DE102022204106A1 - Bending machine and wire processing system with bending machine - Google Patents
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Abstract
Eine Biegemaschine (300) zum Herstellen komplex gebogener Biegeteile aus geraden Drahtstäben (DS) umfasst eine computernumerische Steuereinheit (190) und ein Transportsystem (310) zum Transportieren aufeinanderfolgender Drahtstäbe entlang einer Transportstrecke (312), wobei das Transportsystem eine Vielzahl von Transporteinheiten (320) aufweist und jede Transporteinheit (320) eine Werkstückaufnahmeeinrichtung (325) zur Aufnahme eines einzelnen Drahtstabes (DS) aufweist und über Steuersignale der Steuereinheit (190) entlang der Transportstrecke (312) bewegbar ist. Weiterhin sind mehrere Arbeitsstationen vorgesehen, die entlang der Transportstrecke (312) angeordnet sind, wobei mindestens zwei der Arbeitsstationen als Biegestationen (BS1, BS2, BS3) ausgelegt sind. Das Transportsystem (310) weist für eine Anzahl der Transporteinheiten (320), z.B. für jede der Transporteinheiten, mindestens eine entlang der Transportstrecke bewegbare Stützeinheit (720) auf, die ein Stützorgan (730) umfasst, das dafür konfiguriert ist, einen freien Abschnitt eines von der Werkstückaufnahmeeinrichtung (325) der Transporteinheit aufgenommenen Drahtstabs (DS) außerhalb eines Eingriffsbereichs der Werkstückaufnahmeeinrichtung (325) zur mechanischen Stabilisierung des freien Abschnitts zu kontaktieren.A bending machine (300) for producing complex bent parts from straight wire rods (DS) comprises a computer numerical control unit (190) and a transport system (310) for transporting successive wire rods along a transport route (312), the transport system comprising a plurality of transport units (320). and each transport unit (320) has a workpiece receiving device (325) for receiving an individual wire rod (DS) and can be moved along the transport route (312) via control signals from the control unit (190). Furthermore, several work stations are provided, which are arranged along the transport route (312), with at least two of the work stations being designed as bending stations (BS1, BS2, BS3). The transport system (310) has for a number of the transport units (320), e.g. for each of the transport units, at least one support unit (720) which can be moved along the transport route and which comprises a support member (730) which is configured to provide a free section of a to contact the wire rod (DS) picked up by the workpiece receiving device (325) of the transport unit outside an engagement area of the workpiece receiving device (325) for mechanical stabilization of the free section.
Description
Die Erfindung betrifft eine Biegemaschine zum Herstellen komplex gebogener Biegeteile aus geraden Drahtstäben gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Drahtverarbeitungsanlage, die eine solche Biegemaschine umfasst.The invention relates to a bending machine for producing complex bent parts from straight wire rods according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a wire processing system which includes such a bending machine.
Eine Biegemaschine der hier betrachteten Art umfasst eine computernumerische Steuereinheit, ein Transportsystem zum Transportieren aufeinanderfolgender Drahtstäbe entlang einer Transportstrecke und mehrere Arbeitsstationen, die entlang der Transportstrecke angeordnet sind, wobei mindestens zwei der Arbeitsstationen als Biegestationen ausgelegt sind. Das Transportsystem weist eine Vielzahl von Transporteinheiten auf. Jede Transporteinheit hat eine Werkstückaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines einzelnen Drahtstabes und kann über Steuersignale der Steuereinheit entlang der Transportstrecke bewegt werden. Es handelt sich also um eine computernumerisch gesteuerte Mehrstationen-Biegemaschine, die Drahtstäbe verarbeiten kann. Derartige Biegemaschinen werden in der Regel eingesetzt, wenn es darum geht, große Stückzahlen komplex gebogener Biegeteile in kurzer Zeit herzustellen. Ein komplex gebogenes Biegeteil ist ein Biegeteil, das mehr als eine Biegung aufweist, wobei Biegungen zum Teil auch in unterschiedlichen Ebenen liegen können, so dass ein dreidimensional gebogenes Biegeteil vorliegt.A bending machine of the type considered here comprises a computer numerical control unit, a transport system for transporting successive wire rods along a transport route and a plurality of work stations arranged along the transport route, at least two of the work stations being designed as bending stations. The transport system has a large number of transport units. Each transport unit has a workpiece receiving device for holding an individual wire rod and can be moved along the transport route via control signals from the control unit. It is a computer numerically controlled multi-station bending machine that can process wire rods. Such bending machines are usually used when it comes to producing large numbers of complex bent parts in a short time. A complex bent part is a bent part that has more than one bend, some of the bends also being in different planes, so that a three-dimensionally bent part is present.
Das Dokument
Bedarf nach komplex gebogenen Biegeteilen besteht unter anderem im Bereich der Elektromobilität. Dort werden zunehmend Fahrzeuge mit voll- oder teilelektrischem Antrieb angeboten. Die Fahrzeuge besitzen meist leistungsfähige Energiespeichersysteme mit mehreren Batteriemodulen. Die elektrische Energie muss zwischen den einzelnen Batteriemodulen transportiert werden. Dazu werden isolierte und gebogene Kupfer- oder Aluminiumschienen verwendet, die auch als „Stromschienen“ bezeichnet werden. Weiterhin werden zunehmend die in Längsrichtung von Fahrzeugen zwischen Front und Heck laufenden Kabelbäume durch Stromschienen ersetzt. Da die für die Verlegung von Stromschienen zur Verfügung stehenden Bauräume zum Teil relativ eng und geometrisch komplex sind, werden in vielen Fällen Stromschienen benötigt, die an einer oder mehreren Stellen Biegungen aufweisen.There is a need for complex bent parts in the area of electromobility, among other things. Vehicles with fully or partially electric drives are increasingly being offered there. The vehicles usually have powerful energy storage systems with several battery modules. The electrical energy must be transported between the individual battery modules. For this purpose, insulated and curved copper or aluminum busbars are used, which are also known as “busbars”. Furthermore, the cable harnesses that run longitudinally between the front and rear of vehicles are increasingly being replaced by busbars. Since the installation space available for laying busbars is sometimes relatively narrow and geometrically complex, busbars that have bends in one or more places are required in many cases.
Auch zum Herstellen von Spulenelementen zum Aufbau von Statoren für Elektromotoren, sogenannten „Hairpins“, werden häufig Drahtmaterialien in Form von isolierten und gebogenen Kupfer- oder Aluminiumdrähte mit im Wesentlichen rechteckigem oder quadratischem Querschnitt verwendet.Wire materials in the form of insulated and bent copper or aluminum wires with a substantially rectangular or square cross-section are also often used to produce coil elements for building stators for electric motors, so-called “hairpins”.
Derartige Biegeteile werden teilweise aus vergleichsweise langen und relativ zu ihrer Länge dünnen Drahtstäben hergestellt. Deren sichere Handhabung während des Fertigungsprozesses ist nicht immer einfach, besonders wenn mit kurzen Taktzeiten gearbeitet werden soll.Such bent parts are sometimes made from wire rods that are comparatively long and thin relative to their length. Their safe handling during the manufacturing process is not always easy, especially when working with short cycle times.
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Biegemaschine der oben erwähnten Art bereitzustellen, die unabhängig von den herzustellenden BiegeteilGeometrien auch bei kurzen Taktzeiten betriebssicher arbeitet.Against this background, the invention is based on the object of providing a bending machine of the type mentioned above, which operates reliably even with short cycle times, regardless of the bending part geometries to be produced.
Zur Lösung dieser und anderer Aufgaben stellt die Erfindung gemäß einer Formulierung der Erfindung eine Biegemaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird eine Drahtverarbeitungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 17 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.To solve these and other tasks, the invention provides, according to a formulation of the invention, a bending machine with the features of claim 1. Furthermore, a wire processing system with the features of claim 17 is provided. Advantageous further developments are specified in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated by reference into the content of the description.
