DE102020212480A1

DE102020212480A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu einer Umformmaschine

Info

Publication number: DE102020212480A1
Application number: DE102020212480.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gönninger; Martin Bauer; Oliver Kuhnert; Tobias Single; Robin Sautter; Peter Schwellbach
Original assignee: Wafios AG
Current assignee: Wafios AG
Priority date: 2020-10-02
Filing date: 2020-10-02
Publication date: 2022-04-07
Also published as: US20240091845A1; WO2022069145A1; EP4221910A1

Abstract

Ein Verfahren zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu einer Umformmaschine (200), die eine mit vorgebbarer Einzugsgeschwindigkeit betreibbare Einzugseinrichtung zum Fördern des Werkstücks zu einem Werkzeugbereich der Umformmaschine aufweist, umfasst die Schritte: Bereitstellen einer ersten Zuführeinheit (310-1) und einer zweiten Zuführeinheit (310-2), wobei jede der Zuführeinheiten eine Aufnahmeeinrichtung (330-1, 330-2) zur Aufnahme eines Werkstückvorrats in Form eines Coils und eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Richteinheit (380-1, 380-2) zum Richten des Werkstücks vor Eintritt in die Umformmaschine aufweist, wobei die erste Zuführeinheit und die zweite Zuführeinheit auf einer gemeinsamen Plattform (320) angeordnet sind, die zwischen einer ersten Arbeitsstellung und einer zweiten Arbeitsstellung bewegbar ist, wobei in der ersten Arbeitsstellung der Plattform (320) die erste Zuführeinheit (310-1) in einer zur Überführung von Werkstückabschnitten an die Umformmaschine (200) geeigneten Arbeitsposition und die zweite Zuführeinheit (310-2) in einer Einrichtposition angeordnet ist und in der zweiten Arbeitsstellung der Plattform die zweite Zuführeinheit in der Arbeitsposition und die erste Zuführeinheit in einer Einrichtposition angeordnet ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Richteinheit (380-2) derjenigen Zuführeinheit (310-2), die sich in der Einrichtposition befindet, in einer Einstellstation (350) positioniert ist und in einer Einstelloperation eingestellt wird, wobei die Einstelloperation eine Geradheitsprüfung umfasst.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu einer Umformmaschine.
Umformmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die mit Hilfe geeigneter Werkzeuge aus langgestreckten Werkstücken wie Draht, Rohr, Band oder dergleichen in einem automatischen Herstellungsprozess kleinere oder größere Serien von Formteilen mit teilweise komplexer Geometrie überwiegend durch Umformen erzeugen können. Bei einer Verarbeitungsmaschine in Form von einer Umformmaschine kann es sich beispielsweise um eine Biegemaschine zum Erzeugen von zweidimensional oder dreidimensional gebogenen Biegeteilen aus Drahtmaterial, Bandmaterial oder Rohrmaterial durch Biegen, um eine Nagelmaschine oder um eine Federherstellungsmaschine zur Herstellung von Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern oder anderen federartigen Formteilen durch Federwinden oder Federwickeln handeln. Zu den Umformmaschinen gehören z.B. auch Richtmaschinen und Stabkonfektioniermaschinen, die aus zugeführtem Ausgangsmaterial, das mehr oder weniger stark gekrümmte Abschnitte enthalten kann, in einer umformenden Richtoperation gerichtetes Material, also gerade Formteile mit einer gewünschten Länge, herstellen können. Zur effizienten Herstellung großer Stückzahlen von Formteilen werden heutzutage hochproduktive computernumerisch gesteuerte Umformmaschinen mit zahlreichen Maschinenachsen eingesetzt, die über eine Steuereinrichtung koordiniert angesteuert werden.
Bei der Herstellung von Formteilen aus Draht wird der Draht unter der Steuerung durch ein NC-Steuerprogramm von einem Werkstückvorrat zum Werkzeugbereich der Umformmaschine gefördert. Der Werkstückvorrat wird in Form eines Coils bereitgestellt, der normalerweise in einer Aufnahmeeinrichtung aufgenommen ist. Der Begriff „Coil“ bezeichnet hier ein nach Art einer Spule aufgewickeltes Drahtgebinde. Der Werkstückvorrat wird in einer der Umformmaschine zugeordneten Vorrichtung zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu der Umformmaschine vorgehalten. Durch die in Materialförderrichtung nachgeschalteten Umformwerkzeuge wird der zugeführte Draht zum gewünschten Formteil umgeformt. Nach Abschluss einer Umformoperation wird das fertiggestellte Formteil unter der Steuerung durch das NC-Steuerprogramm mittels einer Schnitteinrichtung von dem zugeführten Draht abgetrennt. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch für jedes zu fertigende Formteil.
Wird bei einem Umformprozess, bei dem Draht oder auch Rohr von einem Werkstückvorrat in Form eines Coils verarbeitet wird, mit hohen Einzugsgeschwindigkeiten und großen Stückzahlen gearbeitet, so kann es sein, dass der Werkstückvorrat relativ schnell (z.B. innerhalb weniger Stunden) verbraucht ist, so dass ein neuer Werkstückvorrat eingewechselt werden muss. Dieser Wechsel benötigt auch bei erfahrenen Maschinenbedienern Zeit. Solche unproduktiven Nebenzeiten verschlechtern die Produktivität der Gesamtanlage.
Aus diesem Grund ist es schon vorgeschlagen worden, zwei drehbar gelagerte Haspeln z.B. auf einem gemeinsamen Gestell zu verwenden. Die Firma GSW Schwabe AG, 47906 Kempen bietet sogenannte Doppelhaspeln an. Bei Verwendung dieser Doppelhaspeln ist es möglich, eine Haspel zu beladen, während die andere in der Arbeitsposition ist und Material abgespult wird. Derartige beidseitig zu beladende Haspeln versprechen mehr Produktivität bei kürzeren Rüstzeiten.
Ein ähnlicher Vorschlag ist in der DE 10 2018 102 914 A1 beschrieben. Offenbart ist eine Vorrichtung zur Zuführung von Draht in eine Produktionsanlage für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine, umfassend: eine Trageeinheit; eine erste Spule, die an der Trageeinheit montierbar ist, um an einer Arbeitsposition Draht bereitzustellen; eine Fördereinrichtung zur Förderung des bereitgestellten Drahts in die Produktionsanlage; wobei an der Trageeinheit zusätzlich zur ersten Spule eine zweite Spule zur Bereitstellung von Draht montierbar ist; und die Trageeinheit verschiebbar ist, um wechselweise die erste Spule oder die zweite Spule in die Arbeitsposition zu bringen. Die Fördereinrichtung kann eine Richtstrecke zum Geraderichten des Drahts umfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist für die erste und die zweite Spule jeweils eine Fördereinrichtung vorgesehen. Dadurch soll eine übergangslose Produktion erreicht werden können. Noch während Draht von der ersten Spule abgerollt und der Produktionsanlage zugeführt wird, kann der Draht der zweiten, vollen Spule in die Fördereinrichtung der zweiten Spule eingefädelt werden. Das heißt der Draht, der sich auf der neuen, vollen Spule befindet, wird während des laufenden Produktionsprozesses vorbereitet und ermöglicht auf diese Weise eine im Wesentlichen übergangslose Produktion beim Wechsel der Spulen.
Es wird weiterhin Bedarf nach einer Erhöhung der Produktivität von Umformmaschinen gesehen, die von einem größeren Werkstückvorrat arbeiten.
