AT516345A2 - Freiformschmiedeanlage und Freiformschmiedeverfahren - Google Patents

Abstract

Um bei einer Freiformschmiedeanlage oder bei einem Freiformschmiedeverfahren die Zeit für den Durchlauf eines Werkstücks zu minimieren, erfolgt die Entnahme des Werkstücks aus einem Ofen und dessen Ausrichten in eine Schmiedeposition durch einen Aufgaberoboter, der das Werkstück einer Freiformschmiede aufgibt, und die Weitergabe und Orientierung des Werkstücks nach dem Freiformschmieden durch einen Entladeroboter, der das Werkstück an eine Nachbearbeitungsmaschine entsprechend orientiert weitergibt.

Description

Freiformschmiedeanlage und Frei formschmiede verfahren [01] Die Erfindung betrifft eine Freiformschmiedeanlage sowie einFreiformschmiedeverfahren.

[02] An sich umfassen derartige Freiformschmiedeanlagen undFreiformschmiedeverfahren jeweils eine Freiformschmiede, einen der Freiformschmiedevorgelagerten Ofen, wie beispielsweise einen Drehtischofen, und eine der Freiformschmiedenachgelagerte Nachbearbeitungsmaschine, wie beispielsweise eine Markier- und/oderTrennvorrichtung, durch welche nach dem Freiformschmieden etwaige Werkstücke getrennt,geteilt oder aber von Werkstückenden befreit werden können bzw. durch welche Werkstückenach dem Freiformschmieden zur Dokumentationszwecken beschriftet oder markiert werdenkönnen. Weiterhin sind als nachgelagerte Nachbearbcitungsmaschincn Wärmcbehandlungsöfenund dergleichen zu nennen.

[03] Hierbei ist es offensichtlich, dass ein zu schmiedendes Werkstück vor demFreiformschmieden dem Ofen entnommen und in eine Schmiedeposition ausgerichtet werdenmuss. Nach dem Freiformschmieden muss das Werkstück an die Nachbearbeitungsmaschineweitergegeben werden, wozu es in eine Weitergabeposition orientiert wird.

[04] Bei den Freiformschmieden wird insbesondere zwischen Freiformschmiedepressen und Freiformschmiedemaschinen unterschieden, wobei in der Regel eineFreiformschmiedepresse nur ein bewegliches Werkzeug, nämlich einen Stempel, hat. DiesesWerkzeug wirkt in der Regel in vertikaler Richtung auf das zu schmiedende Werkstück,welches sich wiederrum auf einem Schmiedesattel abstützt. Bei einer

Freiformschmiedemaschine hingegen wirken mehrere Werkzeuge, insbesondere ggf. auchgleichzeitig, auf das Werkstück ein. In bestimmten Ausführungsformen, beispielsweise bei einerRadialschmiede oder Radialschmiedemaschine, kann das Werkstück von dem Werkzeugenvollständig umschlossen werden. Bei einer Freiformschmiedemaschine arbeiten die Werkzeugein der Regel alle als Stempel und es braucht einen separaten Schmiedesattel nicht. Bei einerderartigen Freiformschmiedcmaschine entfällt in der Regel eine Breitung des Werkstückswährend des Schmiedens und das ungeformte Werkstück fließt nur in Längsrichtung, dasenkrecht hierzu Werkzeuge das Werkstück vollständig umschließen. Auch bei

Schmiedepressen ist es denkbar, dass das Werkstück vollständig von W'erkzeugen umschlossen ist, wobei hierzu in der Regel ein Gesenk dienen kann. Dementsprechend offenbaren dielediglich Gesenkschmiedepressen beschreibenden und mithin nicht gattungsgemäßen DE 31 48652 Al, DE 10 2004 035 797 B3 und SU 733 843 Anordnungen, bei denen zwar Roboter zumEinsatz kommen, diese jedoch nicht in dem Maße ausrichtend wirksam werden, wie dieses beimFreiformschieden notwendig ist, und auch nicht unmittelbar Werkstücke aus einem Ofenentnehmen bzw. ausrichtend weitergeben. Häufig umschließt ein derartiges Gesenk dasWerkstück gemeinsam mit den Schmiedestempeln zur Gänze, während - wie bereits vorstehenddargelegt - bei Freiformschmiedemaschinen das Werkstück in Längsrichtung in der Regelfreibleibt und dort ggf. von Belademanipulatoren bzw. Entlademanipulatoren einseitig bzw.auch beidseits gehalten und nach Bedarf in Längsrichtung verlagert bzw. auch rotiert wird.

