WO2021028204A1 - Forming machine having an infeed device - Google Patents
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
- H01R43/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for wire processing before connecting to contact members, not provided for in groups H01R43/02 - H01R43/26
Definitions
- the invention relates to a forming machine for producing molded parts from an elongated workpiece, in particular from a wire.
- Forming machines are machine tools which, with the help of suitable tools, can produce smaller or larger series of molded parts with sometimes complex geometry predominantly by forming from elongated semi-finished products such as wire, tube, strip or the like in an automatic manufacturing process.
- a forming machine can be, for example, a bending machine for producing two-dimensional or three-dimensional bent parts from wire material, strip material or pipe material by bending or a spring production machine for producing compression springs, tension springs, torsion springs or other spring-like molded parts by spring coiling or spring coiling.
- Such a forming machine has several controllable machine axes, a drive system with several electrical drives for driving the machine axes and a control device for the coordinated control of working movements of the machine axes in a manufacturing process according to a computer-readable control program specific to the manufacturing process.
- the wire When manufacturing molded parts from wire, the wire is drawn in or conveyed under the control of an NC control program by means of a feed device of the forming machine from a workpiece supply (eg reel) to a forming device of the forming machine.
- a feed device of the forming machine from a workpiece supply (eg reel) to a forming device of the forming machine.
- the reshaping device By means of the reshaping device connected downstream in the material transport direction, the fed wire is reshaped into a shaped part with the aid of at least one reshaping tool of the shaping device.
- the finished molded part is cut from the supplied wire by means of a cutting device under the control of the NC control program. This process is repeated cyclically for each molded part to be manufactured.
- the present application relates to forming machines in which the feed device is designed as a belt feed device and has two counter-rotating conveyor belts which, on mutually facing sides with mutually facing outer surfaces, delimit a transport gap elongated in the material conveying direction for guiding the workpiece through.
- European patent EP 2 710 715 B1 discloses a forming machine and a method for producing coil elements for electric motors and other molded parts.
- the electrically conductive starting material is in the form of a round wire which is held on a supply spool.
- the workpiece material is withdrawn from the material supply with the aid of a belt intake device and conveyed along a transport axis in the direction of a downstream forming device.
- the workpiece material withdrawn from the supply first passes a straightening unit which straighten the round material.
- the workpiece material then passes through a transformation unit in order to transform the incoming round material into a flat material with mutually parallel side surfaces, and then a measuring device for measuring the conveyed conductor material length before it enters the intake device.
- the forming device has a bending tool which has two bending pins which are mounted at a distance from one another on the end face of a shaft.
- the shaft can be rotated around its shaft axis and shifted parallel to its shaft axis.
- the bending tool as a whole can be rotated around the transport axis and moved vertically and parallel to the transport axis.
- the invention is based on the object of providing a forming machine of the type mentioned at the outset with a robust construction, with which complexly curved molded parts can be produced with high dimensional accuracy.
- the forming machine is set up for the production of two-dimensional or three-dimensional curved molded parts from an elongated workpiece.
- the workpiece can in particular be a metallic wire.
- the forming machine has a forming device with one or more forming units for receiving Forming tools and a pull-in device for pulling in the elongated workpiece from a supply of material and for conveying the workpiece parallel to a transport axis into the area of the forming device.
- transport axis here refers to an axis in space that runs parallel to a coordinate axis of the machine coordinate system.
- the transport direction or conveying direction in which the workpiece is transported through the intake device ideally runs coaxially to the transport axis or almost coaxially to it.
- the feed device is designed as a belt feed device.
- it has two counter-rotating transport belts which, on mutually facing sides with mutually facing outer surfaces, delimit a transport gap, which is elongated in the direction of the transport axis, for guiding the workpiece through.
- the workpiece is advanced or conveyed or transported in such a way that its longitudinal center axis runs as far as possible along the transport axis.
- a straightening unit is connected upstream of the infeed device, which serves to straighten the workpiece coming from the workpiece supply before it enters the infeed device.
- the draw-in device can be rotated by predeterminable angles of rotation about a draw-in rotation axis coaxial to the transport axis with the aid of a rotary drive.
- This functionality offers several advantages.
- the shaping device does not require its own axis of rotation for rotating a shaping unit or a shaping tool about the transport axis. In this way, for example, the bending plane can be changed between an upstream bending operation and a subsequent bending operation by rotating the feed device and the workpiece conveyed thereby about the feed axis of rotation.
- bending plane denotes that plane that is spanned by a straight workpiece section located in front of a bend and a straight workpiece section located behind a bend. Since the forming device therefore does not need its own axis of rotation to switch between bending planes, structural complexity on the part of the forming device can be reduced.
- a belt intake device is suitable for different cross-sectional shapes of the workpiece to be transported. With a belt intake, round materials can be conveyed in the same way as flat materials or strip materials.
- the inventors have also recognized that when processing softer materials, such as copper, aluminum, etc., the use of roller feeders can lead to deformations of the material. It may be that due to the high tension forces of the roller pairs, which during Feed to avoid slippage are necessary, a surface pressure that is too high for the soft material can arise. This can result in deformation of the material. This, in turn, can damage the surface of the material and the dimensional accuracy of the finished molded parts can be impaired.
- the surface pressure on the material to be conveyed can be reduced. This enables slip-free transport even with low surface pressures, i.e. precise workpiece transport that is gentle on the material.
- the inventors have recognized that in some shaping devices, to change between different bending planes, considerable masses have to be moved if a shaping unit of the shaping device is to be rotated around the transport axis. If the ability to rotate around the transport axis is shifted to the side of the intake device or to the side of the workpiece conveyed by it, heavy forming units, possibly with a strongly asymmetrical mass distribution, can be used if necessary.
- the construction on the part of the intake device can be designed in such a way that less mass has to be moved for the rotation, so that the influence of the inertia on the speed of the rotation and possible accelerations can be reduced. This enables turning operations around the transport axis with high dynamics and precision.
- a shaping device can, however, also have two or more shaping units which are arranged distributed around the transport axis and can optionally be advanced in engagement with the workpiece.
- the workpiece can be rotated into the correct rotational position in relation to a selected forming unit by rotating the feed device, so that it can be brought into engagement with the workpiece.
- the workpiece can also be rotated about the transport axis in the course of bending operations, which means that complex curved molded parts can be produced, which may also have twisted sections.
- the feed device can have two axially parallel pulleys for each transport belt, around which the transport belt rotates. At least one of the pulleys is driven by a drive.
- the conveyor belt can be stretched freely between the pulleys.
- the draw-in device has at least one support roller between the deflection rollers for supporting the transport belt in a section provided for contact with the workpiece. This allows a Even more even distribution of the contact pressure and thus an even more material-friendly workpiece transport can be achieved.
- the transport belts can be designed as flat belts or V-belts without teeth, they are preferably designed as toothed belts, the internal teeth of which mesh with the external teeth of transport rollers. As a result, a slip between the transport belt and the deflecting rollers can be avoided, whereby the precision of the feed can be influenced favorably.
- the intake device has an infeed device for continuously symmetrical counter-rotating infeed of the conveyor belts in an infeed direction running perpendicular to the direction of transport.
- a stepless adjustment of the distance between the transport belts symmetrically to the transport axis is thus realized.
- This makes it possible to adapt the intake device to different material thicknesses of the material to be conveyed.
- the transport axis always runs through the center of the transport gap, which has a favorable effect on the precision of the transport.
- the tensioning force can be continuously adjusted by pneumatically pressing the transport belt.
- a measuring device connected upstream of the intake device is provided for measuring the workpiece length conveyed by the intake device.
- the measuring device can work according to different principles, for example optically.
- the measuring device has a measuring wheel which, together with a counter-element, for example an impeller or a further measuring wheel, delimit a measuring gap for guiding the workpiece through.
- the size of the measuring gap can preferably be set continuously with the aid of an adjusting device, so that any slip in the area of the measuring device can be reliably avoided. It has been found to be advantageous if the measuring device can be rotated about the transport axis synchronously with the feed device. This enables particularly reliable measurements with different rotational positions of the intake device.
- the measuring device can, for example, be mechanically coupled to the feed device in a rotationally fixed manner.
- Some embodiments are characterized by a support frame rotatably mounted about the transport axis, which has a first wall with an inlet opening facing the straightening unit and a second wall with an outlet opening facing the forming device, the intake device and the measuring device between the inlet opening and the outlet opening on the support frame are mounted.
- the pull-in device and the measuring device can be rotated together by rotating the support arm, so that particularly precise measurements are also possible with rotation.
- the straightening unit can be rotated about the transport axis synchronously with the intake device. This can be done synchronized with the control of the forming machine using its own rotary drive.
- a mechanical coupling between the straightening unit and the intake device is preferably provided so that a separate drive for rotating the straightening unit can be omitted.
- a support frame of the straightening unit is mechanically non-rotatably connected to the support frame of the draw-in device, so that the straightening unit is carried along when the draw-in device is rotated and is thereby also rotated.
- the forming device has only a single forming unit, for example in the form of a bending head.
- the shaping device has two, three or more shaping units which are arranged distributed around the transport axis and can optionally be advanced in engagement with the workpiece.
- the workpiece can be rotated into the correct rotational position in relation to a selected forming unit by rotating the feed device, so that it can be brought into engagement with the workpiece.
- the starting material can be, for example, a flat material with an essentially rectangular cross-sectional shape or a round material or also with a different cross-sectional profile.
- FIG. 1 shows an oblique perspective view of a forming machine designed as a torsion spring machine according to an exemplary embodiment
- FIG. 2 shows an isometric view with a straightening unit and a feed device of the forming machine
- FIG. 3 shows a side view of the front side of the intake device with the transport belts installed in a rotatable support frame
- FIG 4 shows an isometric view with drives for rotating the feed device and for transporting the conveyor belts.
- FIG. 1 shows an oblique perspective view of a forming machine 100 designed as a torsion spring machine according to an exemplary embodiment.
- FIG. 2 shows an isometric view with a straightening unit and a feed device of the forming machine.
- 3 shows a side view of the front side of the intake device with the transport belts installed in a rotatable carrier frame.
- 4 shows an isometric view with drives for rotating the feed device and for transporting the conveyor belts.
- the forming machine 100 is set up to produce complex curved shaped parts in the form of coil elements for electric motors.
- a starting material also referred to as a workpiece
- a wire-shaped electrical conductor material for example copper
- the source material is in the form of a wound material supply (coil).
- the workpiece is also referred to below as “wire” or “flat material” for short.
- the computer-numerically controlled, multi-axis forming machine 100 has several machine axes that can be controlled via a control unit 190, a drive system with several electric drives for driving the machine axes and a control device for the coordinated control of working movements of the machine axes in a production process according to a computer-readable control program specific to the production process.
