DE19947244C2 - Profiliermaschine - Google Patents

Abstract

Eine Profiliermaschine (1) mit mehreren in Vorschubrichtung des Werkstücks (2) hintereinander angeordneten Werkzeugen (3), die jeweils zwei auf parallelen Achsen (4) angeordnete Formrollen (5) umfassen, wobei die Achsen (4) der ein Werkzeug (3) bildenden Formrollen (5) bezüglich ihres Abstandes und/oder hinsichtlich der Höhenlage gegenüber dem Maschinengestell (6) und/oder in ihrer axialen Lage zueinander und/oder zu ihrem Haltegestell mit Hilfe eines oder mehrerer Verstellmittel, zum Beispiel mittels einer oder mehrerer Verstellachsen (8) verstellbar sind, enthalten die Möflichkeit, alle Einstellwerte dieser Werkzeuge (3) und Formrollen (5) automatisch zu dokumentieren und zu speichern und auch zu reproduzieren. Dazu ist an jeder Achse (4) und/oder an jedem Verstellmittel der zu der Profiliermaschine (1) gehörenden Einrichtungen (3) ein Meßwertaufnehmer (9) vorgesehen und diese Meßwertaufnehmer (9) sind mit einem zentralen Meßwert- oder Datenspeicher (10) zur Speicherung der jeweiligen Einstellwerte verbunden. Jedem Meßwertaufnehmer (9) ist ein Meßwertgeber zugeordnet oder der Meßwertaufnehmer (9) ist als Meßwertgeber ausgebildet und ist über den Meßwert- oder Datenspeicher (10) mit einem Stellelement verbunden, welches mit dem Meßwert- oder Datenspeicher (10) derart zusammenwirkt, daß die gespeicherten Einstellwerte an den Verstellmitteln wiederholbar maschinell einstellbar sind (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Profiliermaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Profiliermaschine ist aus DE 27 32 233 B1 oder auch aus DE 15 27 981 B bekannt. Gemäß DE 27 32 233 B1 können solche Profiliermaschinen außerdem gewöhnlich einen den Rollformstationen oder Werkzeugen vorgeschalteten Einlauftisch für das zu profilierende Material oder Werkstück und einen den Rollformstationen oder Werkzeugen nachgeschalteten Richtapparat sowie gegebenenfalls einen Ablängautomaten aufweisen.

Die Profiliermaschine ist eine Massenproduktionsmaschine. Sie kann in sehr kurzer Zeit eine sehr große Menge von übereinstimmenden Profilen herstellen. Flexibilität ist ihr aber bauartbedingt fremd und muß durch aufwendiges Umrüsten und Einfahren teuer erkauft werden. Dies trifft auch dann zu, wenn ein Profil bereits einmal hergestellt worden ist und später erneut produziert werden soll.

Um diesen Nachteil zu verringern, wurden verschiedene Schnellwechsel­ systeme, beispielsweise gemäß DE 15 27 981 B, entwickelt, die bei einem permanenten Aufbau der Verformungswerkzeuge die Umrüstzeiten wesentlich verringern. Diese Maßnahme ist jedoch, weil für jedes Werkzeug ein separater Gerüstsatz eingesetzt werden muß, insbesondere bei großen Maschinen aufwendig und teuer.

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Profiliermaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine preiswerte Anpassung der Werkzeuge an ein zu reproduzierendes Profil möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Profiliermaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Verstellmittel können zusätzlich jeweils einzeln verstellbar und die daraus sich ergebenden Einstellwerte in dem Meßwert- oder Datenspeicher für spätere Wiederholungen der jeweiligen Einstellung ablegbar sein. Dies erlaubt es, vor allem während des Probelaufes jeweils noch korrigierend einzugreifen, um die angestrebte Profilform festzulegen und bei späteren Reproduktionen darauf zurückgreifen zu können.

Außerdem besteht die Möglichkeit, die jeweils theoretisch auftretenden Verformungen mittels Computertechnik zu simulieren oder nachzuvollziehen. Das Ergebnis sind die durch die theoretische Umformung entstehenden Spannungsverläufe, die nun mit in erfinungs­ gemäßen Maßnahmen optimiert werden können. Die dabei gewonnenen Daten können einerseits zur Optimierung der Formen der Umwerkzeuge und andererseits zur Korrektur der theoretischen Einstellwerte der Maschinenkomponenten verwendet werden. Damit erhält man nicht nur der optimalen Verformung angepaßte Werkzeuge, sondern vermindert auch die Erprobungszeit auf ein Minimum.

