-
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und eine Werkstückmaschine sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen.
-
Aus der
EP 3 106 241 A1 ist eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken bekannt. Diese Werkzeugmaschine umfasst ein Oberwerkzeug, welches entlang einer Hubachse mit einer oberen Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug zu bearbeitenden Werkstück und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches mit einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse verfahrbar ist. Dem Oberwerkzeug ist ein Unterwerkzeug zugeordnet, welches entlang einer unteren Positionierachse mit einem motorischen Antrieb verfahrbar ist. Das Oberwerkzeug und Unterwerkzeug sind jeweils unabhängig voneinander entlang deren Positionierachsen in einem Rahmeninnenraum eines Maschinenrahmens verfahrbar. Diesem Maschinenrahmen zugeordnet sind zwei Werkstückauflagen zur Aufnahme des Werkstücks, um dieses zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug für die Bearbeitung zu positionieren.
-
Aus der
EP 2 527 058 B1 ist des Weiteren eine Werkzeugmaschine bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Werkzeugmaschine in Form einer Presse zum Bearbeiten von Werkstücken, wobei ein Oberwerkzeug an einer Hubvorrichtung vorgesehen ist, welche gegenüber eines zu bearbeitenden Werkstücks entlang einer Hubachse in Richtung auf das Werkstück und in der Gegenrichtung verfahrbar ist. In der Hubachse und dem Oberwerkzeug gegenüberliegend ist ein Unterwerkzeug vorgesehen, welches zu einer Unterseite positioniert ist. Eine Hubantriebsvorrichtung für eine Hubbewegung des Oberwerkzeugs wird durch ein Keilgetriebe angesteuert. Die Hubantriebsvorrichtung mit dem daran angeordneten Oberwerkzeug ist längs einer Positionierachse mit einem motorischen Antrieb verfahrbar. Das Unterwerkzeug wird dabei synchron mit einem motorischen Antrieb zum Oberwerkzeug verfahren.
-
Aus der
DE 10 2006 049 044 A1 ist ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken bekannt, welches beispielsweise in einer Werkzeugmaschine gemäß der
EP 2 527 058 B1 einsetzbar ist. Dieses Werkzeug zum Schneiden und/oder Umformen von plattenförmigen Werkstücken umfasst einen Stanzstempel und eine Stanzmatrize. Zur Bearbeitung eines zwischen dem Stanzstempel und der Stanzmatrize angeordneten Werkstücks werden diese in einer Hubrichtung aufeinander zubewegt. An dem Stanzstempel ist ein Schneidwerkzeug mit einer Schneidkante angeordnet, und an der Stanzmatrize sind zumindest zwei Gegenschneidkanten vorgesehen. Der Stanzstempel und die Stanzmatrize sind relativ zueinander um eine gemeinsame Positionierachse drehbar. Dabei sind die Gegenschneidkanten derart zur gemeinsamen Positionierachse ausgerichtet, dass durch eine Drehbewegung des Schneidwerkzeuges des Stanzstempels die Schneidkante des Schneidwerkzeugs zu den Gegenschneidkanten positionierbar ist. Die Gegenschneidkanten entsprechen im Abstand zur Positionierachse dem Abstand der Schneidkante zur gemeinsamen Positionierachse.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug sowie eine Werkzeugmaschine als auch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken vorzuschlagen, durch welche die Anzahl der Rüstvorgänge bei der Bearbeitung von unterschiedlichen Materialdicken von Werkstücken reduziert wird.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken gelöst, welches ein Oberwerkzeug aufweist, das einen Einspannschaft und einen Grundkörper umfasst, die in einer gemeinsamen Positionsachse liegen und zumindest einen in dem Einspannschaft gegenüberliegend am Grundkörper angeordneten Werkzeugkörper mit einer Schneidkante umfasst und ein Unterwerkzeug aufweist, welches einen Grundkörper mit einer Auflagefläche für das Werkstück umfasst und mit zumindest einem an dem Grundkörper vorgesehenen Gegenwerkzeugkörper, der eine Gegenschneidkante umfasst, wobei der Grundkörper des Unterwerkzeugs eine Positionsachse aufweist, welche senkrecht zur Auflagefläche ausgerichtet ist, wobei das Ober- und Unterwerkzeug zur Bearbeitung eines dazwischen angeordneten Werkstücks in einer Hubrichtung aufeinander zubewegbar sind. Bei diesem Werkzeug ist die Gegenschneidkante des Gegenwerkzeugkörpers als eine geschlossene Kontur ausgebildet, und die Schneidkante des zumindest einen Werkzeugkörpers weist am Oberwerkzeug eine Schneidkontur auf, die im Verlauf der geschlossenen Kontur der Gegenschneidkante entspricht. An dem Unterwerkzeug ist zumindest eine Gruppe von wenigstens zwei Gegenwerkzeugkörpern vorgesehen, die dem zumindest einen Werkzeugkörper am Oberwerkzeug entsprechen, wobei in der zumindest einen Gruppe der Gegenwerkzeugkörper die Größe der Kontur des ersten Gegenwerkzeugkörpers der Schneidkontur des Werkzeugkörpers mit einer ersten Schnittspaltbreite und die Größe der Kontur des zweiten oder weiteren Gegenwerkzeugkörpers der Schneidkontur des Werkzeugkörpers am Oberwerkzeug mit einer zweiten oder weiteren Schnittspaltbreite entspricht. Durch ein solches Werkzeug wird ermöglicht, dass unterschiedliche Materialdicken des Werkstücks mit demselben Werkzeug bearbeitet werden können. Durch die Zuordnung von zumindest zwei Gegenwerkzeugkörpern mit einer Kontur, welche bezogen auf die Schneidkontur des zumindest einen Werkzeugkörpers am Oberwerkzeug verschiedene Schnittspaltbreiten umfassen, können mit demselben Werkzeugkörper am Oberwerkzeug wenigstens zwei unterschiedliche Materialdicken von Werkstücken mit einem Werkzeug bearbeitet werden. Dafür ist vorgesehen, dass der zumindest eine Werkzeugkörper bezüglich der ausgewählten geschlossenen Kontur zu dem entsprechenden Gegenwerkzeugkörper aus der dazugehörigen Gruppe am Unterwerkzeug ausschließlich durch eine Verfahrbewegung senkrecht oder geneigt zur Positionsachse des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges oder durch eine Kombination der Verfahrbewegung senkrecht oder geneigt zur Positionsachse und durch eine Drehbewegung um die Positionsachse des Oberwerkzeugs und/oder Unterwerkzeugs erfolgt. Durch ein solches Werkzeug ist eine Reduzierung in der Anzahl der Rüstvorgänge und die Anpassung der Werkzeuge an die zu bearbeitenden Materialdicken der Werkstücke ermöglicht.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform des Werkzeugs sieht vor, dass die Gegenwerkzeugkörper der zumindest einen ersten Gruppe von Gegenwerkzeugkörpern am Unterwerkzeug in einer Linie hintereinander liegend angeordnet sind. Dadurch kann beispielsweise durch eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs entlang der oberen Positionierachse der Werkzeugmaschine eine Ausrichtung des Werkzeugkörpers am Oberwerkzeug zum Gegenwerkzeugkörper erfolgen. Alternativ kann durch eine Verfahrbewegung des Unterwerkzeugs entlang der unteren Positionierachse der Werkzeugmaschine eine Ausrichtung der Gegenwerkzeugkörper zum Werkzeugkörper erfolgen. Ebenso kann eine Relativbewegung des Ober- und Unterwerkzeugs durchgeführt werden.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Werkzeugs sieht vor, dass die zumindest eine Gruppe von Gegenwerkzeugkörpern an einem Grundkörpereinsatz jeweils einzeln oder gemeinsam an einem Grundkörpersatz im Grundkörper des Werkzeugs einsetzbar sind. Dies weist den Vorteil auf, dass bei einem Verschleiß der Gegenwerkzeugkörper ein einfacher Wechsel möglich ist, ohne dass das gesamte Unterwerkzeug auszutauschen ist.
