DE202004004560U1

DE202004004560U1 - Glasbearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE202004004560U1
Application number: DE200420004560
Authority: DE
Original assignee: AMBEG - DR J DICHTER GmbH; AMBEG DR J DICHTER GmbH
Current assignee: AMBEG - DR J DICHTER GmbH; AMBEG DR J DICHTER GmbH
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2014-03-18

Abstract

Glasbearbeitungsmaschine mit einer Vielzahl von rotierenden Haltefuttern für Werkstücke in Form von Hohlkörpern, wie Glasrohren oder halbfertigen Glasbehältnissen, bei der die Haltefutter nacheinander in mindestens eine Arbeitsstation mit einer Vorrichtung überführbar sind, die mit einem in ein offenes Ende des jeweiligen Werkstückes einführbaren Dorn und mindestens einem relativ zum Dorn bewegbaren Formwerkzeug zur Warmverformung des Werkstückendes ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Kreuztisch mit einem motorisch verfahrbaren oberen Schlitten (22) und einem motorisch verfahrbaren unteren Schlitten (23) sowie eine Speicher-, Auswerte- und Steuereinheit aufweist, in die Soll-Positionen eingebbar sind, die die Schlitten (22, 23) einnehmen, wenn die Achse des auf dem oberen Schlitten (22) angeordneten Dornes (11) mit der Achse des sich jeweils oberhalb des Dornes (11) befindlichen Haltefutters (2) fluchtet, und die die Schlitten (22, 23) beim Betrieb der Glasbearbeitungsmaschine in die den jeweiligen Haltefuttern (2) zugeordneten Sollpositionen überführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Glasbearbeitungsmaschine mit einer Vielzahl von rotierenden Haltefuttern für Werkstücke in Form von Hohlkörpern, wie Glasrohren oder halbfertigen Glasbehältnissen, bei der die Haltefutter nacheinander in mindestens eine Arbeitsstation mit einer Vorrichtung überführbar sind, die mit einem in ein offenes Ende des jeweiligen Werkstückes einführbaren Dorn und mindestens einem relativ zum Dorn bewegbaren Formwerkzeug zur Warmverformung des Werkstückendes ausgestattet ist.
Glasbearbeitungsmaschinen der vorstehenden Art, deren Haltefutter – wie im Falle der DE-PS 15 96 410 – kontinuierlich eine Umlaufbahn passieren oder deren Haltefutter – wie im Falle der EP 1 369 390 A2 – im Takt längs einer vorgegebenen Umlaufbahn bewegt werden, sind bekannt. Die Formwerkzeuge ihrer zur Bearbeitung der jeweiligen Werkstücke benötigten Vorrichtungen müssen zur Erzielung einwandfreier Glasbehältnisse jeweils in eine bestimmte Position gegenüber dem Haltefutter überführt werden. Zur Positionierung der Dorne und der Formwerkzeuge der Vorrichtungen werden Justierelemente in Form von Gabeln mit zwei Zinken verwendet, die an ihren freien Enden mit Stützrollen versehen sind, die sich kurz oberhalb der zu bearbeitenden Werkstücke an den Haltefuttern abstützen. Die Bewegung der Gabeln ist mit der Bewegung der an der jeweiligen Arbeitsstation angeordneten Werkzeuge gekoppelt, um letztere in eine zur Achse der Haltefutter ausgerichtete Lage zu überführen.
