DE3915555C2

DE3915555C2 - Blechbiegemaschine

Info

Publication number: DE3915555C2
Application number: DE3915555A
Authority: DE
Inventors: Franco Sartorio
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2009-05-13
Also published as: SE8901744D0; FR2631260B1; US5307659A; SE507064C2; US4991422A; ATA114489A; JP2723968B2; US5099670A; AT397053B; GB2218929A; JPH0259118A; DE3915555A1; GB2254273A; IT1219302B; KR960012341B1; GB2218929B; GB9210430D0; IT8867451A0; GB2254273B; FR2631260A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blechbiegemaschine gemäß dem Oberbegriff des An spruches 1 und ein Blechbiegeverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.

Metallblechstücke mit komplizierter Gestalt, wie z. B. solche Teile, die in den Fig. 1a und 1b der beiliegenden Zeichnung gezeigt sind, können durch Biegen hergestellt werden.

Bauteile bzw. Stücke dieser Art sind häufig bei Maschinen, wie Fotokopiergeräten, Fernko piergeräten und verschiedenen elektronischen Einrichtungen anzutreffen. Diese Erzeugnisse entwickeln sich schnell fort, so daß die Hersteller häufig einen Modellwechsel von einem zum nächsten Jahr vornehmen. Jedes neue Modell ist das Ergebnis einer vollständigen neuen Auslegung, die meist verschiedenartige neue Blechmetallstücke enthalten.

Daher werden diese gebogenen Metallblechstücke in relativ kleinen Losgrößen hergestellt, für die sich somit keine komplizierten und teuren Werkzeuge und Gesenke lohnen. Sie werden aus vorgestanzten Stücken hergestellt, die dann auf die verschiedensten Weisen in Werk stätten oder Betrieben gebogen werden, wobei üblicherweise vorhandene Biegepressen, bei spielsweise solche Pressen zur Anwendung kommen, die feste Rahmen mit linearen Stanz stempeln mit V-förmigem Querschnitt und Gesenke enthalten, die in vertikaler Richtung relativ aufeinanderzu und voneinanderweg bewegbar sind. Da aufeinanderfolgende Biegebearbei tungen, die ausgehend von dem Umriß des Werkstücks ausgeführt werden, nicht alle mit ein und demselben Paar aus Stanzstempel und Gesenk ausgeführt werden können, muß der Hersteller einige Pressen zur Verfügung haben, die jeweils mit unterschiedlichen Paaren von Stanzstempel und Gesenk versehen sind, oder er muß das Gesenk und den Stanzstempel jedesmal dann auswechseln, wenn dies entsprechend der Bearbeitung erforderlich ist.

Eine Blechbiegemaschine sowie ein Blechbiegeverfahren der jeweils eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE 37 20 412 A1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt eine mehrstufige Biegemaschine, die automatisch betrieben werden kann. Während eines Biegevorgangs mit der bekannten Biegemaschine werden der Stempel und die Matritze in einer gemeinsamen Ebene aufeinander zu bewegt. Dies führt dazu, daß bei dem eigentlichen Biegevorgang eines Blechwerkstücks sich dessen Schenkel bezüglich der Biegelinie bewegen. Beispielsweise legen sich diese Schenkel bei einem Stempel mit V-förmigen Profil an den Stempel an. Die Bewegung der Schenkel erfordert, daß während eines mehrstufigen automatischen Biegevor gangs das Werkstück während des eigentlichen Biegevorgangs freigegeben werden muß, d. h. bei einem mehrstufigen Biegevorgang muß das Werkstück mehrmals von einem Manipulator ergriffen und wieder freigegeben werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blechbiegemaschine und ein Blechbiege verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei der Blechbiegevorgang mit hoher Effizienz durchgeführt wird.

Im Hinblick auf den Vorrichtungsaspekt wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Blechbiegemaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Im Hinblick auf den Verfahrensaspekt wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Blechbiegeverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12.

Dadurch wird auf vorteilhafte Weise eine Blechbiegemaschine bzw. ein Blechbiegeverfahren geschaffen, das völlig von der üblichen Auslegung abweicht und ermöglicht, daß Werkstücke mit unterschiedlicher Gestalt automatisch hergestellt werden können, und daß die Ausführung von aufeinanderfolgenden Biegebearbeitungen jedes Stücks in einem einzigen Biegezyklus möglich ist.

Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den jeweiligen Unteran sprüchen dargelegt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehen den Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1a und 1b perspektivische Darstellungen von zwei gebogenen Metallblechstücken mit komplizierter Formgebung, wobei es sich um Beispiele handelt, die mittels eines einzigen Bie gezykluses mit Hilfe einer Maschine nach der Erfindung hergestellt werden können,

Fig. 2a, b, c und d schematische Ansichten zur Erläuterung des Vorganges beim Biegen eines Metallblechstücks, wobei diese Darstellung zur Erläuterung des Grundprinzips dient, auf dem die Erfindung basiert,

Fig. 3a, b, c und d schematische Ansichten zur Verdeutlichung einer Biegebearbeitung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht zur Verdeutlichung eines U-förmigen Rahmens, der mit einem Gesenk und einem Stanzstempel versehen ist, wobei auch ein Stück eines Metallbleches in hängender Anordnung zum Biegen gezeigt ist,

Fig. 5 und 6 schematische Draufsichten der Auslegungsform nach Fig. 4 am Beginn und am Ende einer jeweiligen Biegebearbeitung,

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht derselben Auslegungsform der Maschine, die in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, wobei die Möglichkeiten zur relativen Positionierung eines Stücks eines Metallbleches und einer U-förmigen Zange nach der Erfindung verdeutlicht sind,

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht und Fig. 9 eine schematische perspektivische An sicht zur Verdeutlichung der Biegebearbeitungsmöglichkeiten, die eine Maschine nach der Erfindung bietet,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Maschine,

Fig. 11 eine Draufsicht der Maschine von Fig. 10,

Fig. 12 eine Seitenansicht von Fig. 10,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines einzigen Rahmens in vergrößertem Maßstab, wo bei die U-förmige Zange gezeigt ist,

Fig. 14 eine Seitenansicht in Teilschnittdarstellung zur Verdeutlichung von den Stanzstempel und das Gesenk tragenden Drehköpfen bzw. Revolverköpfen in den Schenkeln des U- förmigen Rahmens,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Werkstück trageinheit der Maschine in auseinandergezogener Darstellung, und

Fig. 16 eine teilweise Horizontalschnittansicht derselben, das Werkstück tragenden Vorrich tung nach Fig. 15.

Zuerst wird Bezug auf die Fig. 2a, b, c und d genommen. Aus Übersichtlichkeitsgründen erhält man die Biegebearbeitung eines Metallblechstückes mit einer Biegung um 90° unter Verwendung eines linearen Stanzstempels P mit V-förmigem Querschnitt und einem linearen Gesenk D mit V-förmigem Querschnitt, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und miteinander zusammenarbeiten. Das Metallblechstück ist mit W bezeichnet. Die Mittelebene des Stanzstempels P und des Gesenks D, längs der die Relativbewegung dieser Teile auftritt, ist mit A bezeichnet. F1 bezeichnet die Bewegungsrichtung des Gesenks D in Richtung auf den Stanzstempel P. Es wird hierbei angenommen, daß das Werkstück W aus Metallblech zu Beginn zwischen dem Stanzstempel P und dem Gesenk D (Fig. 2a) in einer Anfangsebene B unter einem Winkel alpha von 90° zur Ebene A gehalten wird. Auch wird angenommen, daß das Werkstück W nicht mit Hilfe von Zangen oder dergleichen gehalten wird, und daß es so mit frei infolge der Relativbewegung von Gesenk bzw. Matrize D und Stempel P verformt wer den kann.

Wenn die Biegung mit Hilfe üblicher Verfahrensweisen erfolgt, ist die Ebene A vertikal, und das Werkstück W wird horizontal zwischen den Stempel P und der Matrize D eingeführt und wird unter gleichzeitiger freier Verformung gebogen.

Die beiden Enden des Werkstücks W, die auf der einen Seite und der anderen Seite der Ebe ne A liegen, sind mit L1 und L2 bezeichnet.

Wenn das Gesenk D in Richtung auf den Stempel P in Richtung des Pfeils F1 bewegt wird, wird das Werkstück W zuerst durch die Biegung unterhalb der Elastizitätsgrenze (Fig. 2b) verformt. Wenn die Elastizitätsgrenze überschritten wird, beginnt sich das Werkstück W unter plastischer Verformung (Fig. 2c) zu biegen. Der endgültige Biegezustand ist in Fig. 2d ge zeigt.

Wie sich hieraus ersehen läßt, wird beim Biegen der Winkel alpha progressiv von 90° auf 45° kleiner. Die Gesetzmäßigkeit, nach der dieser Winkel alpha zeitabhängig abnimmt, ist nicht konstant, sondern er kann ähnlich wie andere Bedingungen, die das Material und die Dicke des Metallblechs berücksichtigen, experimentell einmal für alle Anwendungsfälle bestimmt werden. Auf jeden Fall ist anzumerken, daß die Verformung des Werkstückes W an einer Bie geachse V auftritt, die mit dem Rand des Stempels P zusammenfällt.

Nach Beendigung des Biegens sind die beiden Enden L1 und L2 von einem 90° Dieder zwi schen ihnen gebogen und unter einem Winkel von 45° sind diese beiden Enden zur Vertikalen geneigt. Dies bedeutet, daß eines der Enden, wie z. B. das Ende L1, wiederum in einer Ebene ergriffen werden muß, die unter einem Winkel von 45° zur Anfangsebene liegt oder sich we nigstens von der Anfangsebene unterscheidet. Die Schwierigkeiten bei der Handhabung des Werkstücks vor und nach dem Biegen sind daher offensichtlich, da ein Ende sich in einer an deren Ebene zu jedem Zeitpunkt des Ergreifens befindet.

