DE102017123018B4

DE102017123018B4 - Aktive führungserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017123018B4
Application number: DE102017123018.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas M. Foreman
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2023-02-09
Anticipated expiration: 2037-10-05
Also published as: US10549330B2; CN107913952A; US20180099322A1; DE102017123018A1; CN107913952B

Abstract

Aktive Führungserfassungsvorrichtung (10), die dazu konfiguriert ist, mit dem Untergesenk (11) eines Stanzsystems (14) verbunden zu werden, wobei die Führungserfassungsvorrichtung (10) Folgendes umfasst:einen doppeltwirkenden pneumatischen Zylinder (12), der einen Kolben (16) und einen Positionssensor (27) umfasst, wobei der Zylinder (12) dazu konfiguriert ist, mit dem Untergesenk (11) verbunden zu werden, wobei der Positionssensor (27) einen Schalter (24) umfasst, wobei der Positionssensor (27) ein Betätigungssignal auf eine wesentliche Kolbenbewegung hin sendet, wie sie durch den Schalter (24) beobachtet wurde;eine vertikal ausgerichtete Erfassungsplatte (22), die mit dem freiliegenden distalen Ende des Kolbens (16) verbunden ist;horizontal ausgerichtete erste und zweite Stabilisierungsplatten (30, 32), die mit einem entsprechenden freiliegenden Abschnitt des Zylinderkolbens (16) zwischen der Erfassungsplatte (22) und dem Zylinder (12) verbunden sind;eine Vielzahl von Führungsstangen (34, 36), die die Stabilität der Erfassungsplatte (22) verbessern, wozu jede Führungsstange (34, 36) vom Umfang der Erfassungsplatte (22) durch jede der ersten und zweiten Stabilisierungsplatten (30, 32) ragt;wobei der Kolben (16) dazu konfiguriert ist, auf einen merklichen Kontakt zu reagieren, der entsteht, wenn ein Obergesenk des Stanzsystems (14) auf einen Abschnitt eines Metallbandes gesenkt wird, der durch das Stanzsystem (14) in betrieblicher Bewegung ist.

Description

EINLEITUNG
Stanzsysteme in der Metallbearbeitung umfassen oft das Lochen, Prägen und Biegen eines Streifens aus Metallmaterial. Um diese Aufgabe zu erfüllen wird ein Stahlband durch eine hin- und hergehende Stanzpresse geführt. Wenn sich die Presse nach oben bewegt, bewegt sich ein Obergesenk mit, was dem Material ermöglicht, in die Stanzpresse eingeführt zu werden. Wenn sich die Presse nach unten bewegt, vereinigen sich das Ober- und das Untergesenk und führen den Stanzvorgang auf dem Metallband aus. Somit kann bei jedem Hub der Presse ein Teil geformt, fertig gestellt und dann aus dem System entfernt werden.
Es kommt vor, dass sich Metallmaterial, während es durch die Stanzpresse geführt wird, versehentlich vom vorgesehenen Zuführungspfad abweicht. Eine derartige Bewegung kann ein fehlerhaftes Stanzen des Metallbandes möglich machen, was zu einer ineffizienten Verwendung der Stanzpresse führen kann, wobei unwirtschaftliche Mengen an Metallband verarbeitet oder ungenaue Teile hergestellt werden. Aus den Druckschriften US 3 786 976 A , DE 26 05 085 A1 , DE 39 10 081 A1 , KR 10 2002 0 049 240 A und JP 2007- 54 844 A gehen unterschiedliche Arten taktiler sensorischer Erfassung von Fremdobjekten bzw. fehlerhaft zugeführten oder mangelhaft ausgerichteten Werkstückabschnitten im Werkzeugbereich eines Stanzpresssystems hervor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Erfassungsvorrichtung anzugeben, mittels derer erfasst werden kann, wann die Zuführung eines Metallbandes vom vorgesehenen Zuführungspfad abweicht und die dazu beiträgt, das fehlerhafte Stanzen zu stoppen.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einer aktiven Führungserfassungsvorrichtung gelöst, die sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet.
Die Erfassungsplatte kann eine Vielzahl von Öffnungen beinhalten, die konfiguriert sind, das Ansprechvermögen der aktiven Führung zu erhöhen. Die Stabilisierungsplatte kann eine Vielzahl von Öffnungen zur Gewichtsverringerung der aktiven Führungsvorrichtung beinhalten.
Ferner wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 2 zum Erfassen einer anomalen Position mindestens eines Abschnitts eines Metallbandes vorgestellt.
Figurenliste

