DE102006003522A1

DE102006003522A1 - Transfersystem mit Wendevorrichtung

Info

Publication number: DE102006003522A1
Application number: DE200610003522
Authority: DE
Inventors: Rainer Reichenbach
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: L Schuler GmbH
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-08-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Transfersystem mit Wendevorrichtung zum Transportieren von Werkstücken insbesondere in Pressenstraßen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Transfersystem mit Wendevorrichtung zum Transportieren von Werkstücken aus einer Bearbeitungsstation in die nachfolgende Bearbeitungsstation einer Pressenstraße, Mehrstößeltransferpresse, Simulator oder dergleichen nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Stand der Technik

Erfordert die Herstellung eines Werkstückes mehrere Stanz- und Umformvorgänge, so können zur wirtschaftlichen Fertigung die erforderlichen Einzeloperationen in einer Pressenstraße, Transferpresse oder Großteilstufenpresse durchgeführt werden. Derartige Anlagen sind in der Regel mit Transportvorrichtungen zum automatischen Werkstücktransport versehen. Diese Transportvorrichtungen besitzen entweder eigene Antriebe oder werden vom Pressenantrieb betätigt.

In jüngster Zeit haben sich die eigen angetriebenen Transportvorrichtungen durchgesetzt. Die Vorteile der eigen angetriebenen Transportvorrichtung sind, geringere Herstellkosten, höhere Flexibilität, sowie eine höhere Dynamik durch eine deutlich geringere zu bewegende Masse. Die DE 100 09 574 A1 offenbart hierzu eine geeignete und in der Praxis bewährte Transportvorrichtung. Aufgrund der steifen Bauweise und der dargestellten Kinematik sind mit dieser Vorrichtung bei mittleren Stufenabständen sehr hohe Hubzahlen realisierbar. Bei Pressenstraßen bzw. Transferpressen sind insbesondere bei großflächigen Werkstücken große Stufenabstände erforderlich. Diese können bis zu neun Meter und mehr betragen. Diese Distanzen können mit den bekannten Schwenkarm- oder Gelenkarmtransfersystemen, wie sie in der DE 100 09 574 A1 oder auch in der DE 100 42 991 A1 offenbart werden, nur bedingt bewältigt werden. Um solche großen Stufenabstände realisieren zu können, müssten die einzelnen Gelenkarm- bzw. Schwingarmteile derart groß gestaltet werden, dass die geforderte Steifigkeit des Systems und die auftretenden Massebeschleunigungen technisch nicht mehr handhabbar wären. Außerdem wäre durch die Größe der Bauteile die Freigängigkeit zum Stößel bzw. zum Oberwerkzeug stark eingeschränkt.

Um diesen Problemen zu begegnen, gibt es zahlreiche Entwicklungen, bei denen die einzelnen Gelenkarmsysteme zusätzlich zu ihren herkömmlichen Freiheitsgraden auf einer Verfahrachse längsverschiebbar, sowohl in und gegen die Pressendurchlaufrichtung, als auch in vertikaler Richtung, gelagert und angetrieben werden.

In der EP 0 693 334 A1 ist in 29 eine solche Transfervorrichtung abgebildet. Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer Pressenstraße, bei der zwischen zwei Einzelpressen ein Träger befestigt ist, auf dem eine Gelenkarmvorrichtung bestehend aus zwei beweglichen Gelenkarmteilen, verfahrbar gelagert ist. Charakteristisch für diese Anordnung ist, dass im Gegensatz zu der DE 100 42 991 A1 zum Transport eines Werkstückes nur eine Gelenkarmvorrichtung an einem Träger angebracht ist, welcher in Pressendurchlaufrichtung mittig an den Einzelpressen befestigt ist. Voraussetzung dafür ist, dass der Werkstücktransport unterhalb der Gelenkarmdrehpunkte erfolgt.

