DE3245317A1

DE3245317A1 - Hubbalkenmanipulator fuer gesenkschmiedepressen u. dgl.

Info

Publication number: DE3245317A1
Application number: DE19823245317
Authority: DE
Inventors: Eberhard 5090 Leverkusen Werner
Original assignee: Eumuco AG fuer Maschinenbau
Current assignee: Eumuco AG fuer Maschinenbau
Priority date: 1982-12-08
Filing date: 1982-12-08
Publication date: 1984-06-14
Also published as: IT8323612A0; GB8326632D0; FR2537468B1; DE3245317C2; JPH0242017B2; US4604021A; GB2131376A; IT1169675B; GB2131376B; JPS59156533A; FR2537468A1

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD j)S*«mD.-^: -iUES--^: VONKREISLER KELLER SELTING WERNER 324 5317

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Setting, Köln P32453175 ^^r' ^ Werner, Köln

7.12.1982 Sch/Sd

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÜLN 1

Eumuco Aktiengesellschaft für Maschinenbau, Josefstraße 10, 5090 Leverkusen 1

Hubbalkenmanipulator für Gesenkschmiedepressen u.dgl.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hubbalkenmanipulator für Gesenkschraiedepressen u.dgl., mit dem die Werkstücke von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation durch Heben, Weitersetzen und Senken transportiert werden, und bei dem der Hubbalken einen der Anzahl der Bearbeitungsstationen entsprechende Anzahl zu betätigende Greifer besitzenden und vor- und rückwärts bewegbaren Träger aufweist, wobei eine Blas- und Sprühvorrichtung für die Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen ist»

Da beim Schmieden mit Grat nur jede zweite Bearbeitungsstation belegt wird, um ausreichend Zeit für das Reinigen und Kühlen der Schmiedegesenke zu haben, ist eine Steuer-

Telefon: (0221) 131041 ■ Telex: 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent Köln

einrichtung für den Hubbalken vorgeschlagen, durch die die Greifer des Trägers bei dem Transportschritt von einer Bearbeitungsstation zur nächsten eine von den Bearbeitungsstationen nach vorn verlegte Bewegung (Greiferrückzug) ausführen. Bei einem solchen Transport verlassen die Werkstücke, nachdem sie aus den Werkzeugen herausgehoben sind, die Pressenmitte nach vorn und werden außerhalb des Werkzeugraumes von einer Bearbeitungsstation zur anderen gebracht. Durch dieses Freiwerden der Werkzeuge von den Werkstücken wird ausreichend Raum und auch Zeit für das Reinigen und Schmieren, d.h. Kühlen, der Werkzeuge geschaffen. Dies ermöglicht eine Bearbeitung der Werkstücke bei Belegung jeder Bearbeitungsstation, wobei während des Pressenhubes alle Werkzeuge mit einem Schmiedeteil belegt sind.

Durch den Greiferrückzug während des Transportes der Werkstücke von Station zu Station ist die Möglichkeit gegeben, einen Sprühbalken in den Pressenraum, d.h. den Gesenkraum, einzufahren und die Werkzeuge, z.B. die Gesenke, gezielt und zuverlässig auszublasen und zu besprühen. Bei Belegung jeder Bearbeitungsstation läßt sich die Stückleistung der Gesenkschmiedepresse u.dgl. erheblich erhöhen.

Zur Belegung jeder Bearbeitungsstation mit Werkstücken unter ausreichender Reinigung und Schmierung der Werkzeuge hat man ein Steuergehäuse mit einer angetriebenen Achse vorgesehen, die mit Kurvenpaaren für den Transportvorgang wie Heben und Senken, Durchführung des Bewegungsschrittes und den Rücklauf der Greifer mit zugehörigem Gestänge ausgerüstet ist. Dabei wirkt das Gestänge des Kurvenpaares für den Rückzug auf einen Hydraulikzylinder, der mit einem Hydraulikzylinder für die Vor- und Rückbewegung des Greiferträgers hydraulisch gekoppelt ist. Dadurch ergibt sich ein Zwanglauf für die Bewegung des Hubbalkens in den drei Achsen. Bei der kurvengesteuerten Ausbildung des Hubbalken-

manipulators lassen sich Veränderungen bei dem Transportweg nur durch Einsatz anderer Kurvenscheiben erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Hubbalkenmanipulator mit der Möglichkeit der Belegung jeder Bearbeitungsstation mit Werkstücken unter ausreichender Reinigung und Schmierung der Werkzeuge so zu gestalten, daß die Steuerungsbewegungen für den die Greifer aufweisenden Träger schnell und leicht veränderbar sind. Die Erfindung zeichnet sich hierzu dadurch aus, daß für jede Bewegung des Trägers in den drei Achsen ein Transportschlitten mit Einzelantriebsvorrichtung vorgesehen ist, und daß als zentrale Steuervorrichtung ein Endschaltergetriebe vorgesehen ist.

