DE10019368A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fertigung von Blechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fertigung von z. B. Elektroblechen. Derartige Verfahren zur Produktion von Elektroblechen geringer Stückzahlen sind zum Beispiel als Einzelnutverfahren bekannt, wobei hierbei zwischen zwei grundsätzlichen Verfahren, die beide bekannt sind, unterschieden wird. Zum einen ist dies das Einzelnutenverfahren mit kreisförmiger Zuführung, zum anderen ist dies das Einzelnutenverfahren mit linearer Zuführung. Bei der Verwendung der kreisförmigen Zuführung ist von Nachteil, daß kein Palettenhandling möglich ist. Weiter sind zum Thema Anliefern und Abliefern der Platinen und Bleche das Stapeldorn- und das Paletten-Handling bekannt. Hierbei dienen z. B. Platinen, die eine fertige Außenkontur und ein Fertig- bzw. Einheitsloch aufweisen, als Ausgangsmaterial. Weiterhin ist die Verwendung von Zwillingsnutenstanzmaschinen bekannt.

Im Falle der Verwendung von Einzelnutenstanzmaschine nach den bislang bekannten Verfahren ist jedoch nachteilig, daß eine Vielzahl von Einzelbearbeitungsschritten notwendig ist, um zum gewünschten Ergebnis zu gelangen, dieses Verfahren ist daher sehr zeitaufwendig. Weniger zeitaufwendig ist die bekannte Verwendung mit Einzelnutenstanzmaschine in der kreisförmigen Zuführungsvariante, aber mit den bereits eingangs genannten Nachteilen. Ebenfalls bekannt ist die Verwendung von Zwillingsnutenstanzmaschinen in der Variante kreisförmiger und linearer Zuführung. Von besonderem Nachteil ist hierbei, daß durch den Einsatz von zwei Nutenstanzmaschinen sowohl mehr Platz als auch mehr Kapital gebunden wird. Ein weiterer Nachteil sind die damit verbundenen höheren Umrüstzeiten. Zwar ist die Verwendung von Zwillingsdrehkreuzautomaten die schnellste Fertigungsart, betrachtet man nur die direkte Fertigung der Bleche, der große Nachteil aber liegt darin begründet, daß man Stapeldorne braucht, die für jeden Anwendungsfall als teilegebundenes Zubehör in Einzelanfertigung konfektioniert werden müssen, was sehr teuer ist und die Rüstzeiten erhöht.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die die eben genannten Nachteile vermeiden und mit höherer Flexibilität, geringeren Rüstzeiten und niedrigen Kosten, um Bleche herzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fertigung von Blechen, insbesondere Elektroblechen, geschaffen werden, welche wenigstens eine Blechschneideeinheit, insbesondere eine Stanzvorrichtung, wenigstens einen Lineartransfer, wenigstens eine Blechablage sowie wenigstens eine Blechzuführeinheit und wenigstens eine Blechabführung umfasst, wobei folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden, es wird wenigstens ein Blechrohling abgestapelt, der wenigstens eine Blechrohling wird zentriert und/oder orientiert, der wenigstens eine Blechrohling wird genutet und/oder wenigstens ein Blechinnenteil wird ausgetrennt und/oder entnommen, der wenigstens eine genutete Blechrohling wird abgelegt und/oder das wenigstens eine Blechinnenteil wird abgelegt. Hierbei ist von Vorteil, daß die Anlage bzw. das Verfahren sehr flexibel im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik ist. Siehe hierzu die Aufstellung gemäß Fig. 6. Die Rüstzeiten sind beispielsweise weitaus kürzer. Weiter ergibt sich eine Investitionskostenersparnis, da nur eine Stanze notwendig ist. In der Variante mit einer Laserschneidanlage ist sogar die Komplettfertigung der Blechteile möglich, was die Flexibilität und die Situation bezüglich der Rüstzeiten weiterhin verbessert und Kosten spart.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel mit Einzelnutenstanze gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit Zwillingsnutenstanze gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3 Zwillingsnutenstanze gemäß dem Stand der Technik mit Fertigachslochstanzen,

Fig. 4 ein schematisches Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 ein schematisches Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 mit Fertigachslochstanzen,

Fig. 6 ein Vergleich der Taktzeiten zwischen dem Stand der Technik und dem neuen System,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte des neuen Systems nach Fig. 4,

Fig. 8 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Anlage, wobei die Platinenanlage durch eine Bandanlage ersetzt ist,

Fig. 9 eine Vorderansicht nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Seitenansicht nach Fig. 8,

Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel mit Laserschneidanlage,

Fig. 12 eine Draufsicht nach Fig. 11,

Fig. 13 eine Vorderansicht nach Fig. 12,

Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel, das den Weg vom Coil zum fertigen Rotor- und Statorblech auf einem Linear Nutautomat mit Haspel und Richtautomat zeigt,