Übliche Biegeverfahren mit der Ebene A mit einem vertikalen Verlauf und der Ebene B mit einem horizontalen Verlauf haben auch noch weitere schwerwiegende Nachteile: Wenn ein Metallblechstück leicht biegbar ist, und wenn es nicht in der Nähe der Ebene A unterstützt wird, so muß während der Handhabung berücksichtigt werden, daß der Bereich, in dem das Stück mit Hilfe von Haltern bzw. Klemmeinrichtungen oder dergleichen vor dem Biegen unter stützt wird, nicht mit der Ebene B übereinstimmt, die zu Beginn zwischen dem Stempel P und dem Gesenk D bestimmt ist.

Auf jeden Fall ist es nicht möglich, das Werkstück W mit Hilfe von Klemmeinrichtungen oder dergleichen an einem Ende zuhalten, wie dem Ende L1, da während des Biegens das letzt genannte zuerst in Richtung zur Biegeachse V (Pfeil F2 in Fig. 2b, 2c) gezogen und dann wieder zurückgebogen wird (Pfeil F3, Fig. 2d).

Wie sich hieraus ergibt, stehen alle diese Einflußgrößen der leichten und zweckmäßigen Handhabung des Werkstückes W zwischen den aufeinanderfolgenden Biegevorgängen ent gegen.

Die Maschine nach der Erfindung überwindet alle diese Schwierigkeiten mit Hilfe einer Lö sung, die grundlegend von den üblichen Auslegungsformen abweicht. Im speziellen gilt dies für folgendes:

- Die Ebene A ist vertikal;
- das Werkstück W wird von oben gestützt, so daß es sich nicht infolge der Schwerkraft biegen kann;
- eine einzige Klemm- bzw. Spanneinrichtung kann das Werkstück W ständig über einen vollständigen Zyklus von aufeinanderfolgenden Biegevorgängen hinweg halten;
- wenn man annimmt, daß das Werkstück mit Hilfe der Klemmeinrichtung an einem En de L1 gestützt wird, bleibt dieses im wesentlichen in derselben vertikalen Ebene, während zugleich sich der Stempel P und das Gesenk D beispielsweise in Richtung der Pfeile F4 drehen, wie dies in den Fig. 3a, b, c und d dargestellt ist, und zwar entsprechend den Vorga bebedingungen für die zeitabhängige Änderung des Winkels alpha;
- die Biegeachse V wird in den Fig. 3a, b, c und d als vertikal verlaufend angenom men, wobei die Bezugszeichen jenen in den Fig. 2a, b, c und d zugeordnet sind; wie sich jedoch hieraus ersehen läßt, kann die Achse V irgendeine beliebige Neigungslage annehmen, um Biegebearbeitungen mit einer beliebigen Richtung in einem Werkstück vorzunehmen, das von oben vertikal hängend gelagert ist.

Diese Einzelheiten werden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 9 näher erläutert.

In Fig. 4 ist wiederum ein ebenes Metallblechstück, das zu biegen ist, mit W bezeichnet.

Das Werkstück W ist hängend an einer Klemmeinrichtung 10 angeordnet, die den oberen Rand nicht notwendigerweise an einer Stelle ergreift, die dem Schwerkraftmittelpunkt des Werkstücks entspricht.

Eine kräftige U-förmige Zange (Trageinrichtung) ist insgesamt mit der Bezugsziffer 12 verse hen. Die Zange 12 umfaßt ein Paar Arme 14 und 16, die über ein Joch 18 (erstes Tragteil) miteinander verbunden sind. In der Nähe ihres freien Endes trägt der Arm 14 ein lineares Ge senk (Matritze) mit V-förmigem Querschnitt, das wiederum mit D bezeichnet ist. Der Arm 16 trägt einen linearen Stempel mit V-förmigem Querschnitt, der wiederum mit P bezeichnet ist, wobei dieser Stempel in der Nähe des freien Endes vorgesehen ist und dem Gesenk D zuge wandt ist. Der Stempel ist festgelegt. Das Formwerkzeug bzw. das Gesenk D ist in Richtung auf den Stempel P in Richtung F1 zu und von diesem weg in einer Ebene A senkrecht zu der Ebene B (Fig. 3a) bewegbar, in der das Werkstück W zu Beginn liegt.

Für die Biegebearbeitung stützt die Klemmeinrichtung 10 das Werkstück W in dem Biegeraum 5 zwischen den beiden Armen 14 und 16, und hält das Werkstück W in einer vertikalen Aus richtung gegen den Rand des Stempels P. Die Achse, längs der dieser Rand liegt, ist jene, welche die Biegelinie bestimmt, und diese ist wiederum mit V bezeichnet.

