DE1728496A1

DE1728496A1 - Vorrichtung zum schneiden von flachmaterial

Info

Publication number: DE1728496A1
Application number: DE19671728496
Authority: DE
Inventors: Heinz Joseph Gerber; Robert J Pavoue
Original assignee: Gerber Scientific Instrument Co
Current assignee: Gerber Systems Corp
Priority date: 1966-09-21
Filing date: 1967-09-18
Publication date: 1973-08-16
Also published as: US3477322A; DE1588253B2; DE1588253A1; DE1728496B2; DE1588253C3; GB1189204A; DE1728496C3

Description

Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Schneiden von Flachmaterial, z.B. Schablonenmaterial, mit einem das Material tragenden flächigen Körper, mit einem in einer Koordinatenrichtung (X-Koordinate) gegenüber dem Tragkörper beweglich gelagerten Hauptschlitten und mit einem vom Hauptschlitten getragenen, mit diesem in der ersten Koordinatenrichtung (X-Koordinate) beweglichen und diesem gegenüber in einer zweiten Koordinatenrichtung (Y-Koordi— nate) bewegbaren, an einem Werkzeugschlitten befindlichen Schneidkopf, der ein auf- und abbewegbares, um seine vertikale Achse drehbares Schneidwerkzeug aufweist.

Bei derartigen Schneidvorrichtungen muß die Möglichkeit gegeben sein, den Sehneidkopf an irgendeinem Punkt des Flachmaterials bewegen zu können, um an einer ganz bestimmten Stelle innerhalb der Flachmaterialauflage mit dem Schnitt zu beginnen, ohne daß bei dieser Bewegung des Schneidkopfes über die Flachmaterxalauflage hinweg, das Schneidwerkzeug mit dieser in Eingriff kommt. Ferner muß die Möglichkeit zum Auswechseln des Schneidwerkzeugs gegeben sein. Weiterhin soll ein Druck auf die Oberseite des zu schneidenden Materials

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ausgeübt werden können, um dieses bei seinem Schneiden fest auf dem Tragkörper zu halten, und es soll möglich sein, die Eindringtiefe des Schneidwerkzeugs in das zu schneidende Material bzw. in den dieses tragenden Körper zu verändern, um Material verschiedener Stärke bearbeiten zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zum selbsttätigen Schneiden von Flachmaterial den Schneidkopf so zu lagern, daß er leicht in vertikaler Richtung ■| auf- und abbewegbar ist, um die vorstehend erwähnten Bedingungen zu erfüllen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Schneidkopf parallel zur Achse des Schneidwerkzeugs frei auf- und abbewegbar am Werkzeugschlitten gelagert ist. Die Auf- und Abbewegung des Schneidkopfes kann entweder durch einen mechanisch-elektrischen Antrieb oder von Hand erfolgen. In jedem Fall ist es möglich, diesen anzuheben, so daß das Schneidwerkzeug außer Eingriff mit dem zu schneidenden Material kommt und eine Lage einnimmt, die die Bewegung des WerkzeugSchlittens zu jedem Punkt der Flachmaterialauflage und auch ein Heraus- W nehmen sowie Wiedereinsetzen des Schneidwerkzeugs erlaubt. Die bewegliche Lagerung des Schneidkopfes am Werkzeugschlitten, die vorzugsweise durch eine in Führungen des Schlittens gelagerte Platte, die alle Teile des Schneidkopfes trägt, erfolgt, ermöglicht, daß ein dem Schneidkopf zugeordnetes Andruckelement unter Schwerkraftwirkung mit der Oberseite der Flachmaterialauflage zur Anlage kommen kann. Dieses Andruckelement ist vorzugsweise verstellbar, so daß es in verschiedene Lagen entlang der Achse des Schneidwerkzeugs eingestellt werden kann, um auf diese Weise die Strecke festzulegen um die sich das Schneidwerkzeug über die Unterseite des Andruckelements hinaus und in die Flachmaterialauflage bzw. in den diese tragenden Körper hinein bewegen kann.

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Weitere erfiödungswesentliche Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung, eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes deutlich.

Fig» 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schneidvorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des Schneidkopfes.

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 2. _

Fig. h ist ein Schnitt nach der Linie h-h in der Fig. 3.

Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 in der Fig. 4.

