DE2905803A1

DE2905803A1 - Automatische messerpositioniereinrichtung fuer eine gruppen-streifenschneidmaschine

Info

Publication number: DE2905803A1
Application number: DE19792905803
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Muramatu; Risaburo Yamashita
Original assignee: Sumikura Industrial Co Ltd
Current assignee: Sumikura Industrial Co Ltd
Priority date: 1978-02-15
Filing date: 1979-02-15
Publication date: 1979-08-16
Also published as: US4252044A; DE2905803C2; JPS54108989A

Description

29Q5803

1A-2734

SUMIKURA INDUSTRIAL COMPANY LTD., Tokyo, Japan

Automatische Messerpositioniereinrichtung für eine Gruppen-Streifenschneidmaschine

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Die Erfindung betrifft eine automatische Messerpositioniereinrichtung für eine Gruppen-Streifenschneidmaschine. Maschinen dieser Art dienen dem Zerschneiden von Platten aus Stahl, Aluminium, Kupfer oder Legierungen derselben in Längsstreifen.

Bei herkömmlichen Gruppen-Streifenschneidmaschinen müssen häufig die Abstände zwischen den Messern geändert werden. Diese Abstände werden entsprechend den Schnittfaktoren wie Breite des zu schneidenden Streifens, Plattendicke, Material usw. festgelegt. Sodann werden diese Abstände durch Auswahl von Messern und Abstandselementen bestimmter Abmessungen eingestellt, und zwar durch nacheinander folgendes Aufschieben derselben auf eine Welle. Auf diese Weise werden Obere und untere Messergruppen gebildet. Bei jeder Änderung eines oder mehrerer der genannten Faktoren müssen die Messergruppen auseinandergebaut werden und mit anderen Abstandselementen wieder zusammengebaut werden. Ferner muß berücksichtigt werden, daß eine große Anzahl von Kombinationen von Schnittbreiten und Streifenanzahl möglich ist. Daher ist eine große Anzahl von Abstandselementen erforderlich. Diese müssen gelagert werden und diese Lagerhaltung erfordert erhebliche Kosten und erhebliche Arbeit. Häufig sind die Schnittfaktoren (Schnittbreite, Anzahl der Streifen usw) bei jedem einzelnen Blechwickel unterschiedlich. Es kommt daher häufig vor, daß der Zusammenbau der Schneidmesser und Abstandselemente nicht während des Zerschneidens des vorhergehenden Blechwickels zu Ende gebracht werden kann, da die Blechwickel mit immer größeren Geschwindigkeiten geschnitten werden. Man kann gesonderte Ständer zur Vorbereitung der Messergruppen vorsehen und dann die Messergruppen austauschen. Es ist jedoch erwünscht, derartige zusätzliche Einrichtungen zu eliminieren.

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- -a- if

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man jedes einzelnen Schneidmesser an einem gesonderten Messerkopf befestigt. Die Messerköpfe sind seitlich und vertikal um gewünschte Abstände verschiebbar. Auf diese Weise sind die Schneidmesser positionierbar. Erfindungsgemäß wird eine Gruppen-Streifenschneidmaschine geschaffen, bei der Messereinbau- und -ausbau-Vorgänge (Messeraustauschvorgänge) völlig entfallen,

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Gruppen-Schneidmaschine ;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2;

Fig. 5 eine vergrößerte Vorderansicht eines oberen und unteren Messers in Eingriffsposition und

Fig. 6 ein Blockschaltbild der Schaltung zur Einstellung der Geschwindigkeit der einzelnen Messerköpfe.

Die Gruppen-Schneidvorrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt einen oberen Rahmen 1, Seitenrahmen 3 und 4 und eine Basis 2, obere Schienen 7 und 8 und untere Schienen 9 und 10. Messerköpfe 11-1 bis 11-5 sind verschiebbar an den oberen Schienen 7 und 8 gelagert, so daß sie in Richtung der Breite der zerschneidenden Platte verschiebbar sind. Ferner sind Messerköpfe 12-1 bis 12-5 verschiebbar auf den unteren Schienen 9 und 10 gelagert, so daß sie ebenfalls in Richtung der Plattenbreite verschiebbar sind. Die Messerköpfe können in den gewünschten Positionen dadurch positioniert werden, daß man Schraubenspindeln 13 bis 20 durch Motoren (Impulsmotoren oder Motoren mit einem Tachogenerator), welche an den Rahmen 3 bzw. 4

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befestigt sind, antreibt. Jedem Messerkopf ist eine Schraubenspindel zugeordnet. Die Schraubenspindel 13, welche den Messerkopf 11-2 antreibt, erstreckt sich lose mit einem ausreichenden Abstand durch den Messerkopf 11-1 hindurch, so daß sie nicht am Messerkopf 11-1 angreift. Eine ähnliche Anordnung ist bei den Schraubenspindeln 15, 17 und 19 vorgesehen.