Wie sich aus den nachstehenden Ausführungen ergibt, ist die Zange 12 mit Hilfe des Jochs 18 derart angebracht, daß sie sich um die Biegeachse V in Richtung F₄ drehen kann.

Die Biegeachse V unterteilt das Werkstück W, wie dies zuvor angegeben ist, in zwei Enden L₁ und L₂. Das erste Ende wird mit Hilfe der Klemmeinrichtung 10 ergriffen. Unter diesen Bedingungen bleibt das Ende L₁ im wesentlichen in der Ausgangsebene während des Biegevor ganges, während das Ende L₂ um 90° von einer Seite dieser Ebene zur jeweils anderen ge bogen wird.

Die Anordnung nach Fig. 4 ist im Einzelnen schematisch in einer Draufsicht in den Fig. 5 und 6 dargestellt. F₄ bezeichnet wiederum die beiden Drehrichtungen der Zange 12 um die Biege achse V. Die vertikale Ebene, in der das Werkstück W zu Beginn liegt, und die senkrecht zur Achse A ist, ist wiederum mit B bezeichnet.

Fig. 6 zeigt das Ende L₂, wenn es um 90° bezüglich des Endes L₁ gebogen ist, was dadurch erreicht wird, daß das Gesenk D mit einem vollständigen Hub bewegt wird, und die Zange 12 in Gegenuhrzeigerrichtung F₄ gedreht wird. Diese Drehung erfolgt mit einer vorbestimmten gesetzmäßigen Änderung der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit, wie dies zuvor angegeben ist.

Fig. 6 zeigt auch die Zange 12 in gebrochener Linie in einer Position, zu der sie um 45° in Gegenrichtung gedreht wurde, d. h. in einer Position, welche die Zange 12 einnimmt, wenn sie in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, um eine Biegebearbeitung zu ermöglichen, die jener der dargestellten Ausführungsform entgegengesetzt ist.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist die Zange 12 mit Hilfe eines Rahmens 20 gelagert, so daß sie sich um eine Achse 0 drehen bzw. schwenken kann, welche die Biegeachse V schneidet, und die parallel zur Ebene A der Bewegung des Gesenks D und somit senkrecht zu der Ebene B (parallel zu der Zeichenebene von Fig. 6) ist.

In Fig. 7 kann der Rahmen 20 mit der U-förmigen Zange 12 und der Klemmeinrichtung 10 eine Relativbewegung sowohl in vertikaler Richtung Z als auch in horizontaler Richtung X senkrecht zu der Drehachse 0 ausführen. Der Bereich dieser Translationsbewegungen in die Richtungen Z und X sind derart gewählt, daß ermöglicht wird, daß die Einheit aus Gesenk D und Stanzstempel P alle Teile eines Werkstückes W erreicht, das die maximalen vorgegebe nen Abmessungen hat. Der Ausschlag der Schwenkbewegung der Zange 12 beträgt wenigs tens 180° zwischen den beiden Positionen, in denen sie horizontal ausgerichtet ist. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Einheit aus Gesenk D und Stanzstempel P Biegebearbeitungen mit beliebigen Neigungswinkeln und in einem beliebigen Bereich eines Werkstückes W ausführen kann. Die Fähigkeit der Zange 12, sich um 180° um die Biegeachse V drehen zu können, ermöglicht, daß sich diese Biegebearbeitungen mit einer beliebigen Neigung in der einen oder der anderen Richtung vornehmen lassen.

Diese Möglichkeiten sind schematisch in den Fig. 8 und 9 gezeigt, wobei gleiche oder ähnliche Teile, Achsen und Richtungen wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Wie bereits angegeben, ist die Klemmeinrichtung 10 derart beschaffen und ausgelegt, daß sie ein Ende wie das Ende eines Werkstückes W vertikal in der Ebene B stützt, die senkrecht zu der Schwenkachse 0 ist und dieses gegen den Rand des Stempels P hält, der mit der Biege achse V übereinstimmt.

Die Klemmeinrichtung 10 jedoch ist vorzugsweise hängend derart angeordnet, daß eine be grenzte freie Bewegung in der Aufhängebene B mit fünf Freiheitsgraden möglich ist, wobei die Drehung um eine Achse Y (Fig. 9) parallel zur Schwenkachse 0 der U-förmigen Zange 12 ausgenommen ist. Insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 9 kann sich die Klemmeinrich tung 10 vertikal in Richtung Z und horizontal in die Richtungen X und Y bewegen, und sie kann sich um X (F₅) und um Z (F₅) aber nicht um Y (F₇) drehen.

Diese fünf Freiheitsgrade der Bewegung ermöglichen, daß das Ende, wie L₁ (Fig. 4), das mittels der Klemmeinrichtung 10 gehalten ist, sich von der theoretischen Aufhängeebene B entsprechend den Diagrammen nach den Fig. 3a, b, c und d abweichend wegbewegen kann, und daß es den Bewegungen folgen kann, die mit den Pfeilen F₂ und F₃ in den Fig. 3b, c und d bezeichnet sind, und zwar unabhängig von der Ausrichtung der Biegeachse V. Daß diese sich nicht in Richtung F₇ drehen kann, stellt sicher, daß die Biegung immer mit der maximalen möglichen Genauigkeit vorgenommen werden kann.

