CH640164A5

CH640164A5 - Werkzeugwechselvorrichtung.

Info

Publication number: CH640164A5
Application number: CH794479A
Authority: CH
Inventors: Franz Schneider; Ewald Bergmann; Otto Kurz; Hans-Martin Dommer
Original assignee: Schuler Gmbh L
Priority date: 1978-09-14
Filing date: 1979-09-03
Publication date: 1983-12-30
Also published as: GB2030908B; IT7925641A0; IT1123129B; SE7907383L; JPH0160330B2; DE2839992C2; ES484141A1; BE878780A; GB2030908A; JPS5540098A; DE2839992A1; SE433814B; FR2436011B1; US4461068A; FR2436011A1

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische, numerisch gesteuerte Werkzeugwechselvorrichtung, insbesondere für Nutenstanzmaschinen, wobei die Ober- und Unterwerkzeuge in einem Werkzeugaufnahmehalter gelagert sind und die ausser Wirkungseingriff stehenden Unterwerkzeuge unter die Förderebene der zu bearbeitenden Werkstücke absenkbar sind.

Bei Stanz- und Nibbelmaschinen sind numerisch gesteuerte Werkzeugwechselvorrichtungen bekannt (DE-OS 2 526 765), bei denen die jeweils in Wirkungseingriff zu bringenden Ober- und Unterwerkzeuge aus einem Rundmagazin, auch Revolver genannt, entnommen werden. Bei derartigen Maschinen besteht üblicherweise die Forderung, dass möglichst viele Werkzeuge für die unterschiedlichsten Bearbeitungsaufgaben zur Verfügung stehen. Bei dieser Werkzeugwechselvorrichtung ist es weiterhin bekannt (DE-OS 2 526 764), die ausser Wirkungseingriff stehenden Werkzeuge unter die Förder- bzw. Bearbeitungsebene abzusenken bzw. das in Wirkungseingriff stehende Werkzeug auf die Bearbeitungsebene anzuheben.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine numerisch gesteuerte Werkzeugwechselvorrichtung anzugeben, die insbesondere für Nutenstanzmaschinen geeignet ist, wobei die Forderung nach vielfachem Werkzeugwechsel von untergeordneter Bedeutung ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Werkzeugaufnahmehalter mittels einer Geradführungsvorrichtung geführt ist und in einer Ebene tangential zu dem zu bearbeitenden Werkstück verfahrbar ist.

Da im Normalfall kaum mehr als vier bis sechs Werkzeuge mit einer Werkzeugwechselvorrichtung zum Einsatz kommen, ist der Werkzeugaufnahmehalter, in dem die

Werkzeugsätze vorpositioniert montiert sind, geradlinig geführt, so dass zum In-Eingriff-Bringen ein geradlinig wirkender Stellantrieb erforderlich ist. Ein bedeutender Vorteil der erfindungsgemässen Werkzeugwechselvorrichtung ist darin zu sehen, dass durch die Geradführungsvorrichtung unter Verwendung nur eines Stellantriebes einerseits ein exakter Werkzeugwechsel durchführbar ist und anderseits Werkstük-ke, d.h. Platinen, mit Schrägung genutet werden können. Letzteres Stanzverfahren erfordert eine Verstellung des Werkzeuges tangential zu der zu bearbeitenden Platine bei jeder Platine um einen gegenüber einem Werkzeugwechsel kleinen Schritt.

Anhand einer Zeichnung ist nachfolgend ein erfindungs-gemässes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Nutenstanzmaschine, schematisch dargestellt,

Fig. 2 eine Vorderansicht einer Werkzeugwechselvorrichtung in vergrössertem Massstab und

Fig. 3 eine Seitenansicht der Werkzeugwechselvorrichtung nach Fig. 2, teilweise im Schnitt.

