DE69908799T2

DE69908799T2 - Blechbearbeitungsmaschine und verfahren zur optimalen bearbeitung von blechen

Info

Publication number: DE69908799T2
Application number: DE69908799T
Authority: DE
Inventors: Mika Virtanen; Jorma Taijonlahti
Original assignee: Individual
Current assignee: Finn Power Oy
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: EP2338619A3; KR100613724B1; ATE242667T1; EP1281455A2; EP1281452A3; EP1281452A2; EP1281455A3; TW418126B; EP1123169B1; ES2287212T3; ATE365596T1; US6386008B1; EP1281452B1; BR9914628A; DE69936407D1; EP1281454A3; KR20010080233A; EP1123169A2; EP1281453A3; WO2000023207A2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Anlagen zur Herstellung von Platten und Blechen sowie Maschinen, wie zum Beispiel Revolverstanzen, und insbesondere eine neue Generation von Maschinen zur Herstellung von Platten und Blechen, die Servomotoren verwenden als Antriebsmechanismus für eine optimale Durchführung der Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken mit geringerer Geräuschentwicklung.
Hintergrund der Erfindung
Die Veröffentlichungen US-5 092 151 und US-5 199 293 offenbaren besonders gestaltete Anlagen für die Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken durch Biegevorgänge unter Verwendung von getrennten Anordnungen für eine Annäherung des Werkzeuges einerseits und der Durchführung des Schrittes der eigentlichen Bearbeitung anderseits. Die Anordnung für die Annäherung des Werkzeugs ist dergestalt ausgebildet, dass zwar die Bewegung der Annäherung relativ schnell erfolgt, dass jedoch andererseits die Anordnung für die Durchführung des eigentlichen Schrittes der Bearbeitung dergestalt ausgebildet ist, dass ihre Bewegung langsam ist verglichen mit der Bewegung der ersten Anordnung. Die zweite Anordnung ist wiederum derart ausgestaltet, dass die von ihr aufgebrachte Kraft für die Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks erheblich größer ist als diejenige, die von der ersten Anordnung während ihrer Bewegung aufgebracht wird, wobei diese Bewegung eine rein lineare Bewegung ist.
Gemäss dieser Veröffentlichung weist die zweite Anordnung eine erste mit einer Pufferanordnung verbundene Gleitanordnung auf, die in senkrechter Richtung bewegbar ist, während eine zweite Gleitanordnung derart ausgestaltet ist, dass sie durch Aktuatoren in waagrechter Richtung beweglich ist, wobei die Bewegung der zweiten Anordnung für die Durchführung der Bearbeitung mittels eines Klemmeffektes zwischen den beiden Gleitanordnungen erfolgt. Zwischen den Klemmflächen der beiden Gleitanordnungen sind Rollflächen vorgesehen, mit deren Hilfe die Bewegung der in waagrechter Richtung beweglichen mit der Klemmkante versehenen zweiten Gleitanordnung als senkrechte Bewegung übertragen wird und damit als Arbeitsbewegung dem Werkzeug an der Pufferstange.
Diese aus den beiden Veröffentlichungen US-5 092 1151 und US-5 199 293 bekannten Lösungen sind jedoch noch mit dem Nachteil behaftet, dass die Bewegung für die Annäherung und die Bewegung für die Bearbeitung durch getrennte Anordnungen durchgeführt werden, welche mit Aktuatoren versehen sind. Dies führt zum einen zu einem erhöhten Aufwand für die Herstellung und für die Kosten durch sowohl höhere Investitionen als auch durch vermehrten Materialeinsatz und zum anderen zu einem erhöhten Aufwand für die Steuerung der aufeinander folgenden Schritte des Annäherns und der Bearbeitung, mit einem hohen Risiko des Auftretens von Fehlbedienungen.
Die Veröffentlichung GB-2 323 318 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der gesamten axialen Länge einer Stanzvorrichtung 17 durch Verwendung eines Sensors 111, der in der Nähe der Stanzvorrichtung angeordnet ist um das untere Ende 112 einer Stanzspitze 46 zu erfassen. Der Sensor 111 kann in Form eines Senders ausgebildet sein, der ein Signal zu einem Empfänger sendet. Während der axialen Verschiebung der Stanzvorrichtung kann die Übertragung des Signals vom Sensor 111 unterbrochen werden oder durch den sich bewegenden Teil der Stanzvorrichtung beeinträchtigt werden, wenn die Stanzspitze 46 der Stanzvorrichtung sich in Axialrichtung zwischen den Sensor und den Empfänger verschiebt.
Das in dieser Veröffentlichung GB 2 323 318 beschriebene System kann nur feststellen, ob ein Stanzteil, genauer gesagt die Stanzspitze, einen Punkt erreicht hat, an dem sie vom Sensor erfasst werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und dadurch die Technologie auf diesem Gebiet zu bereichern.
Genauer gesagt gehört die Maschine zur Herstellung von Platten und Blechen nach der Erfindung zu einer neuen Generation von Maschinen, die anstelle von Hydraulik Servomotoren für die Betätigung der Mechanismen für die Herstellung von Platten verwenden, zum Beispiel für das Zusammenwirken von Werkzeug und Matrizen bei der Bearbeitung eines plattenförmigen Werkstücks. Für die Durchführung einer Bewegung des oben angeordneten Werkzeugs treibt ein Servomotor mit ausreichend großem Drehmoment einen Kontaktmechanismus an, zum Beispiel in Gestalt einer Rolle, die in einer Richtung parallel zur Ebene des plattenförmigen Werkstücks beweglich ist, die in einfacher Weise zum Beispiel als x-Achse bezeichnet wird. Die Spitze eines Stößels, die mit der Rolle in Berührung steht, ist derart ausgebildet, dass bei Antrieb der Rolle durch den Servomotor bis zu einer vorgegebenen Stelle entlang der x-Achse der Stößel in senkrechter Richtung eine bestimmte Entfernung zurücklegt. Die Ausgestaltung des oberen Abschnitts des Stößels, der zusammen mit dem Werkzeug als Werkzeuganordnung bezeichnet wird, ist derart gewählt, dass wenigstens eine Fläche besteht, die, wenn sie mit der Rolle in Kontakt kommt, das Werkzeug derart betätigt, dass eine Anzahl von neuartigen Bearbeitungsschritten ausgeführt wird, wie zum Beispiel das Stanzen eines plattenförmigen Werkstücks mittels Messung der Länge des Werkzeugs, vorbestimmen einer Basisstelle als Bezugspunkt für die Bearbeitung durch das Werkzeug und der eigentlichen formgebenden Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks.