Wie sich aus diesen Ausführungen entnehmen läßt, kann die beschriebene Maschine Biege bearbeitungen bei äußerst kompliziert gestalteten Werkstücken vornehmen. Wie üblich, wer den aufeinanderfolgende Biegebearbeitungen ausgehend von dem Umfang zu dem Mittelteil des Werkstückes ausgeführt.

Wie zu ersehen ist, ist ein vollständiger Biegezyklus mit ein und derselben Einheit aus Stanz stempel und Matrize nicht möglich, da entweder längere oder kürzere Einheiten von Zeit zu Zeit erforderlich sind, oder da Einheiten benötigt werden, die derart ausgelegt sind, daß Bie gebearbeitungen mit scharten Ecken, wie z. B. Sicken, manchmal erforderlich sind. Nachstehend wird die Einrichtung zum schnellen Wechseln der Werkzeuge (Stempel und Matrize) näher beschrieben.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Maschine wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläutert. In dieser Figur sind gleiche oder ähnliche Teile wie bei den vorangehenden Aus führungsformen mit denselben Bezugszeichen versehen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 13 ist der Rahmen 20 der Maschine zu erkennen, der ein Grundteil 22 mit einer Plattform 24 umfaßt, von dem ausgehend gegenüberliegende Stützen 26 nach oben verlaufen, wie dies auch aus Fig. 7 zu ersehen ist. Ein insgesamt mit 28 bezeichneter Schlitten (zweites Tragteil) hat eine widerstandsfähige C-förmige Ausle gungsform, welche ein Paar von Armen 30 und ein Querteil 32 aufweist. Die Arme 30 sind mit Hilfe der Stützen 26 gelagert, so daß sie sich um die Achse 0 drehen bzw. schwenken kön nen. Numerisch gesteuerte Servomotore (nicht gezeigt) sind in die Stützen eingebaut und ermöglichen, daß der Schlitten 28 um einen Winkel von wenigstens 180° um die Schwenk achse 0 ausgerichtet werden kann, wie dies in den Fig. 7 und 11 gezeigt ist.

Das Joch 18 der Zange 12 ist mit Hilfe des Querteils 32 gelagert, so daß es sich um die Bie geachse V drehen kann. Das Querteil 32 enthält einen numerisch gesteuerten Servomotor, der ermöglicht, daß die Zange 12 in entsprechender Ausrichtung um die Biegeachse V in Richtung F₄ verstellt werden kann.

Vor der Beschreibung der Aufhängeeinheit, welche die Klemmeinrichtung 10 enthält, soll zu erst die Werkzeugwechseleinrichtung erläutert werden, die für diese Maschine vorgesehen ist.

Wie sich aus den Fig. 10 bis 14 entnehmen läßt, sind die freien Enden der Arme 14 und 16 gabelförmig ausgebildet und sie sind mit jeweils zugeordneten Schutzgehäusen 34 verse hen.

Wie in Fig. 14 gezeigt ist, sind zugeordnete, werkzeugtragende Revolverköpfe 36 und 38 in den Gabeln der Arme 14 und 16 vorgesehen. Der Revolverkopf 36 des Arms 14 trägt eine Mehrzahl von Matrizen D mit unterschiedlichen Formgebungen und Größen (beim dargestell ten Beispiel sind es vier). Der Revolverkopf 38 des Arms 16 trägt eine entsprechende Anzahl von Stempel P (im vorliegenden Fall sind vier gezeigt). Die Matrizen D einerseits und die Stempel P andererseits sind an den zugeordneten Revolverköpfen 36 und 38 auf auswechselbare Weise festgelegt. Halter oder Klemmeinrichtungen zum Festhalten der Werkzeuge D und P in den jeweiligen Revolverköpfen 36 und 38 sind schematisch mit 40 dargestellt.

Die beiden Revolverköpfe 36 und 38 sind bei 42 und 44 jeweils um zugeordnete Achsen senkrecht zu einer allgemeinen Ebene der Zange 12 schwenkbar bzw. drehbar, welche die Biegeachse V und die Schwenkachse 0 enthält. Ein Servomotor ist jedem Revolverkopf zuge ordnet, um diesen schrittweise gleichzeitig mit dem anderen Revolverkopf zu drehen, um die Werkzeuge D, P paarweise auszuwechseln. Die Servomotore sind nicht gezeigt. Die Dreh achse des Revolverkopfs 38, der die Stempel P trägt, ist relativ zu dem Arm 16 festgelegt. Die Drehachse des Revolverkopfs 36, der die Matrizen D trägt, ist jedoch in Richtung des Pfeils F₁ mit Hilfe eines weiteren Servomotors (nicht gezeigt) bewegbar.

