DD297923A5 - Einrichtung zum automatischen biegen von blechen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Biegen von Blechen, bei der mit Hilfe einer numerisch gesteuerten Versetzung einer Handhabungsvorrichtung eine hochgenaue Anordnung der Bleche moeglich ist. Die roboterisierte Handhabungsvorrichtung ist direkt und fest mit der Biegepresse verbunden und auf einem Bettelement derselben so angebracht, dasz die Drehachse der Achse des Kopfes streng parallel zu einem Oberstempel der Biegepresse angeordnet ist. Fig. 1{Biegen von Blech; Handhabungsvorrichtung; Biegepresse; Bettelement; Drehachse; Oberstempel}

Description

In den Figuren 1 bis 4 ist eine automatisierte Einrichtung 1 zum Biegen von Metallblechen insbesondere zur Herstellung von Kästen 3. Die Einrichtung 1 umfaßt eine Biegepresse 4 irgendeiner bekannten Art, eine r oboterisierte Handhabungsvorrichtung 5, die durch eine bekannte elektronische Einrichtung 6, beispielsweise einen Mikroprozessor, gesteuert wird, einen Speicher 7 für Bleche 2, und eine Entlade- und Transportvorrichtung 8 für fertige Kästen 3. Die Biegepresse 4 umfaßt einen Oberstempel 9 und einen Unterstempel 10, die einander zugekehrt und parallel zueinander angeordnet und so aufeinander abgestimmt sind, daß ein zwischen dem Oberstempel 9 und dem Unterstempel 10 angeordnete; Blech 2 (Fig. 6 und 7) längs einer zur Längsachse der Biegepresse 4 parallelen geraden Achse C (Fig. 5), im folgenden auch als Biegeachse bezeichnet, abgebogen wird.

In bezug auf die Handhabungsvorrichtung 5 hinter der Biegeachse und der Handhabungsvorrichtung 5 gegenüber, weist die Biegepresse 4 außerdem eine bewegliche, numerische gesteuerte rückwärtige Meßlehre im wesentlichen bekannten Typs auf, die durch die Einrichtung 6 oder eine ähnliche, nicht dargestellte Einrichtung gesteuert wird und an der Biegepresse 4 für ein Zusammenwirken mit dem Blech 2 zur Bestimmung von dessen Lage fest angebracht ist. Gemäß der Erfindung weist die rückwärtige Lehre 11 jedoch wenigstens ein Paar von linearen Positionsgebern, den Gebern 12, irgendeines bekannten Typs (Potentiome'e., optische Skale usw.) auf, din einen verhältnismäßig langen Meßweg (meßbar in Zentimeter) haben und für ein Zusammenwirken mit dem durch die Handhabungsvorrichtung 5 gehandhabten Blech 2 zur Bestimmung der Lage des Blechs 2 in bezug auf die Biegeachse eingerichtet sind, und folglich die Einrichtung 6, nämlich übdr eine Leitung 13, mit einem Steuersignal versehen, welches die Einrichtung β in die Lage versetzt, die Lage des Blechs 2 durch geeignete Steuerung der Handhabungsvorrichtung 5 zu korrigieren. Gemäß der Erfindung ist die Handhabungsvorrichtung 5 direkt auf und verbunden ist mit der Biegepresse 4, insbesondere auf einem zur Achse C parallelen Bettelement 14 derselben angebracht, so daß für die notwendige Steifigkeit der Handhabungsvorrichtung 5 unter Ausnutzung des Gewichts der Biegepresse 4 selbst gesorgt ist. Abhängig von der Art von Biegepresse 4 (beweglicher Oberstempel oder beweglicher Unterstempel) kann das Bettelement 14 einen Teil des Betts der Biegepresse 4 bilden, in welchem Fall die Handhabungsvorrichtung 5 in bezug zum Oberstempel 9 fest ist, oder es kann Teil eines beweglichen Trägeraufbaus für den Unterstempel 10 sein, in welchem Fall während des Betriebs der Biegepresse 4 die Handhabungsvorrichtung 5 zusammen mit dem Bettelement 14 uno dem Unterstempel 10 zum feststehenden Oberstempel 9 hin angehoben wird.

