12 sind beim vorbereitenden Trennschneiden derart von dem Restwerkstück 11 freigeschnitten worden, dass sie über einen gemeinsamen Verbindungssteg 13 mit dem Restwerkstück 11 verbunden bleiben. Durch abschließendes Trennschneiden wird der gemeinsame Verbindungssteg 13 der Blechausschnitte 12 mit dem Restwerkstück 11 mittels der Schneideinrichtung entlang der Schnittlinien 14 freigeschnitten. Die Schnittlinien 14 sind in diesem Fall parallel zueinander angeordnet.
  • Neben rechteckigen Blechausschnitten können auch Blechausschnitte mit anderen Konturen freigeschnitten werden. Beispielhaft wird dies durch kreisförmige Blechausschnitte 15 verdeutlicht. Schnittlinien 16, entlang derer die kreisförmigen Blechausschnitte 15 durch das abschließende Trennschneiden freigeschnitten werden, besitzen einen gekrümmten Verlauf und verlaufen folglich in unterschiedlichen Richtungen. Gleiches gilt für Schnittlinien 17 von Blechausschnitten 18.
  • Anhand von Blechausschnitten 19 ist ersichtlich, in welcher Weise vier Blechausschnitte durch vorbereitendes Trennschneiden freizuschneiden sind, damit sie bei ruhendem Blech 10 abschließend freigeschnitten werden können. Blechausschnitte 20 können jeweils paarweise gänzlich von dem Restwerkstück 11 freigeschnitten werden, wobei zwischen dem abschließenden Trennschneiden eines Paares sowie eines weiteren Paares das Blech 10 lediglich in seiner Querrichtung linear gegenüber der Schneideinrichtung verschoben werden muss.
  • Im Falle der in Figur 2 beispielhaft dargestellten Blechausschnitte 12, 15, 18, 19 und 20 weisen die gemeinsam freigeschnittenen Blechausschnitte jeweils eine identische Form auf. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, Blechausschnitte unterschiedlicher Form gemeinsam abschließend freizuschneiden.
  • Figur 3 zeigt die als Laser-Stanzpresse 30 ausgebildete Werkzeugmaschine, auf welcher das vorstehende Verfahren zur Gewinnung von Blechausschnitten aus einem Blech durchgeführt wird. Die Laser-Stanzpresse 30 weist als Schneideinrichtungen eine herkömmliche Stanzvorrichtung 31 und eine herkömmliche Laserschneidvorrichtung 32 auf. Ein zu bearbeitendes Blech 33 lagert während der Werkstückbearbeitung auf einem Werkstücktisch 34. Mittels einer herkömmlichen Koordinatenführung 35 wird das Blech 33 gegenüber der Stanzvorrichtung 31 und der Laserschneidvorrichtung 32 in der Blechebene verschoben. Durch die Bewegung des Bleches 33 gegenüber der Stanzvorrichtung 31 und der Laserschneidvorrichtung 32 wird der jeweils zu bearbeitende Blechbereich in den Bearbeitungsbereich der Stanzvorrichtung 31 oder der Laserschneidvorrichtung 32 verschoben.
  • Zunächst werden Blechausschnitte 36, wie vorstehend beschrieben, durch vorbereitendes Trennschneiden teilweise von einem Restwerkstück 37 getrennt, d. h. die Verbindung der Blechausschnitte 36 mit dem Restwerkstück 37 wird unter Belassen einer Restverbindung 38 freigeschnitten. Zum vorbereitenden Trennschneiden dient die Stanzvorrichtung 31, alternativ oder ergänzend die Laserschneidvorrichtung 32.
  • Sowohl die Stanzvorrichtung 31 als auch die Laserschneidvorrichtung 32 können auch für das abschließende Trennschneiden eingesetzt werden. Dabei wird der Bearbeitungsbereich der Stanzvorrichtung 31 durch die Größe von an ihr eingesetzten Stanzwerkzeugen 39 definiert. Der Bearbeitungsbereich der Laserschneidvorrichtung 32 wird im Wesentlichen durch die maximalen Verfahrwege einer nicht näher dargestellten Bewegungseinheit der Laserschneidvorrichtung 32 bestimmt. Mittels der Bewegungseinheit der Laserschneidvorrichtung 32 wird eine Laserschneiddüse 40 zusammen mit einem nicht dargestellten Laserschneidstrahl in der Blechebene gegenüber dem Blech 33 entlang den Schnittlinien über relativ kleine Verfahrwege bewegt.