Der in Fig. 1 gezeigte Nutenstanzautomat ist im wesentlichen mit einer Nutenstanzmaschine 10 und einer fünfarmi-gen Zu- und Abfördereinrichtung 11 in Form eines Drehkreuzes 12 aufgebaut. In Förder- und Bearbeitungsrichtung gesehen übergreift das Drehkreuz 12 eine Entstapelstation 13, eine Zentrier-, Orientier- und/oder Verdrehstation 14, eine Bearbeitungsstation 15, eine Statorablagestation 16 und zuletzt eine Rotorablagestation 17. Die Zu- und Abfördereinrichtung 11 mit dem Drehkreuz 12 weist gesteuert schaltbare Transportmagnetschienen 18,19 auf, durch die sowohl ungenutete Platinen 20 als auch Statorbleche 21 und Rotorbleche 22 gefördert werden können. Die Einstellung der Transportmagnetschienen 18 auf den Durchmesser der Statorbleche 21 und die Einstellung der Transportmagnetschienen 19 auf den Durchmesser der Rotorbleche 22 erfolgt zentral, ggf. über einen numerisch gesteuerten Stellantrieb. Mit Hilfe eines nicht näher dargestellten weiteren Stellantriebes ist die Nutenstanzmaschine 10 radial zu der zu nutenden Platine 20 verfahrbar. Weiterhin ist die Nutenstanzmaschine 10 mit einer numerisch gesteuerten Werkzeugwechselvorrichtung 23 ausgerüstet, auf der in Fig. 1 als Beispiel ein Statornut- und Trennwerkzeug 24 und ein Rotornutwerkzeug 25 vorgesehen ist. Gemäss Fig. 2 und 3 ist die Werkzeugwechselvorrichtung 23 umfassender aufgebaut und beinhaltet Statornut-, Rotornut- und Lüftungsschlitz-Werk-zeuge. Die Entstapelstation 13, die Statorablagestation 16 und die Rotorablagestation 17 sind mit Hubwagen bzw. Hubtischen aufgebaut, wobei insbesondere die Hubtische der Rotorablagestation 17 und der Entstapelstation 13 durch von dem Drehkreuz 12 unabhängige Transportvorrichtungen in Form von Horizontalförderern verbunden sind. Der Hubtisch der Statorablagestation 16 ist ebenfalls mit einem Horizontalförderer ausgerüstet. Zwecks Vollautomatisierung des Fertigungsablaufes sind im direkten An-schluss an die Entstapelstation 13, die Statorablagestation 16 und die Rotorablagestation 17 weitere vertikal stationäre, horizontal linear wirkende Förderer 28,29,30 angeordnet. Mittels der Förderer 29,30 werden die fertiggestellten Pakete der Statorbleche 21 und der Rotorbleche 22 von dem Horizontalförderer der Hubtische übernommen und zum Abtransport zwecks Paketierung, Verschweissung usw. bereitgestellt. Der Förderer 28 für die Entstapelstation 13 ist derart ausgebildet, dass eine Zwischenlagerstation 31 vorhanden ist, deren Aufgabe später erläutert wird. Letztlich ist der gesamte Nutenstanzautomat mit einer Lärmschutzkabine 32 umgeben, wobei die Zu- und Abführung der ungenuteten

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Platinen 20 und der fertiggestellten Statorbleche 21 und Rotorbleche 22 durch Lärmschleusen ähnlich der in der DE-OS 2 365 033 beschriebenen Anordnung erfolgt. Die gesamte Steuerung des bisher beschriebenen Nutenstanzautomaten wird von einer nicht näher dargestellten numerischen Steuerung, vorzugsweise einer CNC-Steuerung, kontrolliert.

Wie bereits erwähnt, zeigt die Werkzeugwechselvorrichtung 23 gemäss Fig. 2 und 3 einen Werkzeugaufnahmehalter 51, der mit einem Statornut- und Trennwerkzeug 24, einem ersten Lüftungsschlitzwerkzeug 41, einem Rotornutwerkzeug 25 und einem zweiten Lüftungsschlitzwerkzeug 42 bestückt ist, die alle in den C-förmigen Trägerelementen 43 montiert sind. Der Werkzeugaufnahmehalter 51 ist mittels einer Geradführungsvorrichtung 52 geführt und über eine spielfreie Kugelrollspindel 44, die von einem nicht näher dargestellten numerisch gesteuerten Stellantrieb antreibbar ist, in einer Ebene tangential zu dem zu bearbeitenden Werkstück - Platine 20, Statorblech 21, Rotorblech 22 - verfahrbar. Der Verfahrvorgang dient in erster Linie dem automatischen Werkzeugwechsel, ist jedoch auch für eine feinfühlige Verstellung, wie nachfolgend näher erläutert, verwendbar. Um die Werkzeuge 41,25,42, die nicht im Wirkungseingriff mit einem Stössel 45 und einem Pressentisch 46 der Nutenstanzmaschine 10 stehen, absenken zu können, sind die C-förmigen Trägerelemente 43 mit Passstiften 47 versehen, die in zugehörigen vorgespannten Wälzkörperführungen 48 des Werkzeugaufnahmehalters 51 spielfrei gelagert sind. Die C-förmigen Trägerelemente 43 sind mit einer Kugelrollführung

49 versehen, in der Aufspannplatten 50 für die Oberwerkzeuge vertikal beweglich geführt sind. Die Aufspannplatten

50 für die Oberwerkzeuge und die entsprechend montierten Unterwerkzeuge werden im WirkungseingrifF an dem Stössel 45 und auf dem Pressentisch 46 automatisch verspannt. Ausser Wirkungseingriff sind die Ober- und Unterwerkzeuge 24, 41,25,42 in geöffneter Stellung (siehe Fig. 2) gehalten.