1 zeigt eine Umgebung, in der eine exemplarische aktive Führungserfassungsvorrichtung angewandt werden kann;
2A zeigt eine perspektivische Ansicht bestimmter Aspekte einer exemplarischen aktiven Führungsvorrichtung;
2B zeigt eine Seitenansicht der exemplarischen Vorrichtung aus 2A;
3 zeigt einen weiteren Aspekt der Umgebung, in der die exemplarische Vorrichtung aus 2A angewandt werden kann;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Zylinders, der in einer aktiven Führungsvorrichtung angewandt werden kann;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines anderen Aspekts einer exemplarischen aktiven Führungsvorrichtung; und
6 zeigt eine Seitenansicht der exemplarischen Vorrichtung aus 5.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1-4 zeigen Aspekte einer exemplarischen aktiven Führungserfassungsvorrichtung 10, die am Querträger befestigt sein kann, der mit der unteren Hälfte des Gesenks 11 (Untergesenk) einer Stanzpresse 14 (z. B. durch eine Anzahl von Nieten) verbunden ist. Die aktive Führung 10 beinhaltet die markanten Merkmale eines pneumatischen Zylinders 12 und einer Erfassungsplatte 22. In dieser Ausführungsform kann ein proximales Ende 15 eines Kolbens 16 innerhalb von Zylinder 12 liegen und kann auf bidirektionale Weise durch Luftdruck bewegt werden (was eine doppeltwirkende Zylinderkonfiguration bereitstellt). Wie folgt, wird Luft durch ein Einlassventil 18 an Zylinder 12 geliefert, und ein Kammerdruck wird aufgebaut und drückt Kolben 16 in eine voreingestellte Position (4). Wenn jedoch externe Kräften den Kolben 16 veranlassen, sich in eine nicht voreingestellte Position zu bewegen, entweicht Luft durch ein Auslassventil 20 und der Kammerdruck nimmt ab. Kolben 16 wird außerdem in dieser nicht voreingestellten Position verharren, bis Luft wieder in Zylinder 12 geleitet wird und der Zyklus von vorn beginnen kann.
Zylinder 12 enthält einen Positionssensor 27, der einen elektrischen Schalter 24 enthält, welcher eine wesentliche Bewegung des Kolbenschaftes 16 überwacht. Insofern wird der elektrische Schalter 24, wenn sich der Kolben 16 in eine nicht voreingestellte Position (z. B. 1 mm von der Voreinstellung) bewegt, diese Bewegung als wesentlich erkennen, und der Positionssensor 27 wird ein Betätigungssignal an das Steuersystem 28 senden. Im Ergebnis kann das Steuersystem 28 die elektrische Energie des Stanzsystems 14 abstellen. Fachlich versierte Techniker werden einsehen, dass die Anwendung und Arbeitsweise elektrischer Schalter 24 zur Überwachung einer solchen Bewegung in der Technik im Allgemeinen bekannt ist. Fachleute auf dem Gebiet werden außerdem erkennen, dass andere Ausführungsformen von Sensoren sowie Orte und Konfigurationen zur Anwendung kommen können, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, Sensoren mit magnetischen Elementen, die im Inneren von Zylinder 12 angeordnet sind.
Mit dem freiliegenden, distalen Ende des Kolbens 16 ist eine vertikal ausgerichtete Erfassungsplatte 22 verbunden. Die Erfassungsplatte 22 weist eine Anzahl von Öffnungen 23 auf, um ihre Masse zu verringern und zu gewährleisten, dass weniger Kraft auf die Platte 22 für die Bewegung des Kolbens 16 einwirken müsste. Wenn das Obergesenk bei Betrieb der Stanzpresse 14 abgesenkt wird, um das Stahlblech zu stanzen, wird die Erfassungsplatte 22 mit jeglichem Abschnitt des Blechs in Kontakt kommen, der gegenüber der Hubzahnstange versetzt ist (d. h., wenn sich das Metallband nicht in seiner richtigen Position bewegt, während sich die Zahnstange bewegt, um auf das Untergesenk zu treffen). Andernfalls wird die Erfassungsplatte 22, wenn das Blech in seinem vorgesehenen Zuführpfad ist, vollständig an der einen Seite des Blechs vorbeilaufen, und das Obergesenk 11 wird die Stanzvorgänge ordnungsgemäß durchführen. Es sollte verstanden werden, dass die Materialien, aus denen die Erfassungsplatte 22 hergestellt sein kann, Stahl, Edelstahl und Kunststoff beinhalten können, ohne indessen darauf beschränkt zu sein.
Wie in 5 und 6 zu sehen ist, sind sowohl eine erste als auch eine zweite Stabilisierungsplatte 30 bzw. 32 zur Stabilisierung des freiliegenden Abschnitts 25 des Kolbens 16 zwischen der Erfassungsplatte 22 und dem Kammerauslass des Zylinders 12 eingebaut. Jede Stabilisierungsplatte 30, 32 kann darüber hinaus zahlreiche Öffnungen 35 aufweisen, um die Masse der Platte sowie das Gesamtgewicht der aktiven Führung zu verringern. Es sollte verstanden werden, dass die Materialien, aus denen jede Stabilisierungsplatte 30, 32 hergestellt sein kann, Stahl, Edelstahl und Kunststoff beinhalten können, ohne indessen darauf beschränkt zu sein.
Zwei Führungsstangen 34, 36 sind vergleichbar jeweils an beiden Seiten des distalen Endes des Kolbens 16 angeordnet. Jede Führungsstange 34, 36 erstreckt sich außerdem peripher von einem Punkt nahe einer Seite der Erfassungsplatte 22 und erstreckt sich durch die beiden ersten und zweiten Stabilisierungsplatten 30, 32. Jede Stabilisierungsplatte 30, 32 weist eine Öffnung mit einem Adapterring 38 auf, welcher einen inneren Umfang hat, der etwas größer ist als der Umfang der entsprechenden Führungsstange 34, 36. Insofern lässt diese Ausführungsform einen minimalen Umfang seitlicher Bewegung der Führungsstangen 34, 36 zu, wenn sie ordnungsgemäß auf dem aktiven Sensor eingebaut sind. Die Stabilisierungsplatten 30, 32 und jeweiligen entsprechenden Führungsstangen 34, 36 wirken zusammen, um eine ausreichende Stabilität für den freiliegenden Abschnitt 25 des Kolbens 16 zu erzeugen.

