DE10016036C2 - Metallbearbeitungsmaschine mit Zuführvorrichtung für stabförmige Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallbearbeitungsmaschine mit einer Zuführvorrich­ tung für stabförmige Werkstücke, insbesondere eine Rohrbiegemaschine mit einem Magazin und einer Vereinzelungseinheit.

Metallbearbeitungsmaschinen, wie Rohrbiegemaschinen oder Maschinen zur Endenbearbeitung werden in der Praxis überwiegend durch manuelle Zufuhr der Werkstücke gespeist. Nach der Bearbeitung des Werkstücks muß dieses wiederum manuell entnommen werden, damit die Maschine für das nächste Werkstück zur Verfügung steht.

Bei Rohrbiegemaschinen, die einen höheren Automatisierungsgrad aufweisen und vorwiegend für die Bearbeitung hoher Stückzahlen ausgelegt sind, ist das manuelle Einbringen des Rohres in die Maschine oder Aufschieben des Rohres auf den Biegedorn unzweckmäßig. Im Stande der Technik ist es bekannt, Rohrbiegemaschinen mit automatischen Zuführ- und Entnahmevorrichtungen zu bestücken.

So ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 10 182 A1 eine Rohrbiegemaschine zum Biegen von Rohren auf einem Biegedorn bekannt, die eine Übergabeeinrichtung aufweist, mittels derer jeweils ein Rohr aus einem Rohrmagazin zur Rohrbiegemaschine bewegt wird. Die Übergabeeinrichtung be­ steht aus einem mit zwei Greifern versehenen Arm, der mittels eines Zylinders vertikal verfahrbar ist und das jeweilige Rohr aus einer Übergabeposition in die Biegeachse bewegt. Das Rohr gelangt dabei aus dem Rohrmagazin in die Übergabeposition, in dem es sich über eine in Richtung der Übergabeposition abschüssige Zuführplatte der Gewichtskraft folgend bis zu einem hakenförmigen Vereinzelungselement bewegt, welches aus der Plattenebene herausge­ schwenkt wird und dadurch einzelne Rohre für die Übergabeposition freigeben kann.

Bei dieser Vorrichtung besteht der Nachteil, daß die Rohre wiederum manu­ ell auf die geneigte Platte aufgelegt werden müssen. Zudem besteht die Gefahr, daß anstatt eines Rohres zwei Rohre über den aus der Plattene­ bene herausgeschwenkten Vereinzelungshaken in die Übergabeposition gelangen, wobei dann der Greifer oder das zweite in der Übergabeposition befindliche Rohr bei der Aufnahme des ersten Rohres durch den Greifer beschädigt werden können.

Dieses Problem vermeidet die in der deutschen Offenlegungsschrift 28 32 980 A1 beschriebene Vereinzelungsvorrichtung, die mit Hilfe eines Kettenförde­ res mit Mitnehmern auf einem Zuführtisch hintereinander liegende Rohre einzeln in eine erhöhte Lage transportiert, von welcher die Rohre über eine in Richtung der Übergabeposition geneigte Bahn in die Übergabeposition gelangen, von der aus die Rohre dann mittels eines Greifers in die Biege­ achse bewegt werden können.

Diese Vorrichtung vermeidet die Gefahr des gleichzeitigen Transportes zweier Rohre in die Übergabeposition, wirft jedoch ebenfalls das Problem des Aufbringens der Rohre auf den Zuführtisch auf und verlangt darüber hinaus einen erheblichen Platzbedarf, wenn der Zuführtisch für eine hohe Anzahl von Rohren geeignet sein soll.

Die Rohre müssen somit aus den üblichen Sammelmagazinen, in denen die Rohre in mehreren Schichten gelagert sind, wiederum in eine Ebene gebracht werden, um von dem Kettenförderer als Einzelrohr in die Überga­ beposition befördert werden zu können. Dies geschieht manuell.

Die Verwendung von Kettenförderern als Zuführvorrichtung ist weiterhin in der deutschen Offenlegungsschrift 15 27 430 und in der DE 38 24 119 C2 beschrieben. In der deutschen Offenlegungsschrift 15 27 430, welche ein Verfahren zum Zuführen von Walzgutlängen zu Richtmaschinen betrifft, dient der Kettenförderer der Zufuhr der Walzgutlängen an ein Greifelement. Dabei kann der Kettenförderer durch vollständiges Absenken aus der Transportebene heraus bewegt werden und ermöglicht so einen kontinuier­ lichen Transport zwischen zwei räumlichen Ebenen.