Die Schneidvorrichtung (Fig. l) hat einen Tisch 18 mit einer waagerechten Platte 26, die einen flächigen Tragkörper 28 aufnimmt, der aus Gummi oder einem anderen ähnlich elastischen Material besteht, das genügend 'nachgiebig ist, daß die Schneide des Schneidwerkzeugs eine geringe Strecke in den Tragkörper 28 eingedrückt werden kann» ohne diesen zu schneiden. Auf dem Tragkörper 28 liegt das zu schneidende Flachmaterial 22, das z.B. schweres Papier, Pappe, Plastikfolie, dünnes Blech, Diehtungs- a material od. dgl. sein kann. Die gestrichelten Linien 2k auf dem Flachmaterial 22 deuten das auszuschneidende Teil an, z.B_o Schablonen, die später beispielsweise als Hilfsmittel zum Ausschneiden von Stoffteilen dienen können. Das Flachmaterial 22 kann auf dem Tragkörper 28 auf verschiedene Art und Weise festgehalten werden, doch vorzugsweise weist die Schneidvorrichtung eine Ansaugeinrichtung mit einer Vielzhl von sehr kleinen·Öffnungen 30 auf, die über die gesamte Ausdehnung des Tragkörpers 2'ö verteilt sind und mit einer (nicht dargestellten) geeigneten Unterdruckcjuelle in Verbindung stehen. Der an der Unterseite des Flaciimaterials 22 durch diese Öffnungen erzeugte Unterdruck hält rlas F] achraaterial 22 und den daraus -ausgeschnittenen Gegenstand

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gegenüber dem Tragkörper 28 an Ort und Stelle, Ein liauptschlitten 32 ist gegenüber der Tischplatte 26 in Richtung der in Fig. 1 gezeigten X-Achse beweglich gelagert. Der Hauptschlitten 32 trägt einen Werkzeugschlitten 60 (Fig. 3) an dem der Schneidkopf 20 befestigt ist und der am iiauptschlitten 32 in der Y-Richtung bewegt werden kann. Daraus ergibt sich, daß durch Bewegen des Hauptschlittens 32 gegenüber der Tischplatte 26 und durch Bewegen des WerkzeugSchlittens 60 mit dem Schneidkopf 20 dieser zu jedem beliebigen Punkt oberhalb des Flachmaterials 22 bewegt werden kann.

Der Schneidvorrichtung ist ein ßechengerät oder eine ähnliche Steuervorrichtung 3't mit beispielsweise einem Magnetband 36, auf dem verschlüsselte Informationen für den Betrieb der Schneidvorrichtung aufgezeichnet sind, zugeordnet. Das Rechengerät Jk kann damit die Bewegung des Schneidkopfes in Übereinstimmung mit dem auszuschneiden Teil, die Winkelstellung des Schneidwerkzeugs, so daß dieses ständig tangierend an der zu schneidenden Linie liegt, steuern und es kann auch dazu dienen, den Schneidkopf in die oder aus der Arbeitsstellung zu bringen.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen den eigentlichen Aufbau des Schneidkopfes 20. Am Kauptschlitten 3" ist der Werkzeugschlitten beweglich gelagert, der ein Rahmenteil 62 hat, das durch Schrauben 6': am Werkzeugschlitten 60 befestigt ist. Auf jeder Seite des Uahrnenteils 62 sind, wie in l⁽¹ig, 2 dargestellt, zwei vertikale Führungsschienen 66 bzw. 63 angeordnet, die mit dem Rahmenteil 62 durch Schrauben 70 verbunden sind» Die beiden Führungsschienen 66 und 68 nehmen zwischen sich eine Platte 72 auf, die den gesamten Schneidkopf tragt und vertikal beweglich gegenüber den Führungsschienen 66 und 68 durch zwei lineare Kugellagergruppen lh geführt ist, von denen jede zwiselten einer der Führungsschienen bb, 68 und

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der Platte 72angeordnet ist.

Die Schrauben 70, die die Führungsschiene 68 durchsetzen, sind in Öffnungen der Schiene 68 aufgenommen, die wesentlich größer sind als der Schaft der Schraube, so daß die Schiene 68 sich etwas zur gegenüberliegenden Schiene 66 hin oder von dieser weg bewegen kann,-um die Belastung der Kugellagergruppen 7k einzustellen und ein etwaiges Spiel zwischen der beweglichen Platte 72 und dem festen Rahmenteil 62 aufzufangen. Die Bewegung der Schiene.68 zur ge- Λ genüberliegenden Schiene 66 hin oder von dieser weg wird mittels zweier Exzenterköpfe 76 bewirkt, die mit der Schiene 68 verbunden sind.

