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Umformpresse zur Herstellung von Preßteilen aus Draht od. dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Umformpresse zur Herstellung von
Preßteilen aus Draht od. dgl. mit einer Scherstation zum Abschneiden des abschnittweise
in diese bis zu einem verstellbaren Längenanschlag eingezogenen Drahtstückes, mit
einer oder mehreren Umformstationen sowie mit einer Meßeinrichtung zur Kontrolle
auf insbesondere Volumen-,Maß- und/oder Konturenkonstanz des Drahtstückes oder Preßteils.
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Die Herstellung von maßhaltigen formgleichen Preßteile auf automatischen
Umformpressen ist insofern problematisch, als die Genauigkeit des Preßteils von
der Genauigkeit des in der Scherstation abgeschnittenen Drahtstückes abhängt. Die
Genauigkeit wiederum ist eine Funktion der Abmessungstoleranzen und der Temperaturschwankungen
des Ausgangsmaterial, beispielsweise
des Drahtes. Nicht zuletzt
ist das Volumen abhängig von der Länge des abgeschnittenen Drahtstückes.
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Werden die Drahtstücke nicht volumenkonstant in der Scherstation abgeschnitten,
können zahlreiche Schwierigkeiten entstehen. So besteht z.B. bei zu voluminösen
Drahtstücken die Gefahr einer Maschinenüberlastung, was besonders åann gefährlich
ist, wenn das zu pressende Teil eine Preßkraft erfordert, die sich an der oberen
Grenze der Maschinenbelastbarkeit bewegt. Hierdurch ergibt sich eine verringerte
WeTkzeugstandzeit und sogar die Gefahr des Werkzeugbruchs. desweiteren kann es sowohl
bei zu großen als auch bei zu kleinen Abschnitten zu erheblichen Schwierigkeiten
innerhalb des automatischen Transports der Preßteile zwischen den Preßstuten fiihrerl.
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Ferner sind auch Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung der Teile,
z.B. in Dreh-, Fräs- oder chleifautomaten, zu erwarten, wenn die Maß- und Formgenauigkeit
der Preßteile zu großen Schwankungen unterworfen ist. Schließlich wird durch mangelhafte
Volumenkonstanz die Ausschußquote erhöht, so daß genauere, mit größerem Aufwand
verbundene Kontrollen notwendig sind, die die Kosten in die Höhe treiben können.
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Um diese Schwierigkeiten nach Möglichkeit zu vermeiden, ist es bekannt,
die ausfallenden Preßteile durch den Bedienungsmann der Umformpresse stichprobenhaltig
prüfen zu lassen, in dem der Bedienungsmann mit einer Zange eines der ausfallenden
Preßteile auf dem Fertigteilband greift und auf eine Wiegeeinrichtung legt uder
bestimmte Maße nachprüft. Stellt der
Bedienungsmann eine Abweichung
oder eine Tendenz zu Abweichungen fest, so verstellt er den Längenanschlag in der
Scherstation der Umformpresse,um die Abschnittvolumina zu verändern.
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Eine derartige Handhabung der Kontrolle erfordert von dem Bedienungsmann
Gewissenhaftigkeit. Außerdem wird hierdurch seine eigentliche Aufgabe, die Maschine
zu überwachen, stark eingeschränkt, und zwar umsomehr,je öfter und genauer er die
Preßteile kontrollieren muß. Nicht zuletzt deshalb ist man in der Praxis dazu übergangen,
einen zweiten Bedienungsmann zur Kontrolle der Preßteile einzusetzen.
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Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die Umformpresse
derart zu gestalten, daß einerseits die bisher auftretenden Störungen vermieden
werden, andererseits der Personalaufwand zur Bedienung der Umformpresse verringert
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßeinrichtung
über eine Zuführeinrichtung mit der Umformpresse verbunden ist und der Längenanschlag
einen motorischen Verstellantrieb aufweist, der mit der Meßeinrichtung unter Bildung
eines Regelkreises verbunden ist. Uber die ZufUhreinrichtung können der Meßeinrichtung
die Drahtstücke bzw.
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Preßteile automatisch zugeführt werden. Ergeben sich dabei Abweichungen
von dem in der Meßeinrichtung eingestellten Sollwert, wird der Längenanschlag durch
den motorischen Verstellantrieb in seiner Lage entsprechend geändert, so daß das
Volumen der abgeschnittenen Drahtstücke weitgehend konstant
gehalten
wird.
