DE102005037339A1

DE102005037339A1 - Materialeinzug für Stanz- und Biegeautomaten

Info

Publication number: DE102005037339A1
Application number: DE200510037339
Authority: DE
Inventors: Rudi Kolb
Original assignee: Unimet GmbH
Current assignee: Unimet GmbH
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-02-08
Also published as: EP1749594A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Materialzuführvorrichtung zum Führen von Bandmaterial in Bearbeitungsmaschinen, insbesondere für Maschinen zum Stanzen, Biegen und/oder Montieren, mit einem Motor für den Transport des Materials und einer Klemmvorrichtung zum Fixieren des Materials. Um eine weitere Erhöhung der Produktivität zuzulassen und darüber hinaus eine präzise und auch über längere Zeiträume gleich bleibende Materialzuführung und Fixierung zu ermöglichen, ist der Motor zum Transport des Materials als elektrischer Linearmotor ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Materialzuführvorrichtung zum Führen von Bandmaterial in Bearbeitungsmaschinen, insbesondere für Maschinen zum Stanzen, Biegen und/oder Montieren, mit einem Motor für den Transport des Materials und einer Klemmvorrichtung zum Fixieren des Materials.
Bei Maschinen zum Stanzen, Biegen und/oder Montieren von Blechteilen wird meist aufgehaspeltes Material verwendet. Das Material wird von der Rolle oder dem Haspel abgezogen und durch diverse seriell angeordneten Arbeitsstationen geführt. Es kommen dabei sowohl ziehende Materialzuführungen als auch schiebende zum Einsatz.

In der DE 245 90 12 ist beispielsweise eine solche schiebende Materialeinzugsrichtung für Stanz- und Biegeautomaten beschrieben. Die Bewegung der Materialzuführvorrichtung wird über eine Schubstange und eine Materialmitnahmezange aus dem Hauptantrieb der Maschine abgeleitet. Die Materialmitnahmezange befördert das Material zur Bearbeitungsposition. Beim Rücklauf öffnet die Zange. Eine solche Zufuhreinrichtung wird auch als Zangeneinzug bezeichnet. Alternativ sind auch Walzeneinzüge bekannt, bei denen das Material zwischen zwei motorisch angetriebene Rollen oder Walzen geklemmt wird, die das Material zuführen.

An derartige Einzüge werden hohe Anforderungen gestellt. Sie müssen das Material mit großer Genauigkeit zuführen und anschließend fixieren. Diese Funktion muss selbst bei kurzen Taktzeiten exakt gewährleistet werden. Solche Maschinen, deren seriell hintereinander angeordneten Arbeitspositionen jeweils einen einzelnen Arbeitsvorgang ausführen, sind sehr produktiv. Sie erfordern aber auch einen entsprechend hohen Investitionsaufwand. Um auch bei kleineren und einfacheren Teilen derartige Investitionen zu rechtfertigen, ist es erforderlich, beispielsweise bei der Herstellung von Steckkontakten aus Drahtmaterial, die Produktivität weiter zu steigern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Materialzufuhrvorrichtung für Maschinen, insbesondere zum Stanzen, Biegen und/oder Montieren, mit hohen Taktzahlen zur Verfügung zu stellen, die eine weitere Erhöhung der Produktivität zulässt und darüber hinaus eine präzise und auch über längere Zeiträume gleich bleibende Materialzuführung und Fixierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Motor zum Transport des Materials als elektrischer Linearmotor ausgebildet ist.

Auf diese Weise kann mit Vorteil auf mechanische Getriebe verzichtet werden. Die Synchronisation mit dem Hauptantrieb, der die Werkzeuge bewegt, kann über die Steuerung erfolgen. Der Hub, d. h. die Schrittweite eines Arbeitstaktes, kann in bekannter Weise von der Steuerung vorgegeben werden oder auch mechanisch als Endlagenanschläge definiert sein. Selbst Kombinationen zur Erhöhung der Präzision sind denkbar.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Linearmotor als Synchronmotor ausgebildet ist, was eine weitere Genauigkeitserhöhung erlaubt.

Diesem Zweck dient auch die Maßnahme, dass der Linearmotor von einer programmierbaren Servosteuerung gesteuert ausgebildet ist. Auf diese Weise lassen sich mit besonders hoher Dynamik das Material in einer wiederholbaren Präzision schrittweise den Werkzeugen zuführen. Die Genauigkeit liegt im Hundertstel-Bereich oder sogar noch besser.

Um die Präzision noch weiter zu steigern kann die Servosteuerung mit einem Absolutwertgeber für die Motorlage ausgestattet sein, so dass die Steuerung eine genaue Lageregelung zulässt, was auch eine entsprechende Genauigkeit der gefertigten Fertigteile zur Folge hat.

