DE19528811A1

DE19528811A1 - Vorrichtung zur Kontrolle von Werkstücken

Info

Publication number: DE19528811A1
Application number: DE19528811A
Authority: DE
Inventors: Gebhard Hirscher; Ulrich Dipl Ing Schoentauf
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Mueller Weingarten AG
Priority date: 1995-08-05
Filing date: 1995-08-05
Publication date: 1997-02-06
Also published as: DE59604454D1; ES2143690T3; EP0757927A1; EP0757927B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle von Werkstücken und insbesondere zur Erkennung von Doppelblechen bei einer Blechzuführeinrichtung einer Presse oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Bei blechverarbeitenden Maschinen und insbesondere bei Pressen werden die Bleche von einem Blechstapel beispielsweise mittels eines Feeders mit Saugeinrichtungen, auch Saugspinne genannt, von einem Blechplatinenstapel abgehoben und der Bearbeitungsmaschine zugeführt. Dabei muß sichergestellt werden, daß der Bearbeitungsmaschine stets nur ein einzelnes Blech und nicht mehrere übereinanderliegende Bleche, sogenannte "Doppelbleche" zugeführt werden. Das Einlegen eines Doppelbleches in eine Werkzeugmaschine und insbesondere in eine Presse kann zur Zerstörung des Werkzeugs führen. Die Aufnahme von Doppelblechen kann verschiedene Ursachen haben. Insbesondere können diese durch Adhäsionskräfte durch Öl oder dergleichen zwischen den ebenen Blechen entstehen. Weiterhin kann insbesondere auch bei einer magnetischen Anhebung des Bleches eine Doppelaufnahme erfolgen.

Zur Erkennung solcher Doppelbleche werden vornehmlich elektronische Meßsysteme eingesetzt, welche zum Beispiel eine Veränderung des magnetischen Feldes messen. Weitere Meßverfahren beruhen auf optischer oder mechanischer Meßtechnik.

Beispielsweise ist aus der DE-U 92 10 550 ein Gerät zur Doppelblechkontrolle für Zuführeinrichtungen an Pressen bekannt geworden, welches einen Meßkopf mit einer U-förmigen Gabel aufweist, zwischen welcher das vom Platinenstapel abgehobene Blech eingeführt und die Dicke des Bleches erfaßt wird. Ist ein Doppelblech vorhanden, so läßt der auf eine bestimmte Blechstärke eingestellte Spalt ein Einschieben des zu messenden Bleches nicht mehr zu, so daß die gesamte Vorrichtung axial verschoben und so ein Fehlersignal gemeldet wird.

In dieser Druckschrift ist einleitend eine weitere bekannte Ausführung erwähnt, bei welcher Rollen verwendet werden, die auf den zu kontrollierenden Blechen auf liegen und hierbei schwenkbar gelagert sind. Die Schwenkbewegung der Rollen wird dann mittels Endschalter überwacht.

Alle bekannten Systeme sind unter bestimmten Verhältnissen einsetzbar und erfordern einen hohen Aufwand zur Einstellung auf unterschiedliche Blechdicken. Diese Einrichtungen können teilweise nicht während des laufenden Arbeitsprozesses eingesetzt werden und verzögern diesen damit. Insbesondere ist ein erheblicher Aufwand an mechanische und meßtechnische Bauelemente erforderlich, was die Meßeinrichtung teuer und störungsanfällig macht.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und insbesondere eine Vorrichtung zur Erfassung von Doppelblechen zu schaffen, welche außerordentlich einfach aufgebaut ist und weitest gehend unempfindlich gegen jegliche Störungen arbeitet. Weiterhin soll die Vorrichtung ohne Umrüstaufwand für die verschiedensten Blechdicken einsetzbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 angegeben.

Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, daß ein kontinuierliches Meßverfahren ohne störende Stillstandzeiten zur Durchführung des Kontrollvorgangs nur dann möglich sind, wenn das laufende Werkstück während seines Bewegungsvorgangs meßtechnisch erfaßt wird. Dabei wird eine mechanisch sehr einfache Erfassung dadurch erzielt, daß das Werkstück entlang einer schwenkbaren Wippe geführt wird, deren Schwenkbewegung insbesondere elektronisch erfaßbar ist. Gelangt ein Doppelblech durch den Meßspalt der Wippe, so wird die erhöhte Auslenkung meßtechnisch erfaßt und als Fehlermeldung ausgegeben. Gleichermaßen kann auch eine Nichtbeschickung der Meßeinrichtung in einer bestimmten Taktfolge zu einem "Null-Werkstück" führen, was als Fehlermeldung ausgegeben werden kann.