Bei einer gattungsgemäßen Mehrstationen-Biegemaschine umfasst das Transportsystem mehrere Transporteinheiten, die jeweils eine Werkstückaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines einzelnen Drahtstabs aufweisen. Die Transporteinheiten können über Steuersignale der Steuereinheit entlang der Transportstrecke bewegt werden. Gemäß einer Formulierung der beanspruchten Erfindung weist das Transportsystem für eine Anzahl der Transporteinheiten mindestens eine entlang der Transportstrecke bewegbare Stützeinheit auf, die ein Stützorgan umfasst, welches dafür konfiguriert ist, einen freien Abschnitt eines von der Werkstückaufnahmeeinrichtung der Transporteinheit aufgenommenen Drahtstabs außerhalb des Eingriffsbereichs der Werkstückaufnahmeeinrichtung, vorzugsweise mit Abstand von dem Eingriffsbereich, zur mechanischen Stabilisierung des freien Abschnitts zu kontaktieren.In a generic multi-station bending machine, the transport system comprises several transport units, each of which has a workpiece receiving device for receiving a single wire rod. The transport units can be moved along the transport route via control signals from the control unit. According to a formulation of the claimed invention, the transport system for a number of the transport units has at least one support unit movable along the transport route, which comprises a support member which is configured to hold a free section of a wire rod received by the workpiece receiving device of the transport unit outside the engagement area of the workpiece receiving device, preferably at a distance from the engagement area to contact for mechanical stabilization of the free section.
Es kann für jede der Transporteinheiten wenigstens eine Stützeinheit vorgesehen sein, so dass die Anzahl der Stützeinheiten der Anzahl der Transporteinheiten entspricht. Es ist auch möglich, dass für eine oder mehrere Transporteinheiten keine Stützeinheit vorgesehen ist. In jedem Fall sollte aber für mindestens eine der Transporteinheiten eine Stützeinheit vorgesehen sein.At least one support unit can be provided for each of the transport units, so that the number of support units corresponds to the number of transport units. It is also possible, that no support unit is provided for one or more transport units. In any case, a support unit should be provided for at least one of the transport units.
Abhängig von der Art der zu fertigenden Biegeteile kann es vorkommen, dass ein Drahtstab in die Werkstückaufnahmeeinrichtung so aufgenommen werden muss, dass ein relativ langes Stück des Drahtstabs in Transportrichtung oder an der gegenüberliegenden Seite (entgegen der Transportrichtung) über den Eingriffsbereich der Werkstückaufnahmeeinrichtung hinausragt. Abhängig von der Dicke, der Querschnittsform und der Materialsteifigkeit des Drahtmaterials kann es sein, dass sich der relativ lange freie Abschnitt aufgrund seines Eigengewichts unter Einwirkung der Schwerkraft nach unten durchbiegt, so dass ein von der Werkstückaufnahmeeinrichtung entferntes freies Ende nicht mehr mit ausreichender Genauigkeit in Verlängerung der Aufnahmeachse der Werkstückaufnahmeeinrichtung liegt. Außerdem kann es Schwingungsbewegungen des freien Abschnitts geben. Unter diesen Umständen kann es beim Einfädeln des freien Abschnitts in den Bereich der Biegewerkzeuge einer Biegestation zu Problemen bis hin zu einer Kollision zwischen Drahtstab und Biegewerkzeug kommen. Diese Gefahr wird gemäß der beanspruchten Erfindung systematisch vermieden, indem der freie Abschnitt außerhalb des Eingriffsbereichs, meist in einem geeigneten Abstand vom Eingriffsbereich, abgestützt und dadurch stabilisiert wird.Depending on the type of bent parts to be manufactured, it may happen that a wire rod has to be accommodated in the workpiece holding device in such a way that a relatively long piece of the wire rod protrudes beyond the engagement area of the workpiece holding device in the transport direction or on the opposite side (opposite to the transport direction). Depending on the thickness, the cross-sectional shape and the material stiffness of the wire material, it may be that the relatively long free section bends downwards due to its own weight under the influence of gravity, so that a free end removed from the workpiece receiving device no longer extends with sufficient accuracy the receiving axis of the workpiece receiving device lies. In addition, there may be oscillatory movements of the free section. Under these circumstances, problems can arise when threading the free section into the area of the bending tools of a bending station, including a collision between the wire rod and the bending tool. According to the claimed invention, this danger is systematically avoided by supporting and thereby stabilizing the free section outside the engagement area, usually at a suitable distance from the engagement area.
Die Stabilisierung betrifft zum einen die Ausrichtung des freien Abschnitts, die vor Erzeugen der ersten Biegung so sein sollte, dass der freie Abschnitt im Wesentlichen koaxial zur Aufnahmeachse der Werkstückaufnahmeeinrichtung verläuft. Durch die mechanische Kontaktierung können auch Schwingungsbewegungen des freien Abschnitts weitgehend unterdrückt werden, so dass ein kollisionsfreies Einfädeln des freien Endes in dem Bereich der Biegewerkzeuge der nächsten Biegestation sichergestellt ist. Damit kann auch bei Drahtstäben mit anfänglich relativ langen und/oder labilen freien Längen ein störungsfreier Betrieb auch bei hohen Taktzeiten und entsprechend hohen Transportgeschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen sichergestellt werden.The stabilization relates, on the one hand, to the alignment of the free section, which should be such that before the first bend is created, the free section runs essentially coaxially to the receiving axis of the workpiece receiving device. Due to the mechanical contacting, oscillatory movements of the free section can also be largely suppressed, so that collision-free threading of the free end in the area of the bending tools of the next bending station is ensured. This means that even with wire rods with initially relatively long and/or unstable free lengths, trouble-free operation can be ensured even with high cycle times and correspondingly high transport speeds and/or accelerations.
Diese Maßnahme hat sich unter anderem bei der Fertigung von Hairpins mit relativ langen Schenkellängen bewährt. Bei diesen Biegeteilen kann die erforderliche Ausgangslänge der geraden Drahtstäbe so lang sein, dass sich die erwähnte Problematik der Durchbiegung und starken Schwingung ergibt.This measure has proven successful, among other things, in the production of hairpins with relatively long leg lengths. For these bent parts, the required initial length of the straight wire rods can be so long that the aforementioned problem of deflection and strong vibration arises.
Ein weiteres von den Erfindern erkanntes Problem besteht darin, dass sich die Stellen, an denen die einzelnen Biegungen angebracht werden sollen, von Biegestation zu Biegestation sowie in Abhängigkeit von der gewünschten Endgeometrie des Biegeteils ändern können. Diesem Problem wird gemäß einer Weiterbildung dadurch Rechnung getragen, dass ein Abstand zwischen der Werkstückaufnahmeeinrichtung und dem Stützorgan über Steuersignale der Steuereinheit verstellbar ist, vorzugsweise stufenlos. Damit ist es möglich, über Programmierung der Steuereinheit für jede Biegeteilgeometrie in jeder Phase eines Prozesses die optimale Stützstelle (mindestens eine) einzustellen und anzufahren, wobei die Abstützlänge dann variabel wird. Sind an einem freien Abschnitt mehrere Biegeoperationen an unterschiedlichen Stellen erforderlich, so kann der Abstand bei Fortschritt der mehrstufigen Biegeoperation stufenweise verstellt werden. Durch die Abstandsverstellung ist es auch möglich, das Stützorgan bis ans austrittsseitige Ende der Werkstückaufnahmeeinrichtung heranzufahren, so dass sich praktisch nur eine kurze Verlängerung der Einspannlänge ergibt und der Großteil des freien Drahtabschnitts für Biegeoperationen zur Verfügung steht.Another problem recognized by the inventors is that the locations where the individual bends should be made can change from bending station to bending station and depending on the desired final geometry of the bent part. According to a further development, this problem is taken into account in that a distance between the workpiece receiving device and the support member is adjustable, preferably continuously, via control signals from the control unit. This makes it possible to set and approach the optimal support point (at least one) for each bent part geometry in each phase of a process by programming the control unit, whereby the support length then becomes variable. If several bending operations are required at different locations on a free section, the distance can be adjusted gradually as the multi-stage bending operation progresses. By adjusting the distance, it is also possible to move the support member up to the outlet end of the workpiece holding device, so that in practice only a short extension of the clamping length results and the majority of the free wire section is available for bending operations.
Um die Flexibilität der Biegemaschine für die Verarbeitung unterschiedlichster Bauteilgeometrien zu steigern, ist von manchen Ausführungsformen vorgesehen, dass eine Stützeinheit wenigstens einen integrierten Aktor aufweist, der über Steuersignale der Steuereinheit steuerbar und dafür konfiguriert ist, eine Umstellung des Stützorgans zwischen unterschiedlichen Arbeitsstellungen zu bewirken. Beispielsweise kann eine Höhenverstellung und/oder eine Querverstellung bewirkt werden. Bei dem Aktor kann es sich beispielsweise um einen elektromechanischen oder pneumatischen Aktor handeln. Die Stützeinheit kann jedoch auch als passive Einheit ohne integrierten Aktor konstruiert sein, wodurch der Aufbau besonders kostengünstig und robust wird.In order to increase the flexibility of the bending machine for processing a wide variety of component geometries, some embodiments provide that a support unit has at least one integrated actuator, which can be controlled via control signals from the control unit and is configured to switch the support member between different working positions. For example, a height adjustment and/or a transverse adjustment can be effected. The actuator can be, for example, an electromechanical or pneumatic actuator. However, the support unit can also be constructed as a passive unit without an integrated actuator, making the structure particularly cost-effective and robust.