  • Die teilweise freigeschnittenen Blechausschnitte 36 werden zum abschließenden Trennschneiden mittels der Koordinatenführung 35 derart gegenüber der Stanzvorrichtung 31 oder der Laserschneidvorrichtung 32 positioniert, dass ihre Restverbindung 38 in dem Bearbeitungsbereich der betreffenden Schneideinrichtung liegt.
  • Bei dem abschließenden Trennschneiden durch Stanzschneiden werden Trennschnitte erstellt, indem eine Schneidkante an einem Stanzstempel bei einem Stanzhub auf eine der Restverbindungen 38 einwirkt. Dabei wird die betreffende Restverbindung 38 entlang sämtlicher Schnittlinien weitgehend gleichzeitig durchtrennt. Im Falle des Stanzschneidens mittels einer in Hubrichtung des Arbeitshubes geneigten Schneidkante an einem schergeschrägten Schneidstempel wird der Trennschnitt zwar entlang sämtlicher Schnittlinien während eines einzigen Stanzhubes erstellt. Das Durchtrennen der Restverbindung 38 zwischen dem Blech 33 und den Blechausschnitten 36 erfolgt aber zeitlich gestreckt.
  • Beim abschließenden Trennschneiden durch Laserschneiden wird ein Trennschnitt durch kontinuierliches Verfahren des Laserschneidstrahles entlang der Schnittlinien mittels der nicht dargestellten Bewegungseinheit erstellt. Folglich wird das Blech 33, vergleichbar mit dem Stanzschneiden mittels eines schergeschrägten Schneidstempels, an verschiedenen Stellen entlang der Schnittlinien zeitlich versetzt durchtrennt.
  • Die Restverbindung 38 ist derart positioniert und die Blechausschnitte 36 werden derart durch das vorbereitende Trennschneiden von dem Restwerkstück 37 freigeschnitten, dass die Blechausschnitte 36, wenn ihre Restverbindung 38 im Bearbeitungsbereich einer der Schneideinrichtungen liegt, selbst weitgehend über einer Öffnung 41 in dem Werkstücktisch 34 angeordnet sind.
  • Die Öffnung 41 ist mittels einer Klappe 42 öffen- und schließbar. Bei geöffneter Klappe 42 fallen nach dem abschließenden Trennschneiden die gänzlich freigeschnittenen Blechausschnitte 36 unter Schwerkraftwirkung aus dem Restwerkstück 37. Über eine Klappe 42 und eine Rutsche 43 werden die Blechausschnitte 36 aus dem Arbeitsbereich der Laser-Stanzpresse 30 abgeführt. Ein besonders schnelles Abführen der Blechausschnitte 36 erfolgt, wenn das abschließende Trennschneiden bei geöffneter Klappe 42 durchgeführt wird.
  • Alternativ zu dem Ausschleusen durch die Öffnung 41 des Werkstücktisches 34 können die freigeschnittenen Blechausschnitte 36 auch durch nicht dargestellte Handhabungsvorrichtungen, beispielsweise mittels eines Saugerrahmens, aus dem Restwerkstück 37 entnommen werden. Da das abschließende Trennschneiden am ruhenden Blech erfolgt, können die freizuschneidenden Blechausschnitte bereits vor dem abschließenden Trennschneiden an der Handhabungsvorrichtung festgelegt werden. Beispielsweise werden Sauger eines Saugerrahmens unmittelbar vor dem abschließenden Trennschneiden an die freizuschneidenen Blechausschnitte angelegt. Somit ist eine prozesssichere Entnahme der Blechausschnitte sichergestellt.
    Häufig werden freigeschnittene Blechausschnitte auch manuell entnommen. Aus Sicherheitsgründen muss bei jeder einzelnen manuellen Entnahme die Maschine vollständig angehalten werden. Indem zumindest zwei Blechausschnitte gemeinsam freigeschnitten und entnommen werden, werden die Stillstandzeiten der Maschine reduziert.
  • Unabhängig von der Art und Weise des Abführens der Blechausschnitte 36 werden alle während eines abschließenden Trennschneidvorgangs freigeschnittenen Blechausschnitte 36 aus dem Restwerkstück 37 entnommen, bevor das Blech 33 für eine nachfolgende Werkstückbearbeitung mittels der Koordinatenführung 35 erneut bewegt wird. Dadurch wird ein unerwünschtes Verrutschen der freigeschnittenen Blechausschnitte 36 gegenüber dem Restwerkstück 37 vermieden.