Die DE 38 24 119 C2 betrifft eine Anlage zum Schneiden und Sortieren von stabförmigen Materialien. Hierbei wird ein Kettenförderer verwendet, um einer Meß- und Schneidvorrichtung stabförmige Materialien zuzuführen. Der beschriebene Kettenförderer umfaßt eine Reihe paralleler Ketten, die jeweils über Antriebsräder als Endlosbänder rotiert werden können und somit linear gegeneinander verschiebbar sind. Zur Überbrückung von Höhendifferenzen dient ein ansteigender Abschnitt des Kettenförderers. In der beschriebenen Vorrichtung fungiert der Kettenförderer primär als Materialpuffer, nicht jedoch als Mittel zur Vereinzelung (Separierung) der stabförmigen Materia­ lien.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Metallbearbeitungs­ maschine, insbesondere eine Rohrbiegemaschine zu schaffen, die eine zuverlässige und für die unmittelbare Entnahme von stabförmigen Werk­ stücken, insbesondere Rohren aus einem Sammelmagazin geeignete Zuführung gewährleistet.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteran­ sprüchen zu entnehmen.

Die Metallbearbeitungsmaschine für stabförmige Werkstücke, die im folgenden am Beispiel einer Rohrbiegemaschine für Rohre beschrieben wird, erlaubt erfindungsgemäß eine vollständige Automatisierung der Rohrzuführung, insbe­ sondere aus einem Sammelmagazin. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Trep­ penelemente lassen sich die mehrlagig im Sammelmagazin angeordneten Rohre separieren und unter Vermeidung einer raumbedürftigen Zuführebene über einen kurzen Transportweg unmittelbar in die Übergabeposition bewegen. Dabei erlaubt die jeweils gewünschte Ausgestaltung der Zahnmulden der Treppenele­ mente einen weiten Einsatzbereich für verschiedene Rohrdurchmesser oder Werkstückformen und für besondere Einsatzzwecke, sogar die Auswahl der Zahl der zu separierenden Werkstücke.

Bei einer besonderen Ausführungsform sind die einzelnen Zahnmulden der Treppenelemente so ausgestaltet, daß eine besonders weite Spanne von Werkstückdurchmessern mit ein und derselben Vorrichtung separiert werden kann. Hierzu weist die einzelne Zahnmulde, beispielsweise des beweglichen Treppenelements in dem aus den beiden einander in der Mulde angrenzenden Muldenflächen gebildeten Winkel, eine im wesentlichen im Querschnitt krei­ ssegmentförmige Wulst auf, so daß Rohre mit besonders kleinem Durchmesser in dem zwischen der Wulst und der unteren Muldenfläche gebildeten Winkel zum Liegen kommen, und dabei auf der unteren Muldenfläche aufliegen und an der Wulstfläche anliegen, während Rohre mit größerem Durchmesser aufgrund ihres Durchmessers an der oberen Muldenfläche und nicht an der Wulst anliegen.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Metallbearbeitungsmaschine eine Zuführvorrichtung auf, die im Eingangsbereich der Treppenelemente eine zwischen dem Sammelmagazin und dem Zahnmuldenschieber angeordnete für mehrere Werkstücke geeignete Aufnahme besitzt. Eine solche Aufnahme erlaubt den Austausch des Sammelmagazins, ohne die kontinuierliche Werkstückzufüh­ rung zu unterbrechen, da sich während des Austauschvorgangs noch eine ausreichende Anzahl von Werkstücken in der Aufnahme befindet. Darüber hinaus erfüllt auch der Zahnmuldenschieber eine solche Pufferfunktion, da selbst, wenn sämtliche Werkstücke aus der Aufnahme in die Zuführvorrichtung übernommen wurden, eine weitere Versorgung der Übergabeposition für einen gewissen Zeitraum gewährleistet ist und notfalls von unten her frei werdende Positionen der Zuführvorrichtung manuell aufgefüllt werden können, wenn sich beispielsweise der Austauschvorgang des Sammelmagazins unbeabsichtigt verzögert.

