DE3843593C2

DE3843593C2 -

Info

Publication number: DE3843593C2
Application number: DE3843593A
Authority: DE
Inventors: Masanobu Kurumaji; Naoki Kobe Hyogo Jp Takeuchi; Tutomo Toyonaka Osaka Jp Sano; Kazuyuki Akashi Hyogo Jp Kajiyama; Hiroaki Kondo; Etujiro Kobe Hyogo Jp Imanishi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-12-26
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1991-05-02
Also published as: US4923383A; US5147661A; DE3843593A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugausrichtvorrichtung für eine Formteilpresse gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1.

Mit einer derartigen, z. B. aus der DE-OS 21 10 883 bekannten Werkzeugausrichtvorrichtung ist eine obere bewegliche Platte einer Formteilpresse durch mit Abstandsstücken versehenen Betätigungsvorrichtungen abstützbar, so daß die obere Werkzeughälfte während dem Formpreßvorgang parallel zur unteren Werkzeughälfte verbleibt. Zur Nullpunkteinstellung der Werkzeugausrichtvorrichtung bei geschlossenem Werkzeug wird der von der Werkzeughöhe abhängige Abstand zwischen der Betätigungsvorrichtung und der Unterseite der beweglichen Platte durch die auswechselbaren Abstandsstücke ausgeglichen, so daß die bewegliche Platte bei geschlosssenem Werkzeug auf diesen aufliegt.

Aufgrund der verschiedenen Werkzeughöhen muß die zeitaufwendige Nullpunkteinstellung bei jedem Werkzeug durchgeführt werden, so daß die Stillstandszeiten der Formteilpresse relativ hoch sind. Darüber hinaus ist für eine derartige Justierung eine Vielzahl von Abstandsstücken in abgestuften Dicken notwendig, um eine zufriedenstellende Parallelabstützung der Werkzeughälften, d. h. den exakten Ausgleich des Abstands zwischen der beweglichen Platte und der Betätigungsvorrichtungen und damit eine hohe Formteilqualität zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Werkzeugausrichtvorrichtung derart weiterzubilden, daß bei unterschiedlichen Werkzeughöhen die Nullpunkteinstellung vereinfacht und daß eine exakte Parallelstellung der Werkzeughälften während dem Formpreßvorgang gewährleistet ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des neuen Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die anmeldungsgemäße Ausbildung der Werkzeugausricht vorrichtung kann die Nullpunkteinstellung unabhängig von der Höhe des eingebauten Werkzeugs und der Ausbildung der Unterseite der beweglichen Platte ohne die Verwendung von Abstandsstücken durchgeführt werden, indem die Betätigungsvorrichtungen direkt in Anlage an die bewegliche Platte der Formteilpresse gebracht werden und die Regelung der Hubbewegungen der Betätigungsvorrichtungen während dem Formpreßvorgang in Abhängigkeit von der anmeldungsgemäß eingestellten Nullpunkteinstellung erfolgt.

Eine besonders exakte Nullpunkteinstellung ist gewährleistet, wenn den Betätigungsvorrichtungen Hubvorrichtungen zugeordnet werden, mittels denen zur Nullpunkteinstellung die Betätigungsvorrichtungen in Abhängigkeit von der Werk zeughöhe um eine vorgegebene Strecke in Richtung zur beweglichen Platte hin verfahrbar sind. Durch diese Maßnahme lassen sich für die Regelung des Nullpunkts während des Formpreßvorgangs kurzhubige Arbeitszylinder verwenden, die sehr exakt und mit guter Reproduzierbarkeit positionierbar sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Regeleinheit eines ersten Ausführungsbeispiels einer Werkzeugausricht vorrichtung,

Fig. 2 einen Teilschnitt einer Vorderansicht einer Form teilpresse mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Werkzeugausrichtvorrichtung,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Einstellung der entsprechenden Nullpunkte der Kolbenstangen von Arbeitszylindern zur Werkzeugpositionierung, entsprechend dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbei spiels,

Fig. 5 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 4,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erklärung der Funktionsweise des Ausführungsbeispiels aus Fig. 4,

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Einstellung der Werkzeughöhe mit dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 4,

Fig. 8 den unvollständigen Teilschnitt eines dritten Aus führungsbeispiels und

Fig. 9 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels auf Fig. 8.