-
Des Weiteren kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der zumindest eine Grundkörpereinsatz drehbar im Grundkörper des Unterwerkzeugs angeordnet ist. Insbesondere kann dieser noch in seiner Ausrichtung drehbar angesteuert werden. Dadurch kann eine zusätzliche Ausrichtung der geschlossenen Kontur des Gegenwerkzeugkörpers im Unterwerkzeug ermöglicht sein. Das Oberwerkzeug selbst kann ebenfalls um dessen Positionsachse drehbar in einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine angeordnet sein, so dass der Werkzeugkörper des Oberwerkzeugs in der Ausrichtung an den Gegenwerkzeugkörper des Unterwerkzeugs anpassbar ist.
-
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Werkzeugs sieht vor, dass das Oberwerkzeug als Mehrfachwerkzeug ausgebildet ist und zumindest zwei Werkzeugkörper aufweist und das Unterwerkzeug zumindest zwei Gruppen von Gegenwerkzeugkörpern umfasst. Die zumindest zwei an dem Oberwerkzeug angeordneten Werkzeugkörper weichen in der Kontur und/oder der Größe voneinander ab. Dies weist den Vorteil auf, dass die Flexibilität in der Bearbeitung von Werkstücken erhöht wird. Beispielsweise können durch die zwei voneinander abweichenden Werkzeugkörper am Oberwerkzeug bereits zwei verschiedene geschlossene Konturen bearbeitet werden. Durch ein oder mehrere Gegenwerkzeugkörper, die dem ersten oder weiteren Werkzeugkörper entsprechend zugeordnet sind, kann in Abhängigkeit der Anzahl der zugeordneten Gegenwerkzeugkörper die Anzahl von verschiedenen Materialdicken der Werkstücke bearbeitet werden.
-
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die zumindest zwei Gegenwerkzeugkörper der zumindest einen Gruppe außerhalb eines gemeinsamen Kreisumfanges in der Auflagefläche des Unterwerkzeugs liegen. Eine beliebige Anordnung der Gegenwerkzeugkörper ist möglich. Bei mehreren Gruppen von Gegenwerkzeugkörpern ist bevorzugt vorgesehen, dass die einzeln einander zugehörigen Gegenwerkzeugkörper benachbart zueinander je Gruppe angeordnet sind. Alternativ kann eine Anordnung und Ausrichtung der mehreren Gegenwerkzeugkörpern bei mehreren Gruppen derart vorgesehen sein, dass eine maximale Ausnutzung bezüglich der Anzahl der vorzusehenden Gegenwerkzeugkörper in der Auflagefläche des Unterwerkzeugs erzielt wird. Dabei kann eine Zuordnung der Gegenwerkzeugkörper als Gruppe erfolgen oder eine beliebige unsortierte Anordnung ausgewählt werden. Dadurch kann die Anzahl der Rüstvorgänge noch weiter reduziert werden.
-
Eine weitere alternative Ausführungsform des Werkzeuges sieht vor, dass zumindest zwei Gegenwerkzeugkörper der zumindest einen Gruppe auf einem gemeinsamen Kreisumfang in der Auflagefläche des Unterwerkzeuges liegen und die Konturen dieser Gegenwerkzeugkörper abweichend von einer kreisrunden Geometrie sind und außerhalb einer Winkelposition auf dem Kreisumfang liegen, welche die Kontur bei einer Drehung entlang eines Kreisumfanges einnimmt. Dadurch kann eine weitere Optimierung in der Einbringung der Anzahl der Gegenwerkzeugkörper in der Auflagefläche des Oberwerkzeugs ermöglicht sein.
-
Des Weiteren liegen die erste und die zumindest eine weitere Gruppe der Gegenwerkzeugkörper außerhalb eines gemeinsamen Kreisumfangs in der Auflagefläche des Unterwerkzeugs. Eine Optimierung bezüglich der verbleibenden Abstützflächen, welche an die Gegenschneidkanten der Gegenwerkzeugkörper angrenzen, und die Anzahl der einzubringenden Gegenwerkzeugkörper stehen dabei im Vordergrund.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Werkzeugmaschine gelöst, welche ein Oberwerkzeug aufweist, die entlang einer Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug zu bearbeitenden Werkstück und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse positionierbar ist und mit einer Antriebsanordnung entlang der oberen Positionierachse verfahrbar ist. Die Werkzeugmaschine weist des Weiteren ein Unterwerkzeug auf, welches zum Oberwerkzeug ausgerichtet und entlang einer unteren Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf das Oberwerkzeug bewegbar und entlang einer unteren Positionierachse positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse des Oberwerkzeugs ausgerichtet ist und mit einer Antriebsanordnung entlang der unteren Positionierachse verfahrbar ist. Durch eine Steuerung der Werkzeugmaschine sind die motorischen Antriebsanordnungen zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeugs ansteuerbar. Dabei ist vorgesehen, dass die Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs entlang der oberen Positionierachse und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeugs entlang der unteren Positionierachse jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind, so dass beim Einsatz eines Werkzeugs nach einem der vorbeschriebenen Ausführungsformen eine Ausrichtung des Werkzeugkörpers des Oberwerkzeugs zu zumindest einer Gruppe aus wenigstens zwei Gegenwerkzeugkörpern am Unterwerkzeug ermöglicht ist. Durch diese unabhängige Ansteuerung des Oberwerkzeugs und/oder Unterwerkzeugs kann in Abhängigkeit der zu bearbeitenden Materialdicke des Werkzeuges das zumindest eine Oberwerkzeug und der dazugehörige Gegenwerkzeugkörper ausgewählt und zueinander positioniert werden. Dadurch ist eine Schnittspaltanpassung für das zu bearbeitende Werkstück gegeben.