In vorteilhafter Weise sind die Servomotore, welche die Matrize in Richtung des Pfeils F₁ an treiben, und die Zange 12 in Richtung des Pfeils F₄ antreiben, derart programmiert, daß wäh rend des Biegevorganges das Ende des Werkstücks W, das mittels der Klemmeinrichtung 10 gehalten ist, im wesentlichen in der Ebene B stationär bleibt.

Wiederum bezugnehmend auf die Fig. 10 bis 12 ist eine starke, horizontale, feste Führung 46 auf einer Seite der Plattform 22 vorgesehen, und trägt ein Gleitstück 48, das in Richtung X mit Hilfe eines numerisch gesteuerten Servomotors (nicht gezeigt) bewegbar ist. Eine vertikale Säule 50 erstreckt sich von dem Gleitstück 48 nach oben und hat eine vertikale Führung 52. Ein Gleitstück 54 ist längs dieser Führung in Richtung Z mit Hilfe eines numerisch gesteuerten Motors (nicht gezeigt) bewegbar.

Das Gleitstück bzw. der Schlitten 54 trägt einen widerstandsfähigen, einseitig gelagerten Arm 56, der in dem Gleitstück mit Hilfe einer prismatischen Kupplung angebracht ist. Der Arm 56 trägt eine Aufhängeeinheit (Werkstückhaltevorrichtung) 58 an seinem freien Ende, und diese wiederum trägt die Klemmeinrichtung 10. Der Arm 56 ist in dem Gleitstück 54 derart ange bracht, daß eine horizontale Erstreckung verstellt werden kann, um die Position der Klemm einrichtung 10 entsprechend der Biegeachse V einstellen zu können.

Wie sich hieraus ergibt, lassen sich mit Hilfe dieser Auslegungsform Bewegungen in die Richtungen X und Z dadurch bewerkstelligen, daß man die das Werkstück tragende Einrich tung bewegt, während das Gestell bzw. der Rahmen der Presse ortsfest bleibt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 werden nähere Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform der Aufhängeeinheit 58 näher erläutert. Wie bereits erwähnt worden ist, hat diese Einheit 58 die Aufgabe zu ermöglichen, daß das Werkstück W kleine Bewegungen mit fünf Bewegungsfreiheitsgraden ausführen kann, wobei die Drehbewegung um die Achse Y in Fig. 9 ausgenommen ist.

Die Einheit umfaßt einen Hängekopf 60, der auch in den Fig. 10 und 12 ersichtlich ist, und der fest mit dem Arm 56 verbunden ist. Der Kopf 60 hat einen prismatischen Hohlraum 62, der an seinem unteren Ende durch einen eingesetzten Rahmen 64 gebildet wird. Ein erstes Gleit stück, das insgesamt mit 66 bezeichnet ist, kann sich in vertikaler Richtung mit dem Kopf 60 in Richtung Z um eine begrenzte Wegstrecke bewegen. Zu diesem Zweck ist ein prismatischer Kern 68 vogesehen, der in Richtung Z mit einer genauen prismatischen Kupplung im Rahmen 64 gleitend bewegbar ist. Der Kern 68 wird an der Oberseite von einem Bund 70 gebildet, der den Bewegungsweg begrenzt. Federn 72 sind zwischen dem Bund 70 und dem Gestell 64 angeordnet und sie tragen das Gewicht des gesamten Systems, das in Richtung Z gleitend beweglich ist. Die Ruhestellung des Gleitstückes bzw. des Schlittens 66 befindet sich etwa auf der in der Mitte liegenden Position, in der es auf Grund der Schwerkraft der Federn 72 in Ru he bleibt, welche zusammengedrückt werden.

Der Kern 68 wird an seinem unteren Ende von einem horizontalen Plattenteil 74 begrenzt, das derart geformt ist, daß es eine horizontale Führung für die Gleitbewegung in Richtung Y bildet. Ein zweites Gleitstück 76 ist mit Hilfe einer prismatischen Kupplung mit der Führungsplatte 74 verbunden, und hat einen begrenzten Bewegungsweg in Richtung Y.

Ein Zylinder 78 ist in dem Plattenteil 74 des ersten Gleitstücks 66 ausgebildet und nimmt eine Einheit 80 auf, die als ein doppelt wirkender Kolben arbeitet. Die Einheit 80 umfaßt einen Bund 82, der fest mit einem Block 84 verbunden ist, der ein Teil des zweiten Gleitstücks 76 bildet.

Die Einheit 78 bis 80 umfaßt eine doppelt wirkende pneumatische Betätigungseinrichtung, die dazu dient, das zweite Gleitstück 76 in Richtung Y zu einer Mittelposition zurückzufahren, in der die Klemmeinrichtung sich in entsprechender Zuordnung zu der anfänglichen Biegeebene B befindet, und zwar erfolgt diese Laufbewegung nach jedem Biegevorgang.