Bei manchen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass einer Transporteinheit wenigstens eine Stützeinheit zugeordnet ist, die ein Stützorgan aufweist, welches über Steuersignale der Steuereinheit in der Höhe verstellbar ist. Das Stützorgan kann dann beispielsweise eine Arbeitsstellung aufweisen, bei der die Abstützfläche so nahe bei der Verlängerung der Aufnahmeachse der Werkstückaufnahmeeinrichtung liegt, dass der Drahtstab koaxial zur Aufnahmeachse abgestützt wird. Wenn dagegen der Drahtstab schon mindestens eine Biegung enthält, kann es sein, dass es erforderlich ist, den freien Abschnitt auf einem anderen Höhenniveau beziehungsweise an einer anderen Stelle abzustützen. Hierfür kann die Höhenverstellung genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verstellbarkeit in Querrichtung und/oder eine Verstellbarkeit in einer parallel zur Aufnahmeachse der Werkstückaufnahmeeinrichtung verlaufenden Axialrichtung (zur Abstandsverstellung) vorgesehen sein.In some embodiments it is provided that a transport unit is assigned at least one support unit, which has a support member which can be adjusted in height via control signals from the control unit. The support member can then, for example, have a working position in which the support surface is so close to the extension of the receiving axis of the workpiece receiving device that the wire rod is supported coaxially to the receiving axis. However, if the wire rod already contains at least one bend, it may be necessary to support the free section at a different height or in a different location. The height adjustment can be used for this. Alternatively or additionally, adjustability in the transverse direction and/or adjustability in an axial direction (for distance adjustment) running parallel to the receiving axis of the workpiece receiving device can be provided.
Eine besonders hohe Flexibilität bei der Fertigung unterschiedlichster Biegeteilgeometrien wird bei manchen Ausführungsformen dadurch erreicht, dass wenigstens eine Stützeinheit als eine individuell steuerbare Stützeinheit ausgebildet ist, die unabhängig von einer zugeordneten Transporteinheit über Steuersignale der Steuereinheit entlang der Transportstrecke bewegt werden kann. Vorzugsweise sind mehrere solcher Stützeinheiten vorgesehen, insbesondere können alle Stützeinheiten als individuell steuerbare Stützeinheit ausgebildet sein. Durch diese Ausgestaltung ist es unter anderem relativ einfach möglich, den Abstand zwischen der Werkstückaufnahmeeinrichtung und dem Stützorgan einzustellen, indem nämlich die komplett individuell steuerbare Stützeinheit an die entsprechende Position relativ zur Transporteinheit verfahren wird.In some embodiments, a particularly high level of flexibility in the production of a wide variety of bent part geometries is achieved in that at least one support unit is designed as an individually controllable support unit, which can be moved along the transport route independently of an assigned transport unit via control signals from the control unit. Preferably, several such support units are provided; in particular, all support units can be designed as individually controllable support units. This configuration makes it relatively easy, among other things, to adjust the distance between the workpiece receiving device and the support member, namely by moving the completely individually controllable support unit to the appropriate position relative to the transport unit.
Eine individuell steuerbare Stützeinheit kann einen integrierten Eigenantrieb zur Fortbewegung entlang der Transportstrecke aufweisen, der über die Steuereinheit angesteuert werden kann.An individually controllable support unit can have an integrated self-drive for movement along the transport route, which can be controlled via the control unit.
Die erfindungsgemäße Abstützung zur mechanischen Stabilisierung kann bei Transportsystemen vorgesehen sein, die eine feste Taktung haben, bei denen alle Transporteinheiten im Gleichtakt gleichartig bewegt werden. Vorzugsweise ist das Transportsystem jedoch für eine variable Taktung ausgelegt. Der Begriff variable Taktung besagt, dass sich nicht alle Transporteinheiten zu einem gegebenen Zeitpunkt im gleichen Bewegungszustand befinden, sondern dass sie ihre individuellen Transportaufgaben gemäß einem individuellen Bewegungsprofil erledigen können, wobei sich diese Bewegungsprofile wenigstens phasenweise unterscheiden können.The support according to the invention for mechanical stabilization can be provided in transport systems that have a fixed timing, in which all transport units are moved in the same way in unison. However, the transport system is preferably designed for variable timing. The term variable timing means that not all transport units are in the same state of movement at a given time, but that they can carry out their individual transport tasks according to an individual movement profile, whereby these movement profiles can differ at least in phases.
Bei manchen derartigen Ausführungsformen weist das Transportsystem eine Transportstrecke mit mindestens einer Linearmotoreinheit und Führungsschienen zur Führung der Bewegung der Transporteinheiten auf, wobei die Transporteinheiten über die Linearmotoreinheit unter Steuerung durch die Steuereinheit magnetisch entlang der Führungsschienen bewegt werden können. Insbesondere bei derartigen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die individuell steuerbaren Stützeinheiten in gleicher Weise wie die Transporteinheiten geführt sind und über die Linearmotoreinheit unter Steuerung durch die Steuereinheit individuell bewegt werden können.In some such embodiments, the transport system has a transport route with at least one linear motor unit and guide rails for guiding the movement of the transport units, wherein the transport units can be moved magnetically along the guide rails via the linear motor unit under control by the control unit. In particular in such embodiments it can be provided that the individually controllable support units are guided in the same way as the transport units and can be moved individually via the linear motor unit under control by the control unit.
Insbesondere bei den Varianten mit individuell steuerbaren Stützeinheiten ist vorzugsweise vorgesehen, dass jede der Transporteinheiten ein Basiselement aufweist, an welchem Komponenten der Werkstückaufnahmeeinrichtung montiert sind, und dass die individuell steuerbaren Stützeinheiten ein mit dem Basiselement der Transporteinheit im Wesentlichen baugleiches Basiselement aufweisen, welches das Stützorgan trägt. Dies bringt unter anderem herstellungstechnische Vorteile und Kostenvorteile bei einer Herstellung durch Masseneffekte, außerdem kann die Ansteuerung der Bewegung der individuell steuerbaren Stützeinheiten in gleicher Weise erfolgen wie bei den zugeordneten Transporteinheiten.Particularly in the variants with individually controllable support units, it is preferably provided that each of the transport units has a base element on which components of the workpiece receiving device are mounted, and that the individually controllable support units have a base element which is essentially identical in construction to the base element of the transport unit and which carries the support member . This brings, among other things, manufacturing advantages and cost advantages when producing through mass effects, and the movement of the individually controllable support units can also be controlled in the same way as with the assigned transport units.
Transporteinheiten und Stützeinheiten können abwechselnd entlang der Transportstrecke angeordnet sein, so dass eine Stützeinheit in Transportrichtung hinter einer vorauseilenden Transporteinheit und gleichzeitig in Transportrichtung vor einer nächsten, nacheilenden Transporteinheit angeordnet ist. Dadurch wird die Flexibilität weiter gesteigert. Dieselbe Stützeinheit kann dazu genutzt werden, entweder einen hinteren freien Abschnitt an der vorauseilenden Transporteinheit oder einen vorderen freien Abschnitt an der nacheilenden Transporteinheit zu stützen.Transport units and support units can be arranged alternately along the transport route, so that a support unit is arranged behind a leading transport unit in the transport direction and at the same time in front of a next, lagging transport unit in the transport direction. This further increases flexibility. The same support unit can be used to support either a rear free section on the leading transport unit or a front free section on the trailing transport unit.