Ferner ist ein Mechanismus vorgesehen, welcher die Drehung eines externen Antriebs 5 über eine Kupplung 6 und über sich durch die Messerköpfe erstreckende Keilwellen 25 und 26 auf Messerwellen überträgt. Die Drehbewegung des Motors 5 wird gemäß Fig. 4 von einer Zahnradwelle 30, welche auf der Keilwelle 25 sitzt, auf eine Zahnradwelle 31 übertragen. Auf einem Ende der Zahnradwelle 31 sitzt eine Riemenscheibe 32. Auf diese Riemenscheibe 32 wird die Drehbewegung über einen Riemen 53 auf eine Riemenscheibe 34 übertragen, welche mit Preßsitz auf der Messerwelle 33 sitzt. Letztere ist durch hochpräzise Lager 38 und 39 (Fig. 3) in einem Gehäuse 40 drehbar gelagert. Ein Messer 35 ist zusammen mit einem Ring 37, welcher durch einen Gummiring 39 umgeben ist, an einen Flansch 36 der Messerwelle 33 angeschraubt und dient der Schneidbearbeitung einer Platte. Beide Enden des Gehäuses in dem die Messerwelle 33 drehbar gelagert ist, sind derart ausgebildet, daß das Gehäuse vertikal verschiebbar im Messerkopf angeordnet ist. Eine Mutter 41 wirkt mit einer Schraubenspindel 42 zusammen und ist fest am Gehäuse 40 befestigt. Durch Drehung der Schraubenspindel 4 2 ist das Gehäuse in vertikaler Richtung verschiebbar. Die Schraubenspindel 42 wird durch Motoren 21 oder 22 über Zahnräder 45 und 4 3 gedreht.

Im folgenden soll die Arbeitsweise dieser Ausführungsform beschrieben werden.

Zur Positionierung der Messerköpfe werden zunächst die Gehäuse, in denen die Messerwellen gelagert sind, in den Messerköpfen

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11-1 bis 11-5 mit Hilfe des Motors 21 aufwärts bewegt und zwar von einer Arbeitsposition zu einer vorbestimmten oberen Position. Andererseits werden die Gehäuse, welche die Messerwellen in den Messerköpfen 12-1 bis 12-5 lagern durch Motoren 22 von der Arbeitsposition bis zu einer vorbestimmten unteren Position abgesenkt. Diese unteren und oberen Positionen werden als Nullpunkte der Mittelwellen angesehen. Die Messerköpfe 11-1, 11-2, 12-1 und 12-2 werden sodann gemäß Fig. 1 in vorbestimmte linke Endpositionen gebracht und die Messerköpfe 11-4, 11-5, 12-4 und 12-5 werden in vorbestimmte rechte Endpositionen gebracht. Diese Endpositionen werden als Nullpunkte der Messerköpfe angesehen. Nach diesen vorbereitenden Betätigungen, d. h. nach den Rückfahrbewegungen bis zum Nullpunkt beginnt die Messerpositionierung.

Die Abstände zwischen den Schneidmessern werden durch vorgegebene Schnittfaktoren, z. B. Schnittbreite, Anzahl der zu schneidenden Streifen, Plattendicke usw. bestimmt. Sodann werden Eingangsimpulse entsprechend den erforderlichen zeitlichen Bewegungen festgelegt. Die Festlegung des erforderlichen Betrages der seitlichen Bewegung wird folgendermaßen vorgenommen: Wenn der Kopf 11-1 von seiner Null-Position um 10 mm nach rechts bewegt wird, so muß der Kopf 11-2 aus dieser Position um einen Verschiebungsbetrag X + α mm weiter nach rechts verschoben werden, wobei X die Schnittbreite bedeutet und wobei α einen adäquaten Abstand oder ein adäquates Spiel für X bedeutet. Der Betrag der Verschiebung wird durch die Anzahl der Impulse festgelegt.