Gemäß der Erfindung wird demzufolge in besonders einfacher Weise zwischen drei verschiedenen Zuständen der Blechzuführung unterschieden, nämlich "kein Blech" oder ordnungsgemäß "ein Blech" oder fälschlicherweise ein "Doppelblech". Damit trägt die Vorrichtung zu einer ordnungsgemäßen Blechzuführung für eine Presse bei.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist die einseitig gelagerte Wippe eine bewegbare Rolle oder Meßrolle mit einer ihr zugeordneten Gegenrolle auf, um einen Spalt oder Meßspalt für die Dicke des Werkstücks zu bilden, wobei die Schwenkbewegung der bewegbaren Meßrolle an der Wippe elektronisch erfaßbar ist. In bevorzugter Ausführung der Erfindung erfolgt diese Erfassung durch mehrere Annäherungsschalter, deren Bedämpfungsfolge ein Maß für die Werkstückdicke, d. h. ein Maß für den entstehenden Meßspalt darstellt. Durch die verwendete Anzahl der Näherungsschalter läßt sich jeder technisch sinnvolle Dickenbereich ohne Umrüstung messen. Es können aber auch andere elektronische Mittel vorgesehen sein, z. B. ein optisches Lineal, eine Widerstandsbahn oder dergleichen.

Die verschwenkbare Wippe ist in ihrer Ausgangsposition zweckmäßigerweise durch einen Festanschlag in ihre Ausgangslage definiert, um den Auslenkwinkel reproduzierbar zu erfassen. Dabei kann die Wippe im Bereich der Annäherungsschalter vorzugsweise stufenförmig ausgebildet sein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Blech-Transporteinrichtung mit einer Station zur Doppelblechkontrolle,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Doppelblech-Kontrolleinrichtung mit elektronischer Auswertung einer Schwenkbewegung,

Fig. 3a-3c nähere Einzelheiten der Doppelblech-Kontrolleinrichtung und insbesondere Fig. 3a eine Seitenansicht entsprechend der Schnittlinie A-A in Fig. 3b, Fig. 3b eine Draufsicht auf die Doppelblech-Kontrolleinrichtung, Fig. 3c eine Seitenansicht der Meßeinrichtung in Meßposition nach Seitenlinie ß-ß und

Fig. 4a, 4b ein Auswertungsbeispiel der Meßeinrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Fig. 1 dargestellte Gesamtanlage 1 dient zur Aufnahme und zum Transport eines Werkstücks 2 zum Beispiel eines zu bearbeitenden Bleches von einem Blech- oder Platinenstapel 3 und seiner Übergabe an ein Förderband 4 zum Weitertransport an eine Platinenübergabestation 5 mit einer Hub- und Senkstation 6. Die Hub- und Senkstation übernimmt die transportierte Platine vom Förder- bzw. Transportband 4. Von dort übernehmen die Transporteinrichtungen der Presse z. B. die Saugerbalken einer Transferpresse das zu bearbeitende Blech und führen dies der Bearbeitungsstation zu.

Die Anlage 1 weist zur Durchführung einer Blechkontrolle eine Blechkontrollvorrichtung 7 auf, durch welche gemäß der Darstellung in Fig. 1 ein Werkstück bzw. Blech 2 kontinuierlich gefördert wird. Erkennt die Blechkontrollvorrichtung ein Doppelblech, so können die Bleche an der Doppelblech-Abladestation 8 abgelegt werden.