Eine individuell steuerbare Stützeinheit kann ein Stützorgan aufweisen, das eine mittels einer Höhenverstelleinrichtung über Steuersignale der Steuereinheit in der Höhe verstellbarer Abstützfläche aufweist. Dann ist es möglich, eine individuelle steuerbare Stützeinheit für die Abstützung in mindestens zwei unterschiedlichen Höhen abzustützen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Verstellbarkeit des Stützorgans in Querrichtung vorgesehen sein.An individually controllable support unit can have a support member which has a support surface that can be adjusted in height by means of a height adjustment device via control signals from the control unit. It is then possible to support an individual controllable support unit for support at at least two different heights. Alternatively or additionally, the support member can be adjusted in the transverse direction.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine individuell steuerbare oder eine integrierte Stützeinheit eine Verstelleinrichtung zur Verstellung einer Position des Stützorgans in Bezug auf ein Basiselement der Stützeinheit oder der Transporteinheit aufweist, dass der Stützeinheit eine entlang der Transportstrecke bewegbare, individuell steuerbare Betätigungseinheit zugeordnet ist, und dass die Betätigungseinheit über eine mechanische Kopplungseinrichtung bzw. ein Getriebe mit der Verstelleinrichtung der Stützeinheit mechanisch derart gekoppelt ist, dass die Verstelleinrichtung durch Veränderung des Abstandes zwischen der Betätigungseinheit und der Stützeinheit betätigbar ist. Das Getriebe (bzw. die mechanische Kopplungseinrichtung) ist so ausgebildet, dass es eine Abstandsänderung zwischen Betätigungseinheit und Stützeinheit (Getriebeeingang) in eine Positionsänderung des Stützorgans (Abtriebsglied) gemäß seiner konstruktionsbedingten Übertragungsfunktion überträgt Dadurch kann z.B. eine steuerbare Höhenverstellung des Stützorgans der Stützeinheit realisiert werden. Die Stützeinheit und die Betätigungseinheit können jeweils für sich genommen relativ einfach aufgebaut sein, die Stützeinheit benötigt keinen integrierten Aktor, da das zugeordnete Betätigungselement als Aktor dient.According to a further development, it is provided that an individually controllable or an integrated support unit has an adjusting device for adjusting a position of the support member in relation to a base element of the support unit or the transport unit, that the support unit is assigned an individually controllable actuating unit that can be moved along the transport route, and that the actuation unit is mechanically coupled to the adjustment device of the support unit via a mechanical coupling device or a gear in such a way that the adjustment device can be actuated by changing the distance between the actuation unit and the support unit. The gearbox (or the mechanical coupling device) is designed in such a way that it transfers a change in distance between the actuating unit and the support unit (gearbox input) into a change in position of the support member (output member) in accordance with its design-related transfer function. As a result, for example, a controllable height adjustment of the support member of the support unit can be realized. The support unit and the actuation unit can each be constructed relatively simply; the support unit does not require an integrated actuator, since the associated actuation element serves as an actuator.
Die mechanische Kopplungseinrichtung kann beispielsweise einen Zahnriemen aufweisen, der an der Betätigungseinheit fixiert ist und in der Stützeinheit mit einem damit kämmenden Zahnrad zusammenwirkt, welches dann zum Beispiel eine Höhenverstellung des Stützorgans bewirkt. Alternativ kann die Kopplungseinrichtung z.B. eine beidseitig angelenkte, schräg orientierte Koppelstange aufweisen. Die Kopplungseinrichtung kann auch nach Art eines Koppelgetriebes mit mehreren Getriebegliedern ausgelegt sein, z.B. nach Art eines Scherengelenks.The mechanical coupling device can, for example, have a toothed belt which is fixed to the actuation unit and interacts in the support unit with a gearwheel that meshes with it, which then effects, for example, a height adjustment of the support member. Alternatively, the coupling device can have, for example, an obliquely oriented coupling rod articulated on both sides. The coupling device can also be designed in the manner of a coupling gear with several gear members, for example in the manner of a scissor joint.
Es ist auch möglich, dass eine zweite Transporteinheit, die ggf. baugleich mit einer unmittelbar benachbarten ersten Transporteinheit sein kann, dieser ersten Transporteinheit als individuell steuerbare Stützeinheit zugeordnet ist. Hier wird also die Verwendung einer Transporteinheit als Stützeinheit vorgeschlagen. In diesem Fall wird die Werkstückaufnahmeeinrichtung der zweiten Transporteinheit als Stützorgan zum Beruhigen und Abstützen des freien Abschnitts des von der ersten Transporteinheit festgehaltenen Drahtstabs genutzt. Dazu wird die als Stützorgan genutzte Werkstückaufnahmeeinrichtung in einer Offenstellung fixiert.It is also possible for a second transport unit, which may be identical in construction to an immediately adjacent first transport unit, to be assigned to this first transport unit as an individually controllable support unit. The use of a transport unit as a support unit is suggested here. In this case, the workpiece receiving device of the second transport unit is used as a support element for calming and supporting the free section of the wire rod held by the first transport unit. For this purpose, the workpiece receiving device used as a support element is fixed in an open position.
Während der Drahtstab in der Werkstückhalteeinrichtung der als Transporteinheit genutzten ersten Transporteinheit eingeklemmt und damit festgehalten ist, dient die offene Werkstückhalteeinrichtung der zweiten, als Stützeinheit „zweckentfremdeten“ Transporteinheit als Stützorgan zum Abstützen des freien Abschnitts dieses Drahtstabs.While the wire rod is clamped and thus held in the workpiece holding device of the first transport unit used as a transport unit, the open workpiece holding device of the second transport unit, which is “misused” as a support unit, serves as a support element for supporting the free section of this wire rod.
Die als Stützeinheit genutzte zweite Transporteinheit kann eine (als Stützorgan genutzte) Werkstückaufnahmeeinrichtung aufweisen, die um ihre Aufnahmeachse drehbar ist. Eine derartige Drahtunterstützung kann z.B. beim Twisten synchron mit der Klemmung der ersten Transporteinheit mitdrehen.The second transport unit used as a support unit can have a workpiece receiving device (used as a support member) which is rotatable about its receiving axis. Such a wire support can, for example, rotate synchronously with the clamping of the first transport unit when twisting.
Die Werkstückhalteeinrichtung der als Stützeinheit genutzten zweiten Transporteinheit kann an der Biegestation durch die externe Klemmeinrichtung der Biegestation in eine geschlossene Stellung gebracht werden, um den Drahtstab möglichst nahe am Biegekopf zu klemmen.The workpiece holding device of the second transport unit used as a support unit can be brought into a closed position at the bending station by the external clamping device of the bending station in order to clamp the wire rod as close as possible to the bending head.
Die Verwendung individuell steuerbarer Stützeinheiten bietet eine Reihe von Vorteilen, ist jedoch nicht zwingend. Gemäß einer Weiterbildung ist es auch möglich, dass wenigstens eine Transporteinheit eine integrierte Stützeinheit aufweist, so dass die Stützeinheit konstruktiver Bestandteil der Transporteinheit ist und gemeinsam mit dieser verfahren werden kann. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Basiselement der Transporteinheit Komponenten der Werkstückaufnahmeeinrichtung trägt und das Stützorgan der Stützeinheit relativ zur Werkstückaufnahmeeinrichtung an einer Komponente der Transporteinheit gelagert ist. Das Stützorgan kann beispielsweise am Basiselement der Transporteinheit oder an der Werkstückaufnahmeeinrichtung selbst gelagert sein.The use of individually controllable support units offers a number of advantages, but is not mandatory. According to a further development, it is also possible for at least one transport unit to have an integrated support unit, so that the support unit is a structural component of the transport unit and can be moved together with it. It is preferably provided that a base element of the transport unit carries components of the workpiece receiving device and the support member of the support unit is mounted on a component of the transport unit relative to the workpiece receiving device. The support member can be mounted, for example, on the base element of the transport unit or on the workpiece receiving device itself.
Bei manchen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Stützorgan in Bezug auf die Aufnahmeachse der Werkstückaufnahmeeinrichtung in einer Zustellrichtung zustellbar ist, die quer, insbesondere senkrecht, zur Aufnahmeachse der Werkstückaufnahmeeinrichtung verläuft. Das Stützorgan kann dann in Bezug auf diese Aufnahmeachse zwischen einer zurückgezogenen Neutralstellung und einer Abstützstellung umgestellt werden. Diese Funktionalität ist beispielsweise dann nützlich, wenn in einer Endphase einer Reihe von Biegeoperationen das Stützorgan aus dem Bereich zwischen Werkstückaufnahmevorrichtung und Biegewerkzeug herausgefahren werden soll, um eine Biegungserzeugung nahe am Eingriffsbereich der Werkstückaufnahmeeinrichtung zu ermöglichen.In some embodiments it is provided that the support member can be advanced in relation to the receiving axis of the workpiece receiving device in a feed direction that runs transversely, in particular perpendicular, to the receiving axis of the workpiece receiving device. The support member can then be switched between a retracted neutral position and a support position in relation to this receiving axis. This functionality is useful, for example, if in a final phase of a series of bending operations the support member is to be moved out of the area between the workpiece holding device and the bending tool in order to enable bend generation close to the engagement area of the workpiece holding device.