Erstes Ausführungsbeispiel (Fig. 1, 2, 3)

Fig. 2 zeigt eine Formteilpresse zur Verarbeitung von SMC, mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Werkzeugausrichtvorrichtung. Die Formteilpresse hat ein Bett 1, das fest auf dem Boden angeordnet ist, vier Führungssäulen 2, die jeweils senkrecht an den Ecken des Betts 1 angeordnet sind, eine Stützplatte 3, die mit den oberen Enden der Führungssäulen 2 verbunden ist, eine bewegliche Platte 6, die vertikal bewegbar auf den Führungssäulen 2 gelagert ist, einen einseitig wirkenden Hauptarbeitszylinder 4, der an einem zentralen Abschnitt der Stützplatte 3 angeordnet ist und eine Kolbenstange 5 hat, die sich von der Stützplatte 3 nach unten erstreckt und die an ihren unteren Enden mit der beweglichen Platte 6 verbunden ist, Nebenarbeitszylindern 7, die an den rechten und linken Seiten der Stützplatte 3 befestigt sind und jeweils eine Kolbenstange 8 haben, die mit der beweglichen Platte 6 und der Werkzeugausrichtvorrichtung in Wirkverbindung steht.

Diese hat vier Arbeitszylinder 9, die jeweils an den Ecken des Betts 1 angeordnet sind, Hubaufnehmer 9A, die jeweils mit der Kolbenstange 10 der Arbeitszylinder 9 zur Werkzeugpositionierung verbunden sind und eine zweite hydraulische Antriebseinheit 27, die durch Leitungen 26 mit den Arbeitszylindern 9 verbunden ist.

Eine obere Werkzeughälfte 11 ist abnehmbar an der unteren Fläche der beweglichen Platte 6 angeordnet und eine untere Werkzeughälfte 12 ist abnehmbar an der oberen Fläche des Betts 1 genauer gesagt an der festen Aufspannplatte des Betts 1, befestigt. Wenn die obere Werkzeughälfte 11 und die untere Werkzeughälfte 12 geschlossen werden, entsteht eine Kavität 13. Die untere Werkzeughälfte 12 ist mit einem Druckaufnehmer 14 versehen, mit dem der Druck innerhalb der Kavität 13 aufgenommen werden kann.

An einer Seite des Betts 1 ist ein Drehgeber 15 angeordnet. Ein an dessen Eingangswelle befestigtes Kettenrad 16 und ein Kettenrad 17, das an einer Seite der Stützplatte 3 gelagert ist, stehen über eine Kette 18 miteinander in Wirkeingriff. Die gegenüberliegenden Enden der Kette 18 sind an einem Tragarm 19 angeordnet, der an der beweglichen Platte 16 befestigt ist. Dadurch kann mittels des Drehgebers 15 die Position und die Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Platte 6 aufgenommen werden.

Ein Hydraulikflüssigkeitstank 20 ist an der Stützplatte 3 befestigt und über das Vorfüllventil 21 mit dem Hauptarbeitszylinder 4 verbunden. Der Hauptarbeitszylinder 4 und die Nebenarbeitszylinder 7 sind über die Leitungen 22, 23 und 24 mit einer ersten Hydraulikeinheit 25 verbunden. Die erste Hydraulikeinheit 25 und die zweite Hydraulikeinheit 27, die Hubaufnehmer 9A, die Druckaufnehmer 14 und die Drehgeber 15 sind mit der Regeleinheit 28 verbunden.

Mit dem Bezugszeichen 29 ist ein Werkzeugwechseltisch gekennzeichnet, mit dem die obere Werkzeughälfte 11 und die untere Werkzeughälfte 12 zu oder von dem Bett 1 der Formteilpresse transportiert werden können.

