DE3507250C1 - Schmiedeanlage zum Freiform-Vorschmieden - Google Patents

Description

• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schmiedeanlage so weiter auszubilden, daß die beim einseitigen Vorschmieden entstehende Verlängerung des Schmiedestückes die anschließenden Einrichtungs- und Orientierungsmaßnahmen nicht mehr störend beeinflußt.
• Zur L,ösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Manipulatorzange einen Annäherungsschalter aufweist, mit dem die Position eines Schmiedestückes in der Manipulatorzange beim Einführen des Schmiedestükkes erfaßbar ist, und daß nach Wenden des einseitig vorgeschmiedeten Schmiedestückes in der Schmiedestück-Wendevorrichtung mit Hilfe des Annäherungsschalters und der Antriebseinheit für den Manipulatorarm ein Maß für die durch das Vorschmieden bewirkte Verlängerung in den Rechner einführbar ist. Der Annäherungsschalter kann im Zangengrund der Manipulatorzange angeordnet sein. Es versteht sich, daß für den beschriebenen Meßvorgang ein fester Bezugspunkt geschaffen werden muß. Dazu bestehen verschiedene Möglichkeiten. Bei einer Schmiedeanlage in der Ausführu ngsform mit als Chargierwagen ausgeführter Schmiedestück-Wendevorrichtung lehrt die Erfindung, daß das einseitig vorgeschmiedete Werkstück mit dem - Chargierwagen in eine rechnergesteuerte Ausgangsstellung bringbar ist, über die das Schmiedestück nach Maßgabe der einseitigen Vorschmiedeverlängerung vorsteht. In der Ausführungsform mit stationärer Schmiedestück-Wendevorrichtung lehrt die Erfindung, daß das einseitig vorgeschmiedete Schmiedestück um eine rechnerbekannte vertikale Schwenkachse um 1800 drehbar ist.
• Im folgenden werden die Erfindung sowie die durch die Erfindung erreichten Vorteile anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung F i g. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schmiedeanlage, F i g. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A in gegenüber der F i g. 1 wesentlich vergrößerter Darstellung, F i g. 3 ein Schmiedestück vor und nach dem Wendevorgang.
• Die in den Figuren dargestellte Schmiedeanlage dient zum Freiform-Vorschmieden von Knüppelabschnitten und ähnlichen Schmiedestücken 1 als Vormaterial für ein nachfolgendes Gesenkschmieden. Zum grundsätzlichen Aufbau der Schmiedeanlage gehören eine ölhydraulische Freiformschmiedepresse 2, ein Schmiedemanipulator 3, eine Schmiedestück-Wendevorrichtung 4 und ein Rechners. Vorgeschaltet ist eine Einrichtung 6 für die Materialzuführung, d. h. die Zuführung der Schmiedestücke 1. Der Schmiedemanipulator 3 besitzt einen Manipulatorarm 7 mit Manipulatorzange 8. Die Manipulatorzange 8 ist mit dem Manipulatorarm 7 um eine horizontale Achse 9 schwenkbar sowie mit Hilfe einer entsprechenden Antriebseinheit 10 in die Freiformschmiedepresse 2 ein- und ausfahrbar. Der Rechner 5 steuert das Freiform-Vorschmieden nach Maßgabe der Länge des Rohlings und eines ausgewählten Schmiedeprogramms.
• Aus der F i g. 2 entnimmt man, daß die Manipulatorzange 8 einen Annäherungsschalter 11 aufweist, mit dem die Position eines Schmiedestückes 1 in der Manipulatorzange 8 beim Einführen des Schmiedestückes 1 erfaßbar ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß nach Wenden des einseitig vorgeschmiedeten Schmiedestükkes 1 in der Schmiedestück-Wendevorrichtung 4 mit Hilfe des Annäherungsschalters 11 und der Antriebseinheit 10 für den Manipulatorarm 7 ein Maß für die durch das Vorschmieden bewirkte Verlängerung in den Rech- ner 5 einführbar ist. Im Ausführungsbeispiel befindet sich der Annäherungsschalter 11 im Zangengrund der Manipulatorzange 8. Im Ausführungsbeispiel ist eine stationäre Schmiedestück-Wendevorrichtung 4 vorgesehen. Sie ist im Ausführungsbeispiel pendelbar aufgehängt, was jedoch nicht Gegenstand dieser Erfindung ist. Wesentlich ist, daß das einseitig vorgeschmiedete Schmiedestück 1 um eine rechnerbekannte vertikale Schwenkachse 12 um 180" drehbar ist.
• Dem Rechner 5 ist vom Programm her die Länge des Rohlings lo vorgegeben. Nach dem einseitigen Freiform-Vorschmieden, d. h. nach dem Vorschmieden der ersten Seite des Rohlings, beträgt die Länge des Schmiedestükkes 11. Zur Durchführung der Wendeoperation fährt der Manipulatorarm 7 in die vorprogrammierte Stellung.