Die Maschine zur Herstellung von Platten und Blechen nach der Erfindung sieht auch die Verwendung eines Servomotors für die Bewegung der unteren Matrize in einer senkrechten Richtung relativ zum entsprechenden oberen Werkzeug vor. Der Mechanismus zur Durchführung der senkrechten Bewegung de Matrize kann ähnlich demjenigen sein, der für die senkrechte Bewegung des oberen Werkzeugs sorgt, indem der untere Abschnitt de Matrize dergestalt ausgebildet ist, dass wenn die untere Kontaktanordnung, zum Beispiel eine Rolle, die vom unteren Servomotor angetrieben wird, mit dem Bodenteil der Matrize in Kontakt kommt, die senkrechte Bewegung ausgeführt wird. Einige der möglichen Ausgestaltungen des Bodenteils der Matrize umfassen die Verwendung eines Keils, eines Ringes und eines Gewindeabschnitts, die mit dem Servomotor zusammen wirken können sowie mit dem zugehörigen Mechanismus für den Antrieb. Es kommen auch Äquivalente der oben beschriebenen Konfiguration in Frage.
Neben der Möglichkeit, die Länge des Werkzeuges zu messen und eine Einstellung vorzunehmen, von der aus das Werkzeug seine Bearbeitung aufnimmt, beinhaltet die vorliegende Erfindung auch entsprechende Software, die derart programmiert werden kann, dass ein logischer Ablauf gewährleistet wird, bei dem die Bedienungsperson darüber informiert wird, dass das Stanzwerkzeug in der Werkzeuganordnung in seiner Stellung anzupassen ist. Andere logische Schritte der Maschine nach der vorliegenden Erfindung umfassen vorausschauende Funktionen, die die Maschine in die Lage versetzen, das Werkzeug und das plattenförmige Werkstück gleichzeitig zu beschleunigen und zu verlangsamen im Hinblick auf eine optimale Fertigung des plattenförmigen Werkstücks. Weitere logische Schritte sind vorgesehen um die Geräuschentwicklung bei der Einwirkung des Werkzeugs auf das plattenförmige Werkstück zu minimieren. Durch den Einsatz entsprechender logischer Schritte und einer entsprechenden Ausgestaltung der dazugehörigen Hardware kann der Bearbeitungsschritt der Verformung auch durch die untere Matrize mit hoher Präzision durchgeführt werden ohne dass Markierungen am plattenförmigen Werkstück auftreten, verglichen mit einer Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks allein durch das obere Werkzeug.
Auf Grund der Tatsache, dass sowohl das der Bearbeitung dienende Werkzeug als auch die Matrize durch je einen Servomotor angetrieben werden, kann die Maschine nach der Erfindung, im Gegensatz zu den herkömmlichen, hydraulisch betriebenen Maschinen, die Bearbeitung der Platten mit wesentlich höherer Genauigkeit steuern.
Meben dem Vorsehen geeigneter Software und Hardware zur Optimierung der Geschwindigkeit der Bearbeitung und zur Minimierung der Geräuschentwicklung ist die Maschine nach der vorliegenden Erfindung auch mit einem System zur Einsparung von Energie versehen, mit dem es möglich ist, überschüssige Energie erneut zu verwenden oder wieder zu verwenden, wodurch der Energieverbrauch verringert wird. Außerdem ist die Maschine gemäss der vorliegenden Erfindung mit einem System zur Aufrechterhaltung der Temperatur ausgerüstet, das die Betriebstemperatur der Maschine überwacht und insbesondere diejenige der verschiedenen Servomotoren, sodass die Betriebstemperatur der Maschine während eines vorgegebenen Zeitraumes einen vorab festgelegten Wert der Temperatur nicht überschreitet um dergestalt ein Überhitzen und eine Beschädigung der Maschine zu vermeiden.
Aus diesen Gründen ist die Maschine gemäss der Erfindung sowohl in ökonomischer als auch in ökologischer Hinsicht eine umweltfreundliche Maschine für die Herstellung von Platten und Blechen.
Ferner wird durch die Erfindung eine Maschine geschaffen, die in der Lage ist, verschiedene Arten der Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken durch die Verwendung von mit Servomotoren ausgerüsteten Antriebseinrichtungen durchzuführen.
Ein weiters Ziel der Erfindung ist es, eine Maschine zur Herstellung von Platten zu schaffen, die eine vorausschauende Fähigkeit bei der Fertigung ihrer Platten und Bleche besitzt, wodurch die Beschleunigung/Verlangsamung sowohl des plattenförmigen Werkstücks als auch des Werkzeugs für die Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks optimiert werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, die beim Betrieb der Maschine auftretenden Geräusche zu minimieren, indem zum Beispiel der Lärmpegel (in dB) der Maschine bestimmte vorgegebene Grenzen nicht übersteigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die oben angegebenen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren hervor; darin zeigen:
1a–c bis 3a–c Darstellungen dreier bevorzugter Beispiele für die Ausgestaltung des oberen Bereichs des Stößels, zusammen mit den zugehörigen Diagrammen der Kraft und der Zeit für eine Maschine nach der Erfindung,
4 Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels eine Antriebsmechanismus gemäss der Erfindung,
5 eine Endansicht der in 4 gezeigten Anordnung,
6 verschiedene mit a bis d bezeichnete Schritte eines mit dem Ausführungsbeispiel nach 1, 4 und 5 durchgeführten Schneidverfahrens,
7 verschiedene mit a bis c bezeichnete Schritte eines mit dem Ausführungsbeispiel nach 1, 4 und 5 durchgeführten Verfahrens der Bearbeitung für eine Pressung, Verformung oder Markierung,
8 eine Diagrammdarstellung der Geometrie des Formteils oder des Nockens der Stößelanordnung für die Maschine nach der Erfindung,
9a und 9b eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer Maschine für die Herstellung von Platten nach der Erfindung, in der der in den 4 und 5 gezeigte Mechanismus eingebaut ist,
10a bis 10e den Schritt einer nach oben gerichteten Formgebung durch die Matrizenanordnung der Maschine zur Herstellung von Platten nach der Erfindung,
11 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Antriebsmechanismus für die in 10a bis 10e dargestellte Matrizenanordnung,
12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Antriebsmechanismus für die in 10a bis 10e dargestellte Matrizenanordnung,
13 Einzelheiten der Werkzeuganordnung für die Maschine nach der Erfindung, die die Grundlage abgibt für eine Erklärung des Merkmals der automatischen Feststellung, ob das Stanzwerkzeug der Werkzeuganordnung gemäss der Erfindung in seiner Stellung anzupassen ist,
14 ein Kraft - Zeit - Diagramm zur Darstellung des Drehmoments oder der Kraft, das bzw. die von einem Servomotor zum Antrieb des Stößels einer Maschine nach der Erfindung abgegeben wird,
15 eine schematische Darstellung des relativen Abstandes zwischen dem Werkzeug und dem Matrizen,
16a und 16b einen Schritt der Formgebung, der durch das obere Werkzeug nach der Erfindung in einem plattenförmigen Werkstück durchgeführt wird,
17 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Verfahrensschritte des Messens und des Anpassens des Stanzwerkzeugs in der Werkzeuganordnung für eine Maschine nach der Erfindung,
18a bis 18d verschiedene zeitabhängige Diagramme zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der Geschwindigkeit der Bewegung des plattenförmigen Werkstücks, der Geschwindigkeit und der Positionierung des Stößels bezüglich der Bewegung des plattenförmigen Werkstücks und der relativen Kraft, mit der der Stößel beaufschlagt wird.