Vorzugsweise ist das Magazin verstellbar an der Aufnahme angeordnet, um Profile oder Rohre unterschiedlicher Abmessungen verwenden zu können. Die Kombination eines feststehenden mit einem beweglichen Treppenelement erlaubt bei entsprechender Ausgestaltung der Zahnmulden die Verwendung von Werkstücken unterschiedlichster geometrischer Ausprägung, wie beispielsweise Profile, Vollmaterialien, Vierkant-, Mehrkant-, Rund-, Oval-, offene oder ge­ schlossene Profile sowie Kombinationen der genannten Werkstückformen, oder, wie vorhergehend beispielhaft beschrieben, Rohre. Die Zahnmulden sind bevorzugt aus materialschonendem Werkstoff, wie beispielsweise Gummi oder Kunststoff ausgebildet, um hochwertige Werkstoffoberflächen, wie bei polierten Rohren, schonend zu transportieren.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Zuführvorrichtung endseitig mit einer Einrichtung zur Kontrolle der Eignung der Werkstücke für die gewünschte Weiterverarbeitung versehen sein, welche zwischen der Zuführvor­ richtung und der die Rohre aus der Übergabeposition in die Biegeachse bzw. Bearbeitungsposition bewegenden Transportvorrichtung, wie beispielsweise einem Greiferarm, angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung eignet sich für eine solche Kontrolle besonders, da sie es erlaubt, einzelne Rohre in genau definierter Position zur Verfügung zu stellen. Hierzu kann die Zuführvorrichtung eine Positionierungsein­ richtung, wie zum Beispiel eine Justiereinheit, aufweisen, die die Lage des Werkstücks ermittelt und diese über einen Schieber in eine exakt definierte Solllage bewegt. Mit Hilfe der Einheit zur Überprüfung des Werkstückzustandes oder der Lage lassen sich beispielsweise die geometrischen Eigenschaften wie Länge, Durchmesser, Querschnitt, Ovalität, allgemeine Maßhaltigkeit, Sauberkeit oder Oberflächeneigenschaften, wie Rauhigkeit oder Reflektionsvermögen sowie Werkstoffeigenschaften, wie Härte, Leitfähigkeit oder andere physika­ lisch/chemische Eigenschaften ermitteln. Die Kontrolleinheit kann mit Sollpara­ metern gespeist sein und das einzelne Werkstück bei Überschreiten einer bestimmten Toleranzgrenze als geeignet oder ungeeignet für die Weiterverar­ beitung qualifizieren. Hierauf können akustische, optische oder elektrische Signale erzeugt werden, die entweder zu einer Freigabe für die Weiterverarbei­ tung des Werkstücks oder zu einer gezielten Nachbearbeitung oder Lageverän­ derung des Werkstückes führen. So kann beispielsweise ein ungeeignetes Werkstück aufgrund eines akustischen Signals manuell entfernt werden oder durch ein elektrisches Signal einen besonderen Greifer aktivieren, der das ungeeignete Werkstück aus der Übergabeposition entfernt.

Das Werkstück kann in der Übergabeposition in seiner Längsachse oder bezüg­ lich der Lage der Schweißnaht, was insbesondere bei zu biegenden geschweiß­ ten Rohren von Bedeutung ist, verändert und für die Weiterverarbeitung vorbe­ reitet werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Positionierungseinrich­ tung ist dabei nicht auf einen Schieber beschränkt, sondern kann darüber hinaus Elemente zur Änderung der Höhenlage und Winkellage des Werkstücks aufwei­ sen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Rohrbearbeitungsmaschine mit Zuführvorrich­ tung;

Fig. 2 eine Justiervorrichtung der Zuführvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 die geometrische Ausgestaltung der Zahnmulden und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Separierungs- und Transportablaufs.

Eine Rohrbiegemaschine 1, die vorteilhafterweise beschickt wird, ist bezüglich ihrer Biegeachse B parallel zu der Achse P einer Übergabeposition 10 der Zuführvorrichtung 12 angeordnet. Die Zuführvorrichtung weist ein Sammelmaga­ zin 20 mit einer Vielzahl von in mehreren Ebenen gelagerten Rohren 25 auf. Zwischen der Übergabeposition 10 und dem Sammelmagazin 20 befinden sich zwei relativ zueinander bewegliche Treppenelemente 30 mit Zahnmulden 35. Das Rohrmagazin ist in Richtung der Treppenelemente geneigt, so daß sich die im Magazin befindlichen Rohre 25 aufgrund ihrer Schwerkraft in Richtung der Treppenelemente 30 bewegen. Zwischen dem Rohrmagazin 20 und den Treppenelementen 30 ist eine Aufnahme 29 angeordnet, in der sich mehrere Rohre aus dem Rohrmagazin 20 zur Übergabe an die Zahnmulden 35 der Treppenelemente 30 befinden. Im Bereich der Übergabeposition 10 ist eine Meßeinrichtung 4 (optisch, mechanisch) zur Erfassung der Werkstückqualität angeordnet. Je nach Werkstückqualität gibt die Meßeinrichtung 4 Signale aus, die eine Nachbearbeitung auslösen (Signal 5) oder eine Entfernung des Werk­ stückes veranlassen (Signal 6). In der Übergabeposition 10 ist ferner eine Meßvorrichtung 18 (z. B. induktiv oder optisch - für die Positionserfassung wie Lage der Schweißnaht, axiale Ausrichtung) mit einer Positioniervorrichtung angeordnet.