-
Durch die Werkzeugmaschine ist des Weiteren bevorzugt vorgesehen, dass das Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug eine Verfahrbewegung entlang deren Positionierachse oder geneigt zu deren Positionsachse durchführen oder durch eine Kombination von einer der vorgenannten Verfahrbewegungen mit einer Überlagerung durch eine Drehbewegung um die Positionsachse positionierbar sind. Dadurch kann eine beliebige Ausrichtung des zumindest einen Werkzeugkörpers am Oberwerkzeug zu dem zumindest einen Gegenwerkzeugkörper am Unterwerkzeug ermöglicht sein.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere Blechen, gelöst, bei dem ein Oberwerkzeug, welches entlang einer Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug zu bearbeitenden Werkstück und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse positionierbar ist, mit einer Antriebsanordnung entlang der oberen Positionierachse verfahren wird und bei dem ein Unterwerkzeug, welches zum Oberwerkzeug ausgerichtet und entlang einer unteren Positionierachse positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse des Oberwerkzeugs ausgerichtet ist, mit einer Antriebsanordnung entlang der unteren Positionierachse verfahren wird und bei dem mit einer Steuerung die motorischen Antriebsanordnungen zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeugs angesteuert werden, wobei ein Werkzeug nach einer der vorstehenden Ausführungsformen eingesetzt wird und der zumindest eine Werkzeugkörper des Oberwerkzeugs für die Bearbeitung des Werkstücks ausgewählt wird und in Abhängigkeit der zu bearbeitenden Materialdicke des Werkstücks aus der zumindest einen Gruppe von Gegenwerkzeugkörpern des Unterwerkzeugs derjenige ausgewählt wird, der mit dem Werkzeugkörper des Oberwerkzeugs die für die Materialdicke des Werkstücks erforderliche Schnittspaltbreite bildet. Dabei wird eine ausschließliche Verfahrbewegung des Ober- und/oder Unterwerkzeuges senkrecht zu deren Positionsachsen beziehungsweise entlang der oberen und unteren Positionierachse angesteuert. Alternativ kann eine Kombination der Verfahrbewegung senkrecht zur Positionsachse und eine Drehbewegung um die Positionsachse des Ober- und/oder Unterwerkzeuges vorgesehen sein. Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass eine Verfahrbewegung des Ober- und/oder Unterwerkzeuges angesteuert wird, bei welchem die Verfahrbewegung geneigt zur Positionsachse des Ober- und/oder Unterwerkzeuges ist. Diese kann auch durch eine Drehbewegung um die Positionsachse überlagert werden. Somit können mit einem Werkzeug wenigstens zwei Werkstücke mit unterschiedlichen Materialdicken bearbeitet werden, ohne dass ein Werkzeugwechsel erforderlich ist. Dies reduziert die Rüstzeit und erhöht die Produktivität.
-
Bevorzugt werden der Werkzeugkörper und Gegenwerkzeugkörper durch eine Verfahrbewegung entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse und/oder durch eine Drehbewegung des Oberwerkzeugs und/oder Unterwerkzeugs um die Positionsachse zueinander ausgerichtet. Durch die Flexibilität in der Verfahrbewegung und/oder der Drehbewegung des Oberwerkzeugs als auch der Verfahrbewegung und/oder der Drehbewegung des Unterwerkzeugs kann eine jeweilige Auswahl und Zuordnung des Werkzeugkörpers und Gegenwerkzeugkörpers für die erforderliche Anpassung an den notwendigen Schnittspalt ermöglicht werden. Durch ein solches Werkzeug können auch Toleranzen in den Positionsachsen ausgeglichen werden.
-
Des Weiteren wird ein Mehrfachwerkzeug als Oberwerkzeug eingesetzt und durch die Steuerung der Werkzeugmaschine eine Aktivierungsvorrichtung betätigt, durch welche ein der zumindest zwei an dem Grundkörper des Oberwerkzeugs vorgesehenen Werkzeugkörper ausgewählt wird. Durch ein solches Mehrfachwerkzeug kann die Anzahl in der Größe und/oder Kontur der in das Werkzeug einzubringenden Ausnehmungen erhöht werden.
-
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,
- 2 eine schematisierte Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus einer Hubantriebsvorrichtung und eines motorischen Antriebes gemäß 1,
- 3 ein schematisches Diagramm einer überlagerten Hubbewegung in Y- und Z-Richtung des Stößels gemäß 1,
- 4 ein schematisches Diagramm einer weiteren überlagerten Hubbewegung in Y- und Z-Richtung des Stößels gemäß 1,
- 5 eine schematische Ansicht von oben auf die Werkzeugmaschine gemäß 1 mit Werkstückauflageflächen,
- 6 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Werkzeugs,
- 7 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu 6,
- 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu 6,
- 9 eine schematische Ansicht auf das Unterwerkzeug des Werkzeugs in 8 und
- 10 eine schematische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform des Unterwerkzeugs zu 9.
-
In 1 ist eine Werkzeugmaschine 1 dargestellt, welche als Stanzpresse ausgebildet ist. Diese Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Tragstruktur mit einem geschlossenen Maschinenrahmen 2. Dieser umfasst zwei horizontale Rahmenschenkel 3, 4 sowie zwei vertikale Rahmenschenkel 5 und 6. Der Maschinenrahmen 2 umschließt einen Rahmeninnenraum 7, der den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine 1 mit einem Oberwerkzeug 11 und einem Unterwerkzeug 9 bildet.
-
Die Werkzeugmaschine 1 dient zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken 10, welche der Einfachheit halber in 1 nicht dargestellt sind und können zu Bearbeitungszwecken im Rahmeninnenraum 7 angeordnet werden. Ein zu bearbeitendes Werkstück 10 wird auf eine im Rahmeninnenraum 7 vorgesehene Werkstückabstützung 8 abgelegt. In einer Aussparung der Werkstückabstützung 8 ist am unteren horizontalen Rahmenschenkel 4 des Maschinenrahmens 2 das Unterwerkzeug 9 beispielsweise in Form einer Stanzmatrize gelagert. Diese Stanzmatrize kann mit einer Matrizenöffnung versehen sein. Bei einer Stanzbearbeitung taucht in die Matrizenöffnung des als Stanzmatrize ausgebildeten Unterwerkzeuges das als Stanzstempel ausgebildete Oberwerkzeug 11 ein.
-
Das Oberwerkzeug 11 und Unterwerkzeug 9 kann anstelle von einem Stanzstempel und einer Stanzmatrize auch als ein Biegestempel sowie eine Biegematrize zum Umformen von Werkstücken 10 eingesetzt werden.
-
Das Oberwerkzeug 11 ist in einer Werkzeugaufnahme an einem unteren Ende eines Stößels 12 fixiert. Der Stößel 12 ist Teil einer Hubantriebsvorrichtung 13, mittels derer das Oberwerkzeug 11 in eine Hubrichtung entlang einer Hubachse 14 bewegt werden kann. Die Hubachse 14 verläuft in Richtung der Z-Achse des Koordinatensystems einer in 1 angedeuteten numerischen Steuerung 15 der Werkzeugmaschine 1. Senkrecht zur Hubachse 14 kann die Hubantriebsvorrichtung 13 längs einer Positionierachse 16 in Richtung des Doppelpfeils bewegt werden. Die Positionierachse 16 verläuft in Richtung der Y-Richtung des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15. Die das Oberwerkzeug 11 aufnehmende Hubantriebsvorrichtung 13 wird mittels eines motorischen Antriebs 17 längs der Positionierachse 16 verfahren.