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Durch die automatische Regelung kann auf den Bedienungsmann der bisher
stichprobenartig die ausfallenden Preßteile geprüft hat, verzichtet werden. Außerdem
kann die Verstellung des Längenanschlages während des Betriebs der Umformpresse
erfolgen, während bisher zur Verstellung des Längenanschlages die Umformpresse angehalten
werden mußte.
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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßeinrichtung
einen oder mehrere sich an den Sollwert anschließende Neßbereiche aufweist, bei
deren Überschreiten der Längenanschlag mittels des Verstellantriebs um einen bestimmten
Weg verstellt wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Meßeinrichtung
einen sich an den Sollwert anschließenden ersten Meßbereich aufweist, der noch innerhalb
der zulässigen Toleranz liegt. Hierdurch wird der Verstellantrieb des Längenanschlags
schon angesprochen, wenn Drahtstücke oder Preßteile gemessen werden, die zwar noch
innerhalb des Toleranzbereichs liegen, aber schon einen gewissen Abstand vom Sollwert
haben.
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Ferner kann vorgesehen sein, daß die Meßeinrichtung einen sich an
den ersten Meßbereich anschließenden zweiten Meßbereich aufweist, dessen Grenzwert
mit der zulässigen Toleranzgrenze Ubereinstimmt, und daß bei dessen Uberschreitung
der Anschlag um einen größeren Weg verstellt wird als bei überschreiten des ersten
Meßbereichs. An den zweiten Meßbereich kann sich dann gemäß einem weiteren Merkmal
der Erfindung ein dritter Meßbereich
anschließen, bei dessen Uberschreiten
Teile der oder die gesamte Umformpresse stillgesetzt wird. Auf diese Weise wird
verhindert, daß bei zu voluminösen Drahtstücken die Umformpresse überlastet wird.
Damit verbunden sein kann eine Warnanlage, die mit Stillsetzung der Umformpresse
in Gang gesetzt wird.
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Es ist darüberhinaus zweckmässig, daß die Meßbereiche sowohl oberhalb
als auch unterhalb des Sollwertes entsprechend angeordnet sind.
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Alternativ zu der Regelung über Meßbereiche schlägt die Erfindung
vor, daß der Verstellantrieb mit einem analogen Meßwertumformer und -Ubertrager
verbunden ist.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Meßeinrichtung eine Aussondereinrichtung
zum Aussondern aller die Toleranzgrenze überschreitender Preßteile bzw. Drahtstücke
aufweist. Auf diese Weise werden die Drahtstücke bzw. Preßteile, die außerhalb der
Toleranzgrenze liegen, von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen.
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Die Aussondereinrichtung kann beispielsweise zwei Ausgänge aufweisen,
deren einer zu einem Ausschußbehälter od. dgl. und deren anderer zur Verarbeitung
der Preßteile führt. Dabei kann die Aussonderung beispielsweise dadurch geschehen,
daß die Aussondereinrichtung einz nach beiden Ausgängen kippbaren Meßbehälter aufweist,
dessen Kippbewegung durch die Meßeinrichtung
selbst steuerbar ist.
Auf diese Weise wird nicht nur die Volumenkonstanz geregelt, sondern auch die Trennung
der Drahtstücke bzw. Preßteile Je nach dem, ob sie unterhalb oder oberhalb der Toleranzgrenze
liegen.
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Die Erfindung sieht gemäß einem weiteren Merkmal darüberhinaus vor,
daß die Meßeinrichtung eine Sortiereinrichtung für die vermessenen und innerhalb
der Toleranz liegenden Preßteile aufweist. Auf diese Weise können schon innerhalb
der Meßeinrichtung die DrahtstUcke bzw. Preßteile entsprechend ihren Abweichungen
von dem Sollwert qualitätsmässig sortiert werden.
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Für die Ausbildung der Meßeinrichtung und das anzuwendende Prinzip
der Messung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Meßeinrichtung kann, wie bisher
üblich als Wiegeeinrichtung ausgebildet sein; es besteht jedoch auch die Möglichkeit,
sie als Längenmeßeinrichtung oder Konturenmeßeinrichtung auszubilden. Dabei dienen
die gemessenen Daten jeweils als Parameter für das Volumen des abgeschnittenen Drahtstückes
bzw.