Die Handhabungsvorrichtung 5 ist eine einarmige Vorrichtung mit einem Aufnehmerteil 15 irgendeiner Art, das so eingerichtet ist, daß es mit einem einzelnen Blech 2 zusammenwirkt und dieses kcplanar zu einer Aufrahme- bzw. Aufnehmerebene durch das Aufnehmerteil 15 festlegt, so daß das Blech 2 gezwungen ist, fest verbunden mit und im wesentlichen koplanar zu dem Aufnnhmerteil 15 zu wandern. Sie umfaßt ferner einen Kopf 16 der damit fest verbunden das Aufnehmerteil 15 trägt und eine Drehung desselben um zwei zueinander senkrechte Achsen A und B (Fig. 1; 2 und 3) ermöglicht, sowie Trägerelemente für den Kopf 16, die so eingerichtet sind, daß sie diesen bezüglich eines Bezugssystems, dessen Koordinaten in der Einrichtung 6 gespeichert sind und das in bezug auf die Achse C festliegt, längs dreier kartesischer Achsen, insbesondere längs einer zur Achse C parallelen und in einem gegebenen festen Abstand von dieser liegenden Richtung X und in einer zur Richtung X senkrechten Ebene, im gezeigten Beispiel gemäß einer Polar-Referenz Y; Z, bewegen. Die den Kopf 16 tragenden Elemente umfassen eine gerades Trägerelement 18, vorzugsweise mit U-Querschnitt, die festverbunden am Bettelement 14 so angebracht ist, daß ihre Längsachse parallel zu und zusammenfallend mit der X-Richtung ist; einen motorisch angetriebenen Schlitten des Trägerelements 19, bekannten Typs, der beispielsweise durch einen ersten Schrittmotor 20 mit einer Kodiereinrichtung oder einem anderen ähnlichen Lagegeber angetrieben wird und so eingerichtet ist, daß er längs des Trägerelementes 18 in X-Richtung läuft; eine gerade Säule des Trägerelementes 21, die auf einem zweiten motorisch angetriebenen Schlitten 22 sitzt, der so eingerichtet ist, daß er auf dem Schlitten dem Trägerelement 19, längs eines Zahnsektors 23 aufgrund seiner Lage in einer zur X-Richtung senkrechten Ebene über eine zur Laufrichtung des Trägerelementes 19 senkrechte gekrümmte Bewegungsbahn in Richtung Y läuft; und einen geraden Arm dem Trägerelement 24, der quer am oberen Ende der Säule dem Trägerelement 21, senkrecht zur Basis dem Trägerelement 18 und X-Achsenlaufrichtung des Schlittens dem Trägerelement 19, angebracht ist. Der Schlitten 22 wird beispielsweise durch einen eine zugehörige Codiereinrichtung aufweisenden Schrittmotor 25 angetrieben, und die Säule das Trägerelement 21, die ihrerseits beispielsweise durch einen weiteren Schrittmotor 26 mit einer zugehörigen Codiereinrichtung angetrieben wird, läuft längs ihrer Längsachse auf dem Schlitten 22 in Richtung Z senkrecht zu der und in der gleichen Ebene liegend wie die Richtung Y und damit auch senkrecht zur X-Richtung und Laufrichtung des Schlittens dem Trägerelement 19.

Der Arm, hier das Trägerelement 24 weist weitere zwei Motoren 27 und Lagegeber 28, für den Kopf 16 halternde Endgabel 30 auf. Gemäß der Erfindung umfaßt der Kopf 16 ein erstes Element 31, welches das Aufnehmerteii 15 direkt haltert und mit diesem starr verbunden ist, sowie ein zweites Element 32, welches das Element 31 direkt haltert, aber vom Aufnehmerteil 15 getrennt ist und seinerseits auf der Endgabel 30 gehaltert wird, in der es zusammen mit dem Rest des Kopfes 1 β aufgenommen ist. Das Element 31 wird in bekannter Weise (nicht gezeigt) durch den Motor 27 angetrieben und ist am Element 32 so angebracht, daß es um eine Achse A dreht, während Element 32 in bekannter Weise (nicht gezeigt) durch den Motor 28 angetrieben wird und an der Endgabel 30 so angebracht ist, dcß es um eine Achse B dreht. Gemäß der Erfindung sind die Elemente 31 und 32 kreuzweise ineinander so angebracht, daß ihre Drehachsen, die Achsen A und B, einander schneiden. Die Achsen A und B, zu welchen koaxial die Elemente 31 und 32 drehen, sind dabei senkrecht bzw. parallel zur Aufnahmeebene des Bleches 2 angeordnet. Mit anderen Worten, der Kopf 16 ist so aufgebaut, daß die Achse A senkrecht zur Ebene des Aufnehmerteils 15 und des durch dieses festgehaltene Blech 2 liegt, während die Achse B parallel und im wesentlichen koplanarzu dem Blech 2 liegt. Die Drehachse, die Achse B, des Elementes 32 liegt auch parallel zur Achse X und streng parallel zum Oberstempel 9 und damit auch zur Biegeachse C. Aus diesem Aufbau der den Kopf 16 haltenden Elemonte folgt auch, daß, wie auch immer die Handhabungsvorrichtung 5 betrieben wird, d. h. mit Einzelbewegung der Schlitten, dem Trägerelement 19 und dem Schlitten 22 und der Säule, dem Trägerelement 21, oder gemeinsamer Bewegung derselben in irgendeine Richtung, sich die Achse B zusammen mit dem Kopf 16 ohne eine Änderung ihrer Lage in bezug auf das in der Einrichtung 6 gespeicherte Bezugssystem und feststehend in bezug auf die Biegeachse C bewegt. Das heißt, die Achse B bleibt stets parallel zur Biegeachse C der Biegepresse 4, mit der die H' ndhabungsvorrichtung 5 verbunden ist. Das Aufnehmerteil 15 besteht aus einem mechanischen