AUFGABE UND LÖSUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu einer Umformmaschine bereitzustellen, deren Einsatz es erlaubt, die Produktivität der damit versorgten Umformmaschinen gegenüber dem Stand der Technik zu steigern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 7. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu einer Umformmaschine, die eine mit vorgebbarer Einzugsgeschwindigkeit betreibbare Einzugseinrichtung zum Einziehen des zugeführten Werkstücks und zum Fördern des Werkstücks zu einem Werkzeugbereich der Umformmaschine aufweist. Bei dem Umformprozess wird somit von einem Werkstückvorrat in Form eines Coils gearbeitet, also eines gewickelten Drahtgebindes. Aufeinanderfolgende Werkstückabschnitte des Werkstücks werden nach und nach von dem Werkstückvorrat abgezogen und in der Umformmaschine weiterverarbeitet.
Zur Durchführung des Verfahrens werden eine erste Zuführeinheit und mindestens eine zweite Zuführeinheit bereitgestellt. Die mindestens zwei Zuführeinheiten sind Komponenten der Vorrichtung. Jede der Zuführeinheiten umfasst eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Werkstückvorrats in Form eines Coils und eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Richteinheit zum Richten des Werkstücks vor Eintritt in die Umformmaschine.
Die Aufnahmeeinrichtungen sind so ausgestaltet, dass Werkstückvorräte in kontrollierter Weise auswechselbar sind. Eine Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, eine auswechselbare Haspel aufzunehmen und drehbar zu lagern. Die Haspel dient als Aufwickelhilfe und Abwickelhilfe und kann z.B. einen walzenförmigen, spulenförmigen oder kreuzförmigem Aufbau haben und das drahtförmige Werkstück in aufgewickelter Form tragen. Eine Aufnahmeeinrichtung kann auch eine andersartige Einrichtung sein, die zur Aufnahme eines Coils geeignet ist, z.B. ein Behälter.
Wenn ein Werkstück in Form eines Drahts oder eines Rohrs von einem gewickelten Werkstückvorrat abgezogen wird, weist es in der Regel auch nach vollständiger Entspannung wenigstens abschnittsweise eine gekrümmte Form auf. Um die Krümmung vor der Weiterverarbeitung in der Umformmaschine zu beseitigen, weist jede der Zuführeinheiten eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Richteinheit zum Richten des Werkstücks vor Eintritt in die Umformmaschine auf. Das Richten (straightening) ist ein Verfahrensschritt aus der Gruppe der Umformverfahren und dient dazu, das langgestreckte Werkstückmaterial vor der Weiterverarbeitung in eine möglichst gerade Form, d.h. in einen krümmungsarmen oder krümmungsfreien Zustand, zu versetzen. Hierzu wird das Werkstückmaterial durch eine Richteinheit gefördert. Die Richteinheit erzeugt aus dem Material durch Umformen in einer Richtoperation gerichtetes Material. Eine Richteinheit kann beispielsweise einen oder mehrere Rollenrichtapparate und/oder mindestens einen rotierenden Richtflügel aufweisen.
Die erste Zuführeinheit und die zweite Zuführeinheit sind auf einer gemeinsamen Plattform angeordnet, die zwischen einer ersten Arbeitsstellung und einer zweiten Arbeitsstellung bewegbar ist. Die Plattform dient als Träger für die Komponenten der Zuführeinheiten in der Weise, dass durch Bewegung der Plattform die Position und/oder die Orientierung der Zuführeinheiten im Raum koordiniert verändert werden kann. In der ersten Arbeitsstellung der Plattform ist die erste Zuführeinheit in einer zur Überführung von Werkstückabschnitten an die Umformmaschine geeigneten Arbeitsposition und die zweite Zuführeinheit in einer Einrichtposition angeordnet. In der zweiten Arbeitsstellung der Plattform ist dagegen die zweite Zuführeinheit in der zur Überführung von Werkstückabschnitten in die Umformmaschine geeigneten Arbeitsposition und die erste Zuführeinheit in einer Einrichtposition angeordnet. Durch Bewegung der Plattform zwischen ihren Arbeitsstellungen kann somit ein Wechsel der Zuführeinheiten in der Weise bewirkt werden, dass wahlweise die eine oder die andere Zuführeinheit so in die Arbeitsposition gebracht werden kann, dass mithilfe der Zuführeinheit zugeführtes Werkstückmaterial von der Umformmaschine aufgenommen und weiterverarbeitet werden kann.
Die jeweils andere Zuführeinheit befindet sich dann nicht in der Arbeitsposition und kann, bei Bedarf, während des Betriebs der Umformmaschine für einen nachfolgenden Prozess eingerichtet werden. Insbesondere ist in der Einrichtposition ein Wechsel des Werkstückvorrats an der Aufnahmeeinrichtung derjenigen Zuführeinheit möglich, die sich gerade nicht in der Arbeitsposition befindet, sondern in der Einrichtposition.
Die Einrichtposition ist diejenige Position einer Zuführeinheit, in welcher alle Arbeiten zum Einrichten der Zuführeinheit, d.h. zum Vorbereiten der Komponenten der Zuführeinheit für den operativen Einsatz, vorgenommen werden können. Die Einrichtposition kann auch als Rüstposition bezeichnet werden. In der Einrichtposition bzw. Rüstposition wird diejenige Zuführeinheit, die sich in der Einrichtposition befindet, für einen nachfolgenden Arbeitsvorgang eingerichtet, wobei dieser Arbeitsvorgang dann beginnen kann, wenn die eingerichtete Zuführeinheit in die Arbeitsposition bewegt und dort zum Zusammenwirken mit der nachfolgenden Umformmaschine bereit ist.
Eine Besonderheit des Verfahrens liegt darin, dass die Richteinheit derjenigen Zuführeinheit, die sich in der Einrichtposition befindet, in einer Einstellstation positioniert ist und in einer Einstelloperation eingestellt wird.
An der Vorrichtung wird die Eignung zur Durchführung des Verfahrens dadurch erreicht, dass die Vorrichtung eine Einstellstation umfasst, die derart angeordnet und eingerichtet ist, dass die Richteinheit derjenigen Zuführeinheit, die sich in der Einrichtposition befindet, an der Einstellstation in einer Einstelloperation einstellbar ist bzw. eingestellt werden kann.
Die Richteinheiten der Zuführeinheiten sind somit einstellbar, was bedeutet, dass wenigstens ein Teil der mit dem Werkstück in Kontakt kommenden Komponenten in ihrer Position und/oder Orientierung definiert verändert werden können, um das Richtergebnis zu beeinflussen.
Das Verfahren bzw. die Vorrichtung ermöglichen eine Einstellung der Richteinheit (der in der Einrichtposition befindlichen Zuführeinheit) außerhalb der für den Produktionsprozess genutzten Hauptzeit, also in der Nebenzeit des Umformprozesses. Die für das Einstellen der Richteinheit erforderlichen Arbeiten können also hauptzeitparallel durchgeführt werden und beeinträchtigen die Produktivität der Gesamtanlage nicht.
Die Erfinder haben erkannt, dass das Einstellen der Richteinheit selbst bei sehr erfahrenen Maschinenbedienern sehr zeitaufwändig sei kann. Dank der Erfindung können alle zum Einstellen der Richteinheit notwendigen Maßnahmen hauptzeitparallel durchgeführt werden, so dass ein Maschinenbediener die zum Teil diffizilen Einstellaufgaben ohne Zeitdruck in Ruhe zielgerichtet durchführen kann. Wenn dann diejenige Zuführeinheit, deren Richteinheit zum Beispiel nach einem Werkstückvorratswechsel auf das neue Werkstückmaterial eingestellt ist, in die Arbeitsposition gebracht und das neue Material in die Umformmaschine eingefädelt ist, liefert die Zuführeinheit in jedem Fall bereits gerichtetes Werkstückmaterial, so dass am Eingang der Umformmaschine hinsichtlich der Richtgüte definierte Verhältnisse vorliegen.
Vorzugsweise sollte das Richtergebnis, also das Arbeitsergebnis der Richtoperation, für jeden neuen Draht eines neuen Werkstückvorrats vorab geprüft werden, bevor das Werkstückmaterial dem Umformprozess zugeführt wird. Unter anderem aus diesem Grund umfasst die Einstelloperation auch eine Geradheitsprüfung.