Die Funktion, d.h. ein Arbeitszyklus, ist nachfolgend erläutert.

Über den Förderer 28 werden ungenutete Platinen 20 auf den Hubtisch der Entstapelstation 13 gefördert. Mittels der Transportmagnetschienen 18,19 werden die Platinen 20 in bekannter Weise entstapelt und der Zentrier-, Orientier-und/oder Verdrehstation 14 zugeführt, in der eine Doppelplatinenkontrolle sowie eine Platinendickenmessung vorgenommen wird. Mittels der Platinendickenmessung wird die Höhe der Pakete für Statorbleche 21 und Rotorbleche 22 ermittelt. Von der Station 14 werden die Platinen 20 in die Bearbeitungsstation 15 gefördert, in der ein stationärer Teilapparat 33 die Platine 20 aufnimmt. Der Teilapparat 33 ist im Normalfall durch einen numerisch gesteuerten Stellantrieb antreibbar, kann jedoch auch von der Nutenstanzmaschine 10 aus in üblicher, mechanischer Verknüpfung angetrieben sein, wobei die Teilungsvariation über numerisch gesteuerte Getriebewechsel erfolgen kann. In der Bearbeitungsstation 15 wird nun das Statornut- und Trennwerkzeug 24 verwendet, wodurch die Statorbleche 21 genutet und von den Rotorblechen 22 getrennt werden. Hiernach werden Statorbleche 21 und Rotorbleche 22 gemeinsam aus der Bearbeitungsstation 15 mittels der Transportmagnetschienen 18,19 abgefördert und die fertiggestellten Statorbleche 21 auf dem Hubtisch der Statorablagestation 16 abgestapelt, während die ungenuteten Rotorbleche 22 auf dem Hubtisch der Rotorablagestation 17 abgestapelt werden.

Sobald ein Paket Statorbleche 21 fertiggestellt ist, wird die Nutenstanzmaschine 10 angehalten, die eventuell noch in der Entstapelstation 13 liegenden ungenuteten Platinen 20 an die Zwischenlagerstation 31 gefördert, die fertiggenuteten Statorbleche 21 aus der Statorablagestation 16 mittels des Horizontalförderers und des Förderers 29 abgeführt, die un-

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genuteten Rotorbleche 22 über die Horizontalförderer der Hubtische der Rotorablagestation 17 und der Entstapelstation 13 in die letztgenannte gefördert und das Statornut- und Trennwerkzeug 24 mittels der Werkzeugwechselvorrichtung 23 gegen das Rotornutwerkzeug 25 ausgetauscht. Alle diese Vorgänge laufen simultan durch die CNC-Steuerung gesteuert ab. Nunmehr wird das ungenutete Rotorblech 22 entstapelt, orientiert, genutet und in der Rotorablagestation 17 abgestapelt. Nach Fertigstellung des Paketes der Rotorbleche 22 werden diese äquivalent zu den Statorblechen 21 mittels des Förderers 30 abgeführt. Hierdurch erhält man fertige Pakete von zusammenpassenden Statorblechen 21 und Rotorblechen 22 für elektrische Maschinen, die unmittelbar weiterbearbeitet, z. B. in einer Paketier- und/oder Schweissstation usw., werden können. Die vorhergehende Beschreibung beinhaltet zwei Durchgänge der Platinen 20 (21,22), wobei jedoch auch drei und mehr Durchgänge, beispielsweise für die Einbringung von Lüftungsnuten, möglich sind.

Der Werkzeugwechsel selbst wird über die Kugelrollspindel 44 bewirkt, die das jeweils benötigte Werkzeug 24,41, 25, 42 (siehe Fig. 2 und 3) über den in einer Ebene verfahrbaren Werkzeugaufnahmehalter 40 in Wirkungseingriff bringt. Für den Werkzeugwechsel werden die C-förmigen Trägerelemente 43 über einen Werkzeugtisch 40 auf die Ebene des Pressentisches 46 angehoben. Nach durchgeführtem Werkzeugwechsel werden die im Wirkungseingriff stehenden Werkzeuge am Stössel 45 und am Pressentisch 46 automatisch gespannt, während die ausser Eingriff befindlichen Werkzeuge mittels des Werkzeugtisches 40 wieder unter die Bearbeitungsebene abgesenkt werden. Dieser Vorgang erfordert Spielfreiheit, die durch die vorgespannten Wälzkörperführungen 48 erzielt wird.