Fig. 15 eine Laserplatinenschneidanlage mit Platinenentnahmeeinrichtung-Verarbeitung von Breitbandblech im Zick-Zack-Schnitt,

Fig. 16 einige Beispiele gefertigter Platinen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zeigt eine Einzelnutenstanze gemäß dem Stand der Technik. In Fig. 2 ist ebenfalls ein Ausführungsbeispiel mit Zwillingsnutenstanze gemäß dem Stand der Technik zu sehen. Die Zwillingsnutenstanze mit Fertigachslochstanzen gemäß Fig. 3 gehört ebenfalls dem Stand der Technik an.

Das neue System gemäß Fig. 6, das in der letzten Spalte bezüglich der notwendigen Arbeitsschritte gegliedert aufgezeigt wird, wird in dieser Aufstellung mit dem Stand der Technik verglichen. Dieser Vergleich zeigt die Vorteile des neuen Systems auf.

Bei diesem neuen System, das in Fig. 4 gezeigt wird, ist unter Station 1 eine Blechzuführeinheit zu sehen, bei der Platinen aufgelegt werden.

Die fertigen Elektrobleche liegen auf den Ablagestationen 4 bzw. 5. Auf der Ablagestation 5 liegen die Rotoren, auf Ablagestation 4 liegen die Statoren. Zwischen der Ablagestation 4 und 5 ist die Blechschneideeinheit, die in diesem Ausführungsbeispiel als Nutenstanze 22 ausgeführt ist. Zwischen der Blechzuführeinheit 1 und der Ablagestation 4 ist die Orientierstation 2, die zur Orientierung bzw. Zentrierung der Platinen dient, angeordnet. Im wesentlichen quer zur gesamten Anlage erstreckt sich ein Lineartransfer 20, der über den Blechablagen derart angeordnet ist, daß er mittels magnetischer Greifer 21 die Platinen von Station zu Station befördern kann.

Das neue System, das in Fig. 5 gezeigt wird, ist unter Station 1 eine Blechzuführeinheit zu sehen, bei der Platinen aufgelegt werden. Die fertigen Elektrobleche liegen auf den Ablagestationen 4 bzw. 6. Auf der Ablagestation 6 liegen die Rotoren, auf Ablagestation 4 liegen die Statoren. Zwischen der Ablagestation 4 und 6 ist die numerische Nutenstanze 3, mit der mehrere Nutreihen in einer Aufspannung möglich sind, angeordnet, was die Taktzeiten im Vergleich zu bisherigen Lösungen deutlich reduziert, es läßt sich pro Takt ein fertiges Rotor- und ein fertiges Statorblech herstellen. Zwischen der Blechzuführeinheit 1 und der Ablagestation 4 ist die Orientierstation 2, die zur Orientierung bzw. Zentrierung der Platinen dient, angeordnet. Im wesentlichen quer zur gesamten Anlage erstreckt sich ein Lineartransfer, der über den Blechablagen derart angeordnet ist, daß er mittels magnetischer Greifer die Platinen von Station zu Station befördern kann. Am Ende der Anlage nach Fig. 5 ist eine Station 5 angeordnet, bei der die Achslöcher der Rotoren gestanzt werden.

In Fig. 7 wird eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte 1 bis 5 des neuen Systems nach Fig. 4 dargestellt. Im Verfahrensschritt 1 wird eine neue Platine 25 in der entlang des Lineartransfer 20 verschieblichen Greiferstation A abgestapelt, dies erfolgt mit den magnetischen Greifern 21. Die magnetischen Greifer 21 legen in der ebenfalls entlang des Lineartransfers 20 verschieblichen Greiferstation B einen aus einer Platine 25 in der Nutenstanze 22 gefertigten Stator 24 ab. In der Nutenstanze 22 in der verschieblichen Greiferstation C wird gerade ein Rotor 23 gefertigt. Der 2. Verfahrensschritt zeigt, wie während des Nutens des Rotors 23 in der Nutenstanze 22 in Station C eine orientierte Platine 25 mittels der magnetischen Greifer 21 aufgenommen wird. Im Verfahrensschritt 3 wird dargestellt, wie die orientierte Platine 25 mittels die magnetischen Greifer 21 enthaltenden Greiferstation B in Warteposition neben der Nutenstanze 22 abgelegt wird. Eine neue Platine 25 wird mittels Greiferstation A in die Orientierstation abgelegt. Im 4. Verfahrensschritt wird der fertige Rotor 23 mittels der Greiferstation C, die die magnetischen Greifer 21 enthält, aufgenommen und neben der Nutenstanze abgelegt. Gleichzeitig fährt die Greiferstation B mit der Platine 25 aus der Orientierstufe in den Wirkungsbereich der Nutenstanze 22. Die Nutenstanze 22 nutet den Stator und trennt den Rotor aus. Im Verfahrensschritt 5 wird der fertige Stator von der Greiferstation B aufgenommen und neben der Nutenstanze abgelegt. Gleichzeitig mit der Greiferstation B verfährt die Greiferstation C in den Wirkungsbereich der Nutenstanze 22 über den ausgetrennten und von der Nutenstanze 22 zu nutenden Rotor 23. Anschließend geht es wieder mit dem weiter oben beschriebenen Verfahrensschritt 1 weiter. In Fig. 8 wird eine alternative Ausgestaltung dargestellt, bei der anstelle der Abstapelstation 1 und der Orientierstation 2 aus Fig. 4 eine Laserschneidanlage 26 vorgesehen ist. Hierbei entfällt die aus Fig. 7 bekannte Greiferstation A, da das Blech direkt von der Platinenübergabestation der Laseranlage übernommen wird.