In der Fig. 2 ist die Blechkontrollvorrichtung 7 ebenso wie in Fig. 1 als Wippe 9 dargestellt, die an ihrem einen Ende in einem Drehpunkt 10 ortsfest gelagert ist. Eine Meßrolle 11 an der Wippe 9 registriert die durch das Werkstück 2 hervorgerufene Auslenkung bzw. Verschwenkung der Wippe 9, wobei eine Reihe von Annäherungsschalter 12 von entsprechenden Meßflächen 13 an der Wippe 9 aktiviert werden können. Eine Auswahllogik 14 wertet in einer speziellen Matrix entsprechend der Darstellung nach Fig. 4a, 4b die Bedämpfungsfolge der Annäherungsschalter 12 aus, wobei eine Relais-Logiksteuerung 15 mit den in der SPS-Steuerung 16 abgespeicherten Werkzeugsätzen die verschiedenen Werkzeugdicken vergleicht und auswertet. Ein Näherungsschalter 29 erfaßt den Einfahrstoß des Werkstückes in die Kontrollvorrichtung 7 und nach Freigabesignal durch Filterung des Signalprellens 17 wird die Kontrolle des Werkstückes aktiviert. Zur Optimierung der Signalgebung kann der Näherungsschalter 29 horizontal verstellbar angeordnet werden (siehe Pfeil). Hierdurch kann die Kontrolle der Werkstücke auch in genau definierten Bereichen freigegeben werden, was z. B. bei Werkstücken mit einer ausgeschnittenen Innenkontur wichtig ist.

In der Fig. 3a in Seitenansicht sowie Fig. 3b in Draufsicht ist die zuvor nur grob angedeutete Blechkontrollvorrichtung 7 näher dargestellt, wobei die Fig. 3a eine Seitenansicht bzw. einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 3b zeigt. Dabei zeigt Fig. 3a die Ausgangsposition der Blechkontrollvorrichtung 7 ohne eingefahrenes Werkstück 2, während Fig. 3c die prinzipiell gleiche Vorrichtung mit eingefahrenem Werkstück 2 zeigt.

In den Fig. 3a bis 3c ist wiederum die Wippe 9 dargestellt, die an einem Drehpunkt 10 mittels eines Bolzens 18 in einem ortsfesten Rahmen 19 gelagert ist. Eine Druckfeder 10 drückt die Wippe 9 gegen einen festen Anschlag 21 solange noch kein Blech durch die Meßvorrichtung läuft.

Die in der Wippe 9 in einem Abstand a an einem Lagerbolzen 22 gelagerte Meßrolle 11 arbeitet mit einer darüber ortsfest gelagerten Gegenrolle 23 zusammen. Beide Rollen bilden gemäß der Darstellung nach Fig. 3a einen Meßspalt 24 mit einer Meßspalt-Breite s, die in ihrer Ausgangslage gemäß Fig. 3a als s1 bezeichnet ist. Der Meßspalt s1 ist durch den gegebenenfalls verstellbaren Anschlag 21 bestimmt.

Das an der Fördereinrichtung hängend der Blechkontrollvorrichtung 7 zugeführte Werkstück oder Blech 2 besitzt z. B. eine Blechdicke d1=0,6 mm. Durch das Einschieben des Blechs 2 zwischen den Meßspalt 24 kippt die Wippe gemäß der Darstellung nach Fig. 3c um den Drehpunkt 10 nach unten, d. h. die horizontale Ausgangslage nach Fig. 3a der Wippe wird nach unten um den Winkel α1 entsprechend der Darstellung in Fig. 3c ausgeschwenkt. Die Wippe 9 hebt demzufolge vom Anschlag 21 gegen den Druck der Druckfeder 20 ab. Der Meßspalt s1 nach Fig. 3a wird auf eine Breite erweitert, welches der Dicke d1 des Bleches 2 entspricht (s1=d1).

In den Fig. 3a bis 3c am rechtsseitigen Ende der Wippe 9 sind eine Reihe von Annäherungsschalter 12 vorgesehen, die mit Bezugszeichen 25 bis 28 bezeichnet sind. Die Annäherungsschalter sind ortsfest in den beiden seitlichen Rahmen 19, 19′ in definierter Lage angeordnet. Dabei ist die Wippe in diesem Bereich gabelförmig (Bezugszeichen 30) ausgebildet, um Meßflächen 31, 32 zu bilden.