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des Preßteils. Die Jeweiligen Messungen können dabei in bekannter
Weise erfolgen, beispielsweise elektrisch, elektronisch, optisch, mechanisch, pneumatisch
und/oder hydraulisch. Die Längenmeßeinrichtung oder Konturenmeßeinrichtung kann
darüberhinaus auch noch auftretenden Werkzeugverschleiß oder sogar Werkzeugbruch
der Umformpresse anzeigen, wenn ein oder mehrere Maße oder Konturen außerhalb des
Sollwertes liegen. Werden dabei Grenzwerte überschritten, kann ein Impuls ausgelöst
werden, der entweder ein Warnsystem einschaltet und/oder die Anlage oder
Teile
davon abschaltet. Auf diese Weise ist dem Bedienungsmann die Möglichkeit gegeben,
den Werkzeugverschleiß rechtzeitig zu erkennen und das Werkzeug zu wechseln.
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Dabei kann es zweckmässig sein, daß die Meßeinrichtung aus einer Kombination
von Wiegeeinrichtung und/der Längenmeßeinrichtung und/oder Konturenmeßeinrichtung
besteht, da die vermehrte Anzahl von Messungen genaueren Aufschluß darüber zuläßt,
wo unter Umständen Fehler in der Umformpresse liegen.
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Die Erfindung sieht fernerhin vor, daß die Zuführeinrichtung für die
selektive Entnahme aus dem Produktionsfluß ein- und auschaltbar ist. Hierdurch besteht
die Möglichkeit, daß bei hoher Stückleistung der Umformpresse oder bei relativ geringem
Durchsatzvermögen der Meßeinrichtung nur jedes X-te Teil kontrolliert wird. Stellt
die Meßeinrichtung dabei Ausschuß fest, so können sinnvollerweise alle Teile seit
dem letzten geprüften Drahtstück bzw. Preßteil bis hin zu der nächsten, innerhalb
der Toleranzgrenze liegenden Messung aussortiert werden. Die Zuführeinrichtung kann
dabei beispielsweise als Weiche oder Greifer oder Ausstosser ausgebildet sein. Die
Steuerung der Zuführeinrichtung kann durch eine Folgesteuerung oder durch ein Zählwerk
oder Zeitlaufwerk geschehen.
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Bei besonders kleinen Preßteilen kann es zweckmässig sein, daß die
Meßeinrichtung für die gleichzeitige Messung mehrerer Preßteile bzw. Drahtatücke
ausgelegt ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgeschlagen, daß
die Meßeinrichtung einen Rechner zur Steuerung des Verstellantriebs aufweist. Dieser
Rechner dient zur Speicherung der Informationen von der Meßeinrichtung.
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Hinsichtlich der Anordnung der Meßeinrichtung gibt es verschiedene
Möglichkeiten. Sie kann beispielsweise zwischen Scherstation und Umformstation angeordnet
sein oder zwischen zwei Umformstationen. Der Vorteil gegenüber einer Anordnung nach
den Umformstationen besteht darin, daß die Längenanschlagverstellung früher eingeleitet
werden kann, wodurch die Anzahl der Ausschußteile gesenkt wird. Die zusätzlichen
Einrichtungen zur Wiederzuführung der Drahtstücke bzw. Vorformpreßteile sind dann
Bestandteil der Umformmaschine.
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Die Meßeinrichtung kann in bekannter Weise mit einer Dämpfeinrichtung
kombiniert werden, um ein Aufschaukeln des Regelkreises zu vermeiden.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, daß der Verstellantrieb beispielsweise
als Elektromotor, Hydraulikmotor, Preßluftmotor, Hydraulik- oder Pneumatikzylinder
ausgebildet ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht. Sie zeigt eine Umformpresse 1 zur Herstellung von Preßteilen
aus Draht 2 oder ähnlichem Rundmaterial. Der Draht 2 wird mittels eines Einzugs
3 in die Ulforipresse 1 hineingezogen. Dabei besteht der Einzug 3 aus
vier
paarweise übereinander angeordneten Einzugscheiben, zwischen denen der Draht 2 abschnittweise
vorwärtsgetrieben wird.
