-
Die Erfindung betrifft eine Transfereinrichtung zum Transport und zur Handhabung von Werkstücken durch mehrere Bearbeitungsstationen einer Presse, wobei die Presse aus einem Pressengestell, einem Pressentisch, einem Stößel, einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil besteht und Transferschienen aufweist, denen ein Linearmotor als Antrieb zugeordnet ist.
-
Für zahlreiche technische Anwendungen werden aus flächigen Metallgebilden mittels Pressen Objekte mit unterschiedlichen geometrischen Konturen ausgestaltet. Sofern hierbei mehrere Umformstufen mit einer Presse realisiert werden, ist unabhängig von der jeweils konkreten Konstruktion der Presse ein positions- und taktgenauer Transport der zu bearbeitenden Ronden und ähnlichen Werkstücke zwischen den jeweiligen Werkzeugen notwendig. Dieser Werkstückvorschub erfolgt vorzugsweise mit Transfersystemen.
-
Derartige Transfersysteme in Pressen werden über Kurven oder elektrische Servomotoren angetrieben. Dabei wird zwischen zweidimensionalen (2D) und dreidimensionalen (3D) Transfersystemen unterschieden. Bei einem 2D-Transfersystem wird die Vorschub- oder Transportbewegung sowie die Öffnungs- bzw. Schließbewegung zum Teiletransport genutzt. Bei einer 3D-Transferbewegung kommt noch ein zusätzlicher Hebe- und Senkhub dazu. Dieser Hub wird zum Ausheben der Teile aus dem Werkzeug in die Transportebene und zum Ablegen der Teile in die Werkzeugebene genutzt.
-
DE 195 42 205 A1 beschreibt eine Presse mit einer Transfereinrichtung, bei der in der Zuführrichtung hintereinander zwei Abschnitte mit separaten Transferschienen angeordnet sind. Die Werkstücke werden in zweidimensionaler (2D) Richtung bewegt. Während bei dieser technischen Lösung ein konventioneller Elektromotor als Antrieb vorgesehen ist, können solche Antriebe auch unter Nutzung von Linearmotoren ausgestaltet werden.
-
Eine diesbezügliche Konstruktion ist aus
DE 195 06 079 A1 bekannt, wobei der Transfer der Werkstücke durch mehrere Bearbeitungsstationen einer Presse hier dreidimensional (3D) unter Nutzung von Linearmotoren als Antrieb erfolgt.
-
Es gibt verschiedenartige mechanische und elektrische Antriebslösungen, dabei wird die Vorschubachse über ein oder zwei Antriebe angetrieben. Die Schließ-Öffnungsbewegung wird oftmals über zwei oder vier Antriebe um 90° gedreht zur Vorschubbewegung angetrieben. Ebenso sind kombinierte Vorschub-Schließ-Öffnungsbewegungen über Schwenkhebelantriebe bekannt. Die Hebe-Senkfunktion wird meistens über senkrecht über oder unter den Vorschubachsen stehende Kinematiken erzeugt. Für alle Antriebe sind mechanische Antriebe über Servomotor, Getriebe, Zahnriemen, Ritzel-Zahnstange, Spindelantriebe und Hebelsysteme bekannt.
-
DE 10 2004 005 046 B4 betrifft eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Werkstücken durch Bearbeitungsstufen einer Stufenpresse mit zwei parallel zueinander angeordneten und austauschbaren Tragschienen, an denen Greifer oder Quertraversen zur Aufnahme und Transport der Werkstücke befestigt sind. Die Tragschienen führen eine horizontale Längsbewegung in und gegen die Teiletransportrichtung durch, wobei zur Durchführung der Horizontalbewegung in Werkstücktransportrichtung für jede Tragschiene zwei Linearantriebe vorgesehen sind. Diese Linearantriebe sind jeweils an den äußeren Enden der Tragschienen angeordnet und teilweise mit diesen lösbar verbunden.
-
In kleineren schnell laufenden Pressen werden häufig nur 2D-Transfersysteme eingesetzt. Im höheren Hubzahlbereich ab 150 Hub/min sind diese Transfersysteme meistens als Kurvenantriebe ausgeführt, weil die bisher verfügbare Servotechnik solche hohen Hubzahlen noch nicht erreichen kann. Es sind mechanische Lösungen über Kurven, Hebel oder Seilzüge bekannt, welche die Transferschienen in Transportrichtung antreiben.