Die DE 10 2005 045 153 A1 offenbart eine weitere Transfervorrichtung zur Überbrückung großer Stufenabstände. Die lineare Verfahrachse wird bei dieser durch einen weiteren Gelenkarmteil ersetzt. Auch diese Transfervorrichtung ist mittig in Durchlaufrichtung zwischen den Einzelpressen einer Pressenstraße angeordnet.

Diese Vorrichtung wie auch alle anderen oben beschriebenen Transfervorrichtungen haben den Nachteil, dass sie nicht ohne weiteres in einer Pressenstraße eingesetzt werden können, bei der die Kopfpresse eine doppelt wirkende Presse ist und bei der das von der Kopfpresse umgeformte Werkstück aus dem Unterwerkzeug entnommen werden muss. Insbesondere bei Modernisierungen von bestehenden Pressenstraßen durch Umrüstung der Mechanisierung tritt dieses Problem häufig auf. Prinzipiell sind verschiedene Lösungen vorhanden, wie zum Beispiel konventionelle Wendestationen oder andere Sonderkonstruktionen. Der Einsatz dieser vorhandenen Lösungen ist allerdings meistens mit einer Verschlechterung der Pressenhubzahl und mit hohem baulichem Aufwand und somit hohen Kosten verbunden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen ist, dass in der Regel für die Transfervorrichtung zwischen der Kopfpresse und der Nachfolgepresse eine andere konstruktive Lösung eingesetzt werden muss, als für die anderen Pressenstufen. Neben dem konstruktiven Aufwand sind natürlich auch die erhöhten Kosten und eine zusätzliche Bevorratung von Ersatz- und Verschleißteilen nachteilig.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik ein Transfersystem zu entwickeln, welches modular aufgebaut ist, bei dem ein sicherer Werkstücktransport bei großen Stufenabständen und bei hoher Dynamik gewährleistet ist und bei dem durch Kombination von kinematisch gleichen Modulen folgende Transferaufgaben bewältigt werden können:

1. Einlegen einer Platine in die Kopfpresse, gegebenenfalls mit einer Drehung des Werkstückes in Werkzeugebene.
2. Entnehmen eines Werkstückes aus dem Unterwerkzeug einer doppelt wirkenden Presse.
3. Transportieren, Wenden und Einlegen des Werkstückes in die Folgepresse.
4. Weitertransport des Werkstückes ohne Wenden in die folgende Stufe.
5. Austragen des Werkstückes aus der letzten Pressenstufe und Ablegen, gegebenenfalls mit einer Drehung des Werkstückes in Werkzeugebene.

Des Weiteren soll das erfindungsgemäße Transfersystem durch eine andere Kombination der Module auch für Pressenstraßen eingesetzt werden können, bei der auch die Kopfpresse als einfach wirkende Presse ausgeführt ist.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein Transfermodul zu entwickeln, welches für sich allein die reinen Transportaufgaben (1, 2, 4 und 5) mit den im Stand der Technik bekannten Lageveränderungen ausführt und welches bei Bedarf durch Hinzufügen eines weiteren Moduls auch die Transportaufgabe 4, d.h. das Wenden des Teiles ausführen kann. Dazu ist eine Übergabe des Werkstückes von einem Transfermodul zum anderen notwendig. Die beiden Transfermodule geben sich das Werkstück also „in die Hand" und ermöglichen so ein Wenden des Werkstückes während dem Transport ohne Wendestation.

Das erfindungsgemäße Transfersystem besteht aus Transfermodulen, welche in Durchlaufrichtung mittig angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Transfersystem sieht weiterhin vor, dass die einzelnen Transfermodule, quer zur Durchlaufrichtung verfahren werden können. Dies ist notwendig, um einen Werkzeugwechsel zu ermöglichen bzw. zu erleichtern. Bei dieser Art von Pressenstraßen erfolgt der Werkzeugwechsel oft durch Herausnehmen der Werkzeugsätze aus den Pressenzwischenräumen.