Für die konstruktive Ausgestaltung des Stützorgans gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bei manchen Ausführungsformen hat das Stützorgan eine quer zur Transportstrecke, also in Querrichtung, breite Abstützfläche, die über eine gewisse Breite auf demselben Höhenniveau liegt. Eine senkrecht zur Transportstrecke gemessene Länge der Abstützfläche kann beispielsweise mehrere Zentimeter betragen, insbesondere im Bereich von 50 bis 150 mm liegen. Damit ist eine Abstützung insbesondere auch dann gewährleistet, wenn zwischen der Position der Transporteinheit und der Position der Stützeinheit eine Kurve der Transportstrecke oder ein Teil einer Kurve liegt.There are different options for the structural design of the supporting member. In some embodiments, the support member has a wide support surface across the transport route, i.e. in the transverse direction, which lies at the same height level over a certain width. A length of the support surface measured perpendicular to the transport route can, for example, be several centimeters, in particular in the range of 50 to 150 mm. This ensures support in particular even if there is a curve in the transport route or part of a curve between the position of the transport unit and the position of the support unit.
Es kann ausreichen, wenn ein Stützorgan eine Abstützfläche aufweist, die unterhalb des Niveaus des abzustützenden Drahtabschnitts liegt, so dass der Drahtabschnitt auf der Abstützfläche durch Eigengewicht aufliegt. Es gibt auch die Möglichkeit, das Stützorgan so auszubilden, dass an mehreren Seiten abgestützt wird. Bei manchen Ausführungsformen hat die Stützeinheit eine untere Abstützfläche und eine in einem Höhenabstand oberhalb der unteren Stützfläche angeordnete obere Abstützfläche, wobei ein zwischen den Abstützflächen gebildeter Zwischenraum eine Höhe aufweist, die im Wesentlichen der Höhe des Drahtstabs derart entspricht, dass der Drahtstab mit geringem Höhenspiel horizontal beweglich in den Zwischenraum passt. Damit kann ein Drahtstab in Vertikalrichtung im Wesentlichen bidirektional abgestützt werden, so dass unter anderem ein mehrfaches Aufspringen auf der unteren Abstützfläche verhindert werden kann.It may be sufficient if a support member has a support surface that lies below the level of the wire section to be supported, so that the wire section rests on the support surface under its own weight. There is also the possibility of designing the support member in such a way that it is supported on several sides. In some embodiments, the support unit has a lower support surface and an upper support surface arranged at a height distance above the lower support surface, wherein a gap formed between the support surfaces has a height that essentially corresponds to the height of the wire rod such that the wire rod is horizontal with little height play fits movably into the gap. This means that a wire rod can be supported essentially bidirectionally in the vertical direction, so that, among other things, multiple jumps on the lower support surface can be prevented.
Es ist auch möglich, dass ein Stützorgan als Klemmeinrichtung ausgebildet ist. Zur Betätigung der Klemmeinrichtung kann der Stützeinheit ein über die Steuereinheit ansteuerbarer Aktor zugeordnet sein, der die Klemmeinrichtung betätigt und zwischen einer Klemmstellung und einer Freigabestellung umschalten kann.It is also possible for a support member to be designed as a clamping device. To operate the clamping device, the support unit can be assigned an actuator that can be controlled via the control unit and which actuates the clamping device and can switch between a clamping position and a release position.
Es ist auch möglich, dass ein Stützorgan um eine horizontale Drehachse drehbar gelagert ist. Das Stützorgan kann dazu als passiv drehbares Stützorgan ausgebildet sein, das keinen eigenen Drehantrieb hat, sondern bei Bedarf über den sich um seine Achse drehenden Drahtstab gedreht bzw. mitgenommen wird. Dadurch kann der Drahtstab bei Bedarf auch während einer Verdrillungsoperation ohne Unterbrechung abgestützt werden. Diese Funktionalität ist besonders nützlich in Verbindung mit Biegestationen, die für das Rotationszugbiegen ausgelegt sind.It is also possible for a support member to be mounted so that it can rotate about a horizontal axis of rotation. For this purpose, the support element can be designed as a passively rotatable support element, which does not have its own rotary drive, but is rotated or taken along if necessary via the wire rod rotating around its axis. This means that the wire rod can be supported without interruption during a twisting operation if necessary. This functionality is particularly useful in conjunction with bending stations designed for rotary draw bending.
Bei manchen Ausführungsformen weist eine Transporteinheit mit integrierter Stützeinheit ein Stützorgan auf, das relativ zu einem Basiselement der Transporteinheit entlang einer Führung parallel zur Aufnahmeachse der Werkstückaufnahmeeinrichtung beweglich geführt und mittels einer Federanordnung in Richtung einer von der Werkstückaufnahmeeinrichtung entfernten Endlage federbelastet ist. Die Endlage kann dann durch einen entsprechenden Anschlag festgelegt werden und der Abstand zur Werkstückaufnahmeeinrichtung entsprechend so eingestellt werden, dass in Abwesenheit äußerer Kräfte das Stützorgan entsprechend seiner Endlage den Drahtstab abstützt. Wird dann die Transporteinheit in Richtung einer Biegestation vorgeschoben, so kann das federbelastete Stützorgan an einen entsprechenden Gegenanschlag an der Biegestation anschlagen und wird dann bei weiterem Vorfahren der Transporteinheit entgegen die Kraft der Feder in Richtung der Werkstückaufnahmeeinrichtung gedrückt, während eine zunehmend größer werdende freie Länge auf der der Werkstückaufnahmeeinrichtung gegenüberliegenden Seite aus dem Stützorgan herausragt und in den Bereich der Biegewerkzeuge eingefädelt werden kann. Eine Rasteinrichtung kann vorgesehen sein, um unerwünschte Rückstellbewegungen des Stützorgans bei Entlastung zu unterbinden.In some embodiments, a transport unit with an integrated support unit has a support member which is movably guided relative to a base element of the transport unit along a guide parallel to the receiving axis of the workpiece receiving device and is spring-loaded by means of a spring arrangement in the direction of an end position remote from the workpiece receiving device. The end position can then be determined by a corresponding stop and the distance to the workpiece receiving device can be adjusted accordingly so that in the absence of external forces, the support member supports the wire rod in accordance with its end position. If the transport unit is then advanced in the direction of a bending station, the spring-loaded support member can strike a corresponding counter-stop at the bending station and is then pressed against the force of the spring in the direction of the workpiece receiving device as the transport unit advances further, while an increasingly larger free length protrudes from the support member on the side opposite the workpiece receiving device and can be threaded into the area of the bending tools. A locking device can be provided to prevent unwanted restoring movements of the support member when the load is relieved.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
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.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Drahtverarbeitungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 zeigt schematisch den Bereich der Stabübergabe und der Ladestation der Biegemaschine; -
3A bis3D zeigen verschiedene Phasen einer mehrstufigen Biegeoperation mit Abstützung eines freien Abschnitts des Drahtstabs durch eine verfahrbare Stützeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Stützeinheit mit einem Stützorgan, das einen seitlich offenen Führungsschlitz aufweist; -
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Stützeinheit mit einem passiv drehbaren Stützorgan; -
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Stützeinheit mit einem als Klemmeinrichtung ausgeführten Stützorgan; -
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Stützeinheit mit einem höhenverstellbaren Stützorgan; -
8A und8B zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Transporteinheit mit einer integrierten Stützeinheit, die ein höhenverstellbares Stützorgan und eine Abstandsverstellung zwischen Stützorgan und Werkstückhalteeinrichtung aufweist; -
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Transporteinheit mit einer integrierten Stützeinheit, die ein in drei Dimensionen verstellbares Stützorgan aufweist; -
10A und 10B zeigen verschiedene Phasen der Nutzung eines Ausführungsbeispiels, bei dem der Stützeinheit eine individuell steuerbare Betätigungseinheit zugeordnet ist, die auf eine Höhenverstellung des Stützorgans wirkt; -
11A und11B zeigen verschiedene Phasen der Nutzung eines Ausführungsbeispiels, bei dem der Stützeinheit ein individuell steuerbare Betätigungseinheit zugeordnet ist, die auf ein als Klemmeinrichtung ausgelegtes Stützorgans wirkt; -
12A bis12D zeigen verschiedene Phasen der Nutzung eines Ausführungsbeispiels, bei dem die Transporteinheit eine integrierte Stützeinheit aufweist, deren Stützorgan als federbelastete Drahtführung ausgelegt ist.