Eine Geradheitsprüfung kann ein Bediener im einfachsten Fall rein visuell durchführen. Gegebenenfalls können auch gesonderte Einrichtungen bzw. Hilfsmittel zur Geradheitsprüfung genutzt werden, wie zum Beispiel eine Lehre, ein Lineal oder dergleichen. Die Geradheitsprüfung kann ein Auflegen auf ein an der Einstellstation vorhandenen Blech mit ebener Auflagefläche und Anlegen an einer Kante in Drahtlängsrichtung umfassen. Es kann eine Drehung des Materials um 90° vorgesehen sein. Somit kann eine evtl. vorhandene Krümmung (in den beiden Ebenen bei Profilmaterial) visuell festgestellt werden.
Die Geradheitsprüfung kann auch mithilfe einer automatisierten Einrichtung, z.B. einer kamerabasierten Geradheitsprüfeinrichtung mit mindestens einer Kamera, erfolgen. Die Ergebnisse einer solchen Kameraprüfung können dann entweder dem Bediener eine Anleitung sein zur Einstellung des Richtapparates oder durch eine Kopplung in der Steuerung einen mit motorischer Verstellung ausgeführten Richtapparat direkt auf die richtigen Werte einstellen.
Die Geradheitsprüfung kann nach Durchlaufen der Richteinheit vor dem Abtrennen eines Werkstückabschnitts an dem durchlaufenden Werkstück durchgeführt werden oder im Durchlaufverfahren, also bevor der Werkstückstückabschnitt abgetrennt wird.
Wenn die Geradheitsprüfung ergibt, dass die Richtgüte noch nicht ausreichend ist, dass also die Geradheit noch nicht innerhalb der Toleranz liegt, werden an der Richteinheit weitere Einstelloperationen durchgeführt und deren Auswirkung anhand eines weiteren abgetrennten Werkstückabschnitts geprüft. Wenn die Geradheit dagegen innerhalb der Toleranz liegt, ist die Richteinheit fertig eingestellt und die Zuführeinheit insoweit für einen nächsten Arbeitseinsatz vorbereitet.
Mithilfe des Verfahrens und der Vorrichtung ist es möglich, eine Zuführeinheit mit fertig eingestellter und eingefädelter Richteinheit durch Bewegen der Zuführeinheit in die Arbeitsposition sehr schnell in Eingriff mit der zu beschickenden Umformmaschine zu bringen. Dadurch erhöht sich die Gesamtproduktivität der Anlage durch Reduzierung von Rüstzeiten.
Bei bevorzugten Verfahren wird an der Aufnahmeeinrichtung derjenigen Zuführeinheit, die sich in der Einrichtposition befindet, ein neuer Werkstückvorrat eingewechselt und danach die Einstelloperation zur Einstellung der Richteinheit auf das Werkstück des neuen Werkstückvorrats durchgeführt, bevor diese Zuführeinheit durch Bewegen der Plattform in die Arbeitsposition bewegt wird. In der Arbeitsposition angekommen, kann die Zuführeinheit den Betrieb durch Zufuhr von gerichtetem Werkstückmaterial unverzüglich aufnehmen.
Zur Durchführung der Schnittoperation kann an der Einstellstation eine stationäre Schnitteinrichtung angeordnet sein, die im Zuge der Einstellarbeiten der Richteinheit zum Abtrennen eines gerichteten Werkstückabschnitts dienen kann, dessen Geradheit dann geprüft wird. Bei manchen Varianten ist dazu eine handbetätigte Schnitteinrichtung (ein sogenannter Handschnitt) vorgesehen, eine automatisierte Schnitteinrichtung mit eigenem Schnittantrieb kann ebenfalls vorgesehen sein.
Bei manchen Ausführungsformen weist jede der Zuführeinheiten eine Einzugseinrichtung zum Fördern des Werkstücks durch die Richteinheit auf. Die Einzugseinrichtung kann beispielsweise in Durchlaufrichtung hinter der Richteinheit angeordnet sein, so dass das Werkstück von der Aufnahmeeinrichtung zunächst durch die Richteinheit geführt wird und die nachgeschaltete Einzugseinrichtung das zu richtende Material durch die Richteinheit hindurchzieht.
Es ist nicht zwingend, dass jede der Zuführeinheiten eine Einzugseinrichtung zum Fördern des Werkstücks durch die Richteinheit aufweist. Es ist auch möglich, dass für den Werkstückvorschub bzw. den Einzug im Rahmen der Einstelloperation eine externe Einzugseinrichtung genutzt wird, also eine Einzugseinrichtung, die nicht Bestandteil einer Zuführeinheit ist und sich auch nicht auf der bewegbaren Plattform befindet.
Manche Verfahrensvarianten zeichnen sich dadurch aus, dass die Einzugseinrichtung zum Erzeugen eines Materialvorschubs durch die Richteinheit während der Einstelloperation und/oder zum Einfädeln des Werkstücks in die Umformmaschine nach Einstellung der Richteinheit und vor dem Umformbetrieb betätigt wird und für den Betrieb der Umformmaschine außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht wird. Die Einzugseinrichtung kann also gelüftet werden, bevor der produktive Umformbetrieb beginnt. Die Einzugseinrichtung der Zuführeinheit wird bei diesen Varianten nur als Hilfseinrichtung im Vorfeld des produktiven Betriebs genutzt. Da die Umformmaschinen der hier betrachteten Art eine eigene Einzugseinrichtung aufweisen, kann die Aufgabe des Materialvorschubs während des produktiven Betriebs durch diese übernommen werden und dieser maschineninterne Einzug wird durch die außer Eingriff gebrachte Einzugseinrichtung der in Arbeitsposition befindlichen Zuführeinheit nicht gestört.
Diese Maßnahme ist bei Varianten, bei denen jede der Zuführeinheiten eine Einzugseinrichtung zum Fördern des Werkstücks durch die Richteinheit aufweist, genauso möglich wie bei Varianten mit einer nicht auf der Plattform angeordneten Einzugseinrichtung, die an der Einstellstation verbleibt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Vorrichtung ist die Plattform um eine Drehachse drehbar gelagert in der Weise, dass ein Wechsel zwischen der ersten und der zweiten Arbeitsstellung der Plattform durch eine Drehung der Plattform um die Drehachse durchführbar ist. Somit kann mithilfe einer Drehbewegung eine zunächst noch in der Einrichtposition befindliche Zuführeinheit in die Arbeitsposition gebracht werden, während gleichzeitig die zunächst in der Arbeitsposition befindliche Zuführeinheit in die Einrichtposition bewegt wird. Eine Ausführungsform mit drehbarer Plattform kann äußerst kompakt und platzsparend aufgebaut sein, da im Prinzip die beiden davon getragenen Zuführeinheiten lediglich ihre Plätze tauschen können. Vorzugsweise ist ein Drehantrieb zur Drehung der Plattform um die Drehachse vorgesehen, so dass die Drehung der Plattform automatisiert und ohne Eingriff eines Maschinenbedieners durchgeführt werden kann.
Die erste Zuführeinheit und die zweite Zuführeinheit können im Wesentlichen identisch zueinander aufgebaut sein. Sie können auf der Plattform so aufgebaut sein, dass die korrespondierenden Komponenten der ersten und der zweiten Zuführeinheit jeweils im Wesentlichen punktsymmetrisch zu einem auf der Drehachse der Plattform liegenden Symmetriepunkt angeordnet sind. Damit ist eine gleichmäßige Gewichtsverteilung der Komponenten der Zuführeinheit mit Massenschwerpunkt auf der Drehachse möglich, wodurch sich eine stabile, leicht zu drehende Baugruppe ergibt. Auch dann, wenn die Aufnahmeeinrichtungen ungleich beladen sind, bleiben diese Vorteile weitgehend erhalten.