Des Weiteren ist es denkbar diese Verfahrachse quer zur Pressendurchlaufrichtung nicht nur als Rüstachse, sondern auch als dynamische Achse während der Produktion auszubilden.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Transfersystems ist, dass bei den einzelnen Transfermodulen die Möglichkeit gegeben ist das Werkstück bzw. die Platine in der Werkzeugebene zu drehen. Insbesondere beim Einlegen einer Platine in die Kopfpresse und beim Austragen des Werkstückes aus der letzten Pressenstufe und anschließendem Ablegen auf ein Transportband wird diese Funktionalität eventuell benötigt. Realisiert wird dieses Drehen durch ein Drehgelenk im vordersten Gelenkarmteil.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines dargestellten Ausführungsbeispiels.
Die Figuren zeigen:
1 Pressenstraße mit einfach wirkender Kopfpresse
2 Pressenstraße mit doppelt wirkender Kopfpresse
3 Übergabe des Werkstückes zwischen doppelt wirkender Kopfpresse und Folgepresse
4 Vergrößerte Ansicht der Transfermodule
5 Transfermodul in Durchlaufrichtung
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In 1 ist eine Pressenstraße 1 dargestellt, bei der die Kopfpresse 2 als einfach wirkende Presse dargestellt ist. Die erste Folgepresse 3 und die zweite Folgepresse 4 sind ebenfalls einfach wirkende Pressen. In den Pressenlücken sind die Transfermodule 5 zu erkennen. Die Transfermodule 5 sind an einer Traverse 6 befestigt. Diese Traverse wiederum ist auf den Führungen 7 quer zur Durchlaufrichtung verschiebbar gelagert. Die Pressendurchlaufrichtung zeigt Pfeil 8. Angetrieben wird das Transfermodul 5 durch einen Schwenkantrieb 9, der den Antriebshebel 10 in eine Drehbewegung versetzt. Der Antriebshebel 10 steht in Wirkverbindung mit dem Schwenkarm 11. Am Schwenkarm 11 wiederum ist ein vorderer Gelenkarm 12 drehbar gelagert. Der zum Werkstücktransport vorgesehene Saugerbalken ist mit 13 bezeichnet und am vorderen Gelenkarm 12 gelagert. Diese Figur zeigt insbesondere die Freiheitsgrade:

– 14 Vertikalbewegung
– 15 Horizontalbewegung
– 16 Saugerbalken 13 in und gegen Durchlaufrichtung 8 schwenken
– 17 Drehen des vorderen Gelenkarmes 12 mit dem Saugerbalken 13 um die Längsachse des vorderen Gelenkarmes 12