19 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Schritte für die Bestimmung der Länge des in die Maschine eingesetzten Stanzwerkzeuges,
20 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Verfahrens für die Bestimmung der Grundeinstellung für den Betrieb der Stanzanordnung in der Maschine nach der Erfindung,
21a und 21b Darstellungen der Geschwindigkeit und der Position des Stößels im Hinblick auf eine intelligente Verringerung der Geräuschentwicklung durch die Maschine nach der Erfindung,
22 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Geschwindigkeit des Stößels und der Schneidfläche des Werkzeugs sowie des Zusammenhangs mit der Verminderung des Geräuschpegels der Maschine nach der Erfindung,
23a und 23b zusammen ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Schritte der Beschleunigung und der Verlangsamung der Bewegung des Werkzeugs und des plattenförmigen Werkstücks im Hinblick auf eine Optimierung der Bearbeitungsgeschwindigkeiten des Werkzeugs und des Werkstücks und im Hinblick auf die Verringerung des bei der Bearbeitung entstehenden Geräusches für die Maschine nach der Erfindung,
24 ein Zeit - Geschwindigkeits -Diagramm der gleichzeitigen Beschleunigung/Verlangsamung des Stanzwerkzeugs und des plattenförmigen Werkstücks,
25 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Schritte einer Steueranordnung für die Beschleunigung/Verlangsamung des plattenförmigen Werkstücks und des Stanzwerkzeugs in einer Maschine nach der Erfindung,
26 ein Diagramm zur Darstellung des Systems der Energieeinsparung der Maschine nach der Erfindung,
27 eine grafische Darstellung der Beschleunigung/Verlangsamung der verschiedenen Servomotoren und der Art und Weise, wie überschüssige Energie verwendet werden kann zur Verringerung des Energieverbrauchs der Maschine nach der Erfindung,
28a und 28b grafische Darstellungen der Überwachung der Temperatur der Maschine und der Steuerung der Geschwindigkeit der Servomotoren in der Maschine als Funktion der festgestellten Temperaturbedingungen der Maschine und
29 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des in der Maschine verwendeten Programms zur Aufrechterhaltung der Temperatur der Maschine innerhalb des Temperaturbereichs für deren Betrieb.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Gemäss den 1 bis 3 ist ein Maschinenteil 28 mit einem Kopfstück oder Stößel 1 versehen, das in senkrechter Richtung in einer zylindrischen Backe oder einem Zylinder 40 eingesetzt ist. Eine pneumatische Kammer 5, die gegebenenfalls mit einer Feder versehen ist, ist zwischen der Vorderseite 1a eines mit dem Stößel 1 verbundenen Flansches und dem Maschineteil 28 vorgesehen und sorgt für die Rückkehrbewegungen des Stößels. Der obere Teil des Stößels 1 ist mit einer Anordnung 7, 9 versehen, die für die Durchführung von Bewegungen des Stößels 1 und eines Werkzeuges sorgt bei einer Kraftbeaufschlagung in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene einer Matrize ist (4). Ein erstes Teil 7 der Anordnung, das im Folgenden als Nocken des Stößels bezeichnet wird, ist am oberen Teil des Stößels befestigt. Ein zweites Teil 9 der Anordnung, das als drehbarer Mechanismus, zum Beispiel als Rolle, ausgebildet ist, die als Kontaktanordnung zusammen mit dem ersten Teil 7 dient, ist am Maschinenteil 28 derart befestigt, dass es mittels in ihm vorhandener Aktuatoren relativ zu ihm beweglich ist.
Gemäss dem Verfahren wird die Bewegung des zweiten Teils 9 der Anordnung 7, 9 relativ zum Maschinenteil 28 über die Kontaktanordnung und eine Kontaktfläche, die eine besonders gestaltete Fläche des Nockens ist, zur Bewegung des Stößels 1 und des an ihm angeordneten Werkzeug 29 übertragen, wobei diese sowohl die Bewegung der Annäherung als auch die Bewegung der Bearbeitung ist. Entweder das erste Teil 7 oder das zweiter Teil 9 oder auch beide Teile sind mit einer Kontaktfläche 36 versehen, die im wesentlichen die Gestalt einer Abschrägung aufweist bezüglich der Längsrichtung des Stößels 1.
Allen Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 3 ist gemeinsam, dass diese Führungsfläche 36 mindestens einen ersten Abschnitt 36a aufweist für die Durchführung der Übertragung der Bewegungen zum Stößel und des an ihm befestigten Werkzeugs und einen zweiten Abschnitt 36b aufweist für die Durchführung der Bewegungen der Bearbeitung durch den Stößel 1 und das Werkzeug 29 bei einem unter Krafteinwirkungen stattfindenden Kontakt mit der Platte oder dem Werkstück 32.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Teil 7 als Formplatte oder Nocken ausgestaltet, die die Führungsfläche 36 aufweist, wobei es in das Maschinenteil 28 parallel zu den linearen Bewegungen (Pfeil LL) des als Rolle ausgebildeten zweiten Teils eingesetzt ist, sodass der erste Abschnitt 36a, der zweite Abschnitt 36b und der dritte Abschnitt 36c der Führungsfläche, bei dem der Stößel 1 in der Stellung zum Auswechseln des Werkzeugs ist, in Richtung der linearen Bewegung LL aufeinander folgen. Das zweite Teil 9 besteht aus mindestens einer Rolle, vorzugsweise einer Rolle, deren Umfangsfläche in Kontakt steht mit der Führungsfläche 36 des ersten Teils 7. Die lineare Bewegung LL des zweiten Teils 9 während der Durchführung des Verfahrens verläuft dabei in einer Richtung senkrecht zur Bewegung des Stößels in seiner Längsrichtung.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Führungsfläche des ersten Teils 7 symmetrisch ausgebildet mit gleicher Form und gleichen Abständen bezüglich des Endpunktes zwischen den Hälften der Führungsfläche 36, das heißt in diesem Fall, dem Scheitelpunkt 37. Dieser Umkehrpunkt 37 liegt auf der Mittenlinie PKK in Längsrichtung des Stößels 1, wobei dieser Umkehrpunkt der Endpunkt der Bewegung für die Bearbeitung durch das Werkzeug beim Durchführen des Verfahrens ist.
