DE1502816A1 - Koordinaten-Kopier-Nibbelmaschine zum Stanzen und Nibbeln von Werkstuecken nach Zeichnung,Schablone oder Massstaeben - Google Patents

Description

• Koordinaten-Kopier-Nibbelmaschine zum Stanzen und Nibbeln von Werkstücken nach Zeichnung, Schablone oder Maßstäben Nibbelmaschine zum Ausschneiden von Werkstücken, sei es für Innen- sei es für Außenschnitte nach Maßstäben und Koordinateneinrichtungen, soWe nach Schablonen-- sind bereits seit langer Geit bekannt, und zwar solche Maschinen, bei denen die Werkstoff-oder Blechtafeln fest eingespannt werden und die Nibbel- oder Stanzmaschineyi sich nach einem Koordinatensystem bewegt oder solche Maschinen, bei denen die Nibbelmaschine fest stehen bleibt und die Blechtafeln mit der Koordinateneinrichtung entsprechend den verschiedenen Richtungen verschoben werden.
• Bei allen diesen Maschinen wurde der Vorschub bis jetzt dadurch erreicht, daß der Nibbelstempel an seiner Schnittkante im Querschnitt unten soviel angeschliffen war, wie man für einen entsprechenden Vorschubschritt benötigte. Es gab sowohl halbkreisförmige Schnittkanten, als auch über den ganzen Umfang kleiner geschliffene Schnittstempel, deren angeschliffener Bereich in die Matrize ragte und das Blech bei den Vorschüben nur so viel weiterschieben ließ, wie dieser Anschliff bzw. diese Ausnehmung groß war. Auch wurde mit rohrförmigen Stanzwerkzeugen gearbeitet, aus denen ein Stift herausragte; der Vorschub ist dann so groß wie die Rohr-Wandstärke.Bei halbkreisförmiger Schnittkante ragte ein Teil des glatten Stempels in die Matrize,und dadurch wurde der Schnittstempel geführt. Der Nachteil dieser Einrichtung ist, daß das gegen den Schneidstempel vorgeschobene Blech einseitig auf diesen drückt und dadurch einen erhöhten Werkzeugverschleiß mit sich bringt. Außerdem konnte man den Vorschub nicht beliebig wählen.
• Es ist aber erwünscht, die Größe der Vorschubschritte einstellbar zu machen, und zwar wwdm kleine Vorschubschritte für saubere Ausstanzung der Schnittkanten benötigt, große Vorschubschritte aber für Grobarbeit, die schneller vonstatten gehen soll.
• Die vorerwähnte einseitige Druckbelastung der Schneidstempel bringt es mit sich, daß diese gebogen werden und an der einseitig wirkenden Schneidkante die Matrize berühren und dadurch ungünstig belastet werden, so daß ein vorzeitiger Verschleiß eintritt.
• Überdies ist.es bei den vorgenannten Schneidstempel mit einem die Größe des Vorschubschrittes bestimmenden Anschliff (Ausnehmung) bisher nur bekannt, die Vorsehubkraft zugleich mit der Abtastung einer Schablone oder einer Zeichnung von Hand aufzubringen, während es für neuzeitliche Pabrikation selbstverständlich erwünscht wäre, die Vorachubkraft maschinell aufzubringen.
• Die Erfindung bezweckt, sämtliche vorgenannten Nachteile der bekannten Schnittstempel mit Anschliff zu beheben. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung als Grundprinzip für die Vorschubsteuerung eines Schnittstempels - und zwar eines glatten nicht angeschliffenen normalen, z.B. zylindrischen Schn@ttetempels vor, daß von der Antriebswelle der Stanz.- oder Ni Wlmaechine, die den Auf- und Niedergang der Stempel. betätigt, abwechselnd Steusrimpuleo abgeleitet werden, durch die ein Vorechubschritt ermöglicht und begrenzt wird. Der elektrische Steuerimpuls kann vorzugsweine, insbesondere bei Handvorschub des Sehnittetsmpele nach Maßgabe einer Schablone oder einer Zeichnung oder entlang von Maßstäben dazu dienen, eine Sperrung den Vorschubmeohanismus sowohl als auch in 7C- oder in Y-Koordinate vorübergehend freizugeben, während sich der Bohnittetempel außer Eingriff mit der Werkstück bzw. Blech befindet, und den Vcrachub nach einem bestimmten kleinen Schritt wieder zu sperren. Eire derartige während jedes Hubes des Sahnittetempels erfolgende absatzweise Freigabe und Wiedersperrung den Vorsahuben durch ein entsprechendes Impulspaar kann z.8. durch einen mit der genannten Hauptantriebswelle gekuppelten oder auf diesen sitzenden Schaltnocken bewirkt werden, der abeatsweine einen oder zwei Mikroschalter steuert. Die eingesteuerten Stromimpulse können vorzugsweise auf eine Magnetsperre oder Kupplung wirken, die ein Antrieberitzel od.dglder Koordinatensohlitten gegenüber einer Zahnstange oder einem sonstigen ortsfesten Organ sperren und während der Voreohubschrittzeit freigeben.
• Statt dessen können für eine derartige Impulssteuerung, bekannte, insbesondere elektronische und/oder lichtelektrische Mittel verwendet werden, die bei der Umdrehung der Antriebs- . welle des Sohnittetempels z.B. liohtelektrisohe Impulse - je einen oder mehrere bei jeder Umdrehung - aussenden, die in einer Empfängerschaltung aufgenommen und verstärkt und für die vorgenannte Steuerung bzw. Sperrung des Koordinatenvorsohube verwendet werden.
• Weiter können bei einer bevorzugten Ausführungsform die elektrischen Steuerimpulse statt zur Sperrung unmittelbar zur Ein-, eteuerung eines vorübergehenden Vorschubantriebea während einer begrenzten Voreohubzeit dienen, wobei an sich bekannte elektrische oder elektronische Mittel Anwendung finden können. In Betracht kommt für die Vorsehubübertragung in beiden Koordinaten >ein Drehfeldmagnet oder sonstiger geeigneter Blektromotor oder ein hydraulischer Antrieb, wobei jeweils der Antrieb durch die Impulspaare in Gang gesetzt und nach dem torgegebenen Voreohubgeitintervall wieder stillgesetzt und wieder gesperrt wird. Bei einem hydraulischen Antrieb würde durch die Stillsetzung des hydraulischen Druckmittels auch die Sperrung des Antriebs bereits gewährleistet.
• Wie ersichtlich, ist bei allen diesen und analogen Steuer-und Antriebsmöglichkeiten ohne weiteres auch die Möglichkeit gegeben, das Zeitintervall des Vorachubsehrittes während des Betriebes zu regeln, das bei den bekannten Schnittstempeln nicht der Fall ist. Bei der mechanischen Auslösung mittels eines Nockens kann z.B, die Zage (Drehwinkel) des Schalt- werden, daß eine Sperrung des Koordiantenvorsehubsohlittens (die Vorschubschlitten führen das Blech in bekannter Weise bevor der Schnittstempel aus dem zuletzt gestanzten Loch austritt, oder der Nocken kann so eingestellt werden, daß die Sperrung erst später, z.B. erst im Augenblick des Austritts des Schnittstempels, gelöst wird. Durch diese Veränderung verändert sich die für die Vorschubkraft zur Verfügung stehende Zeit, so daß unter Berückäiohtigung der Trägheit zu bewegenden Massen sich automatisch, auch bei Handvorschub, vereohieden große Vorsohubachritte ergeben, Werden elektronische oder lichtelektrische/bei jedem Hub des Schnittstempeln mehrere/ Steuerimpulse erzeugt, so kann die Regelung der Oohrittseit bzw. Schrittlänge durch an sich bekannte Impuleratter bewirkt' worden* Die zeitliche Begrenzung der Vorsehubschritte ist der gemeinsame Gedanke der verschieden möglichen Ausführungsformen der Erfindung, Diese Ausführungsformen sind geeignet, beliebige Pormen, kreisförmige, bogenförmige, eckige (quadratische oder rechteckige) für Innen- oder Außenschnitte bei Abtastung von einer Schablone oder einer Zeichnung oder nach vorgegebenen Massen auszuführen. Die Impulse können *uu nach Maßgabe eines Steuerkopfes, der die jeweilige Abtastrichtung des Modells (Schablone oder Zeichnung) anzeigt, ungleichmäßig auf die X- oder Y-Koordinate verteilt werden. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, da9, wenn bei einem z.B, kreisförmigen Profil in der X-Achse die Arbeitsgeschwindigkeit sehr groß ist, gleichzeitig in der Y-Achse die Geschwindigkeit sehr klein oder nahezu Null sein kann oder umgekehrt. Für die Abtastung nach einer Zeichnung ist bei besonderer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß eine Zeitrolle normalerweise, wenn nicht gesperrt, in der gleichen Richtung über das Zeichnungspapier od.dgl, läuft, in der der Abtast-Stift auf dieser entlangfährt, Die Zeitrolle ist, :.B. in eisor Gabel um eine durch ihre Ebene und senkrecht zu ihrer Ieakaohso gehende Sohwenkaohee drehbar, Diese Sohwenkaohee lheitst eine vorzugsweise elektroaagnetisoh wirkende und gesteuer" #perrrng, die dann in Sperrstellung tritt, wenn die Yorsohubsperrung in der X-Achse und der Y-Achse aufgehoben und freigegeben ist. Die Lagerung der Leitrolle, z.B, eine Gabel, ist nun bei dieser Ausführungsform außerdem noch um eine parallel zu ihrer Drehachse verlaufende Sohwenkaohse schwenkbar. Rastet die vorgenannte Sperrung der anderen Schwenkachse ein, so wird die Leitrolle durch die Papier- reibung derart mitgenommen, daß ihre Lagerung bzw, ihre Lagergabel um die letztgenannte zweite Schwenkachse bis zu einem Anschlag schwenkt. Der Vorachubschritt wird durch diesen An- schlag begrenzt. Rastet nunmehr die bei dem zweiten Steuer- impuls jedes Impulspaares die Sperrung des X- und Y-Yorschubee ein, so wird gleichzeitig die Sperrung der Lel'Olle freigegeben und die Lagerung bzw. Lagergabel der Zeitrolle durch eine dauernd wirkende Kraft, z.B. eine Federkraft, zurückgeschwenkt über ihre Ausgangslage hinaus bis zu einem weiteren Anschlag. Der Schwenkbereich zwischen den beiden genannten Anschlägen ist das Maß für den nächsten Vorsehubschritt.
• In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar eine Ausführung für die Abtastung nach Schablone und eine andere für die Ab- tastung nach Zeichnung. Es zeigen: Bild 1 eine Seitenansicht einer solchen Maschine für beide Arten von Abtastung; Bild 2 einen Grundriff dieser Maschine; Bild 3 eine Vorderansicht dieser Maschine; Bild 4 einen Schnitt durch den Steuerkopf für eine Maschine nach Bild 1 bis 3 für Abtastung nach Zeichnung;Blld Bild 5 eine Draufsicht auf die Maschine nach Bild 4; Bild 6 eine Abänderung des Steuerkopfes nach Bild 4 für Abtastung nach einer Schablone;-Bild'7 bei A - D verschiedene Stellungen den Schnittstempels einer Maschine nach Bild 1 bis 6 sowie-die zugehörigen Stellungen eines Steuernockens der Hauptantriebswelle und der entsprechenden Stellungen zweier Mikroschalter und zweier Vorechub-Sperrkupplungen für den x- und y-Koordinatenvorschub (wobei eine Sperrkupplung 36 für den Steuerkopf nicht gezeichnet ist); Bild 8, 9 und 10 die Koordinatenführung in beiden Achsen als Ansicht, Draufsicht und Seitenansicht, und Bild 11, 12 und 13 eine Schnellwechselvorrichtung für Schnitt-, stempel und Matrizen in Seitenansicht D n geschlossener und offener Stellung und im Schnitt A - B von Bild 11. An den C-Ständer (1) ist ein Nibbelkopf (2) angebracht, der über eine Hauptwelle durch ein Regelgetriebe (3) angetrieben wird. An dem unteren Ausleger ist ein Unterkopf (4) ange- bracht, der einen Schnittplattenhalter (5) aufnimmt. (6) ist der Gegenhalter, durch den der Nibbelstempel mit einer Stahl- Buchse geführt wird, unmittelbar über die Blechtafel. An bei- den Seiten des Ständers sind in Höhe des unteren Auslegere 2 Wellen (7) + (8) angebracht. Gleichzeitig sind am Fuße des Ständers bei (10) ein Winkel - bei (9) ein U-Bisen mit Führungsschiene angeschraubt. Die Koordinatenführung besteht aus einem Führungsrahmen (11), welcher mit den bekannten Kugelbüch- sen ausgerüstet ist und zwar für die X-Achse dient die angebau- te Stahlwelle (7)p auf dem die Kugelbüchsenlagerung eingebaut sind - gelenkig und möglichst weit auseinander - Die Führungsschiene (9) besteht aus einer Zahnstange (13) und einer glatten Schine. Der Führungsrahmen (11) trägt am unteren Ende zwei Stützrollen (14), die um die obengenannte Schiene greifen, so das:. der Führungsrahmen (11) an drei Punkten in der X-Achse M - gleichen Weise mit den Kugelbüoheen (15) und den Stützrollen (16) mit einer Führungsschiene (17)1 Die Führungsschiene besitzt gleichzeitig eine Klemmschiene (18) mit dem Blechklemmer (19). Um größere Werkstücke zu bearbeiteng kann die Klemmschiene (18) eine Zahnstange (20) angebracht. In den ?ühzungarahmen (11) kZnnen Vorachubeinrichtungen (21) + (22) eingebaut werden, deren Zahnradgetriebe in die Zahnstangen (13) bzw. (20) eingreifen. Die Vorschubeinrichtung (22) dient für die Bewegung in der X-Achse und die Vors ahubeinrichtung (21) ist für die Y-Aohs e . A Kopfende der Führungsschiene (17) ist der Steuerkopf (23) angeschraubt. Im Bild (4) ist dieser Steuerkopf größer aufgezeiohnet und stellt den Ät*iß dar. Bild (5) ist der Grundri# und Schablonen. Der Steuerkopf besteht aus dem Gehäusep einem Handrad (24) einer Zeigerwelle bzw. Jastatiftwelle (25) , den Zahnrädern (26) + (27) + (28), einer Führungsrolle (29) 9 Zahnrad (30) 9 Kegelradpaar (317 Schwenkkörper (32)i Drehgehäuse (33) p Fe- dern (34)9@einer Vorsohubwelle (35), Magnetkupplung (36) und Stellschrauben (37 ); , Diese Vorsahubeinriehtung ist zum Aus- (29) ( siehe Bild 3 + 4 ) auf eineu Reißbrett-ähnlichen Tisch- platte läuft (38) und von den Federn (34).gegen diese Tisch-platte gedruckt wird. Damit die Zeichnung nicht deformiert wird, liegt sie unter einer Plexiglasplatte. Das Drehgehäuse (33) ist durch die Zahnräder (26 + 27 + 28) mit der Zeigerwelle (25) und dem Handrad so verbunden, da£ die Führungsrolle in Die Führungsrolle (29) ist über das Zahnrad (30) + dem Kegel- rad (31) mit der Vorsohubwelle (35) in drehender Verbindung. Am nun der Vorschub in Pfeilrichtung der Abb. 4 vorgenommen,r und die Magnetbremse (36) geschlossent so wird das Führungsrad (29) an seiner Bewegung gehindert und der Schwenkkörper (32) schlägt in Richtung @IM aus, gegen die Ansohlagsahraube (37 a), sodaß der Vorschub sich nur so weit bewegen kann, als Spiel Mischen dem S ohwenkgehäus e (32) und der Stellschraube (37_a), besteht* e"i des Knabbervorganges nicht erfolgen, so wird durch eine Fe- der der Schwenkkörper in die ?jage 111d1# gebracht und gegen die Anaohlagsohraube (37 b) gedrückt. Durch Wiederholung dieser Arbeiiceweise wird ein schrittweiser Vorschub gewährleistet. Anetatt des Zeilgere (25) läßt sich ein lführungastift für Schab- lonen ( 39),anbringenp der an der Schablone (40) entlanggeführt wird. Die Steuerung des Vorschubes selbst erfolgt über einen Impulsgeber (41), der in diesem Fall als Nocken- + Mikroschal- ter ausgebildet ist ( siehe auch Bild 7 )-Die Impulse wer- den nun auf die Magnetbremsen der Antriebselemente (21 4 22) rend mit dem Schalter (43) die Bremse (36) des Steuerkopfes be- tätigt wird. Im Bild (7) sind die Bewegungen der Ezzenterseheibe der Nibbelmaschine (A) in der unteren Totpunktlage (B) 900 verdreht + (C) in der oberen Totpunktlage + (D) weitere 900 ver- dreht dargestellt.
• Die Arbeitsweise dieser Einrichtung geschieht in der Weise t bremst sind, da der Kontakt des Schalters (42) durch die Nokken geschlossen ist, piährend der Schalter (43) geöffnet ist und die Bremse (36) am Steuerkopf löst und der Schwenkkfprer (32) sich in Stellung "d'# durch Federn verschiebt, also ein neuer ist der Steapel aus der Matrize herausgehoben. Der Nocken öff- net den Schalter (42) und damit die Bremse der .Antriebselemente (21 + 22), die nun ihre Wirkung ausführen und über die Führungeschiene bzw. über den Führungsrahmen (11) den gewünschten Virschub ausführen und nur soweit verschieben können, als die eingebremste Vors chubwelle (35) mit der Führungsrolle (a.9) den Schwenkkörper (32) in Stellung "c" zulassen. Die Stellung *C" in Bild 7 zeigt die oberste Stellung des Stempels, wobei die Schalter 43 + 42 geschlossen sind, der Vorschub in Ruhe bleibt und der Nibbelstempel ohne Beeinflussung frei arbeiten kann. Die Stellung "D' von Bild 7 zeigt den Arbeitsvorgang des Nibbeln.s mit blockierter %- Y-Koordinatei die gleichzeitig den Schalter (43) öffnet und damit für einen reuen Vorschub das Arbeitsspiel des Schwenkkörpers + Leitrolle in die Anfangslage 'äff' bringt.
• Durch eine Schalteinrichtung ist man in der Inge, die %-Koordinate mit der Bremse (22) festzuhalten und nur mit der Y - Koordinate zu nibbeln, Dien. wird gebraucht, um Rechtecke direkt nach Mag herzustellen. Hierzu ist der Äbtatkopf in Bild 4, 5 + 6 unnötig.
• Die Größe den Vorschubes ß t sich auch in der Weise regelnd" arM der Nocken (44) in Bild 7 gegenüber der Kurbelstellung in einem anderen Winkel verstellt wird, 6 i das Öffnen der Magnetbremsen (21 + 22) in einer früheren oder späteren Zeit arbei- tet, wodurch der Stempel (45) früher in das Blech eintaucht und die Zeit des Vorschiebens je nach Stellung verlängert oder ver- kürzt wird.
• Andere Antriebsmöglicbkeiten sind vorgesehen und läßt sich die Zeit ä#'Yorsohubse4t44duAKUroh elektr. Widerstände oder Drehzahländerung der Antriebselemente für den gewünschten Zeck steuern. Wä:refd beispielsweise in einer Frontplatte in einer elektr. Schaltwarte für den Binbau der verschiedensten elektr. Schaltgeräteg Löcher und Aussparungen benötigt, so müssen die ent- sprechenden Werkzeuge sohnellwechselbar sein. Der Unterkopf (4) werkziug (46) ,eine nee ohlitzte Bohrung (47) hat, die man auf schieben ( ent/gengesetzt der Pfeilrichtung ) kann, legt man den Hebel (49), welcher an einer $xzenterwel1e ängeschloasen ist, dann in St ollung '"U"I so wird der Bolzen (48) durch das ]*xzenterlager (50) nach unten gezogen und Wa die Zentrierung (51) Wechseln des Werkzeugen und die Stellung 1*tP" ist die Arbeitsstellung mit fest angezogenem Werkzeug. Der Stempel (45) ist mit Spanngange schnellwecheelbar und wird mit der Stahlbuchse (52) genau über die Schnattplatte (53) geführt. Da die Bleche während den Arbeitsganges gehalten werden müasent sind an der Maschine 2 Blechhalter (54) mit Kugelrollen angeordnet, die an 2. Armen (55) verstellbar nit Spindel + Handrad (56) angeordnet sind.

Claims (2)

1. P a t e n t ans p r ü c h e 1. Vorschubeinrichtung für Nibbel-Stahzmasohine, dadurch gekennzeichnet, daß für die X- und Y-Achse eine durch Impulse gesteuerte Antriebseinrichtung oder Bremseinrichtung so angebracht ist, daß die von Hand oder durch eine Antriebsquelle ausgeführten Vorsehubschritte - gegebenenfalls unterschiedlich für die X- und die Y-Achse - geregelt bzw. begrenzt sind.
2. 2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubschrittregelung von der Antriebswelle des Nibbel- bzw. Stanzwerkzeuges abgeleitet wird und stufenlos bewirkt wird, indem die abgeleiteten elektrischen Impulse entsprechend längere oder kürzere Vorschubschrittzeiten steuern. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgabe der Einsteuerung der Vorschubschrittlänge voreilt oder nacheilt. 4. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgabe, vorzugsweise unterschiedlich für die X- und Y-Achse, durch einen Steuerkopf geregelt wird, der je nach Richtung der Bewegung einer Führungsrolle über eine Zeichnung die schrittweise Bremsung oder den schrittweisen Antrieb in der Vorschubrichtung bestimmt. 5+ Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkopf elektrische Steuerelemente, vorzugsweise Mikroschalter oder eine photoelektrische Einrichtung enthält, durch die die Antriebeelelgente für die X- und Y-Koordinatenschlitten, die das Werkstück unter dem Nibbelwerkzeug hinwegführen, von Null bis zum größten Vorsohubechritt steuern. 6e Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Antrieb des Nibbelwerkzeuges hydraulische Impulse, vorzugsweise über ein Ventil oder regelbare Pumpen abgeleitet und auf die Antriebselemente der Vorschubschlitten übertragen werden. 7. Vorschubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung mit Koordinateneinrichtung sowohl zum Abtasten von Zeichnungen als auch von Schablonen eingerichtet ist. B. Voreohubeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schnell$pannvorrichtung zum schnellen Wechseln der Nibbelwerkzeugträger, vorzugsweise mittels Hebel und Exzenter enthält.