[05] Je nach konkreter Ausgestaltung kann insbesondere bei hydraulischenFreiformschmiedemaschinen eine Umformung über den gesamten Querschnitt, also bis in denKern, erreicht werden. Hierdurch ist eine Freiformschmiedemaschine in der Regel deutlichschneller und mithin produktiver als eine Freiformschmiedepresse, wobei es sich außerdemversteht, dass es auch Mischformen gibt, bei denen beispielsweise bei Freiformschmiedepressenmehrere Stempel als Werkzeuge vorgesehen sind, die beispielsweise von der Seite herLochungen durchführen, wodurch ebenfalls sehr große Umformungen erzielt werden können.

[06] Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Freiformschmiedeanlage oder einFreiformschmiedeverfahren der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass die Zeit fürden Durchlauf eines Werkstücks minimiert ist.

[07] Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Freiformschmiedeanlage bzw. durchein Freiformschmiedeverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.Weitere, ggf. auch unabhängig hiervon, vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in denUnteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.

[08] So kann die Zeit für den Durchlauf eines Werkstücks bei einerFreiformschmiedeanlage, die eine Freiformschmiede, einen der Freiformschmiedevorgelagerten Ofen und eine der Freiformschmiede nachgelagerte Nachbearbeitungsmaschinesowie Mittel zur Entnahme von Werkstücken aus dem Ofen, Mittel zum Ausrichten derentnommenen Werkstücke in eine Schmiedeposition, Mittel zur Weitergabe der Werkstücke andie Nachbearbeitungsmaschine und Mittel zum Orientieren der Werkstücke in eineWeitergabeposition umfasst, dadurch minimiert werden, dass die Freiformschmiedeanlage einen die Entnahmemittel und die Ausrichtmittel umfassenden Aufgaberoboter und einen dieWeitergabemittel und die Orientiermittel umfassenden Entladeroboter umfasst.

[09] Ebenso kann die Zeit für den Durchlauf eines Werkstückes bei einem

Freiformschmiedeverfahren, bei welchem ein zu schmiedendes Werkstück vor demFreiformschmieden einem Ofen entnommen und in eine Schmiedeposition ausgerichtet, in einerFreiformschmiede geschmiedet und das geschmiedete Werkstück nach dem Frei formschmiedenin eine Weitergabeposition orientiert und an eine Nachbearbeitungsmaschine weitergegebenwird, dadurch minimiert werden, dass die Entnahme und das Ausrichten durch einenAufgaberoboter und die Weitergabe und Orientierung durch einen Entladeroboter erfolgt. ]10] Die Entnahme und das Ausrichten durch eine Komponente, nämlich den

Aufgaberoboter, welcher dementsprechend dann die Entnahmemittel und die Ausrichtmitteldarstellt, und durch die Weitergabe und Orientierung durch eine Komponente, nämlich denEntladeroboter. der dementsprechend die Weitergabemittel und die Orientiermittel darstellt,kann die Zahl der Komponenten, die jeweils aufgabeseitig bzw. entladeseitig vorgesehen sind,reduziert werden. Insbesondere können dann etwaige Rollgänge, gegebenenfalls auch Be- undEntladeeinrichtungen oder separate Drehtische zur Änderung der Lage in Schmiedepositionenbzw. Weitergabepositionen hinein entfallen, da diese durch die jeweilige Komponenteentsprechend gemeinsam erledigt werden können. Hierdurch entfallen je nach konkreterProblemsituation im Stand der Technik - auch etwaige Abstimmungsprobleme zwischen demKomponenten, sodass die entsprechenden Vorgänge auch wesentlich schneller durchgeführtwerden können. Insbesondere wird auch die Gefahr, dass eine der vielen Komponenten, die beiFreiformschmiedeanlagen nach dem Stand der Technik zur Anwendung kommen, wiebeispielsweise Rollengänge oder ähnliches, den Ablauf ausbremst, minimiert, dadementsprechend weniger Komponenten zur Anwendung kommen.

[11] Als Ofen kann jeder Ofen zur Anwendung kommen, der für Freiformschmiedengeeignet und insbesondere in der Lage ist, Werkstücke auf die für das Freiformschmiedennotwendige Temperaturen zu erwärmen. Insbesondere bieten sich an sich bekannteDrehtischöfen oder Drehtelleröfen hierfür an.

[12] Je nach konkretem Werkstück können unterschiedlicheNachbearbeitungsmaschinen an der Freiformschmiedeanlage vorgesehen sein, wiebeispielsweise Markier- und/oder Trennvorrichtungen, Entgratungsvorrichtungen, [13] Vorzugsweise sind der Aufgabe- und der Entladeroboter maschinenbaulich separatausgebildet. Dieses hat zum einen zunächst den Vorteil, dass jeder der Roboter einzelngleichzeitig arbeiten kann, was bei der Verwendung lediglich eines einzelnen Roboters sowohlals Aufgabe- als auch als Entladeroboter nicht möglich wäre, sodass Ersteres einen wesentlichschnelleren Durchsatz von Werkstücken ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht die separatemaschinenbauliche Ausbildung, dass die beiden Roboter entsprechend getrennt und in ihren

Positionen optimal auf ge,stellt.....werden können, um auf diese Weise die von den Robotern zu -............ durchlaufenden Wege - und mithin die Zeit, die ein Werkstück für den entsprechendenDurchlauf braucht - zu minimieren.