Ein weiterer Vorteil einer Ausführungsform mit drehbarer Plattform liegt darin, dass die Vorrichtung so aufgebaut sein kann, dass sie nur eine einzige Einstellstation aufweist. Die Richteinheiten der Zuführeinheiten werden dann durch Drehung der Plattform wechselweise in die Einstellstation hineingedreht.
Bei manchen Ausführungsformen ist an der Einstellstation eine stationäre, d.h. nicht mit der Plattform bewegliche, Einzugseinrichtung angeordnet, die dafür eingerichtet ist, bei einer Einstelloperation mit der Richteinheit derjenigen Zuführeinheit zusammenzuwirken, die sich in der Einrichtposition befindet. Diese Einzugseinrichtung kann nach Art einer Hilfseinzugseinrichtung dazu genutzt werden, während der Einstellarbeiten an der Richteinheit Werkstückmaterial durch die Richteinheit hindurchzuziehen. Diese Einzugseinrichtung hat also keine Aufgabe im Rahmen des produktiven Betriebs der Umformmaschine.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Plattform linear verschiebbar gelagert derart, dass ein Wechsel zwischen der ersten und der zweiten Arbeitsstellung durch eine Linearverschiebung der Plattform in einer Verschieberichtung durchführbar ist. Die erste Zuführeinheit und die zweite Zuführeinheit können in diesem Fall parallel zueinander in der Weise aufgebaut sein, dass sich diejenigen Seiten, die in der Arbeitsposition der Umformmaschine zugewandt sind, auf der gleichen Seite der Plattform befindet. In diesem Fall werden zwei Einrichtpositionen benötigt, wodurch der Platzbedarf größer ist als bei der drehbaren Variante.
Die Aufnahmeeinrichtungen der Zuführeinheiten können unterschiedlich ausgebildet sein. Bei manchen Ausführungsformen wird der Werkstückvorrat in Form eines Coils auf einer drehbar gelagerten Haspel bereitgestellt. Die auswechselbare Haspel wird durch die Aufnahmeeinrichtung aufgenommen. Sie kann je nach Ausführungsform mithilfe eines Haspelantriebs aktiv antreibbar sein oder aber als passiv drehbare Haspel ausgebildet sein, die durch Abziehen von Werkstückmaterial in Drehung versetzt wird. Um einen einfachen Wechsel von Coils zu ermöglichen, sind die Drehachsen der Haspeln vorzugsweise horizontal orientiert, was jedoch nicht zwingend ist. Auch eine Anordnung mit vertikalen Drehachsen der Haspeln sind möglich. Eine Aufnahmeeinrichtung könnte auch einen nicht-drehbaren, z.B. tonnenartigen Behälter aufweisen, in den ein Werkstückvorrat in Form eines Coils eingelegt werden kann.
Eine Aufgabe der Zuführeinheiten besteht darin, der Umformmaschine bzw. deren Einzugseinrichtung das Werkstückmaterial mit einem geeigneten Geschwindigkeitsprofil zuzuführen. Dies kann insbesondere bei hochdynamisch arbeitenden Umformmaschinen, die gegebenenfalls mit intermittierendem Einzug und/oder mit stark schwankenden Einzugsgeschwindigkeiten und starken Beschleunigungen arbeiten, eine Herausforderung darstellen. Um trotz der teilweise geforderten großen Beschleunigungen an der Einzugseinrichtung der Umformmaschine einen kontrollierten Werkstückabzug vom Werkstückvorrat zu erreichen, sind vorzugsweise Einrichtungen vorgesehen, um derartige existierende Ungleichförmigkeiten beim Materialabzug wenigstens teilweise zu kompensieren und einen ruhigeren Ablauf sicherzustellen.
Zu diesem Zweck kann zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Richteinheit einer Zuführeinheit eine beweglich gelagerte Umlenkeinrichtung zum Beispiel in Form einer Umlenkrolle und/oder ein beweglich gelagerter Schwenkarm zur Spannungs- und Längenkompensation vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Richteinheit einer Zuführeinheit ein Pufferspeicher vorgesehen ist, der eine Werkstückschlaufe variabler Länge aufnehmen kann.
Bei manchen Ausführungsformen von Zuführeinheiten ist zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Richteinheit eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Hilfseinzugseinrichtung vorgesehen, die mittels eines Hilfsantriebs antreibbar und dafür konfiguriert ist, das Werkstück mit vorgebbarer Fördergeschwindigkeit zu einem nachgeschalteten Pufferspeicher zu fördern. Dieser hat einen Eintritt und einen Austritt für das Werkstück, wobei der Pufferspeicher derart ausgebildet ist, dass das Werkstück in dem Pufferspeicher zwischen dem Eintritt und dem Austritt eine Werkstückschlaufe variabler Länge bilden kann. Weiterhin ist ein Sensorsystem zur Erfassung eines Füllgrads des Pufferspeichers und zur Erzeugung von den Füllgrad repräsentierenden Sensorsignalen vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung der Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Fördergeschwindigkeit der Hilfseinzugseinrichtung in Abhängigkeit von den Sensorsignalen des Sensorsystems steuerbar ist.
Bei Nutzung dieser Variante ist es möglich, während des produktiven Betriebs der Einzugseinrichtung der Umformmaschine das benötigte Werkstückmaterial immer im passenden Bewegungszustand zuzuführen, auch wenn die Einzugseinrichtung mit starken Schwankungen der Einzugsgeschwindigkeit bis hin zum Stop-and-Go-Betrieb betrieben wird. Es ist somit möglich, den Bereich der Zufuhr des Werkstücks (inklusive Werkstückvorrat) vom Bereich der Verarbeitung des Werkstücks an der Schnittstelle zwischen Zuführeinheit und Umformmaschine so zu entkoppeln, dass die Werkstückzuführung nicht in unkontrollierbarer Weise die Verarbeitungsvorgänge an der Umformmaschine beeinträchtigt.
Figurenliste
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

1 zeigt eine Gesamtansicht einer Drahtverarbeitungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel mit drehbarer Plattform;
2 zeigt die Drahtverarbeitungsanlage in einer Seitenansicht in Betrachtungsrichtung II aus 1.
3 zeigt eine Seitenansicht entsprechend der Beobachtungsrichtung III in 1;
4 zeigt eine Gesamtansicht einer Drahtverarbeitungsanlage gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel mit drehbarer Plattform;
5 zeigt die Drahtverarbeitungsanlage in einer Seitenansicht in Betrachtungsrichtung V aus 4.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Die 1 zeigt eine Gesamtansicht einer Drahtverarbeitungsanlage 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel von oben. Die schematische 2 zeigt die Drahtverarbeitungsanlage in einer Seitenansicht in Betrachtungsrichtung II aus 1. 3 zeigt eine Seitenansicht entsprechend der Beobachtungsrichtung III in 1.
Die Drahtverarbeitungsanlage 100 ist dafür ausgelegt und eingerichtet, langgestreckte Werkstücke 110 in Form von metallischen Drähten zu verarbeiten, die als Werkstückvorrat in Form eines sogenannten Coils, also eines nach Art einer Spule aufgewickelten Drahtgebindes, zur Verfügung stehen. Aus dem Werkstückmaterial, das ursprünglich in großer Länge auf dem Werkstückvorrat vorliegt, werden in einem computernumerisch gesteuerten Fertigungsprozess mehr oder weniger große Stückzahlen gleichartiger Formteile in einem Umformprozess hergestellt. Bei den Formteilen kann es sich beispielsweise um Schraubenfedern, insbesondere Druckfedern oder Zugfedern, handeln, oder aber auch um Biegeteile anderer Geometrie.
Bei anderen Ausführungsformen von Umformmaschinen können auch ungleichartige Formteile hergestellt werden. Formteile können generell zweidimensional oder dreidimensional gebogen sein, ggf. auch gerade (z.B. bei Richtmaschinen oder Stabkonfektioniermaschinen).