Entsprechend den Schnittdarstellungen A-A in Fig. 3a sowie B-B in Fig. 3c sind die beiden Meßflächen 31, 32 unterschiedlich abgestuft und bilden Teilmeßflächen mit der Breite b1 bis b4. Durch diese unterschiedliche Abstufung dieser Einzelmeßflächen mit den Breiten b1 bis b4 werden die vier Annäherungsschalter 25 bis 28 in einer bestimmten Reihenfolge bedämpft und zum Teil wieder frei. Diese Bedämpfungsfolge ist in den Fig. 4a, 4b schematisch dargestellt mit einer Auswertmatrix nach Fig. 4b. Beispielsweise sind die Annäherungsschalter 25 bis 28 in der Ausgangslage nach Fig. 3a nicht bedämpft, da die Wippe 9 mit ihren Meßflächen oberhalb dieser Annäherungsschalter liegt. Hat sich das Blech zwischen den Meßspalt 24 gemäß der Darstellung nach Fig. 3c geschoben, so bewirkt die Verschwenkung bzw. Auslenkung der Wippe 9 um den Schwenkwinkel α1 eine Bedämpfung der beiden Annäherungsschalter 25, 26, wie dies in Fig. 4b gezeigt ist. Fig. 4a zeigt eine Zuordnung der Meßbereiche der Blechdicken für jeden Annäherungsschalter 25 bis 28. Beispielsweise ist der Annäherungsschalter 25 für eine Blechdicke zwischen 0,5 und 2,0 mm bedämpft, während der Annäherungsschalter 26 für eine Blechdicke von 0,5 bis 0,9 mm bedämpft ist. Diese Zuordnung geschieht durch die unterschiedliche Abstufung der Meßflächen b1 bis b4 an den beiden Meßflächen 31, 32. Dies ist in den Fig. 3a bis 3d symbolisch dargestellt.

Fig. 4a zeigt einen weiteren Meßbereich (V), der ab einer Blechdicke von 1,8 bis 2,9 mm reicht. Dies kann durch eine Doppelbelegung des Annäherungsschalters 26 vorgenommen werden. Für diesen Zweck ist beispielsweise die Meßfläche b2 für den Annäherungsschalter 26 mittels einer Bohrung 33 ausgespart, wodurch zwei Meßflächenbereiche gebildet werden.

Entsprechend der vorgewählten zu messenden Blechdicke werden immer nur die Meßsignale der Annäherungsschalter wie in Matrix 4b dargestellt ausgewertet, d. h. die Meßsignale der anderen Annäherungsschalter werden unterdrückt. Das Auswertungsergebnis wird somit immer nur durch die in der Matrix nach Fig. 4b beispielhaft festgelegten Annäherungsschalter bestimmt.

Die Matrix gemäß 4b weist einen linken Teilbereich X1 und einen rechten Teilbereich X2 auf, wobei X1 für die Anordnung von einem Blech und X2 für die Anordnung von einem Doppelblech steht. Fährt nämlich anstelle eines einzelnen Bleches 2 mit einer Blechdicke von z. B. d1=0,6 mm ein Doppelblech mit der doppelten Stärke von 1,2 mm durch den Meßspalt 24, so erfolgt anstelle der normalen Bedämpfung der vorgewählten Annäherungsschalter 25 (I) und 26 (II) gemäß der Spalte X1 in Fig. 4b eine Bedämpfung des Annäherungsschalters 25 (I) und keine Bedämpfung mehr des Annäherungsschalters 26 (II), da dieser nur eine Blechbandbreite bis 0,9 mm abdeckt. In diesem Fall reagiert das System mit einer Fehlermeldung. Die Bereiche X1 in Fig. 4b zeigen demzufolge den ordnungsgemäßen Zustand, die Bereiche X2 in Fig. 4b das Vorhandensein eines "Doppelbleches" an.

Durch die Bedämpfung der Annäherungsschalter wird demzufolge über abgespeicherte Werte festgestellt, ob kein Blech, ein Blech oder mehrere Bleche (Doppelblech) über die Meßrolle 11 gefahren wird. In den SPS abgespeichert sind zugeordnet den Werkzeugsätzen die verschiedenen Blechdicken und die dazu gehörenden messenden Annäherungsschalter.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat als weiteres den Vorteil, daß jeder der vier Annäherungsschalter während jedem Zyklus im ersten Teil der Schwenkbewegung der Wippe 9 auf seine Funktion getestet werden kann, so daß eine ständige Kontrolle der Betriebssicherheit stattfindet.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle Abwandlungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.