[14] Insbesondere können der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter genau jeweilseinen Drehfuß aufweisen, sodass die Roboter dementsprechend unmittelbar maschinenbaulichseparat ausgebildet werden können, da ein gemeinsamer gebäudefester Drehfußmaschinenbaulich sehr aufwendig ist und entsprechende Freiheiten hinsichtlich der Position derbeiden Roboter nicht ermöglicht. Je nach konkreter Umsetzung kann dieser Drehfußgebäudefest ausgebildet oder selbst, beispielsweise auf Schienen oder auf einem eigenenDrehtisch, verlagerbar ausgebildet sein. Letztere Lösung erweist sich beispielsweise dann alsvorteilhaft, wenn der Roboter als Beladeeinrichtung für einen Öfen mit getrennten Be- undEntladeöffnungen dienen soll.

[15] Vorzugsweise sind der Aufgabe- und der Entladeroboter baugleich ausgebildet.

Dieses ermöglicht es, Rüst- und Stillstandzeiten zu minimieren, da es dann wesentlichkostengünstiger ist, Ersatzteile vor Ort bereit zu halten oder sogar einen dritten Roboter alsReserve vorzuhalten. Dieses ermöglicht dementsprechend kürzere Wartungszeiten und mithineinen größeren zeitlichen Durchsatz an Werkstücken.

[16] Vorzugsweise sind der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter alsGelenkarmroboter ausgebildet, wodurch der entsprechende Roboter in seinen Bewegungen sehrfrei ist und mithin insbesondere bei dem Einsatz unterschiedlicher zu bearbeitender Werkstückein seinen Bewegungsabläufen an diese Unterschiede ohne weiteres angepasst werden kann,sodass beispielsweise unterschiedliche Schmiedepositionen für die unterschiedlichenWerkstücke oder auch unterschiedliche Entnahmepositionen, welche der Entladeroboter danninnerhalb der Freiformschmiede hinsichtlich des Werkstückes anfahren muss, schnell undbetriebssicher durch ein Umprogrammieren der den Roboter anstellenden Computerprogrammerealisiert werden können.

[17] Wie bereits vorstehend dargestellt, weisen der Aufgabe- und/oder derEntladeroboter vorzugsweise genau jeweils einen Drehfuß auf, was häufig insbesondere auchbei Gelenkarmrobotern dementsprechend zu finden ist. Dieser Drehfuß kann insbesonderegebäudefest vorgesehen sein. Unter Umständen erweist sich jedoch eine in Bezug auf dasGebäude, in welchem die Freiformschmiedeanlage vorgesehen ist, verlagerbare Anordnung desDrehfußes, beispielsweise auf Schienen oder auf einem Drehtisch, als vorteilhaft, um auf diese .....-We«e den Einsatzbefeieh“ des Roboters erweitern·........und - berspielweise auch.....Öfen'-trat unterschiedlichen Be- und Entladeöffnungen be- und entladen zu können.

[18] Weist der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter einen Werkstücke greifendenEffektor auf, der sowohl in wenigstens drei Dimensionen translatorisch verlagerbar als auch umdrei Achsen verdrehbar ist, lassen sich entsprechend unterschiedliche Bewegungsabläufe schnellumsetzen, was neben den bereits vorstehenden maschinenbaulichen Vorteilen auchentsprechende Vorteile bei der Konzeption derartiger Freifornischmiedeanlagen bzw.Freiformschmiedeverfahren hat, da letztlich sehr unterschiedliche räumliche Gegebenheiten mitbaugleichen Robotern konstruktiv berücksichtigt werden können, indem letztlich lediglich dieBewegungsabläufe dieser Roboter entsprechend angepasst werden.

[19] Die Freiheiten der Bewegungsabläufe in der Verwendung von Roboternermöglichen es darüber hinaus einer Freiformschmiedeanlagc mehrere Öfen und/oderNachbearbeitungsmaschinen zuzuordnen, die jeweils im Erfassungsbereich des entsprechendenRoboters angeordnet sind, so dass bei wechselnden Werkstückarten geeignete Öfen bzw.Nachbearbeitungsmaschinen für die Werkstücke zur Verfügung stehen, ohne dass gesondertebzw. aufwändige maschinenbauliche Maßnahmen oder Umrüsttätigkeiten vorgcnommenwerden müssen, da der entsprechende Roboter lediglich anders angesteuert werden braucht.