  • Die zuvor beschriebenen Abläufe an der Laser-Stanzpresse 30 werden mittels einer numerischen Steuereinheit 44 aufeinander abgestimmt gesteuert. Hierzu wird ein in der numerischen Steuereinheit 44 hinterlegtes Steuerprogramm abgearbeitet.
  • Das Steuerprogramm wird mit Hilfe eines Programmiersystems erstellt. Bei der Generierung des Steuerprogramms bewirkt eine dem Programmiersystem zugrunde liegende Programmiersoftware, dass eine spätere Werkstückbearbeitung gemäß dem vorstehenden Verfahren erfolgt. Die Programmiersoftware ermittelt bzw. beeinflusst automatisch die gegenseitige Anordnung der Blechausschnitte, die Trennschnitte bei dem vorbereitenden und abschließenden Trennschneiden sowie den Entnahmevorgang der Blechausschnitte, so dass Blechausschnitte gemeinsam freigeschnitten und entnommen werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Gewinnung von wenigstens zwei Werkstückausschnitten (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) aus einem plattenartigen Werkstück (1, 10, 33), insbesondere von wenigstens zwei Blechausschnitten aus einem Blech, wobei durch vorbereitendes Trennschneiden bei bewegtem Werkstück (1, 10, 33) die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) und dem Restwerkstück (3, 11, 37) mittels einer Schneideinrichtung (31, 32) teilweise, d. h. unter Belassen einer Restverbindung (4, 13, 38), freigeschnitten wird, wobei nach dem vorbereitenden Trennschneiden durch abschließendes Trennschneiden an dem ruhenden Werkstück (1, 10, 33) die Restverbindung (4, 13, 38) der Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) mit dem Restwerkstück (3, 11, 37) mittels einer Schneideinrichtung (31, 32) entlang wenigstens einer Schnittlinie (7, 14, 16, 17) freigeschnitten wird und wobei die Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) nach dem abschließenden Trennschneiden von dem Restwerkstück (3, 11, 37) abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch das vorbereitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) und dem Restwerkstück (3, 11, 37) in Richtung der Schnittlinie(n) (7, 14, 16, 17) des abschließenden Trennschneidens derart auf eine gemeinsame Restverbindung (4, 13, 38) verkürzt wird, dass die verbleibende gemeinsame Restverbindung (4, 13, 38) der ansonsten vollständig freigeschnittenen Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) mit dem Restwerkstück (3, 11, 37) in einem Bearbeitungsbereich (5) der Schneideinrichtung (31, 32) liegt, mittels derer das abschließende Trennschneiden ausgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das abschließende Trennschneiden die Restverbindung (4, 13, 38) der Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) mit dem Restwerkstück (3, 11, 37) entlang der (den) gesamten Schnittlinie(n) (7, 14, 16, 17) gleichzeitig freigeschnitten wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) nach dem abschließenden Trennschneiden von dem Restwerkstück (3, 11, 37) durch Schwerkraftwirkung abgeführt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbereitende Trennschneiden und/oder das abschließende Trennschneiden stanzend und/oder laserschneidend durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbereitende Trennschneiden und das abschließende Trennschneiden mittels ein und derselben Schneideinrichtung (31, 32) durchgeführt werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das abschließende Trennschneiden die Restverbindung entlang Schnittlinien (14, 16, 17) freigeschnitten wird, welche in unterschiedlichen Richtungen verlaufen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem abschließenden Trennschneiden die Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) über einer Öffnung (41) in einem das Werkstück lagernden Werkstücktisch (34) angeordnet werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das vorbereitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) und dem Restwerkstück derart freigeschnitten wird, dass die Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) von dem Restwerkstück (3, 11, 37) umgeben bleiben.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das vorbereitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (12, 20) und dem Restwerkstück unter Belassen eines gemeinsamen Verbindungssteges (13) zwischen den Werkstückausschnitten (12, 20) und dem Restwerkstück (11) freigeschnitten wird, welcher die Restverbindung zwischen mehreren Werkstückausschnitten (12, 20) und dem Restwerkstück (11) herstellt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch das abschließende Trennschneiden der gemeinsame Verbindungssteg (13) zwischen den Werkstückausschnitten (12, 20) und dem Restwerkstück (11) freigeschnitten wird und die derart gänzlich freigeschnittenen Werkstückausschnitte (12, 20) von dem Restwerkstück (11) gleichzeitig abgeführt werden.
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