Greifer, welcher ein Paar von parallelen, einander gegenüberliegenden Backen 33 und 34 mit einem T-förmigen horizontalen Querschnitt aufweist, sowie einem, vorzugsweise hydraulischen oder pneumatischen, linearen Steller 35 bekannter Art, der so eingerichtet ist, daß er die Backen 33 und 34 senkrecht zu ihren Ebenen und längs seiner eigenen Symmetrieachse bewegt. Der Steller 35 ist so angeordnet, daß seine Achse mit der Drehachse der Achse A zusammenfällt und besteht aus Gründen der Größe vorzugsweise aus einem Paar von in Reihe angeordneten luftbetriebenen Zylindern. Die Backe 33 ist festverbunden mit dem Element 31 vorgesehen, welches aus einer im Element 32 angebrachten zylindrischen Muffe besteht und sich um die Achse A auf Lager 36 dreht. Andererseits ist die Backe 34 mit einer Stange 37 des Stellers 35 festverbunden vorgesehen, wobei die Stange 37 ihrerseits frei und koaxial in der Muffe, dem Element 31, angebracht ist. Um eine unerwünschte Drehung zu verhindern, sind die Backen 33 und 34 an den Aufnahmerändern 40 entgegengesetzten Enden durch ein Paar von Verbindungsstäben 42 gelenkig miteinander verbunden, die miteinander und mit den Backen 33 und 34 gelenkig verbunden sind. Das Element 32 ist seinerseits koaxial zur Achse Barn Arm, dem Trägerelement 24, mittels Bolzen 44 angelenkt, die frei auf zugehörigen Lagern 45 angebracht sind. Der Arm, hier das Trägerelement 24, ist im wesentlichen parallelepipedisch und symmetrisch in bezug auf eine Längsachse D (Fig. 3), weiche die Achsen A und B im gleichen Punkt schneidet, so daß das Element.31 und das damit festverbundene Aufnehmerteil 15 über einen Bogen schwenken können, der symmetrisch in bezug auf eine zur Biegeachse C senkrechte Ebene und insbesondere symmetrisch in bezug auf die Längsachse D ist. Zur Trmöglichung einer wirkungsvollen störungsfreien Handhabung der Bleche 2 muß s'ch das Element 32 um die Achse B mindesten? um einen Bogen von 235° drehen können, während sich gleichzeitig das Element 31 um die Achse A um einen Bogen von mehr als 180° drehen können muß. Dafür wird gesorgt, indem der Arm, das Trägerelement 24, in der Nähe der Endgabel 30 verjüngt ausgebildet wird, welche in der zur Achse B senkrechten Ebene durch entgegengesetzte Ausnehmungen 30a (Fig. 2) definiert ist, die zur Aufnahme des Aufnehmerteils 15 in seinen beiden Endstellungen um Achse B, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt, ausgebildet sind. Ferner ist die Säule, das Trägerelement 21, schmäler ausgebildet als der Arm, das Trägerelement 24, und die Handhabungsvorrichtung 5 ist insgesamt so ausgebildet, daß sie, wenigstens auf einer Seite, kleiner als die Breite des Arms, des Trägerelementes 24, gemessen senkrecht zur Längsachse D, ist. Umgekehrt sind die symmetrischen T-förmigen Backen 33 und 34 in einer solchen Weise ausgebildet, daß bei Blicr. Horizontal in einer zur Achse A senkrechten Ebene (Fig. 3) das breiteste Ende mit dem Aufnahmerand 40 von der Drehachse der Achse A, durch einen Abstand m getrennt ist, der größer als die halbe Breite des Arms, des Trägerelementes 24, gemossen quer zur Längsachse D ist, so daß dieses Ende seitlich in bezug auf den Arm, das Trägerelement 24, hervorragt, wenn das Aufnehmerteil 15 senkrecht zur Längsachse D gedreht wird, womit eine gegenseitige Beeinflussung mit dem Arm, dem Trägerelement 24, verhindert ist, unabhängig davon, ob das Aufnehmerteil 15 geladen ist oder nicht. Das Blech 2 kann daher frei um 180° geschwenkt werden, indem das Aufnehmeneil 15 bei Anordnung senkrecht zur Längsachse D (nachfolgend auf eine 90°-Drehung um Achse A) um Achse B gedreht wird.

