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Die Erfindung betrifft eine Bogenstanz- und prägemaschine mit einem
Greiferwagen und einer Positioniereinrichtung für die Greiferwagen, wobei der
Greiferwagen Greifer zum Klemmen von Bogen aufweist, begrenzt federnd
an einer Transportkette befestigt ist und mittels der Transportkette
intermittierend zwischen den Bearbeitungsstationen verfahrbar ist, sowie an seiner in
Laufrichtung vorderen Seite mindestens eine Anschlagfläche aufweist, wobei
die Positioniereinrichtung mindestens einen in die Bewegungsbahn des
Greiferwagens einschwenkbaren Anschlag enthält, der an einer angetriebenen
Schwenkwelle befestigt ist.
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Derartige Bogenstanz- und prägemaschinen werden bekannterweise bei der
Herstellung von Verpackungen eingesetzt, um aus Papier, Karton oder
anderen Verpackungsmaterialien Zuschnitte, sogenannte Nutzen, auszustanzen,
aus denen später Faltschachteln oder ähnliche Verpackungen hergestellt
werden.
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Die bekannten bogenverarbeitenden Maschinen weisen Einrichtungen zum
Zuführen, Vereinzeln, Anlegen, Greifen, Ausrichten, Stanzen bzw. Prägen,
Ausbrechen des Abfalls und Ablegen der Nutzen auf.
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In einer solchen Maschine wird das Bogenmaterial, das z. B. von einem Stapel
kommend kontinuierlich gefördert wird, taktweise den Greifern des
Greiferwagens zugeführt, so dass die Bogen einzeln geklemmt werden können. Die
Greiferwagen werden dabei über eine Transportkette intermettierend
zwischen den Bearbeitungsstationen verfahren.
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Um die Bogen in den Stationen lagegerecht bearbeiten zu können, weisen
die Greiferwagen an ihrer in Laufrichtung vorderen Seite Anschlagflächen
auf, die gegen einen im Maschinengestell gelagerten Anschlag bewegbar
sind. Der Anschlag ist auf einer Schwenkwelle montiert und kann in die
Bewegungsbahn des Greiferwagens geschwenkt werden. Dabei wird die
Schwenkwelle über einen weiteren, an der Schwenkwelle befestigten Hebel
und ein daran befestigtes, gelenkig verbundenes Gestänge angetrieben.
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Aus der DE-PS 30 44 084 ist eine Bogenstanz- und prägemaschine mit einer
Greifereinrichtung bekannt, in der die erfaßten Bogen mittels einer
Greifereinrichtung intermittierend von einer Bearbeitungsstation zur nächsten
transportiert werden. Dabei besitzen die Greiferwagen an der in Laufrichtung
vorderen Seite Anschlagflächen, die zur genauen Positionierung des Laufwagens in
Bewegungsrichtung an den einzelnen Stationen während des von dieser
Station auszuführenden Arbeitsganges (z. B. einem Stanzen, Prägen oder
Ausbrechen) dient, üblicherweise wird hierbei die Positionierung des
Greiferwagens gegen eine Anschlagfläche als Passen und der Anschlag selbst als
Passer bezeichnet.
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Die Positionierung erfolgt dadurch, daß sich an die am linken und rechten
Ende des Laufwagens befindliche Anschlagfläche ein Anschlagrad anlegt,
das auf einem Zapfen drehbar gehalten ist. Das Anschlagrad wirkt dabei als
Anschlag. Das Anschlagrad wird dabei seinerseits von einem auf einer
Hohlwelle aufgeschweißten Hebel gehalten. Die Hohlwelle ist innerhalb der
Bearbeitungsstation um ihre Achse drehbar gelagert. Dabei wird die Hohlwelle
über eine Gestängekonstruktion, die über einen weiteren Hebel an der
Hohlwelle befestigt ist, geschwenkt. Somit ist der Hebel mit dem Anschlagrad
zwischen einer Anschlagstellung und einer zweiten aus dem Bewegungsweg der
Greiferstange herausgeschwenkten Stellung bewegbar.
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Die Anschlagrolle wird zweckmäßigerweise so angeordnet, daß sie möglichst
weit außen am jeweiligen Ende des Greiferwagens liegt, damit die
Positioniergenauigkeit erhöht wird.