Claims

Aktive Führungserfassungsvorrichtung (10), die dazu konfiguriert ist, mit dem Untergesenk (11) eines Stanzsystems (14) verbunden zu werden, wobei die Führungserfassungsvorrichtung (10) Folgendes umfasst: einen doppeltwirkenden pneumatischen Zylinder (12), der einen Kolben (16) und einen Positionssensor (27) umfasst, wobei der Zylinder (12) dazu konfiguriert ist, mit dem Untergesenk (11) verbunden zu werden, wobei der Positionssensor (27) einen Schalter (24) umfasst, wobei der Positionssensor (27) ein Betätigungssignal auf eine wesentliche Kolbenbewegung hin sendet, wie sie durch den Schalter (24) beobachtet wurde; eine vertikal ausgerichtete Erfassungsplatte (22), die mit dem freiliegenden distalen Ende des Kolbens (16) verbunden ist; horizontal ausgerichtete erste und zweite Stabilisierungsplatten (30, 32), die mit einem entsprechenden freiliegenden Abschnitt des Zylinderkolbens (16) zwischen der Erfassungsplatte (22) und dem Zylinder (12) verbunden sind; eine Vielzahl von Führungsstangen (34, 36), die die Stabilität der Erfassungsplatte (22) verbessern, wozu jede Führungsstange (34, 36) vom Umfang der Erfassungsplatte (22) durch jede der ersten und zweiten Stabilisierungsplatten (30, 32) ragt; wobei der Kolben (16) dazu konfiguriert ist, auf einen merklichen Kontakt zu reagieren, der entsteht, wenn ein Obergesenk des Stanzsystems (14) auf einen Abschnitt eines Metallbandes gesenkt wird, der durch das Stanzsystem (14) in betrieblicher Bewegung ist.
Verfahren zum Erfassen einer anomalen Position mindestens eines Abschnitts eines Metallbandes, das eine Betriebsbewegung durch ein Stanzsystem (14) ausführt, das Verfahren umfassend: (a) Bereitstellen eines Gesenks eines Stanzsystems (14); (b) Bereitstellen einer aktiven Führungserfassungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1; (c) der aktiven Führungserfassungsvorrichtung (10) zu ermöglichen, an einer solchen Position zu liegen, dass der Kolben (16) reagiert, wenn ein merklicher Kontakt der Erfassungsplatte (22) mit dem Abschnitt des Metallbandes zustande kommt; (d) betriebsmäßiges Bewegen des Metallbandes durch das Stanzsystem (14); (e) dem Obergesenk zu ermöglichen, sich abzusenken, um den Stanzvorgang auf dem Abschnitt des Metallbandes durchzuführen; (f) Ermitteln, ob der Kolben (16) auf den wesentlichen Kontakt zwischen der Erfassungsplatte (22) und dem Metallband reagiert hat; und (g) basierend auf (f) Stoppen des Betriebs des Stanzsystems (14) vor einer wesentlichen Verbindung zwischen Obergesenk und Metallband.