In Fig. 9 wird eine Vorderansicht nach Fig. 8 dargestellt. Die Laseranlage 26 ist hierbei im wesentlichen neben dem Lineartransfer 20 angeordnet. Unterhalb des Lineartransfers 20 sind die Rotoren 23 und die Statoren 24 auf den aus Fig. 4 bekannten Ablagestationen 4, 5, zwischen denen die Nutenstanze 22 angeordnet ist, zu sehen. An der am Lineartransfer befestigten Greiferstation B sind die magnetischen Greifer 21 angeordnet. Die Greiferstation ist in der Darstellung nach Fig. 9 im Wirkungsbereich der Notenstanze 22.

Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht nach Fig. 8, bei der dargestellt ist, die Anordnung der das Bandblech 28 enthaltenden Haspel 27 in bezug auf den Lineartransfer 20.

In Fig. 11 wird ein Ausführungsbeispiel mit Laserschneidanlage 26 dargestellt. Die Laserschneidanlage 26 wird mit Bandblech 28, das auf der Haspel 27 lagert, beschickt. Als Vorschub dient ein Richtapparat, der das Blechband richtet. Die Laserschneidanlage 26 schneidet die fertige Außenkontur sowie das fertige Achsloch inklusive einer Keilnut, was wiederum zu Einsparungen und einer Steigerung der Flexibilität führt, da die bekannten und nun nicht mehr benötigten Platinenanlagen teure Werkzeuge benötigen, die oft erst nach Wochen, verbunden mit den hohen Kosten, fertig sind. Die am Lineartransfer 20 angeordneten Greiferstationen B befördert die von der Laseranlage 26 angelieferte Platine 25 in den Wirkungsbereich der Nutenstanze 22, wo die Rotor- und Statornuten gestanzt und das Rotorblech ausgetrennt werden. Die Greiferstation C befördert Stator- bzw. Rotorbleche zu den Ablagestationen 4, 5. In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Nutenstanze 22 in der Station 3 in Fig. 11 fehlt. Hierbei übernimmt die Laseranlage das komplette Bearbeiten der Platine zu Rotor- und Statorblechen. Diese Variante büßt zwar etwas Geschwindigkeit ein, dafür steigt aber die Flexibilität der Anlage. Fig. 12 zeigt eine Draufsicht nach Fig. 11. Figur zeigt 13 eine Vorderansicht nach Fig. 12.

In Fig. 14 ist ein Ausführungsbeispiel, das den Weg vom Coil zum fertigen Rotor- und Statorblech auf einem Linear Nutautomat mit Haspel und Richtautomat zeigt zu sehen.