Auch die Rollen, Achsen und/oder deren Verstellmittel eines oder mehrerer Einlauftische, Seitenrollentischen und/oder Richtapparate können mit Meßwertaufnehmern und/oder Meßwertgebern versehen sein, die mit einem oder mehreren Meßwert- oder Datenspeichern verbunden sind und es können Stellelemente zum Verstellen der Achsen dieser Einlauftische, Seitenrollentischen und/oder Richtapparate vorgesehen sein. Somit können auch diese für den Profilierungsvorgang wichtigen Aggregate jeweils schnell auf ein zu reproduzierendes Profil eingestellt werden, sofern wiederum auch entsprechende Stellelemente vorgesehen werden.

Besonders günstig ist es, wenn die mit den Meßwertaufnehmern und/oder Meßwertgebern über den oder die Meßwert- oder Datenspeicher, insbesondere einen Steuerungscomputer, betätigbaren Stellelemente Motoren, insbesondere Servomotoren oder Schrittmotoren sind. Solche Motoren haben sich für automatische maschinelle Einstell­ bewegungen bewährt und sind im Handel in vielfältigen Größen und Formen und somit relativ preiswert erhältlich.

Darüber hinaus besteht dadurch die Möglichkeit, daß die Meßwertauf­ nehmer und/oder Meßwertgeber in den oder die Motoren integriert oder an den Motoren angeordnet sind. Somit kann auch an jedem einzelnen Motor eine gespeicherte Einstellung jederzeit reproduziert werden.

Einen wesentlichen Einfluß auf das Ergebnis der geforderten und angestrebten Profilform des Werkstückes hat auch das zum Einsatz kommende bandförmige Grundmaterial. Selbst bei Material der gleichen Herstellungscharge kann es zu unterschiedlichen Verformungsverhalten kommen. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn es - was die Regel ist - aus Breitbandcoils geschnitten wird, da vom Rand stammendes Material ein anderes Spannungsverhalten als das aus dem Mittelteil stammende Material hat. Dieser Umstand kann theoretisch nicht erfaßt werden, sondern er muß durch praktische Erprobung mit den Umformwerkzeugen der Profiliermaschine berücksichtigt werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Profiliermaschine wenigstens eine Meßeinrichtung für das Werkstück, insbesondere im Bereich des Auslaufes, in welchem das Werkstück seine endgültige Querschnittsform hat, aufweist, die eventuelle Abweichungen von der vorgesehenen Querschnittsform des Werkstückes erfaßt, und daß einzelne der Stellelemente oder Motoren von dem Meßwert- oder Datenspeicher oder Steuerungscomputer zur Korrektur der Werkstückform ansteuerbar sind. Mit entsprechenden Meßeinrichtungen können also die am Fertigprodukt entstehenden Formänderungen erfaßt werden. Dabei können die schon vorhandenen empirischen Erfahrungen der Profiliertechnik mit Hilfe gattungsgemäßer Profiliermaschinen ebenfalls in dem Datenspeicher oder Steuerungscomputer abgelegt werden, so daß auch diese auf die Einstellwerte der einzelnen Maschinenkomponenten übertragen werden können, um die bisher erforderliche Erprobungszeit noch weiter zu reduzieren.

Die sich aus während des Ablaufes des Profiliervorganges festgestell­ ten Abweichungen des fertigen Werkstückes von der geforderten Form mittels der Meßwertaufnehmer ergebenden Einstellwerte können darüber hinaus kontinuierlich - zweckmäßigerweise über den Meßwert- oder Datenspeicher oder Steuerungscomputer - an die Stellelemente oder Servomotoren übertragbar sein. Somit kann durch eine permanente Messung am Fertigprodukt auch während der Produktion eine permanente Korrektur der Einstellwerte erreicht werden, was zu einem optimalen Fertigprodukt führt und zwar unter Verzicht auf die bisher für die Erprobung der Profiliermaschine und für die ständige Produktions­ überwachung erforderlichen Fachkräfte.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:

Fi. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Profiliermaschine mit acht jeweils zwei parallele Achsen aufweisenden Werkzeugen und dazwischen angeordneten Seitenrollentischen von der Vorder- und Bedienerseite aus, wobei Meßwertauf­ nehmer beziehungsweise Meßwertgeber und Stellelemente in Form von Servomotoren jeweils über Leitungen mit einem zentralen Meßwert- oder Datenspeicher und Steuerungs­ computer verbunden sind,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einem Werkzeug und einem Seitenrollen­ tisch, und

Fig. 3 in wiederum vergrößertem Maßstab eine perspektivische Seitenansicht mehrerer Werkzeuge mit den Servomotoren von der Rückseite der Profiliermaschine her.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Profiliermaschine weist gemäß Fig. 1 mehrere in Vorschubrichtung eines Werkstückes 2 (vgl. auch Fig. 2) hintereinander angeordnete Werkzeuge 3 auf, die jeweils von wenigstens zwei auf zwei parallelen Achsen 4 angeordneten, angetriebenen oder freilaufenden Formrollen 5 gebildet sind.