Das zweite Gleitstück 76 enthält ein Universalgelenk, das insgesamt mit 86 bezeichnet ist, und an einem Ende desselben vorgesehen ist. Dieses Gelenk 86 umfaßt einen ersten Ring 88, der mit dem Gleitstück 76 mit Hilfe von vertikalen Stiften 90 verbunden ist, die eine Schwenkbewegung um die vertikale Achse Z (F6) ermöglichen.

Ein zweiter Ring oder ein zentraler Körper 92 ist in dem ersten Ring 88 vorgesehen und mit diesem mit Hilfe von horizontalen Stiften 94 verbunden, so daß er sich um die horizontale Achse X (F₅) drehen kann. Die Stifte bzw. Bolzen 94 haben auch einen gewissen Bewe gungsfreiheitsgrad längs ihrer eigenen Achsen, um zu ermöglichen, daß sich die Klemmein richtung 10 in Richtung X mittels kleinen Bewegungen bewegen kann.

Eine feste Klemmbacke 96 der Klemmeinrichtung 10 ist fest mit dem zentralen Körper 92 ver bunden. Die feste Klemmbacke 96 ist einer Klemmbacke 98 zugeordnet, die in Richtung Y bewegbar ist.

Fest mit der bewegbaren Backe 98 ist ein Ende einer Stange 100 verbunden, die sich in das Gleitstücke 76 erstreckt, deren anderes Ende ein Teil einer pneumatischen Betätigungsein richtung 102 bildet, die in dem Gleitstück 76 zum Anziehen und Lösen der Klemmeinrichtung 10 vorgesehen ist. Die Stange 100 ist von einer hohlen Stange 104 umgeben, die an einem Ende mit einer pneumatischen Betätigungseinrichtung 105 verbunden ist, die ebenfalls in dem Schlitten 66 vorgesehen ist. Das andere Ende der hohlen Stange 104 trägt einen konisch ausgebildeten Kopf 106, der der Klemmeinrichtung 10 zugewandt ist. Der zentrale Körper 92 des Universalgelenks 86 hat an seiner Fläche, die jener zugewandt ist, die die feste Klemm backe 96 trägt, einen versenkten Hohlraum oder Sitz 108 in Form eines doppelten Dieders, welcher Spitzen in Richtung X und Z jeweils hat. Der Kopf 106 kann mittels einer Keilverbin dung in dem Sitz 108 mit Hilfe der Betätigungseinrichtung 105 vorgesehen sein, um die Greif ebene der Klemmeinrichtung 10 in eine Ebene zu bringen, die parallel zu der Vertikalebene B ist, welche die Biegeachse V enthält.

Somit ist mit Hilfe der Betätigungseinrichtungen 80 und 105 immer sichergestellt, daß nach der Beendigung jeder Biegebearbeitung die Greifebene der Klemmeinrichtung 10 zu einer Position zurückführt, welche mit der Anfangsbiegeebene B übereinstimmt, und die Achsen X, Y und Z kehren zu ihrem Punkt (insbesondere X und Z mit Hilfe des im Gesenk vorgesehenen Sitzes 108) zurück, um eine genaue Bearbeitung des nächsten Biegevorgangs zu ermögli chen.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, wird dank der Verwendung der nume risch gesteuerten Servomotore erreicht, daß die Maschine verschiedene Bewegungen ausführen kann, wobei die letztgenannte bezüglich eines vollständigen Biegezykluses für ein Werk stück programmiert werden kann. Möglicherweise kann hier ein Werkzeugwechsel zwischen der einen und der anderen Biegebearbeitung vorgenommen werden.

Die Blechbiegemaschine hat verschiedene Vorteile. Der Stempel und die Matrize sind derart vorgesehen, daß sie um die Biegeachse drehbar sind. Somit kann das zu biegende Werk stück fest mit Hilfe der Werkstückklemmeinrichtung während des Biegevorganges einge spannt werden, obgleich die beiden Enden des Werkstückes auf gegenüberliegenden Seiten der Biegeachse biegen und zueinander während der Biegebearbeitung geneigt sein können.

Ferner sind der Stempel und das Gesenk derart vorgesehen, daß die Biegeachse derselben um eine Achse senkrecht zur Fläche des Werkstücks drehbar ist. Daher kann eine Mehrzahl von Abschnitten des Werkstücks in einem einzigen Verfahrensablauf gebogen werden, d. h. ohne daß man die Lage des Werkstücks ändern muß. Daher läßt sich während des Biegevor ganges das Werkstück genau zur Biegeachse des Stempels oder des Gesenks ausrichten, und die Biegebearbeitung läßt sich schnell ausführen.

Obgleich die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sind selbstverständlich Änderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Be darfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Beispielsweise kann die Blechbiegemaschine zum Biegen von großen und schweren Metall blechen, sowie zum Biegen von kleinen und gewichtsmäßig leichten Metallblechstücken ver wendet werden.