-
Änderungen des Hubes oder des Bewegungswinkels der Transferschienen sind nur durch manuelle Verstellsysteme, Austausch der Kurven oder Veränderung der Hebelverhältnisse realisierbar. Dabei muss diese Einstellung sehr genau erfolgen. Bei einem Wechsel auf ein anderes Werkzeug sind diese Arbeiten noch zusätzlich auszuführen. Weiterhin sind bei der Optimierung der Transferbewegung, um eine hohe Teileausbringung zu erzielen, Veränderungen des Bewegungswinkels der Transferschienen notwendig. Diese manuellen Verstellungen sind konstruktiv aufwendig und zumindest im hochdynamischen Bereich eine Schwachstelle in der kinematischen Kette. Bei auswechselbaren Kurven ist es notwendig, jede Hub- oder Bewegungswinkeländerung in einer neuen Kurve abzubilden. Dies ist sehr kostenintensiv und zeitaufwendig.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Transfereinrichtung für Pressen zu schaffen, mit der die Einstellarbeiten für den Transfer bei einem Werkzeugwechsel reduziert werden können.
-
Hierbei sollen insbesondere durch einen Werker manuell notwendige Verstellarbeiten weitgehend vermieden werden.
-
Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Transfereinrichtung als ein zweidimensionales und von zwei Linearmotoren angetriebenes Schiene-in-Schiene-System ausgestaltet ist, wobei der erste Linearmotor zwei U-förmige Transferschienen und der zweite Linearmotor zwei Steuerschienen antreibt und wobei die Steuerschienen in den Transferschienen geführt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Merkmale im Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.
-
Beim erfindungsgemäßen Schiene-in-Schiene-2D-Transfersystem treibt ein in gleicher Achse angeordneter erster Linearmotor zwei Transferschienen an. Diese Schienen sind nur in Transportrichtung bewegbar und an beiden Endabschnitten mechanisch miteinander verbunden. Die Transferschienen sind in einer U-Form ausgebildet und liegen auf dem Unterwerkzeug auf. In den U-förmigen Transferschienen wird jeweils eine Steuerschiene geführt. Diese Steuerschienen sind ebenfalls nur in Transportrichtung bewegbar und werden vom zweiten Linearmotor angetrieben. Beide Linearmotoren sind übereinander angeordnet. Die Linearmotoren haben keine Verschleißteile und sind wartungsfrei.
-
Die Transferschienen und die Steuerschienen werden antriebsseitig über Linearführungen geführt. In diesen Führungsschienen sind jeweils für den Transferschienenantrieb und den Steuerschienenantrieb pneumatisch belüftbare Bremsen eingebaut. Diese Bremsen halten die Schienen bei einem eventuellen Stromausfall in ihrer Position.
-
An der Steuerschiene sind wechselbare Nocken eingeschraubt. Durch Relativbewegung der Steuerschiene zur Transferschiene werden über diese Nocken Greifer betätigt, die gefedert an der Transferschiene befestigt sind. Der Greiferhub kann somit für jede Stufe einzeln eingestellt werden.
-
Der Transferhub, der Bewegungswinkel der Transferschienen, der Öffnungswinkel und der Schließwinkel der Greifer können über die Linearmotoren frei programmiert werden. Weiterhin kann die Bewegungsform der Transfer- und der Steuerschienen variiert werden. Alle höherwertigen Potenzfunktionen sind nutzbar, um eine ruck- und stoßarme Bewegung der Schienen zu ermöglichen. Durch den direkten Antrieb weist die Antriebskinematik kein Spiel auf und es wird kein Verstellmechanismus benötigt.
-
Der Einsatz eines hoch auflösenden, absoluten, linearen Wegmesssystems ermöglicht bisher nicht erreichbare Positioniergenauigkeiten. Insbesondere bei hohen Hubzahlen von mehr als 150 Hub/min sind andere Antriebe mit Spiel zwangsläufig nicht in der Lage, eine Positioniergenauigkeit von ±0,01 mm zu garantieren.
-
Durch Anwendung der erfindungsgemäßen technischen Lösung können die notwendigen Einstellarbeiten beim Werkzeugwechsel für den Transfer wesentlich reduziert werden, weil die Transferparameter des aktuellen Werkzeuges lediglich über die Steuerung aufgerufen werden müssen. Auch die Optimierung der Transferbewegung zur Stößelbewegung und zur Vorschubbewegung kann in einfacher Weise über die Steuerung realisiert werden, so dass in kurzer Zeit eine maximale Teileausbringung erreichbar ist.