Bei den in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen ist, im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, die Bewegung des zweiten Teils 9 eine Drehbewegung um eine Achse A.
Bei dem in den 2a–c dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Längsrichtung der Mittenlinie der Drehbewegung des zweiten Teils 9 geneigt oder vorzugsweise senkrecht angeordnet bezüglich der Längsrichtung der Mittenlinie PKK des Stößels 1. Dadurch kann die Führungsfläche 36 des Formteils oder Nockens des ersten Teils 7, die mit dem Stößel 1 in Verbindung steht, als gekrümmte, insbesondere als kreisförmige Fläche ausgebildet werden. Ferner können in Richtung des Umfangs der Drehbewegung des zweiten Teils 9 zwei oder mehr rollende Teile, insbesondere Rollen, in aufeinander folgender Weise vorgesehen werden, die eine Kontaktfläche für die Verbindung mit der Führungsfläche 36 des ersten Teils 7 bilden. Die Rollen werden in Lagern in einem Käfig angeordnet, der um die Achse A verdreht wird, sodass ihre Drehachse parallel zur Achse A verläuft. Die gekrümmte Führungsfläche 36 (2c) ist eine langgestreckte Fläche, deren Längsrichtung zur Ebene der Drehbewegung des zweiten Teils 9 derart ausgerichtet ist, dass der erste Abschnitt 36a der Krümmung am Beginn der gekrümmten Fläche liegt und der zweite Abschnitt 36b sich vom Boden der Krümmung bis zum Endpunkt 37 der Krümmung erstreckt, an dem die Rolle 9 sich von der Führungsfläche 36 löst. Der dritte Abschnitt 36c der Führungsfläche 36 erstreckt sich als getrennte Krümmung von einem Vorsprung der Abschnitte 36a und 36b aus, wobei das zweite Teil 9 in der oberen Stellung des Stößels 1 in Kontaktverbindung mit dem dritten Abschnitt 36c steht während eines Wechsels des Werkzeugs. Wird nach einem Giechsel des Werkzeugs die Übertragung der Bewegung zum Stößel 7. wieder aufgenommen, so bewegt sich das zweite Teil 9 vom dritten Abschnitt 36c zum ersten Abschnitt 36a der Führungsfläche 36 über die Kante 36d, die zwischen dem dritten Abschnitt 36c und dem ersten Abschnitt 36a auf der linken Seite der Führungsfläche gemäss dem in den 2a–c dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. 2c zeigt außerdem die Unterteilung der Führungsfläche 36 in die Abschnitte 36a und 36b in Form einer gestrichelten Linie 43.
3a–c zeigen ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung, bei dem im Gegensatz zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, die Mittenlinie A für die Drehbewegung des zweiten Teils 9 zur Mittenlinie PKK des Stößels 1 ausgerichtet ist und mit ihr zusammen fällt. Damit ist es möglich, die Rollenanordnung, das heißt die Rollen oder Kugeln, die das erste Teil 7 der Anordnung 7, 9 bilden und die mit dem Stößel 1 in Verbindung stehen, in Lagern in einem kreisförmigen Käfig 7a anzuordnen, der mit dem Stößel 1 verbunden ist, wobei die Rollanordnung 7 , die das erste Teil 7 bildet, sich unter Abstützung durch den Käfig 7a drehen in einer waagrechten Ebene um radiale Achsen 7a. In entsprechender Weise weist die Führungsfläche 36 (3c) auf dem zweiten Teil 9 die Gestalt eines Kreises oder Ringes auf mit zwei oder mehr Abschnitten 38, die untereinander im wesentlichen die gleiche Form aufweisen und die Bereiche 36a– 36c aufweisen, welche derart angeordnet sind, dass jede Rolle des ersten Teils 7, die durch den Käfig 7a gehalten wird und sich in ihm dreht, sich im gleichen Zustand auf der Kontaktfläche befindet. 3c zeigt einen Schnitt durch die Führungsfläche 36 und einen Umkehrpunkt, der durch die gestrichelte Linie 43 bezeichnet ist und der zwischen den Bereichen 36a und 36b im geneigten Teil der Führungsfläche 36 liegt. Der Bereich 36c ist als Vertiefung in der Führungsfläche 36 ausgebildet.
Die 1b bis 3b zeigen Zeit-Kraft-Diagramme für die einzelnen Ausführungsbeispiele, wobei die entsprechenden Abschnitte bzw. Bereiche der Führungsflächen insbesondere für ein Schneideerfahren eingesetzt werden.
Die Funktionsweise der Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens nach der Erfindung wird anhand einer Anlage zur Bearbeitung oder zur Herstellung von Platten oder Blechen, insbesondere einer Revolverstanze, nachstehend im Zusammengang mit den 4 bis 7 beschrieben. Das zu bearbeitende plattenförmige Werkstück 32 wird in üblicher Weise durch Klauen gehalten und in X-Y-Richtung entlang eines waagrechten Bearbeitungstisches 13 mit ebener Oberfläche vorgeschoben, bis es die gewünschte Bearbeitungsposition auf dem Bearbeitungstisch 13 erreicht und zwar mittels einer Vorschubanordnung 33, die zum Beispiel ein Servomotor ist, der mit den Klauen zusammen wirkt. In dem Bearbeitungstisch 13 ist eine Matrize 31 eingesetzt und zwar im wesentlichen derart, dass sie mit der Oberfläche fluchtet oder geringfügig aus ihr heraus ragt, wobei sie auf einem darunter liegenden Bauteil 34 angeordnet ist, wobei durch ihre Oberfläche die Stelle der Bearbeitung für das plattenförmige Werkstück definiert wird, die als schneiden, markieren und/oder verformen durchgeführt werden kann. Oberhalb der Matrize 31 und auf der der Platte 32 gegenüber liegenden Seite ist ein Werkzeug 29 vorgesehen, das, in analoger Weise wie die Matrize 31, in einen sich drehenden Werkzeugrevolver oder Halterung 30 (gestrichelt dargestellt) eingesetzt ist. Das Werkzeug 29 und die zugehörige Matrize in den Halterungen 30 können durch eine Verdrehung der Halterung 30 bis zum Ende 35 des Stößels 1 und des unteren Bauteils 34 ausgewechselt werden. Der Stößel 1 oder die Pufferstange ist ein langgestrecktes Bauteil mit kreisförmigem Querschnitt, das in die zylindrische Klemme oder den Zylinder 40 eingesetzt ist, der mit dem Maschinenteil 28 verbunden ist, wobei er in senkrechter Richtung entlang seiner Achse verschiebbar ist. Eine Gleitlageranordnung 3, 6 ist zwischen dem Zylinder 40 und der Außenfläche des Stößels 1 vorgesehen. Im Folgenden wird die Anordnung aus Stößel 1, seinem Zylinder und dem Gleitlager auch als Stößelanordnung bezeichnet.