Die einschlägigen Vorrichtungen bekannter Glasbearbeitungsmaschinen vermögen hinsichtlich ihrer Positionsgenauigkeit nicht voll zu befriedigen. Ein erster Grund hierfür besteht darin, dass die Umfangsflächen der Haltefutter toleranzbedingte Unterschiede aufweisen und zudem sowohl die Stützflächen für die Stützrollen an den Haltefuttern als auch die Stützrollen selbst nicht nur einem Verschleiß unterworfen, sondern auch Verunreinigungen ausgesetzt sind. Hinzu kommt, dass bei im Takt arbeitenden Maschinen der Genauigkeit, mit der die Haltefutter in ihre Arbeitsposition überführt werden, generell gewisse Grenzen gesetzt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glasbearbeitungsmaschine der in Betracht gezogenen Art mit einer Vorrichtung zu schaffen, bei der eine möglichst genaue Ausrichtung der Lage der Formwerkzeuge zur Achse der Haltefutter gewährleistet ist und mit der sich insbesondere Glasbehältnisse herstellen lassen, deren Abmessungen im Mündungsbereich enge Toleranzen aufweisen, um ihre spätere problemlose Befüllung zu ermöglichen.
Gelöst wird die vorstehende Aufgabe erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Glasbearbeitungsmaschine mit einer Vorrichtung, die einen Kreuztisch mit einem motorisch verfahrbaren oberen Schlitten und einem motorisch verfahrbaren unteren Schlitten sowie eine Speicher-, Auswerte- und Steuereinheit aufweist, in die Soll-Positionen eingebbar sind, die die Schlitten einnehmen, wenn die Achse des auf dem oberen Schlitten angeordneten Dornes mit der Achse des sich jeweils oberhalb des Dornes befindlichen Haltefutters fluchtet, und die die Schlitten beim Betrieb der Glasbearbeitungsmaschine in die den jeweiligen Haltefuttern zugeordneten Sollpositionen überführt.
Die erfindungsgemäße Glasbearbeitungsmaschine ermöglicht aufgrund der bei ihr eingesetzten Vorrichtung die Einhaltung enger Fertigungstoleranzen, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Spritzenkörpern verlangt werden. Je nach Art der thermisch oder mechanisch bedingten Lageabweichung der Haltefutter von ihrer Solllage müssen entweder beide Schlitten oder nur ein Schlitten des Kreuztisches bewegt werden, um den oberen Schlitten in seine Solllage zu überführen. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die zum Einsatz gelangende Vorrichtung mit zwei Abstandsmesssensoren versehen ist, deren Abstände von jeweils zwei die Lage der Haltefutter definierenden Messpunkten gemessen und an die Speicher- , Auswerte- und Steuereinheit übermittelt werden, in der ein Vergleich zwischen den gemessenen Istwerten und den den jeweiligen Haltefuttern zugeordneten Sollwerten erfolgt und die im Falle des Auftretens einer Differenz zwischen dem jeweiligen Istwert und dem jeweils dazugehörenden Sollwert eine Verschiebung des oberen Schlittens des Kreuztisches in eine Position steuert, in der der jeweilige Istwert dem jeweiligen Sollwert entspricht.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung einer in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung. Es zeigen:
1 die Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Glasbearbeitungsmaschine,
2 im gegenüber der 1 vergrößerten Maßstab und teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung der Glasbearbeitungsmaschine und eines ihr zugeordneten Haltefutters,
3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 2 und
4 ein Ansicht der Unterseite der Vorrichtung gemäß 2 und 3.
1 zeigt die Draufsicht auf eine Glasbearbeitungsmaschine mit einem Drehtisch, der einen Haltering 1 für eine Vielzahl von Haltefuttern 2 aufweist. Der Haltering 1 ist über radiale Streben 3 mit einer zentralen Welle 4 verbunden, durch die eine schrittweise Drehbewegung in den Haltering 1 einleitbar ist. Im Zuge der getakteten Drehbewegungen des Halteringes 1 werden die mit Glasrohren 5 bestückten Haltefutter 2 diversen Arbeitsstationen zugeführt. An einer dieser Stationen ist eine allgemein mit 6 bezeichnete Vorrichtung zum Formen der Mündung 7 eines herzustellenden Glasbehältnisses angeordnet, dessen Fertigstellung im in 1 dargestellten rechten Teil der Maschine erfolgt. Der kleinere, rechte Teil der Maschine ist ebenfalls mit einem Drehtisch ausgestattet, der in diesem Fall jedoch eine deutlich geringere Zahl von Haltefuttern 8 aufweist, die im Bereich einer Schnittstelle vom Glasrohr 5 abgetrennte, halbfertige Teile übernehmen, um beispielsweise den Boden von Glasfläschchen zu formen. Da einschlägige Maschinen zum Stand der Technik gehören, erübrigt sich an dieser Stelle eine ausführlichere Beschreibung ihres Aufbaus und ihrer Arbeitsweise.