Die Drahtverarbeitungsanlage 100 umfasst eine Umformmaschine 200, die bei der Herstellung von Schraubenfedern zum Beispiel als Federwindemaschine ausgelegt sein kann. Weiterhin ist eine in Materialflussrichtung der Umformmaschine vorgeschaltete Vorrichtung 300 zum Zuführen des langgestreckten drahtförmigen Werkstückmaterials zur Umformmaschine 200 vorgesehen. Die Vorrichtung 300 wird in dieser Anmeldung auch kurz als Zuführvorrichtung 300 bezeichnet.
Die Umformmaschine 200 umfasst eine Einzugseinrichtung 210, die an die Steuereinheit 290 der Umformmaschine angeschlossen ist und unter der Steuerung durch ein NC-Steuerprogramm Draht 110, der durch die Zuführvorrichtung 300 zugeführt wird, in den Werkzeugbereich 220 der Umformmaschine fördert, in welchem ein Umformwerkzeug oder mehrere Umformwerkzeuge 222 angeordnet sind. Durch die in Materialförderrichtung nachgeschalteten Umformwerkzeuge wird der zugeführte Draht zu einer Schraubenfeder oder (bei anderen Umformmaschinen) zu einem anderen Formteil umgeformt. Nach Abschluss der Umformoperation wird das fertiggestellte Formteil unter der Steuerung durch das NC-Steuerprogramm mittels einer nicht dargestellten Schnitteinrichtung vom zugeführten Draht abgetrennt. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch für jedes zu fertigende Formteil.
Der Vorschub des Drahts zum Werkzeugbereich 220 bzw. der Einzug des Drahts durch die Einzugseinrichtung 210 soll nach einem für den Fertigungsprozess spezifischen Geschwindigkeits-Profil mit zeitabhängig variierender Einzugsgeschwindigkeit erfolgen. Dazu wird die Einzugseinrichtung 210, die zum Beispiel als Walzeneinzug oder Riemeneinzug ausgestaltet sein kann, entsprechend angesteuert. Eine Aufgabe der Zuführvorrichtung 300 besteht darin, der Einzugseinrichtung 210 der Umformmaschine den Draht zu jedem Zeitpunkt möglichst genau in der zu diesem Zeitpunkt benötigten Geschwindigkeit zuzuführen. Die Zuführvorrichtung 300 hat eine eigene Steuereinheit 390, die mit der Steuereinheit 290 der Umformmaschine kommuniziert. Die Funktionalitäten der beiden Steuereinheiten können in einer einzigen Steuereinheit integriert sein.
Die Zuführvorrichtung 300 umfasst eine erste Zuführeinheit 310-1 (vgl. Seitenansicht in 2) und eine zweite Zuführeinheit 310-2 (vgl. Seitenansicht in 3). Die beiden Zuführeinheiten 310-1, 310-2 sind auf einer gemeinsamen Plattform 320 angeordnet, die in der dargestellten Variante im Wesentlichen die Form einer horizontal ausgerichteten Platte hat, die als gemeinsame Trageeinheit für die beiden Zuführeinheiten dient. Die gemeinsame Plattform 320 ist bei diesem Ausführungsbeispiel um eine vertikale Drehachse 312 drehbar gelagert, so dass ein Wechsel zwischen einer ersten Arbeitsstellung und einer zweiten Arbeitsstellung durch Drehung der Plattform 320 um 180° um die Drehachse 312 durchgeführt werden kann. Zur Durchführung der Drehung ist ein nicht dargestellter Drehantrieb vorgesehen, der an die Steuereinheit 390 angeschlossen ist und von dieser gesteuert wird.
In 1 ist die Plattform 320 in einer ersten Arbeitsstellung gezeigt, bei der die erste Zuführeinheit 310-1 in einer Arbeitsposition angeordnet ist, die zur Überführung von Werkstückabschnitten an die Umformmaschine 200 geeignet ist. Die zweite Zuführeinheit 310-2 ist dagegen in einer Einrichtposition bzw. Rüstposition angeordnet. In der Einrichtposition kann die zweite Zuführeinheit 310-2 für einen nachfolgenden Arbeitsvorgang eingerichtet werden. Die dafür vorgesehenen Tätigkeiten finden im Rahmen einer Einrichtoperation statt, mit der die zweite Zuführeinheit vollständig arbeitsfähig vorbereitet wird, so dass sie nach Einschwenken von der Einrichtposition in die Arbeitsposition praktisch ohne Zeitverlust mit der dann nachgeschalteten Umformmaschine 200 zusammenarbeiten kann.
Die erste Zuführeinheit 310-1 und die zweite Zuführeinheit 310-2 sind im Wesentlichen zueinander identisch aufgebaut, haben also die gleichen Komponenten in der gleichen relativen Anordnung zueinander. Die Komponenten sind im Wesentlichen punktsymmetrisch zu einem Symmetriepunkt angeordnet, der auf der Drehachse 312 liegt.
Jede der Zuführeinheiten 310-1, 310-2 hat eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Werkstückvorrats in Form eines Coils sowie eine Richteinheit zum Richten des Werkstücks vor Eintritt in die Umformmaschine, wobei die Richteinheit der zugeordneten Aufnahmeeinrichtung in Materialflussrichtung nachgeschaltet ist. Die erste Zuführeinheit 310-1, die in 2 in Seitenansicht gezeigt ist, hat somit eine erste Aufnahmeeinrichtung 330-1 und eine erste Richteinheit 380-1, die in der gezeigten ersten Arbeitsstellung in der Nähe der Umformmaschine 200 angeordnet ist. Die zweite Zuführeinheit 310-2, die in 3 in Seitenansicht gezeigt ist, hat eine zweite Aufnahmeeinrichtung 330-2, der die zweite Richteinheit 380-2 in Materialflussrichtung nachgeschaltet ist.
Die Zuführvorrichtung 300 umfasst eine Einstellstation 350, die angeordnet und eingerichtet ist, um es einem Maschinenbediener zu ermöglichen, an derjenigen Richteinheit, die sich in der Einstellstation befindet, alle Arbeiten vorzunehmen, die erforderlich sind, um die dort befindliche Richteinheit auf das durchgeführte Werkstückmaterial so einzustellen, dass die Zuführeinheit im produktiven Betrieb, also dann, wenn die Zuführeinheit sich in ihrer Arbeitsposition befindet, gerichtetes Werkstückmaterial mit hoher Richtgüte zu liefern. In der Situation von 1 befindet sich die zweite Richteinheit 380-2 im Bereich der Einstellstation 350 und kann in einer Einstelloperation eingestellt werden (vgl. 3).
Bevor eine Einstelloperation näher beschrieben wird, sei zunächst anhand der 1 und 2 der Aufbau der ersten Zuführeinheit 310-1 näher erläutert. Der Werkstückvorrat (Coil) wird auf einer auswechselbaren Haspel 335-1 vorgehalten, die von einer Aufnahmevorrichtung 330-1 aufgenommen wird und im aufgenommenen Zustand um eine horizontale Drehachse drehbar gelagert ist. Die Lagerung findet dabei nicht im Bereich der Drehachse der Haspel statt, stattdessen sind auf der Plattform 320 zwei achsparallele Tragerollen 332-1, 333-1 mit horizontalen Drehachsen angebracht. Diese Tragrollen sind Bestandteile der Aufnahmevorrichtung 330-1. Die Haspel wird auf die beiden Tragerollen aufgelegt, so dass der Umfang der scheibenförmigen Seitenelemente der Haspel auf den beiden Tragerollen aufliegt und die Lage der Drehachse im Raum festgelegt ist. Im Beispielsfall handelt es sich um eine aktive Haspel mit eigenem Antrieb. Der Antrieb 334-1 steht in Eingriff mit der vorderen Tragerolle 333-1 und kann diese unter Steuerung durch die Steuerreinheit 390 antreiben.