Die Handhabungsvorrichtung 5 umfaßt wahlweise auch wenigstens ein Hilfsaufnehmerteil 50, welches mit Aufnehmerteil 15 identisch ist und an einem Ende der Basis, des Trägerelementes 18, in einer bestimmten Lage zum Greifen und Unterstützen eines im Aufnehmerteil 15 gehaltenen Blechs 2 angebracht ist. In der Nähe des Hilfsaufnehmerteils 50 ist auch eine feststehende seitliche Lage 53 vorgesehen, welche wenigstens einen linearen Geber 54 ähnlich den Gebern 12 aufweist. Der Geber 54 ist, über Leitung 55, ebenfalls mit der Einrichtung 6 verbunden und liefert ein Steuersignal zur Einstellung der Lage der Handhabungsvorrichtung 5 an die Einrichtung 6. Im Betrieb zieht die Handhabungsvorrichtung 5 Bleche 2 einzeln aus dem Speicher 7 ab, indem sie diese im Aufnehmerteil 15 erfaßt und bewegt sie ausgewählt in eine Anzahl von verschiedenen Arbeitsstellungen in bezug auf die Biegeachse C. Im einzelnen werden, da das Aufnehmerteil 15 eine der längeren Seiten des rechteckigen Blechs 2 greifen muß, die kurzen Seiten des in dem Aufnehmerteil 15 befindlichen Blechs 2 zur Vermeidung einer unzulässigen Verbiegung zuerst, wie in den Fig. 6 und 8 gezeigt, gebogen. Durch Drehen des Aufnehmerteils 15 um die Achse A wird das Blech 2 dann senkrecht zu seiner Ebene gedreht, sowie die lange Seite, die der vom Aufnehmerteil 15 gegriffenen gegenüberliegt, zwischen dem Oberstempel 9 und dem Unterstempel 10 dargeboten wird. Während diese lange Seite zwischen Oberstempel 9 und Unterstempel 10 erfaßt ist (Fig. 7 und 9), kann das Aufnehmerteil 15 geöffnet und wieder gedreht werden, s ;> daß es das teilgebogene Blech 2 an einer seiner kurzen Seiten erfaßt und damit die letzte Seite zum Biegen freigibt. Wenn dies wegen der geringen Größe des Blechs 2 nicht möglich ist, sorgt die Handhabungsvorrichtung 5 automatisch dafür, daß das Hilfsaufnehmerteil 50 verwendet wird, auf welchem das Blech 2 während einer Versetzung des Aufnehmerteils 15 geklemmt wird. Bei der Versetzung des Aufnehmerteils 15 wird die Positioniergenauigkeit dadurch aufrechterhalten, daß die Handhabungsvorrichtung 5 das durch das Aufnehmerteil 15 wieder erfaßte Blech 2 gegen die seitliche Lehre 53 und den Geber 54 und nachfolgend gegen die rückwärtige Lehre 11 und den Geber 12 setzt, welche über die Einrichtung 6 Steuersignale für eine korrekte Repositionierung des Blechs 2, beispielsweise durch Drehen des Aufnehmerteils 15 um die Achse A und Verschieben des Schlittens 22 und der Säule, dem Trägerelement 21, liefern. Ferner sorgt bei jedem Bieg evorgang das Aufnehmerteil 15 für eine Unterstützung des Blechs 2, während es gleichzeitig der durch den Oberstempel 9 und den Unterstempol 10 hervorgerufenen schrägen Bewegungen desselben folgt, indem es öffnet und um die zur Biegeachse C parallele Achse B dreht. Durch Drehen des Aufnehmerteils 15 um die Achse A in eine der beiden in Fig. 5 gezeigten Endlagen und dann um Achse B kann das Blech 2 wie bereits beschrieben, auch um 180° herumgedreht werden.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich klar aus der vorstehenden Beschreibung. Zu allererst liefert sie dank einer numerisch gesteuerten Versetzung der Handhabungsvorrichtung 5 und der Verwendung von Gebern 12 und 54 eine hochgenaue Anordnung des Blechs 2. Zum Zweiten ist die Handhabungsvorrichtung 5 durch ihre Halterung auf einem Teil der Presse selbst billiger und leichter als bekannte Vorrichtungen. Drittens liefert sie oine Verminderung der benötigten Grundfläche und eine Erleichterung von Transport und Installation des Biegesystems als ganzen. Schließlich kann die Presse einer solchen Einrichtung, da eine rückwärtige Lehre 11 vorgesehen ist, auch in der üblichen Weise von Hand betätigt werden, indem einfach der Schlitten, hier das Trägerelement 19, über das eine Ende der Basis, des Trägerelementes 18, ninaus verschoben und damit die Vorderseite der Presse freigemacht wird.