In Form einer Aufweitung ist am oberen Ende des Stößels 1 das erste Teil 7 der Anordnung 7, 9 befestigt, welches bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen in senkrechter Richtung angeordneten, langgestreckten, plattenförmigen Nocken aufweist, auf dessen Oberseite die Führungsfläche 36 ausgebildet ist. Das erste Teil 7 ist dabei auf der Oberseite des Stößels 1 dergestalt angeordnet, dass die Führungsfläche 36 parallel ist zur linearen Bewegung des zweiten Teils 9 der Anordnung 7, 9. Im Sinn der vorliegenden Erfindung wird ohne dies begrenzend zu meinen, die Kombination aus Nocken 7, Stößel 1, zylindrischer Klemme 40 und Werkzeug 29 auch als Werkzeuganordnung oder Stanzanordnung bezeichnet.
Die äußere Fläche 9a des zweiten Teils 9 steht in Berührung mit der Führungsfläche 36 des ersten Teils 7. Das zweite Teil 9 ist in Lagern in einem Zusatzteil 41 angeordnet, das in das Maschinenteil 28 eingesetzt ist. Das rollenförmige zweite Teil 9 weist eine Achse 9b auf (5), die in Lager eingesetzt ist, welche von einem plattenförmigen Teil 41a, 41b im Zusatzteil zu beiden Seiten des zweiten Teils 9 gehalten werden. Das Zusatzteil 41 ist ferner mit einer Rollanordnung 39 versehen, die von dem zweiten Teil 9 getrennt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Rollenanordnungen 39 in waagrechter Richtung auf den gegenüber liegenden Seiten des zweiten Teils 9 angeordnet, in Seitenansicht von 4 aus gesehen, und zwar auf einer derartigen Höhe des Zusatzteils 41, dass die äußeren Umfangsflächen der Rollenanordnung 39 mit einem Anschlag 10 in Kontakt stehen, der Teil einer Führungsanordnung ist, die mit dem Zusatzteil 41 verbunden ist und an seiner Oberseite angeordnet ist. Der Anschlag 10 ist linear ausgestaltet, sodass bei der Ausführung einer linearen Bewegung durch das Zusatzteil 41 , die als lineare Bewegung dem zweiten Teil 9 übertragen wird, dieses eine Rollbewegung ausführt unter Berührung der Führungsfläche 36 und bei gleichzeitiger Bewegung des Stößels 1. In 5 ist mit 8 die Lageranordnung für das zweite Teil 9 bezeichnet zur Halterung in dem Zusatzteil 41. Außerdem weist das Zusatzteil 41 einen Endanschlag 15 auf, der durch eine angeschraubte Platte gebildet wird. Wie oben ausgeführt, ist das Zusatzteil 41 in das Maschinenteil 28 eingesetzt, und zwar derart, dass es relativ zu ihm beweglich ist. In den 4 und 5 ist dieses Maschinenteil 28 punktiert eingezeichnet.
An einem senkrechten Ende des Zusatzteils 41 ist ein waagrechter Balken 19 befestigt. Der zur linearen Führungsanordnung gehört und an dem Gleitstücke 16, 17 befestigt sind, die zur Führungsanordnung gehören und auf einer linearen Führungsstange 18 angeordnet sind. Damit ist das Zusatzteil 41 bidirektional beweglich. Ein Bauteil 27 ist über einen Schubschraubantrieb 21 mit dem Zusatzteil verbunden, das mit Lagern 20 und 23 versehen ist an dessen Enden. Eine Mutter 22 umgreift ein Gewinde, wobei die Mutter mit dem Balken 19 in stationärer Wirkverbindung steht. Am freien Ende des Schubschraubenantriebs (links in 4) ist eine Servomotoranordnung 25 über einen Lastbegrenzungsschalter 24 angeschlossen, der außerdem mit dem Bauteil 27 verbunden ist, das am Maschinenteil 28 befestigt ist. Dem Servomotor 25 ist ein Impulssensor oder eine Kodiereinrichtung 26 zugeordnet, wobei sowohl der Servomotor 25 als auch der Impulssensor 26 mit dem System 43 zur numerischen Steuerung (CNC) der Maschine verbunden sind. Mit einer derartigen Vorrichtung kann die Rolle 9 durch den Servomotor 25 derart angetrieben werden, dass sie bidirektionale Bewegungen in Querrichtung ausführt.
6a–d zeigen im Einzelnen Teile des in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiels für den Einsatz in einem Schneidverfahren. Gemäß 6a ist die Vorrichtung in einer Stellung, in der das Auswechseln des Werkzeugs möglich ist, wobei das zweite Teil 9 der Anordnung 7, 9 sich im dritten Abschnitt 36c der Führungsfläche 36 befindet, sodass ein Werkzeug 29 des Revolvers 30 ausgewechselt werden kann, wonach der Stößel 1 mittels des Bauteils 35 am Werkzeug 29 befestigt wird. 6b zeigt die Stellung, bei der das zweite Teil 9 eine lineare Bewegung durchgeführt hat bis zu einer Stelle, an der die Bewegung der Annäherung des Werkzeugs 29 durch den ersten Abschnitt 36a der Führungsfläche vollendet worden ist. 6c zeigt die Stellung, bei der ein Stanzvorgang durchgeführt worden ist, sowie das durch den Stanzvorgang heraus gelöste Teil 44, das in die Matrize 31 fällt. Das zweite Teil 9 der Anordnung 7, 9 hat nach Erreichen der Endstellung der Bearbeitung den Umkehrpunkt 37 überschritten. 6d zeigt die Ausgangstellung für eine erneute Annäherung und anschließende Bearbeitung, das heißt eine Position des plattenförmigen Werkstücks, in die es nach Beendigung der vorhergehenden Bearbeitung durch die Vorschubanordnung 33 in X-Y-Richtung verschoben worden ist, sodass ein weiterer Bearbeitungsschritt durchgeführt werden kann. Das zweite Teil 9 wird zu diesem Zweck am Ende des ersten Abschnitts 36c der Führungsfläche platziert, das sich an den dritten Abschnitt 36c der Führungsfläche 36 anschließt. Die Position des zweiten Teils 9 auf dem ersten Abschnitt 36a ist als Funktion der Dicke der Platte oder des Bleches 32 einstellbar.