Um die Mündung 7 des zu fertigenden Glasbehältnisses zu formen, bedient man sich, wie den 2 und 3 entnehmbar, zweier rotierender Formwerkzeuge 9 und 10 sowie eines Dornes 11, der während der Formgebung des Halses des Glasbehältnisses in dessen Mündung 7 eintaucht.
Die Formwerkzeuge 9 und 10 lassen sich durch nicht gezeigte, unterhalb einer sie tragenden Tragplatte 12 der Vorrichtung 6 angeordnete Antriebe linear hin- und herbewegen und der ebenfalls auf der Tragplatte 12 gelagerte Dorn 11 ist durch wiederum nicht gezeigte, unterhalb der Tragplatte 12 angeordnete Antriebsorgane auf- und abbewegbar.
Um die hergestellten, zum Beispiel als Fläschchen oder Spritzenkörper ausgebildeten Glasbehältnisse ohne Probleme automatisch füllen zu können, müssen sehr enge Maßtoleranzen nicht nur hinsichtlich der Größe, sondern auch hinsichtlich der Lage der Mündung 7 gegenüber dem jeweiligen Restkörper des Glasbehältnisses eingehalten werden. Um dieser Forderung Rechnung zu tragen, erweist es sich als unabdingbar, dass während des Formgebungsprozesses die Längsachse des Bestandteil einer Bearbeitungsstation bildenden Dornes 11 mit der Längsachse des Haltefutters 2 fluchtet, wie dies in 2 angedeutet ist.
Um die Voraussetzungen für die fluchtende Anordnung der genannten Achsen zu schaffen, ist die in den 2 bis 4 dargestellte Vorrichtung mit 2 Abstandsmess sensoren 13 und 14 versehen, die in bekannter Weise mit Laserstrahlen 15 arbeiten, welche auf Messpunkte 16, 17 am sich jeweils in der Bearbeitungsstation befindlichen Haltefutter 2 gerichtet sind. Die Abstandsmesssensoren 13 und 14 sind außerhalb des Arbeitsbereiches der Formwerkzeuge 9, 10 an den oberen Enden von auf der Tragplatte 12 befestigten Haltesäulen 18, 19 angeordnet. Um die Längsachse des Dornes 11 in eine fluchtende Position mit der Längsachse des Haltefutters 2, d. h. gleichzeitig mit der Längsachse des Glasrohres 5, zu bringen, ist die Tragplatte 12 über Säulen 20, 21 am oberen Schlitten 22 eines Kreuztisches befestigt, dessen unterer Schlitten 23 Führungsschienen 24 trägt, an denen sich der obere Schlitten 22 über vier an den Eckpunkten eines Rechteckes angeordnete Führungsrollen 25 abstützt, von denen in 2 zwei erkennbar sind. Aufgrund der beschriebenen Anordnung kann der obere Schlitten 22 senkrecht zur Zeichenebene gerichtete Bewegungen ausführen. Der untere Schlitten 23 ist ebenfalls mit Führungsrollen 25 ausgestattet, die längs zweier im Abstand voneinander an einer Grundplatte 26 angeordneter Führungsschienen 24 in Richtung des Doppelpfeiles 27 hin- und herbewegbar sind. Zur Einleitung von Bewegungen in die Schlitten 22 und 23 dienen Servomotore 28 und 29, auf deren Wellen 30 Kurvenscheiben 31 befestigt sind, die sich gegen Stützrollen 32 abstützen. Zur Sicherung des Kontaktes zwischen den Kurvenscheiben 31 und den Stützrollen 32 dienen – wie in 4 angedeutet – zwischen der Grundplatte 26 und dem unteren Schlitten 23 angeordnete Federn 33. Entsprechende Federn sind auch zwischen dem Schlitten 23 und dem Schlitten 22 vorgesehen. Aufgrund von durch eine nicht dargestellte Auswerte- und Steuereinheit gelieferten Befehlen können sich die Wellen 30 der Servomotoren 28, 29 zusammen mit ihren Kurvenscheiben 31 um bestimmte Beträge drehen. Je nach der Größe der Drehung ändern sich die Abstände zwischen den Kurvenscheiben 31 und den Stützrollen 32, wobei die vorgenannten Abstandsänderungen zu entsprechenden Verlagerungen der Schlitten 22, 23 führen.