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Die DE-PS 30 44 084 offenbart weiterhin, dass der Greiferwagen an jeweils
einem Kettenglied um eine zum Greiferwagen parallele Achse drehbar gegen
Federkraft aufgehängt und durch eine Rolle in einer von der Kettenbahn
unabhängige Führungsbahn geführt ist. Nach dem Aufschlagen des
Greiferwagens auf die Positioniereinrichtung und dem Abbremsen der Keife, wird der
Greiferwagen mittels der Federkraft gegen den Anschlag gedrückt und somit
positioniert. Nach dem in der Station auszuführenden Arbeitsgang schwenkt
die Positioniereinrichtung, dass heißt der auf der Hohlwelle befindliche Hebel
mit dem daran befestigten Anschlagrad, aus der Bewegungsbahn des
Greiferwagens heraus und der Greiferwagen kann mittels der angetriebenen
Kette in die nächste Bearbeitungsstation verfahren werden.
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Ein Problem bei derartigen Positioniereinrichtungen ist, dass der präzise
Antrieb der Positioniereinrichtungen mit hohem mechanischen Aufwand
verbunden ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den mechanischen
Aufwand zur Positionierung des Greiferwagens in der Bearbeitungsstation in der
Weise zu vereinfachen, daß eine sichere Positionierung bei gesteigerten
Taktfrequenzen in den Bearbeitungsstationen erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird entsprechend dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst,
daß als Schwenkantrieb des Anschlags mindestens ein elektrisch betriebener,
regelbarer Servomotor verwendet wird, der unmittelbar mit der
Schwenkwelle verbunden ist. Dies bietet den Vorteil, daß auf die üblicherweise zur
Einstellung und Betätigung der Positioniereinrichtung verwendeten mechanisch
aufwendigen Gestängeantriebe verzichtet werden kann.
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Neben der kostenintensiven Herstellung eines Gestängeantriebes können die
Gelenke auch, insbesondere in Bezug auf die Schläge beim Abbremsen des
Greiferwagens, ausschlagen und somit Ungenauigkeiten bezogen auf die
Position des Anschlags hervorrufen. Als weiterer Vorteil benötigt ein Elektromotor
einen geringeren Wartungsaufwand als ein mit Gelenken ausgestattetes
Gestänge.
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Ein weiterer Vorteil, der sich durch den Einsatz elektrisch betriebener,
regelbarer Motoren ergibt, ist der, daß die Position des Anschlags zu jedem
beliebigen Zeitpunkt des Einrichtens der Maschine korrigiert werden kann. Bei
mechanischen Antrieben kann eine einmal eingestellte Anschlagposition nur
mittels einer Verstellung von Justier- oder Einstellschrauben verändert werden,
wozu üblicherweise Abdeckungen entfernt werden müssen, woraus
wiederum ein hoher mechanischer und zeitlicher Aufwand folgt. Dem gegenüber
steht die Einstellung der Position des Anschlags durch den elektrischen
Antrieb, der zu jedem Zeitpunkt, mittels der Motorensteuerung und ohne in die
Mechanik der Maschine eingreifen zu müssen verändert werden kann.
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Bevorzugt wird der Servomotor unmittelbar an der Positioniereinrichtung
befestigt. Je nach Motorgröße und auftretenden dynamischen Kräften in Bezug
auf den Greiferwagen ist es ebenfalls vorstellbar, vor den Servomotor ein
Getriebe zu integrieren, so daß eine mittelbare Verbindung zwischen dem Motor
und dem Anschlag hergestellt ist.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Positioniereinrichtung für einen Greiferwagen dargestellt.
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Es zeigt
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Fig. 1 die Seitenansicht auf einen Greiferwagen in der Bearbeitungsstation
eines Stanz- und Prägeautomaten und die dazugehörige
Positioniereinrichtung.
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In der Fig. 1 ist die bevorzugte Ausgestaltungsvariante der Erfindung
dargestellt. Die Seitenansicht zeigt einen Greiferwagen 1 und eine
Bearbeitungsstation als Stanzstation 2, wobei der Greiferwagen 1 an seinem in Laufrichtung
vorderen Ende 3 gegen die Positioniereinrichtung 4 stößt. Die
Positioniereinrichtung 4 besteht aus einem drehbar gelagerten Anschlagrad 5, einem das
Anschlagrad 5 tragenden Hebel 6 und einer schwenkbaren Welle 7, auf der
der Hebel 6 befestigt ist. Die Schwenkwelle 7 wiederum ist im Seitenteil des
Maschinengestells 8 gelagert.
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An der Schwenkwelle 7 befindet sich ein Adapterflansch 9 zur Befestigung
eines Getriebes oder einer unmittelbaren Montage eines Motors. Bevorzugt
wird der Servomotor unmittelbar an die den Anschlag schwenkende Welle 7
montiert. Somit wäre durch den Einsatz geringster mechanischer Mittel ein
Schwenken der Positioniereinrichtung 4 ermöglicht.
