DE102008024558A1

DE102008024558A1 - Positioniersystem für Werkzeuge

Info

Publication number: DE102008024558A1
Application number: DE200810024558
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Schildt
Original assignee: NEW TEC HANDELS und DIENSTLEIS; NEW-TEC HANDELS- und DIENSTLEISTUNGS MBH
Current assignee: NEW TEC HANDELS und DIENSTLEIS; NEW-TEC HANDELS- und DIENSTLEISTUNGS MBH
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2009-11-26

Abstract

Positioniersystem für Werkzeuge auf einer geradlinigen Führung, welche mittels einer auf einem separat verfahrbaren Schlitten befindlichen Mechanik einzeln entriegelt, verschoben beziehungsweise positioniert und arretiert werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Positioniersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Geradlinige Positioniersysteme, beispielsweise zum Positionieren von Ober- oder Quetschmesserhaltern (3) in einer Rollenschneidmaschine ermöglichen es, dass die einzelnen Messerhalter über einen linearen Positionierantrieb automatisch entsprechend der geforderten Schnittbreiten in Stellung gebracht werden. Dabei werdend die Messerhalter, welche sich jeweils auf einem separaten Schlitten befinden, nacheinander, gesteuert über entsprechende Software, durch einen Positionierantrieb mittels Zahnriemen oder Kugelumlaufspindel in einer Achse einzeln verfahren und positioniert.
Die Schlitten sind konstruktiv, aufgrund ihrer erforderlichen Führungselemente (Rollen, Buchsen, Wagen etc.), wesentlich breiter als die darauf zu befestigenden Messerhalter, welche je nach Anforderung sehr schmal gebaut sein können, pneumatische Quetschmesserhalter beispielsweise ca. 8 mm.
Die kleinstmögliche Schnittbreite entspricht jedoch der konstruktiv vorgegebenen Breite der Schlittenführungen.
Zur Realisierung kleinerer Schnittbreiten ist eine, oder sind mehrere zusätzliche Schlittenführungsschienen erforderlich, welche so übereinander angeordnet werden, dass jeweils die Schlitten an ihren Führungen teilweise aneinander vorbei gleiten, beziehungsweise ineinander ragen und somit der Abstand zwischen den Messerhaltern reduziert wird.
Bei Anordnung von zwei Schlittenführungsschienen lässt sich die Schnittbreite um die Hälfte, bei Verwendung von drei Schlittenführungsschienen auf ein Drittel der Schlittenbreite, usw. reduzieren.
Für die Realisierung einer Schnittbreite von 8 mm, welche mit entsprechend schmalen Quetschmesserhaltern erreichbar ist, würden so ca. fünf Schlittenführungsschienen benötigt. Eine entsprechende Anordnung wäre jedoch konstruktiv sehr aufwendig, zudem würde eine solche Bauweise viel Platz beanspruchen und wäre auf Grund der hohen Anzahl der benötigten Komponenten sehr kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Positioniersystem der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, dass es möglich ist, die Werkzeuge beziehungsweise Ober- oder Quetschmesserhalter einer Rollenschneidmaschine unabhängig voneinander, entlang einer geradlinigen Führung oder Halterung, auch ohne Zwischenabstände selbst bei schmaler Bauform der Werkzeuge, präzise in Position zu bringen.
Der technische Aufwand soll weitgehend reduziert und durch kompakte Konstruktion der nachträgliche Einbau in vorhandene Maschinen ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1–9 gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Übersichtsskizze als Vorderansicht;
2 eine Schnittdarstellung des Messerbalkens (4) mit Schwalbenschwanzführung (16) und daran fixiertem Quetschmesserhalter (3), die Positioniereinheit (1) ist in Längsrichtung verfahrbereit.
3 eine Schnittdarstellung des Messerbalkens (4) mit Schwalbenschwanzführung (16) und daran fixiertem Quetschmesserhalter (3), die Prismenführung (13) ist mittels Zange (11) zentriert.
4 eine Schnittdarstellung des Messerbalkens (4) mit Schwalbenschwanzführung (16) und daran fixiertem Quetschmesserhalter (3), die Prismenführung (13) ist mittels Zange (11) zentriert und die Kniehebelmechanik (5) befindet sich in Spannposition.
5 eine Schnittdarstellung des Messerbalkens (4) mit Schwalbenschwanzführung (16) und daran verschiebbarem Quetschmesserhalter (3), die Prismenführung (13) ist mittels Zange (11) zentriert, die Kniehebelmechanik (5) ist in gelockertem Zustand.
6 einen Quetschmesserhalter (3) mit geöffneter Kniehebelmechanik (5) für den Ein- und Ausbau.
7 eine Aufsicht auf die Prismenführung (13)
Die Messerhalter (3) befinden ich auf einer geraden Führung (4), beziehungsweise Halterung und werden mittels einer Positioniereinheit (1), welche an einer parallel zu den Messerhaltern angeordneten Führungsschiene (2), über die gesamte Arbeitsbreite verfährt, einzeln in Stellung gebracht..
Jeder Messerhalter (3) ist für sich im positionierten Zustand, vorzugsweise über eine Kniehebelmechanik (5) fixiert, welche mittels einer z. B. pneumatischen Schubbeziehungsweise Zugstange (9), der Positioniereinheit (1) betätigt wird.
Die Positioniereinheit verfährt seitlich mit der u-förmigen Klaue (10) der Schub- und Zugstange (9), bis diese mittig über dem gerundeten Kopf (7) des Hebelarms (6) eines Messerhalters steht, welcher die Kniehebelmechanik (5) löst oder anzieht.