Aus der Übergabeposition 10 können die einzelnen Rohre mit Hilfe eines Greifers 40 entnommen und in die Biegeachse B bewegt werden.

Die Achse P der Übergabeposition 10 ist vorzugsweise so angeordnet, daß das einzelne Rohr mit Hilfe des Greifers 40 ohne Veränderung der Höhenlage des Rohres, um in die Biegeachse B der Rohrbiegemaschine 1 zu gelangen, ledig­ lich parallel verschoben werden muß und die Rohrbiegemaschine 1 von vorne beschickt werden kann. Zur optimalen Ausrichtung der Übergabeposition ist die Zuführvorrichtung gemäß R1, R2 beweglich ausgebildet. Ferner kann die Höhenlage der Übergabeposition zur Justierung auf die Ebene der Biegeachse eingestellt werden.

Fig. 4 zeigt einen vollständigen Zyklus der Beförderung der Rohre 25 über die Treppenelemente 30, 31 in die Übergabeposition 10. In der Abfolge A bis D ist das zwischen der Übergabeposition und dem Rohrmagazin fixierte Treppenele­ ment 31 und das bewegliche Treppenelement 30 erkennbar. In jedem Zyklus wird das Rohr 25 um eine Zahnmulde 35 treppenaufwärts bewegt. In der Zahn­ mulde 35 des beweglichen Treppenelements 30 ist eine Wulst 38 ausgebildet, die eine optimale Lagerung verschiedener Rohrdurchmesser der Rohre 25 gewährleistet.

Claims (13)

1. Metallbearbeitungsmaschine mit einer Zuführvorrichtung für stabförmige Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (12) min­ destens zwei Treppenelemente (30, 31) aufweist, wobei die Treppenelemente in bezug aufeinander zur Beförderung der Werkstücke (29) zyklisch ver­ schiebbar oder rotierbar gelagert sind, um bei einer Relativbewegung der Treppenelemente zur Beförderung der Werkstücke zusammenzuwirken.

2. Metallbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treppenelemente (30, 31) Zahnmulden (35) aufweisen.

3. Metallbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnmulden (35) jeweils zwei in einem Winkel zueinander angeord­ nete Flächen und eine in dem Winkel ausgebildete Wulst (38) aufweisen.

4. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (12) ein Magazin (20) und eine Aufnahme (29) aufweist, wobei die Aufnahme (29) zwischen dem Magazin (20) und den Treppenelementen (30, 31) angeordnet ist.

5. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (12) eine Übergabe (10) aufweist, die zwischen den Treppenelementen (30, 31) und der Metallbear­ beitungseinheit (1) angeordnet ist.

6. Metallbearbeitungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabe bezüglich ihrer Achse (P) parallel und in gleicher Höhe zur Achse (B) der Metallbearbeitungseinheit (1) angeordnet ist.

7. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Übergabe (10) und/oder im Bereich der Aufnahme (29) eine Meß- und Kontrollvorrichtung (18) zur Mes­ sung und/oder Veränderung der geometrischen Position und/oder des Zustandes des Werkstücks vorgesehen ist.

8. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (20) verstellbar an der Aufnahme (29) angeordnet ist.

9. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in allen Ebenen verstellbare Lagerung der Zuführvorrichtung (12).

10. Metallbearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treppenelemente (30, 31) aus Gummi oder Kunststoff ausgebildet sind.

11. Metallbearbeitungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Treppenelemente magnetische Eigenschaften durch Verwendung eines Magnetpulvers oder eine magnetische Unterlage aufweisen.

12. Verfahren zur Separation und zum Transport metallischer Werkstücke mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Werkstücke durch eine Vielzahl von stufenartigen Bewegungen von einem niedrigeren zu einem höheren Punkt bewegt werden.

13. Zuführvorrichtung zur Separation und zum Transport stabförmiger metallischer Werkstücke mit
mindestens zwei alternierend in bezug aufeinander bewegten Treppenele­ menten (30, 31),
einem Magazin (20) und
in dem Magazin (20) angeordneten metallischen Werkstücken (25).