- the forming machine has a right-angled machine coordinate system MK marked with lower case letters x, y and z with a vertical z-axis and horizontal x- and y-axes.
- the x-axis runs parallel to the transport axis 310.
- the coordinate axes x, y and z are to be distinguished from the machine axes that are driven in a regulated manner and whose drives are controlled by the control unit of the forming machine.
- the forming machine 100 has a machine frame which carries a vertically oriented front wall 105 on its front side.
- the forming device 200 of the forming machine which is mounted on the front wall and accessible from the front, includes, among other things, a plurality of forming units 220, 230, 240 with tool heads, on which one-piece forming tools or forming tools composed of several components can be used.
- the wire exits in the area of a guide device 110 equipped with a guide bushing perpendicular to the front wall 105 coaxially to a horizontal transport axis 310 of the forming machine running parallel to the x-axis of the machine coordinate system MK from the guide device into the area of the forming device 200.
- the guide bushing has a guide opening with a rectangular cross section that is adapted to the rectangular cross section of the flat material.
- the wire is formed into a three-dimensionally curved shaped part with the aid of numerically controlled tools of the forming device 200.
- the finished or largely finished formed part is then separated from the supplied wire by means of a cutting unit 280 with a scissors cut.
- the cutting unit 280 equipped with a movable cutting knife is at 45 ° to the vertical direction.
- a pull-in device 300 for pulling in the elongated workpiece material from a material supply and for advancing or advancing it. Conveying or transporting the workpiece parallel to the transport axis 310 in the area of the forming device 200 and a straightening unit 400 connected upstream of the feed device 300 for straightening the workpiece coming from the workpiece supply before it enters the feed device 300 (see FIG. 2).
- the straightening unit 400 has straightening rollers which are attached in planes oriented perpendicular to one another and, by means of a corresponding infeed, eliminate the internal stress in the workpiece material and thus bends in it or produce a workpiece that is as straight as possible.
- the infeed device 300 downstream of the straightening unit 300 is designed as a belt infeed device 300, the successive workpiece sections of the workpiece material coming from the material supply and straightened by the straightening unit 400 with a numerically controlled feed speed profile in the horizontal transport direction more or less coaxially to the transport axis 310 through the downstream guide device 110 into the area the forming device 200 can supply.
- FIGS. 3 and 4 Details of the structure and function of the intake device 300 can be clearly seen in FIGS. 3 and 4, among others.
- the intake device 300 has two transport belts 305-1, 305-2 rotating in opposite directions around axially parallel pulleys or transport toothed disks, which on mutually facing sides with mutually facing outer surfaces delimit a transport gap 315 elongated in the direction of the transport axis 310 for guiding the workpiece through.
- the draw-in device 300 has a base body 320 in the form of a strip, which has two linearly movable arms 325-1, 325-2. Each boom holds a drivable shaft fitted with a toothed transport disk 316 and an axle fitted with a toothed transport disk 317. In each case two transport toothed pulleys 316, 317 are wrapped around by a transport toothed belt and act as pulleys.
- the toothed transport belt is additionally guided by two support rollers 318 in the section provided for contact with the workpiece between the toothed transport pulleys.
- the intake device 300 has an infeed device for the stepless symmetrical counter-rotating infeed of the transport belts 305-1, 305-2 in an infeed direction running perpendicular to the transport axis 310.
- the delivery device of the example works pneumatically. If pneumatic cylinders coupled to the arms are supplied with compressed air, the assigned arm moves in a translatory manner towards the arm arranged opposite and a workpiece placed between the transport belts 305-1, 305-2 is clamped centrally. If a torque is also applied to the shafts, the workpiece is transported.
- a transport belt cannot be changed in its position and the delivery takes place only with the second transport belt.
- the intake device is designed to be height-adjustable as a whole, so that the transport gap can be adjusted to match the transport axis.
- a drive is provided for generating the rotary movement of the driven transport toothed pulleys, which rotates a drive gear arranged on the rear side of the base body via a drive toothed belt.
- the torque is then transmitted from the toothed drive pulley, which is directly driven by the drive, via a toothed drive belt with teeth on both sides to the toothed drive pulley attached to each shaft.
- the preferred transport direction 312 for the workpiece is specified from right to left in FIG. 3. Transport in the opposite direction is possible.
- the belt tension of the drive toothed belt is adjustable. To adjust, a pneumatic cylinder assigned to a tensioning roller is charged with compressed air.
- the size of the transport gap 315 can be predefined in a defined manner, taking into account the workpiece thickness and the coefficient of friction between the transport toothed belt and the workpiece.
- the specification is made via a mechanism that positions a double wedge 319 as the mechanical end position for the movable arms 325-1, 325-2.
- a prerequisite for the transport of workpiece material is a non-positive connection between the workpiece and the toothed conveyor belts 305-1, 305-2 with simultaneously applied torque to the driven toothed conveyor wheels 316. It depends on the friction between the workpiece and the toothed conveyor belt.
- the intake device 300 can be rotated around a retraction axis of rotation 310 corresponding to the transport axis 310 in both directions of rotation, limited by predeterminable angles of rotation (eg +/- 180 °).
- this is implemented as follows.
- the front wall 105 is part of a structural unit 111 in which a vertical rear wall 115 is provided at a distance behind the front wall 105, which is or can be firmly connected to the front wall in the lower and upper area.
- Rotary bearing points that are coaxial to one another are formed in the front wall and the rear wall, in which a housing-like support frame 320 is rotatably mounted about the transport axis 310.
- the front bearing 322 and the rear bearing 323 of the support frame 320 can be seen clearly in FIG. 4.
- the support frame has a first wall 324 with an inlet opening facing the straightening unit 400 and a second wall 326 with an outlet opening facing the forming device 200, each of which includes the transport axis 310.
- the intake device 300 is mounted in such a way that the transport gap 315 is symmetrical to the transport axis 310.
- wire guides are provided that guide the workpiece for transport along the transport axis.
- the rotary drive 350 for generating the rotation of the carrier frame 320 or the intake device 300 about the transport axis 310 is arranged offset parallel to the transport axis 310 and drives the rotation of the transport frame via a belt which is guided over a cylindrical section of the carrier frame.
- the drive 360 for the transport belts of the intake device 300 is also mounted on the side of the straightening unit in a section of the support frame.
- FIG. 3 also shows components of a measuring device 380 for measuring the workpiece length conveyed by means of the intake device 300, mounted.
- the measuring device 380 has two wheels rotatable in opposite directions, namely a measuring wheel 381 and a running wheel 382, which are connected upstream of the feed device and with their peripheral surfaces delimit a measuring gap for guiding the workpiece through.
- the counter-rotating wheels 381, 382 are also mounted in the carrier frame so that they can always rotate synchronously with the intake device 300. The size of the measuring gap between the circumferential surfaces of the wheels can be continuously adjusted using an adjusting device.
- the straightening unit 400 is mounted in a carrier frame 420, which has a counterpart to the mechanical coupling device on the side of the intake device 300, so that the carrier frame 420 of the straightening unit can be connected to the carrier frame 320 for the intake device in a rotationally fixed manner and the straightening unit is always synchronized with the intake device turns.
- the rotation of both units is generated by the rotary drive 350 for the intake device 300.
- connection lines for the externally controlled components of the rotatable pull-in device 300 are routed via a common cable chain 370 from a rotatable component to a connection fixed to the machine. This solution is sufficient because the intake device 300 does not have to be rotatable indefinitely, but rotatability by +/- 180 ° is sufficient for all operating positions.
- the front wall 105 is designed such that one or more shaping units of the shaping device 200 can be mounted on the front wall 105 in a suitable orientation relative to the transport axis 310.
- Each forming unit has a tool holder on its side facing the transport axis 310 for receiving a forming tool, the forming tools here generally being bending tools. In some cases, a single forming unit can be sufficient; as a rule, several forming units are installed. Two, three, four or more forming units can be arranged distributed around the transport axis 310.
- Each shaping unit has a translationally movable slide with which the respective shaping tool can be advanced or withdrawn, essentially radially or tangentially to the transport axis 310, in engagement with the workpiece.
- each forming unit has a rotating mechanism with one or more rotary drives in order to be able to rotate movable components of the forming tool about corresponding axes of rotation in response to control signals from the control device 190.
- the forming machine is equipped with three forming units 220, 230, 240.
- a first forming unit 220 is mounted on the front wall 105 with a horizontal slide axis and engages the workpiece on the right-hand side (viewed from the front).
- the forming tool mounted on the front of the forming unit is designed in the manner of a tensile bending tool in order to convert the workpiece into a tensile bending operation (also called rotary tensile bending).
- the forming tool has a bending head with a bending form and with a bending arm that can be rotated about the bending form and that has a clamping device for clamping an end section of the workpiece against a peripheral section of the bending form and that is rotatable about a bending axis.
- a front end section of the workpiece is brought into a starting position in the engagement area of the bending head, the clamping device is brought into contact with the end section and the end section is clamped against a peripheral section of the bending mold.
- the draw-in device 300 is brought into engagement as a counter-holder device with a feed-side section of the workpiece.
- rotating the bending arm about the bending axis creates a bend between the feed-side section and generated the clamped end portion. In this way, flat bends can be produced, the bending radius of which is specified by the outer contour of the bending shape.
- the pull-in device for introducing a torsional moment on the feed-side section before, during and / or after the rotation of the bending arm about the bending axis about an axis of rotation running parallel to the longitudinal direction of the feed-side section, namely the transport axis 310, can be rotated such that in a region between the feed device and the bending form a twisted section is generated.
- the pull-bending tool in combination with the rotatable pull-in device 300 thus allows the production of complex bending geometries, which may also contain one or more twisted sections
- the second forming unit 230 is at 45 ° to the horizontal or vertical direction and engages the workpiece from the top right.
- a bending tool with two bending pins is used in the end of the forming unit facing the tool holder on the workpiece.
- the bending tool can be rotated around its tool axis and pushed back and forth parallel to the tool axis using the slide.
- bends with differently oriented bending planes can be produced in the workpiece in a simple manner.
- the third forming unit 240 is mounted with a vertical slide axis on the front wall 105 and engages the workpiece from above.
- a slewing gear is not installed, but can be installed as an option.
- the tool holder of the third forming unit is not equipped in the example. It can be equipped with different forming tools, e.g. also with the same type of bending tool as the first forming unit 220, but rotated by 90 ° to save time during forming.