-
Die Bewegung des Stößels 12 entlang der Hubachse 14 und die Positionierung der Hubantriebsvorrichtung 13 entlang der Positionierachse 16 erfolgen mittels eines motorischen Antriebes 17 in Form einer Antriebsanordnung 17, insbesondere Spindelantriebsanordnung, mit einer in Richtung der Positionierachse 16 verlaufenden und mit dem Maschinenrahmen 2 fest verbundenen Antriebsspindel 18. Geführt wird die Hubantriebsvorrichtung 13 bei Bewegungen längs der Positionierachse 16 an drei Führungsschienen 19 des oberen Rahmenschenkels 3, von denen in 1 zwei Führungsschienen 19 zu erkennen sind. Die eine übrige Führungsschiene 19 verläuft parallel zur sichtbaren Führungsschiene 19 und ist von dieser in Richtung X-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15 beabstandet. Auf den Führungsschienen 19 laufen Führungsschuhe 20 der Hubantriebsvorrichtung 13. Der gegenseitige Eingriff der Führungsschiene 19 und der Führungsschuhe 20 ist dergestalt, dass diese Verbindung zwischen den Führungsschienen 19 und den Führungsschuhen 20 auch eine in vertikaler Richtung wirkende Last aufnehmen kann. Dementsprechend ist die Hubvorrichtung 13 über die Führungsschuhe 20 und die Führungsschienen 19 am Maschinenrahmen 2 aufgehängt. Ein weiterer Bestandteil der Hubantriebsvorrichtung 13 ist ein Keilgetriebe 21, durch welches eine Lage des Oberwerkzeuges 11 relativ zum Unterwerkzeug 9 einstellbar ist.
-
Das Unterwerkzeug 9 ist entlang einer unteren Positionierachse 25 verfahrbar aufgenommen. Diese untere Positionierachse 25 verläuft in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15. Vorzugsweise ist die untere Positionierachse 25 parallel zur oberen Positionierachse 16 ausgerichtet. Das Unterwerkzeug 9 kann unmittelbar an der unteren Positionierachse 16 mit einer motorischen Antriebsanordnung 26 entlang der Positionierachse 25 verfahren werden. Alternativ oder ergänzend kann das Unterwerkzeug 9 auch an einer Hubantriebsvorrichtung 27 vorgesehen sein, welche entlang der unteren Positionierachse 25 mittels der motorischen Antriebsanordnung 26 verfahrbar ist. Diese Antriebsanordnung 26 ist bevorzugt als Spindelantriebsanordnung ausgebildet. Die untere Hubantriebsvorrichtung 27 kann im Aufbau der oberen Hubantriebsvorrichtung 13 entsprechen. Ebenfalls kann die motorische Antriebsanordnung 26 der motorischen Antriebsanordnung 17 entsprechen.
-
Die untere Hubantriebsvorrichtung 27 ist ebenfalls an einem unteren horizontalen Rahmenschenkel 4 zugeordneten Führungsschienen 19 verschiebbar gelagert. Auf den Führungsschienen 19 laufen Führungsschuhe 20 der Hubantriebsvorrichtung 27, so dass die Verbindung zwischen den Führungsschienen 19 und Führungsschuhen 20 am Unterwerkzeug 9 auch eine in vertikaler Richtung wirkende Last aufnehmen kann. Dementsprechend ist auch die Hubantriebsvorrichtung 27 über die Führungsschuhe 20 und die Führungsschienen 19 am Maschinenrahmen 2 und beabstandet zu den Führungsschienen 19 und Führungsschuhen 20 der oberen Hubantriebsvorrichtung 13 aufgehängt. Auch die Hubantriebsvorrichtung 27 kann ein Keilgetriebe 21 umfassen, durch welches die Lage beziehungsweise Höhe des Unterwerkzeuges 9 entlang der Z-Achse einstellbar ist.
-
Durch die numerische Steuerung 15 können sowohl die motorischen Antriebe 17 für eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 entlang der oberen Positionierachse 16, als auch der oder die motorischen Antriebe 26 für eine Verfahrbewegung des Unterwerkzeuges 9 entlang der unteren Positionierachse 25 unabhängig voneinander angesteuert werden. Somit ist das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 synchron in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems verfahrbar. Ebenso kann eine unabhängige Verfahrbewegung des Ober- und Unterwerkzeuges 11, 9 auch in verschiedene Richtungen angesteuert werden. Diese unabhängige Verfahrbewegung des Ober- und Unterwerkzeuges 11, 9 kann zeitgleich angesteuert werden. Durch die Entkopplung der Verfahrbewegung zwischen dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 9 kann eine erhöhte Flexibilität in der Bearbeitung von Werkstücken 10 erzielt werden. Auch kann das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 zur Bearbeitung der Werkstücke 10 in vielfältiger Weise ausgebildet sein.
-
Ein Bestandteil der Hubantriebsvorrichtung 13 ist das Keilgetriebe 21, welches in 2 dargestellt ist. Das Keilgetriebe 21 umfasst zwei antriebsseitige Keilgetriebeelemente 122, 123, sowie zwei abtriebsseitige Keilgetriebeelemente 124, 125. Letztere sind konstruktiv zu einer Baueinheit in Form eines abtriebsseitigen Doppelkeils 126 zusammengefasst. An dem abtriebsseitigen Doppelkeil 126 ist der Stößel 12 um die Hubachse 14 drehbar gelagert. Eine motorische Drehantriebsvorrichtung 128 ist in dem abtriebsseitigen Doppelkeil 126 untergebracht und verfährt den Stößel 12 bei Bedarf entlang der Hubachse 14. Dabei ist sowohl eine Links- als auch eine Rechtsdrehung des Stößels 12 gemäß dem Doppelpfeil in 2 möglich. Eine Stößellagerung 129 ist schematisch dargestellt. Zum einen erlaubt die Stößellagerung 129 reibungsarme Drehbewegungen des Stößels 12 um die Hubachse 14, zum anderen lagert die Stößellagerung 129 den Stößel 12 in axialer Richtung und trägt dementsprechend Lasten, die auf den Stößel 12 in Richtung der Hubachse 14 wirken, in den abtriebsseitigen Doppelkeil 126 ab.