Claims (3)

1. Einrichtung zum automatischen Biegen von Blechen, wobei die Einrichtung wenigstens eine Biegepresse und wenigstens eine rotierende, numerische gesteuerte Handhabungsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die roboterisierte Handhabungsvorrichtung (5) direkt und festverbunden mit der Biegepresse (4) auf einem Bettelement (14) derselben so angebracht ist, daß die zweite Drehachse der Achse (B) des Kopfes streng parallel zu einem Oberstempel (9) der Biegepresse (4) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Biegepresse (4) festverbunden mit dieser eine rückwärtige Lehre (11) zur Positionierung des Blechs (2) angebracht ist, wobei die Lehre (11) gegenüber der roboterisierten Handhabungsvorrichtung (5) angeordnet ist und wenigstens ein Paar von linearen Gebern (12) aufweist, die mitderdie Handhabungsvorrichtung (5) steuernden elektronischen Einrichtung (6) verbunden und so eingerichtet sind, daß sie mit dem Blech (2) zur Feststellung der Lage desselben und Steuerung der Einrichtung (6) zusammenwirken.

Hierzu

3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum automatischen Biegen von Blechen, die insbesondere für die Handhabung von unterschiedlich großen Metallblechen geeignet ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Alle bekannten Handhabungsvorrichtungen haben einen technischen Aufbau, der für die Handhabung von Metallblechen, die erheblich in der Größe variieren, schlecht geeignet ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß sie üblicherweise einen einzelnen verlängerbaren Dreharm aufweisen, an welchem ein Rahmen mit einer Anzahl von, üblicherweise magnetischen (Magnete) oder pneumatischen (Sauger), Aufnehmervorrichtung aufgebracht ist. Handhabungsvorrichtungen der genannten Art haben eine Reihe von Nachteilen: Ihre Funktion ist durch den Rahmen begrenzt; die Vorrichtung selbst ist in hohem Maße platzaufwendig; das Aufnehmerteil muß zur Handhabung von Blechen unterschiedlicher Größe ausgetauscht werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die wirtschaftliche Handhabung von unterschiedlich großen Metallblechen beim Biegen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum automatischen Biegen von Blechen zu schaffen, welche in ihrem Aufbau einfach, in der Herstellung billig und außerdem kompakt ist und eine wirkungsvolle Handhabung von Blechen unterschiedlicher Größe, sowie die Verwendung mechanischer Aufnehmerteile bietet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Einrichtung zum automatischen Biegen von Blechen gelöst, bei der die roboterisierte Handhabungsvorrichtung direkt und festverbunden mit der Biegepresse auf einem Bettelement derselben so angebracht ist, daß die zweite Drehachse die Achse des Kopfes streng parallel zu einem Oberstempel der Biegepresse angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist weiterhin, wenn auf der Biegepresse festverbunden mit dieser eine rückwärtige Lehre zur Positionierung des Bleches angebracht ist, wobei die Lehre gegenüber der roboterisierten Handhabungsvorrichtung angeordnet ist und wenigstens ein Paar von linearen Gebern aufweist, die mit der die Handhabungsvorrichtung steuerndem elektronischen Einrichtung verbunden und so eingerichtet sind, daß sie mit dem Blech zur Feststellung der Lage desselben und Steuerung der Einrichtung zusammenwirken.

Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung untec Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer Handhabungsvorrichtung und eine diese Vorrichtung zeigende

Biechbiegeeinrichtung;
Fig. 2 und 3: in vergrößertem Maßstab eine teilgeschnittene Seiton- bzw. Draufsicht einer Einzelheit der Vorrichtung der Fig.1;

Fig.4: eine Seitenansicht und Vorrichtung und Einrichtung gemäß Fig. 1;

rig. 5 bis 9: schematische Arbeitsdarstellung der Vorrichtung der Fig. 1.