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Abstract
A forming machine for producing molded parts from an elongate workpiece, in particular from a wire, comprises a forming device having one or more forming units for receiving forming tools, and an infeed device (300) for feeding in an elongate workpiece from a material stock and for conveying the workpiece parallel to a transport axis (310) in the region of the forming device. The infeed device (300) is designed as a belt infeed device and has two transport belts (305-1, 305-2) which revolve in opposite directions and which, on sides facing each other, with outer faces facing each other delimit a transport gap (315), extending in the direction of the transport axis, for guiding the workpiece through. An aligning unit (400) for aligning the workpiece coming from the workpiece stock before entry into the infeed device (300) is upstream of the infeed device (300). The infeed device (300) is rotatable about an infeed rotation axis, which is coaxial to the transport axis (310), through predefinable rotation angles by means of a rotary drive (350).
Description
Umformmaschine mit Einzugseinrichtung Forming machine with feed device
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK AREA OF APPLICATION AND STATE OF THE ART
Die Erfindung bezieht sich auf eine Umformmaschine zur Herstellung von Formteilen aus einem langgestreckten Werkstück, insbesondere aus einem Draht. The invention relates to a forming machine for producing molded parts from an elongated workpiece, in particular from a wire.
Umformmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die mit Hilfe geeigneter Werkzeuge aus langgestreckten Halbzeugen wie Draht, Rohr, Band oder dergleichen in einem automatischen Herstellungsprozess kleinere oder größere Serien von Formteilen mit teilweise komplexer Geometrie überwiegend durch Umformen erzeugen können. Bei einer Umformmaschine kann es sich beispielsweise um eine Biegemaschine zum Erzeugen von zweidimensional oder dreidimensional gebogenen Biegeteilen aus Drahtmaterial, Bandmaterial oder Rohrmaterial durch Biegen oder um eine Federherstellungsmaschine zur Herstellung von Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern oder anderen federartigen Formteilen durch Federwinden oder Federwickeln handeln. Forming machines are machine tools which, with the help of suitable tools, can produce smaller or larger series of molded parts with sometimes complex geometry predominantly by forming from elongated semi-finished products such as wire, tube, strip or the like in an automatic manufacturing process. A forming machine can be, for example, a bending machine for producing two-dimensional or three-dimensional bent parts from wire material, strip material or pipe material by bending or a spring production machine for producing compression springs, tension springs, torsion springs or other spring-like molded parts by spring coiling or spring coiling.
Zur effizienten Herstellung großer Stückzahlen von Formteilen werden heutzutage hochproduktive, computernumerisch gesteuerte, mehrachsige Umformmaschinen eingesetzt. Eine solche Umformmaschine hat mehrere steuerbare Maschinenachsen, ein Antriebssystem mit mehreren elektrischen Antrieben zum Antreiben der Maschinenachsen und eine Steuereinrichtung zur koordinierten Ansteuerung von Arbeitsbewegungen der Maschinenachsen in einem Fertigungsprozess gemäß einem für den Fertigungsprozess spezifischen, computerlesbaren Steuerprogramm. Nowadays, highly productive, computer-numerically controlled, multi-axis forming machines are used for the efficient production of large numbers of molded parts. Such a forming machine has several controllable machine axes, a drive system with several electrical drives for driving the machine axes and a control device for the coordinated control of working movements of the machine axes in a manufacturing process according to a computer-readable control program specific to the manufacturing process.
Bei der Herstellung von Formteilen aus Draht wird der Draht unter der Steuerung durch ein NC- Steuerprogramm mittels einer Einzugseinrichtung der Umformmaschine von einem Werkstückvorrat (z.B. Haspel) zu einer Umformeinrichtung der Umformmaschine eingezogen bzw. gefördert. Durch die in Materialtransportrichtung nachgeschaltete Umformeinrichtung wird der zugeführte Draht mit Hilfe mindestens eines Umformwerkzeugs der Umformeinrichtung zu einem Formteil umgeformt. Nach Abschluss einer Umformoperation wird das fertiggestellte Formteil unter der Steuerung durch das NC-Steuerprogramm mittels einer Schnitteinrichtung von dem zugeführten Draht abgetrennt. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch für jedes zu fertigende Formteil.
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf Umformmaschinen, bei denen die Einzugseinrichtung als Riemeneinzugseinrichtung ausgebildet ist und zwei gegenläufig umlaufende Transportriemen aufweist, welche an einander zugewandten Seiten mit einander zugewandten Außenflächen einen in Materialförderrichtung langgestreckten Transportspalt zum Hindurchführen des Werkstücks begrenzen. When manufacturing molded parts from wire, the wire is drawn in or conveyed under the control of an NC control program by means of a feed device of the forming machine from a workpiece supply (eg reel) to a forming device of the forming machine. By means of the reshaping device connected downstream in the material transport direction, the fed wire is reshaped into a shaped part with the aid of at least one reshaping tool of the shaping device. After completion of a forming operation, the finished molded part is cut from the supplied wire by means of a cutting device under the control of the NC control program. This process is repeated cyclically for each molded part to be manufactured. The present application relates to forming machines in which the feed device is designed as a belt feed device and has two counter-rotating conveyor belts which, on mutually facing sides with mutually facing outer surfaces, delimit a transport gap elongated in the material conveying direction for guiding the workpiece through.
Die europäische Patentschrift EP 2 710 715 B1 offenbart eine Umformmaschine und ein Verfahren zum Herstellen von Spulenelementen für Elektromotoren sowie anderen Formteilen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt das elektrisch leitende Ausgangsmaterial in Form eines Runddrahts vor, der auf einer Vorratsspule vorgehalten wird. Das Werkstückmaterial wird mithilfe einer Riemeneinzugseinrichtung vom Materialvorrat abgezogen und entlang einer Transportachse in Richtung einer nachgeschalteten Umformeinrichtung gefördert. Dabei passiert das vom Vorrat abgezogene Werkstückmaterial zunächst eine Richteinheit, die das Rundmaterial richtet. Danach durchtritt das Werkstückmaterial eine Transformationseinheit, um das eintretende Rundmaterial in ein Flachmaterial mit zueinander parallelen Seitenflächen umzuformen, und danach eine Messeinrichtung zur Messung der geförderten Leitermateriallänge vor Eintritt in die Einzugseinrichtung. Die Umformeinrichtung weist ein Biegewerkzeug auf, das zwei Biegestifte hat, die mit Abstand zueinander an der Stirnseite einer Welle montiert sind. Die Welle kann um ihre Wellenachse gedreht sowie parallel zu ihrer Wellenachse verschoben werden. Weiterhin kann das Biegewerkzeug als Ganzes um die Transportachse herum gedreht sowie senkrecht und parallel zur Transportachse verschoben werden. European patent EP 2 710 715 B1 discloses a forming machine and a method for producing coil elements for electric motors and other molded parts. In the embodiment described, the electrically conductive starting material is in the form of a round wire which is held on a supply spool. The workpiece material is withdrawn from the material supply with the aid of a belt intake device and conveyed along a transport axis in the direction of a downstream forming device. The workpiece material withdrawn from the supply first passes a straightening unit which straighten the round material. The workpiece material then passes through a transformation unit in order to transform the incoming round material into a flat material with mutually parallel side surfaces, and then a measuring device for measuring the conveyed conductor material length before it enters the intake device. The forming device has a bending tool which has two bending pins which are mounted at a distance from one another on the end face of a shaft. The shaft can be rotated around its shaft axis and shifted parallel to its shaft axis. Furthermore, the bending tool as a whole can be rotated around the transport axis and moved vertically and parallel to the transport axis.
AUFGABE UND LOSUNG TASK AND SOLUTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umformmaschine der eingangs erwähnten Art mit robuster Konstruktion bereitzustellen, mit der komplex gebogene Formteile mit hoher Formgenauigkeit herstellbar sind. The invention is based on the object of providing a forming machine of the type mentioned at the outset with a robust construction, with which complexly curved molded parts can be produced with high dimensional accuracy.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Umformmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. This object is achieved by a forming machine with the features of claim 1. Advantageous developments are given in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated into the content of the description by reference.
Die Umformmaschine ist zur Herstellung von zweidimensional oder dreidimensional gebogenen Formteilen aus einem langgestreckten Werkstück eingerichtet. Bei dem Werkstück kann es sich insbesondere um einen metallischen Draht handeln. Die Umformmaschine hat eine Umformeinrichtung mit einer oder mehreren Umformeinheiten zur Aufnahme von
Umformwerkzeugen sowie eine Einzugseinrichtung zum Einziehen des langgestreckten Werkstücks von einem Materialvorrat und zum Fördern des Werkstücks parallel zu einer Transportachse in den Bereich der Umformeinrichtung. Der Begriff „Transportachse“ bezeichnet hier eine Achse im Raum, die parallel zu einer Koordinatenachse des Maschinenkoordinatensystems verläuft. Die Transportrichtung oder Förderrichtung, in der das Werkstück durch die Einzugseinrichtung transportiert wird, verläuft idealerweise koaxial zur Transportachse oder nahezu koaxial zu dieser. The forming machine is set up for the production of two-dimensional or three-dimensional curved molded parts from an elongated workpiece. The workpiece can in particular be a metallic wire. The forming machine has a forming device with one or more forming units for receiving Forming tools and a pull-in device for pulling in the elongated workpiece from a supply of material and for conveying the workpiece parallel to a transport axis into the area of the forming device. The term “transport axis” here refers to an axis in space that runs parallel to a coordinate axis of the machine coordinate system. The transport direction or conveying direction in which the workpiece is transported through the intake device ideally runs coaxially to the transport axis or almost coaxially to it.
Die Einzugseinrichtung ist als Riemeneinzugseinrichtung ausgebildet. Sie weist dazu zwei gegenläufig umlaufende Transportriemen auf, welche an einander zugewandten Seiten mit einander zugewandten Außenflächen einen in Richtung der Transportachse langgestreckten Transportspalt zum Hindurchführen des Werkstücks begrenzen. Das Werkstück wird dabei so vorgeschoben bzw. gefördert oder transportiert, dass seine Längsmittelachse möglichst entlang der Transportachse verläuft. Der Einzugseinrichtung ist eine Richteinheit vorgeschaltet, die zum Richten des vom Werkstückvorrat kommenden Werkstücks vor Eintritt in die Einzugseinrichtung dient. The feed device is designed as a belt feed device. For this purpose, it has two counter-rotating transport belts which, on mutually facing sides with mutually facing outer surfaces, delimit a transport gap, which is elongated in the direction of the transport axis, for guiding the workpiece through. The workpiece is advanced or conveyed or transported in such a way that its longitudinal center axis runs as far as possible along the transport axis. A straightening unit is connected upstream of the infeed device, which serves to straighten the workpiece coming from the workpiece supply before it enters the infeed device.
