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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Lage eines Stanzbleches eines Rotationsstanzwerkzeugs.
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Die
DE 10 2009 005 436 A1 offenbart ein Stanzblech zum Stanzen von ein- oder mehrschichtigen Materialien, mit einem wenigstens eine Stanzkante aufweisenden Stanzkörper.
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Darüber hinaus sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Rotationsstanzwerkzeuge bekannt, mittels welchen ein Rotationsstanzverfahren, das heißt Rotationsstanzen, durchgeführt werden kann. Das Rotationsstanzwerkzeug umfasst beispielsweise wenigstens einen Zylinder, welcher zumindest außenumfangsseitig die Form eines geraden Kreiszylinders aufweisen kann. Ferner umfasst das Rotationsstanzwerkzeug wenigstens ein Stanzblech, welches beispielsweise auf dem Zylinder montiert ist. Somit erstreckt sich das Stanzblech zumindest um einen Teil einer außenumfangsseitigen Mantelfläche des Zylinders. Zum Rotationsstanzen werden der Zylinder und mit diesem das Stanzblech gedreht, wodurch beispielsweise wenigstens ein Teil aus einem Ausgangsmaterial ausgestanzt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem sich auf besonders einfache Weise eine präzise Überprüfung einer Lage eines Stanzblechs eines Rotationsstanzwerkzeugs realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Überprüfen einer Lage eines auf einem um eine Drehachse drehbaren Zylinder montierten Stanzblechs eines Rotationsstanzwerkzeugs wird wenigstens eine linienförmige, sich von einer ersten Kante durchgehend zu einer gegenüberliegenden zweiten Kante des Stanzblechs erstreckende Markierung mittels wenigstens eines Sensors, insbesondere optisch, erfasst, wobei die Lage des Stanzbleches in Abhängigkeit von der Markierung überprüft wird. Beispielsweise wird die Markierung erfasst, während der Zylinder und mit diesem das Stanzblech um die Drehachse relativ zu dem Sensor gedreht werden. Anhand der erfassten, zumindest im Wesentlichen linienförmigen Markierung kann die Lage beziehungsweise eine Ausrichtung des Stanzbleches beispielsweise relativ zu dem Zylinder besonders präzise ermittelt werden, wobei alternativ oder zusätzlich insbesondere ein Grad einer etwaigen Verdrehung des Stanzblechs, insbesondere relativ zu dem Zylinder, bestimmt werden kann.
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Insbesondere ist es möglich, die Lage als eine Ist-Lage oder Ist-Ausrichtung des Stanzblechs zu erfassen, woraufhin die Ist-Lage mit einer erwünschten Soll-Lage oder Soll-Ausrichtung verglichen werden kann. Weicht beispielsweise die Ist-Lage übermäßig von der Soll-Lage ab, da das Stanzblech beispielsweise übermäßig verdreht ist, so kann das das Stanzblech vom Zylinder entfernt, erneut montiert und seine Lage geprüft werden, bis die erwünschte Soll-Lage erreicht ist. In der Folge lässt sich mittels des Rotationsstanzwerkzeugs ein Rotationsstanzverfahren auf besonders präzise Weise durchführen. Somit ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, einen Montagevorgang, in dessen Rahmen das Stanzblech auf dem Zylinder montiert wird, zu bewerten und gegebenenfalls zu wiederholen, sodass das Stanzblech besonders zuverlässig, präzise und reproduzierbar auf dem Zylinder montiert werden kann. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, den Montagevorgang zu bewerten und iterativ zu verbessern. Ferner ist es möglich, einen Anteil der Lage des Stanzblechs an einer gesamten Prozessstreuung zu bestimmen. In der Folge ist es beispielsweise möglich, in dem Stanzprozess auftretende Toleranzen eindeutig nach Prozessstreuung und Werkzeuglage zu differenzieren. Ferner ist es in der Folge möglich, Prozessstreuung beziehungsweise Toleranzen, welche durch eine übermäßige Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage bewirkt werden, zu eliminieren.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische Draufsicht auf ein Stanzblech für ein Rotationsstanzwerkzeug, wobei das Stanzblech mit wenigstens mit einer durchgehenden, zumindest im Wesentlichen linienförmigen Markierung versehen ist, anhand derer eine Lage des Stanzbleches relativ zu einem Zylinder des Rotationsstanzwerkzeugs erfasst werden kann; und