-
Der abtriebsseitige Doppelkeil 126 wird durch eine Keilfläche 130, sowie durch eine Keilfläche 131 des abtriebsseitigen Getriebeelementes 125 begrenzt. Den Keilflächen 130, 131 der abtriebsseitigen Keilgetriebeelemente 124, 125 liegen Keilflächen 132, 133 der antriebsseitigen Keilgetriebeelemente 122, 123 gegenüber. Durch Längsführungen 134, 135 sind das antriebsseitige Keilgetriebeelement 122 und das abtriebsseitige Keilgetriebeelement 124, sowie das antriebsseitige Keilgetriebeelement 123 und das abtriebsseitige Keilgetriebeelement 125 in Richtung der Y-Achse, das heißt in Richtung der Positionierachse 16 der Hubantriebsvorrichtung 13, relativ zueinander bewegbar geführt.
-
Das antriebsseitige Keilgetriebeelement 122 verfügt über eine motorische Antriebseinheit 138, das antriebsseitige Keilgetriebeelement 123 über eine motorische Antriebseinheit 139. Beide Antriebseinheiten 138, 139 gemeinsam bilden die Spindelantriebsanordnung 17.
-
Den motorischen Antriebseinheiten 138, 139 gemeinsam ist die in 1 gezeigte Antriebsspindel 18 sowie die an dem Maschinenrahmen 2 gelagerte und folglich tragstrukturseitige Hubantriebsvorrichtung 13, 27.
-
Zu den motorischen Antriebseinheiten 138, 139 werden die antriebsseitigen Keilgetriebeelemente 122, 123 derart betrieben, dass diese sich entlang der Positionierachse 16 beispielsweise aufeinander zu bewegen, wodurch sich eine Relativbewegung zwischen den antriebsseitigen Keilgetriebeelementen 122, 123 einerseits und den abtriebsseitigen Keilgetriebeelementen 124, 125 anderseits ergibt. Infolge dieser Relativbewegung wird der abtriebsseitige Doppelkeil 126 und der daran gelagerte Stößel 12 entlang der Hubachse 14 nach unten bewegt. Der an dem Stößel 12 beispielsweise als Oberwerkzeug 11 montierte Stanzstempel führt einen Arbeitshub aus und bearbeitet dabei ein auf der Werkstückauflage 28, 29 bzw. der Werkstückabstützung 8 gelagertes Werkstück 10. Durch eine entgegengesetzte Bewegung der Antriebskeilelemente 122, 123 wird der Stößel 12 wiederum entlang der Hubachse 14 angehoben bzw. nach oben bewegt.
-
Die vorbeschriebene Hubantriebsvorrichtung 13 gemäß 2 ist bevorzugt baugleich als untere Hubantriebsvorrichtung 27 ausgebildet und nimmt das Unterwerkzeug 9 auf.
-
In 3 ist ein schematisches Diagramm einer möglichen Hubbewegung des Stößels 12 dargestellt. Das Diagramm zeigt einen Hubverlauf entlang der Y-Achse und der Z-Achse. Durch eine überlagerte Ansteuerung einer Verfahrbewegung des Stößels 12 entlang der Hubachse 14 und entlang der Positionierachse 16 kann beispielsweise eine schräg verlaufende Hubbewegung des Hubstößels 12 nach unten auf das Werkstück 10 zu angesteuert werden, wie dies durch die erste Gerade A dargestellt ist. Darauffolgend nach Durchführung des Hubes kann der Stößel 12 beispielsweise senkrecht abgehoben werden, wie dies durch die Gerade B dargestellt ist. Anschließend erfolgt beispielsweise eine ausschließliche Verfahrbewegung entlang der Y-Achse gemäß der Geraden C, um den Stößel 12 für eine neue Arbeitsposition zum Werkstück 10 zu positionieren. Darauffolgend kann sich beispielsweise die zuvor beschriebene Arbeitsabfolge wiederholen. Sofern für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt das Werkstück 10 auf der Werkstückauflagefläche 28, 29 verfahren wird, kann auch eine Verfahrbewegung entlang der Geraden C entfallen.
-
Die im Diagramm in 3 dargestellte mögliche Hubbewegung des Stößels 12 am Oberwerkzeug 11 ist bevorzugt mit einem stillstehend gehaltenen Unterwerkzeug 9 kombiniert. Dabei ist das Unterwerkzeug 9 derart innerhalb des Maschinenrahmens 2 positioniert, dass am Ende eines Arbeitshubes des Oberwerkzeuges 11 das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 eine definierte Position einnehmen.
-
Dieser beispielhafte überlagerte Hubverlauf kann sowohl für das Oberwerkzeug 11 als auch das Unterwerkzeug 9 angesteuert werden. In Abhängigkeit der zu erfolgenden Bearbeitung des Werkstückes 10 kann eine überlagerte Hubbewegung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges 11, 9 angesteuert werden.
-
In 4 ist ein schematisches Diagramm dargestellt, welches eine Hubbewegung des Stößels 12 gemäß der beispielhaft dargestellten Linie D entlang einer Y-Achse und einer Z-Achse darstellt. Abweichend zu 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass eine Hubbewegung des Stößels 12 einen Kurvenverlauf oder Bogenverlauf durchlaufen kann, indem eine Überlagerung der Verfahrbewegungen in Y-Richtung und Z-Richtung entsprechend durch die Steuerung 15 angesteuert wird. Durch eine solche flexible Überlagerung der Verfahrbewegungen in X- und Z-Richtung lassen sich spezifische Bearbeitungsaufgaben lösen. Die Ansteuerung eines solchen Kurvenverlaufes kann für das Oberwerkzeug 11 und/oder Unterwerkzeug 9 vorgesehen sein.
-
In 5 ist eine schematische Ansicht auf die Werkzeugmaschine 1 gemäß 1 dargestellt. An dem Maschinenrahmen 2 der Werkzeugmaschine 1 erstreckt sich seitlich jeweils eine Werkstückauflage 28, 29. Die Werkstückauflage 28 kann beispielsweise einer nicht näher dargestellten Beladestation zugeordnet sein, durch welche unbearbeitete Werkstücke 10 auf die Werkstückauflagefläche 28 aufgelegt werden. An die Werkstückauflagefläche 28, 29 angrenzend ist eine Vorschubeinrichtung 22 vorgesehen, welche mehrere Greifer 23 umfasst, um das auf die Werkstückauflage 28 aufgelegte Werkstück 10 zu greifen. Mittels der Vorschubeinrichtung 22 wird das Werkstück 10 in X-Richtung durch den Maschinenrahmen 2 hindurchgeführt. Vorzugsweise kann die Vorschubeinrichtung 22 auch in Y-Richtung verfahrbar angesteuert werden. Dadurch kann eine freie Verfahrbewegung des Werkstücks 10 in der X-Y Ebene vorgesehen sein. In Abhängigkeit der Arbeitsaufgabe kann das Werkstück 10 durch die Vorschubeinrichtung 22 sowohl in X-Richtung als auch entgegen der X-Richtung bewegbar sein. Diese Verfahrbewegung des Werkstücks 10 kann auf eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9 in und entgegen der Y-Richtung für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe angepasst sein.