Gemäß einer Formulierung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einzugseinrichtung mithilfe eines Drehantriebs um eine zur Transportachse koaxiale Einzugs-Drehachse um vorgebbare Drehwinkel drehbar ist. Diese Funktionalität bietet mehrere Vorteile. Zum einen benötigt die Umformeinrichtung keine eigene Drehachse zur Drehung einer Umformeinheit oder eines Umformwerkzeugs um die Transportachse. Damit kann beispielsweise ein Wechsel der Biegeebene zwischen einer vorgeschalteten Biegeoperation und einer nachfolgenden Biegeoperation durch Drehung der Einzugseinrichtung und des dadurch geförderten Werkstücks um die Einzugs-Drehachse realisiert werden. Der Begriff „Biegeebene“ bezeichnet hierbei diejenige Ebene, die durch einen vor einer Biegung liegenden geraden Werkstückabschnitt und einen hinter einer Biegung liegenden geraden Werkstückabschnitt aufgespannt wird. Da somit die Umformeinrichtung keine eigene Drehachse zum Wechsel zwischen Biegeebenen benötigt, kann konstruktive Komplexität auf Seiten der Umformeinrichtung reduziert werden. According to one formulation of the invention, it is provided that the draw-in device can be rotated by predeterminable angles of rotation about a draw-in rotation axis coaxial to the transport axis with the aid of a rotary drive. This functionality offers several advantages. On the one hand, the shaping device does not require its own axis of rotation for rotating a shaping unit or a shaping tool about the transport axis. In this way, for example, the bending plane can be changed between an upstream bending operation and a subsequent bending operation by rotating the feed device and the workpiece conveyed thereby about the feed axis of rotation. The term “bending plane” denotes that plane that is spanned by a straight workpiece section located in front of a bend and a straight workpiece section located behind a bend. Since the forming device therefore does not need its own axis of rotation to switch between bending planes, structural complexity on the part of the forming device can be reduced.
Eine Riemeneinzugseinrichtung ist für unterschiedliche Querschnittsformen des zu transportierenden Werkstücks geeignet. Mit einem Riemeneinzug können Rundmaterialien genauso gefördert werden wie Flachmaterialien bzw. Bandmaterialien. Die Erfinder haben zudem erkannt, dass bei der Verarbeitung von weicheren Werkstoffen, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium etc., die Verwendung von Walzeneinzügen zu Verformungen am Material führen kann. Es kann sein, dass durch die hohen Spannkräfte der Walzenpaare, welche beim
Vorschub zur Vermeidung von Schlupf notwendig sind, eine für den weichen Werkstoff zu hohe Flächenpressung entstehen kann. Daraus können Verformungen des Materials resultieren. Dies wiederum kann Beschädigungen an der Oberfläche des Materials zur Folge haben und die Maßhaltigkeit der fertiggestellten Formteile kann beeinträchtigt werden. Demgegenüber kann durch die Nutzung einer als Riemeneinzugseinrichtung ausgebildeten Einzugseinrichtung mit Transportriemen die Flächenpressung auf das zu fördernde Material reduziert werden. Dadurch ist ein schlupffreier Transport auch bei niedrigen Flächenpressungen möglich, also ein materialschonender und präziser Werkstücktransport. A belt intake device is suitable for different cross-sectional shapes of the workpiece to be transported. With a belt intake, round materials can be conveyed in the same way as flat materials or strip materials. The inventors have also recognized that when processing softer materials, such as copper, aluminum, etc., the use of roller feeders can lead to deformations of the material. It may be that due to the high tension forces of the roller pairs, which during Feed to avoid slippage are necessary, a surface pressure that is too high for the soft material can arise. This can result in deformation of the material. This, in turn, can damage the surface of the material and the dimensional accuracy of the finished molded parts can be impaired. On the other hand, by using a feed device designed as a belt feed device with transport belts, the surface pressure on the material to be conveyed can be reduced. This enables slip-free transport even with low surface pressures, i.e. precise workpiece transport that is gentle on the material.
Weiterhin haben die Erfinder erkannt, dass bei manchen Umformeinrichtungen zum Wechsel zwischen unterschiedlichen Biegeebenen erhebliche Massen bewegt werden müssen, wenn eine Umformeinheit der Umformeinrichtung um die Transportachse herum gedreht werden soll. Wird die Drehmöglichkeit um die Transportachse auf die Seite der Einzugseinrichtung bzw. auf die Seite des davon geförderten Werkstücks verlagert, können bei Bedarf schwere und ggf. mit stark asymmetrischer Masseverteilung behaftete Umformeinheiten genutzt werden. Die Konstruktion auf Seiten der Einzugseinrichtung kann so ausgelegt sein, dass für die Drehung weniger Masse bewegt werden muss, so dass der Einfluss der Massenträgheit auf die Schnelligkeit der Drehung und eventuelle Beschleunigungen reduziert werden kann. Somit sind Drehoperationen um die Transportachse mit hoher Dynamik und Präzision möglich. Furthermore, the inventors have recognized that in some shaping devices, to change between different bending planes, considerable masses have to be moved if a shaping unit of the shaping device is to be rotated around the transport axis. If the ability to rotate around the transport axis is shifted to the side of the intake device or to the side of the workpiece conveyed by it, heavy forming units, possibly with a strongly asymmetrical mass distribution, can be used if necessary. The construction on the part of the intake device can be designed in such a way that less mass has to be moved for the rotation, so that the influence of the inertia on the speed of the rotation and possible accelerations can be reduced. This enables turning operations around the transport axis with high dynamics and precision.
Diese Vorteile ergeben sich unabhängig von der Anzahl an Umformeinheiten der Umformeinrichtung. Diese kann z.B. eine einzige Umformeinheit aufweisen. Eine Umformeinrichtung kann aber auch zwei oder mehr um die Transportachse herum verteilt angeordnete und wahlweise in Eingriff mit dem Werkstück zustellbare Umformeinheiten aufweisen. Das Werkstück kann in diesem Fall jeweils durch Drehung der Einzugseinrichtung in die richtige Drehstellung in Bezug auf eine ausgewählte Umformeinheit gedreht werden, so dass diese in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden kann. Bei allen Varianten sind auch Drehungen des Werkstücks um die Transportachse im Verlauf von Biegeoperationen möglich, wodurch komplex gebogene Formteile herstellbar sind, die ggf. auch tordierte Abschnitte aufweisen können. These advantages arise regardless of the number of forming units in the forming device. This can e.g. have a single forming unit. A shaping device can, however, also have two or more shaping units which are arranged distributed around the transport axis and can optionally be advanced in engagement with the workpiece. In this case, the workpiece can be rotated into the correct rotational position in relation to a selected forming unit by rotating the feed device, so that it can be brought into engagement with the workpiece. In all variants, the workpiece can also be rotated about the transport axis in the course of bending operations, which means that complex curved molded parts can be produced, which may also have twisted sections.
Die Einzugseinrichtung kann für jeden Transportriemen zwei achsparallele Umlenkrollen aufweisen, um die der Transportriemen umläuft. Mindestens eine der Umlenkrollen wird mittels eines Antriebs angetrieben. Der Transportriemen kann zwischen den Umlenkrollen frei gespannt sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Einzugseinrichtung zwischen den Umlenkrollen wenigstens eine Stützrolle zum Stützen des Transportriemens in einem zum Kontakt mit dem Werkstück vorgesehenen Abschnitt aufweist. Dadurch kann eine
noch gleichmäßigere Verteilung des Anpressdrucks und damit ein nochmals materialschonenderer Werkstücktransport erreicht werden. The feed device can have two axially parallel pulleys for each transport belt, around which the transport belt rotates. At least one of the pulleys is driven by a drive. The conveyor belt can be stretched freely between the pulleys. However, it has been found to be advantageous if the draw-in device has at least one support roller between the deflection rollers for supporting the transport belt in a section provided for contact with the workpiece. This allows a Even more even distribution of the contact pressure and thus an even more material-friendly workpiece transport can be achieved.
Obwohl die Transportriemen als Flachriemen oder Keilriemen ohne Zähne ausgestaltet sein können, sind sie vorzugsweise als Zahnriemen ausgestaltet, deren innere Verzahnung mit einer Außenverzahnung von Transportrollen kämmt. Dadurch kann ein Schlupf zwischen Transportriemen und den Umlenkrollen vermieden werden, wodurch die Präzision des Vorschubs günstig beeinflusst werden kann. Although the transport belts can be designed as flat belts or V-belts without teeth, they are preferably designed as toothed belts, the internal teeth of which mesh with the external teeth of transport rollers. As a result, a slip between the transport belt and the deflecting rollers can be avoided, whereby the precision of the feed can be influenced favorably.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Einzugseinrichtung eine Zustelleinrichtung zur stufenlosen symmetrischen gegenläufigen Zustellung der Transportriemen in einer senkrecht zur Transportrichtung verlaufenden Zustellrichtung auf. Es ist somit eine stufenlose Abstandsverstellung zwischen den Transportriemen symmetrisch zur Transportachse realisiert. Dadurch ist eine Anpassung der Einzugseinrichtung an unterschiedliche Materialstärken des zu fördernden Materials möglich. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass die Transportachse immer mittig durch den Transportspalt läuft, wodurch die Präzision des Transports günstig beeinflusst wird. Bei manchen Ausführungsformen kann die Spannkraft durch eine pneumatische Anpressung der Transportriemen stufenlos eingestellt werden. According to a further development, the intake device has an infeed device for continuously symmetrical counter-rotating infeed of the conveyor belts in an infeed direction running perpendicular to the direction of transport. A stepless adjustment of the distance between the transport belts symmetrically to the transport axis is thus realized. This makes it possible to adapt the intake device to different material thicknesses of the material to be conveyed. At the same time, it is ensured that the transport axis always runs through the center of the transport gap, which has a favorable effect on the precision of the transport. In some embodiments, the tensioning force can be continuously adjusted by pneumatically pressing the transport belt.
Es wurde festgestellt, dass aufgrund der wirkenden Kräfte das Oberflächenmaterial der Transportriemen je nach Werkstoff zu elastischer Verformung neigen kann, was Einfluss auch auf den Abrollumfang der Transportriemen haben kann. Ebenfalls kann gegebenenfalls ein eventueller Verschleiß der Außenfläche einen Beitrag zur Veränderung des Abrollumfangs leisten. Dadurch kann es zu Längenschwankungen der Transportlängen im Betrieb kommen. Um dem entgegenzuwirken, ist bei manchen Ausführungsformen eine der Einzugseinrichtung vorgeschaltete Messeinrichtung zur Messung der mittels der Einzugseinrichtung geförderten Werkstücklänge vorgesehen. It was found that, due to the forces acting, the surface material of the conveyor belts can, depending on the material, have a tendency to elastic deformation, which can also have an influence on the rolling circumference of the conveyor belts. Any wear on the outer surface can also contribute to changing the rolling circumference. This can lead to length fluctuations in the transport lengths during operation. In order to counteract this, in some embodiments a measuring device connected upstream of the intake device is provided for measuring the workpiece length conveyed by the intake device.