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2 eine schematische Perspektivansicht auf das Rotationsstanzwerkzeug.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine im Ganzen mit 10 bezeichnetes Stanzblech für ein in 2 schematisch dargestelltes Rotationsstanzwerkzeug 12, mittels welchem ein Rotationsstanzverfahren durchgeführt werden kann. Im Rahmen des Rotationsstanzverfahren wird dem Rotationsstanzwerkzeug 12 beispielsweise ein in den Figuren nicht dargestelltes Werkstück zugeführt. Ferner wird das Rotationsstanzwerkzeug 12 gedreht, wodurch aus dem Werkstück zumindest ein Teil ausgestanzt wird. Das eigentliche Ausstanzen des Teils erfolgt dabei durch das Stanzblech 10, welches wenigstens eine Stanzkontur, insbesondere wenigstens eine Stanzkante, zum Ausstanzen des Teils aufweist.
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Aus 2 ist ferner erkennbar, dass das Rotationsstanzwerkzeug 12 einen Zylinder 14 aufweist, auf welchem das Stanzblech 10 montiert ist. Der Zylinder 14 weist außenumfangsseitig die Form eines geraden Kreiszylinders auf. Dies bedeutet, dass der Zylinder 14 eine außenumfangsseitige Mantelfläche 16 aufweist, welche die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist. Dabei ist der Zylinder 14 um eine Drehachse drehbar, wobei die Drehachse mit der Mittelachse des Zylinders 14 zusammenfällt. Das auf dem Zylinder 14 montierte Stanzblech 10 erstreckt sich zumindest um einen Teilbereich der außenumfangsseitigen Mantelfläche 16 und folgt der Form der außenumfangsseitigen Mantelfläche 16, sodass das Stanzblech 10 in seinem auf den Zylinder 14 montierten Zustand ebenfalls zylindrisch ist beziehungsweise die Form eines zumindest im Wesentlichen geraden Kreiszylinders aufweist.
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Anhand von 2 ist ein Verfahren veranschaulicht, mittels welchem eine Lage beziehungsweise eine Ausrichtung des auf den Zylinder 14 montierten Stanzblechs 10 überprüft wird. Aus 1 ist erkennbar, dass das Stanzblech 10, insbesondere auf seiner Breitseite 18, mit einem Referenzsystem 20 versehen ist. Das Referenzsystem 20 umfasst erste Markierungen in Form von vier kurzen Linien 22, welche nicht durchgehend sind. Ferner umfasst das Referenzsystem 20 wenigstens eine zweite, zumindest im Wesentlichen linienförmige Markierung in Form einer Linie 24, welche sich von einer ersten Kante 26 durchgehend zu einer gegenüberliegenden zweiten Kante 28 des Stanzblechs 10 erstreckt. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird die durchgehende Linie 24 als zumindest im Wesentlichen linienförmige, sich von der ersten Kante 26 durchgehend zu der gegenüberliegenden zweiten Kante 28 erstreckende Markierung genutzt, um die Lage des Stanzblechs 10 relativ zum Zylinder 14 zu ermitteln und somit zu überprüfen.
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Im Rahmen des genannten Verfahrens kommt wenigstens ein Sensor 30 zum Einsatz, welcher vorliegend als optischer Sensor ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Sensor 30 als Mikroskop, insbesondere als USB-Mikroskop, ausgebildet. Mittels des vorliegend als optischer Sensor ausgebildeten Sensors 30 wird zumindest die Linie 24 optisch erfasst. Dabei wird die Lage des Stanzblechs 10 in Abhängigkeit von der Linie 24 überprüft.