Durch eine solche Ausbildung des Hubbalkenmanipulators lassen sich die Steuerungsbewegungen leicht verändern und man ist an sich ändernde Aufgabenstellungen besser anpassungsfähig. Es ist die Möglichkeit gegeben, ohne großen Aufwand die Form der Transportkurve verändern zu können.'Dies be-

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deutet, daß man für die Gestaltung der Bewegungen des Hub-

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balkenmanipulators eine erhebliche Freizügigkeit gewinnt, so daß der Hubbalkenmanipulator flexibel eingesetzt werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dient als Einzelantrieb ein hydraulischer Drehkolbenmotor mit einer einen Schwenkwinkel von 180° ausführenden Kurbel mit Verbindungsstange. Die Kurbel und/oder die Verbindungsstange sind bevorzugt jeweils längenveränderbar ausgebildet. Dadurch läßt sich nach Bedarf, z.B. durch Änderung der Verbindungsstange zwischen dem Transportschlitten und der Kurbel des Drehkolbenmotors, die Hublage des jeweiligen Transportschlittens ändern. Durch eine zusätzliche Veränderung des

Kurbelradius läßt sich mit relativ geringem Aufwand auch der Transportschritt in der jeweiligen Achse ändern. Da-¹-rüber hinaus läßt sich durch eine geeignete Wahl der Ansteuerungspunkt für den Beginn der Bewegung in den jeweiligen Achsen- der Transportkurve bei Bedarf ändern. Es ergeben sich also viele Möglichkeiten für die Änderung der Transportbewegung der Greifer bzw. des Greiferträgers, auf verhältnismäßig sehr einfache Weise.

Als Endschalterge^vtriebe dient gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Nockenschaltwerk mit einem Motor mit veränderlicher Drehzahl, wobei die Umlaufzeit des Hubbalkenmanipulators der Umlaufzeit des Endschaltergetriebes entspricht. Durch ein solches kontinuierlich umlaufendes Endschaltergetrie.be wird einerseits im Prinzip der Verlauf der Transportkurve bestimmt. Andererseits wird je nach vorgewählter Drehzahl des Endschaltergetriebes die Anzahl der Manipulatorumläufe je Zeiteinheit festgelegt. Durch Veränderung der Umlaufzeit des Endschaltergetriebes läßt sich die Umlaufzeit des Hubbalkenmanipulators verändern. Zweckmäßig besitzt das Nockenschaltwerk Schaltwalzen mit Signalgliedern, die über eine elektronische Schaltapparatur und Steuerleitungen mit den Steuerschiebern der Drehkolbenmotoren in Verbindung stehen.

Vorteilhaft sind die jeweiligen Transportorgane in einer doppelten Säulenführung gelagert, was die Führung dieser Organe einfach und zuverlässig gestaltet.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt den Hubbalkenmanipulator gemäß der Erfindung im Schaubild und im Schema.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht zum Teil im Schnitt des Hubbalkenmanipulators der Fig. 1, schematisch.

Fig. 3 veranschaulicht'die Transportbewegung der Greifer bzw. des Greiferträgers im Schema.

Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform der zentralen Steuervorrichtung für die Bewegungen des Hubbalkens mit den drei Achsen, im Schema.

Der Hubbalkenmanipulator 1 wird vor oder hinter einer Gesenkschmiedepresse, Schmiedemaschine od.dgl. aufgestellt und so mit dem Boden verbunden, daß er, z.B. zum Gesenkwechsel od. dgl., wegbewegt werden kann. Er hat keine mechanischen Verbindungen zur Presse od.dgl. Die Presse 2, die schematisch angedeutet ist, weist eine Reihe von Werkzeugen 3, z.B. Gesenke, in Nebeneinanderanordnung auf, die auf einer Basisplatte 4 befestigt sind. Das zum automatischen Schmieden erwärmte Ausgangsmaterial wird durch eine (nicht gezeichnete) Einlegevorrichtung in das erste Gesenk 3 der,Gesenkreihe gelegt. Der Weitertransport erfolgt automatisch durch den Hubbalkenmanipulator. Die fertig geschmiedeten Teile werden in der letzten Operation, z.B. nach unten, ausgegrätet. Der Grat wird durch eine gesonderte Einrichtung aus einem Abgratwerkzeug entfernt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist auf der Rückseite der Presse eine Blas- und Sprühvorrichtung 5 zum Reinigen und Kühlen der Werkzeuge verschiebbar angeordnet.