Die Messeinrichtung kann nach unterschiedlichen Prinzipien arbeiten, zum Beispiel optisch. Bei manchen Ausführungsformen hat die Messeinrichtung ein Messrad, das gemeinsam mit einem Gegenelement, z.B. einem Laufrad oder einem weiteren Messrad, einen Messspalt zum Hindurchführen des Werkstücks begrenzen. Die Größe des Messspalts kann vorzugsweise stufenlos mithilfe einer Verstelleinrichtung eingestellt werden, so dass im Bereich der Messeinrichtung eventueller Schlupf zuverlässig vermieden werden kann.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Messeinrichtung synchron mit der Einzugseinrichtung um die Transportachse drehbar ist. Hierdurch werden besonders zuverlässige Messungen bei unterschiedlichen Drehstellungen der Einzugseinrichtung möglich. The measuring device can work according to different principles, for example optically. In some embodiments, the measuring device has a measuring wheel which, together with a counter-element, for example an impeller or a further measuring wheel, delimit a measuring gap for guiding the workpiece through. The size of the measuring gap can preferably be set continuously with the aid of an adjusting device, so that any slip in the area of the measuring device can be reliably avoided. It has been found to be advantageous if the measuring device can be rotated about the transport axis synchronously with the feed device. This enables particularly reliable measurements with different rotational positions of the intake device.
Die Messeinrichtung kann z.B. mechanisch mit der Einzugseinrichtung drehfest gekoppelt sein. Manche Ausführungsformen sind durch einen um die Transportachse drehbar gelagerten Trägerrahmen gekennzeichnet, der eine erste Wand mit einer der Richteinheit zugewandten Einlassöffnung und eine zweite Wand mit einer der Umformeinrichtung zugewandten Auslassöffnung aufweist, wobei die Einzugseinrichtung und die Messeinrichtung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung an dem Trägerrahmen montiert sind. Hierdurch können die Einzugseinrichtung und die Messeinrichtung durch Drehung des Trägerarms gemeinsam gedreht werden, wodurch besonders präzise Messungen auch unter Drehung möglich sind. The measuring device can, for example, be mechanically coupled to the feed device in a rotationally fixed manner. Some embodiments are characterized by a support frame rotatably mounted about the transport axis, which has a first wall with an inlet opening facing the straightening unit and a second wall with an outlet opening facing the forming device, the intake device and the measuring device between the inlet opening and the outlet opening on the support frame are mounted. As a result, the pull-in device and the measuring device can be rotated together by rotating the support arm, so that particularly precise measurements are also possible with rotation.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Richteinheit synchron mit der Einzugseinrichtung um die Transportachse drehbar. Dies kann mithilfe eines eigenen Drehantriebs synchronisiert über die Steuerung der Umformmaschine realisiert werden. Vorzugsweise ist jedoch eine mechanische Kopplung zwischen Richteinheit und Einzugseinrichtung vorgesehen, so dass ein eigener Antrieb für die Drehung der Richteinheit entfallen kann. Bei manchen Ausführungsformen ist ein Trägerrahmen der Richteinheit mechanisch drehfest mit dem Trägerrahmen der Einzugseinrichtung verbunden, so dass die Richteinheit bei Drehung der Einzugseinrichtung mitgenommen und dadurch ebenfalls gedreht wird. According to a further development, the straightening unit can be rotated about the transport axis synchronously with the intake device. This can be done synchronized with the control of the forming machine using its own rotary drive. However, a mechanical coupling between the straightening unit and the intake device is preferably provided so that a separate drive for rotating the straightening unit can be omitted. In some embodiments, a support frame of the straightening unit is mechanically non-rotatably connected to the support frame of the draw-in device, so that the straightening unit is carried along when the draw-in device is rotated and is thereby also rotated.
Bei manchen Ausführungsformen hat die Umformeinrichtung nur eine einzige Umformeinheit, z.B. in Form eines Biegekopfs. In some embodiments, the forming device has only a single forming unit, for example in the form of a bending head.
Bei anderen Ausführungsformen weist die Umformeinrichtung zwei, drei oder mehr um die Transportachse herum verteilt angeordnete und wahlweise in Eingriff mit dem Werkstück zustellbare Umformeinheiten auf. Das Werkstück kann in diesem Fall jeweils durch Drehung der Einzugseinrichtung in die richtige Drehstellung in Bezug auf eine ausgewählte Umformeinheit gedreht werden, so dass diese in Eingriff mit dem Werkstück gebracht werden kann. In other embodiments, the shaping device has two, three or more shaping units which are arranged distributed around the transport axis and can optionally be advanced in engagement with the workpiece. In this case, the workpiece can be rotated into the correct rotational position in relation to a selected forming unit by rotating the feed device, so that it can be brought into engagement with the workpiece.
Bei allen Varianten sind auch Drehungen des Werkstücks um die Transportachse im Verlauf von Biegeoperationen möglich, wodurch komplex gebogene Formteile herstellbar sind, die ggf. auch tordierte Abschnitte enthalten können.
Das Ausgangsmaterial kann je nach spezifischer Anforderung als z.B. Flachmaterial mit einer im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsform oder als Rundmaterial oder auch mit einem anderen Querschnittsprofil vorliegen. In all variants, rotations of the workpiece about the transport axis are also possible in the course of bending operations, which means that complex curved molded parts can be produced, which may also contain twisted sections. Depending on the specific requirement, the starting material can be, for example, a flat material with an essentially rectangular cross-sectional shape or a round material or also with a different cross-sectional profile.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Further advantages and aspects of the invention emerge from the claims and from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention, which are explained below with reference to the figures.
Fig. 1 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer als Schenkelfedermaschine ausgelegten Umformmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 shows an oblique perspective view of a forming machine designed as a torsion spring machine according to an exemplary embodiment;
Fig. 2 zeigt eine isometrische Ansicht mit einer Richteinheit und einer Einzugseinrichtung der Umformmaschine; 2 shows an isometric view with a straightening unit and a feed device of the forming machine;
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Vorderseite der in einen drehbaren Trägerrahmen eingebauten Einzugseinrichtung mit den Transportriemen; 3 shows a side view of the front side of the intake device with the transport belts installed in a rotatable support frame;
Fig. 4 zeigt eine isometrische Ansicht mit Antrieben für die Drehung der Einzugseinrichtung und den Transport der Transportriemen. 4 shows an isometric view with drives for rotating the feed device and for transporting the conveyor belts.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Fig. 1 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer als Schenkelfedermaschine ausgelegten Umformmaschine 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 2 zeigt eine isometrische Ansicht mit einer Richteinheit und einer Einzugseinrichtung der Umformmaschine. Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Vorderseite der in einen drehbaren Trägerrahmen eingebauten Einzugseinrichtung mit den Transportriemen. Fig. 4 zeigt eine isometrische Ansicht mit Antrieben für die Drehung der Einzugseinrichtung und den Transport der Transportriemen. 1 shows an oblique perspective view of a forming machine 100 designed as a torsion spring machine according to an exemplary embodiment. FIG. 2 shows an isometric view with a straightening unit and a feed device of the forming machine. 3 shows a side view of the front side of the intake device with the transport belts installed in a rotatable carrier frame. 4 shows an isometric view with drives for rotating the feed device and for transporting the conveyor belts.
Die Umformmaschine 100 ist dafür eingerichtet, komplex gebogene Formteile in Form von Spulenelementen für Elektromotoren herzustellen. Es wird ein Ausgangsmaterial (auch als Werkstück bezeichnet) verarbeitet, das ein drahtförmiges elektrisches Leitermaterial (z.B. Kupfer) mit im Wesentlichen flacher, rechteckiger Querschnittsform aufweist, welches von einer elektrisch nicht leitenden Isolationsschicht aus Lack o.dgl. umhüllt ist. Das Ausgangsmaterial
liegt in Form eines gewickelten Materialvorrats (coil) vor. Das Werkstück wird nachfolgend auch kurz als „Draht“ oder „Flachmaterial“ bezeichnet. The forming machine 100 is set up to produce complex curved shaped parts in the form of coil elements for electric motors. A starting material (also referred to as a workpiece) is processed which has a wire-shaped electrical conductor material (for example copper) with a substantially flat, rectangular cross-sectional shape, which is covered by an electrically non-conductive insulating layer of lacquer or the like. is wrapped. The source material is in the form of a wound material supply (coil). The workpiece is also referred to below as “wire” or “flat material” for short.
Die computernumerisch gesteuerte, mehrachsige Umformmaschine 100 hat mehrere über eine Steuereinheit 190 steuerbare Maschinenachsen, ein Antriebssystem mit mehreren elektrischen Antrieben zum Antreiben der Maschinenachsen und eine Steuereinrichtung zur koordinierten Ansteuerung von Arbeitsbewegungen der Maschinenachsen in einem Fertigungsprozess gemäß einem für den Fertigungsprozess spezifischen, computerlesbaren Steuerprogramm. The computer-numerically controlled, multi-axis forming machine 100 has several machine axes that can be controlled via a control unit 190, a drive system with several electric drives for driving the machine axes and a control device for the coordinated control of working movements of the machine axes in a production process according to a computer-readable control program specific to the production process.
Bei dem Ausführungsbeispiel hat die Umformmaschine ein mit Kleinbuchstaben x, y und z gekennzeichnetes, rechtwinkliges Maschinenkoordinatensystem MK mit einer vertikalen z- Achse und horizontalen x- und y-Achsen. Im dargestellten Beispiel verläuft die x-Achse parallel zur Transportachse 310. Von den Koordinatenachsen x, y und z sind die geregelt angetriebenen Maschinenachsen zu unterscheiden, deren Antriebe über die Steuereinheit der Umformmaschine gesteuert werden. In the exemplary embodiment, the forming machine has a right-angled machine coordinate system MK marked with lower case letters x, y and z with a vertical z-axis and horizontal x- and y-axes. In the example shown, the x-axis runs parallel to the transport axis 310. The coordinate axes x, y and z are to be distinguished from the machine axes that are driven in a regulated manner and whose drives are controlled by the control unit of the forming machine.
Die Umformmaschine 100 weist ein Maschinengestell auf, das an seiner Vorderseite eine vertikal ausgerichtete Vorderwand 105 trägt. Die an der Vorderwand montierte und von vorne zugängliche Umformeinrichtung 200 der Umformmaschine umfasst u.a. mehrere Umformeinheiten 220, 230, 240 mit Werkzeugköpfen, an denen einteilige oder aus mehreren Komponenten zusammengesetzte Umformwerkzeuge verwendet werden können. The forming machine 100 has a machine frame which carries a vertically oriented front wall 105 on its front side. The forming device 200 of the forming machine, which is mounted on the front wall and accessible from the front, includes, among other things, a plurality of forming units 220, 230, 240 with tool heads, on which one-piece forming tools or forming tools composed of several components can be used.