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Die gestrichelt dargestellten Kreise 10, 11 zeigen die Positionen des
Anschlagrads 5 nach dem Schwenken in Laufrichtung des Greiferwagens 11 und
die Position des Anschlagrads 5 gegen die Laufrichtung des Greiferwagens
10.
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Wird der Schwenkbereich 10, 11 der Positioniereinrichtung 4 erweitert, so daß
er über die zur Bearbeitungsstation 2 gehörige Anschlag- oder Sollposition
hinaus schwenkbar ist, so kann der Positioniereinrichtung 4 gleichzeitig eine
Bremsfunktion zugeordnet werden. Zu diesem Zweck fährt die
Positioniereinrichtung 4 über die eigentliche zur Bearbeitungsstation 2 gehörige
Anschlagposition hinweg und dem Greiferwagen 1 entgegen. Fährt nun der
Greiferwagen 1 in die Bearbeitungsstation 2, so trifft der Greiferwagen 1 vor dem
Erreichen der Bearbeitungsposition auf die Positioniereinrichtung 4. Unter
Ausnutzung der Bremsfunktion der Servomotoren kann der Greiferwagen 1 nun
abgebremst werden.
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Hieraus ergibt sich ein wesentlicher Vorteil der Erfindung dahingehend, daß
der Greiferwagen 1 keinen oder nur einen minimalen Impuls auf die
Positioniereinrichtung 4 ausübt. Die mechanische Energie des Greiferwagens 1 wird
vom Antrieb der Positioniereinrichtung 4 aufgenommen. Die normalerweise
auftretenden Eigenschwingungen des Greiferwagens 1 beim ungedämpften
Auftreffen auf die Positioniereinrichtung 4 werden unterbunden. Dieses
Eigenschwingverhalten des Greiferwagens 1 beim Auftreffen auf die
Positioniereinrichtung 4 führt üblicherweise zu schwingungsbedingten Ungenauigkeiten
beim Bearbeiten der Bogen, da die Bogen kontinuierlich weitergefördert
werden.
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Durch das Schwenken der Positioniereinrichtung 4 gegen die Laufrichtung
des Greiferwagens 1 und das Abbremsen des Greiferwagens 1 durch den
elektrischen Antrieb kann das Schwingen minimiert und die
Bearbeitungsgeschwindigkeit der Bogen 14 in den Bearbeitungsstationen wesentlich erhöht
werden.
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Der Greiferwagen 1 besitzt an seinen vorlaufenden Enden mindestens eine
Anschlagfläche 3, gegen die die Positioniereinrichtung 4 wirkt. Der Hebel der
Positioniereinrichtung 4 ist unmittelbar an der Schwenkwelle 7 befestigt und
bildet den Schwenkarm für das Anschlagrad 5. Dabei ist die Schwenkwelle 7
durchgängig ausgeführt und in beiden Seiten des Maschinenbettes 8
gelagert. Vorzugsweise ist der Greiferwagen 1 an den seitlichen Enden mit je einer
Anschlagfläche 3 und je einer Positioniereinrichtung 4 ausgestattet, so dass
die Schwenkwelle 7 zwei Positioniereinrichtungen 4 gegen zwei
Anschlagflächen 3 bewegt.
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In einer weiteren Ausgestaltungsvariante wird die Positioniereinrichtungen 4
separat gelagert und mit separaten, unabhängigen Servomotoren
ausgestattet. Während des Einrichtens der Maschine ist somit die Möglichkeit gegeben,
den Greiferwagen 1 individuell auszurichten.
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Der Greiferwagen 1 ist ebenfalls nur schematisch dargestellt. Am in
Laufrichtung rückseitigen Ende 12 des Greiferwagens 1 hält die Greiferzange 13 den
Bogen 14 in der Bearbeitungsstation 2.
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In der Anlage-Station 16 werden die Bogen 14 von der Greiferzange 13
erfasst. Um die Ausrichtung des Bogens 14 in Relation zum Greiferwagen 1 zu
ermitteln, ist in der Anlage-Station 16 ein Sensor 15 angeordnet. Der Sensor 15
ist über dem Bogen 14 angeordnet und erfasst die Position des Rand des
Bogen. In einer weiteren Ausgestaltungvariante kann der Sensor auch an einer
anderen Stelle angeordnet sein und zum Beispiel eine Druckmarke auf dem
Bogen 14 erfassen.