Über den Schwenkantrieb 9 in Wirkverbindung mit einem Hebeantrieb 18 und einem Drehantrieb 19 für den vorderen Gelenkarm 12 wird durch Bewegungsüberlagerung eine Transportkurve bzw. ein Transportschritt bestehend aus Vertikal- und Horiziontalbewegung ausgeführt. Um die Antriebe, insbesondere die Hebeantriebe 18 möglichst klein und somit kostengünstig ausführen zu können ist für jedes Transfermodul 5 ein Gewichtsausgleich 31 vorgesehen. Aus Gründen der Dimensionierung und der Sicherheit (Redundanz) kann jede Bewegung auch von 2 Motoren ausgeführt werden. An der Einlaufseite der Kopfpresse 2 und an der Auslaufseite der zweiten Folgepresse 4 sind weitere Transfermodule 20 zu sehen. Sie dienen zum Einlegen von Platinen 21 in die Kopfpresse 2 und zum Austragen der fertig bearbeiteten Werkstücke 22 aus der zweiten Folgepresse 4 auf das Transportband 23. Die Transfermodule 20 und die Transfermodule 5 sind kinematisch gleich. Lediglich die Führungen 24 mit dem Führungsschlitten 25 in welchem das obere Ende des Schwenkarms 11 drehbar gelagert ist befinden sich in einer anderen Ebene. Für die Einlege- bzw. Austragefunktion ist der Freiheitsgrad 17, welcher durch einen Antrieb am vorderen Gelenkarm 12 verändert wird, besonders wichtig. Dieser Freiheitsgrad ermöglicht beispielsweise das Aufnehmen einer Platine 21 von einem Platinenstapel, der bezogen auf das Werkzeug um 90° verdreht steht. Dieses Verdrehen ist auch für das Austragen aus der zweiten Folgepresse 4 notwendig, wenn die Werkstücke längs auf das Transportband 23 abgelegt werden sollen.
In 2 ist eine Pressenstraße 1 zu sehen, bei der die Kopfpresse 2, im Gegensatz zur ersten Folgepresse 3 und zur zweiten Folgepresse 4, eine doppelt wirkende Presse ist. Das heißt das Werkstück 22 liegt um 180° verdreht im Unterwerkzeug als bei den Folgepressen und muss beim Transport zwischen der Kopfpresse 2 und der ersten Folgepresse 3 gewendet werden. Das Transfersystem für diesen Anwendungsfall besteht aus den gleichen Transfermodulen 5, 20 wie im 1. Für die Wendeoperation des Werkstückes 22 wird lediglich ein zusätzliches Transfermodul 20 an der Einlaufseite der ersten Folgepresse 3 angebracht. Alle anderen Transfermodule 5, 20 können auf die gleiche Weise eingesetzt werden wie in 1.
4 zeigt den betreffenden Zwischenraum zwischen der Kopfpresse 2 und der ersten Folgepresse 3 in einer vergrößerten Seitenansicht.
3 zeigt den Moment der Werkstückübergabe von Transfermodul 5 zu Transfermodul 20. In dieser Darstellung wird deutlich, dass das Transfermodul 5 nur ca. den halben Transportschritt mit dem Werkstück 22 ausführt. Ungefähr in der Mitte zwischen der Kopfpresse 2 und der ersten Folgepresse 3 wird das Teil an das Transfermodul 20 übergeben. Die zweite Hälfte des Transportschrittes sowie das Einlegen des Werkstückes 22 in die erste Folgepresse erledigt das Transfermodul 20. Dadurch dass die beiden Transfermodule 5, 20 kinematisch gleich sind und über die gleichen Lageveränderungsmöglichkeiten für das Werkstück 22 verfügen, ergibt sich durch das Wenden nur eine geringe Verzögerung beim Werkstücktransport.
In 5 ist ein Transfermodul 5 in einer Ansicht in Durchlaufrichtung dargestellt. In dieser Ansicht wird deutlich, wie das Transfermodul 5 auf den Führungen 7 querverschiebbar in Richtung des Pfeils 26 gelagert ist. Insbesondere beim Werkzeugwechsel ist dieses Verschieben notwendig. In dieser Ansicht ist das Drehgelenk 27 mit dem Drehantrieb 28 zur Erzeugung der Bewegung 17 erkennbar. Der Antrieb 29 bewirkt über ein geeignetes Bewegungsübertragungsmittel, beispielsweise über einen Zahnriemen 30 die Bewegung 16, also das Schwenken des Saugerbalkens 13 in und gegen die Durchlaufrichtung. Ebenfalls deutlich erkennbar ist der Drehantrieb 19, welcher ein Verdrehen des vorderen Gelenkarmes 12 relativ zum Schwenkarm 11 bewirkt.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des erfinderischen Gedankens. So können beispielsweise statt der in 4 verwendeten Transfermodule 5 und 20, zwei Transfermodule 20 eingesetzt werden, bei denen eines an der Auslaufseite der Kopfpresse 2 und eines an der Einlaufseite der ersten Folgepresse 3 befestigt ist. Die Übergabe des Werkstückes erfolgt wie im Ausführungsbeispiel ungefähr in der Mitte des Transportschrittes.