-
Der Werkstückauflage 28 gegenüberliegend ist die weitere Werkstückauflage 29 am Maschinenrahmen 2 vorgesehen. Diese kann beispielsweise einer Entladestation zugeordnet sein. Alternativ kann die Be- und Entladung des unbearbeiteten Werkstücks 10 und bearbeiteten Werkstücks 10 mit Werkstücken 81 auch derselben Werkstückauflage 28, 29 zugeordnet sein.
-
Die Werkzeugmaschine 1 kann des Weiteren eine Laserbearbeitungsvorrichtung 201, insbesondere eine Laserschneidmaschine, aufweisen, welche nur schematisch in einer Draufsicht in 5 dargestellt ist. Diese Laserbearbeitungsvorrichtung 201 kann beispielsweise als eine CO2-Laserschneidmaschine ausgebildet sein. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 201 umfasst eine Laserquelle 202, welche einen Laserstrahl 203 erzeugt, der mittels einer schematisch dargestellten Strahlführung 204 zu einem Laserbearbeitungskopf, insbesondere Laserschneidkopf 206, geführt und in diesem fokussiert wird. Danach wird der Laserstrahl 204 durch eine Schneiddüse senkrecht zur Oberfläche des Werkstückes 10 ausgerichtet, um das Werkstück 10 zu bearbeiten. Der Laserstrahl 203 wirkt am Bearbeitungsort, insbesondere Schneidort vorzugsweise gemeinsam mit einem Prozessgasstrahl auf das Werkstück 10 ein. Die Schneidstelle, an welcher der Laserstrahl 203 auf das Werkstück 10 auftrifft, ist benachbart zur Bearbeitungsstelle des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9.
-
Der Laserschneidkopf 206 ist durch einen Linearantrieb 207 mit einem Linearachsensystem zumindest in Y-Richtung, vorzugsweise in Y- und Z-Richtung, verfahrbar. Dieses Linearachsensystem, welches den Laserschneidkopf 206 aufnimmt, kann dem Maschinenrahmen 2 zugeordnet, daran befestigt oder darin integriert sein. Unterhalb eines Arbeitsraumes des Laserschneidkopfes 206 kann eine Strahldurchtrittsöffnung in der Werkstückauflage 28 vorgesehen sein. Vorzugsweise kann unterhalb der Strahldurchtrittsöffnung eine Strahlauffangvorrichtung für den Laserstrahl 21 vorgesehen sein. Die Strahldurchtrittsöffnung und gegebenenfalls die Strahlauffangvorrichtung können auch als eine Baueinheit ausgebildet sein.
-
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 201 kann alternativ auch einen Festkörperlaser als Laserquelle 202 aufweisen, dessen Strahlung mit Hilfe eines Lichtleitkabels zum Laserschneidkopf 206 geführt wird.
-
Die Werkstückauflage 28, 29 kann sich bis unmittelbar an die Werkstückabstützung 8 erstrecken, welche das Unterwerkzeug 9 zumindest teilweise umgibt. Innerhalb eines sich dazwischen ergebenden Freiraumes ist das Unterwerkzeug 9 entlang der unteren Positionierachse 25 in und entgegen der Y-Richtung verfahrbar.
-
Auf der Werkstückauflage 28 liegt beispielsweise ein bearbeitetes Werkstück 10 auf, bei welchem ein Werkstückteil 81 von einem Schneidspalt 83 beispielsweise durch eine Stanzbearbeitung oder durch eine Laserstrahlbearbeitung bis auf eine Restverbindung 82 freigeschnitten ist. Durch diese Restverbindung wird das Werkstück 81 in dem Werkstück 10 bzw. dem verbleibenden Restgitter gehalten. Zum Abtrennen des Werkstückteils 81 vom Werkstück 10 wird das Werkstück 10 mittels der Vorschubeinrichtung 22 zum Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 für einen Abstanz- und Ausschleusschritt positioniert. Dabei wird die Restverbindung 82 durch einen Stanzhub des Oberwerkzeuges 11 zum Unterwerkzeug 9 getrennt. Das Werkstückteil 81 kann beispielsweise durch teilweises Absenken der Werkstückabstützung 8 nach unten ausgeschleust werden. Alternativ kann bei größeren Werkstückteilen 81 das freigeschnittene Werkstückteil 81 wieder zurück auf die Werkstückauflage 28 oder auf die Werkstückauflage 29 übergeführt werden, um das Werkstückteil 81 und das Restgitter zu entladen. Auch können kleine Werkstückteile 81 gegebenenfalls durch eine Öffnung im Unterwerkzeug 9 ausgeschleust werden.
-
In 6 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Werkzeugs 31 dargestellt. Das Werkzeug 31 ist beispielsweise als Stanzwerkzeug ausgebildet und umfasst ein Oberwerkzeug 11, welches auch als Stanzstempel bezeichnet wird. Des Weiteren umfasst das Werkzeug 31 ein Unterwerkzeug 9, welches auch als Stanzmatrize bezeichnet wird. Das Oberwerkzeug 11 weist einen Grundkörper 33 mit einem Einspannschaft 34 und einem daran angeordneten Justier- oder Indexierkeil 36 auf. Dem Einspannschaft 34 gegenüberliegend ist ein Werkzeugkörper 39 vorgesehen, der zumindest eine Schneidkante 38 aufweist. Der Grundkörper 33 und der Einspannschaft 34 liegen bevorzugt in einer Positionsachse 35. Diese kann auch eine Längsachse des Oberwerkzeugs 11 bilden. Durch den Justier- oder Indexierkeil 36 wird das Oberwerkzeug in einer maschinenseitigen oberen Werkzeugaufnahme ausgerichtet und mittels des Einspannschaftes 34 daran befestigt. Durch eine mögliche Drehbewegung bei einem nicht zylindrischen und nicht mittig zur Positionsachse 35 angeordneten Werkzeugkörper 39 kann eine Ausrichtung des Werkzeugkörpers 39 zum Unterwerkzeug 9 erfolgen.
-
Das Unterwerkzeug 9 umfasst ebenfalls einen Grundkörper 41 zum Anordnen des Unterwerkzeugs 9 in der maschinenseitigen unteren Werkzeugaufnahme. Bei diesem Ausführungsbeispiel des Unterwerkzeugs 9 ist vorgesehen, dass diese eine Führung 402 aufweist, durch welche der Grundkörper 31 des Unterwerkzeugs 9 entlang einer unteren Werkzeugaufnahme verfahrbar ist. Alternativ kann der Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 auch feststehend in der unteren Werkzeugaufnahme angeordnet sein und eine Verfahrbewegung entlang des Pfeiles in Y-Richtung innerhalb des Maschinenrahmens 2 durch die untere Antriebsanordnung 26 entlang der unteren Positionierachse 25 angesteuert werden.