In Fig. 15 wird eine Laserplatinenanlage mit Platinenentnahmeeinrichtung zur Verarbeitung von Breitbandblech im Zick-Zack-Schnitt dargestellt. Sie dient zur Fertigung von Blechteilen, die mit einer Laserschneidanlage aus einem Blechband ausgebrannt werden, insbesondere zur Elektroblechfertigung oder zur Fertigung von Platinen zur Weiterverarbeitung zum Elektroblech. Hierbei ist im Tisch der Laseranlage nach Fig. 15 eine Maske angeordnet. In dieser Maske sind Spannmittel zur Halterung bzw. Positionierung des Blechbandes angeordnet. Die Spannmittel sind vorzugsweise aus Elektromagneten ausgebildet. In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Spannmittel aus Permanentmagneten oder aus Unterdrucksaugern bestehen. Die Kontur der Maske ist bezogen auf die Werkstückkontur zurückgesetzt angeordnet. Für eventuell notwendige Lüftungslöcher, Keilnuten, Klammernuten oder Statormarkierungen, ist die Maske mit Aussparungen versehen, damit der Laserstrahl das zu durchdringende Material ungehindert durchdringen kann. Wenn das Material dann verflüssigt ist, kann der ausgebrannte Rest ungehindert nach unten fallen. Unterhalb der Schneidanlage sind Abfallrutschen angeordnet, die den ausgebrannten Rest zu einem Abfallförderer führen. Die besagte Maske ist auf einem Schlitten angeordnet und höhenverstellbar (W). Wenn die Platine fertig ausgebrannt ist, wird besagte Maske abgesenkt, der Schlitten fährt daraufhin in die Entladestellung (U). Gleichzeitig fährt eine auf dem Schlitten angeordnete Bandunterstützung in den Tisch der Laserschneidmaschine. Mit dem Bandvorschub kann begonnen werden, sobald die Maske abgesenkt ist und der Schlitten in Bewegung ist. Die Bandunterstützung verhindert, daß das Blechband sich in der Aussparung, die durch das Wegfahren der Maske entsteht, absenkt oder verhakt. Während dem Bandvorschub wird die ausgebrannte Platine in der Entladestellung entnommen. Dann fährt der Schlitten wieder in den Tisch der Laserschneidmaschine zurück. Wenn der Bandvorschub beendet ist, fährt die Maske wieder hoch und das Blechband wird wieder gespannt und die nächste Platine wird ausgebrannt. Die Verfahrachse des Schlittens (U) ist frei programmierbar. Der Schlitten kann verschiedene Positionen nacheinander anfahren. Es können auf diese Weise Platinen im Zick- Zack-Schnitt, wie dies in Fig. 16 zu sehen ist, hergestellt werden. Weiter können mit der Laserschneidmaschine gemäß Fig. 15 nicht nur Platinen hergestellt werden. Es ist ebenfalls möglich, fertige Rotor- und Statorbleche sowie fertige Segmente herzustellen. Weiter ist denkbar, die besagte Maske über den Tisch nach oben anzuheben, um das Werkstück von oben mit einem korrespondierenden Greifer abzunehmen. Zu diesem Zweck muß der Laserschneidkopf zur Vermeidung von Zusammenstößen mit dem Greifer weggefahren werden. Der Bandvorschub setzt ein, wenn die Maske wieder abgesenkt ist. In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Maske auf einem Drehtisch oder einer Schwenkvorrichtung angeordnet ist. Wichtig ist allerdings, daß die Platine zur sicheren Weiterverarbeitung unverrückbar festgehalten wird.

Fig. 16 zeigt einige Beispiele gefertigter Platinen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Fertigung von Blechen, insbesondere Elektroblechen, umfassend, wenigstens eine Blechschneideeinheit, insbesondere eine Stanzvorrichtung, wenigstens einen Lineartransfer, wenigstens eine Blechablage sowie wenigstens eine Blechzuführeinheit und wenigstens eine Blechabführung, wobei folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

• a) es wird wenigstens ein Blechrohling abgestapelt,
• b) der wenigstens eine Blechrohling wird zentriert und/oder orientiert,
• c) der wenigstens eine Blechrohling wird genutet und/oder wenigstens ein Blechinnenteil wird ausgetrennt und/oder entnommen.
• d) der wenigstens eine genutete Blechrohling wird abgelegt und/oder das wenigstens eine Blechinnenteil wird abgelegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Blechschneideeinheit eine Nutenstanze und/oder eine Laserschneideeinheit umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem wenigstens einen Blechinnenteil eine Innenkonturbearbeitung erfolgt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechbearbeitung, inbesondere die Nutenstanzung, zwischen dem Ablegeort zur Ablage des genuteten Blechrohlings und dem Ablegeort zur Ablage des Blechinnenteils vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechschneideeinrichtung Nuten- und/oder Innenkontur- und/oder Außenkonturbearbeitungen vornimmt.

6. Vorrichtung zur Fertigung von Blechen, insbesondere Elektroblechen, umfassend, wenigstens eine Blechbearbeitungseinheit, insbesondere eine Notenstanze, wenigstens einen Lineartransfer, wenigstens eine Blechablage sowie wenigstens eine Blechzuführeinheit und wenigstens eine Blechabführung, wobei die Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 dient.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung jeweils über eine Ablegestation zur Ablage des genuteten Blechrohlings und des Blechinnenteils verfügt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Blechbearbeitungseinheit, insbesondere eine Nutenstanze, zwischen der Ablagestation zur Ablage des genuteten Blechrohlings und der Ablagestation des Blechinnenteils angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere die wenigstens eine Blechzuführeinheit eine Laserschneidvorrichtung umfasst.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechzuführeinheit eine Bandanlage, insbesondere mit einer Blechrichtvorrichtung aufweist.