Damit die präzise Bewegung auf das zuzuführende Material übertragen werden kann, ist vorgesehen, dass die Klemmvorrichtung auf dem beweglichen Teil des Linearmotors angeordnet ist.

Außerdem ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine sich überlappende Materialführung auf dem beweglichen Teil des Linearmotors vorgesehen ist.

Damit das Material intermittierend dem Werkzeug zugeführt werden kann, weist die Klemmvorrichtung einen Antrieb auf, der sie wechselweise in die Betriebszustände der Klemm- und Freigabe schaltend ausgebildet ist.

Als besonders betriebssicherer Antrieb hat sich eine Lösung bewährt, bei der der Antrieb der Klemmvorrichtung als Magnet ausgebildet ist. Bei Stromausfall oder nach dem Abschalten der Maschine bleibt das zuzuführende Material sicher in der jeweiligen Position gehalten, wenn der Magnet gegen die Kraft einer Feder die Klemmvorrichtung in den Betriebzustand der Freigabe schaltend ausgebildet ist.

Wenn die Klemmvorrichtung eine federnd ausgebildete Spannfläche aufweist, können auch Dickentoleranzen des zugeführten Materials ausgeglichen werden.

Statt eines Magneten kann in alternativer Ausgestaltung der Antrieb in der Klemmvorrichtung als elektrischer Linearmotor ausgebildet sein, der vorzugsweise über ein Kulissengetriebe auf die Klemmvorrichtung einwirkt.

Ein solcher Antrieb hält den jeweiligen Betriebzustand der Klemmvorrichtung auch nach Abschalten oder Ausfall der Netzversorgung bei.

In bestimmten Fällen, bei denen das Werkzeug keine Haltekraft auf das zugeführte Material ausübt, ist es von Vorteil, wenn eine weitere Klemmvorrichtung vorgesehen ist, die mit der ersten Klemmvorrichtung zusammenwirkt und mit dem feststehenden Teil des Linearmotors für die Materialzuführung verbunden ist.

Die Steuerung bewirkt mit Vorteil, dass die Klemmvorrichtung taktweise arbeitend ausgebildet sind, wobei abwechselnd eine Klemmvorrichtung den Betriebzustand der Freigabe aufweist, wenn die andere Klemmvorrichtung im Betriebzustand der Klemmung ist.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert, dass in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
1 einen schematischen Schnitt durch die Zuführeinrichtung mit einem Teil der Bearbeitungsmaschine,
2 eine Seitenansicht in vergrößerter Darstellung der Klemmvorrichtung und
3 eine Ansicht der Klemmvorrichtung in Vorschubrichtung.
In den schematisierten Ansichten der Figuren sind viele Teile durchsichtig dargestellt, so dass auch verdeckte Linien in den Figuren erkennbar sind.
In 1 bezeichnet 12 das Werkzeug einer Bearbeitungsmaschine 13. Rechts davon ist die Zuführvorrichtung 14 gezeichnet. Diese besteht im Wesentlichen aus dem Motor 1 der das Material zuführt und auf dem Maschinengestell 15 fest montiert ist. Der Motor 1 ist als elektrischer Linearmotor 3 ausgebildet, dessen Stator 16 mit dem Maschinengestell 15 fest verbunden ist und dessen beweglicher Teil 5 als Rotor die Klemmvorrichtung 4 trägt. Der bewegliche Teil 5 ist seitlich in Linearführungen 17 hängend geführt.
In 3 ist erkennbar, dass das Maschinengestell 15 c-förmig liegend den Linearmotor umschließt, wobei die Linearführungen 17 zum Halten des beweglichen Teils des Linearmotors 5 unter den freien Enden des c-förmigen Maschinengestells hängend angeordnet sind.
In 2. ist die Klemmvorrichtung in der Seitenansicht vergrößert dargestellt. Das Material 2, hier ein Draht, wird zwischen der handelsüblichen Spannbacke 18 und der Materialführung 6 gespannt, wobei die Spannfläche 8 federnd ausgebildet ist. Diese Federung wird durch die mäanderförmige Gestaltung der Spannbacke erreicht, die trotz ihrer Federung das Material sehr sicher klemmt.
Die Spannbacke wird durch eine Säule 19 bewegt, die in einer Säulenführung 20 vertikal beweglich gehalten ist.
Der Antrieb der Säule erfolgt über einen weiteren Linearmotor 9 der zusammen mit dem Kulissengetriebe 10 den Antrieb für die Klemmvorrichtung bildet. Der feststehende Teil 11 des Linearmotors ist fest mit dem beweglichen Teil 5 des Linearmotors 3 verbunden. Der bewegliche Teil stützt sich über die Platte 23 und die lineare Führungen 22 ebenfalls auf dem beweglichen Teil 5 des Linearmotors 3 ab, so dass die gesamte Klemmvorrichtung sich mit dem beweglichen Teil 5 des Linearmotors 3 mitbewegt.
Seitlich an der Platte 23 ist eine senkrecht zur Platte angeordnete Kurve 24 befestigt, die von einem Rillenkugellager 25 als Kulisse abgetastet wird. Zu diesem Zweck ist das Rillenkugellager 25 auf einer Achse 26 drehbeweglich gelagert, die wiederum fest mit der Säule 19 verbunden ist.
Bei einer reversierenden Bewegung senkrecht zur Zeichenebene tastet somit das Rillenkugellager 25 die Kurve 24 ab, so dass auch die Säule 19 mit Spannbacke 18 dem Kurvenverlauf folgt.
Wie aus 3 ersichtlich sind insgesamt vier Spannbacken unterhalb eines gemeinsamen Klemmbalkenhalters 27 angeordnet, der von insgesamt zwei Säulen 19 in der zuvor beschriebenen Weise geführt und bewegt wird. Aufgrund der speziellen Konstruktionsweise der Klemmvorrichtung ist diese sehr steif. Auf diese Weise ist sie auch den hohen dynamischen Beanspruchungen der Vorschubvorrichtung gewachsen, die aus den hohen Beschleunigungs- und Bremskräften des mit hoher Taktrate betriebenen Linearmotors 3 resultieren.
Der mit seiner Bewegungsachse quer zur Bewegung des Linearmotors (3) angeordnete Linearmotor der Klemmvorrichtung (4) weist eine ebenso hohe Dynamik auf, so dass er die vier unter den Spannbacken (18) gespannten Drähte (2) in der gleichen Taktzeit klemmen und freigeben kann.
Auf diese Weise ist eine Materialzuführung geschaffen, die eine verbesserte Dynamik aufweist und besonders hohe Taktzahlen ermöglicht. Die Produktivität der Gesamtmaschine wird dadurch vorteilhaft gesteigert.