Wenn der Exzenterkopf gedreht wird, so kann er gegen die Oberfläche der Öffnung in der Schiene 68, in der er aufgenommen ist, drücken, wodurch in Abhängigkeit von der Drehrichtung die Schiene 68 in Richtung auf die gegenüberliegende Schiene 66 oder von dieser weg bewegt wird. Natürlich sind während einer solchen Justierung der Schiene 68 die anderen Schrauben 70, welche die Schiene 68 mit der Platte 62' verbinden, gelöst. Nach erfolgter Justierung werden die Schrauben 70 angezogen, um die Schiene in ihrer justierten Stellung ™ festzuhalten.

Die bewegliche Platte 72 kann gegenüber dem feststehenden Rahmenteil durch einen Drehmagneten 38 bewegt werden, der, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, am festen Rahmenteil befestigt ist. Der Magnet 38 befindet sich auf der Rückseite der Platte 62 (oder in Fig. 5 auf der linken Seite). Der Magnet weist eine Welle 84 auf, die sich nach vorn durch Öffnungen i« Rahmenteil 62 und in der Platte 72 erstreckt, und er hat an seinem vorderen Ende einen Hubnocken 86, der mit einer Rolle 88 zusaemensarheitet, die von der beweglichen Platte 72 u»

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eine zu ihr senkrechte Achse drehbar getragen wird. Die Form des Nockens 86 ist in den Fig. 2 und 4 gezeigt. Diese Figuren zeigen den Schneidkopf 20 in seiner Schneidstellung, in welcher sich der Nocken 86 außer Eingriff mit der. Rolle 88 befindet und die bewegliche Platte 72 unter der Schwerkraft in einer gesenkten Stellung gehalten ist. Um den Schneidkopf in eine nicht-schneidende Stellung zu verschieben, wird die Platte 72 aus der in den Fig. 2 und h gezeigten unteren Stellung hochgehoben, was durch Erregen des Magneten 38 geschieht, der den Nocken 86 um annähernd 90° entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn aus der in den Fig. 2 und k gezeigten Stellung dreht und dadurch bewirkt, daß der Nocken sich gegen die Rolle 88 legt und die Platte 72 in die durch gestrichelte Linien in Fig. 2 dargestellte Lage hebt. In dieser Stellung der Platte 72 befindet sich das Sohneidwerkzeug 90 in hochgezogenem Zustand oberhalb der Oberfläche des zu schneidenden Materials 22, so daß es das Material nicht berühren und zerschneiden kann.

Zusätzlich zum Hochheben der Platte 72 mittels des Hubmagneten 38 und des Nockens 86 kann diese auch von Hand hochgehoben und in einer angehobenen Stellung verriegelt werden. Zur Durchführung der Verriegelung in einer angehobenen Stellung weist die bewegliche Platte 72, wie am besten in Fig. 5 dargestellt ist, einen Verriegelungsbolzen 89 auf, der in der Platte 72 verschiebbar gelagert ist und von der Schraubenfeder 91 in die in Fig. 5 gezeigte rückwärtige Stellung gedrückt wird. Das rückwärtige Ende des Bolzens 89 sitzt normalerweise in einem im Rahmenteil ausgebildeten vertikalen Schlitz 93» über dem sich jedoch eine Öffnung 95 befindet, in welche das rückwärtige Ende des Bolzens 89 eingesetzt werden kann, um die bewegliche Platte 72 in einer angehobenen Stellung zu halten. Das obere Ende des Schlitzes 93 ist vorzugsweise mit einem Bogen

versehen, so daß, wenn die Platte 72 von .Hand hochgehoben wird, der Bogen 97 des Schlitzes den Bolzen 89 nach vorn und aus dem Schlitz drückt. Sobald danach der Bolzen in Übereinstimmung mit der öffnung 95 gebracht wird, bewegt ihn die Feder 91 nach rückwärts in die Öffnung 95 hinein, um die bewegliehe Platte 72 in der hochgehobenen Stellung zu verriegeln. Wenn die Platte 72 in ihre Normalstellung zurückgeführt werden soll, kann das vordere Ende des Bolzens 89 erfaßt und nach vorn gezogen werden, so daß sein rückwärtiges Ende aus der Öffnung 95 freikommt.