Der abgewickelte Draht wird über eine Umlenkeinrichtung 340 geführt, die eine obere Umlenkrolle 340-1 und eine untere Umlenkrolle 340-2 aufweist, die an einem vertikalen Träger 341 achsparallel drehbar gelagert sind. Die obere Umlenkrolle ist als vertikal verfahrbare Tänzerrolle mit Federrückstellung ausgeführt. Durch eine Positionsabfrage dieser Rolle wird der Antriebsmotor für die Trage-/ Antriebsrolle geregelt. Die untere Umlenkrolle wird etwa über drei Viertel ihres Umfangs umschlungen in der Weise, dass der Austritt, also die Oberseite der unteren Umlenkrolle 340-2, auf Höhe der Durchlassöffnung der ersten Richteinheit 380-1 liegt.
Der Draht wird also von der unteren Umlenkrolle im Wesentlichen horizontal zur ersten Richteinheit 380-1 geführt. Zwischen der Umlenkeinrichtung und der Richteinheit befindet sich eine Drahtführungseinrichtung 375-1, deren Ausgang mit dem Eingang der nachgeschalteten ersten Richteinheit 380-1 fluchtet. In die Drahtführungseinrichtung kann eine Drahtendenerkennungseinrichtung integriert sein.
Die erste Richteinheit 380-1 umfasst zwei einander nachgeschaltete Rollenrichtapparate, die jeweils eine Anzahl (z.B. von drei bis neun) achsparalleler Richtrollen aufweisen, wobei die Drehachsen der Richtrollen der hintereinandergeschalteten Richtapparate orthogonal zueinander ausgerichtet sind. Die Achslagen der einzelnen Richtrollen sind individuell verstellbar, um die Wirkgeometrie der Richteinheit einstellen zu können. Aufgrund der Vielzahl von Freiheitsgraden bei der Einstellung ist für die Einstellung einer Richteinheit ein Maschinenbediener mit viel Erfahrung erforderlich. In jedem Fall benötigt die Einstelloperation erheblich Zeit.
Die Richteinheit 380 wird von einem Gestellteil getragen, in welchem auch die Steuereinheit 390 der Zuführeinheit untergebracht sein kann. Das Gestellteil trägt auch eine erste Einzugseinrichtung 385-1, die in Materialflussrichtung hinter der ersten Richteinheit 380-1 angeordnet ist und unter anderem dazu dient, das Drahtmaterial durch diese Richteinheit hindurch in Richtung nachfolgender Komponenten zu ziehen. Die Einzugseinrichtung 385-1 ist im Beispielsfall als Riemeneinzugseinrichtung gestaltet und kann bei anderen Ausführungsformen auch als Walzeneinzug oder Zangeneinzug ausgestaltet sein. Die Einzugseinrichtung 385-1 spielt eine wichtige Rolle im Rahmen der Einstelloperation. Die Einzugseinrichtung könnte auch vor der Richteinheit angeordnet sein.
In Materialflussrichtung hinter der Einzugseinrichtung 385-1 befindet sich eine optionale, manuell betätigbare Klemmeinrichtung 387-1, mit der die axiale Position des durchgeführten Drahts bei Bedarf fixiert werden kann.
Wie bereits erwähnt, ist es in der in 1 dargestellten Situation so, dass die Richteinheit 380-2 der zweiten Zuführeinheit 310-2 sowie die nachgeschaltete zweite Einzugseinrichtung 385-2 und die dahinter angeordnete zweite Klemmeinrichtung 387-2 sich auf der Plattform 320 im Bereich der Einstellstation 350 befinden.
Die Einstellstation 350 umfasst weiterhin Komponenten, die bei der Zuführeinrichtung 300 nur einmal vorhanden sind, und zwar stationär außerhalb der Plattform 320 im Bereich der Einstellstation 350. Zu diesen Komponenten gehört eine stationäre Schnitteinrichtung 370, mit der im Zuge der Einstellarbeiten an der Richteinheit probeweise gerichtete Werkstückabschnitte vom zugeführten Draht abgeschnitten und damit für eine Geradheitsprüfung bereitgestellt werden. Im Beispielsfall ist eine manuell betätigbare Schnitteinrichtung 370 vorgesehen, alternativ kann eine automatisierte Schnitteinrichtung vorgesehen sein. Neben und unter der Schnitteinrichtung 370 ist eine Ablageeinrichtung 375 vorgesehen, die als Ablage für abgetrennte Werkstückabschnitte dient und zum Beispiel bei der Geradheitsprüfung genutzt werden kann.
Die Ablageeinrichtung 375 hat an ihrer Oberseite eine ebene Ablagefläche mit eine seitlichen hochstehenden Rand, so dass eine seitliche gerade Innenkante gebildet ist. Bei der Prüfung von Rundmaterial kann ein Bediener das abgetrennte Drahtstück auf der Ablagefläche manuell entlangrollen und dabei den Rollwiderstand und/oder die Gleichmäßigkeit/Ungleichmäßigkeit des Abrollens ermitteln und als Maß für die Geradheit heranziehen. Beim Anlegen an den Rand kann ebenfalls die Geradheit geprüft werden. Bei Flachmaterial (z.B. mit Rechteckquerschnitt) kann durch Anlegen auf die Ablagefläche und den Rand die Geradheit in zwei orthogonalen Ebenen geprüft werden.
Im Betrieb der Drahtverarbeitungsanlage 100 können alle Einrichtarbeiten an einer Zuführeinheit inklusive aller Tätigkeiten im Zusammenhang mit der richtigen Einstellung der Richteinheit vorgenommen werden, während sich die andere Zuführeinheit in ihrer Arbeitsposition vor der Umformmaschine befindet und dieser Draht zuführen kann. Im Zusammenhang mit 1 sei angenommen, dass die zweite Zuführeinheit 310-2 vorher genutzt wurde, bis der zugehörige Drahtvorrat verbraucht war oder in Reaktion auf ein Signal eines Sensors zur Erkennung des Füllstands der Haspel durch eine Schnitteinrichtung vor dem Erreichen des Drahtendes getrennt wurde. Dann wurde die Plattform 320 automatisch antriebsgesteuert um 180° im Uhrzeigersinn gedreht, um die erste Zuführeinheit 310-1 in die dargestellte Arbeitsposition für die Zusammenarbeit mit der nachgeschalteten Umformmaschine 200 zu bringen.
Die zweite Zuführeinheit 310-2 befindet sich dann in der Einrichtposition. Hier wird zunächst die leere Haspel von den Tragerollen abgenommen und durch eine volle Haspel mit frischem Drahtmaterial ersetzt. Ein Stück abgezogenen Drahts wird dann über die beiden Umlenkrollen der Umlenkeinrichtung geführt und durch die Drahtführung hindurch in die Richteinheit 380-2 sowie durch diese hindurch in die nachfolgende Einzugseinrichtung 385-2 eingeführt.
Es ist in der Regel nicht davon auszugehen, dass die Richteinheit 385-2 in derjenigen Einstellung, in der beim vorher verbrauchten Draht ausreichend gute Richtergebnisse erzielt wurden, auch beim neuen Drahtmaterial von Anfang an ausreichend gute Richtergebnisse liefert. Daher muss in aller Regel beim Drahtwechsel eine Einstellung der Richteinheit auf das neue Drahtmaterial durchgeführt werden. Dazu wird mithilfe der Einzugseinrichtung 385-2 ein Werkstückabschnitt bestimmter Länge durch die Richteinheit 380-2 hindurchgezogen und so weit nach vorne gefördert, dass der gerichtete Werkstückabschnitt mithilfe der Schnitteinrichtung 370 vom zugeführten Draht abgetrennt wird und auf die Stabablage 375 fällt.