Der Draht tritt im Bereich einer mit einer Führungsbuchse ausgestatteten Führungseinrichtung 110 senkrecht zur Vorderwand 105 koaxial zu einer horizontalen, parallel zur x-Achse des Maschinenkoordinatensystems MK verlaufenden Transportachse 310 der Umformmaschine aus der Führungseinrichtung in den Bereich der Umformeinrichtung 200 aus. Die Führungsbuchse hat eine den Rechteckquerschnitt des Flachmaterials angepasste Führungsöffnung mit Rechteckquerschnitt. The wire exits in the area of a guide device 110 equipped with a guide bushing perpendicular to the front wall 105 coaxially to a horizontal transport axis 310 of the forming machine running parallel to the x-axis of the machine coordinate system MK from the guide device into the area of the forming device 200. The guide bushing has a guide opening with a rectangular cross section that is adapted to the rectangular cross section of the flat material.
Der Draht wird mit Hilfe von numerisch gesteuerten Werkzeugen der Umformeinrichtung 200 zu einem dreidimensional gebogenen Formteil umgeformt. Das fertig oder weitgehend fertig umgeformte Formteil wird dann mittels einer Schnitteinheit 280 mit einem Scherenschnitt vom zugeführten Draht abgetrennt. Die mit einem beweglichen Schneidmesser ausgestattete Schnitteinheit 280 steht unter 45° zur Vertikalrichtung. The wire is formed into a three-dimensionally curved shaped part with the aid of numerically controlled tools of the forming device 200. The finished or largely finished formed part is then separated from the supplied wire by means of a cutting unit 280 with a scissors cut. The cutting unit 280 equipped with a movable cutting knife is at 45 ° to the vertical direction.
Hinter der Vorderwand 105 befinden sich u.a. eine Einzugseinrichtung 300 zum Einziehen des langgestreckten Werkstückmaterials von einem Materialvorrat und zum Vorschieben bzw.
Fördern oder Transportieren des Werkstücks parallel zu der Transportachse 310 in den Bereich der Umformeinrichtung 200 sowie eine der Einzugseinrichtung 300 vorgeschalteten Richteinheit 400 zum Richten des vom Werkstückvorrat kommenden Werkstücks vor Eintritt in die Einzugseinrichtung 300 (vgl. Fig. 2). Behind the front wall 105 there is, among other things, a pull-in device 300 for pulling in the elongated workpiece material from a material supply and for advancing or advancing it. Conveying or transporting the workpiece parallel to the transport axis 310 in the area of the forming device 200 and a straightening unit 400 connected upstream of the feed device 300 for straightening the workpiece coming from the workpiece supply before it enters the feed device 300 (see FIG. 2).
Die Richteinheit 400 weist Richtrollen auf, die in senkrecht zueinander orientierten Ebenen angebracht sind und durch eine entsprechende Zustellung die Eigenspannung im Werkstückmaterial und damit Biegungen in diesem beseitigen bzw. ein möglichst gerade gerichtetes Werkstück erzeugen. The straightening unit 400 has straightening rollers which are attached in planes oriented perpendicular to one another and, by means of a corresponding infeed, eliminate the internal stress in the workpiece material and thus bends in it or produce a workpiece that is as straight as possible.
Die der Richteinheit 300 nachgeschaltete Einzugseinrichtung 300 ist als Riemeneinzugseinrichtung 300 ausgebildet, die aufeinanderfolgende Werkstückabschnitte des vom Materialvorrat kommenden und durch die Richteinheit 400 gerichteten Werkstückmaterials mit numerisch gesteuertem Vorschubgeschwindigkeitsprofil in horizontaler Transportrichtung mehr oder weniger koaxial zur Transportachse 310 durch die nachgeschaltete Führungseinrichtung 110 hindurch in den Bereich der Umformeinrichtung 200 zuführen kann. The infeed device 300 downstream of the straightening unit 300 is designed as a belt infeed device 300, the successive workpiece sections of the workpiece material coming from the material supply and straightened by the straightening unit 400 with a numerically controlled feed speed profile in the horizontal transport direction more or less coaxially to the transport axis 310 through the downstream guide device 110 into the area the forming device 200 can supply.
Details zu Aufbau und Funktion der Einzugseinrichtung 300 sind u.a. in Fig. 3 und Fig. 4 gut erkennbar. Details of the structure and function of the intake device 300 can be clearly seen in FIGS. 3 and 4, among others.
Die Einzugseinrichtung 300 weist zwei gegenläufig um achsparallele Umlenkrollen bzw. Transportzahnscheiben umlaufende Transportriemen 305-1, 305-2 auf, welche an einander zugewandten Seiten mit einander zugewandten Außenflächen einen in Richtung der Transportachse 310 langgestreckten Transportspalt 315 zum Hindurchführen des Werkstücks begrenzen. The intake device 300 has two transport belts 305-1, 305-2 rotating in opposite directions around axially parallel pulleys or transport toothed disks, which on mutually facing sides with mutually facing outer surfaces delimit a transport gap 315 elongated in the direction of the transport axis 310 for guiding the workpiece through.
Die Einzugseinrichtung 300 weist einem Grundkörper 320 in Leistenbauweise auf, der zwei linear bewegliche Ausleger 325-1, 325-2 besitzt. Jeder Ausleger nimmt eine antreibbare und mit einer Transportzahnscheibe 316 bestückte Welle sowie eine mit einer Transportzahnscheibe 317 bestückte Achse fest auf. Jeweils zwei Transportzahnscheiben 316, 317 sind von einem Transportzahnriemen umschlungen und wirken als Umlenkrollen. Der Transportzahnriemen ist in dem zum Kontakt mit dem Werkstück vorgesehenen Abschnitt zwischen den Transportzahnscheiben durch zwei Stützrollen 318 zusätzlich geführt. The draw-in device 300 has a base body 320 in the form of a strip, which has two linearly movable arms 325-1, 325-2. Each boom holds a drivable shaft fitted with a toothed transport disk 316 and an axle fitted with a toothed transport disk 317. In each case two transport toothed pulleys 316, 317 are wrapped around by a transport toothed belt and act as pulleys. The toothed transport belt is additionally guided by two support rollers 318 in the section provided for contact with the workpiece between the toothed transport pulleys.
Die Einzugseinrichtung 300 weist eine Zustelleinrichtung zur stufenlosen symmetrischen gegenläufigen Zustellung der Transportriemen 305-1, 305-2 in einer senkrecht zur Transportachse 310 verlaufenden Zustellrichtung auf. Die Zustelleinrichtung des Beispiels
arbeitet pneumatisch. Werden mit den Auslegern gekoppelte Pneumatikzylinder mit Druckluft versorgt, bewegt sich der zugeordnete Ausleger translatorisch auf den gegenüberliegend angeordneten Ausleger zu und ein zwischen den Transportriemen 305-1, 305-2 platziertes Werkstück wird zentrisch geklemmt. Werden zusätzlich die Wellen mit einem Drehmoment beaufschlagt, erfolgt der Transport des Werkstücks. The intake device 300 has an infeed device for the stepless symmetrical counter-rotating infeed of the transport belts 305-1, 305-2 in an infeed direction running perpendicular to the transport axis 310. The delivery device of the example works pneumatically. If pneumatic cylinders coupled to the arms are supplied with compressed air, the assigned arm moves in a translatory manner towards the arm arranged opposite and a workpiece placed between the transport belts 305-1, 305-2 is clamped centrally. If a torque is also applied to the shafts, the workpiece is transported.
Bei einer nicht dargestellten Variante der Riemeneinzugseinrichtung ist ein Transportriemen in seiner Position unveränderlich und die Zustellung erfolgt nur mit dem zweiten Transportriemen. Hierbei ist die Einzugseinrichtung als Ganzes höhenverstellbar ausgeführt, damit der Transportspalt passend zur Transportachse eingestellt werden kann. In a variant of the belt pull-in device, not shown, a transport belt cannot be changed in its position and the delivery takes place only with the second transport belt. Here, the intake device is designed to be height-adjustable as a whole, so that the transport gap can be adjusted to match the transport axis.
Für die Erzeugung der Drehbewegung der angetriebenen Transportzahnscheiben ist ein Antrieb vorgesehen, der über einen Antriebszahnriemen ein an der Rückseite des Grundkörpers angeordnetes Antriebszahnrad dreht. Die Drehmomentübertragung erfolgt dann von der direkt vom Antrieb angetriebenen Antriebszahnscheibe über einen beidseitig verzahnten Antriebszahnriemen auf die auf jeder Welle befestigte Antriebszahnscheibe. A drive is provided for generating the rotary movement of the driven transport toothed pulleys, which rotates a drive gear arranged on the rear side of the base body via a drive toothed belt. The torque is then transmitted from the toothed drive pulley, which is directly driven by the drive, via a toothed drive belt with teeth on both sides to the toothed drive pulley attached to each shaft.
Die Vorzugstransportrichtung 312 für das Werkstück ist in Fig. 3 von rechts nach links vorgegeben. Ein Transport in Gegenrichtung ist möglich. Die Riemenspannung des Antriebszahnriemens ist einstellbar. Zur Einstellung wird ein einer Spannrolle zugeordneter Pneumatikzylinder mit Druckluft zu beaufschlagen. The preferred transport direction 312 for the workpiece is specified from right to left in FIG. 3. Transport in the opposite direction is possible. The belt tension of the drive toothed belt is adjustable. To adjust, a pneumatic cylinder assigned to a tensioning roller is charged with compressed air.
Die Größe des Transportspaltes 315 kann unter Berücksichtigung der Werkstückdicke und des Reibwertes zwischen den Transportzahnriemen und dem Werkstück definiert vorgegeben werden. Die Vorgabe erfolgt über einen Mechanismus, der einen Doppelkeil 319 als mechanische Endlage für die beweglichen Ausleger 325-1, 325-2 positioniert. The size of the transport gap 315 can be predefined in a defined manner, taking into account the workpiece thickness and the coefficient of friction between the transport toothed belt and the workpiece. The specification is made via a mechanism that positions a double wedge 319 as the mechanical end position for the movable arms 325-1, 325-2.
Voraussetzung für den Transport von Werkstückmaterial ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Werkstück und den Transportzahnriemen 305-1, 305-2 bei gleichzeitig anliegendem Drehmoment an den angetriebenen Transportzahnrädern 316. Er ist von der Reibung zwischen dem Werkstück und den Transportzahnriemen abhängig. A prerequisite for the transport of workpiece material is a non-positive connection between the workpiece and the toothed conveyor belts 305-1, 305-2 with simultaneously applied torque to the driven toothed conveyor wheels 316. It depends on the friction between the workpiece and the toothed conveyor belt.