7a–c zeigen die Verwendung der Vorrichtung nach 6 für eine Verformung, bei der das zweite Teil 9 eine Hin- und Herbewegung auf den Abschnitten 36a und 36b der Führungsfläche 36 ausführt und dabei den Umkehrpunkt 37 (1b) nicht überschreitet. Dabei stellt 7a den Ausgangszustand dar für den Schritt der Verformung, während dem die Platte oder das Blech 32 an die Matrize 31 angedrückt wird, während 7c den Zustand des Vorschubes der Platte oder des Bleches zeigt und dabei im wesentlichen dem Zustand von 7a entspricht.
Das Verfahren nach der Erfindung ist also ganz offensichtlich für alle Arten von Bearbeitungen eines plattenförmigen Werkstücks geeignet, wie insbesondere Stauchen, Biegen, Stanzen und Verformen, bei denen für die Bearbeitung eine Druckkraft erforderlich ist. Für den Fachmann auf diesem Gebiet ist es daher klar, dass diese Art von Maschine für die Bearbeitung einen ersten Bereich ET und einen zweiten Bereich TT (siehe 4) aufweist, das heißt einen oberen Bereich und einen unteren Bereich in einem Maschinenteil 28, wobei wenigstens der obere Bereich ET beweglich relativ zum Maschinenteil 28 ist und zwar in Richtung zum zweiten Bereich TT im Hinblick auf die Bearbeitung eines plattenförmigen Materials unter Einsatz einer Druckkraft, wobei das plattenförmige Material zwischen die beiden Bereiche ET und TT eingelegt wird. Wenigstens einer der Bereiche ET oder TT ist mit einer Anordnung 7, 9 versehen für die Übertragung der Bewegungen der Verschiebung und Bearbeitung zu dem Werkzeug ET, TT. Das erste Teil 7 dieser Anordnung ist im Bereich ET und/oder TT vorgesehen und das zweite Teil 9 dieser Anordnung ist mit dem Maschinenteil 28 verbunden, wobei es relativ zu ihm beweglich ist mittels Aktuatoren 10, 11, 14–26, 39, 41 im Maschinenteil (wobei die Bezugszeichen 11 und 14 sich auf die Lager für die Rollen 39 beziehen). Die Bewegung des zweiten Teils 9 der Anordnung 7, 9 relativ zum Maschinenteil 28 für die Bearbeitung unter Kraftbeaufschlagung des plattenförmigen Materials erfolgt ausgehend von einer Übertragung vom zweiten Teil 9 zum ersten Teil 7 durch. einen Flächenkontakt. Das erste teil 7 und/oder das zweite Teil 9 der Anordnung 7, 9 ist mit wenigstens einer Führungsfläche 36 versehen, die als schräge Fläche ausgebildet ist relativ zur Richtung der Bewegung der bearbeitenden Bereiche ET, TT. Die Position der Kontaktflächenverbindung zwischen dem ersten Teil 7 und dem zweiten Teil 9 der Anordnung relativ zur Führungsfläche 36 bestimmt die Stellungen der bearbeitenden Bereiche ET und/oder TT im Maschinenteil 28.
Im Zusammenhang mit 8 wird erneut auf das Teil 7 verwiesen, das als Nockenteil ausgebildet ist, zur Erläuterung, auf welche Weise nach der Erfindung eine Bewegung in einer nicht senkrechten Richtung in eine Bewegung in senkrechter Richtung zum Antrieb des Werkzeugs in senkrechter Richtung umgesetzt wird. Wie bereits ausgeführt weist der Nocken 7 eine Vielzahl von Abschnitten 36c, 36a und 36b auf, sowie einen Umkehrpunkt 37 am Scheitel, an dem zwei sich gegenüber liegende geneigte Flächen 36a, 36b aneinander stoßen, sodass ein oberster gemeinsamer Abschnitt, der Scheitel 37, gebildet wird.
Aus 4 ist ersichtlich, dass der Servomotormechanismus 25 ein Drehmoment oder eine Kraft abgibt zum Antrieb einer Gewindestange 21. Die darauf aufgesetzte Mutter 22 ist wiederum mit der Stange 19 gekoppelt für die Übertragung einer translatorischen Bewegung zum Zusatzteil 41, in dem die Rolle 9 angeordnet ist. Für das dargestellte Beispiel sei angenommen, dass jede Verdrehung der Gewindestange 21 einer vorgegebenen Entfernung entspricht, zum Beispiel 55 mm. Die ebenfalls in 4 dargestellte Kodiereinrichtung 26, die mit dem Servomotor gekoppelt ist misst die Anzahl der vom Servomotor 25 abgegebenen Impulse. In an und für sich bekannter Weise kann diese Anzahl von Impulsen mittels der Kodiereinrichtung dahingehend ausgewertet werden, dass festgestellt wird, wie oft der Gewindestab 21 verdreht worden ist. Mittels des entsprechenden Ausgangssignals der Kodiereinrichtung 26, das der Steuereinrichtung 43 zugeführt wird, kann eine genaue Messung des von der Rolle 9 durch Verschiebung des Balkens 19 zurückgelegten Weges erfolgen, unter Verwendung der Anzahl der Umdrehungen der Gewindestange 21.
Die Darstellung in 8 des Nockens lässt erkennen, wie mittels der während einer nicht senkrechten Bewegung zurückgelegten Entfernung die Länge des Werkzeugs, das heißt seine Stellung, ermittelt werden kann, das, wie aus 4 ersichtlich, eine Bewegung in senkrechter Richtung durchgeführt hat.