Der Maschinenbediener kann nun an diesem Drahtabschnitt eine Geradheitsprüfung durchführen. Sofern es sich um Runddraht handelt, kann der Draht beispielsweise manuell auf einer ebenen Ablagefläche der Ablageeinrichtung 375 abgerollt werden um zu sehen, ob das Abrollen ausreichend gleichmäßig erfolgt oder aufgrund von unzulässiger Krümmung der Rollwiderstand stark von der Drehposition des Drahtstücks abhängt. Zeigt die Geradheitsprüfung, dass die Geradheit noch nicht innerhalb der Toleranz liegt, müssen Veränderungen der Einstellungen an der Richteinheit 380-2 vorgenommen werden. Der Maschinenbediener führt diese durch und prüft dann nach Richten des nächsten Werkstückabschnitts, ob sich dadurch die Geradheit verbessert hat. Auf diese Weise kann iterativ die Richteinheit 380-2 auf das neue Werkstückmaterial eingestellt werden.
Bei der Einstelloperation dient die Einzugseinrichtung 385-2 als Hilfseinzug, also als Hilfsmittel im Rahmen der Einstelloperation zum Vorschieben von aufeinanderfolgenden Werkstückabschnitten jeweils nach Einstellschritten an der Richteinheit 380-2. Ist die gewünschte Richtgüte erreicht, kann mithilfe der Handklemmeinrichtung 387-2 das Drahtende festgeklemmt werden. Die zweite Zuführeinheit 310-2 ist dann für den produktiven Betrieb vorbereitet.
Ist der Werkstückvorrat an der in Arbeitsposition befindlichen Zuführeinheit aufgebraucht, so kann die vollständig eingerichtete zweite Zuführeinheit mit dem frischen Werkstückvorrat durch Drehung der Plattform um 180° in die Arbeitsposition gebracht werden. Danach muss lediglich noch das vordere Drahtende in die Umformmaschine bzw. in deren Einzugsvorrichtung 210 eingefädelt werden. Im Rahmen dieses Teilschritts kann ebenfalls die Einzugseinrichtung 385-2 als Hilfseinzug genutzt werden, um den Draht derart weit voranzuschieben, dass er von der Einzugseinrichtung der Umformmaschine ergriffen und gefördert werden kann. Ab diesem Zeitpunkt hat die Einzugseinrichtung 385-2 der Zufuhreinheit ihre Aufgaben im Rahmen der Einstellung der Richteinheit und im Rahmen des Einfädelns des neuen Drahts erfüllt und wird gelüftet, also außer Eingriff mit dem durchlaufenden Draht gebracht. Ab diesem Zeitpunkt übernimmt dann die Einzugseinrichtung der Umformmaschine den kontrollierten Drahtvorschub.
Das hier vorgestellte Konzept hat unter anderem den Vorteil, dass eine fertig eingestellte und eingefädelte Richteinheit sehr schnell in den Eingriff mit der Umformmaschine gebracht werden kann. Dadurch kann die Gesamtproduktivität der Drahtverarbeitungsanlage erhöht werden, da alle für die Einrichttätigkeiten erforderlichen Arbeiten hauptzeitparallel durchgeführt werden können.
Bei einer nicht bildlich dargestellten Ausführungsform ist es möglich, die Geradheitsprüfung an den abgeschnittenen stabförmigen Werkstückabschnitten oder vor Abtrennen der Werkstückabschnitte vom Draht mithilfe mindestens einer Kamera automatisiert durchzuführen. Beispielsweise bei Flachmaterial kann mit zwei um 90° versetzten Kameras die Geradheit auch im Durchlauf geprüft werde. Insbesondere bei runden Drähten könnte eine um den Draht herum rotierende Kamera verwendbar.
Durch eine Rückkopplung und Regelung ist es möglich, eine motorisch einstellbare Richteinheit hiermit anzusteuern und dadurch die Einstelloperation vollautomatisch sensorgesteuert vorzunehmen.
In 4 ist eine schematische Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer Drahtverarbeitungsanlage 400 gezeigt. Diese entspricht in vielen Teilen dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3, so dass für diejenigen Komponenten, die beim ersten Ausführungsbeispiel in gleicher Weise vorhanden sind, dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Ein erster Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die beiden Zuführeinheiten auf der Plattform jeweils keine Einzugseinrichtung aufweisen, die auf der Plattform 320 in Materialdurchlaufrichtung hinter der entsprechenden Richteinheit 380-1 bzw. 380-2 angebracht ist. Keine der Zuführeinheiten umfasst somit eine Einzugseinrichtung zum Fördern des Werkstücks durch die Richteinheit. Die Funktionalität des Einzugs während der Einstellarbeiten an der Richteinheit 380-2 in der Einstellstation 450 werden hier durch eine stationäre Einzugseinrichtung 495 übernommen, die neben der drehbaren Plattform 320 zwischen dieser und der nachfolgenden Schnitteinrichtung 370 angeordnet ist. Im Rahmen der Einstelloperation an der Einstellstation 450 übernimmt diese Einzugseinrichtung 485 die Aufgabe des schrittweisen Materialvorschubs, um nach und nach immer wieder gerichtete Werkstücke in Richtung der nachfolgenden Schnitteinrichtung und der Ablageeinrichtung 375 zu fördern, die dann dort einer Geradheitsprüfung unterzogen werden. Die Einzugseinrichtung 485 kann ebenfalls als Riemeneinzug oder Rolleneinzug ausgestaltet sein. Diese Variante hat gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass eine Einzugseinrichtung eingespart werden kann. Allerdings gibt es dann für die Aufgabe des Einfädelns eines neuen Drahtstücks an der Umformmaschine 200 keinen eigenen Hilfseinzug, so dass die Einzugsbewegung bis zum Einfädeln in die Umformmaschine manuell unterstützt werden muss.