[20] Vorzugsweise werden als Aufgabe- und/oder Entladeroboter Roboter gewählt, dieauf ± 5 mm genau positionierbar sind. Für die beim Freiformschmieden, und insbesondere beimFreiformschmieden großer Werkstücke, wie beispielsweise beim Freiformschmieden vonEisenbahnachsen oder auch Schiffswellen bzw. sonstigen Antriebswellen, auftretendenBewegungsabläufe kann hierdurch ohne weiteres ein Roboter die bisherigen Entnahme-,Ausricht-, Weitergabe- bzw. Orientiermittel ersetzen und hierdurch dementsprechend Zeitsparen, ohne den Einsatz weiterer, einem genaueren positionierenden dienender Mittel nutzenzu müssen. Dieses gilt insbesondere, wenn der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter auf + 2mm genau positionierbar sind.

[21] Der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter können hydraulisch oder elektro¬ motorisch angetrieben sein, was ohne weiteres entsprechend der maschinenbaulichen Vorgabenbei dem jeweiligen konkreten Freiformschmiedeverfahren bzw. bei der jeweils konkretenFreiformschmiedeanlage passend gewählt werden kann. Insbesondere werden jedochhydraulische Antrieb bevorzugt, da hierdurch den Anforderungen beim Freiformschmiedenbzw. beim Radialschmieden, insbesondere den beim Freiform- bzw. Radialschmieden vonWellen; -wie beispielsweise von-Etsenbahnachsenram ehesten Rechnung getragen werdeü kairfr.................................

[22] Je nach konkreter Ausgestaltung der Freiformschmiede kann diese einen

Belademanipulator und einen Entlademanipulator aufweisen, welche während desFreiformschmiedens das Werkstück führen, was insbesondere bei Freiformschmiedemaschinen,aber ggf. in besonderen Fällen auch bei Freiformschmiedepressen, vorgesehen sein kann.Vorzugsweise sind der Belademanipulator und der Entlademanipulator miteinandersynchronisiert und können insbesondere das Werkstück reversierend durch die

Freiformschmiede, insbesondere durch die Freiformschmiedemaschine, führen. Hierbei ist esinsbesondere denkbar, dass das Werkstück während des Führens nicht nur axial verlagertsondern auch um die Längsachse gedreht wird. Zwar ist es denkbar, dass in besonderenAusgestaltungen diese Führung des Werkstücks durch die Freiformschmiede hindurch durchden Aufgaberoboter und/oder durch den Entladerobotcr durchgeführt wird. Je nach konkreterAnlagenkonstruktion bzw. je nach konkretem Freiformschmiedeverfahren hat es sich jedoch alsvorteilhaft erwiesen, an dem Konzept der Belademanipulatoren und Entlademanipulatorenfestzuhalten, da diese bereits hinlänglich bekannt und in ihren Vorzügen ausgetestet sind, sodassdiese auch beim Freiformschmieden auftretenden Randbedingungen, also insbesondere denauftretenden Kräften und den während des Freiformschmiedens bedingten Bewegungsabläufenausreichend genügen können. Andererseits ist es dann von Vorteil, wenn der Aufgaberoboterdas zu schmiedende Werkstück in der Schmiedeposition dem Belademanipulator aufgibt undder Entladeroboter das geschmiedete Werkstück von dem Entlademanipulator an dieNachbearbeitungsmaschine orientiert weitergibt, da dann die Aufgabe und die Weitergabe mitden bereits vorstehend erläuternden Vorteilen unter minimiertem Zeitaufwand erfolgen kann.

[23] Wie bereits vorstehend angedeutet, kann der Aufgaberoboter und/oder derEntladeroboter das Werkstück während des Freiformschmiedens halten, was dann einenVerzicht auf einen Belademanipulator bzw. auf einen Entlademanipulator ermöglicht.Vorzugsweise sind dann der Aufgaberoboter und der Entladeroboter währenddessenmiteinander synchronisiert und können insbesondere das Werkstück reversierend durch dieFreiformschmiede, insbesondere durch die Freiformschmiedemaschine, führen. Hierbei ist es insbesondere ebenfalls denkbar, dass das Werkstück während des Führens nicht nur axialverlagert sondern auch um die Längsachse gedreht wird, was insbesondere bei Radialschmiedenvorteilhaft ist. Vorzugsweise erfolgt eine Übergabe des Werkstücks von dem Aufgaberoboter zudem Entladeroboter, was insbesondere auch während des Schmiedevorgangs erfolgen kann,wenn das Werkstück selbst durch die Schmiedestempel an sich positioniert ist.