Aus empirischen Versuchen wurde die Ausgestaltung des Nockens nach 8 ermittelt, der vier Abschnitte A, B, C und D aufweist. Wie aus 8 ersichtlich, wird der Scheitel 37 als Ausgangspunkt O angesehen. Die Abstände zu beiden Seiten des Scheitels 37 werden je nach der Seite als negative oder positive Abstände bezeichnet, wobei jedoch ihre Absolutwerte dieselben sind, unabhängig davon, ob sie als positiv oder negativ bezeichnet sind. Unter Bezugnahme auf die Seite links vom Scheitel 37 in der Figur haben die Erfinder eine mit dem Bezugszeichen 50 versehene Entfernung von 7,65 mm festgelegt, ausgehend vom Scheitel 37, und als Abschnitt A bezeichnet. Der Abschnitt B liegt zwischen den Punkten 50 und 52 und ist 107,75 mm lang. Der Abschnitt C liegt zwischen den Punkten 52 und 54 und damit zwischen 107,75 mm und 131,54 mm. Der Abschnitt D liegt zwischen den Punkten 54 und 56, wobei letzterer einen Abstand zum Scheitel von 145 mm aufweist. Durch korrelieren der Stellung des Stößels mit der Position der Rolle 9 auf der Oberfläche des Nockens 7, kann unter Zuhilfenahme der folgenden Gleichungen durch eine Bedienungsperson und insbesondere durch die CNC-Steueranordnung, die genaue Position der Rolle als Funktion derjenigen des Stößels wie folgt ermittelt werden:
Position des Stößels
Abs(x) = Position des Stößels entlang der X-Achse
Position der Rolle wenn ABX(x) = 0 bis 7,65 mm ist
Position der Rolle wenn Abs(x) = 7,66 mm bis 107,75 mm ist Position des Stößels = 0,535 + tan(8)*(x – 7,65) (B)Position der Rolle wenn Abs(x) = 107,78 mm bis 131,54 mm ist A = (x.107,75)
Position der Rolle abs(x) = 131,55 mm bis 145 mm Position des Stössels = 22,49 + tan(30)*(x – 131,54) (D)
Ist dagegen die Position des Stößels bekannt, so kann die Position der Rolle durch die folgenden Gleichungen ermittelt werden:
Position des Stößels x = 0 bis 0,535 mm
Position des Stößels x = 0,563 bis 14,6
Position des Stößels x = 14,6 bis 22,48
Position des Stößels x = 22,49 bis 30 (maximaler Hub)
Durch die obigen Gleichungen und durch die Tatsache, dass jede Verdrehung der Gewindewelle 21 äquivalent zu einer bekannten Länge oder einem bekannten Abstand ist, zum Beispiel 55 mm, kann die Bewegung des Servomotors mit der Bewegung des Stößels 1 korreliert werden.
In den 9a und 9b ist eine Maschine oder Anlage dargestellt, die den bisher beschriebenen Mechanismus verwendet. Diese Maschine 60 weist einen Rahmen 62 auf, der zum Beispiel ein O-förmiger Rahmen ist. Ausserdem ist ein Wagen 64 vorgesehen, der beweglich im Rahmen 62 angeordnet ist, sodass er in einer ersten Richtung verschiebbar ist, die zum Beispiel die X-Richtung ist, wie 9b zeigt und zwar mittels eines (nicht dargestellten) Servomotors. Der Wagen 64 ist auch in der Y-Richtung beweglich und zwar mittels eines anderen (ebenfalls nicht dargestellten) Servomotors, sodass der agen 64 in beiden Richtungen X und Y verschiebbar ist. Eine Anzahl von klammern 66 ist auf dem Wagen 64 vorgesehen und zwar in Längsrichtung beweglich, wie es in der US Patentschrift 4 658 682 beschrieben ist. Die Klammern 66 dienen zur Halterung des plattenförmigen Werkstücks 68, wie es in 9a dargestellt ist. Damit kann das plattenförmige Werkstück beliebig auf dem Bearbeitungstisch 70 mit Hilfe des beweglichen Wagens 64 verschoben werden. Eine Andruckanordnung 72, die zum Beispiel eine Revolverstanze ist, ist im Rahmen 62 angeordnet. In an und für sich bekannter Weise kann eine Vielzahl von Werkzeugen entlang des Umfangs des Revolvers angeordnet sein, wobei jedes beliebige Werkzeug zur Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks 68 zusammen mit der entsprechenden Matrize eingesetzt werden kann. Über eine Stromversorgung 74 wird die Maschine 60 mit Strom gespeist, die weiter unten noch näher erläutert wird im Hinblick auf eine umweltfreundliche Ausgestaltung der Maschine. Die Steuerung der Maschine nach der Erfindung erfolgt durch eine zentrale CNC-Steuerung, die zum Beispiel durch die Einheit 76 angedeutet ist.
Im Gegensatz zu den mit Hydraulik arbeitenden Anlagen und den altmodischen Servomotoren ist die Maschine nach der Erfindung zusätzlich zur Ausrüstung des oberen Werkzeuges mit einem Servomotormechanismus auch mit einem unteren Werkzeug in Form einer Matrize versehen, das ebenfalls von einem Servomotormechanismus angetrieben wird, der getrennt angeordnet ist. Die Funktionsweise der unteren Matrize im Zusammenhang mit einem formgebenden Einsatz ist in den 10a bis 10e dargestellt. Der Servomotor für die Aufbringung der Kraft in einer nicht senkrechten Richtung für die Matrize kann der gleiche sein wie der Servomotor 25, wobei auch die Anordnung für die Übertragung der Kraft mittels eines Balkens 19 vom gleichen Aufbau sein kann um so den Balken 78 in den 10a bis 10e zu beaufschlagen. Wie dargestellt ist der Übertragungsbalken 78 mit dem Rahmen 80 verbunden und steht mit wenigstens einem Kontaktteil in Form einer Rolle 82 in Verbindung. Am Boden der Matrize 84 ist ein Flansch vorgesehen, der mit einem Treibkeil 88 versehen ist. Die Hülse einer Werkzeuganordnung 84 erstreckt sich nach oben, dergestalt, dass ein Teil mit dem Rahmen bei 90 verbunden ist. Innen angeordnete Lager und eine innen angeordnete pneumatische Kammer für die Matrize ermöglichen es der Matrize 92, eine Bewegung in einer Längsrichtung auszuführen, die mit der Richtung des oberen Werkzeuges 29 zusammenfällt.
Ein Übertragungsbalken 78 wird durch den Servomotormechanismus für das untere Werkzeug angetrieben, wobei der rahmen 80 zum Beispiel eine Richtung, zum Beispiel die X-Richtung, verschoben wird, die im wesentlichen senkrecht verläuft zur senkrechten Richtung, zu der das obere und das untere Werkzeug ausgerichtet sind. Dadurch wird die Matrize 92 nach oben bewegt, wenn die Rolle 82 mit der Oberfläche 94 des Treibkeils 88 in Kontakt kommt. Die Bewegung der Matrize 92 bezüglich des Werkzeuges 29 wird durch die Hin- und Herbewegung der Rolle 82 auf dem Keil 88 hervorgerufen.