Der Werkzeugaufnahmehalter 51 wird mit den die Werkzeuge tragenden C-förmigen Trägerelementen 43 ausserhalb der Nutenstanzmaschine 10 bestückt, so dass zur Herstellung eines bestimmten Motortyps der jeweilige Werkzeugaufnahmehalter 51 mit den vormontierten Werkzeugen 24,41,25,42 nur durch an sich bekannte Schnellkuppelvorrichtungen mit der Geradführungsvorrichtung 52 in Eingriff gebracht werden muss.

Abweichend von dem Funktionsbeispiel nach Fig. 1 mit nur zwei Werkzeugen 24,25, die dann auch nur zwei Durchgänge im vorher beschriebenen Sinne erfordern, ergibt die Werkzeugwechselvorrichtung 23, die gemäss Fig. 2 und 3 mit vier Werkzeugen 24,41,25,42 bestückt ist, entsprechend vier Durchgänge bis zur Fertigstellung der Stator- und Rotorbleche 21,22.

Durch die Lagerung des Werkzeugaufnahmehalters 51 mittels einer Geradführungsvorrichtung 52 ist eine tangentiale Verstellung zu den zu stanzenden Platinen 20 auch in sehr feinen Schritten von Platine 20 zu Platine 20 möglich. Die erforderliche Genauigkeit ergibt sich unter anderem durch die Wahl eines geeigneten Stellantriebes. Durch diesen erfindungsgemässen Aufbau können mit Hilfe der Werkzeugwechselvorrichtung 23 Pakete mit schräggenuteten Stator- und/oder Rotorblechen 21,22 hergestellt werden. Derartige Blechpakete zeichnen sich dadurch aus, dass eine verdrehte Nut auf die Paketlänge gesehen mit einem geraden Wicklungsleiter versehen werden kann.

Weiterhin wäre es denkbar, die Platine 20 für die Bearbeitung, d.h. die Herstellung von Paketen von Statorblechen 21 und Rotorblechen 22, nur einmal auf den Teilapparat 33 zu spannen, wobei die Werkzeugwechselvorrichtung 23 jedoch platinenweise mehrfach anstatt paketweise in Tätigkeit treten müsste.

Eine weitere Ausführung ergibt sich durch die Ausbildung der Rotorablagestation 17 als Entstapelstation. Hier3

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bei ist ein Fördern der ungenuteten Rotorbleche 22 unnötig. Jedoch muss die Statorablagestation 16 auch genutete Rotorbleche 22 aufnehmen können.

Zusammengefasst eröffnet ein erfindungsgemässer Nutenstanzautomat also die Möglichkeit, mittels einer Nutenstanzmaschine 10 fertige Pakete von Statorblechen 21 und Rotorblechen 22 automatisch unter Vermeidung von Zwischenlagern herzustellen. Sondermotoren, wie Konusankermotoren, sind mit der Nutenstanzanlage und der zugehöri-s gen CNC-Steuerung ebenfalls automatisch herstellbar.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

640164 PATENTANSPRÜCHE

1. Automatische, numerisch gesteuerte Werkzeugwechselvorrichtung, insbesondere für Nutenstanzmaschinen, wobei die Ober- und Unterwerkzeuge in einem Werkzeugaufnahmehalter gelagert sind und die ausser Wirkungseingriff stehenden Unterwerkzeuge unter die Förderebene der zu bearbeitenden Werkstücke absenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugaufnahmehalter (51) mittels einer Geradführungsvorrichtung (52) geführt ist und in einer Ebene tangential zu dem zu bearbeitenden Werkstück (20) verfahrbar ist.

2. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugaufnahmehalter (51) mit C-förmigen Trägerelementen (43) bestückbar ist, in denen die Werkzeuge (24,41,25,42) angeordnet sind.

3. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die C-för-migen Trägerelemente (43) mittels Passstiften (47) und vorgespannten Wälzkörperführungen (48) in dem Werkzeugaufnahmehalter (51) gelagert sind.

4. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die C-förmigen Trägerelemente (43) mit einer Kugelrollführung (49) versehen sind, in der eine Oberwerkzeuge tragende Aufspannplatte (50) in Arbeitshubrichtung beweglich geführt ist.

5. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugaufnahmehalter (51) mittels einer spielfreien Kugelrollspindel (44) verfahrbar ist.