Claims

1. Blechbiegemaschine, mit
einer Werkstückhaltevorrichtung (58), und
einem Stempel (P) und einer Matrize (D), die entlang einer vorbestimmten Bie geachse (V) zueinander ausgerichtet und aufeinander zu und voneinander weg beweg bar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stempel (P) und die Matrize (D) gemeinsam um die Biegeachse (V) dreh bar sind.

2. Blechbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (P) und die Matrize (D) an einem ersten Tragteil (18) einer Tragvorrichtung (12) vorgesehen sind, die an einem Grundteil (22) um die Biegeachse (V) drehbar gelagert ist, wobei das Tragteil (18) für den Stempel (P) und die Matrize (D) jeweils einen Arm (14, 16) aufweist, an deren freien Enden jeweils der Stempel (P) und die Matrize (D) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar angebracht sind.

3. Blechbiegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (12) ein zweites Tragteil (28) aufweist, das auf dem Grundteil (22) um eine Achse senkrecht zu einer Plattenfläche eines Blechwerkstücks (W) drehbar gela gert ist, wobei das zweite Tragteil (28) an dem ersten Tragteil (18) um die Biegeachse (V) drehbar gelagert ist.

4. Blechbiegemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung (12) ein Paar Revolverköpfe (36, 38) aufweist, die jeweils auf einem der zugeordneten Arme (14, 16) drehbar gelagert sind und mehrere Stempel (P) oder Matrizen (D) aufnehmen.

5. Blechbiegemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhaltevorrichtung (58) eine Klemmeinrichtung (10) zum Halten des Blech werkstückes (W) zwischen den Armen (14, 16) der Tragvorrichtung (12) aufweist, und daß die Klemmeinrichtung (10) an einer Gleitführungseinrichtung (54) geführt ist zur Ermöglichung einer Bewegung des Blechwerkstückes (W) längs einer Achse parallel zu seiner Blechfläche.

6. Blechbiegemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (10) aufweist:
ein Paar von Klemmbacken (96, 98) zum Festklemmen des Blechwerkstückes (W) zwischen denselben, und
ein Universalgelenk (86), über das die Klemmbacken (96, 98) um zwei Achsen (X, Z) schwenkbar gelagert sind, wobei die beiden Achsen (X, Z) in einer Ebene paral lel zur Oberfläche des Blechwerkstückes (W) liegen und einander schneiden.

7. Blechbiegemaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (10) ferner eine Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Universalgelenks (86) aufweist.

8. Blechbiegemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Universalgelenk (86) ein Ringteil (88) aufweist, das an einer Stützvorrichtung (50) um eine erste Achse (Z) drehbar gelagert ist, die in einer Ebene parallel zur Oberfläche des Blechwerkstückes (W) liegt, und das ein Mittelteil (92) aufweist, das an dem Ringteil (88) um eine zweite Achse (X) drehbar gelagert ist, die in der Ebene parallel zur Werkstückfläche (W) liegt und die erste Achse (Z) schneidet, und daß die Begrenzungsvorrichtung ein Eingriffsteil an der Stützvorrichtung (50) aufweist, das mit in einem Steuerteil des Universalgelenks (86) ausgebildeten Ein griffsteil in Eingriff bringbar ist.

9. Blechbiegemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (10) zwei Klemmbacken (96, 98) zum Einspannen des Blechwerk stückes (W) zwischen denselben aufweist, und daß die Klemmbacken (96, 98) jeweils an einer relativ zu der säulenartig ausgebildeten Stützvorrichtung (50) in einer Rich tung parallel zur Oberfläche des Blechwerkstückes (W) bewegbaren Werkstückhalte vorrichtung (58) gelagert sind.

10. Blechbiegemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klemmbacken (96, 98) gegen eine Bewegung in Richtung parallel zur Oberflä che des Blechwerkstückes (W) durch einen an der Klemmeinrichtung (10) vorgesehe nen Begrenzer gehindert sind.

11. Blechbiegemaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhaltevorrichtung (58) eine weitere Halterung aufweist, die an der Stützvor richtung (50) angebracht ist, und an der die beiden Klemmbacken (96, 98) in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Blechwerkstückes (W) bewegbar gelagert sind.

12. Blechbiegeverfahren, bei dem ein Blechwerkstück zwischen einem Stempel und einer Matrize entlang einer Biegeachse gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Biegens des Blechwerkstückes der Stempel und die Matrizen ge meinsam um die Biegeachse gedreht werden.

13. Blechbiegeverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß während des Biegens ein Abschnitt des Blechwerkstückes außerhalb seiner Biegezo ne in seinem Lager festgehalten wird.

14. Blechbiegeverfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Stempels und der Matrize während des Biegens in Ab hängigkeit eines potentiellen Winkels zwischen einem Abschnitt des Blechwerkstü ckes außerhalb der Biegezone und einer festen Bezugsebene gesteuert wird, der sich beim Biegen ergeben würde, wenn Stempel und Matrize nicht gedreht würden.