In Bezug auf den Kopf 12-1 werden Impulse entsprechend einer Verschiebung von 10 + α mm festgelegt und in Bezug auf den Kopf 12-2 werden Impulse entsprechend einer von dieser Stelle um einen Betrag von X + α mm weiter nach rechts erfolgenden Verschiebung festgelegt. In ähnlicher Weise werden für die Köpfe 11-4 und 12-4 bzw. 11-5 und 12-5 Eingangsimpulse entsprechend den erforderlichen Verschiebungen festgelegt. Zur Erzielung der erforderlichen Schnitt-Tiefe, welche der Plattendicke entspricht, wird eine Anzahl von Impulsen, welche der Schnitt-Tiefe entspricht, für die Motoren für die

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vertikale Verschiebung festgelegt. Nach beendeter Festlegung der Impulszahlen wird ein Startschalter betätigt und jeder Motor wird mit einer Anzahl von Umdrehungen betätigt, welche der Anzahl der Eingangsimpulse entspricht und jeder Kopf und jede Messerwelle wird seitlich oder vertikal bewegt, so daß die Messer an gewünschten Stellen positioniert werden.

Der Angriff des oberen und unteren Messers aneinander zum Zwecke der Zerschneidung einer Platte ist in Fig. 5 dargestellt. Der Überlappungsbetrag R der oberen und unteren Schneidkanten wird entsprechend der Dicke der zu zerschneidenden Platte eingestellt, und zwar jeweils bei Änderung der Plattendicke.

Sobald die relativen Eingriffspositionen der oberen und unteren Schneidmesser entsprechend der Dicke der zu zerschneidenden Platte eingestellt sind, erfolgt die vorbeschriebene Anordnung der Messerköpfe entsprechend der erwünschten Schnittbreite gleichzeitig auf folgende Weise:

Jeder Messerkopf wird in horizontaler Richtung bewegt, und zwar mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Es wird jedoch Sorge dafür getragen, daß die oberen und unteren Schneidkanten sich nicht berühren, z. B. durch eine unterschiedlich rasche Bewegung der beiden Messer. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Schneidmesser miteinander in Berührung kommen und beschädigt werden.

Im folgenden soll die Schaltung zur Einstellung der jeweiligen Geschwindigkeiten der einzelnen Messerköpfe anhand der Fig. erläutert werden. Die Messerköpfe 11-3 und 12-3 sind feststehend ausgebildet. Die oberen Messerköpfe 11-1, 11-2, 11-4 und 11-5 sowie die unteren Messerköpfe 12-1, 12-2, 12-4 und 12-5 sind in horizontaler Richtung hin- und herbewegbar, und zwar durch Gleichstrommotoren 47-1, 47-2, 47-4, 47-5 sowie 48-1, 48-2, 48-4, 48-5. Jeder dieser Motoren ist mit einer Spannungssteuereinrichtung 50-1, 50-2, 50-4, 50-5 bzw. 51-1, 51-2, 52-4, 51-5 verbunden, welche in einer Steuerbox 49 für die Motorspannung untergebracht sind. Die Spannungen für die einzelnen Motoren werden unabhängig und unterschiedlich

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eingestellt, so daß unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten der Messerköpfe resultieren.

Es soll nun angenommen werden, daß die Kanten der oberen und unteren Messer einander zugeordneter Messerköpfe derart eingestellt sind, daß sie gemäß Fig. 6 miteinander zusammenwirken. Selbst bei gleichzeitiger Bewegung der Messerköpfe in X-Richtung und Y-Richtung kann verhindert werden, daß sie aneinander anstoßen und beschädigt werden. Dies gelingt durch Festlegung der Geschwindigkeit der Bewegung der einzelnen Messerköpfe nach folgendem Schema:

Bewegung vom Null-Punkt in X-Richtung

^V11-2>^V12-2>^V12-1> ^V11-1 ⁽¹⁾

ewegung vom Null-Punkt in Y-Richtung

^V12-1> ^V11-4> ^V11-5> ^V12-5 ⁽²⁾

Die Bewegungen in den Null-Punkten werden jeweils in umgekehrter Weise nach obigen Beziehungen ausgeführt:

^V11-1 ' ^V12-1 ' ^V12-2^ ^V11-2 (3)

^V12-5> ^V11-5 > ^V11-4 > ^V12-1 (4).

Bei der Änderung der Schnittbreite ( Breite des geschnittenen Streifens) während des Betriebs werden jedoch die einzelnen Messerköpfe nicht zum rechten bzw. linken Null-Punkt zurückbewegt. Vielmehr werden die gewünschten Positionen dadurch eingestellt, daß man Breitenänderungsbewegungen gemäß den Beziehungen (1) bis (4) ausführt, und zwar je nachdem, ob die gewünschte einzustellende Position im Vergleich zur derzeitigen Position zur Nullpunkt-Seite oder zur X-Seite oder Y-Seite verschoben ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfaßt die Gruppen-Schneidvorrichtung fünf Messerkopfsätze. Es können