-
Das Unterwerkzeug 9 weist beispielsweise eine Gruppe von Gegenwerkzeugkörpern 93 auf, welche jeweils eine Gegenschneidkante 51 aufweisen. Die Gegenschneidkante 51 ist als eine geschlossene Kontur ausgebildet, wodurch eine Öffnung innerhalb des Gegenwerkzeugkörpers 93 gebildet ist. Eine Schneidkontur des Werkzeugkörpers 39 ist an die geschlossene Kontur des Gegenwerkzeugkörpers 93 angepasst. Die beispielsweise drei in dem Unterwerkzeug 9 angeordneten Gegenwerkzeugkörper 93 weisen in der Größe voneinander abweichende Konturen 403, 404 und 405 auf. Die Abweichungen zueinander sind dabei derart, dass im Verhältnis zur Schneidkontur des Werkzeugkörpers 37 eine Änderung dahingehend erfolgt, dass eine Schnittspaltanpassung an verschiedene Materialstärken für das zu bearbeitende Werkstück 10 gegeben ist. Beispielsweise bei einem Werkzeugkörper 39 mit einer Breite einer Schneidkontur von 8 mm umfasst die erste Kontur 403 eine Breite von 8,1 mm, die zweite Kontur 404 eine Breite von 8,2 mm und die dritte Kontur 405 eine Breite von 8,4 mm. Dadurch kann beispielsweise durch die Kombination des Werkzeugkörpers 39 mit der ersten Kontur 403 ein Werkstück 10, insbesondere ein Blech, mit einer Materialdicke von 1 mm, bei einer Kombination des Werkzeugkörpers 39 mit der zweiten Kontur 404 des Gegenwerkzeugkörpers 93 ein Blech mit einer Materialdicke von 2 mm und bei einer Kombination des Werkzeugkörpers 39 mit der dritten Kontur 405 ein Blech mit einer Materialdicke von 4 mm geschnitten werden.
-
Durch ein solches Werkzeug 31 wird somit ermöglicht, dass mit der einen Schneidkontur des Werkzeugkörpers 39 am Oberwerkzeug 11 beispielsweise drei verschiedene Materialstärken von einem Werkstück bearbeitet werden können, ohne dass ein Wechsel des Werkzeugs 31 erforderlich ist. Das Unterwerkzeug 9 kann auch nur zwei oder auch mehr als drei Gegenwerkzeugkörper 93 umfassen.
-
Zur Positionierung des Oberwerkzeugs 11 zum Unterwerkzeug 9 kann der Werkzeugkörper 39 durch eine Drehbewegung um die Positionsachse 35 zur Gegenschneidkante 93 ausgerichtet werden. Durch eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs 11 entlang der oberen Positionierachse 16 und/oder des Unterwerkzeugs 9 entlang der unteren Positionierachse 25 kann nach dem Festlegen der zu bearbeitenden Materialdicke des Werkstücks 10 der Werkzeugkörper 39 des Oberwerkzeugs 11 eines der drei Konturen 403, 404 oder 405 der Gegenwerkzeugkörper 93 im Unterwerkzeug 9 anfahren und ausgerichtet werden, so dass die Positionsachse 35 des Oberwerkzeugs 11 und Positionsachse 48 des Unterwerkzeugs 9 deckungsgleich oder der Werkzeugkörper 39 und der Gegenwerkzeugkörper 93 zueinander ausgerichtet sind.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Gegenwerkzeugkörper 93 als ein Grundkörpereinsatz 406 ausgebildet sein, so dass dieser auswechselbar zum Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 ist. Bei einem Verschleiß ist ein einfaches Auswechseln ermöglicht. Zudem kann der Grundkörpereinsatz 406 drehbar am Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 ansteuerbar sein. Durch eine Ausrichtung des Oberwerkzeugs 11 kann wiederum eine Anpassung und Ausrichtung der Schneidkontur des Werkzeugkörpers 39 zur geschlossenen Kontur der Gegenschneidkante 51 im Gegenwerkzeugkörper 93 gegeben sein.
-
In 7 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform zu 6 dargestellt. Das Oberwerkzeug 11 gemäß 7 entspricht dem Oberwerkzeug 11 gemäß 6, so dass darauf Bezug genommen wird.
-
Das Unterwerkzeug 9 gemäß 7 weicht von dem in 6 dahingehend ab, dass die beispielsweise drei Gegenwerkzeugkörper 93 an einem Grundkörpereinsatz 406 vorgesehen sind. Auch dieser Grundkörpereinsatz 406 kann austauschbar sein. Im Hinblick auf die Ausgestaltung und Anordnung der geschlossenen Konturen 403, 404 und 405 der Gegenschneidkanten 51 kann auf die Ausführungsformen von 6 vollumfänglich Bezug genommen werden - ebenso bezüglich der Positionierung des Oberwerkzeugs 11 zum Unterwerkzeug 9.
-
In 8 ist perspektivisch eine alternative Ausführungsform des Werkzeugs 31 zu 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das Oberwerkzeug 11 als Mehrfachwerkzeug ausgeführt. An dem Grundkörper 33 sind mehrere Werkzeugkörper 39 mit jeweils einer Schneidkante 38 vorgesehen. Diese Werkzeugkörper 39 sind als Einsätze ausgebildet, welche in den Grundkörper 33 eintauchen können. Zur Ansteuerung einzelner Bearbeitungswerkzeuge 37 ist eine Aktivierungsvorrichtung 75 vorgesehen, welche radial zur Positionsachse drehbar ist. Diese Aktivierungsvorrichtung 75 weist am Außenumfang eine Verzahnung 76 auf. Durch einen maschinenseitigen Antrieb an der oberen Werkzeugaufnahme kann die Aktivierungsvorrichtung 75 drehbar angetrieben werden. Durch die Drehung wird ein in den Grundkörper 33 sich erstreckendes Aktivierungselement (nicht dargestellt) in eine Position zum ausgewählten Werkzeugkörper 39 positioniert, so dass dieser feststehend zum Grundkörper 33 angeordnet ist. Die weiteren Werkzeugkörper 39 können bei einer Hubbewegung des Oberwerkzeuges 11 auf das Werkstück 10 in den Grundkörper 33 eintauchen. Im Übrigen entspricht dieses Oberwerkzeug 11 der Ausführungsform in 6, so dass darauf Bezug genommen werden kann.
-
Beispielsweise sind bei dem in 8 dargestellten Oberwerkzeug 11 drei Bearbeitungswerkzeuge 37 vorgesehen, welche in der Form und/oder Größe voneinander abweichende Werkzeugkörper 39 aufweisen.
-
Das Unterwerkzeug 9 umfasst einen Grundkörper 41 sowie eine Auflagefläche 47, auf welche das Werkstück 10 während der Bearbeitung aufliegt. In der Auflagefläche 47 des Grundkörpers 41 des Unterwerkzeugs 9 sind mehrere Gegenwerkzeugkörper 93 vorgesehen.
-
Die 9 zeigt eine Ansicht von oben auf das Unterwerkzeug 9 gemäß 8. Die Gegenwerkzeugkörper 93 weisen eine geschlossene Kontur auf, das heißt, dass im Zusammenwirken mit dem Werkzeugkörper 39 am Oberwerkzeug 11 eine Ausnehmung in einer durch die Schneidkante 38 und Gegenschneidkante 51 definierte Größe und Kontur im Werkstück 10 gebildet wird. Beispielsweise können kreisrunde, quadratische, rechteckförmige, langlochförmige Ausstanzungen oder dergleichen erfolgen. Die Größe und/oder Geometrie ist beliebig.