Der beschriebenen Aufbau der Vorrichtung erlaubt es, in einem sogenannten Kalibrierlauf für jedes einzelne Haltefutter 2 die optimale Position der Formwerkzeuge 9, 10 gegenüber dem zu bearbeitenden Glasrohr 5 zu ermitteln, indem man die Achse des Dornes 11 in eine fluchtende Lage mit der Achse des jeweiligen Haltefutters 2 bringt und die in dieser Position von den Sensoren 13 und 14 ermittelten Messwerte als Sollwerte in der Auswerte- und Steuereinheit ablegt. Zur Abstandsmessung wird dabei von den im rechten Winkel zueinander angeordneten Sensoren 13, 14 jeweils ein Laserstrahl 15 ausgesandt, welcher an den Messpunkten 16, 17 der jeweiligen Haltefutter reflektiert wird. Die entfernungsabhängige Position des reflektierten Laserstrahls 15 auf einer Messzeile des jeweiligen Sensors 13 bzw. 14 entspricht dabei dem der gewünschten Position entsprechenden Sollwert. Diese auch als Triangulationsmessung bezeichnete Art der Messung ist als solche bekannt. Nach der Messung wird die Position mathematisch in ein um 45° versetztes Koordinatensystem transferiert, um der Position des Haltefutters entsprechende Werte mit Bezug auf die Bewegungsachsen der Schlitten 22 und 23 des Kreuztisches zu erhalten. Nachdem für jedes einzelne Haltefutter 2 die Sollwerte bestimmt wurden, kann die Maschine in Betrieb genommen werden.
Während des Betriebes wird nach dem Einlauf eines jeden Haltefutters 2 in die Bearbeitungsstation mit Hilfe der Abstandssensoren 13, 14 ein der aktuellen Istposition entsprechender Istwert gemessen und an die Auswerte- und Steuereinheit übertragen. In der Auswerte- und Steuereinheit erfolgt vor der Einwirkung der Formwerkzeuge 9 und 10 auf den Glaskörper und dem Eintauchen des Dornes 11 in die herzustellende Mündung 7 ein Sollwert-Istwert-Vergleich und im Fall des Vorliegens von Differenzen die Einleitung von Verschiebebewegungen in die Schlitten 22, 23, um die Differenzen zwischen den jeweiligen Ist- und Sollwerten auf Null zu reduzieren. Um bei hohen Taktzahlen ein schnelles Überführen der Schlitten 22, 23 in ihre Sollposition zu ermöglichen, kann schon beim Einfahren eines Haltefutters 2 in die Bearbeitungsstation die aus dem jeweils vorherigen Umlauf des Halteringes 1 bekannte Sollposition angefahren werden, so dass bei erneuten Positionsabweichungen lediglich noch geringfügige Korrekturbewegungen vonnöten sind.