-
Weiterhin ist es nunmehr möglich, unsymmetrische Vor- und Rückhübe zu fahren, was mit Gleichdickkurven nicht möglich ist. Die Transportbewegung kann in einem anderen Winkelbereich stattfinden als die Rückhubbewegung.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
-
1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Transfereinrichtung in Seitenansicht
-
2 eine Detailansicht der Transfereinrichtung in Draufsicht
-
3 eine Detailansicht der Transfereinrichtung in Seitenansicht in der Transportrichtung
-
4 eine Detailansicht der Transfereinrichtung in Vorderansicht
-
1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Presse mit einem Pressengestell 1, einem Pressentisch 2, einem Stößel 3 mit Stößelführungen 4 und mehreren Stufenwerkzeugen, von denen ein Werkzeugoberteil 5 und ein Werkzeugunterteil 6 dargestellt sind.
-
Die Presse hat eine Transfereinrichtung zum Transport und zur Handhabung von Ronden und Ziehzwischenstufen zwischen den einzelnen Umformstufen der Presse. Diese Transfereinrichtung ist als ein zweidimensionales und angetriebenes Schiene-in-Schiene-System ausgestaltet. Die Transfereinrichtung umfasst zwei U-förmige Transferschienen 7, die an beiden Endabschnitten miteinander verbunden und auf dem Werkzeugunterteil 6 abgestützt sind. In den Transferschienen 7 wird jeweils eine Steuerschiene 9 geführt, wobei die räumliche Zuordnung von Transferschiene 7 und Steuerschiene 9 insbesondere aus 2 ersichtlich ist.
-
Den beiden Transferschienen 7 ist ein erster Linearmotor 10 als Antrieb zugeordnet, der aus einem Primärteil 101 und einem Sekundärteil 102 besteht. Den ebenfalls zwei Steuerschienen 9 ist ein zweiter Linearmotor 8 als Antrieb zugeordnet, der aus einem Primärteil 81 und einem Sekundärteil 82 besteht
-
Aus 3 ist ersichtlich, dass die Linearmotoren 8 und 10 übereinander und in Achsrichtung der Transferschienen 7 und der Steuerschienen 9 angeordnet sind. Für die Wirkverbindung zwischen Linearmotor 10 und Transferschienen 7 sowie Linearmotor 8 und Steuerschienen 9 ist jeweils eine Kupplung 11 vorgesehen, wobei den Transferschienen 7 eine Kupplung 111 und den Steuerschienen 9 eine Kupplung 112 zugeordnet ist. Die Anordnung dieser Kupplungen 111 und 112 ist in 4 dargestellt.
-
Die Transferschienen 7 und die Steuerschienen 9 sind jeweils nur in Transportrichtung bewegbar. Hierbei werden die Transferschienen 7 und Steuerschienen 9 antriebsseitig über Linearführungen 12 geführt. Den Linearführungen 12 sind Bremsen 17 für den Antrieb der Transferschienen 7 und für den Antrieb der Steuerschienen 9 zugeordnet. Die Bremsen 17 sind jeweils als pneumatisch belüftbare Bremsen ausgestaltet. Aus 4 sind weiterhin der Antriebsschlitten 14 der Transferschienen 7 und der Antriebsschlitten 15 der Steuerschienen 9 ersichtlich.
-
2 zeigt, dass an den Steuerschienen 9 Nocken 19 lösbar befestigt sind, beispielsweise eingeschraubt. Weiterhin sind an den Transferschienen 7 Greifer 18 befestigt, die mit den Nocken 19 der Steuerschiene 9 in Wirkverbindung gebracht werden können. In weiterer Ausgestaltung ist der Transfereinrichtung ein hoch auflösendes, absolutes, lineares Wegmesssystem 13 zugeordnet, siehe hierzu 3 und 4.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Pressengestell
- 2
- Pressentisch
- 3
- Stößel
- 4
- Stößelführungen
- 5
- Werkzeugoberteil
- 6
- Werkzeugunterteil
- 7
- Transferschienen
- 8
- Linearmotor
- 81
- Primärteil
- 82
- Sekundärteil
- 9
- Steuerschiene
- 10
- Linearmotor
- 101
- Primärteil
- 102
- Sekundärteil
- 11
- Kupplung
- 111
- Kupplung Transferschiene
- 112
- Kupplung Steuerschiene
- 12
- Linearführung
- 13
- Wegmesssystem
- 14
- Antriebsschlitten Transferschiene
- 15
- Antriebsschlitten Steuerschiene
- 16
- Halterung
- 17
- Bremsen
- 18
- Greifer
- 19
- Nocken