-
Einem dem Werkzeugkörper 39 des Oberwerkzeugs 11 ist eine erste Gruppe 411 von Gegenwerkzeugkörpern 93 zugeordnet, welche in der Größe voneinander abweichend geschlossene Konturen 403, 404, 405 aufweisen. Die Abweichung in der Größe der Kontur 403, 404 und 405 innerhalb einer Gruppe 411 dient zur Schnittspaltanpassung für die Materialdicke des zu bearbeitenden Werkstücks 10. Die Anzahl der verschiedenen Konturen ist nur beispielhaft. Die Gruppe kann wenigstens zwei oder auch mehr als drei voneinander abweichende Konturen aufweisen. Diese geschlossenen Konturen 403, 404, 405 weichen von der Schneidkontur des ersten Werkzeugkörpers 39 dahingehend ab, dass eine Anpassung auf den Schnittspalt in Bezug auf verschiedene Materialdicken der zu bearbeitenden Werkstücke 10 gegeben ist.
-
Im Unterwerkzeug 9 ist beispielsweise neben der ersten Gruppe 411 eine zweite Gruppe 412 von Gegenwerkzeugkörpern 93 vorgesehen, welche mit einem zweiten Werkzeugkörper 39 am Oberwerkzeug 11 zusammenwirkt. Diese zweite Gruppe 412 von Gegenwerkzeugkörpern 93 ist beispielsweise im Durchmesser kleiner als die erste Gruppe 411 von Gegenwerkzeugkörpern 93. Beispielsweise können ebenso drei in der Größe voneinander abweichende Konturen 413, 414, 415 der Gegenwerkzeugkörper 93 zur Schnittspaltanpassung für denselben Werkzeugkörper 39 diese Gruppe bilden. Auch kann die Anzahl der Gegenwerkzeugkörper 93 je Gruppe 411, 412 voneinander abweichen.
-
Sofern eine hinreichend freie Fläche in der Auflagefläche 47 zur Ausbildung weiterer Gegenwerkzeugkörper 93 zur Verfügung steht, kann eine dritte Gruppe 418 von Gegenwerkzeugkörpern 93 als auch mehrere weitere Gruppen vorgesehen sein. Nur beispielshaft weist die dritte Gruppe 418 von Gegenwerkzeugkörpern 93 wiederum drei voneinander abweichende Konturen 420, 421 und 422 der Gegenwerkzeugkörper 93 auf. Es können auch nur zwei oder mehr als drei Gegenwerkzeugkörper 93 sein. Diese dritte Gruppe 418 der Gegenwerkzeugkörper 93 ist dem dritten Werkzeugkörper 39 am Oberwerkzeug 11 zugeordnet.
-
Vorteilhafterweise kann die Anzahl der Konturen bei wenigstens zwei im Unterwerkzeug 9 angeordneten Gruppen 411, 412 der Gegenwerkzeugkörper 3 gleich sein, so dass die gleiche Anzahl von verschiedene Materialstärken mit diesem Werkzeug 31 bearbeitet werden können.
-
Alternativ ist auch möglich, dass die erste Gruppe 411 und die zumindest eine weitere Gruppe 412, 408 eine voneinander abweichende Anzahl von Konturen am Gegenwerkzeugkörper 93 aufweist.
-
Auch kann die Form und/oder Geometrie der geschlossenen Kontur der Gegenwerkzeugkörper 93 der ersten Gruppe 411 von der der zweiten Gruppe 412 und/oder der weiteren Gruppe 418 abweichen.
-
Die Anordnung der Gegenwerkzeugkörper 93 in der Anlagefläche 47 des Unterwerkzeugs 9 kann außerhalb eines gemeinsamen Kreisumfanges erfolgen. Auch können die erste und zumindest eine weitere Gruppe 411, 412, 418 außerhalb eines gemeinsamen Kreisumfanges der Anlagefläche 47 angeordnet sein. Durch die Ansteuerung einer Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs 11 und des Unterwerkzeugs 9 jeweils unabhängig voneinander als auch durch die Ansteuerung der Drehbewegung des Oberwerkzeugs 11 und des Unterwerkzeugs 9 wiederum unabhängig voneinander kann eine Ausrichtung des einen Werkzeugkörpers 37 am Oberwerkzeug 11 passend zur jeweiligen geschlossenen Kontur der ersten Gruppe 414 oder der weiteren Gruppe 412, 418 folgen. Deshalb ist eine Anordnung der Gegenwerkzeugkörper 93 auf einem Kreisumfang konzentrisch zur Positionierachse 48 und die Anordnung des Werkzeugkörpers 39 konzentrisch zur Positionsachse 35 nicht erforderlich.
-
In 10 ist eine schematische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform des Unterwerkzeuges 9 zu 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform des Unterwerkzeuges 9 sind beispielsweise nur zwei Gruppen 411 und 412 von Gegenwerkzeugkörpern 93 dargestellt. Die erste Gruppe 411 weist Gegenwerkzeugkörper 93 auf, welche beispielsweise eine rechteckförmige geschlossene Kontur 403, 404, 405 aufweisen. Bei der zweiten Gruppe 412 weisen die Gegenwerkzeugkörper 93 beispielsweise eine langlochförmige Kontur 413, 414, 415 auf. Die erste Gruppe 411 der Gegenwerkzeugkörper 93 liegt auf einem gemeinsamen Kreisumfang 425. Die Gegenwerkzeugkörper 93 sind dabei derart zueinander ausgerichtet, dass diese außerhalb einer Winkelposition liegen, die die Kontur des Gegenwerkzeugkörpers 93 einnimmt, sofern diese entlang des Kreisumfanges 425 mit gedreht wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Gegenwerkzeugkörper 93 beispielsweise gleichsinnig ausgerichtet. Die Gegenwerkzeugkörper 93 können auch alle in einem voneinander abweichenden Winkel auf einem Kreisumfang 425 angeordnet sein, wobei die Winkelpositionen dieser Gegenwerkzeugkörper 93 wieder abweichend zu der Position vorgesehen ist, welche die Kontur bei einer Drehung entlang eines Kreisumfanges 425 einnimmt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei der Anordnung der Gegenwerkzeugkörper 93 auf dem Kreisumfang 425 der Auflagefläche 47 des Unterwerkzeuges 9 Konturen vorgesehen sind, die einen Konturverlauf abweichend von einer kreisrunden Geometrie aufweisen.
-
Die erste Gruppe 411 vom Gegenwerkzeugkörper 93 kann auf einem Kreisumfang 425 liegen. Die zumindest eine weitere Gruppe 412, 418 vom Gegenwerkzeugkörper 93 können auf weiteren von dem Kreisumfang 425 abweichenden Kreisumfängen liegen oder auch außerhalb davon angeordnet sein.