Die Abstandsmesssensoren 13, 14 müssen nicht zwingend auf der Tragplatte 12 angeordnet sein. Man könnte sie vielmehr auch unter Verwendung längerer Haltesäulen auf der Grundplatte 34 der Maschine anordnen. Darüber hinaus ist es möglich, auf Abstandsmesssensoren völlig zu verzichten. Beide Varianten sind zwar mit einer Beeinträchtigung der Positionsgenauigkeit verbunden, bieten aber gegenüber den bekannten Konstruktionen bereits Vorteile. Allerdings sollte in diesen Fällen das Einrichten der Maschine unter möglichst gleichen Bedingungen wie bei der Produktion erfolgen; die Maschine sollte mit anderen Worten u. a. warmgelaufen sein und die Hallentemperatur konstant bleiben.

Claims

Glasbearbeitungsmaschine mit einer Vielzahl von rotierenden Haltefuttern für Werkstücke in Form von Hohlkörpern, wie Glasrohren oder halbfertigen Glasbehältnissen, bei der die Haltefutter nacheinander in mindestens eine Arbeitsstation mit einer Vorrichtung überführbar sind, die mit einem in ein offenes Ende des jeweiligen Werkstückes einführbaren Dorn und mindestens einem relativ zum Dorn bewegbaren Formwerkzeug zur Warmverformung des Werkstückendes ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Kreuztisch mit einem motorisch verfahrbaren oberen Schlitten (22) und einem motorisch verfahrbaren unteren Schlitten (23) sowie eine Speicher-, Auswerte- und Steuereinheit aufweist, in die Soll-Positionen eingebbar sind, die die Schlitten (22, 23) einnehmen, wenn die Achse des auf dem oberen Schlitten (22) angeordneten Dornes (11) mit der Achse des sich jeweils oberhalb des Dornes (11) befindlichen Haltefutters (2) fluchtet, und die die Schlitten (22, 23) beim Betrieb der Glasbearbeitungsmaschine in die den jeweiligen Haltefuttern (2) zugeordneten Sollpositionen überführt.
Glasbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit zwei Abstandsmesssensoren (13, 14) versehen ist, deren Abstände von jeweils zwei die Lage der Haltefutter (2) definierenden Messpunkten (16, 17) gemessen und an die Speicher-, Auswerte- und Steuereinheit übermittelt werden, in der ein Vergleich zwischen den gemessenen Istwerten und den den jeweiligen Haltefuttern zugeordneten Sollwerten erfolgt und die im Falle des Auftretens einer Differenz zwischen dem jeweiligen Istwert und dem jeweils dazugehörenden Sollwert eine Verschiebung des oberen Schlittens des Kreuztisches in eine Position steuert, in der der jeweilige Istwert dem jeweiligen Sollwert entspricht.
Glasbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (9, 10), der Dorn (11) und die Abstandsmesssensoren (13, 14) auf dem oberen Schlitten (22) des Kreuztisches angeordnet sind.
Glasbearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (9, 10), der Dorn (11) und die Abstandsmesssensoren (13, 14) auf einer Tragplatte (12) angeordnet sind, die fest mit dem oberen Schlitten (22) des Kreuztisches verbunden ist.
Glasbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandmesssensoren (13, 14) von Laserstrahlsensoren gebildet werden, die so justiert sind, dass die von ihnen ausgesandten Strahlen (15) einen Winkel von 90° zueinander einnehmen.
Glasbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Schlitten (22, 23) des Kreuztisches Servomotoren (28, 29) dienen, deren Wellen (30) mit Kurvenscheiben (31) versehen sind, deren Abwälzbewegung gegenüber Stützrollen (32) zu einer Verlagerung der Schlitten (22, 23) führt.
Glasbearbeitungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen (32) durch Federn (33) gegen die Kurvenscheiben (31) gedrückt werden.
Glasbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwei Formrollen (9, 10) aufweist, die im Winkel von 180° zueinander versetzt angeordnet sind.
Glasbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefutter (2) Bestandteile eines Drehtisches sind, der eine getaktete Drehbewegung ausführt.