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Anschließend wird der Greiferwagen 1 beschleunigt und in den
nachfolgenden Stationen zum Bearbeiten wieder abgebremst. Abhängig von der in der
Anlage-Station ermittelten Lage des Bogens 14 im Greiferwagen 1, kann dann
die jeweilige Positioniereinrichtung 4 in der Bearbeitungsstation angesteuert
und entsprechend der ermittelten Daten positioniert werden. Die Bogenstanz-
und Prägemaschine ist somit in der Lage Ungenauigkeiten, die während des
Greifens des Bogens 14 entstanden sind mittels einer entsprechenden
Ausrichtung der Positioniereinrichtung 4 zu kompensieren.
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Vor dem Einfahren des mit dem Bogen 14 bestückten Greiferwagens 1 in die
Bearbeitungsstation 2 bewegt sich die Positioniereinrichtung 4 in die Position
10. Während des Einfahrens des Greiferwagens 1 in die Bearbeitungsstation 2
erreicht dann das vordere Ende 3 des Greiferwagens 1 die
Positioniereinrichtung 4 an der Position 10. Der Motor befindet sich dabei in einer
Bremsfunktion, so daß die mechanische Energie des Greiferwagens 1 über das vordere
Ende 3 des Greiferwagens 1 sowie das Anschlagrad 5 und den Hebel 6 an die
Schwenkwelle 7 und damit an den Servomotor übertragen wird. Nach dem
Erreichen der zur Bearbeitungsstation gehörigen Position kommt der
Greiferwagen 1 zum Stillstand. Die in Fig. 1 dargestellte Position der
Positioniereinrichtung 4 und des Greiferwagens 1 gibt den Zustand der Maschine während
des Bearbeitens des Bogens wieder.
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Hat der Sensor 15 eine Abweichung zwischen Soll- und Ist-Koordinaten des
Bogens 14 ermitteln, so wird über einen Regelkreis, in den der Sensor 15 und
der Motor zur Betätigung des Passers 4 integriert ist, die Abweichung mittels
einer Korrektur der Lage der Positioniereinrichtung 4 ausgeglichen. Eine
Korrektur der Lage des Bogens abweichend von den Soll-Koordinaten ist dabei in
wie auch gegen die Transportrichtung der Bogen 14 möglich, da der
Greiferwagen 1 federnd gelagert gegen den Anschlag 5 der Positioniereinrichtung 4
gehalten wird. Der dargestellte Sensor 15 arbeitet als optoelektrisches Mittel
zur Erkennung des Rands des Bogens 14. Es kann aber auch ein beliebig
anderer berührungsloser Sensor 15 (Laser, optoelektronische Mittel, CCD-
Kamera), zum Beispiel zur Erkennung der Lage der Druckmarke, eingesetzt
werden.
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Werden beim Abgleich der Soll- und Ist-Koordinaten Fehler ermittelt, so kann
die Lage der Bogen 14 über die Positioniereinrichtungen 4 neu ausgerichtet
werden. Dabei ist ein Ausrichten des Bogens 14 in Laufrichtung des Bogens 14
wie auch ein Verdrehen der Bogen 14 möglich. Durch die separate Lagerung
der Positioniereinrichtungen 4, ist die Möglichkeit geschaffen, den Bogen 14 in
der Bearbeitungsstation 2 durch Bildung des Regelkreises bestehend aus
Sensor 15, Steuerung und Antrieb, lagegerecht zu positionieren.
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Ist die Stanz- und Prägemaschine mit zwei separat gelagerten
Positioniereinrichtungen 4 versehen, so ist jeder Anschlag 5 unabhängig in wie auch gegen
die Laufrichtung schwenkbar.
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In dem Fall in dem ein Bogen 14 verdreht vom Greiferwagen 1 erfasst wurde,
ist somit die Möglichkeit geschaffen, den Bogen 14 in der Bearbeitungsstation
über die Positioniereinrichtungen 4 auszurichten. Dazu wird eine
Positioniereinrichtung 4 gegen die Laufrichtung und die andere Positioniereinrichtung in
Laufrichtung ausgerichtet. Der Bogen 14 ist dann ausgerichtet bearbeitbar.
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Nach dem Bearbeiten des Bogens 14 schwenkt der Passer 4 in die Position 11.
Somit ist der Weg für den Greiferwagen frei und der Bogen 14 bewegt sich in
die nächste Bearbeitungsstation. Hierauf fährt die Positioniereinrichtung 4
wieder in die Position 10, um den nächsten Greiferwagen 1 abzubremsen.