Das Schneidwerkzeug 90 besteht aus einem länglichen zylindrischen Teil mit einer Abflachung 92 an seinem oberen Ende, die in ein Spannfutter einsetzbar ist. Am unteren Ende, hat das Schneidwerkzeug 90 eine Schneidkante 94.

Das Sehneidwerkzeug 90 ist längs seiner Mittelachse hin und her beweglieh gelagert, die wiederum im allgemeinen senkrecht zu dem zu schneidenden Flachmaterial 22 angeordnet ist. Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist das Schneidwerkzeug für eine Hin— und Herbewegung längs seiner und zur Drehung um seine Mittelachse durch zwei mit vertikalem Abstand voneinander angeordnete Buchsen 102 gestützt, die vorzugsweise Antifriktionsbuchsen mit Kugellagerelementen sind, die in einer ringförmigen Führung 104 festgehalten sind. Die Führung 104 ist on einer einen Teil der beweglichen Platte 72 bildenden Halterung 106 durch eine Anzahl Schrauben 108 befestigt. .

Unter der Halterung 106 ist die Führung 104 mit einem Außengewinde versehen, um ein Andruckelement 110 mit einer nach unten gerichteten, ebenen Fläche 112 aufzunehmen, die sich während des Schneidvorganges gegen das zu sehneidende Flach— material 22 legen und auf diesem aufliegen kann. Das Andruekelement 110 weist eine mittlere Öffnung 114 auf, durch welche

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das Werkzeug 90-während seiner Hin- und Herbewegung geht. Während jedes Arbeitsganges bei der Werkzeug— Hin- und Herbewegung liegt die Schneidkante 9k für einen Teil des Arbeitsganges oberhalb der Andruckfläche 112 und für den Rest des Zyklus unterhalb dieser. Der maximale Betrag, um den sich die Kaute 9h unter die Fläche 112 während eines Arbeitsganges erstreckt, bestimmt die Stärke des Materials, das geschnitten werden kann. Durch eine Schraubbewegung des Andruckelementes 112 in der einen oder anderen Richtung gegenüber der Führung 104 läßt sich die maximale Eindringtiefe des Schneidwerkzeugs 90 wahlweise verändern. Deshalb kann für eine beliebige Stärke des Flachmaterials die Eindringtiefe des Schneidwerkzeugs so eingestellt werden, daß es während jeder Bewegung das Flachmaterial völlig durchschneidet, ohne sich jedoch um ein wesentliches Ausmaß in den Tragkörper 28 hincinzubewegen, auf dom das Flachmaterial 22 aufliegt. Auch gestattet die Bewegung des Andruckelementes 110 auf der Führung 104 eine Einstellung, um Werkzeuge von etwas unterschiedlicher Länge einzusetzen. Wie in den Fig. 2 und h gezeigt ist, ist eine Sperrvorrichtung vorgesehen, um das Andruekelement gegenüber der Führung in einer ausgewählten Winkelstellung zu halten. Die Sperrvorrichtung besteht aus einer Reihe von vertikalen Nuten Il6 auf der Außenfläche der Fuhrung 10h und einer an dem Andruckelement 110 befestigten, unter Federkraft stehenden Kugelkolbensperre 118.

Das Schneidwerkzeug 90 wird durch einen Motor 120 hin- und herbewegt, der an der beweglichen Platte 72 befestigt ist. Hierzu ist ein sattelförmiges Element 122 mit der Platte 72 verschweißt, das den Motor 120 aufnimmt. Zwei Bandklammern 12h umgeben den Motor sowie das Sattelelement 122 und halten den Motor auf diesen. Der Motor 120 hat eine Antriebswelle 126, die an ihrem äußeren Ende eine Exzenterkurbel 128 trägt. Mit der Kurbel 128 ist über zwei Kugellagergruppon 130, wie in Fig. 3 gezeigt ist, eine Pleuelstange 132 drehbar verbunden,