1: Pressenstraße
2: Kopfpresse
3: erste Folgepresse
4: zweite Folgepresse
5: Transfermodul
6: Traverse
7: Führung
8: Pressendurchlaufrichtung
9: Schwenkantrieb
10: Antriebshebel
11: Schwenkarm
12: vorderer Gelenkarm
13: Saugerbalken
14: Vertikalbewegung
15: Horizontalbewegung
16: Saugerbalken 13 in und gegen Durchlaufrichtung 8 schwenken
17: Drehen des vorderen Gelenkarmes 12 mit dem Saugerbalken 13 um die Längsachse des vorderen Gelenkarmes 12
18: Hebeantrieb
19: Drehantrieb
20: Transfermodul
21: Platinen
22: Werkstück
23: Transportband
24: Führung
25: Führungsschlitten
26: Pfeil
27: Drehgelenk
28: Antrieb
29: Antrieb
30: Zahnriemen
31: Gewichtsausgleich

Claims

Transfersystem für Werkstücke, insbesondere in einer Pressenstraße, wobei zwischen jeweils 2 aufeinander folgenden Pressen mindestens ein das Werkstück transportierende, in Durchlaufrichtung mittig angeordnetes Transfermodul angeordnet ist, dessen Kinematik aus wenigstens 3 Hebeln besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebshebel (10), der in seinem Drehpunkt mittels eines Hebeantriebes (18) vertikal antreibbar ist, in Wirkverbindung mit einem Schwenkhebel (11) steht, dessen oberes Ende in einem vertikal verschiebbar gelagerten Führungsschlitten (25) drehbar gelagert ist und dessen unteres Ende mit einem den Saugerbalken (13) tragenden vorderen Gelenkarm (12) drehbar verbunden ist, wobei der vordere Gelenkarm (12) mittels eine Antriebes (19) relativ zum Schwenkhebel (11) schwenkbar ist.
Transfersystem für Werkstücke, insbesondere in einer Pressenstraße, wobei zwischen jeweils 2 aufeinander folgenden Pressen mindestens ein das Werkstück transportierende, in Durchlaufrichtung mittig angeordnete Transfermodul angeordnet ist, dessen Kinematik aus wenigstens 3 Hebeln besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen, Einlegen einer Platine (21) in die Kopfpresse (2), mit einer Drehung des Werkstückes (22) in Werkzeugebene. Entnehmen eines Werkstückes (22) aus dem Unterwerkzeug einer doppelt wirkenden Presse (2). Transportieren, Wenden und Einlegen des Werkstückes (22) in die Folgepresse (3). Weitertransport des Werkstückes (22) ohne Wenden in die folgende Stufe (4). Austragen des Werkstückes (22) aus der letzten Pressenstufe (4) und Ablegen mit einer Drehung des Werkstückes (22) in Werkzeugebene auf ein Transportband 23. durch kinematisch gleiche Funktionsmodule 5, 20 erfüllt werden, wobei für jede Funktion ein oder zwei der Funktionsmodule 5, 20 eingesetzt werden.
Transfersystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Gelenkarm (12) um seine Längsachse mittels eines Antriebes (28) drehbar ist.
Transfersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Gelenkarm (12) relativ zum Schwenkarm (11) mittels des Antriebes (19) schwenkbar ist.
Transfersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsatz von 2 Transfermodulen (5, 20) zwischen der Kopfpresse (2) und der ersten Folgepresse (3), das Werkstück (22) von einem Transfermodul zum anderen übergeben wird.
Transfersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabe des Werkstückes (22) in der Mitte des Transportschrittes erfolgt.
Transfersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfermodule beim Werkzeugwechsel mittels Führungen (7) quer zur Durchlaufrichtung (8) verschiebbar sind.
Transfersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebbarkeit quer zur Durchlaufrichtung 8 als weitere dynamische Produktionsachse nutzbar ist.