Auf einem Träger 7 ist eine Anzahl von Greifern 8 zum Fassen und Transportieren der Werkstücke angebracht, die von Haltern 9 getragen werden, in welchen ein Mechanismus zum Bewegen der Arme der Greifer 8 und auch zur Drehung derselben um ihre Längsachse untergebracht ist. Ein solcher Mechanismus ist bekannt.

BAD ORIGINAL

Jeder Greifer 8 bzw. der Greiferträger 7 beschreibt den in Fig. 4 dargestellten Kurvenweg 11. Ausgehend von der Stellung der Greifer in Gesenkmitte und Pressenmitte nach den Linien 12 und 13 werden die Greifer 8 zunächst geschlossen, führen den Vertikalhub 14 aus und gehen sodann in den Greiferrückzug 15 über, um danach den Schritt 16 bis zur nächsten Werkzeugmitte auszuführen. Alsdann erfolgt die Rückbewegung 17 und das Absenken 18 um die gleiche Höhe .14 wie beim Vertikalhub über der Mitte des nächsten Werkzeuges und in Pressenmitte. Nach öffnen und Abgabe des Werkstückes beginnen die Greifer den Rücklaufweg 19 und führen den Rückweg 20 des Schrittes 16 entlang der Linie 21 aus. Während des Greiferrücklaufes wird im Bereich der Weglänge 20 der Pressenhub ausgelöst. Sodann bewegen sich die Greifer auf dem Weg 21 zur Gesenkmitte und Pressenmitte. Im Verlauf des vollständigen Bewegungsspiels haben die Greifer 8 bzw. der Greiferträger 7 sich dem Bahnkurvenverlauf 11 entsprechend, einerseits mit Werkstück längs des Weges 15, 16 17 und andererseits ohne Werkstück auf dem Wege 19, 20, 21, aus dem Werkzeugraum entfernt und sind dementsprechend wieder auf die Pressenmitte zurückgefahren. Im Bereich des mit Schraffur 22 versehenen Kurventeils 15, 16,17, d.h. der nach vorn verlegten Schrittbewegung des Greiferrückzuges, befinden sich die Greifer mit Werkstück außerhalb des Pressenraumes, so daß in dem Pressenraum, d.h. zur Pressenmitte, die Blas- und Sprühvorrichtung 5 bewegt wird und ihre ■ Funktion aufnehmen kann, was im schraffierten Bereich 22 der Hub- und Bewegungskurve 11 geschieht. Der Greiferrückzug auf dem Weg des Bewegungsschrittes 16 ermöglicht dies.

Hierbei kann der Greiferrückzug mehr oder weniger groß gehalten werden. Eine gegebenenfalls erforderliche Drehung des Werkstückes in den Haltern 9 erfolgt während der Greiferrückzugbewegung 15, 16, 17 bis zur nächsten Bearbeitungsstation außerhalb der Pressenmitte.

Für die zum Transport eines Werkstückes erforderlichen Bewegungen des Greiferträgers 7 in der X-, Y- und Z-Achse sind getrennt steuerbare Transportorgane für jede Bewegungsachse vorgesehen. Für die Bewegung in der X-Achse dient der Transportschlitten 40, in der Y-Achse der Transportschlitten 41 und in der Z-Achse der Transportschlitten 42. Die Transportschlitten 4 0 und 41 bestehen jeweils aus zwei parallel geführten Säulen, die jeweils in den Säulenführungen 43, 44 gelagert sind. Der Transportschlitten 42 gleitet längs der Säulen 47, die mittels der Lagerböcke 4 6 in dem Gehäuse 24 ortsfest gelagert sind. Der auf den Säulen 47 verschiebbare Schlitten 42 trägt die Säulenführung 44 für die in Höhenrichtung verschiebbaren Säulen 41, die ihrerseits mit der Säulenführung 43 verbunden sind. Zum Verschieben der jeweiligen Säulen bzw. Säulenführungen dienen Einzelantriebsvorrichtungen 48, 49, 50. Diese bestehen bevorzugt aus hydraulischen Drehkolbenmotoren 51, 52 und 53, die je mittels einer Kurbel 54, 55 und 56 sowie einer Verbindungsstange 57, 58 und 59 mit den zu verschiebenden Teilen 42, 41 und 7 verbunden sind. Die Kurbeln führen jeweils einen Schwenkwinkel von 180° und zurück aus. Durch diese Antriebsform entsteht ein sinusförmiger Geschwindigkeitsverlauf , der bei Beginn der Bewegung mit der Geschwindigkeit ν = 0 beginnt und demzufolge am Ende der Bewegung ebenfalls mit der Geschwindigkeit ν = 0 endet. Es ist auf diese Art und Weise möglich, relativ große Massen in einer kurzen Zeit von einem Ort zum anderen zu bewegen, ohne daß hierfür besondere Vorkehrungen in bezug auf Regelung getroffen werden müßten. Die Kurbeln und/oder die Verbindungsstangen sind zweckmäßig jeweils längenveränderbar ausgebildet. Durch Verstellung der Länge der Verbindungsstange zwischen dem Schlitten und der Kurbel des Drehkolbenmotors läßt sich die Hublage des jeweiligen Transportschlittens ändern. Durch eine zusätzliche Veränderung des Kurbelradius

läßt sich der Transportschritt in der jeweiligen Achse ändern. Darüber hinaus läßt sich durch eine geeignete Wahl der Ansteuerungspunkte für den Beginn der Bewegung in den jeweiligen Achsen die Transportkurve bei Bedarf ändern.

Es ist zweckmäßig, daß für die Vertikalbewegung, d.h. die Bewegung in der Y-Achse, ein Gewichtsausgleich zur Entlastung des Drehkolbenmotors eingesetzt wird. Ein solcher Gewichtsausgleich ist vorteilhaft pneumatischer oder hydraulischer Art und kann aus einer Kolben-Zylinder-Einheit 60 bestehen, die an dem Schlitten 42 angelenkt ist, wobei die Kolbenstange 61 mit einer an den Säulen 41 befestigten Lasche 62 gelenkig angreift, mit der auch die Verbindungsstange 58 des Drehkolbenmotors 52 gelenkig verbunden ist.

Die Säulen der Transportorgane bestehen vorteilhaft aus dünnwandigen Rohren und ergeben ein geringes Gewicht bei hoher Steifigkeit. Die Säulenpaare können durch Balgen aus elastischem Material oder auch aus Metall abgedeckt sein. Die Einzelantriebsvorrichtungen können auch pneumatischer oder elektrischer Art sein. Als Antriebselement für die Transportschlitten in den einzelnen Transportachsen ist der Drehkolbenmotor von. besonderem Vorzug.

Fig. 4 zeigt eine Übersicht der Steuerung der einzelnen Antriebsvorrichtungen, die bei der bevorzugten Ausführungsform aus den Drehkolbenmotoren 51, 52, 53 bestehen. Jedem hydraulisch angetriebenen Drehkolbenmotor ist ein Steuerschieber 25, 26, 27 zugeordnet, wobei die Speisung durch eine gemeinsame Pumpe 28 erfolgt, die von dem Motor 2 9 angetrieben wird. Mit 30 ist ein Sicherheitsventil und mit 31 ein Behälter für die Hydraulikflüssigkeit bezeichnet.

Das Endschaltorgetriebe 32 weist ein Nockenschaltwerk 33 auf, das von einem Getriebemotor 34 mit veränderlicher

λλ

-V-

Drehzahl angetrieben wird. In dem Endschaltergetriebe 32 ist eine bestimmte Anzahl von Signalgliedern 35 untergebracht, wobei im Prinzip zu jedem Drehkolbenmotor zwei Signalglieder gehören. Das vom Nockenschaltwerk bzw. von den Schaltwalzen desselben ausgehende Signal gelangt über die Steuerleitung 37 zu einer elektronischen Schaltapparatur 36. Die Ausgangssignale von dieser Apparatur werden an den betreffenden Steuerschieber 25, 26, 27 zur Betätigung des Drehkolbenmotors 51, 52, 53 weitergegeben.

Zur entsprechenden Betätigung des Manipulators wird der Getriebemotor 34 zum Antrieb des Endschaltergetriebes 32 eingeschaltet. Die Schaltwalzen des Nockenschaltwerkes 33 werden somit in eine Drehbewegung versetzt. Im Verlauf der Drehbewegungen kommt es zur Betätigung der jeweiligen Signalglieder 35, die wiederum zur Ansteuerung der entsprechenden Steuerventile 25, 26, 27 der Hydraulik führen. Hierbei gelangt das vom Nockenschaltwerk ausgehende Signal in die elektronische Apparatur 36, wird dort verarbeitet und in Form eines Ausgangssignals an einen oder mehrere Steuerschieber 25, 26, 27 zur Betätigung des zugehörigen Drehkolbenmotors über die entsprechenden Steuerleitungen 38 weitergeleitet. Je nach dem gewünschten Verlauf der Hubkurve des Manipulators werden die einzelnen Drehkolbenmotoren in einer bestimmten Reihenfolge eingeschaltet, so daß eine entsprechende Bewegung in den einzelnen Achsen des Hubbalkenmanipulators ausgeführt wird. Vorzugsweise ist ein kompletter Umlauf in dem Endschaltergetriebe identisch mit einem kompletten Umlauf des Hubbalkenmanipulators auf der Hubkurve. Da der Getriebemotor 34 des Endschaltergetriebes 32 in seiner Drehzahl verändert werden kann, kann diese Änderung von einem Steuerpult aus vorgewählt werden. So wie sich die Drehzahl des Endschaltergetriebes ändert, ändert sich auch die Hubzahl des Hubbalkenmanipulators.

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Claims

Ansprüche

1./Hubbalkenmanipulator für Gesenkschmiedepressen u.dgl., mit dem die Werkstücke von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation durch Heben, Weitersetzen und Senken transportiert werden, und bei dem der Hubbalken.einen der Anzahl der Bearbeitungsstationen entsprechende Anzahl zu betätigender Greifer besitzenden und vor- und rückwärts bewegbaren Träger aufweist, und bei dem eine Blas- und Sprühvorrichtung für die Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen ist, wobei eine Steuereinrichtung für den Hubbalken vorgesehen ist, durch die die Greifer des Trägers bei dem Transportschritt von einer Bearbeitungsstation zur nächsten eine von den Bearbeitungsstationen nach vorn verlegte Bewegung (Greiferrückzug) ausführen,

dadurch gekennzeichnet, daß für

jede Bewegung des Trägers (7) in den drei Achsen (X,Y,Z) ein T,ransportorgan (40,41,42) mit Einzelantriebsvorrichtung (48,49,50) vorgesehen ist; und daß als zentrale Steuervorrichtung für die Einzelantriebsvorrichtungen (48,49,50) ein Endschaltergetriebe (32) angeordnet ist.

2. Hubbalkenmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einzelantrieb ein hydraulischer Drehkolbenmotor (51,52,53) mit einer einen Schwenkwinkel von 180° ausführenden Kurbel (54,55,56) mit Verbindungsstange (57,58,59) dient, und daß die Kurbel und/oder die Verbindungsstange jeweils längenveränderbar ausgebildet sind.

3. Hubbalkenmanipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Endschlatergetriebe (32) ein Nockenschaltwerk (33) und einen Motor (34) mit veränder-

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licher Drehzahl aufweist, wobei die Umlaufzeit des Hubbalkenmanipulators (1) der Umlaufzeit des Endschaltergetriebes (32) entspricht.

4. Hubbalkenmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Transportorgan mit einer zweifachen Säulenführung (40,41,47) ausgerüstet ist.

5. Hubbalkenmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportorgan (42) für die Bewegung in der Z~Achse auf ortsfest angebrachten Säulen (47) gelagert ist, daß an dem Transportorgan (42) die Antriebsvorrichtung (49) mit den Säulen (41) für die Vertikalbewegung angeordnet ist, und daß die Säulenfüh-. rung (43) für die Bewegung in der Z-Achse mit den vertikal beweglichen Säulen (41) verbunden ist.

6. Hubbalkenmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (49) für die Vertikalbewegung mit einer Gewichtsausgleichvorrichtung (60,61), z.B. pneumatischer oder hydraulischer Art, gekoppelt ist.

7. Hubbalkenmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenschaltwerk (33) Schaltwalzen mit Signalgliedern (35) besitzt, und daß die Signalglieder (35) über eine elektronische Schaltapparatur (36) und Steuerleitungen (37,38) mit den Steuerschiebern (25,26,27) der Drehkolbenmotoren (51,52,53) in Verbindung stehen.