Zu Beginn des Formpressens wird ein Kunststoffmaterial auf der unteren Werkzeughälfte 12 angeordnet, wobei die bewegliche Platte 6 auf die höchstmögliche Position eingestellt ist. Dann fördert die Hydraulikeinheit 25 Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 22 und 23 zu dem Hauptarbeitszylinder 4 und den Nebenarbeitszylindern 7, um die bewegliche Platte 6 abzusenken. Die Regeleinheit 28 regelt schrittweise die Absenkgeschwindigkeit der beweglichen Platte 6. Die untere Oberfläche der beweglichen Platte 6 kommt an einer vorgegebenen Position mit den Kolbenstangen 10 der Arbeitszylinder 9 in Kontakt. Diese werden durch die zweite Hydraulikeinheit 27 über die Regeleinheit 28 derart geregelt, daß die obere Werkzeughälfte 11 während der Abwärtsbewegung der beweglichen Platte 6 parallel zu der unteren Werkzeughälfte 12 gehalten wird. Wenn die bewegliche Platte 6 weiter abgesenkt wird, wird das Kunststoffmaterial in die Kavität 13 zwischen der oberen Werkzeughälfte 11 und der unteren Werkzeughälfte 12 gepreßt. Bei diesem Arbeitsschritt wird der Druck des Hauptarbeitszylinders 4 so geregelt, daß das Kunststoffmaterial mit einem vorgegebenen Druckverlauf zusammengepreßt wird, während die Arbeitszylinder 9 derart geregelt werden, daß die obere Werkzeughälfte 11 parallel zu der unteren Werkzeughälfte 12 gehalten wird. Nach der Beendigung des Formpressens wird die bewegliche Platte 6 angehoben, um die obere Werkzeughälfte 11 von der unteren Werkzeughälfte 12 zu trennen und das Formteil wird aus der unteren Werkzeughälfte 12 entnommen.

Um die obere Werkzeughälfte 11 parallel zu der unteren Werkzeughälfte 12 zu halten, werden die entsprechenden Hübe der Kolbenstangen 10 der Arbeitszylinder 9 in Abhängigkeit von den entsprechenden Nullpunkten der Kolbenstangen 10 geregelt. Diese werden für jeden Arbeitszylinder 9 in der folgenden Weise eingestellt.

Gemäß Fig. 1 wird die bewegliche Platte 6 abgesenkt, um die obere Werkzeughälfte 11 in Kontakt mit der unteren Werkzeughälfte 12 zu bringen. Dann wird die bewegliche Platte 6 durch den Hauptarbeitszylinder 4 und die Nebenarbeits zylinder 7 mit Druck beaufschlagt, um die obere Formteilhälfte 11 in Kontakt mit der unteren Formteilhälfte 12 zu halten, während die Kolbenstangen 10 der Arbeitszylinder 9 ausgefahren werden, bis deren Endabschnitte mit vorgegebenem Druck gegen die untere Oberfläche der beweglichen Platte 6 drücken. In diesem Zustand wird die Position der Kolbenstangen 10 durch die Hubaufnehmer 9A aufgenommen und die Position der Kolbenstange 10 als Nullpunkt in der Regeleinheit 28 gespeichert.

Während dem Formpressen wird jeweils der Hub der Kolbenstange 10 jedes Arbeitszylinders 9 in Abhängigkeit von dem Nullpunkt geregelt, so daß die obere Werkzeughälfte 11 parallel zu der unteren Werkzeughälfte 12 gehalten wird. Durch die Werkzeugausrichtvorrichtung entfällt daher der Gebrauch von Abstandsstücken und die Ausrichtarbeit wird vereinfacht. Darüber hinaus kann das Ausrichten der unteren und oberen Werkzeughälften mit hoher Genauigkeit geregelt werden, da weder die Messung von Zwischenräumen noch die Messung von Abstandsstücken notwendig ist und folglich die Genauigkeit des Regelvorgangs nicht durch Meßfehler beeinträchtigt wird.

Zweites Ausführungsbeispiel (Fig. 4, 5, 6, 7)

In Fig. 4 ist eine Formteilpresse zur Verarbeitung von SMC mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Werkzeugausrichtvorrichtung gezeigt. Die Formteilpresse hat ein Bett 1, das fest auf dem Boden angeordnet ist, vier Führungssäulen 2, die jeweils aufrecht an den Ecken des Betts 1 angeordnet sind, eine Stützplatte 3, die mit den oberen Enden der Führungssäulen 2 verbunden ist, eine bewegliche Platte 6, die vertikal bewegbar auf den Führungssäulen 2 gelagert ist, einen Hauptarbeitszylinder 4, der an der Stützplatte 3 befestigt ist und eine mit der beweglichen Platte 6 verbundene Kolbenstange (nicht gezeigt), Nebenarbeitszylinder 7, die an der Stützplatte 2 an der rechten bzw. linken Seite des Hauptarbeitszylinders 4 befestigt sind und jeweils eine Kolbenstange haben, die mit der beweglichen Platte 6 und der Werkzeugausrichtvorrichtung verbunden ist.

Ein Werkzeug besteht aus einer oberen Werkzeughälfte 11, die abnehmbar an der unteren Oberfläche der beweglichen Platte 6 befestigt ist und einer unteren Werkzeughälfte, die abnehmbar an dem Bett 1 genauer gesagt an der Aufspannplatte des Bettes 1, befestigt ist.

Die Werkzeugausrichtvorrichtung hat vier Arbeitszylinder 9 zur Werkzeugpositionierung, die jeweils einen Zylinder 9′ und eine Kolbenstange 10 haben und jeweils an den Ecken des Betts 1 angeordnet sind, vier Abstandsausgleicheinrichtungen 30, die jeweils eine Spindelhubeinrichtung 32 (die durch einen hydraulischen Servomechanismus ersetzt werden kann) mit einer Gewindestange 32A aufweisen, einen Antriebsmechanismus zum Antrieb der Spindelhubeinrichtungen 32, mit einem Antriebsmotor 34, Kegelradeinheiten 36 und Transmissionswellen 38, einen Drehgeber 40 zur Aufnahme der Drehzahlen der Ausgangswelle des Antriebsmotors 34, eine CPU 42 und ein Terminal 44.

Die Spindelhubeinrichtungen 32 sind jeweils koaxial zu den Arbeitszylindern 9 an dem Bett 1 befestigt und die oberen Abschnitte der Gewindestangen 32A der Spindelhubeinrichtungen 32 sind jeweils mit den Zylindern 9′ der Arbeitszylinder 9 verbunden. Der Antriebsmotor 34, die Kegelradeinheiten 36 und die Transmissionswellen 38 sind an der unteren Oberfläche des Betts 1 angeordnet (siehe Fig. 5). Die Bewegung der Gewindestange 32A jeder Spindelhubeinrichtung 32 wird durch die CPU 42 auf der Basis der von dem Drehgeber 40 aufgenommenen Signale geregelt.

Im folgenden wird anhand der Fig. 6 und 7 die Arbeitsweise der Abstandausgleicheinrichtung 30 beschrieben. Bei dem Einbau eines Werkzeuges in eine Formteilpresse wird die Höhe ML des Werkzeugs über das Terminal 44 in die CPU 42 eingegeben. Anschließend rechnet die CPU 42 eine Länge l aus, um die die Gewindestangen 32A der Spindelhubeinrichtungen 32 aus der oberen Fläche des Betts 1 ausgefahren werden, wobei l die Differenz (ML-L) zwischen der Werkzeughöhe ML und der Gesamtlänge L der Arbeitszylinder 9 ist. Dann wird die bewegliche Platte 6 abgesenkt, um die obere Werkzeughälfte 11 in leichten Kontakt mit der unteren Werkzeughälfte 12 zu bringen. Der Antriebsmotor 34 wird anschließend betätigt, um die Gewindestangen 32A der Spindelhubeinrichtungen 32 um die berechnete Länge l aus der oberen Oberfläche des Betts 1 auszufahren und dabei werden die Arbeitszylinder 9 jeweils in die eingestellten Positionen gebracht. Das Ausfahren der Gewindestangen 32A um die Länge l wird erfaßt, indem die Anzahl der Umdrehungen der Ausgangswelle des Antriebsmotors 34 durch den Drehgeber 40 aufgenommen wird. Dann wird die obere Werkzeughälfte 11 durch den Hauptarbeitszylinder 4 und die Nebenarbeitszylinder 7 gegen die untere Werkzeughälfte 12 gedrückt, um das Werkzeug fest zu verschließen; die Hydraulikflüssigkeit wird zu den Arbeitszylindern 9 gefördert, um die Kolbenstangen 10 derart auszufahren, daß sie gegen die untere Oberfläche der beweglichen Platte 6 gedrückt werden. Nachdem dieser Zustand für eine vorgegebene Zeit aufrechterhalten wurde, werden die jeweiligen Positionen der Kolbenstangen 10 der Arbeitszylinder 9 gemessen und in einer Regeleinheit (hier nicht gezeigt) als die entsprechenden Nullpunkte der Kolbenstangen 10 abgespeichert. Die Vorgehensweise bei der Regelung der Arbeitszylinder 9 während dem Formteilpressen ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb auf eine Beschreibung verzichtet wird.

Drittes Ausführungsbeispiel (Fig. 8, 9)

Das dritte Ausführungsbeispiel einer Werkzeugausrichtvorrichtung ist prinzipiell mit dem zweiten Ausführungsbeispiel identisch, außer daß die Abstandsausgleicheinrichtung 30 und der Antriebsmechanismus zu deren Antrieb an der oberen Oberfläche der beweglichen Platte 6 angeordnet sind. Die Abstandsausgleicheinrichtungen 30 sind jeweils koaxial zu den Arbeitszylindern 9 angeordnet. Beide können an der beweglichen Platte befestigt werden.

Daher können in dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel bei einem Werkzeugwechsel die Arbeitszylinder 9 zur Einstellung des Nullpunkts jeweils von den Abstandsausgleich einrichtungen 30 in einer geeigneten Position bewegt werden, anstatt die Kolbenstangen 10 der Arbeitszylinder 9 auszufahren. Demzufolge kann die Nullpunkteinstellung der Arbeitszylinder 9 leicht durchgeführt werden, ohne daß irgendwelche Stangen oder Abstandsstücke zur Einstellung des Zwischenraums benötigt werden.

Darüber hinaus können, falls die Arbeitszylinder 9 durch die Abstandsausgleicheinrichtungen 30 in eine geeignete Position bewegt werden und demzufolge die Kolbenstangen 10 der Arbeitszylinder 9 bei der Nullpunkteinstellung nur um eine geringe Länge ausgefahren werden müssen, kurzhubige Arbeitszylinder 9 verwendet werden, die eine genaue Ausrichtung des Werkzeugs ermöglichen.

Claims

1. Werkzeugausrichtvorrichtung für eine Formteilpresse mit einer festen Aufspannplatte und einer an vertikalen Führungssäulen geführten beweglichen Platte, wobei auf der Aufspannplatte und der beweglichen Platte eine untere bzw. obere Werkzeughälfte eines zweiteiligen Werkzeugs aufgespannt sind, das sich mittels einer Hauptbetätigungsvorrichtung durch Abwärtsbewegung der beweglichen Platte zum Formpreßvorgang schließen läßt, währenddessen die bewegliche Platte durch die Werkzeugausrichtvorrichtung mit einer Vielzahl von mit einer Regeleinrichtung in Wirkverbindung stehenden Betätigungsvorrichtungen zur Werkzeugpositionierung parallel zur Aufspannplatte über ein funktionelles Bauteil abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionelle Bauteil (10) Bestandteil jeder Betätigungs einrichtung (9) ist und zur Nullpunkteinstellung unmittelbar in Anlage an die benachbarte Oberfläche der beweglichen Platte (6) bringbar ist, und die Parallelabstützung der beweglichen Platte (6) mit Bezug auf den derart eingestellten Nullpunkt jeder Betätigungseinrichtung (9) regelbar ist.

2. Werkzeugausrichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Betätigungsvorrichtung (9) eine Hubvorrichtung (30) zugeordnet ist, mittels der zur Nullpunkteinstellung die Betätigungsvorrichtung (9) um eine vorgegebene Strecke (l) in Richtung zur beweglichen Platte (6) verfahrbar ist.

3. Werkzeugausrichtvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke (l) von der Regeleinheit (28) aus der Gesamtlänge (L) der Betätigungsvorrichtungen (9) und der Werkzeughöhe (ML) bestimmbar ist.

4. Werkzeugausrichtvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtungen zur Werkzeugpositionierung hydraulische Arbeitszylinder (9) und die funktionellen Bauteile Kolbenstangen (10) sind.

5. Werkzeugausrichtvorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtungen Spindelhubeinrichtungen (32) mit jeweils einer Gewindestange (32A) sind.