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Der Sensor 30 wird beispielsweise senkrecht über dem Zylinder 14 ausgerichtet, welcher auch als Stanzzylinder bezeichnet wird. Der Zylinder 14 und mit diesem das auf dem Zylinder 14 montierte Stanzblech 10 werden um die zuvor genannte Drehachse relativ zu dem Sensor 30 gedreht, während das Referenzsystem 20, insbesondere zumindest die Linie 24, erfasst wird. Der Zylinder 14 wird wenigstens einmal vollständig um die Drehachse gedreht. Durch die Erfassung der Linie 24 ist es möglich, bei einer vollständigen Umdrehung des Zylinders 14 mit dem montierten Stanzblech 10 eine maximale Auslenkung der Linie 24 zu bestimmen.
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Dem Verfahren liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass es vorgesehen sein kann, das Stanzblech 10 mit einer Mehrzahl von kurzen, nicht durchgehenden Linien zu versehen. Beispielsweise sind sechs solcher kurzen, nicht durchgehenden Linien vorgesehen. Die Linien werden zur optischen Bewertung der Lage des Stanzblechs 10 auf dem Zylinder 14 verwendet. Dabei kann die Bewertung der Lage des montierten Stanzblechs 10 lediglich durch visuelle Überprüfung erfolgen, welche von einer Person mithilfe ihrer Augen durchgeführt wird. Dabei wird kein Messwert generiert, sodass keine Information für eine Toleranzkettenbetrachtung zur Verfügung steht.
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Im Gegensatz dazu ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass der Sensor 30 wenigstens ein die erfasste Linie 24 charakterisierendes Signal bereitstellt. Das Signal umfasst wenigstens einen Wert, welcher die Linie 24, insbesondere ihre Ausrichtung relativ zum Zylinder 14, charakterisiert. Anhand des Signals beziehungsweise des Werts, welcher ein Messwert ist, kann die Lage des Stanzblechs 10 in Relation zum Zylinder 14 überprüft und insbesondere bewertet werden.
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Das Stanzblech 10 ist beispielsweise ein Grundblech, wobei die Linie 24 beispielsweise durch spanende Bearbeitung des Stanzblechs 10 hergestellt wird. Beispielsweise wird die Linie 24 in das Stanzblech 10 gefräst. Bei dem montierten Stanzblech 10 ist die Linie 24 radial am Umfang entlang positioniert. Vorzugsweise ist die Linie an einer Stelle angeordnet, an der sich keine Stanzkontur des Stanzblechs 10 befindet. Dadurch kann die Linie 24 durchgehend ausgeführt werden. Mithilfe einer Halterungsvorrichtung 32 wird der Sensor 30 vorzugsweise senkrecht über dem Zylinder 14 ausgerichtet, sodass dann die Linie 24 besonders vorteilhaft erfasst werden kann. Der Zylinder 14 ist beispielsweise ein Magnetzylinder, sodass das Stanzblech 10 beispielsweise magnetisch an dem Zylinder 14 gehalten ist.
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Ergibt beispielsweise die Erfassung der Linie 24 und somit die Überprüfung der Lage des Stanzblechs 10, das eine Ist-Lage des Stanzblechs 10 von einer gewünschten Soll-Lage abweicht, so kann die Lage des Stanzblechs 10 korrigiert und der Soll-Lage angeglichen werden, sodass in der Folge das Rotationsstanzverfahren besonders präzise durchgeführt werden kann. Insgesamt ermöglicht das Verfahren eine besonders präzise und wiederholgenaue Montage des Stanzblechs 10 auf den Zylinder 14, sodass das Rotationsstanzverfahren insgesamt zeit- und kostengünstig durchgeführt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009005436 A1 [0002]