Die 5 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Zuführeinheit 510, deren Aufbau hinsichtlich Anordnung der Richteinheit mit nachgeschalteter Einzugseinrichtung identisch zum ersten Ausführungsbeispiel sein kann, weshalb für entsprechende Komponenten die gleichen Bezugszeichen genutzt werden. Die Zuführeinheit 510 ist in ihrer Einrichtposition dargestellt, bei der sich in Materiallaufrichtung hinter der Einzugseinrichtung 385-2 die Schnitteinrichtung 370 und die Stabablageeinrichtung 375 befinden. Bei der Haspel 335-2 handelt es sich um eine Abzugshaspel, also eine passive Haspel ohne eigenen Antrieb, deren Drehung durch Abziehen des Werkstückmaterials vom äußeren Umfang des Drahtgebindes bewirkt wird. Weitere Unterschiede bestehen im Wesentlichen nur in Art und Weise der Führung des von der Abzugshaspel abgezogenen Drahts zwischen der Haspel und der Richteinheit.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen der Aufnahmeeinrichtung 330-2 für die Haspel 335-2 und der Richteinheit 380-2 eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Hilfseinzugseinrichtung 520 vorgesehen, die im Beispielsfall als vertikal orientierter Riemeneinzug ausgestaltet ist und den von der Umlenkrolle 530 nach unten laufenden Draht in vertikaler Richtung nach unten fördert. Die Hilfseinzugseinrichtung ist mithilfe eines nicht dargestellten Hilfsantriebs antreibbar, der von der Steuereinrichtung 390 der Zuführvorrichtung gesteuert werden kann. In Materiallaufrichtung hinter der Hilfseinzugseinrichtung befindet sich ein Pufferspeicher 550, der dafür ausgebildet ist, eine vertikal hängende Werkstückschlaufe variabler Länge aufzunehmen. Die Hilfseinzugseinrichtung bzw. der Hilfsantrieb kann das Werkstück (Draht) mit vorgebbarer Fördergeschwindigkeit zu dem nachgeschalteten Pufferspeicher fördern. Der Pufferspeicher hat einen Eintritt, durch den der Draht in vertikaler Richtung in den Pufferspeicher eintreten kann, sowie einen Austritt, durch den der Draht in horizontaler Richtung etwa koaxial zur Durchlaufrichtung der Richteinheit austreten kann. Der Pufferspeicher ist derart ausgebildet, dass das Werkstück in dem Pufferspeicher zwischen dem Eintritt und dem Austritt eine Werkstückschlaufe variabler Länge bilden kann. Es ist ein Sensorsystem 560 zur Erfassung des Füllgrads des Pufferspeichers vorgesehen. Das Sensorsystem erzeugt Sensorsignale, die den Füllgrad des Pufferspeichers repräsentieren. Die Steuereinheit der Vorrichtung kann diese Sensorsignale empfangen und verarbeiten und ist so konfiguriert, dass die Fördergeschwindigkeit der Hilfseinzugseinrichtung 520 in Abhängigkeit von den Sensorsignalen des Sensorsystems 560 gesteuert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018102914 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks (110) zu einer Umformmaschine (200), die eine mit vorgebbarer Einzugsgeschwindigkeit betreibbare Einzugseinrichtung (210) zum Fördern des Werkstücks zu einem Werkzeugbereich (220) der Umformmaschine aufweist, mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer ersten Zuführeinheit und einer zweiten Zuführeinheit, wobei jede der Zuführeinheiten eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Werkstückvorrats in Form eines Coils und eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Richteinheit zum Richten des Werkstücks vor Eintritt in die Umformmaschine aufweist; wobei die erste Zuführeinheit und die zweite Zuführeinheit auf einer gemeinsamen Plattform angeordnet sind, die zwischen einer ersten Arbeitsstellung und einer zweiten Arbeitsstellung bewegbar ist, wobei in der ersten Arbeitsstellung der Plattform die erste Zuführeinheit in einer zur Überführung von Werkstückabschnitten an die Umformmaschine geeigneten Arbeitsposition und die zweite Zuführeinheit in einer Einrichtposition angeordnet ist und in der zweiten Arbeitsstellung der Plattform die zweite Zuführeinheit in der Arbeitsposition und die erste Zuführeinheit in einer Einrichtposition angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Richteinheit derjenigen Zuführeinheit, die sich in der Einrichtposition befindet, in einer Einstellstation positioniert ist und in einer Einstelloperation eingestellt wird, wobei die Einstelloperation eine Geradheitsprüfung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufnahmeeinrichtung derjenigen Zuführeinheit, die sich in der Einrichtposition befindet, ein neuer Werkstückvorrat eingewechselt und danach die Einstelloperation zur Einstellung der Richteinheit auf das Werkstück des neuen Werkstückvorrats durchgeführt wird, bevor diese Zuführeinheit durch Bewegen der Plattform in die Arbeitsposition bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einstelloperation ein Werkstückabschnitt nach Durchlaufen der Richteinheit in einer Schnittoperation vom zugeführten Werkstückmaterial abgetrennt und an dem abgetrennten Werkstückabschnitt eine Geradheitsprüfung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geradheitsprüfung nach Durchlaufen der Richteinheit vor Abtrennen eines Werkstückabschnitts an dem durchlaufenden Werkstück durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einzugseinrichtung zum Erzeugen eines Materialvorschubs durch die Richteinheit während der Einstelloperation und/oder zum Einfädeln des Werkstücks in die Umformmaschine nach Einstellung der Richteinheit und vor dem Umformbetrieb betätigt wird und während des Betriebs der Umformmaschine außer Eingriff mit dem Werkstück gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel zwischen der ersten Arbeitsstellung und der zweiten Arbeitsstellung durch eine Drehung der Plattform um eine Drehachse durchgeführt wird.
Vorrichtung (300) zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks (110) zu einer Umformmaschine (200), die eine mit variierender Einzugsgeschwindigkeit betreibbare Einzugseinrichtung (210) zum Fördern des Werkstücks zu einem Werkzeugbereich (220) der Umformmaschine aufweist, umfassend: eine erste Zuführeinheit (310-1) und eine zweite Zuführeinheit (310-2), wobei jede der Zuführeinheiten eine Aufnahmeeinrichtung (330-1, 330-2) zur Aufnahme eines Werkstückvorrats in Form eines Coils und eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Richteinheit (380-1, 380-2) zum Richten des Werkstücks (110) vor Eintritt in die Umformmaschine (200) aufweist; wobei die erste Zuführeinheit (310-1) und die zweite Zuführeinheit (310-2) auf einer gemeinsamen Plattform (320) angeordnet sind, die zwischen einer ersten Arbeitsstellung und einer zweiten Arbeitsstellung bewegbar ist, wobei in der ersten Arbeitsstellung der Plattform (320) die erste Zuführeinheit (310-1) in einer zur Überführung von Werkstückabschnitten an die Umformmaschine (200) geeigneten Arbeitsposition und die zweite Zuführeinheit (310-2) in einer Einrichtposition angeordnet ist und in der zweiten Arbeitsstellung der Plattform (320) die zweite Zuführeinheit (310-2) in der Arbeitsposition und die erste Zuführeinheit (310-1) in einer Einrichtposition angeordnet ist; gekennzeichnet durch eine Einstellstation (350, 450), die derart angeordnet und eingerichtet ist, dass die Richteinheit (380-2) derjenigen Zuführeinheit, die sich in der Einrichtposition befindet, an der Einstellstation (350) in einer Einstelloperation einstellbar ist, wobei die Einstelloperation eine Geradheitsprüfung umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Geradheitsprüfung vorgesehen ist, wobei die Einrichtung zur Geradheitsprüfung ausgewählt ist auf der Gruppe: eine Auflageeinrichtung mit ebener Auflagefläche, wobei die Auflagefläche horizontal ausgerichtet oder als Abrollfläche mit einer Neigung schräg ausgerichtet ist, wobei vorzugsweise ein seitlicher hochstehender Rand vorgesehen ist, so dass eine seitliche gerade Innenkante gebildet is; ein kamerabasiertes Geradheitsmesssystem;
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einstellstation (350, 450) eine stationäre Schnitteinrichtung (370) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Zuführeinheiten (310-1, 310-2) eine Einzugseinrichtung (385-1, 385-2) zum Fördern des Werkstücks durch die Richteinheit (380-1, 380-2) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (320) um eine Drehachse (312) drehbar gelagert ist derart, dass ein Wechsel zwischen der ersten und der zweiten Arbeitsstellung durch eine Drehung der Plattform (320) um die Drehachse (312) durchführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Drehantrieb zur Drehung der Plattform (320) um die Drehachse.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nur eine einzige Einstellstation (350, 450) aufweist,
Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einstellstation (350) eine stationäre Einzugseinrichtung angeordnet ist, die dafür eingerichtet ist, bei einer Einstelloperation mit der Richteinheit (380-2) derjenigen Zuführeinheit (310-2) zusammenzuwirken, die sich in der Einrichtposition befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform linear verschiebbar gelagert ist derart, dass ein Wechsel zwischen der ersten und der zweiten Arbeitsstellung durch eine Linearverschiebung der Plattform in einer Verschieberichtung durchführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Aufnahmeeinrichtung und der Richteinheit (385-2) eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Hilfseinzugseinrichtung (520) vorgesehen ist, die mittels eines Hilfsantriebs antreibbar und dafür konfiguriert ist, das Werkstück mit vorgebbarer Fördergeschwindigkeit zu einem nachgeschalteten Pufferspeicher (550) zu fördern, der derart ausgebildet ist, dass das Werkstück in dem Pufferspeicher zwischen einem Eintritt und einem Austritt eine Werkstückschlaufe variabler Länge bilden kann, wobei ein Sensorsystem (560) zur Erfassung eines Füllgrads des Pufferspeichers (550) und zur Erzeugung von den Füllgrad repräsentierenden Sensorsignalen vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung der Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Fördergeschwindigkeit der Hilfseinzugseinrichtung in Abhängigkeit von den Sensorsignalen des Sensorsystems (550) steuerbar ist.