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1 shows a schematic side view of a wire processing system according to an exemplary embodiment; -
2 shows schematically the area of the bar transfer and the loading station of the bending machine; -
3A until3D show different phases of a multi-stage bending operation with support of a free section of the wire rod by a movable support unit according to an exemplary embodiment; -
4 shows an embodiment of a support unit with a support member that has a laterally open guide slot; -
5 shows an exemplary embodiment of a support unit with a passively rotatable support member; -
6 shows an exemplary embodiment of a support unit with a support member designed as a clamping device; -
7 shows an exemplary embodiment of a support unit with a height-adjustable support member; -
8A and8B show an exemplary embodiment of a transport unit with an integrated support unit, which has a height-adjustable support member and a distance adjustment between the support member and the workpiece holding device; -
9 shows an exemplary embodiment of a transport unit with an integrated support unit, which has a support member that is adjustable in three dimensions; -
10A and10B show different phases of the use of an exemplary embodiment in which the support unit is assigned an individually controllable actuation unit which acts on a height adjustment of the support member; -
11A and11B show different phases of the use of an exemplary embodiment in which the support unit is assigned an individually controllable actuation unit which acts on a support element designed as a clamping device; -
12A until12D show different phases of the use of an exemplary embodiment in which the transport unit has an integrated support unit, the support member of which is designed as a spring-loaded wire guide.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Die computernumerisch gesteuerte, mehrachsige Drahtverarbeitungsanlage 100 hat mehrere steuerbare Maschinenachsen, ein Antriebssystem mit mehreren meist elektrischen Antrieben zum Antreiben der Maschinenachsen und eine computernumerische Steuereinrichtung 190 zur koordinierten Ansteuerung von Arbeitsbewegungen der Maschinenachsen in einem Fertigungsprozess gemäß einem für den Fertigungsprozess spezifischen, computerlesbaren Steuerprogramm. Zu einer Maschinenachse gehört mindestens ein Antrieb, z.B. ein elektrischer Motor. Der Antrieb treibt eine beweglich gelagerte Komponente der Maschinenachse an. Abhängig von der Art der Bewegung der anzutreibenden Komponente (geradlinig lineare Bewegung oder Drehbewegung) unterscheidet man zwischen translatorischen Maschinenachsen, die hier auch kurz als Linearachsen bezeichnet werden, und rotatorischen Maschinenachsen, die hier auch kurz als Rotationsachsen bezeichnet werden. Eine Linearachse kann z.B. einen linear verfahrbaren Schlitten antreiben. Eine Rotationsachse kann z.B. einen Drehtisch antreiben.The computer numerically controlled, multi-axis
Bei dem Ausführungsbeispiel hat die Drahtverarbeitungsanlage ein mit Kleinbuchstaben x, y und z gekennzeichnetes, rechtwinkliges Maschinenkoordinatensystem MK mit einer vertikalen z-Achse und horizontalen x- und y-Achsen. Im dargestellten Beispiel verläuft die x-Achse parallel zur Durchlaufachse des Drahts. Von den Koordinatenachsen x, y und z sind die geregelt angetriebenen Maschinenachsen zu unterscheiden, die z.T. mit Großbuchstaben (zum Beispiel A-Achse) an Pfeilen bezeichnet werden. Die Pfeile oder Doppelpfeile repräsentieren die über die jeweiligen Maschinenachsen bzw. über deren Antriebe erzeugbaren Arbeitsbewegungen.In the exemplary embodiment, the wire processing system has a rectangular machine coordinate system MK, marked with lowercase letters x, y and z, with a vertical z-axis and horizontal x and y axes. In the example shown, the x-axis runs parallel to the axis of travel of the wire. A distinction must be made between the coordinate axes x, y and z and the regulated machine axes, some of which are designated with capital letters (e.g. A-axis) on arrows. The arrows or double arrows represent the work movements that can be generated via the respective machine axes or their drives.
Das Ausgangsmaterial D liegt in Form eines gewickelten Materialvorrats (coil) vor, der im Beispielsfall auf einer Haspel 105 aufgewickelt ist. Bei anderen Ausführungsformen ist keine Haspel vorgesehen, der Materialvorrat kann auch in einem z.B. tonnenförmigen Speicher liegen und daraus abgezogen werden.The starting material D is in the form of a wound material supply (coil), which in the example is wound on a
Das Werkstück tritt in eine Stabkonfektioniermaschine 200 mit integrierter Abisoliereinrichtung 250 ein. Die Stabkonfektioniermaschine 200 hat eine eigene Basis 205 und umfasst in dieser Reihenfolge entlang der Durchlaufachse des Werkstücks eine Richteinheit 220, eine Längenmesseinrichtung 230, die mit einer Fräseinrichtung 240 ausgestattete Abisoliereinrichtung 250, eine dieser nachgeschaltete Bürsteinrichtung 260, eine dieser nachgeschaltete Einzugseinrichtung 270 sowie eine der Einzugseinrichtung nachgeschaltete Schnitteinrichtung 280.The workpiece enters a
Die Schnitteinrichtung 280 ist der Einzugseinrichtung unmittelbar nachgeschaltet und trennt gerade Drahtstäbe DS vorgebbarer Länge vom zugeführten, teilweise abisolierten Draht ab. Diese werden dann einzeln nacheinander mithilfe einer Stabübergabeeinrichtung 290 zu einer nachgeschalteten Biegemaschine 300 transportiert. Die Längsrichtung (Richtung der Längsmittelachse) der Drahtstäbe DS verläuft dabei horizontal und parallel zur Transportrichtung der Drahtstäbe. Dies kann insbesondere bei relativ dünnen Drähten vorteilhaft sein, da dadurch ungewollte Verformungen bei beschleunigten Bewegungen vermieden werden können. Außerdem ergeben sich dadurch relativ kurze Zustellwege für Biegeeinheiten, was sich günstig auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit auswirken kann.The
Die Biegemaschine 300 hat eine eigene Basis 305, an deren Oberseite Komponenten eines Transportsystems 310 zum Transportieren aufeinanderfolgender Drahtstäbe entlang einer Transportstrecke 312 angebracht sind. Die Transportstrecke verläuft in einer horizontalen Ebene (x-y-Ebene). In
Die Transportstrecke 312 ist in Umfangsrichtung geschlossen und hat einen im Wesentlichen rechteckförmigen Verlauf mit in x-Richtung verlaufenden Längsseiten und in y-Richtung verlaufenden, kürzeren Breitseiten. In den Eckbereichen befinden sich jeweils 90°-Kurvenabschnitte.The
Das Transportsystem 310 umfasst eine Vielzahl einzelner Transporteinheiten 320, beispielweise drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Transporteinheiten. Die Anzahl der Transporteinheiten sollte vorzugsweise mindestens der Anzahl an Arbeitsstationen entsprechen, so dass die Arbeitsschritte zeitlich parallel zueinander durchgeführt werden können. Vorzugsweise können mehr Transporteinheiten als Arbeitsstationen vorhanden sein. The
Jede Transporteinheit weist eine Werkstückaufnahmeeinrichtung 325 zur Aufnahme eines einzelnen Drahtstabs DS auf. Dieser verläuft im Bereich der Werkstückaufnahmeeinrichtung koaxial zu deren horizontaler Aufnahmeachse 326 sowie parallel zu einer Durchlaufrichtung, die der lokalen Transportrichtung an der Transportstrecke entspricht.Each transport unit has a
Jede Bewegung einer Transporteinheit 320 kann gemäß einem individuellen Bewegungsprofil durchgeführt werden, welches durch die Steuereinheit 190 auf Basis eines Computerprogramms vorgegeben werden kann. Der Antrieb für die Transportbewegung, d.h. für die Bewegung entlang der Transportstrecke 312, wird hierzu entsprechend angesteuert bzw. mit Leistung versorgt. Das Bewegungsprofil kann beispielsweise durch den bei der Bewegung zurückgelegten Weg, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung der Bewegung jeweils als Funktion der Zeit oder anderer Parameter charakterisiert werden.Each movement of a
Die Transporteinheiten 320 werden über lineare Direktantriebe fortbewegt. Die Transportstrecke 312 ist mit einer Vielzahl von hintereinandergeschalteten Linearmotoreinheiten aufgebaut, an denen sich Führungsschienen zur Führung der horizontalen Bewegung der Transporteinheiten befinden. Die mit Strom versorgten Primärteile des Linearmotors befinden sich in der Transportstrecke 312, innerhalb der Transporteinheit 320 befinden sich passive Komponenten (Sekundärteile) der Linearmotoren, so dass eine Transporteinheit 320 keinen mitfahrenden Antrieb zur Fortbewegung entlang der Transportstrecke aufweist.The
Die Biegemaschine 300 hat in der beispielhaften Konfiguration drei entlang der Transportstrecke 312 nacheinander angeordnete Biegestationen, nämlich eine erste Biegestation BS1, eine in Transportrichtung dahinter angeordnete zweite Biegestation BS2 und eine mit größerem Abstand in Transportrichtung dahinter angeordnete dritte Biegestation BS3. Während des Betriebs können die Biegestationen parallelisiert, d.h. mindestens phasenweise zeitgleich arbeiten, wodurch hohe Stückleistungen möglich werden.In the exemplary configuration, the bending
An jeder Biegestation ist eine Biegeeinheit angeordnet, mit der eine Biegeoperation am Drahtstab vorgenommen werden kann. Es gibt in der gezeigten Konfiguration zwei unterschiedliche Typen von Biegeeinheiten. An der ersten Biegestation BS1 ist eine Basis-Biegeeinheit 340-2 (Biegeeinheit des zweiten Typs) angebracht, und zwar mit horizontaler Biegekopfachse. An der zweiten Biegestation BS2 ist eine Rotationszugbiegeeinheit 340-1 (Biegeeinheit des ersten Typs) angebracht, und zwar mit vertikal ausgerichteter Biegekopfachse. In einem größeren Abstand dahinter ist an der dritten Biegestation BS3 wieder eine Basis-Biegeeinheit 340-2 angebracht, allerdings mit vertikaler Biegekopfachse.A bending unit is arranged at each bending station, with which a bending operation can be carried out on the wire rod. There are two different types of bending units in the configuration shown. A base bending unit 340-2 (bending unit of the second type) is attached to the first bending station BS1, with a horizontal bending head axis. A rotary draw bending unit 340-1 (bending unit of the first type) is attached to the second bending station BS2, with the bending head axis aligned vertically. At a greater distance behind, a basic bending unit 340-2 is again attached to the third bending station BS3, but with a vertical bending head axis.