Die Achsen 4 der ein Werkzeug 3 bildenden Formrollen 5 sind dabei bezüglich ihres gegenseitigen Abstandes und auch hinsichtlich der Höhenlage gegenüber dem Maschinengestell 6 und zusätzlich in nicht näher dargestellter Weise in ihrer axialen Lage zueinander und/oder zu ihrem Haltegestell 7 zur Anpassung an das Werkstück 2 und die zu bildende Form dieses Werkstückes 2 mit Hilfe eines oder mehrerer noch zu beschreibender Verstellmittel, zum Beispiel mittels einer oder mehrerer Verstellachsen 8 einstellbar beziehungsweise verstellbar.

An den verstellbaren Achsen 4 und an den Verstellmitteln sind im Ausführungsbeispiel jeweils Meßwertaufnehmer 9 vorgesehen, die gemäß Fig. 1 und 2 mit einem Meßwertspeicher 10 für die Aufnahmen der jeweiligen Einstellwerte verbunden sind, die von diesen Meßwertaufnehmern 9 an den Achsen 4 oder den Verstellmitteln gemessen werden.

In Fig. 2 erkennt man deutlich die Meßwertaufnehmer 9, die mit den als Verstellmittel für die Höhenverstellung der Achsen 4 dienenden Verstellachsen 8 zusammenwirken und in deren Verlängerung an dem Haltegestell 7 angeordnet sind. Von diesen Meßwertaufnehmern 9 gehen die entsprechenden Leitungen 11 zu dem Meßwertspeicher 10.

Ferner erkennt man in Fig. 3 auf der anderen Seite der Profilier­ maschine Meßwertaufnehmer 9, die mit nicht näher dargestelltem, aber bekannten Verstellmitteln für die axiale Verstellung der Wellen 4 zusammenwirken. Beispielsweise können die Wellen 4 in Buchsen gehalten sein, die an ihrer Außenseite Gewindegänge aufweisen, die mit einem entsprechenden Getriebeteil für eine axiale Verstellung zusammenwirken können, die dann von dem zugehörigen Meßwertaufnehmer 9 erfaßt und zu dem Meßwertspeicher 10 übertragen werden kann. Dabei erkennt man in Fig. 3 auch deutlich, daß die Maschinengestelle 7 jeweils zwei Lagerjoche 12 für die verstellbare Lagerung der Achsen 4 aufweisen, welche Lagerjoche 12 ihrerseits in bekannter Weise gegenüber Führungssäulen 13 höhenverstellbar sind, was mit Hilfe der Verstellachsen 8 und entsprechenden, in den Haltegestellen 7 angeordneten Getrieben synchron durchgeführt werden kann und von den schon vorbeschriebenen Meßwertaufnehmern 9 erfaßt wird.

Anhand der Fig. 1 erkennt man, daß dabei an jeder Achse 4 beziehungsweise an jedem Verstellmittel der zu der Profiliermaschine 1 gehörenden Werkzeuge 3 ein solcher Meßwertaufnehmer 9 vorgesehen und mit dem Meßwertspeicher 10, nämlich einem zentralen Meßwert- oder Datenspeicher 10 zur Speicherung der Meßwerte aller Meßwertauf­ nehmer 9 verbunden sind.

Jedem Meßwertaufnehmer 9 ist dabei ein nicht näher dargestellter Meßwertgeber zugeordnet oder die Meßwertaufnehmer 9 sind gleichzei­ tig als Meßwertgeber ausgebildet. Ferner sind sie über den Meßwertspeicher 10 mit einem Stellelement verbunden, welches mit dem oder den Meßwertspeichern derart zusammenwirkt, daß die gespeicherten Werte an den Verstellachsen oder dergleichen wiederholbar maschinell einstellbar sind. Die jeweils für ein Werkstück 2 zutreffenden Einstellwerte können also von den Meßwertaufnehmern 9 erfaßt und in dem Meßwertspeicher 10 gespeichert und wiederum dazu verwendet werden, um über die noch zu erläuternden Stellelemente die entsprechende Einstellung jederzeit wiederholen zu können. Somit kann auch ein Werkstück 2 in übereinstimmender Form erneut produziert werden, selbst wenn zwischendurch ein anderes Werkstück 2 mit anderen Werkzeugen 3 gefertigt worden ist. Entsprechend geringe Umrüstzeiten sind notwendig.