[24] Es versteht sich, dass es ebenso denkbar ist, dass der Aufgaberoboter dasWerkstück der Freiformschmiede aufgeben kann, indem er dieses beispielsweise auf einenSchmiedesattel der Frei formschmiede auflegt und dann mit dem Werkstück nicht mehr inKontakt kommt, während der Entladeroboter dann das Werkstück nach dem bzw. für dasFreiformschmieden aufnimmt. Muss das Werkstück dann während des Freiformschmiedensnoch in seiner Position verlagert werden, kann dieses entweder der Aufgaberoboter oder derEntladeroboter übernehmen, was vorzugsweise davon abhängt, inwieweit diese Roboter zudiesen Zeitpunkten gerade frei sind.

[25] Ist im Arbeitsbereich des Aufgaberoboters eine Werkstückbereitstellung vor¬gesehen, kann eine separate Beladeeinrichtung für den Ofen wegfallen, da durch das Beladenvon der Werkstückbereitstellung, welche beispielsweise ein geeigneter Tisch oder auch einRollengang bzw. ggf. auch eine Korb oder eine Schütte sein kann, die Werkstücke mittels desAufgaberoboters unmittelbar dem Ofen aufgeben und diese nach dem Erwärmen wiederentnommen werden können. Dementsprechend ist es bei einem Freiformschmiedeverfahren vonVorteil, wenn der Aufgaberoboter den Ofen auch mit Werkstücken belädt, was unabhängigdavon, wie die Werkstücke bereitgestellt werden, entsprechend zu einer baulichenVereinfachung führt.

[26] Die vorstehend beschriebenen Anordnungen bzw. Verfahren eignen sichinsbesondere für Radialschmieden, insbesondere für Radialschmiedemaschine oder eineRadialschmiedepresse, bei denen die Roboter beispielsweise gemeinsam oder alleine dasjeweilige Werkstück halten und ggf. auch drehen und axial in Bezug auf die Radialschmiedepositionieren bzw. bei denen die Roboter beispielsweise mit Be- bzw. EntlademanipulatorenZusammenwirken und diesen die Werkstücke aufgeben bzw. von diesen annehmen und dannweitergeben.

[27] Insbesondere können mit den vorstehend beschriebenen Anordnungen bzw.Verfahren Wellen, vorzugsweise abgesetzte Wellen, wie beispielsweise Eisenbahnachse oder

Schiffswellen, bei minimierter Durchlaufzeit gegenüber herkömmlichen Schmiedeverfahrenderartiger Werkstücke geschmiedet werden.

[28] Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteileentsprechend kumuliert umsetzen zu können. .........“[291 Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch inanliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine erste Freiformschmiedeanlage in schematischer Aufsicht; undFigur 2 eine zweite Freiformschmiedeanlage in schematischer Aufsicht.

[30] Die in Figur 1 dargestellte Freiformschmiedeanlage 1 umfasst eineFreiformschmiede 2, einen Ofen 3, der als Drehtischofen 4 ausgebildet ist, sowie eineNachbearbeitungsmaschine 5, die als Markier- und Trennvorrichtung 6 unter anderem mit einerSäge 7 ausgestattet ist und geschmiedete Werkstücke 8 mit einer Kodierung zuDokumentationszwecken versieht sowie in vorgesehener Weise trennt. Je nach konkretenWerkstücken können hier Werkstücke in mehrere Teile getrennt werden, insbesondere wennbeispielsweise Werkstücke doppelnutzig oder sonst wie mehrnutzig geschmiedet werden, oderaber von Endstücken befreit werden können. Auch ist es möglich eine definierteProbenentnahme durchzuführen.

[31] Die Freiformschmiedeanlage 1 umfasst darüber hinaus Entnahmemittel 9 zurEntnahme von Werkstücken 8 aus dem Ofen 3 sowie Ausrichtmittel 10, mittels welcher dieWerkstücke 8 in eine Schmiedeposition ausgerichtet werden können, sodass diese in derFreiformschmiede 2 geschmiedet werden können.

[32] Des Weiteren umfasst die Freiformschmiedeanlage 1 Weitergabemittel 11, mittelswelcher die Werkstücke 8 von der Freiformschmiede 2 an die Nachbearbeitungsmaschine 5weitergegeben werden können. Hierbei sind auch Orientiermittel 12 vorgesehen, welche dafürsorgen, dass die Weitergabe durch die Weitergabemittel 11 derart orientiert erfolgt, dass dieNachbearbeitungsmaschine 5 die Nachbearbeitung ohne weiteres durchführen kann.

[33] Hierbei sind bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dieEntnahmemittel 9 und die Ausrichtmittel 10 durch einen Aufgaberoboter 13 dargestellt.

[34] Darüber hinaus sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dieWeitergabemittel 11 und die Orientiermittel 12 durch einen Entladeroboter 14 dargestellt.