Jede Biegestation ist außerdem dafür eingerichtet, am dort gefertigten Biegeteil Geometrievermessungen durchzuführen.
Eine Biegestation hat keine eigene Werkstückaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des zu biegenden Drahtstücks. Dieses wird während der Biegeoperation von der Werkstückaufnahmevorrichtung 325 derjenigen Transporteinheit 320 gehalten, die sich in der Bearbeitungsposition befindet. Um sicherzustellen, dass das Drahtstück nicht während der Biegeoperation aufgrund der auftretenden Kräfte innerhalb der relativ nachgiebig einklemmenden Werkstückhaltevorrichtung 325 verrutscht, hat eine Biegestation eine Klemmeinrichtung. Mithilfe der Klemmeinrichtung kann eine Kraft auf das bewegliche Halteelement 327 der Werkstückaufnahmevorrichtung 325 ausgeübt werden, wodurch das Drahtstück auszugssicher in der Werkstückaufnahmevorrichtung 325 eingeklemmt wird. Wenn die Klemmeinrichtung greift, werden alle über den Draht auf die Werkstückhaltevorrichtung geleiteten Kräfte durch die Klemmeinrichtung aufgenommen, so dass die Transporteinheit 320 von den Biegekräften entlastet wird und dementsprechend keine besonderen konstruktiven Maßnahmen für hohe mechanische Stabilität benötigt werden.A bending station does not have its own workpiece holding device for holding the piece of wire to be bent. This is held during the bending operation by the
Die Werkstückaufnahmeeinrichtung 325 einer Transporteinheit 320 bzw. deren werkstückberührenden Komponenten sind um eine Aufnahmeachse 326 drehbar gelagert. Diese verläuft bei einer Biegeoperation parallel zur Durchlaufrichtung. Die Halteelemente der Werkstückaufnahmevorrichtung 325 einer Transporteinheit 320 können dazu in einer drehbaren Hülse gelagert sein, so dass die Werkstückaufnahmevorrichtung bzw. deren Halteelemente um die Längsrichtung des aufgenommenen Drahtstabs bzw. um die Durchlaufrichtung, drehbar ist. Eine Biegeeinheit kann so ausgelegt sein, dass sie bei Bedarf mithilfe einer rotativen Maschinenachse eine Drehung der werkstückberührenden Komponenten der Werkstückhaltevorrichtung 325 um die Längsachse des Drahts erzeugen kann.The
Damit ist es unter anderem möglich, die Halteelemente während des Rotationszugbiegens um die Achse des gehaltenen Drahtabschnitts zu drehen, so dass am Drahtstück nicht nur eine Biegung entsteht, sondern gleichzeitig auch ein tordierter Abschnitt, also eine bleibende Verformung des Drahtstabs, der durch Torsion bzw. Verdrillen des Drahtstabs entsteht.This makes it possible, among other things, to rotate the holding elements around the axis of the held wire section during rotational bending, so that there is not just one bend on the piece of wire is created, but at the same time also a twisted section, i.e. a permanent deformation of the wire rod, which is caused by torsion or twisting of the wire rod.
Im Beispielsfall von
Zur Sicherstellung einer gleichbleibend hohen Qualität der fertigen Biegeteile ist für jede Biegestation ein Messsystem vorgesehen, mit welchem geometrische Parameter des gebogenen Drahtstabs nach Abschluss der Biegeoperation erfasst und der Steuereinheit 190 in Form von Messsignalen oder daraus abgeleiteten Messdaten gemeldet werden. Diese führt einen Soll-Ist-Vergleich der Geometrien durch und kann dann bei zu starken Abweichungen der gemessenen Ist-Geometrie von der in der Steuereinheit hinterlegten Soll-Geometrie in diesem Stadium Biegeparameter der zugeordneten Biegestation verändern, so dass bei einem nachfolgenden Drahtstück die Biegegeometrie mit geringerem Fehler erzeugt werden kann. Das Messsignal einer Messstation kann auch dazu genutzt werden, Biegeparameter an einer folgenden Biegestation so zu ändern, dass ein eventuell an einer Biegestation entstandener Fehler an einer oder mehreren nachfolgenden Biegestationen teilweise oder vollständig korrigiert werden kann.To ensure a consistently high quality of the finished bent parts, a measuring system is provided for each bending station, with which geometric parameters of the bent wire rod are recorded after the bending operation has been completed and reported to the
Die bis hierher beschriebenen Komponenten sind auch bei der Drahtverarbeitungsanlage der
Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung umfasst weitere Komponenten, die u.a. die Handhabung von besonders labilen Drahtstäben bei hohem Durchsatz weiter verbessern können.The exemplary embodiment of the present application includes further components which, among other things, can further improve the handling of particularly unstable wire rods at high throughput.