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Der Draht 2 gelangt dann mit seinem jeweils vorderen Ende in die Scherstation
4. In dieser Scherstation 4 wird der Draht 2 in Drahtstücke abgeschert. Dabei wird
die Länge und damit das Volumen des abgeschnittenen Drahtstückes durch die Jeweilige
Position eines Längenanschlages 5 bestimmt, der in horizontaler Richtung mittels
eines motorischen Verstellantriebs 6 bewegbar ist. Mittels eines in senkrechter
Richtung bewegbaren Schermessers 7 wird das Drahtstück, nachdem es gegen den Längenanschlag
5 eingezogen worden ist, abgeschert.
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Das Drahtstück gelangt dann mittels hier nicht näher dargestellter
Transporteinrichtungen in die Umformstationen 8, die hier schematisch durch die
vier Umformstempel 8a, 8b, 8c und 8d dargestellt sind. In diesen Umformstationen
8 wird aus dem abgeschnittenen Draht stück ein Fertigpreßteil geformt und evenetuell
gelocht oder abgegratet.
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Unterhalb der Umformstationen 8 ist eine Zuführeinrichtung 9 angeordnet,
Diese Zuführeinrichtung 9 besteht aus zwei Rutschen 9a und 9b, von denen Jeweils
eine wechselweise über eine mittig zwischen den Rutschen 9a und 9b gelagerte Klappe
9c geschlossen werden kann.
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Wiederum unterhalb der in dieser Ansicht rechten Rutsche 9b ist ein
Förderband 10 angeordnet, das zu einem Transportbehälter 11
führt.
Mittels dieses Transportbehälters 11 werden die fertigen Preßteile zu weiter verarbeitenden
Maschinen gebracht. Es ist Jedoch auch möglich, die weiter verarbeitende Maschine
direkt an das Förderband 10 nach Art einer Fertigungstraße anzuschließen.
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Unterhalb der in dieser Ansicht linken Rutsche 9a ist eine Meßeinrichtung
12 angeordnet, die in diesem Fall aus einer Wiegeeinrichtung mit einem Wiegeteller
13 besteht. Der Wiegeteller 13 kann nach beiden Seiten gekippt werden, so daß die
auf ihm befindlichen, zu vermessenden Preßteile Je nach Kipprichtung entweder in
den Ausschußbehälter 14 oder auf das Förderband 10 rutschen. Unterhalb des Wiegetellers
13 ist ein Rechner 15 angeordnet, der über die gestrichelt dargestellte Leitung
mit dem Verstellantrieb 6 des Längenanschlages 5 verbunden ist.
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Auf diese Weise ist ein Regelkreis gebildet.
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Die Regelung zum Konstanthalten des Volumens der abgeschnittenen Drahtstücke
geschieht nun wie folgt. Die aus der letzten Umformstation 8 ausfallenden Preßteile
gelangen über die in dieser Ansicht linken Rutsche 9a in das Meßgerät 12 auf den
Meßte-ller 13.
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Dieser Meßteller 13 wird durch ein nicht gezeigtes Halteglied (Feder,
Luftzylinder od. dgl.) in der Null-Lage gehalten und wird durch das Gewicht des
Preßteil ausgelenkt. Diese Auslenkung kann optisch, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch
oder nechanisch erfaßt werden und wird dann mit dem Sollwert in den Rechner 15 verglichen.
Je nach Größe der Differenz zwischen Soll- und Istwert geschieht dann folgendes:
a)
Bei Ubereinstimmung und bei geringer Abweichung des Istwertes vom sollwert wird
das Preßteil durch Kippen (Schwenken, I)rehen, Vibrieren od. dgl.) des Wiegetellers
13 aul das För#er#anc 10 (Pfeil B) geleitet und kommt damit wieder in den Protuktionsfluß.
Im Bereich dieser geringen Abweichungen wird der Längenanschlag 5 nicht verstellt,
so daß die Regelung nicht anspricht.
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b) Weicht der Istwert stärker vom Sollwert ab, bewegt er sich Jedoch
noch innerhalb der zulässigen Toleranzen, so wird Je nach Größe der Differenz ein
entsprechend starker oder langer Impuls zum Verstellantrieb 6, der beispielsweise
als Motor oder auch als Luft- oder Hydraulikzylinder ausgebildet sein kann, des
Längenanschlags 5 gegeben, so daß die Länge des abgeschnittenen Drahtstückes entsprechend
korrigiert wird.