[35] Die Roboter 13, 14 sind hierbei jeweils mit einem Drehfuß 16 sowie mit einemradial expandier- und verkürzbaren Arm versehen, der darüber hinaus auch in der Höhe (nichtdurch Pfeile dargestellt) verlagerbar ist. An dem Arm ist wiederum ein bei diesemAusführungsbeispiel als Zange ausgestalteter Effektor 17 vorgesehen, der bei diesemAusführungsbeispiel um drei Achsen drehbar ist, wobei hier ggf. auch eine Drehung umlediglich zwei oder sogar nur um eine Achse in abweichenden Ausführungsformen ausreichenkann, insbesondere ggf. im Zusammenhang mit der Drehbarkeit um den Drehfuß 16. Es verstehtsich, dass als Effektor 17 in anderen Ausführungsformen beispielsweise auch Haken,Spanneinrichtungen oder dergleichen zur Anwendung kommen können, insoweit dieses denjeweiligen Werkstücken 8 angemessen erscheint.

[36] Wie unmittelbar ersichtlich, sind die beiden Roboter 13, 14 jeweils mit genaueinem gebäudefesten Drehfuß 16 versehen und maschinenbaulich separat ausgebildet. Darüberhinaus sind die beiden Roboter 13, 14 bei diesem Ausführungsbeispiel baugleich ausgebildetund können die Werkstücke 8 auf jeweils ± 2 mm oder weniger genau positionieren. Je nachkonkreter Umsetzung dieses Auführungsbeispiels können die Roboter 13, 14 hydraulisch oderelektromotorisch angetrieben sein, wobei in der vorliegenden konkreten Umsetzung einhydraulischer Antrieb bevorzugt wird, der den Verhältnissen bei einer Freiformschmiede undinsbesondere den dort auftretenden Kräften am ehesten Rechnung tragen kann.

[37] Darüber hinaus weist die Freiformschmiedeanlage 1 eine als Rollengangausgestaltete Beladeeinrichtung 22 auf, mittels derer der Ofen 3 mit Werkstücken 8 beladenwerden kann.

[38] Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel können die beiden Roboter13, 14 das Werkstück 8 während des Freiformschmiedens einzeln oder gemeinsam halten, wenndieses für den Freiformschmiedevorgang von Vorteil ist. Eine Übergabe erfolgt ggf. auchwährend die Freiformschmiede 2 auf das Werkstück 8 einwirkt und das Werkstück 8 von derFreiformschmiede 2 gehalten wird.

[391 Oie in Figur 2 dargestellte Freiformschmiede 2 der Freiformschmiedeanlage 1 ist ebenfalls als Freiformschmiedemaschine 20 ausgebildet und umfasst einen Belademanipulator18 sowie einen Entlademanipulator 19, welche bei diesem Ausführungsbeispiel die jeweiligenWerkstücke reversierend durch die Freiformschmiede 2 führen.

[40] Darüber hinaus ist bei diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem

Ausführungsbeispiel nach Figur 1 auf eine separate Beladeeinrichtung 22 für den Ofen 3verzichtet worden, wobei der Aufgaberoboter 13 Werkstücke 8 von einer

Werkstückbereitstellung 23, welche bei diesem Ausführungsbeispiel als Tisch, auf welchem dieWerkstücke liegen, ausgebildet ist, in den Ofen 3 lädt. Mithin dient dann der Aufgaberoboter 13auch als Beladeeinrichtung 22.

[41] Darüber hinaus sind die beiden Roboter 13, 14 bei diesem Ausführungsbeispiel alsGelenkarmroboter 15 ausgebildet, sodass auf diese Weise der Effektor 17 der Roboter 13, 14 indrei Dimensionen translatorisch verlagerbar ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist derEffektor 3 insgesamt um drei Achsen drehbar, wobei er lediglich um eine Achse drehbar an demArm des Gelenkarmroboter 15 angebracht ist und die übrigen Achsen durch denGelenkarmroboter 15 selbst dargestellt sind. Sollte in einer konkreten Ausführungsform derOfen 3 getrennte Be- und Entladeöffnungen aufweisen, kann es von Vorteil sein, einen Fuß desGelenkarmroboters 15 verlagerbar, beispielsweise auf Schienen verlagerbar, auszugestalten, sodass der Aufgaberoboter 13 immer noch als Beladeeinrichtung 22 dienen kann.

[42] Dementsprechend umfasst der Aufgaberoboter 13 die Entnahmemittel 9 undAusrichtmittel 10, mittels welcher Werkstück 8 aus dem als Drehtischofen 4 ausgebildeten Ofen3 entnommen und in eine Schmiedeposition ausgerichtet dem Belademanipulator 18 übergebenwerden können, sowie die Beladeeinrichtung 22.