Das Transportsystem 310 umfasst für jede der Transporteinheiten 320 mindestens eine zugeordnete Stützeinheit 720, die genau wie eine Transporteinheit unter der Steuerung durch Steuersignale der Steuereinheit 190 nach einem individuellen Bewegungsprofil entlang der Transportstrecke 312 bewegt werden kann. Im Beispiel der
In
Eine Stützeinheit 720 kann teilweise ähnlich aufgebaut sein wie eine Transporteinheit. Eine Transporteinheit 320 weist ein Basiselement 322 auf, an welchem die Komponenten der Werkstückaufnahmeeinrichtung 325 montiert sind. Am Basiselement können Rollen gelagert sein, die entlang von Führungen der Transportstrecke abrollen, um eine leichtgängige Bewegung zu ermöglichen. Am oder im Basiselement ist auch der Sekundärteil des Linearmotors untergebracht.A
Die Stützeinheit 720 hat ein baugleiches Basiselement 722. Anstelle einer Werkstückaufnahmeeinrichtung ist das z.B. T-förmig gestaltete Stützorgan 730 vorgesehen, das an seiner Oberseite eine senkrecht zur Längsrichtung relativ breite ebene Abstützfläche 732 für den freien Abschnitt DS-F des Drahtstabs DS aufweist. Die Abstützfläche befindet sich etwas unterhalb der Aufnahmeachse 326 der Werkstückaufnahmeeinrichtung 325, der stufenlos einstellbare Niveauunterschied entspricht nach dem Einrichten etwa der halben Höhe des Drahtstabs, so dass der Drahtstab zwanglos mit horizontaler Ausrichtung aufliegen kann und dadurch gegen Durchbiegung abgestützt ist.The
Da eine Stützeinheit unabhängig von der zugeordneten Transporteinheit nach einem individuellen Bewegungsprofil entlang der Transportstrecke 312 bewegt werden kann, kann der Abstand AB zwischen einer Transporteinheit 320 und der zugeordneten Stützeinheit 720 über die Steuereinheit stufenlos eingestellt und im Laufe des Prozesses verändert werden. Damit ist auch der Abstand ABA zwischen der Werkstückaufnahmeeinrichtung 325 bzw. deren Eingriffbereich und dem Stützorgan 730 stufenlos einstellbar.Since a support unit can be moved independently of the assigned transport unit according to an individual movement profile along the
Anhand
Die Entriegelungseinheit 295 ist Bestandteil einer Ladestation 360, an der die geraden Drahtstäbe DS in das Transportsystem 310 geladen werden. Dazu wird eine Transporteinheit 320 in die gezeigte Beladestellung gefahren. Der Greifer 297 greift am Betätigungselement an und zieht mit dessen Hilfe das obere Klemmelement 327 gegen die Kraft der Federanordnung 328 nach oben, so dass eine entriegelte Konfiguration erreicht wird und der Drahtstab DS ohne Überwindung eines Widerstands horizontal in die geöffnete Klemmeinrichtung (Werkzeugaufnahmeeinrichtung 325) eingeführt werden kann. Ist die gewünschte Position erreicht, wird die Klemmeinrichtung in eine verriegelte Konfiguration überführt, indem das Betätigungselement 329 freigegeben wird. Die Werkstückhaltevorrichtung 325 hält das Werkstück dann mit der Kraft des Federpakets 328 fest, wobei die Haltekräfte über eine relativ lange Einspannlänge wirken. Dann fährt die Transporteinheit 320 mit dem eingespannten Drahtstab entlang der Transportstrecke zu einer ersten Arbeitsstation der Biegemaschine. Diese ist eine Biegestation BS1, die die erste Biegestation der Transportstrecke ist.The unlocking
Beim Laden des Drahtstabs DS ist eine Stützeinheit 720 zwischen dem Greifer 292 und der Transporteinheit angeordnet. Das tischförmige Abstützorgan 730 stützt den Drahtstab beim Einführen in die Werkstückaufnahmeeinrichtung 325 ab und sorgt dafür, dass das vordere Drahtende ohne Kollision mit Komponenten der Werkstückaufnahmeeinrichtung koaxial zur Aufnahmeachse 326 eingeführt werden kann, bevor diese geschlossen wird. Nach Freigabe der Transporteinheit fahren die Transporteinheit und die zugeordnete Stützeinheit gemeinsam, ggf. auch synchron, in Richtung der ersten Biegestation. Bei Bedarf kann der Abstand von Transporteinheit zu Stützeinheit auf dem Weg zur ersten Biegestation angepasst bzw. verändert werden.When loading the wire rod DS, a
Anhand der
Der Drahtstab soll von seinem hinteren freien Ende her in mehreren Biegeoperationen umgeformt werden. Dazu verfahren zunächst die Transporteinheit 320 und die Stützeinheit 720 gemeinsam in Transportrichtung 312 bis in eine Stellung hinter der ersten Biegestation BS1, die in
Danach soll in einer zweiten Biegeoperation an einer nachgeschalteten zweiten Biegestation BS2 mit Abstand zur ersten Biegung B1 eine zweite Biegung B2 am Drahtstab erzeugt werden. Dazu fahren die Transporteinheit und die Stützeinheit gemeinsam in Richtung zur zweiten Biegestation (
Danach soll mit Abstand zur zweiten Biegung B2 eine dritte Biegung B3 am Drahtstab erzeugt werden, und zwar näher am eingespannten Abschnitt. Dazu verfahren die Transporteinheit 320 und die Stützeinheit 720 in den Bereich einer in Transportrichtung nachgeschalteten dritten Biegestation BS3, die in
Es ist ersichtlich, dass durch die individuelle Verfahrbarkeit der Transporteinheit 320 und der Stützeinheit 720 das freie Drahtende an jeder geeigneten Stelle abgestützt oder auch für den Zugriff einer Biegeeinheit freigegeben werden kann.It can be seen that due to the individual movability of the
Das Stützorgan der Stützeinheit aus
Wie oben erwähnt, kann die Werkstückaufnahmeeinrichtung um die Aufnahmeachse gedreht werden, beispielsweise um beim Rotationszugbiegen während der Biegeoperation noch eine Verdrillung des gebogenen Materials zu erzeugen. Im Ausführungsbeispiel von
Bei den Ausführungsbeispielen der
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Drahtstab durch das Stützorgan zwar abgestützt, aber dennoch relativ dazu seitlich und nach oben beweglich. Es ist auch möglich, das Stützorgan so auszubilden, dass der Drahtstab an der Abstützstelle mechanisch fixiert wird, wodurch gegebenenfalls eine noch zuverlässigere Sicherung gegen Durchbiegung und Aufbau von Schwingungen gegeben ist. Beim Ausführungsbeispiel der
Beim Ausführungsbeispiel der Stützeinheit 720 von
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Stützeinheiten 720 jeweils genau wie die zugeordneten Transporteinheiten 320 individuell gesteuert unabhängig voneinander verfahrbar, so dass zum Beispiel der Abstand zur Transporteinheit in Transportrichtung stufenlos verstellt werden kann. Bei den Ausführungsbeispielen der
Alternativ zu den dargestellten Ausführungsformen können solche Funktionalitäten auch mit anders gestalteten Stützorganen realisiert sein, beispielsweise mit drehbarer Hülse oder seitlich offenem Längsschlitz.As an alternative to the embodiments shown, such functionalities can also be implemented with differently designed support members, for example with a rotatable sleeve or a laterally open longitudinal slot.
Anhand der
Im Beispiel von
Anhand der
Um nun eine erste Biegung B1 am Drahtstab DS einzubringen, wird durch eine Relativbewegung von Transporteinheit 320 und Biegekopf BK die in
Zur Erzeugung der zweiten Biegung B2 wird der Abstand zwischen Transporteinheit 320 und Biegekopf beziehungsweise Biegekopfachse entsprechend dem Abstand zwischen den beiden Biegungen verringert, wobei die Federanordnung 733 weiter zusammengedrückt wird. Auch hier sorgt die Rasterung an den Führungen dafür, dass ein Zurückspringen verhindert wird. Danach wird in analoger Weise durch weitere Verringerung des Abstands zwischen Transporteinheit und Biegekopf die Stelle für die dritte Biegung B3 in den Eingriffsbereich des Biegekopfs gebracht und die dritte Biegung B3 wird erzeugt. Hier ist die Federanordnung noch weiter zusammengedrückt, ein Zurückspringen der Drahtführung wird durch Rasterung verhindert.To produce the second bend B2, the distance between the
Bei der Entnahme des fertigen Biegeteils werden die Klemmfunktion der Werkstückhalteeinrichtung 325 der Transporteinheit sowie die Rasterung gelöst, dadurch kann die Drahtführung beziehungsweise das Stützorgan 730-12 wieder die ihre vordere Endlage springen, nachdem das Biegeteil entnommen wurde. Die Transporteinheit ist dann bereit zur Aufnahme des nächsten Drahtstabs.When the finished bent part is removed, the clamping function of the
Ein Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die freie Länge des Drahtstabs beziehungsweise des sich entwickelnden Biegeteils beim Transport mittels der Transporteinheit immer auf einer größtmöglichen Länge geführt sein kann.An advantage of this solution is that the free length of the wire rod or the developing bent part can always be guided to the greatest possible length during transport by means of the transport unit.
Das Transportsystem 310 mit den individuell steuerbaren Transporteinheiten 320 ermöglicht eine optimale räumliche Verteilung von Biegestationen mit ungleichen Abständen entlang der Transportstrecke. Dadurch kann ein insgesamt kompakter Aufbau mit relativ geringem Platzbedarf erreicht werden. Auch die Produktivität kann durch das Transportsystem 310 gesteigert werden, indem die insgesamt erforderlichen Transportzeiten (Nebenzeiten) verkürzt werden, so dass mehr Zeit (Hauptzeit) für die Biegeoperationen verbleibt. So kann beispielsweise ein Biegeteil nach einer relativ lang dauernden Biegeoperation schneller zur nachfolgenden Biegestation transportiert werden als im Fall einer relativ kurzen Biegeoperation. Außerdem können einige Transporteinheiten fortbewegt werden, während andere Transporteinheiten noch an ihren Biegestationen stationär verbleiben, weil die Biegeoperation noch nicht abgeschlossen ist. Schließlich kann der Rücktransport einer Transporteinheit zwischen der Entladestation 380 und der Ladestation 360 sehr schnell erfolgen, so dass für die produktiven Biegeoperationen keine Wartezeit entsteht. Gegenüber Systemen mit fester Taktung, wie beispielsweise einem Rundtakt-Transportsystem, ergeben sich also durch die variable Taktung erhebliche praktische und wirtschaftliche Vorteile. Durch die zugeordneten Stützeinheiten 720 verlaufen die einzelnen Operationen auch bei höchsten Bearbeitungs- und Transportgeschwindigkeiten und -beschleunigungen sowie bei der Verarbeitung von mechanisch labilen Drähten systematisch störungsfrei.The
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- DE 102020212558 A1 [0003, 0058]DE 102020212558 A1 [0003, 0058]
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