Die Einzugseinrichtung 300 ist mithilfe eines servoelektrischen Antriebs 350 um eine der Transportachse 310 entsprechenden Einzugs-Drehachse 310 in beide Drehrichtungen um vorgebbare Drehwinkel begrenzt (z.B. +/- 180°) drehbar. Beim Ausführungsbeispiel ist das wie folgt realisiert.
Die Vorderwand 105 ist Teil einer Baueinheit 111, bei der mit Abstand hinter der Vorderwand 105 eine vertikale Rückwand 115 vorgesehen ist, die mit der Vorderwand im unteren und oberen Bereich fest verbunden ist bzw. werden kann. In der Vorderwand und der Rückwand sind zueinander koaxiale Drehlagerstellen ausgebildet, in denen ein gehäuseartiger Trägerrahmen 320 um die Transportachse 310 drehbar gelagert ist. Das vordere Lager 322 und das hintere Lager 323 des Trägerrahmens 320 sind in Fig. 4 gut zu erkennen. Der Trägerrahmen hat eine erste Wand 324 mit einer der Richteinheit 400 zugewandten Einlassöffnung und eine zweite Wand 326 mit einer der Umformeinrichtung 200 zugewandte Auslassöffnungen, die jeweils die Transportachse 310 einschließen. Im Inneren des Trägerrahmens ist die Einzugseinrichtung 300 so montiert, dass der Transportspalt 315 symmetrisch zur Transportachse 310 liegt. Zusätzlich sind Drahtführungen vorgesehen, die das Werkstück für den Transport entlang der Transportachse führen. Der Drehantrieb 350 zum Erzeugen der Drehung des Trägerrahmens 320 bzw. der Einzugseinrichtung 300 um die Transportachse 310 ist parallel versetzt zur Transportachse 310 angeordnet und treibt die Drehung des Transportrahmens über einen Riemen an, der über einen zylindrischen Abschnitt des Trägerrahmens geführt ist. Der Anrieb 360 für die Transportriemen der Einzugseinrichtung 300 ist an der Seite der Richteinheit ebenfalls in einem Abschnitt des Trägerrahmens montiert. With the aid of a servo-electric drive 350, the intake device 300 can be rotated around a retraction axis of rotation 310 corresponding to the transport axis 310 in both directions of rotation, limited by predeterminable angles of rotation (eg +/- 180 °). In the exemplary embodiment, this is implemented as follows. The front wall 105 is part of a structural unit 111 in which a vertical rear wall 115 is provided at a distance behind the front wall 105, which is or can be firmly connected to the front wall in the lower and upper area. Rotary bearing points that are coaxial to one another are formed in the front wall and the rear wall, in which a housing-like support frame 320 is rotatably mounted about the transport axis 310. The front bearing 322 and the rear bearing 323 of the support frame 320 can be seen clearly in FIG. 4. The support frame has a first wall 324 with an inlet opening facing the straightening unit 400 and a second wall 326 with an outlet opening facing the forming device 200, each of which includes the transport axis 310. In the interior of the carrier frame, the intake device 300 is mounted in such a way that the transport gap 315 is symmetrical to the transport axis 310. In addition, wire guides are provided that guide the workpiece for transport along the transport axis. The rotary drive 350 for generating the rotation of the carrier frame 320 or the intake device 300 about the transport axis 310 is arranged offset parallel to the transport axis 310 and drives the rotation of the transport frame via a belt which is guided over a cylindrical section of the carrier frame. The drive 360 for the transport belts of the intake device 300 is also mounted on the side of the straightening unit in a section of the support frame.
Die Fig. 3 zeigt weiterhin Komponenten einer Messeinrichtung 380 zur Messung der mittels der Einzugseinrichtung 300 geförderten Werkstücklänge montiert. Die Messeinrichtung 380 hat zwei gegenläufig drehbare Räder, nämlich ein Messrad 381 und ein Laufrad 382, die der Einzugseinrichtung vorgeschaltet sind und mit ihren Umfangsflächen einen Messspalt zum Hindurchführen des Werkstücks begrenzen. Die gegenläufig drehenden Räder 381, 382 sind ebenfalls im Trägerrahmen montiert, so dass sie immer synchron mit der Einzugseinrichtung 300 mitdrehen können. Die Größe des Messspaltes zwischen den Umfangsflächen der Räder kann über eine Stelleinrichtung stufenlos verstellt werden. FIG. 3 also shows components of a measuring device 380 for measuring the workpiece length conveyed by means of the intake device 300, mounted. The measuring device 380 has two wheels rotatable in opposite directions, namely a measuring wheel 381 and a running wheel 382, which are connected upstream of the feed device and with their peripheral surfaces delimit a measuring gap for guiding the workpiece through. The counter-rotating wheels 381, 382 are also mounted in the carrier frame so that they can always rotate synchronously with the intake device 300. The size of the measuring gap between the circumferential surfaces of the wheels can be continuously adjusted using an adjusting device.
An der der Richteinheit 400 zugewandten Seite befindet sich jenseits des hinteren Lagers 323 eine mechanische Kopplungseinrichtung 329 zum drehfesten Ankoppeln der Richteinheit. Die Richteinheit 400 ist in einem Trägerrahmen 420 montiert, der an der Seite der Einzugseinrichtung 300 ein Gegenstück zum mechanischen Kopplungseinrichtung aufweist, so dass der Trägerrahmen 420 der Richteinheit drehfest mit dem Trägerrahmen 320 für die Einzugseinrichtung verbunden werden kann und die Richteinheit immer synchron mit der Einzugseinrichtung dreht. Die Drehung beider Einheiten wird durch den Drehantrieb 350 für die Einzugseinrichtung 300 erzeugt.
Alle Anschlussleitungen für die von außen zu steuernden Komponenten der drehbaren Einzugseinrichtung 300 werden über eine gemeinsame Leitungskette 370 von einer drehbaren Komponente zu einem maschinenfesten Anschluss geführt. Diese Lösung reicht aus, da die Einzugseinrichtung 300 nicht unbegrenzt drehbar sein muss, sondern eine Drehbarkeit um +/- 180° für alle Betriebsstellungen ausreicht. On the side facing the straightening unit 400, beyond the rear bearing 323, there is a mechanical coupling device 329 for the non-rotatable coupling of the straightening unit. The straightening unit 400 is mounted in a carrier frame 420, which has a counterpart to the mechanical coupling device on the side of the intake device 300, so that the carrier frame 420 of the straightening unit can be connected to the carrier frame 320 for the intake device in a rotationally fixed manner and the straightening unit is always synchronized with the intake device turns. The rotation of both units is generated by the rotary drive 350 for the intake device 300. All connection lines for the externally controlled components of the rotatable pull-in device 300 are routed via a common cable chain 370 from a rotatable component to a connection fixed to the machine. This solution is sufficient because the intake device 300 does not have to be rotatable indefinitely, but rotatability by +/- 180 ° is sufficient for all operating positions.
Die Vorderwand 105 ist so ausgelegt, dass an der Vorderwand 105 eine oder mehrere Umformeinheiten der Umformeinrichtung 200 in geeigneter Orientierung zur Transportachse 310 montiert werden können. Jede Umformeinheit hat an ihrer der Transportachse 310 zugewandten Seite eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Umformwerkzeugs, wobei die Umformwerkzeuge hier in der Regel Biegewerkzeuge sind. In manchen Fällen kann eine einzige Umformeinheit ausreichen, in der Regel sind mehrere Umformeinheiten montiert. Zwei, drei, vier oder mehr Umformeinheiten können um die Transportachse 310 herum verteilt angeordnet sein. Jede Umformeinheit hat einen translatorisch bewegbaren Schieber, mit dem das jeweilige Umformwerkzeug im Wesentlichen radial oder tangential zur Transportachse 310 wahlweise in Eingriff mit dem Werkstück zugestellt oder zurückgezogen werden kann. Weiterhin hat jede Umformeinheit ein Drehwerk mit einem oder mehreren Drehantrieben, um in Reaktion auf Steuersignale der Steuereinrichtung 190 bewegliche Komponenten des Umformwerkzeuges um entsprechende Drehachsen drehen zu können. The front wall 105 is designed such that one or more shaping units of the shaping device 200 can be mounted on the front wall 105 in a suitable orientation relative to the transport axis 310. Each forming unit has a tool holder on its side facing the transport axis 310 for receiving a forming tool, the forming tools here generally being bending tools. In some cases, a single forming unit can be sufficient; as a rule, several forming units are installed. Two, three, four or more forming units can be arranged distributed around the transport axis 310. Each shaping unit has a translationally movable slide with which the respective shaping tool can be advanced or withdrawn, essentially radially or tangentially to the transport axis 310, in engagement with the workpiece. Furthermore, each forming unit has a rotating mechanism with one or more rotary drives in order to be able to rotate movable components of the forming tool about corresponding axes of rotation in response to control signals from the control device 190.
Im Beispielsfall ist Umformmaschine mit drei Umformeinheiten 220, 230, 240 ausgestattet. In the example, the forming machine is equipped with three forming units 220, 230, 240.
Eine erste Umformeinheit 220 ist mit horizontaler Schieberachse an der Vorderwand 105 montiert und greift (von vorne gesehen) an der rechten Seite am Werkstück an. Das an der Vorderseite der Umformeinheit montierte Umformwerkzeug ist nach Art eines Zugbiegewerkzeugs ausgestaltet, um das Werkstück in eine Zugbiegeoperation (auch Rotationszugbiegen genannt) umzuformen. Dazu hat das Umformwerkzeug einen Biegekopf mit einer Biegeform und mit einem um die Biegeform drehbaren Biegearm, der eine Spanneinrichtung zum Spannen eines Endabschnitts des Werkstücks gegen einen Umfangsabschnitt der Biegeform aufweist und um eine Biegeachse drehbar ist. Zur Erzeugung einer Biegung wird ein vorderer Endabschnitt des Werkstücks in eine Ausgangsstellung im Eingriffsbereich des Biegekopfs gebracht, die Spanneinrichtung wird in Kontakt mit dem Endabschnitt gebracht und der Endabschnitt wird gegen einen Umfangsabschnitt der Biegeform gespannt. Die Einzugseinrichtung 300 wird als Gegenhaltereinrichtung in Eingriff mit einem zufuhrseitigen Abschnitt des Werkstücks gebracht. In einer Biegeoperation wird durch Drehen des Biegearms um die Biegeachse eine Biegung zwischen dem zufuhrseitigen Abschnitt und
dem eingeklemmten Endabschnitt erzeugt. Dadurch können ebene Biegungen erzeugt werden, deren Biegeradius durch die Außenkontur der Biegeform vorgegeben wird. A first forming unit 220 is mounted on the front wall 105 with a horizontal slide axis and engages the workpiece on the right-hand side (viewed from the front). The forming tool mounted on the front of the forming unit is designed in the manner of a tensile bending tool in order to convert the workpiece into a tensile bending operation (also called rotary tensile bending). For this purpose, the forming tool has a bending head with a bending form and with a bending arm that can be rotated about the bending form and that has a clamping device for clamping an end section of the workpiece against a peripheral section of the bending form and that is rotatable about a bending axis. To produce a bend, a front end section of the workpiece is brought into a starting position in the engagement area of the bending head, the clamping device is brought into contact with the end section and the end section is clamped against a peripheral section of the bending mold. The draw-in device 300 is brought into engagement as a counter-holder device with a feed-side section of the workpiece. In a bending operation, rotating the bending arm about the bending axis creates a bend between the feed-side section and generated the clamped end portion. In this way, flat bends can be produced, the bending radius of which is specified by the outer contour of the bending shape.