Bezugszeichenliste

1 Gesamtanlage
2 Werkstück
3 Blech- oder Platinenstapel
4 Förderband
5 Platinenübergabestation
6 Hub- und Senkstation
7 Blechkontrollvorrichtung
8 Doppelblech-Abladestation
9 Wippe
10 Drehpunkt
11 Meßrolle
12 Annäherungsschalter
13 Meßflächen
14 Auswahllogik
15 Relais-Logik-Steuerung
16 SPS-Steuerung
17 Filterung des Signalprellens
18 Bolzen
19 ortsfester Rahmen
20 Druckfeder
21 Festanschlag
22 Lagerbolzen
23 Gegenrolle
24 Meßspalt
25 Annäherungsschalter
26 Annäherungsschalter
27 Annäherungsschalter
28 Annäherungsschalter
29 Signalgeber
30 gabelförmig
31 Meßflächen
32 Meßflächen
33 Bohrung.

Claims

1. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkstücken und insbesondere zur Erkennung von Doppelblechen bei einer Blechzuführeinrichtung für eine Presse oder dergleichen, wobei das Werkstück einer Meßeinrichtung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (1) eine schwenkbare Wippe (9) umfaßt, deren Auslenkung in Abhängigkeit der Werkstückdicke erfolgt ist und daß das Maß der Auslenkung elektronisch erfaßbar und im Sinne einer Gut- Schlecht-Bewertung auswertbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einseitig gelagerte Wippe (9) in einen Abstand "a" vom Drehpunkt (10) eine Rolle (11) aufweist, die mit einer ortsfesten Gegenfläche und insbesondere einer ortsfesten Gegenrolle (23) einen Spalt (24) für die Dicke des durch den Spalt transportierten Werkstücks (2) bildet und daß eine entsprechende Auslenkung oder Schwenkbewegung der Wippe aufgrund der Werkstückdicke elektronisch erfaßbar und auswertbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung der Wippe (9) über wenigstens einen und insbesondere zwei oder mehrere Annäherungsschalter (12) erfaßbar ist, deren Bedämpfungsfolge durch Meßflächen (13; 31, 32; b1 bis b4) an der Wippe bestimmt wird und ein Maß für die Bewertung der Werkstückdicke darstellt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (9) in der Nullstellung ohne Werkstück gegen einen Festanschlag (21) abgestützt ist und die Auslenkung gegen die Kraft einer Druckfeder (20) erfolgt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (9) im Bereich der Annäherungsschalter (25 bis 28) stufenförmig ausgebildet ist, um Meßflächen b1 bis b4 zu bilden, die je nach Auslenkung der Wippe eine Bedämpfung der Annäherungsschalter (25 bis 28) bewirken.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Auswertschaltung vorgesehen ist, die den Annäherungsschaltern (25 bis 28) bestimmte Blechdickenbereiche zuordnet, wobei die Bedämpfung der Annäherungsschalter in einer Auswahllogik auswertbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Rolle (11) ein vorzugsweise horizontal verschiebbarer Signalgeber (29) vorgesehen ist, der den Einfahrstoß des Werkstücks (2) in die Meßeinrichtung (1) erfaßt und einer Meß- und Steuereinrichtung (15, 17) zuführt und daß nach Abklingen der Schwingungen der Meßvorgang erfolgt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahllogik der Annäherungsschalter (12; 25 bis 28) in Abhängigkeit der zugeführten Werkstückdicken (d) erfolgt, wobei eine Bedämpfung oder Nicht-Bedämpfung der ausgewählten Annäherungsschalter zu einer Gutbewertung (X1) oder Schlechtbewertung (X2) führt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Annäherungsschalter (12) und/oder die Anzahl der die Annäherungsschalter aktivierenden Meßflächen (13; 31, 32; b1 bis b4) eine beliebige Meßbereichserweiterung ermöglicht.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Annäherungsschalter (12, 25 bis 28, 29) vor dem eigentlichen Meßvorgang einer Funktionskontrolle unterliegen.