Dabei können die Verstellmittel, also beispielsweise die Verstell­ achsen 8 zusätzlich jeweils einzeln beispielsweise durch einen Zugriff durch eine Bedienungsperson verstellbar und die daraus sich ergebenden Einstellwerte in dem Meßwert- oder Datenspeicher 10 für spätere Wiederholungen der jeweiligen Einstellung ablegbar sein, so daß der Betreiber der Profiliermaschine 1 auch sehr einfach eine bisher vorliegende Einstellung abändern oder korrigieren und damit das Produktionsergebnis noch genauer und dies wiederum wiederholbar gestalten kann.

In Fig. 2, aber auch in den anderen Figuren erkennt man jeweils hinter beziehungsweise zwischen den Haltegestellen 7 der jeweils zwei parallele Achsen 4 aufweisenden Werkzeuge 3 Einlauf- beziehungsweise Seitenrollentische 14 mit jeweils zwei auf vertikalen Achsen angeordneten Formrollen 15. Auch deren Achsen oder Verstellmittel sind im Ausführungsbeispiel mit Meßwertaufnehmern 16 beziehungsweise Meßwertgebern versehen, die man besonders gut in Fig. 2 erkennt und die wiederum über Leitungen 11 mit dem Meßwert- oder Datenspeicher 10 verbunden sind. In nicht mehr dargestellter Weise können auch dabei Stellelemente vorgesehen sein, um die jeweiligen Einstellwerte an den Formrollen 15 zu reproduzieren.

Die mehrfach erwähnten Stellelemente sind im Ausführungsbeispiel bezüglich der Verstellachsen 8 Servomotoren 17, die besonders gut als Stellelemente geeignet sind. Man erkennt diese Servomotoren 17 in allen drei Figuren. Es können aber auch andere Stellmotoren, z. B. Schrittmotoren vorgesehen sein.

Dadurch, daß alle mit einem Meßwertgeber 9 versehenen Verstellachsen 8 mit einem solchen Stell- oder Servomotor 17 versehen sind, kann durch Vorgabe der früher gefundenen Einstellwerte durch Übertragung dieser Werte aus dem Meßwertspeicher 10 oder Rechner auf diese Stell- oder Servomotoren 17 exakt eine frühere Einstellung reproduziert werden.

Dabei können selbstverständlich in dem Meßwertspeicher 10 auch eine Vielzahl von Einstellwerten für unterschiedliche Profilformen gespeichert werden, so daß die Profiliermaschine 1 sehr schnell an jeweils unterschiedlich zu profilierende Werkstücke 2 angepaßt werden kann. Es genügt, die entsprechend gespeicherten oder abgelegten Einstellwerte jeweils auf die Stellelemente beziehungs­ weise Stell- oder Servomotoren 17 zu übertragen, um die ent­ sprechenden Einstellungen zu reproduzieren. In vorteilhafter Weise können dabei gegebenenfalls auch während der Produktion Messungen an dem Werkstück 2 durchgeführt und dabei eventuell erforderliche Korrekturen mit eingegeben und gespeichert werden, um die Präzision der Reproduktion der jeweiligen Einstellwerte noch zu erhöhen.

Die Profiliermaschine 1 mit mehreren in Vorschubrichtung des Werkstücks 2 hintereinander angeordneten Werkzeugen 3, die jeweils zwei auf parallelen Achsen 4 angeordnete Formrollen 5 umfassen, wobei die Achsen 4 der ein Werkzeug 3 bildenden Formrollen 5 bezüglich ihres Abstandes und/oder hinsichtlich der Höhenlage gegenüber dem Maschinengestell 6 und/oder in ihrer axialen Lage zueinander und/oder zu ihrem Haltegestell 7 mit Hilfe eines oder mehrerer Verstellmittel, zum Beispiel mittels einer oder mehrerer Verstellachsen 8 verstellbar sind, enthalten die Möglichkeit, alle Einstellwerte dieser Werkzeuge 3 und Formrollen 5 automatisch zu dokumentieren und zu speichern und auch zu reproduzieren. Dazu ist an der oder den verstellbaren Formrollen 5 und/oder deren verstellbaren Achsen 4 und/oder den Verstellmitteln zumindest ein Meßwertaufnehmer 9 vorgesehen, der mit einem Meßwertspeicher 10 für die jeweiligen Einstellwerte verbunden ist. Dieser kann wiederum mit Stellelementen oder Stellmotoren 17 verbunden sein, die an den Verstellmitteln oder Verstellachsen 8 angreifen und die gespeicherten Einstellwerte maschinell automatisch an den Formrollen 5 re­ produzieren können.