• Die Zangen 13 der Schmiedestück-Wendevorrichtung 4 werden auf diese Stellung abgesenkt. Die Zangen 13 schließen und übernehmen das Schmiedestück 1. Die Manipulatorzange 8 öffnet, so daß das Schmiedestück 1 in der Schmiedestück-Wendevorrichtung 4 um 1800 um die vertikale Schwenkachse 12 geschwenkt werden kann. Anschließend fährt der Manipulatorarm 7 im Schleichgang mit geöffneter Manipulatorzange 8 an das Schmiedestück 1 heran. Die Anordnung kann so getroffen werden, daß vor dem Auslösen des Annäherungsschalters 11 der Manipulatorzange 8 ein definierter Hub an dem Annäherungsschalter 11 durchfahren werden muß. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß nicht zufällig bei Greifoperationen der Kontakt ausgelöst wird. Zur Überwindung des Schalthubes ist zweckmäßigerweise eine definierte Kraft notwendig, die so bemessen ist, daß störende Verbiegungen an den beschriebenen Bauteilen des Schmiedemanipulators 3 bzw. der Schmiedestück-Wendevorrichtung 4 nicht auftreten können. Im übrigen kann der Annäherungsschalter 11 auch mit einem zweiten Kontakt ausgerüstet werden, der bei einem Programmfehler die gesamte Schmiedeanlage stillsetzt. Liegt der vorstehend behandelte Bezugspunkt fest und wird er genau angefahren, so ist es dem Rechner 5 unschwer möglich, die Länge 11 zu bestimmen. Dazu wird auf die F i g. 3 verwiesen. Die Manipulatorzange 8 faßt jeweils rechts an dem Schmiedestück 1 an. Die obere Teilfigur zeigt die Lage des Schmiedestückes 1 vor dem Wenden. Die Manipulatorzange 8 ist dazu in die vorgegebene Wendeposition gefahren worden. Die Wendung des Schmiedestückes 1 erfolgt um die vertikale Achse 12, die von einem Punkt im Manipulator 3 den Abstand xt aufweist. Der Annäherungsschalter 11 und damit die entsprechende Stirnfläche des Schmiedestückes 1 befinden sich dann mit dem Abstand XD s von diesem festen Punkt. Nach dem Wenden erfaßt die Manipulatorzange 8 das Werkstück wieder. Dazu fährt die Manipulatorzange 8 an das gewendete Schmiedestück 1 so weit heran, bis der Annäherungsschalter 11 die Stirnfläche dieser Seite wieder berührt. Das liefert von dem festen Punkt im Manipulator 3 den Abstand xD2. Man erkennt, daß die folgenden Gleichungen gelten: b = a = X-XD2.
• Alle rechtsstehenden Größen kann der Manipulator erfassen und dem Rechner 5 zuführen. 1 ist als Summe von a + b bestimmt. Da der Rechner 5 nunmehr die wahre Länge 1 des Schmiedestückes errechnen kann, kann diese in das Programm eingeführt und beim weiteren Programmablauf berücksichtigt werden.
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Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Schmiedeanlage zum Freiform-Vorschmieden von Knüppelabschnitten und ähnlichen Schmiedestücken als Vormaterial für ein nachfolgendes Gesenkschmieden, - mit ölhydraulischer Freiformschmiedepresse, Schmiedemanipulator, Schmiedestück-Wendevorrichtung und Rechner, wobei der Schmiedemanipulator einen Manipulatorarm mit Manipulatorzange aufweist und die Manipulatorzange mit dem Manipulatorarm um eine horizontale Achse schwenkbar sowie mit Hilfe einer Antriebseinheit in die Freiformschmiedepresse einaus ausfahrbar ist, wobei fernerhin der Rechner nach Maßgabe der Länge des Rohlings und eines Schmiedeprogramms das Freiform-Vorschmieden steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Manipulatorzange (8) einen Annäherungsschalter (11) aufweist, mit dem die Position eines Schmiedestückes (1) in der Manipulatorzange (8) beim Einführen des Schmiedestückes (1) erfaßbar ist, und daß nach Wenden des einseitig vorgeschmiedeten Schmiedestükkes (1) in der Schmiedestück-Wendevorrichtung (4) mit Hilfe des Annäherungsschalters (11) und der Antriebseinheit (10) für den Manipulatorarm (7) ein Maß für die durch das Vorschmieden bewirkte Verlängerung in den Rechner (5) einführbar ist.
2. 2. Schmiedeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Annäherungsschalter (11) im Zangengrund der Manipulatorzange (8) angeordnet ist.
3. 3. Schmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2 in der Ausführungsform mit als Chargierwagen ausgeführter Schmiedestück-Wendevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das einseitig vorgeschmiedete Schmiedestück (1) mit dem Chargierwagen in eine rechnergesteuerte Ausgangsstellung bringbar ist, über die es nach Maßgabe der einseitigen Vorschmiedeverlängerung vorsteht.
4. 4. Schmiedeanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2 in der Ausführungsform mit stationärer Schmiedestück-Wendevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das einseitig vorgeschmiedete Schmiedestück (1) um eine rechnerbekannte vertikale Schwenkachse (12) um 1800 drehbar ist.

   Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Schmiedeanlage zum Freiform-Vorschmieden von Knüppelabschnitten und ähnlichen Schtniedestücken als Vormaterial für ein nachfolgendes Gesenkschmieden, - mit ölhydraulischer Freiformschmiedepresse, Schmiedemanipulator, Schmiedestück-Wendevorrichtung und Rechner, wobei der Schmiedemanipulator einen Manipulatorarm mit Manipulatorzange aufweist und die Manipulatorzange. mit dem Manipulatorarm um eine horizontaie Achse schwenkbar sowie mit Hilfe einer Antriebseinheit in die Freiformschmiedepresse ein- und ausfahrbar ist, wobei ferner der Rechner nach Maßgabe der Länge des Rohlings und eines Schmiedeprogramms das Freiform-Vorschmieden steuert. Schmiedestücke bezeichnet im Rahmen der Erfindung zu schmiedende Rohlinge und teilweise ausgeschmiedete Werkstücke. - Rechnergesteuerte Schmiedeanlagen der beschriebenen Gattung werden hauptsächlich eingesetzt, um eine Mehrzahl von gleichen Schmiedestücken in Vormaterial für anschließendes, gleiche Gesenkschmiedeoperationen umzuformen. Im einzelnen ist in bezug auf die technologischen Zusammenhänge und Probleme folgendes zu beachten: Bei einem solchen Freiform-Vorschmieden müssen die Enden der Schmiedestücke zumeist so verjüngt werden, daß sie in die sogenannte Schaftöffnung der Gesenke eingeführt werden können, und eine formfüllende Volumenverteilung besitzen. Die meisten Schmiedestücke (wie Triebflansche, Planetenträger, Kupplungsteile mit Schäften u. dgl.) werden vertikal geschmiedet, wobei der an den ausgeschmiedeten Enden verbleibende Blockabschnitt z. B. zu einem Tellerrand ausgeschmiedet wird. Um Faltenbildungen zu vermeiden, werden die Schäfte konischrund vorgeschmiedet.

   Schmiedestücke, die horizontal im Gesenk geschmiedet werden (Radwellen, Vorderachsen, Kurbelwellen u. dgl.), werden beim Vorschmieden einseitig ausgereckt, wobei ebenfalls konische Formen bevorzugt werden. In der Praxis werden die beschriebenen Arbeiten mit Hämmern und Rundgesenken oder V-Gesenken in vielen Schlägen ausgeführt. Das erfordert erhebliches fachliches Können und Geschicklichkeit der Bedienungspersonen der Schmiedeanlage. Außerdem ist die Arbeit, insbesondere bei Stückgewichten über zwanzig Kilogramm, körperlich sehr anstrengend, so daß in der Produktion häufig mit doppelter Mannschaft geschmiedet werden muß.

   Bei der (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Schmiedeanlage arbeitet der Rechner nach Programm.

   Dabei entstehen Schwierigkeiten, weil das Schmiedestück, wenn es an einer Seite vorgeschmiedet ist, eine Verlängerung erfährt, die von Schmiedestück zu Schmiedestück, auch bei sonst gleichen Bedingungen, in Grenzen unterschiedlich ist und folglich nicht genau programmiert werden kann. Insoweit entsteht beim einseitigen Vorschmieden eine Unbekannte, die die für die weiteren Schmiedeschritte durchzuführenden Einrichtungs- und Orientierungsmaßnahmen störend beeinflußt. Man könnte daran denken, die Verlängerung mit optischen Mitteln zu erfassen und dem Rechner zuzuführen. Die dazu erforderlichen Maßnahmen sind jedoch außerordentlich aufwendig. Hinzu kommt, daß eine optische Vermessung, selbst bei großem Aufwand, aus rein optischen Gründen nicht ohne weiteres sehr genau ist. Das ist der Grund, weshalb, wie einleitend angegeben, in der Produktion häufig unter Verzicht auf jede Automation gearbeitet wird. - Grundsätzlich ist es bekannt (Industrie Anzeiger, 1966, S. 173, 174), bei automatischen Schmiedepressen eine Werkstückkontrolle durchzuführen und dazu auch Längenmessungen an den Schmiedestücken vorzunehmen. Auch hat man die Greifer von Industrierobotern, die in Warmbetrieben arbeiten, bereits mit Werkstückkontrolleinrichtungen versehen (f+h - fördern und heben, 1977. S.4 bis 8).