[43] Der Entladeroboter 14 hingegen umfasst die Weitergabemittel 11 und dieOrientiermittel 12, die ein orientierte Weitergabe der Werkstücke 8 von demEntlademanipulator 19 an die Nachbearbeitungsmaschine 5, welche bei diesemAusführungsbeispiel ebenfalls eine Markier- und Trennvorrichtung 6 mit einer Säge 7 umfasst, ermöglichen.

[44] Auch bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Roboter13, 14 maschinenbaulich getrennt ausgebildet und weisen jeweils einen gebäudefesten Drehfuß(zeichnerisch nicht dargestellt) auf, wie dieses bei Gelenkarmrobotem 15 an sich üblich ist.

[45] Darüber hinaus sind die Roboter 13, 14 bei diesem Ausführungsbeispiel auf ± 2mm oder weniger genau positionierbar und hydraulisch, oder unter Umständen auchelektromotorisch, angetrieben.

[461 Es versteht sich, dass die in den Ausführungsbeispielen exemplarisch dargestellten

Roboter 13, 14 ggf. durch andere Robotergattungen ersetzt bzw. insbesondere auch jeweils beiden anderen Ausführungsbeispielen entsprechend zur Anwendung kommen können. Ebensoversteht es sich, dass die Freiformschmieden 2 ggf. auch abweichend bauen können, wasdementsprechend auch für die Öfen 3 und die Nachbearbeitungsmaschinen 5 gilt.

[47J Da die Roboter 13, 14 jeweils bei beiden Ausführungsbeispielen baugleich sind, ist ..................__ es ohne weiteres möglich, einen Roboter maschinenbaulich in Reserve zu halten, um ggf. beiAusfällen schnell einen Ersatz schaffen zu können. Auf diese Weise lassen sich Ausfallzeitenminimieren, da dann lediglich die vorprogrammierten Bewegungsabläufe auf den neuenRoboter übertragen W'erden müssen.

Bezugszeichenliste: 1 Freiformschmiedeanlage 13 Aufgaberoboter 2 Freiformschmiede is 14 Entladeroboter 3 Ofen 15 Gelenkarmroboter 4 Drehtischofen 16 Drehfuß 5 Nachbearbeitungsmaschine 17 Effektor (exemplarisch beziffert) 6 Markier- und Trennvorrichtung 18 Belademanipulator 7 Säge 20 19 Entlademanipulator 8 Werkstück 20 Freiformschmiedemaschine 9 Entnahmemittel 21 Freiformschmiedemaschine 10 Ausrichtmittel 22 Beladeeinrichtung 11 Weitergabemittel 23 Werkstückbereitstellung 12 Orientiermittel

Claims (26)