1: Motor
2: Material
3: Linearmotor
4: Klemmvorrichtung
5: beweglicher Teil des Linearmotors
6: Materialführung
7: Antrieb der Klemmvorrichtung
8: Spannfläche für Material
9: Linearmotor
10: Kulissengetriebe
11: feststehender Teil
12: Werkzeug
13: Bearbeitungsmaschine
14: Zuführvorrichtung
15: Maschinengestell
16: Stator
17: Linearführung
18: Spannbacke
19: Säule
20: Säulenführung
21: beweglicher Teil
22: Linearführung
23: Platte
24: Kurve
25: Rillenkugellager
26: Achse
27: Klemmbalkenhalter

Claims

Materialzuführvorrichtung zum Führen von Bandmaterial in Bearbeitungsmaschinen, insbesondere für Maschinen zum Stanzen, Biegen und/oder Montieren, mit einem Motor für den Transport des Materials und einer Klemmvorrichtung zum Fixieren des Materials, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (1) zum Transport des Materials (2) als elektrischer Linearmotor (3) ausgebildet ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (3) als Synchronmotor ausgebildet ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (3) mit einer programmierbaren Servosteuerung gesteuert ausgebildet ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Servosteuerung mit einem Absolutwertgeber für die Motorlage ausgestattet ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (4) auf dem beweglichen Teil des Linearmotors (5) angeordnet ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Materialführung (6) auf dem beweglichen Teil des Linearmotors (5) vorgesehen ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (4) einen Antrieb (7) aufweist, der sie wechselweise in die Betriebszustände der Klemmung und Freigabe schaltend ausgebildet ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (7) der Klemmvorrichtung als Magnet ausgebildet ist, der vorzugsweise gegen die Kraft einer Feder die Klemmvorrichtung in den Betriebzustand der Freigabe schaltend ausgebildet ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (4) eine federnd ausgebildete Spannfläche (8) aufweist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (7) in der Klemmvorrichtung (4) als elektrischer Linearmotor (9) ausgebildet ist, der vorzugsweise über ein Kulissengetriebe (10) auf die Klemmvorrichtung einwirkt.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Klemmvorrichtung (4) vorgesehen ist, die mit der ersten Klemmvorrichtung zusammenwirkt und mit dem feststehenden Teil (11) des Linearmotors für die Materialzuführung verbunden ist.
Materialzuführvorrichtung für Bandmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtungen (4) taktweise arbeitend ausgebildet sind, wobei abwechselnd eine Klemmvorrichtung den Betriebzustand der Freigabe aufweist, wenn die andere Klemmvorrichtung im Betriebzustand der Klemmung ist.