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natürlich auch Gruppen-Schneidvorrichtungen mit einer anderen Zahl von Messerkopfsätzen vorgesehen sein, z. B. mit 3, 4, 6 oder 7 Sätzen.Wenn eine Gruppen-Schneidvorrichtung mit 5 Sätzen von Messerköpfen verwendet wird, um zwei Streifen durch drei Schnitte zu schneiden, so werden die überzähligen Messerköpfe oberhalb oder unterhalb der Arbeitsebene gehalten, so daß ihre Messer die zu zerschneidende Platte nicht berühren, während diese geschnitten wird. Daher kann eine Gruppenschneidvorrichtung oder eine Gruppenschervorrichtung mit fünf Schneidköpfen oder Scherköpfen verschiedenste Schneidarbeiten ausführen (einschließlich der Kantenbeschneidung) und z. B. zwei Streifen schneiden oder drei Streifen oder vier Streifen (mit fünf Schnitten).

Mit vorliegender Erfindung können die Schneidmesser auf äußerst einfache Weise positioniert werden. Es ist lediglich erforderlich, Impulse entsprechend den Schnittfaktoren, wie Schnittbreite, Plattendicke, Anzahl der Streifen usw. einzugeben. Es ist nicht mehr erforderlich, wie bei herkömmlichen Schneidvorrichtungen, umständliche Justierungen vorzunehmen, bei denen die Schneidmesser und Abstandselemente auf Messerwellen oder auf Vorbereitungsvorrichtungen zusammengesetzt werden müssen, wenn die Schnittbreite, die Anzahl der Streifen oder dgl. verändert wird. Früher erforderte diese Umrüstung der Schneidvorrichtung mehrere Facharbeiter sowie einen erheblichen Zeitaufwand. Es ist nun möglich, die gleiche Arbeit innerhalb Minuten von einer einzigen Bedienungsperson ausführen zu lassen. Darüber hinaus ergeben sich erhebliche Vorteile durch Eliminierung von Lagerraum und Zeitaufwand für die Lagerung und Wartung einer großen Anzahl von Messern und Abstandselementen. Mit vorliegender Erfindung wird die Schneidmesserumrüstungszeit, welche bei herkömmlichen Vorrichtungen etwa 30 min betrug, auf nur wenige Minuten verkürzt. Daher wird die Produktivität erheblich gesteigert. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Schneidzeit für eine Blechrolle kürzer ist als die bei herkömmlichen Vorrichtungen erforderliche Umrüstungszeit. Bei Verbindung der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung

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mit einem Computer muß man zur Positionierung der Schneidmesser lediglich Faktoren, wie Anzahl der Schnitte, Schnittbreite, Plattendicke usw. eingeben. Es wird somit durch die vorliegende Erfindung, welche die automatische Positionierung der Messer bei Streifenschneidevorrichtungen betrifft, ein erheblicher Beitrag zur Vollautomatisierung herkömmlicher Streifenschneidanlagen geleistet.

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L e e r s e i t e

Claims

2305803 PATENTANSPRÜCHE

1.1 Automatische Messerpositoniereinrichtung für eine

uppen-Streifenschneidmaschine, gekennzeichnet durch einen oberen Rahmen (1) an dessen Unterseite Schienen (7,8) befestigt sind; eine Basis (2) an deren Oberseite Schienen (9,10) befestigt sind;

Messerköpfe (11-1 bis 11-5), welche verschiebbar an den Schienen (7,8) des oberen Rahmens (1) aufgehängt sind; Messerköpfe (12-1 bis 12-5), welche verschiebbar auf den Schienen (9,10) der Basis (2) gelagert sind; wobei jeder Messerkopf (11-1 bis 11-5; 12-1 bis 12-5) ein vertikal verschiebbares Gehäuse (40) für die Lagerung der Messerwellen (33) umfaßt und wobei Keilwellen (25, 26) zum Antrieb der Messerwellen (33) vorgesehen sind und wobei die Antriebskraft für jeden Messerkopf von der Keilwelle (25,26) über Zahnräder (30,31), Riemenscheiben (32,34) und Treibriemen auf die Messerwellen (33) übertragen wird.

2. Messerpositoniereinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von oberen und unteren miteinander zusammenwirkenden Messerköpfen (11-1 bis 11-5 bzw. 12-1 bis 12-5), welche simultan in horizontaler Richtung bewegbar sind, wobei für die einzelnen Messerköpfe die Horizontalbewegungsgeschwindigkeit gesondert festlegbar ist, derart, daß das in Bewegungsrichtung vorne gelegene Messer rascher bewegt wird als das in Bewegungsrichtung in einer rückwärtigeren Position gelegene Messer.

3. Messerpositioniereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum horizontalen Antrieb der Messerköpfe und zum vertikalen Antrieb der der Lagerung der Messerwellen dienenden Gehäuse.

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ORIGINAL INSPECTHS