Es ist auch möglich, innerhalb des Werkstücks einen tordierten bzw. verdrillten Abschnitt zu erzeugen. Dazu kann die Einzugseinrichtung zum Einleiten eines Torsionsmoments am zufuhrseitigen Abschnitt vor, während und/oder nach der Drehung des Biegearms um die Biegeachse um eine parallel zur Längsrichtung des zufuhrseitigen Abschnitts verlaufenden Drehachse, nämlich die Transportachse 310, derart gedreht werden, dass in einem Bereich zwischen der Einzugseinrichtung und der Biegeform ein tordierter Abschnitt erzeugt wird. Das Zugbiegewerkzeug in Kombination mit der drehbaren Einzugseinrichtung 300 erlaubt somit die Herstellung komplexer Biegegeometrien, die gegebenenfalls auch einen oder mehrere tordierte Abschnitte beinhalten können It is also possible to produce a twisted or twisted section within the workpiece. For this purpose, the pull-in device for introducing a torsional moment on the feed-side section before, during and / or after the rotation of the bending arm about the bending axis about an axis of rotation running parallel to the longitudinal direction of the feed-side section, namely the transport axis 310, can be rotated such that in a region between the feed device and the bending form a twisted section is generated. The pull-bending tool in combination with the rotatable pull-in device 300 thus allows the production of complex bending geometries, which may also contain one or more twisted sections
Die zweite Umformeinheit 230 steht unter 45° zur Horizontalrichtung oder Vertikalrichtung und greift von rechts oben am Werkstück an. Im Beispielsfall ist in der Werkzeugaufnahme am Werkstück zugewandten Ende der Umformeinheit ein Biegewerkzeug mit zwei Biegestiften eingesetzt. Das Biegewerkzeug kann um seine Werkzeugachse gedreht und parallel zur Werkzeugachse mit Hilfe des Schiebers hin und her geschoben werden. In Verbindung mit der drehbaren Einzugseinrichtung können dadurch auf einfache Weise Biegungen mit unterschiedlich orientierten Biegeebenen im Werkstück erzeugt werden. The second forming unit 230 is at 45 ° to the horizontal or vertical direction and engages the workpiece from the top right. In the example, a bending tool with two bending pins is used in the end of the forming unit facing the tool holder on the workpiece. The bending tool can be rotated around its tool axis and pushed back and forth parallel to the tool axis using the slide. In connection with the rotatable draw-in device, bends with differently oriented bending planes can be produced in the workpiece in a simple manner.
Die dritte Umformeinheit 240 ist mit vertikaler Schieberachse an der Vorderwand 105 montiert und greift von oben am Werkstück an. Ein Drehwerk ist nicht installiert, kann aber optional installiert werden. Die Werkzeugaufnahme der dritten Umformeinheit ist im Beispielsfall nicht bestückt. Sie kann mit unterschiedlichen Umformwerkzeugen bestückt werden, z.B. auch mit dem gleichen Biegewerkzeugtyp wie die erste Umformeinheit 220, allerdings um 90° gedreht, um Zeit beim Umformen zu sparen.
The third forming unit 240 is mounted with a vertical slide axis on the front wall 105 and engages the workpiece from above. A slewing gear is not installed, but can be installed as an option. The tool holder of the third forming unit is not equipped in the example. It can be equipped with different forming tools, e.g. also with the same type of bending tool as the first forming unit 220, but rotated by 90 ° to save time during forming.
Claims
Patentansprüche Claims
1. Umformmaschine (100) zur Herstellung von Formteilen aus einem langgestreckten Werkstück, insbesondere aus einem Draht, mit: einer Umformeinrichtung (200) mit einer oder mehreren Umformeinheiten (220, 230, 240) zur Aufnahme von Umformwerkzeugen, einer Einzugseinrichtung (300) zum Einziehen eines langgestreckten Werkstücks von einem Materialvorrat und zum Fördern des Werkstücks parallel zu einer Transportachse (310) in den Bereich der Umformeinrichtung (200), wobei die Einzugseinrichtung (300) als Riemeneinzugseinrichtung ausgebildet ist und zwei gegenläufig umlaufende Transportriemen (305-1, 305-2) aufweist, welche an einander zugewandten Seiten mit einander zugewandten Außenflächen einen in Richtung der Transportachse langgestreckten Transportspalt (315) zum Hindurchführen des Werkstücks begrenzen; einer der Einzugseinrichtung (300) vorgeschalteten Richteinheit (400) zum Richten des vom Werkstückvorrat kommenden Werkstücks vor Eintritt in die Einzugseinrichtung (300); dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugseinrichtung (300) mittels eines Drehantriebs (350) um eine zur Transportachse (310) koaxiale Einzugs-Drehachse um vorgebbare Drehwinkel drehbar ist. 1. Forming machine (100) for the production of molded parts from an elongated workpiece, in particular from a wire, comprising: a forming device (200) with one or more forming units (220, 230, 240) for receiving forming tools, a feed device (300) for Pulling in an elongated workpiece from a supply of material and for conveying the workpiece parallel to a transport axis (310) in the area of the forming device (200), the pulling device (300) being designed as a belt pulling device and two counter-rotating conveyor belts (305-1, 305- 2) which, on mutually facing sides with mutually facing outer surfaces, delimit a transport gap (315) which is elongated in the direction of the transport axis and for guiding the workpiece through; a straightening unit (400) connected upstream of the feed device (300) for straightening the workpiece coming from the workpiece supply before it enters the feed device (300); characterized in that the draw-in device (300) can be rotated by means of a rotary drive (350) around a draw-in rotary axis coaxial with the transport axis (310) by predeterminable angles of rotation.
2. Umformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die2. Forming machine according to claim 1, characterized in that the
Einzugseinrichtung (300) für jeden Transportriemen (305-1, 305-2) zwei achsparallele Umlenkrollen (316, 317) aufweist, von denen mindestens eine mittels eines Antriebs antreibbar ist, wobei die Einzugseinrichtung vorzugsweise zwischen den Umlenkrollen wenigstens eine Stützrolle (318) zum Stützen des Transportriemens in einem zum Kontakt mit dem Werkstück vorgesehenen Abschnitt aufweist. Infeed device (300) has two axially parallel deflection rollers (316, 317) for each transport belt (305-1, 305-2), at least one of which can be driven by means of a drive, the infeed device preferably between the deflection rollers for at least one support roller (318) Has support of the conveyor belt in a section provided for contact with the workpiece.
3. Umformmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportriemen (305-1, 305-2) als Zahnriemen ausgebildet sind. 3. Forming machine according to claim 2, characterized in that the transport belts (305-1, 305-2) are designed as toothed belts.
4. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugseinrichtung (300) eine Zustelleinrichtung zur stufenlosen symmetrischen gegenläufigen Zustellung der Transportriemen (305-1, 305-2) in einer senkrecht zur Transportrichtung (310) verlaufenden Zustellrichtung aufweist. 4. Forming machine according to one of the preceding claims, characterized in that the feed device (300) has a feed device for continuously symmetrical counter-rotating feed of the transport belts (305-1, 305-2) in a feed direction perpendicular to the transport direction (310).
5. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung (380) zur Messung der mittels der Einzugseinrichtung (300) geförderten
Werkstücklänge, wobei vorzugsweise die Messeinrichtung (380) wenigstens ein Messrad (381) aufweist, das gemeinsam mit einem Gegenelement, insbesondere einem Laufrad (382) oder einem weiteren Messrad, einen Messspalt zum Hindurchführen des Werkstücks begrenzt. 5. Forming machine according to one of the preceding claims, characterized by a measuring device (380) for measuring the conveyed by means of the feed device (300) Workpiece length, the measuring device (380) preferably having at least one measuring wheel (381) which, together with a counter-element, in particular an impeller (382) or another measuring wheel, delimits a measuring gap for guiding the workpiece through.
6. Umformmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (380) synchron mit der Einzugseinrichtung (300) um die Transportachse (310) drehbar ist. 6. Forming machine according to claim 5, characterized in that the measuring device (380) is rotatable about the transport axis (310) synchronously with the feed device (300).
7. Umformmaschine nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen um die Transportachse (310) drehbar gelagerten Trägerrahmen (320), der eine erste Wand (324) mit einer der Richteinheit (400) zugewandte Einlassöffnung und eine zweite Wand (326) mit einer der Umformeinrichtung (200) zugewandte Auslassöffnung aufweist, wobei die7. Forming machine according to one of claims 5 or 6, characterized by a support frame (320) rotatably mounted about the transport axis (310), which has a first wall (324) with an inlet opening facing the straightening unit (400) and a second wall (326) with an outlet opening facing the shaping device (200), wherein the
Einzugseinrichtung (300) und die Messeinrichtung (380) zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung an dem Trägerrahmen (320) montiert sind. The intake device (300) and the measuring device (380) are mounted on the support frame (320) between the inlet opening and the outlet opening.
8. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richteinheit (400) synchron mit der Einzugseinrichtung (300) um die Transportachse drehbar ist, wobei vorzugsweise ein Trägerrahmen (420) der Richteinheit (400) mechanisch drehfest mit einem Trägerrahmen (320) für die Einzugseinrichtung (300) verbunden ist. 8. Forming machine according to one of the preceding claims, characterized in that the straightening unit (400) can be rotated synchronously with the intake device (300) about the transport axis, preferably a support frame (420) of the straightening unit (400) mechanically non-rotatably with a support frame (320 ) for the feed device (300) is connected.
9. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (200) zwei, drei oder mehr um die Transportachse9. Forming machine according to one of the preceding claims, characterized in that the forming device (200) has two, three or more around the transport axis
(310) herum verteilt angeordnete und wahlweise in Eingriff mit dem Werkstück zustellbare Umformeinheiten (220, 230, 240) aufweist.
(310) has reshaping units (220, 230, 240) which are arranged distributed around and optionally in engagement with the workpiece.
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