Unter besonderer Bezugnahme auf 10a sei angenommen, dass das plattenförmige Werkstück 68, das sich zwischen dem Werkzeug 29 und der Matrize 92 befindet, entlang der X-Achse und der Y-Achse durch Einwirkung der Servomotoren entlang des Bearbeitungstisches bewegt wird. Hat das Werkstück 68 die programmierte Position gemäss Figur 10b erreicht, wird das obere Werkzeug 29 abgesenkt und zwar von seiner oberen Endstellung bis zu seiner unteren Endstellung, die beide durch die Bedienungsperson festlegbar sind. Nachdem das obere Werkzeug 29 die untere programmierte Endstellung gemäß Figur 10b erreicht hat, wird die Matrize, das heißt das untere Werkzeug, durch die Rolle 82 nach oben hin angetrieben bis zu ihrer oberen festgelegten Endstellung, wodurch eine formgebende Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks 68 erfolgt. Sowie das untere Werkzeug 92 seine obere Endstellung erreicht, wird das obere Werkzeug 29 bis zu seiner oberen Endstellung zurück gezogen, wie es in Figur 10d dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt kehrt die Matrize 92 in ihre untere Endstellung zurück. Die hierbei gebildete Form 96 ist aus Figur 10d ersichtlich. Nach der Rückkehr der Matrize 92 in ihre programmierte untere Endstellung wird die Platte oder das Blech 68 frei verschoben, wonach die Werkzeuge 29 und 92 für den nächsten Bearbeitungsschritt bereit sind, der durch das Herstellungsprogramm aufgerufen wird. Es sei betont, dass auch ein Schritt des Markierens eines plattenförmigen Werkstücks in ähnlicher Weise durch das untere Werkzeug der Maschine nach der Erfindung durchgeführt werden kann. Als nicht begrenzendes Beispiel für eine derartige Markierung sei das Aufbringen von der Preisauszeichnung dienenden Barcodes auf dem Werkstück genannt.
11 und 12 zeigen jeweils ein unterschiedliches Ausführungsbeispiel, bei denen anstelle eines Treibkeiles ein besonders ausgestaltetes Teil am unteren Flansch 86 des unteren Werkzeuges 84 vorgesehen ist um die Umwandlung einer nicht senkrechten Ausgangsbewegung des Servomotors 98 in eine senkrechte Bewegung für den Antrieb der unteren Werkzeuganordnung 84 vorzunehmen. Im Fall des in 11 dargestellten Ausführungsbeispiels ist ein Ring 100 vorgesehen, der ähnlich dem Teil 9 von 3 ist, für die Zusammenarbeit mit dem Matrizenteil 84 mit der Rolle 82, sodass jegliche Bewegung der Rolle 82 in Richtung der X-Achse eine Bewegung der Matrizenanordnung in der senkrechten Richtung bewirkt.
Im Zusammenhang mit den 1 bis 12 wurden bisher senkrechte und nicht senkrechte Richtungen erwähnt, wobei jedoch an dieser Stelle betont sei, dass die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch andere Richtungen umfasst, bei denen wenigstens ein Werkzeug in einer Richtung angetrieben wird, die unterschiedlich zur Richtung der von einer Antriebsanordnung abgegebenen Kraft. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass an Stelle von oberen und unteren Werkzeugen, die in der senkrechten Richtung relativ zueinander verschiebbar sind, auch Werkzeuge umfasst werden, die in der waagrechten Richtung beweglich sind, wobei die Ausgangskraft für den Antrieb dieser Werkzeuge entlang einer Richtung abgegeben wird, die sich von der Richtung der Bewegung der Werkzeuge unterscheidet.
12 zeigt ein weiteres Beispiel für den Antrieb der Matrizenanordnung 84 in der senkrechten Richtung. Hierbei ist ein Gewindeteil 102 mit dem unteren Flansch der Matrizenanordnung 84 verbunden. Der Gewindeabschnitt 102 ist außerdem mit einem Getriebemechanismus 104 verbunden, der von einem Servomotor in Drehantrieb versetzt wird. Dadurch wird, wie aus der Figur ersichtlich, das Getriebeteil 104a in Drehungen versetzt und damit das Getriebeteil 104b. Da das Teil 104b mit dem Gewindeabschnitt 102 verbunden ist bewirkt seine Verdrehung einen Drehantrieb des Gewindeabschnitts 102. Dies kann in Form von kämmenden Zahnrädern umgesetzt werden, dergestalt, dass eine Verdrehung des Gewindeabschnitts 102 über ein (nicht dargestelltes) Teil mit Innengewinde zu einer senkrechten Verschiebung der Matrizenanordnung 84 und damit der Matrize 92 führt. Bei dem in 12 dargestellten Ausführungsbeispiel es ohne weiteres möglich ist, den Servomotor 98 nicht entlang der X-Achse, sondern unterhalb der Matrizenanordnung derart einzubauen, dass der Gewindeabschnitt 102 direkt antreibbar ist. Es sind auch andere Antriebsmechanismen für die Anordnung 84 durch Verdrehung des Abschnitts 102 möglich.
13 zeigt in vereinfachter Darstellung die zahlreichen Bauteile einer Werkzeuganordnung für die Maschine nach der Erfindung. Der mit 1 bezeichnete Stößel ist auf seiner Oberseite mit einem die Kraft umlenkenden Nocken 7 versehen. Auch ohne Volldarstellung der Revolveranordnung ist klar, dass die Werkzeuganordnung 29 und der Stößel 1 zueinander ausgerichtet sind, sodass das Oberteil der Werkzeuganordnung 29, das heißt sein Kopfteil 108, durch den Stößel 1 angetrieben wird, wenn dieser in Kontakt mit ihm kommt. Das Kopfteil 108 der Werkzeuganordnung 29 stützt sich auf einer Feder 110 ab, die, wenn der Stößel 1 nicht mit Kraft beaufschlagt wird, das Kopfteil 108 nach oben drückt und damit auch das Stanzwerkzeug 106, das mit einer vom Kopfteil 108 ausgehenden Welle 112 verbunden ist. Das Stanzwerkzeug 106 wird in Längsrichtung in einem Zylinder 114 der Werkzeuganordnung 29 geführt. An der Unterseite des Zylinders 114 ist eine plattenförmige Abstreifanordnung 116 vorgesehen, die dafür sorgt, dass das plattenförmige Werkstück 68 an Ort und Stelle verbleibt, wenn das Werkzeug 106 nach dem Stanzvorgang im Werkstück 68 zurückgezogen wird. Die Spitze des Stanzwerkzeuges 106 ist im Ruhezustand in einem Abstand von Ende des Zylinders 114 angeordnet und damit von der Öffnung 108 in der Abstreifanordnung 116. Dieser Abstand zwischen der Spitze des Stanzwerkzeugs 106 und dem Ende des Zylinders 114 ist mit D bezeichnet. Die Länge der Werkzeuganordnung 29, die in der weiteren Beschreibung aus Gründen der Vereinfachung auch als Werkzeug 29 bezeichnet wird, steht im Allgemeinen fest, da die Werkzeuge meistens Fertigwerkzeuge sind. Die Länge des Werkzeuges 29 beträgt üblicherweise 290 mm.
Der Benutzer einer Maschine nach der Erfindung kennt normalerweise die Länge des Werkzeuges 29. In diesem Fall braucht er nur noch diesen Wert in die CNC Steuerung einzugeben, bevor die Maschine mit der Bearbeitung beginnt. