DE3843771A1 - Verfahren zur verringerung der maschinenlaufzeit von brennschneidmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Maschinenlaufzeit von Brennschneidmaschinen, bei der aufeinanderfolgenden Bearbeitung von Werkstücken oder von einem Werkstück mit mindestens einem Werkzeug, welches bei der Bearbeitung an einem Bearbeitungsort eines Werkstückes angeordnet ist, von dem es zu einem Bearbeitungsort eines nachfolgenden Werkstückes oder des gleichen Werkstückes unter horizontaler und sich vom Werkstück entfernender vertikaler Bewegung verfahren wird.

Brennschneidmaschinen bestehen in der Regel aus einem auf Schienen in einer Koordinatenrichtung verfahrbaren Portal, an dem Werkzeuge wie beispielsweise Autogen- oder Plasmaschneidbrenner, Markierwerkzeuge, Körner, 3-Brenner-Aggregate oder Fräser senkrecht zu der Ver­ fahrrichtung des Portals in einer zweiten Koordinaten­ richtung verfahrbar sind. Den Werkzeugen ist hierbei eine Hubeinrichtung für die vertikale Bewegung zugeordnet. Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit beispielsweise einem autogenen Schneidbrenner werden die Bearbeitungsorte wie beispielsweise die Anfangs­ positionen mit dem Maschineneilgang angefahren und anschließend das Werkzeug mit reduzierter Geschwin­ digkeit in der Anfangsposition positioniert. Während hierbei in der Ebene eine koordinatenbezogene numerische Steuerung des Werkzeugs erfolgt, wird der Abstand zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück in der Regel über einen Sensor eingestellt. Die vertikale Achse der Brennschneidmaschine wird hierzu über ein AUF- oder AB-Signal von der Steuerung der Brennschneid­ maschine angesteuert. Ist die Bearbeitung eines Werk­ stückes abgeschlossen, wird das Werkzeug mittels eines in der Steuerung abgelegten AUF-Signales mit von dem Werkstück entfernender vertikaler Bewegung ver­ fahren. Hat das Werkzeug seine obere Endposition er­ reicht, wird es horizontal in den zwei Koordinaten­ richtungen zu dem Bearbeitungsort des nachfolgenden Werkstückes verfahren, wo es über ein AB-Signal auf einen vorgegebenen Abstand zum Werkstück eingestellt wird.

Die bei der vertikalen Bewegung des Werkzeugs auftre­ tenden Hubzeiten (Verfahrzeiten in vertikaler Richtung) sind hierbei überraschenderweise erheblich. Werden beispielsweise aus einem Rohblech 20 Reihen Flansche geschnitten, so sind je Flansch 4 Hubbewegungen mit einem Hub von beispielsweise 250 mm erforderlich. Die Zeit je Hub beträgt 10 Sekunden. Damit ergeben sich für die vertikalen Hubbewegungen 13 Minuten, für das Brennschneiden 40 Minuten und für das Vorheizen 6 Minuten. Dieses Beispiel zeigt, daß die Hubzeiten einen nennenswerten Anteil an der Gesamtmaschinenlauf­ zeit haben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Zeiten für die vertikale Bewegung eines Werkzeuges einer Brennschneidmaschine zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die vertikale Bewegung auf eine Höhenposition unterhalb der oberen Endposition des Werkzeuges be­ grenzt wird und beim Erreichen der Position des nachfolgenden Bearbeitungsortes das Werkzeug von dieser Höhenposition auf einen vorgegebenen Abstand zum Werk­ stück verfahren wird. Durch die erfindungsgemäß vorge­ schlagene Hubbegrenzung wird es vorteilhaft möglich, die Wirtschaftlichkeit einer Brennschneidmaschine wesentlich zu erhöhen. Die Begrenzung der vertikalen Bewegung erfolgt vorzugsweise über eine programmierte oder eingestellte Zeit, so daß keinerlei Veränderungen an bereits bestehenden Werkstückprogrammen (Schachtelpro­ grammen) vorgenommen werden müssen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles beschrieben, wobei das Werkzeug vor­ zugsweise als Schneidbrenner ausgebildet ist.

Brennschneidmaschinen dienen zum Führen von Werkzeugen, mittels denen Werkstücke bearbeitet werden. Die Werk­ zeuge, beispielsweise autogene Schneidbrenner, werden mittels eines angetriebenen Wagens in der Ebene und mittels eines angetriebenen Werkzeughalters in der Höhe zwischen zwei vorgegebenen Endpositionen bewegt. Die vertikalen Endpositionen sind hierbei über zwei End­ schalter abgesichert, die die vertikale Verfahrstrecke des Werkzeuges begrenzen und das Erreichen der Endpositionen der Steuerung melden. Über die Steuerung von X und Y-Koordinaten werden die Schneidbrenner in der Ebene positioniert. Mittels des Werkzeughalters kann der Schneidbrenner zwischen den beiden durch Endschalter begrenzten Endpositionen über ein von der Steuerung erzeugtes Signal, beispielsweise ein AUF- oder AB-Signal, verfahren werden. Der Abstand des Schneidbrenners zu dem Werkstück wird hierbei in der Regel über einen dem Schneidbrenner zugeordneten Sensor eingestellt. Mit dem AB-Signal werden über eine Hilfsfunktion die Heizflammen des Schneidbrenners eingeschaltet und in Abhängigkeit von der zum Erreichen der Anfangsposition, d. h. der Anfangshöhe, über dem Werkstück benötigten Zeit und von den für die Vorheiz­ zeit des Werkstückes benötigten Kriterien, wie Werk­ stückdicke, Werkstoff, Düsengröße, Gasart usw. das Werkstück aufgeheizt. Anschließend wird der Schneid­ sauerstoff eingeschaltet und das Werkstück entsprechend der programmierten Form aus einer Blechtafel ausge­ schnitten.

Nach dem Schneiden wird der an seine Ausgangsposition zurückgekehrte Schneidbrenner auf eine unterhalb der oberen Endposition liegende Höhenposition über ein AUF-Signal verfahren. Die Begrenzung der Höhenposition wird im wesentlichen in Abhängigkeit von der Werkstück­ dicke und der Abkippmöglichkeit des Werkstückes auf der Werkstückunterstützung eingestellt. Hierzu wird die erforderliche Zeit bis zum Erreichen der Endposition bei der vom Werkstück entfernenden vertikalen Bewegung des Werkzeuges begrenzt, so daß der Schneidbrenner beispielsweise nur die Hälfte des vorhandenen Hubweges zurücklegt. Die Zeitbegrenzung wird nach einem Aus­ führungsbeispiel über eine manuell an der Steuerung vorgenommene Zeiteinstellung über beispielweise eine Schaltuhr oder nach einem anderen Ausführungsbeispiel über eine logische Ablaufsteuerung programmtechnisch vorgenommen. Über eine Hilfsfunktion wird die pro­ grammierte oder manuell eingestellte Zeit an jedem Bearbeitungsende eines Werkstückes abgerufen. Mit dem Auslösen der vertikalen Bewegung oder spätestens beim Erreichen der vorgegebenen Höhenposition wird der Höhen­ sensor abgeschaltet, um eine sofortige vertikale Bewegung zu dem Werkstück zu verhindern. Anschließend oder bereits vor dem Erreichen der begrenzten Höhen­ position wird der Schneidbrenner horizontal in der Ebene, d. h. in den zwei Koordinatenrichtungen X, Y zu einem nachfolgenden Bearbeitungsort eines Werk­ stückes verfahren. Nach dem Erreichen desselben, wird der Höhensensor eingeschaltet und der Schneidbrenner vertikal auf das Werkstück zu bewegt. Die nunmehr auf­ grund des verkürzten Hubweges vergrößerte Heizzeit wird automatisch der neuen Hubbewegungszeit, bei­ spielsweise durch das Abspeichern der Aufzeit ange­ paßt und bei der aufeinanderfolgenden Bearbeitung des einen Werkstückes oder der anderen Werkstücke zu einer vorgegebenen Vorheizzeit addiert.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel wurde anhand eines autogenen Schneidbrenners beschrieben. Es ist selbst­ verständlich auch möglich, an einer Brennschneid­ maschine nach der Erfindung Plasmaschneidbrenner, Markierbrenner, Körner, 3-Brenner-Aggregate, Bohrer oder Fräser anzuordnen.

Für eine Hubbegrenzung ohne Veränderung bereits vorhandener Schachtelprogramme über eine variable Hubzeit eignet sich vorzugsweise eine speicherpro­ grammierbare Steuerung oder eine CNC-Steuerung in denen der Bearbeitungsablauf abgelegt ist.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verringerung der Maschinenlaufzeit von Brennschneidmaschinen bei der aufeinanderfol­ genden Bearbeitung von Werkstücken oder von einem Werkstück mit mindestens einem Werkzeug, welches bei der Bearbeitung an einem Bearbeitungsort eines Werkstückes angeordnet ist, von dem es zu einem Bearbeitungsort eines nachfolgenden Werkstückes oder des gleichen Werkstückes unter horizontaler und sich vom Werkstück entfernender vertikaler Bewegung verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Bewegung auf eine Höhenposition unterhalb der oberen Endposition des Werkzeuges be­ grenzt wird und beim Erreichen der Position des nachfolgenden Bearbeitungsortes das Werkzeug von dieser Höhenposition auf einen vorgegebenen Abstand zum Werkstück verfahren wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung der vertikalen Bewegung über eine programmierte oder eingestellte Zeit gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, vorzugsweise mit einem als Autogen- oder Plasma­ schneidbrenner ausgebildeten Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Bearbeitung eines Werkstückes über eine Hilfsfunktion die programmierte oder einge­ stellte Zeit abgerufen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erreichen der Höhenposition eine dem Werkzeug zugeordnete Höhenabtastung abgeschaltet wird.

5. Brennschneidmaschine zum aufeinanderfolgenden Be­ arbeiten von Werkstücken oder eines Werkstückes mit mindestens einem Werkzeug, welches mittels eines angetriebenen Wagens in der Ebene und mittels eines angetriebenen Werkzeughalters in der Höhe zwischen zwei Endpositionen verfahrbar ist und einer Steue­ rung zum Positionieren des Werkzeuges in der Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennschneidmaschine Mittel zur Begrenzung der vertikalen Bewegung zwischen den Endpositionen aufweist.

6. Brennschneidmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf in einer speicherprogammierbaren Steuerung bzw. in einer CNC-Steuerung abgelegt ist.

7. Brennschneidmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung eine Schalttafel mit einem Ein­ stellmittel zur Hubbegrenzung aufweist.