DE19953281A1

DE19953281A1 - Stanz-, Biege- und Montageautomat mit Rundschalttisch

Info

Publication number: DE19953281A1
Application number: DE1999153281
Authority: DE
Inventors: Anton Kelz
Original assignee: Kelz & Settele Sondermaschb
Current assignee: Kelz & Settele Sondermaschb
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2001-05-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Biege- und Montageautomat mit um eine Maschinenachse angeordneten Schlitten zur Erzeugung einer oder mehrerer Werkzeugbewegungen für die Bearbeitung von auf einem Kreisbogen mittels eines Rundschaltisches geführten Werkstücken. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Automaten anzugeben, der zur Produktivitätssteigerung eine erhöhte Taktfrequenz zulässt. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Antrieb des Rundschaltisches und/oder der Schlitten von mindestens einem Antrieb des Rundschaltisches und/oder der Schlitten von mindestens einem Antrieb abgeleitet ausgebildet ist, der eine vertikale Antriebsachse aufweist, die außerhalb der zentralen Maschinenachse angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Biege- und Montageautomat mit um eine zentrale Maschinenachse angeordneten Schlitten zur Erzeugung einer oder mehrerer Werkzeugbewegungen für die Bearbeitung von auf einem Kreisbogen mittels eines Rundschalttisches geführten Werkstücken.

Derartige Biege- und Montageautomaten sind bekannt. Die für die Prozeßschritte erforderliche Bewegung der Werkzeuge wird von Schlitten ausgeführt, die an einem prismatischen Maschinengestell angeordnet sind. Die Werkstücke werden dabei auf einem kreisbogenförmigen Weg zu den einzelnen Bearbeitungsstationen gefördert. Dieser Weg wird von einem ringförmigen Rundschalttisch vorgegeben, der mit einer zentral zur Maschinenachse angeordneten vertikalen Welle verbunden ist, von der über Winkelgetriebe auch Kurvenscheiben angetrieben werden, die die lineare vertikale Bewegung der Schlitten bewirken.

Die Produktivität solcher Automaten wird wesentlich von der Taktfrequenz bestimmt, mit der die Werkstücke von einer Arbeitsstation zur nächsten bewegt werden. In der gleichen Taktfrequenz führen die Schlitten einen Arbeitshub aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Automaten anzugeben, der zur Produktivitätssteigerung eine erhöhte Taktfrequenz zuläßt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Antrieb des Rundschalttisches und/oder der Schlitten von mindestens einem Antrieb abgeleitet ausgebildet ist, der eine vertikale Antriebsachse aufweist, die außerhalb der zentralen Maschinenachse angeordnet ist. Erfindungsgemäß erfolgt somit der Leistungsfluß vom Antrieb zu den einzelnen bewegten Einheiten nicht mehr über eine zentrale Welle, sondern mindestens durch die zusätzlich vorgesehene vertikale Antriebsachse, die außerhalb der zentralen Maschinenachse angeordnet ist. Mit Vorteil weist dabei der Rundschalttisch einen Zahnkranz auf, in den ein Ritzel der zusätzlichen vertikalen Antriebsachse eingreift. Zwischen der vertikalen Antriebsachse und dem Zahnkranz erfolgt somit eine Untersetzung, die die Antriebsachse mit höherer Drehzahl als der Zahnkranz und dem damit verbundenen Rundschalttisch drehen läßt.

Überraschenderweise lassen sich mit dieser erfindungsgemäßen getrennten Leistungszufuhr zu dem Rundschalttisch und zu den bewegten Schlitten, die die Werkzeugbewegung erzeugen, höhere Taktfrequenzen erzielen, was eine vorteilhafte Produktivitätssteigerung des Montageautomaten zur Folge hat.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die vertikalen Antriebsachsen der Schlitten und/oder des Rundschalttisches von einem gemeinsamen Antrieb abgeleitet werden, dessen Achse vorzugsweise zentral zur Maschinenachse angeordnet ist. Demnach reicht es aus, einen entsprechend stark dimensionierten Antriebsmotor vorzusehen, der ein Zahnrad oder Zahnriemen antreibt, in das die vertikalen Antriebsachsen der Schlitten und/oder des Rundschalttisches eingreifen. Auf diese Weise ist eine zwangsweise Synchronisierung der Bewegung des Rundschalttisches und der Schlitten realisiert.

In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Schalttisch und die Schlitten getrennte Antriebsmotoren aufweisen. Dabei weisen die vertikalen Achsen des Schalttisches und/oder der Schlitten eine auf den Leistungsbedarf der angetriebenen Teile abgestimmte eigene Antriebsmotoren auf.