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Ist beispielsweise der Istwert höher als der Sollwert wird der Längenanschlag
5 so bewegt, daß die abgeschnittenen DrahtstUcke ihrer Länge nach kleiner ausfallen.
Die auf diese Weise kontrollierten Preßteile werden ebenfalls wieder auf das Förderband
10 (Pfeil b) gelegt und damit wieder dem Produktionsfluß zugeführt.
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c) Überschreitet die Abweichung des Istwertes vom Sollwert die zulässige
Toleranz, so wird der Verstellantrieb 6 des Längenanschlags 5 durch einen entsprechend
stärkeren Impuls korrigiert. Das kontrollierte Preßteil wird Jedoch nun nicht mehr
dem Produktionsfluß zugeführt, sondern durch Kippen des Wiegetellers 13 in die andere
Richtung (Pfeil A) in den Ausschußbehälter 14 befördert.
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d) Liegt der Istwert bei der Kontrolle so weit über oder unter der
zulässigen Toleranz, daß Unregelmässigkeiten im normalen Arbeits- oder Kontrollablauf
befürchtet werden müssen, dann gibt der Rechner 15 ein Signal an einzelne Teile
oder den gesamten Antrieb der Umformpresse 1, so daß diese wenigstens zum Teil stillgesetzt
wird und gleichzeitig eine Warnanlage eingeschaltet wird.
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Bei hoher Stückleistung der Umformpresse 1 und gleichzeitig relativ
geringem Durchsatzvermögen der Meßeinrichtung 12 ist es nicht möglich, sämtliche
ausfallenden Preßteile zu kontrollieren.
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Für diesen Fall weist die Zuführeinrichtung 9 die Klappe 9c auf, die
periodisch hin und her geschwenkt werden kann, f dnlj immer nur ein Teil der aus
der letzten Umformstation 8 ausfallenden Preßteile in die Meßeinrichtung 12 gelangt,
während, wenn die Klappe 9c in der gezeigten Stellung ist, die Preßteile ohne den
Umweg über die Meßeinrichtung 12 direkt auf das Förderband 10 geleitet werden. Stellt
sich bei dieser Verfahrensweise heraus, daß ein kontrolliertes Preßteil außerhalb
des Toleranzbereichs liegt, wird nicht nur das kontrollierte Preßteil, sondern auch
die nachfolgenden Preßteile solange ausgesondert, bis wiederum ein Preßteil kontrolliert
worden ist, das innerhalb der geforderten Toleranzen liegt.
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Die Meßeinrichtung 12 kann nicht nur als Wiegeeinrichtung ausgebildet
sein, sondern auch als Längenmeßeinrichtung ouer Konturenmeßeinrichtung. Mit der
Längenmeßeinrichtung können verschiedene Länganmaßs, beispielsweise Durchmesser
od. dgl.
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gemessen werden, während mit der Konturenmeßeinrichtung ein
bestimmter
Verlauf der Kontur des Preßteils ermittelt werden kann. Insbesondere mit den letztgenannten
Meßeinrichtungen ist eine Uberwachung des Werkzeugverschleisses möglich. Dies kann
beispielsweise dadurch geschehen, daß bei Uberschreiten bestimmter Grenzwerte beispielsweise
eine Warnblinkanlage betätigt wird, die dem Bedienungsmann anzeigt, daß das Werkzeug,
beispielsweise die Matrize, soweit verschlissen ist, daß es ausgewechselt werden
muß.
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Natürlich ist es auch möglich, in der Meßeinrichtung zwei verschiedene
Arten von Meßeinrichtungen zu kombinierten.
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Die Übertragung der Meßwerte und Impulse innerhalb des Regelkreises
kann sowohl elektrisch, als auch mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen.
Es kann auch eine Kombination dieser Möglichkeiten vorgesehen sein.
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Schließlich besteht die Möglichkeit, mit Hilfe der Wiege- oder Längenmeßeinrichtung
die Preßteile innerhalb der zulässigen Toleranzen gewichts- oder abmessungsmässig
zu sortieren und über verschiedene Bänder der Weiterverarbeitung zuzuführen.