Ein pneumatisch betätigter, zangenähnlicher Greifer (11) der Positioniereinheit (1), erfasst den Messerhalter (3) über entsprechend geformte Rollen (12), an einer Prismenführung (13) und fixiert ihn in 2 Achsen, so dass er am Greifer (11) nur senkrecht, bzw. in Pfeilrichtung (a) verschiebbar ist.
Anschließend erfolgt eine Hubbewegung der Schub- und Zugstange (9).
Im Darstellungsbeispiel wird der Hebelarm zum fixieren des Messerhalters in Pfeilrichtung (b) gedrückt, zum Lösen in Pfeilrichtung (c) gezogen.
Die Rollen (12) und auch die Klaue (10) sind möglichst von ihren Abmessungen her schmaler ausgeführt als die kleinstmögliche Breite der Quetschmesserhalter (3), damit die einzelnen Schneidwerkzeuge (14) auch ohne Abstand zueinander positioniert werden können.
Für das Verfahren der Positioniereinheit (1), Abholung eines Messerhalters (3) oder nur Lösen der Kniehebelmechanik (5) eines Messerhalters (3) und für Messfahrten wird die Schub- und Zugstange (9) über einen zweiten Pneumatik-Zylinder in eine Neutralstellung (2) gebracht, so dass die Klaue (10) die Köpfe (7) der einzelnen Messerhalter-Hebelarme (6) nicht berührt.
Dies kann auch mittels eines federnden Elementes erfolgen, welches die Schub- und Zugstange (9), wird der Luftdruck entsprechend dafür reduziert, geringfügig um eine definierte Strecke (e) zurück drückt.
Beim Lösen der Kniehebelmechanik (5) vergrößert sich der Abstand zwischen dem Auflageteller (8) und der Halteklaue (15) des Messerhalters (3) geringfügig, so dass sich der Messerhalter (3) leicht auf der Schwalbenschwanzführung (16) verschieben lässt.
Dieser verbleibende Kontakt und das Fixieren des Messerhalters (3) in 2 Achsen an seiner Prismenführung (13) mittels Greifer (11) genügt, um ihn ohne weitere Hilfsmittel (Schlitten, Führungswagen oder ähnliches) auf der Schwalbenschwanzführung (16) definiert zu verschieben und neu zu positionieren.
Hat der Messerhalter (3) seine neue Position erreicht, bewegt die Schubstange (9) den Hebelarm (6) in Pfeilrichtung (b) und fixiert somit über den Kniehebel (5) das Schneidwerkzeug (3; 14) auf der Schwalbenschwanzführung (16). Anschließend bewegt sich die Klaue (10) in die Neutralstellung (3) und der Greifer (11) der Positioniereinheit (1) Rist sich von der Prismenführung (13) des Messerhalters (3) und öffnet sich soweit wie erforderlich, damit die Positioniereinheit (1) ohne Kollision seitlich verfahren kann (2).
Dieser Vorgang wiederholt sich, bis alle Messerhalter (3) neu positioniert sind. Die Positioniereinheit (1) verfährt zweckmäßigerweise wie ein Schlitten auf einer handelsüblichen Führungseinheit (17) angetrieben über einen Zahnriemen (18) z. B. mittels kostengünstigen, frequenzgeregeltem Drehstrommotor (26).
Über die gesamte Arbeitsbreite erstreckt sich ein Messstab (19), an dem die jeweilige Stellung der Positioniereinheit (1) über einen Absolutsensor (20) elektronisch ermittelt und mit Hilfe eines Softwareprogramms bestimmt bzw. neu definiert wird.
Die Position der einzelnen Messerhalter (3) wird bei einer Messfahrt der Positioniereinheit (1) z. B. über einen Näherungssensor (21) ermittelt.
Dabei erfasst der Sensor (21) die Lage jedes Messerhalters (3) beim Überfahren der oberen Begrenzungskanten (22). Das Softwareprogramm errechnet aus der Lage der jeweils ersten und letzten Kante den entsprechenden Wert und kennt somit die Stellung der einzelnen Schneidwerkzeuge (3; 14).
Jeder Messerhalter (3) lässt sich separat pneumatisch (23) ansteuern, wodurch eine durchgängig eingestellte Schnittbreite auf einfache Weise verdoppelt, verdreifacht usw. werden kann, indem nur die Messer (14) mit Druck beaufschlagt werden, welche schneiden sollen.
Ein Messerhalter (3) mit gelöster Kniehebelmechanik (5) kann von Hand entnommen werden, dazu wird der Hebelarm (6) ohne Kraftaufwand weiter in Pfeilrichtung (6) bis Position (d) gekippt, so dass der Abstand zwischen dem Auflageteller (8) und der Halteklaue (15) des Messerhalters (3) ausreichend groß ist, um ihn von der Schwalbenschwanzführung (16) entnehmen zu können.
Hinzuzufügende Messerhalter (3) werden zunächst manuell von Hand, entsprechend 4, geklemmt
Bei der nächsten Messfahrt erkennt das System, dass ein- oder gegebenenfalls auch mehrere Messerhalter (3) fehlen, oder ob Messerhalter (3) hinzugefügt wurden und ordnet sie entsprechend neu.
Messerhalter (3), insbesondere Quetschmesserhalter (3) mit Kniehebelmechanik (5) zur manuellen Befestigung, an starren Führungen (16) sind bekannt.
In einigen Fällen lässt sich für den automatischen Betrieb die Mechanik (5), insbesondere der Hebelarm (6) modifizieren.
Es ist von Vorteil, die Spannbedingungen bekannter Konstruktionen beizubehalten, um das Nachrüsten vorhandener Messerbalken (1–6) in älteren Maschinen, mit dem Positioniersystem bei geringem Aufwand zu ermöglichen.
Um vorhandene Quetschmesserhalter (3), oder deren Komponenten für das System weitgehend nutzbar zu machen, müssen sie zusätzlich mit der Prismenführung (13) ausgestattet werden.
Dabei ist es möglicherweise erforderlich, das Kopfteil (24) mit dem Lufteintritt (25) gegen ein Kopfteil, welches mit der Führung (13) kombinierbar ist, zu tauschen.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Positioniereinheit (1) in Kombination mit modifizierten herkömmlichen Messerhaltern (3), somit eine der günstigsten Formen der Erfindung, ohne deren Inhalt, da weitere Varianten möglich sind, dadurch unnötig einschränken zu wollen.

Claims

Positioniersystem für Werkzeuge auf einer geradlinigen Führung, welche mittels einer, auf einem separat verfahrbahren Schlitten befindlichen Mechanik, einzeln entriegelt, verschoben beziehungsweise positioniert und arretiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass für den Transfer und auch für die Arretierung der einzelnen Werkzeuge (3) auch bei extrem flacher Bauweise, keine eigenständigen Führungswagen oder Schlitten erforderlich sind.
Positioniersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (3) vorzugsweise an einer schwalbenschwanzförmigen Leiste (16) entlang, mittels einer automatischen Positioniereinheit (1) verschiebbar sind.
Positioniersystem nach Anspruch 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge zum fixieren an der Leiste (16) jeweils mit einer Kniehebelmechanik (5) ausgestattet sind, deren Hebelarmkopf (7) für die automatische Betätigung vorzugsweise kreisförmig gerundet ist.
Positioniersystem nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Kniehebelmechanik (5) über den Hebelarm (6) vorzugsweise mittels pneumatisch betätigter Schub- bzw. Zugstange (9) der Positioniereinheit (1) erfolgt.
Positioniersystem nach Anspruch 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise pneumatisch betätigte Greiferklauen (11) der Positioniereinheit (1) das Werkzeug (3) für den Transport in der X- und Y-Achse fixieren.
Positioniersystem nach Anspruch 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiferklauen (11) mit Prismenrollen (12) bestückt sind.
Positioniersystem nach Anspruch 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge mit einer Prismenführung (13) ausgestattet sind.
Positioniersystem nach Anspruch 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Positioniereinheit (1) über einen Messstab (19) mittels Absolutsensor (20) bestimmbar ist.
Positioniersystem nach Anspruch 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der einzelnen Werkzeuge (3) während einer Messfahrt mittels Sensor (21), welcher sich auf der Positioniereinheit (1) befindet, registriert und bestimmt wird.
Positioniersystem nach Anspruch 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klaue (10) der Schub- und Zugstange (9) für das kollisionsfreie, seitliche Verfahren der Positioniereinheit (1) zusätzlich zu den beiden Endlagen in eine Neutralstellung gebracht wird.