1. Patentansprüche: 1. Freiformschmiedeanlage (1) umfassend eine Freiformschmiede (2), einen derFreiformschmiede (2) vorgelagerten Ofen (3), vorzugsweise einen Drehtischofen (4),und eine der Freiformschmiede (2) nachgelagerten Nachbearbeitungsmaschine (5),wie beispielsweise eine Markier- und/oder Trennvorrichtung (6), sowie Mittel (9) zurEntnahme von Werkstücken (8) aus dem Ofen (3), Mittel (10) zum Ausrichten derentnommenen Werkstücke (8) in eine Schmiedeposition, Mittel (11) zur Weitergabeder Werkstücke (8) an die Nachbearbeitungsmaschine (5) und Mittel (12) zumOrientieren der Werkstücke (5) in eine Weitergabeposition, dadurch gekennzeichnet,dass die Freiformschmiedeanlage (1) einen die Entnahmemittel (9) und dieAusrichtmittel (10) umfassenden Aufgaberoboter (13) und einen die Weitergabemittel(II) und die Orientiermittel (12) umfassenden Fintladeroboter (14) umfasst.
2. 2. Freiformschmiedeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass imArbeitsbereich des Aufgaberoboter (13) eine Werkstückbereitstellung (23) vorgesehenist.
3. 3. Freiformschmiedeanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass derAufgabe- und der Entladeroboter (13, 14) maschinenbaulich separat ausgebildet sind.
4. 4. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass der Aufgabe- und der Entladeroboter (13, 14) baugleich sind.
5. 5. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) als Gelenkarmroboter (15)ausgebildet sind
6. 6. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) genau jeweils einengebäudefesten Drehfuß (16) aufweisen.
7. 7. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) einen Werkstücke (8) greifenden Effektor (17) aufweisen, der sowohl in wenigstens drei Dimensionen trans¬latorisch verlagerbar als auch um drei Achsen drehbar ist.
8. 8. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) auf ±2 mm, vorzugsweise auf±1,5 mm, genau positionierbar sind.
9. 9. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) hydraulisch oderelektromotorisch angetrieben sind.
10. 10. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Freiformschmiede (2) einen Belademanipulator (18) und einenEntlademanipulator (19), die vorzugsweise miteinander synchronisiert sind und ggf.das Werkstück (8) nicht nur axial verlagern sondern auch um dessen Längsachsedrehen, umfasst und der Aufgaberoboter (13) das zu schmiedende Werkstück (8) inder Schmiedeposition dem Belademanipulator (18) aufgibt und der Entladeroboter(14) das geschmiedete Werkstück (8) von dem Entlademanipulator (19) an dieNachbearbeitungsmaschine (5) orientiert weitergibt.
11. 11. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass der Aufgaberoboter (13) und der Entladeroboter (14) das Werkstück (8) währenddes Freiformschmiedens halten und vorzugsweise von dem Aufgaberoboter (13) zudem Entladeroboter (14) übergeben und/oder ggf. das Werkstück (8) nicht nur axialverlagern sondern auch um dessen Längsachse drehen.
12. 12. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Freiformschmiede (2) eine Freiformschmiedemaschine (20) oder eineFreiformschmiedepresse (21), vorzugsweise eine Radialschmiedemaschine oder eineRadialschmiedepresse, ist.
13. 13. Freiformschmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass das Werkstück (8) eine Welle, vorzugsweise eine abgesetzte Welle, wiebeispielsweise eine Eisenbahnachse, ist.
14. 14. Freiformsehmiedeverfahren, bei welchem ein frei zu schmiedendes Werkstück (8) vordem Freiformschmieden einem Ofen (3) entnommen und in eine Schmiedepositionausgerichtet, in einer Freiformschmiede (2) geschmiedet und das geschmiedeteWerkstück (8) nach dem Freiformschmieden in eine Weitergabeposition orientiert undan eine Nachbearbeitungsmaschine (5) weitergegeben wird, dadurchgekennzeichnet, dass die Entnahme und das Ausrichten durch einen Aufgaberoboter -...........-.........................(13) und die Weitergabe und Orientierung durch einen Fmtladcroboter (14) erfolgt. -...............-............-........................-............
15. 15. Freiformsehmiedeverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass derAufgaberoboter (13) den Ofen (3) mit Werkstücken (8) belädt.
16. 16. Freiformsehmiedeverfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dassder Aufgabe- und der Entladeroboter (13, 14) maschinenbaulich separat ausgebildetsind.
17. 17. Freiformsehmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16. dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgabe- und der Entladeroboter (13, 14) baugleich sind.
18. 18. Freiformsehmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) als Gelenk-armroboler (15) ausgebildel sind
19. 19. Freiformsehmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) genau jeweilseinen gebäudefesten Drehfuß (16) aufweisen.
20. 20. Freiformsehmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13. 14) einenWerkstücke (8) greifenden Effektor (17) aufweisen, der sowohl in wenigstens dreiDimensionen translatorisch verlagerbar als auch um drei Achsen drehbar ist.
21. 21. Freiformsehmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) auf ±2 mm,vorzugsweise auf ±1,5 mm, genau positionierbar sind.
22. 22. Freiformschmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgabe- und/oder der Entladeroboter (13, 14) hydraulischoder elektromotorisch angetrieben sind.
23. 23. Freiformschmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiformschmiede (2) einen Belademanipulator (18) und _________ einen Entlademanipulator (19), die vorzugsweise miteinander synchronisiert sind und----------- ---------- ggf. das Werkstück (8) nicht nur axial verlagern sondern auch um dessen Längsachsedrehen, umfasst und der Aufgaberoboter (13) das zu schmiedende Werkstück (8) inder Schmiedeposition dem Belademanipulator (18) aufgibt und der Entladeroboter(14) das geschmiedete Werkstück (8) von dem Entladcmanipulator (19) an dieNachbearbeitungsmaschine (5) orientiert weitergibt.
24. 24. Freiformschmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufgaberoboter (13) und der Entladeroboter (14) dasWerkstück (8) während des Freiformschmiedens halten und vorzugsweise von demAufgaberoboter (13) zu dem Entladeroboter (14) übergeben und/oder ggf. dasWerkstück (8) nicht nur axial verlagern sondern auch um dessen Längsachse drehen.
25. 25. Freiformschmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiformschmiede (2) eine Freiformschmiedemaschine (20)oder eine Freiformschmiedepresse (21), vorzugsweise eine Radialschmiedemaschineoder eine Radialschmiedepresse, ist.
26. 26. Freiformschmiedeverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (8) eine Welle, vorzugsweise eine abgesetzteWelle, wie beispielsweise eine Eisenbahnachse, ist.