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die an ihrem anderen Ende durch zwei Kugellagergruppen 136 und einen Pleuelzapfen I38 mit einem Schieber 134 drehbar verbunden ist, Der Schieber 134: ist zwecks vertikaler hin- und hergehender Bewegung durch eine Buchse geführt, die gegenüber dem beweglichen Rahmen fest angeordnet ist und aus zwei Mylonblöeken 140 und 142 besteht. Der Block 140 ist durch zwei Schraubenbolzen 146, wie am besten in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, an einer Wand 144 befestigt, die einen Teil der beweglichen Platte 72 bildet. Die Köpfe der Schraubenbolzen 146 liegen in erweiterten Öffnungen, die teilweise durch den Block 140 verlaufen, und die Schraubenbolzen haben auf ihre freien Enden aufgeschraubte Muttern. Der Block 140 umgibt teilweise den hin— und hergehenden Schieber 134, Der Block 142 ist mit dem Block 140 durch zwei Schrauben 148 verbunden, die durch den Block 142 verlaufen, und in den Block 140 eingeschraubt sind, der den Rest des Schiebers liragibt.' Die beiden Blöcke 140 und 142 bilden zusammen eine Führungsöffnung für den Schieber 134, Durch Entfernen der beiden Schrauben 148 läßt sich der Nylonblock 142 von dem Block 140 entfernen, so daß der Schieber 134 aus seiner normalen Lage herausgeschwenkt werden kann, um ein Auswechseln des Schneidwerkzeuges 90 zu ermöglichen.

Wie am besten in Fig. 3 dargestellt ist, ist der hin- und hergehende Schieber 134 mit einem Spannfutter zum Festklemmen des Schneidwerkzeugs 90 verbunden. Das Spannfutter weist einen Hauptkörper 150 mit einem sich nach oben erstreckenden Zapfen 152 auf, der von einer an dem Schieber 1'34 befestigten Buchse 154 zur Drehung um die Achse der Hin- und Herbewegung drehbar gehalten wird. Der Spannfutterhauptkörper 15O wird vertikal gegenüber dem Schieber 134 durch einen Bund 156 an Ort und Stelle gehalten, der an dem oberen Ende des Zapfens 152 durch eine Madenschraube befestigt ist. Das obere Ende des Werkzeugs 90 wird in dem Spannfutter durch Festklemmen

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zwischen dem Ilauptkörper 150 und dem Klemmblock 158 durch zwei Schrauben l6o gehalten. Durch Drehen der Exzenterkur— bei 128 kann der Schieber ±3^lt angehoben werden, so daß das Schneidwerkzeug 90 aus dem Spannfutter 150, 158 und der Führung 104 herausgenommen werden kann, nachdem die entsprechenden Teile gelöst wurden.

Ein Antriebsmotor 40 dient dazu, über eine geeignete Getriebeverbindung das Schneidwerkzeug 90 so zu drehen, daß es immer tangential zu der zu schneidenden Linie liegt.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Schneiden von Flachmaterial, z.B. Sehablonenmaterial, mit einem das Material tragenden flächigen Körper, mit einem in einer Koordinatenriehtung (X-Koordinate) gqpnüber dem Tragkörper beweglich gelagerten Hauptschlitten und mit einem vom Ilauptschlitten getragenen, mit diesem in der ersten Koordinatenriehtung (X-Koordinate) beweglichen und dieser gegenüber in einer zweiten Koordina— tenrichtung (Y-Koordinate) bewegbaren, an einem Werkzeugschlitten befindlichen Schneidkopf, der ein auf- und abbewegbares, um seine vertikale Achse drehbares Schneidwerkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (20) parallel zur Achse des Schneidwerkzeugs (90) frei auf- und abbewegbaj- am .Werkzeugschlitten (60) gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (20) eine vertikale Platte (72) aufweist, die an Führungen (66, 68) des Werkzeugschlittens (60) beweglich gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (20) ein gegen die Oberfläche des zu schneidenden Flachmaterials (22) anliegendes An dru ekel ein ent (110) trägt.

^li. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement (llO). an einer das Schneidwerkzeug (90) umschließenden Führung {lOh) verstellbar gehalten ist.

Vorrichtung nach Anspruch 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckelement (HO) in einer die Eindringtiefe des Schneidwerkzeugs (90) bestimmenden Lage feststellbar ist.

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