Claims (9)

1. Profiliermaschine (1), mit mehreren in Vorschubrichtung des Werkstückes (2) hintereinander angeordneten Werkzeugen (3), die jeweils aus wenigstens zwei auf insbesondere parallelen Achsen (4) angeordneten, angetriebenen oder freilaufenden Formrollen (5) bestehen, wobei die Achsen (4) der ein Werkzeug (3) bildenden Formrollen (5) zumindest bezüglich ihres Abstandes, insbesondere auch hinsichtlich der Höhenlage gegenüber dem Maschinengestell (6) und vorzugsweise in ihrer axialen Lage zueinander und/oder zu ihrem Haltegestell (7) zur Anpassung an das Werkstück (2) und die zu bildende Form dieses Werkstückes (2) mit Hilfe eines oder mehrerer Verstell­ mittel, zum Beispiel mittels einer oder mehrerer Verstellachsen (8), verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Achse (4) und/oder an jedem Verstellmittel der zu der Profiliermaschine (1) gehörenden Einrichtungen (3) ein Meßwertaufnehmer (9) vorgesehen ist, daß die Meßwertaufnehmer (9) mit einem zentralen Meßwert- oder Datenspeicher (10) zur Speicherung der jeweiligen Einstell- oder der Meßwerte aller Meßwertaufnehmer (9) verbunden sind und daß jedem Meßwertauf­ nehmer (9) ein Meßwertgeber zugeordnet oder der Meßwertauf­ nehmer (9) als Meßwertgeber ausgebildet und über den Meßwert- oder Datenspeicher (10) mit einem Stellelement verbunden ist, welches mit dem Meßwert- oder Datenspeicher (10) derart zusammenwirkt, daß die gespeicherten Einstellwerte an den Verstellmitteln wiederholbar maschinell einstellbar sind.

2. Profiliermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmittel zusätzlich jeweils einzeln verstellbar und die daraus sich ergebenden Einstellwerte in dem Meßwert- oder Datenspeicher (10) für spätere Wiederholungen der jeweiligen Einstellung ablegbar sind.

3. Profiliermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Formrollen (5), Achsen (4) und/oder deren Verstellmittel eines oder mehrerer Einlauftische, Seiten­ rollentische (14) und/oder Richtapparate mit Meßwertaufnehmern (16) und/oder Meßwertgebern versehen sind, die mit einem oder mehreren Meßwert- oder Datenspeichern (10) verbunden sind und daß Stellelemente zum Verstellen der Achsen (4) dieser Einlauftische, Seitenrollentische (14) und/oder Richtapparate vorgesehen sind.

4. Profiliermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Meßwertaufnehmern (9) und/oder Meßwertgebern über den oder die Meßwert- oder Datenspeicher (10) betätigbaren Stellelemente Motoren (17) sind.

5. Profiliermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren Servo- oder Schrittmotoren sind.

6. Profiliermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerungscomputer vorgesehen ist.

7. Profiliermaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnehmer (9) und/oder Meßwertgeber in den oder die Motoren (17) integriert sind.

8. Profiliermaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Meßeinrichtung für das Werkstück im Bereich des Auslaufes, in welchem das Werkstück seine endgültige Querschnittsform hat, aufweist, die eventuelle Abweichungen von der vorgesehenen Quer­ schnittsform des Werkstückes erfaßt, und daß einzelne der Stellelemente oder Motoren von dem Meßwert- oder Datenspeicher (10) oder Steuerungscomputer zur Korrektur der Werkstückform ansteuerbar sind.

9. Profiliermaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich aus während des Ablaufes des Profiliervorganges festgestellten Abweichungen des fertigen Werkstückes (2) von der geforderten Form mittels der Meßwert­ aufnehmer (9) ergebenden Einstellwerte kontinuierlich an die Stellelemente oder Motoren übertragbar sind.