Die Anzahl der vertikalen Antriebsachsen wird verringert, wenn je zwei übereinander angeordnete Schlitten einen gemeinsamen Antriebsmotor aufweisen.

Bei getrennten Antriebsmotoren ist mit Vorteil vorgesehen, daß die Antriebsmotore elektronisch synchronisiert sind.

Dadurch, daß mindestens ein Antriebsmotor als programmgesteuerter Servomotor ausgebildet ist, lassen sich die Wege eines Arbeitstaktes programmgesteuert mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchfahren. Leerwege ohne großen Leistungsbedarf können beispielsweise mit höherer Geschwindigkeit durchfahren werden, so daß sich durch diese Ausgestaltung die Taktfrequenz weiter erhöhen läßt.

Eine weitere Produktivitätssteigerung läßt sich erzielen, wenn die Achsen aus einem Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium oder Titan, gefertigt sind. Mit Vorteil wird ein solcher Automat auch mit Sensoren ausgerüstet, die einen Werkzeugbruch oder sonstige Störungen des Prozeßablaufes detektieren und den bzw. die Antriebe im Störungsfall automatisch abschalten. Durch die verringerten Massen erfolgt ein solches Abschalten in vorteilhaft kurzer Zeit, so daß kein weiterer Ausschuß produziert wird.

Ein schnelles Abschalten der Maschine wird begünstigt, wenn in einem oder mehreren Antriebswegen ein Schneckengetriebe vorgesehen ist. Da solche Schneckengetriebe die Bewegungsenergie schnell aufzehren oder durch ihre selbsthemmende Eigenschaft verzehren, kommt der Automat praktisch unmittelbar nach seinem Abschalten zum Stillstand.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf Figuren einer Zeichnung beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind. Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Maschine,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Maschine,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Sockel des Montageautomaten mit darin angeordneten Antrieben,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch einen Teil des prismatischen Maschinengestells, und

Fig. 5 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Automaten mit alternativer Antriebsanordnung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 den erfindungsgemäßen Montageautomaten, in dessen Maschinensockel 2 ein oder mehrere Antriebsmotore untergebracht sind, die über entsprechende Wellen die bewegten Teile antreiben. Über den Maschinensockel 2 ragt ein prismatisches Maschinengestell 3 hinaus, an dessen Seiten obere Schlitteneinheiten 4 und untere Schlitteneinheiten 5 vorgesehen sind. Diese sind beidseitig oberhalb und unterhalb eines Rundschalttisches 6 angeordnet, mit dem die Werkstücke von einer zur nächsten Bearbeitungs station transportiert werden. An jeder Seite des prismatischen Maschinengestells ergibt sich somit eine Bearbeitungsstation. Die im Maschinensockel vorgesehenen Antriebsmotore werden von einer Steuerung geschaltet, die im Steuerschrank 7 vorgesehen ist. Die Führung der Kabel vom Steuerschrank 7 zu den im Maschinensockel 2 befindlichen Motoren erfolgt über die Kabelbrücke 8. Die zu montierenden Einzelteile werden von Zufuhrvorrich tungen 9 zu den einzelnen Montagestationen über Zuführwege 10, beispielsweise mittels Luft, transportiert.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Aufsicht auf die im Maschinensockel 2 befindlichen Antriebsteile. Der Antriebsmotor 11 treibt über ein Winkelgetriebe 12 ein auf der Abtriebswelle des Winkelgetriebes drehfest angeordnetes unteres Zahnrad 13 und ein oberes Zahnrad 14 an. Mit dem unteren Zahnrad 13 kämmt ein Zahnriemen 15, der seinerseits ein drehfest mit einer vertikalen Antriebswelle 15 verbundenes Zahnrad 37 treibt. Mit dieser Antriebswelle 15 ist fest ein weiteres Zahnrad 16 verbunden, das über Zahnriemen 17 mit einem Drehwinkelgeber 18 kämmt.

Das obere Zahnrad 14 kämmt mit einem Zahnriemen 19, der die Eingangswelle 20 eines Schneckengetriebes 21 über ein auf ihr befestigtes Ritzel treibt. Die Ausgangswelle 22 des Schneckengetriebes 21 treibt über ein Zahnrad 23 und einen Zahnriemen 24 ein drehfest mit einer weiteren vertikalen Antriebswelle 25 verbundenes Zahnrad 26. Die vertikale Antriebswelle 15 dient zum Antrieb der vorgesehenen Schlitteneinheiten, während die vertikale Welle 25 dem Antrieb des Rundschalttisches dient. Diese Antriebe sind schematisch in Fig. 4 dargestellt.

In Fig. 4 sind die horizontalen Antriebswellen für nicht dargestellte vertikale Schlitteneinheiten mit 27 bezeichnet. Diese sind in geeigneter Weise im Maschinengestell 3 gelagert. Außerdem ist zentral im Maschinengestell 3 die zentrale vertikale Antriebswelle 15 gelagert. Drehfest mit dieser zentralen vertikalen Antriebswelle 15 sind Kegelräder 28 verbunden, die ihrerseits mit Kegelritzeln 29 kämmen, die drehfest auf der horizontalen Antriebswelle 27 der Schlitteneinheiten befestigt sind. Für den Werkstücktransport ist im Maschinengestell 3 ein Rundschalttisch 6 koaxial zur zentralen Achse und der zentral angeordneten vertikalen Antriebswelle 15 bzw. des Maschinengestells 3 drehbar gelagert. Mit dem Rundschalttisch ist ein Stirnrad 30 fest verbunden, dessen Außenverzahnung 31 mit dem Ritzel 32 der vertikalen Antriebswelle 25 kämmt. Der Antrieb des Rundschalttisches 6 erfolgt über die zuvor beschriebene vertikale Antriebswelle 25 und dem an ihrem Ende angeordneten Ritzel 32, das in die Außenverzahnung 31 des Stirnrades 30 eingreift.

Eine alternative Ausgestaltung des Automaten ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Dabei wird nicht nur der Rundschalttisch 6 von einer vertikalen außerhalb der Maschinenachse angeordneten Welle 25 angetrieben. Auch jeweils zwei übereinander angeordnete Schlitteneinheiten, deren horizontale Antriebswellen 27 dargestellt sind, werden von einer außerhalb der Maschinenmitte vorgesehenen vertikalen Antriebswelle 33 über Kegelradgetriebe 34 angetrieben. Jede der vertikalen Antriebswellen 33 und die Antriebswelle 25 für den Rundtisch wird von einem eigenen Servomotor 35, 36 getrieben. Diese getrennten Antriebsmotore 35, 36 sind elektronisch synchronisiert.

Auf diese Weise ist ein Montageautomat geschaffen, der es erlaubt, mit wesentlich höheren Taktfrequenzen zu arbeiten, wobei bereits bis zu 350 Hübe pro Minute erzielt werden konnten.

Bezugszeichenliste

1

Montageautomat

2

Maschinensockel

3

Maschinengestell

4

obere Schlitteneinheiten

5

untere Schlitteneinheit

6

Rundschalttisch

7

Steuerschrank

8

Kabelbrücke

9

Teilezuführeinrichtung

10

Zuführwege

11

Antriebsmotor

12

Winkelgetriebe

13

unteres Zahnrad

14

oberes Zahnrad

15

vertikale zentrale Antriebswelle

16

weiteres Zahnrad

17

Zahnriemen

18

Drehwinkelgeber

19

Zahnriemen

20

Eingangswelle

21

Schneckengetriebe

22

Ausgangswelle

23

Zahnrad

24

Zahnriemen

25

vertikale Antriebswelle

26

Zahnrad

27

horizontale Antriebswelle

28

Kegelrad

29

Kegelritzel

30

Stirnrad

31

Außenverzahnung

32

Ritzel

33

vertikale Antriebswelle

34

Kegelradgetriebe

35

Servomotor

36

Servomotor

37

Zahnrad

Claims

1. Biege- und Montageautomat mit um eine zentrale Maschinenachse angeordneten Schlitten zur Erzeugung einer oder mehrerer Werkzeugbewegungen für die Bearbeitung von auf einem Kreisbogen mittels eines Rundschalttisches geführten Werkstücken, dadurch gekenn zeichnet, daß der Antrieb des Rundschalttisches und/oder der Schlitten von mindestens einem Antrieb abgeleitet ausgebildet ist, der eine vertikale Antriebsachse aufweist, die außerhalb der zentralen Maschinenachse angeordnet ist.

2. Biege- und Montageautomat nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die vertikalen Antriebsachsen der Schlitten und/oder des Rundschalttisches von einem gemeinsamen Antrieb abgeleitet werden, dessen Achse vorzugsweise zentral zur Maschinenachse angeordnet ist.

3. Biege- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schalttisch und die Schlitten getrennte Antriebsmotoren aufweisen.

4. Biege- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß je zwei übereinander angeordnete Schlitten einen gemeinsamen Antriebsmotor aufweisen.

5. Biege- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Antriebsmotore elektronisch synchronisiert sind.

6. Biege- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß mindestens ein Antriebsmotor als programmgesteuerter Servomotor ausgebildet ist.

7. Biege- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Achsen aus einem Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium oder Titan, gefertigt sind.

8. Biege- und Montageautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüch, dadurch ge kennzeichnet, daß in einem oder mehreren Antriebswegen ein Schneckengetriebe vorgesehen ist.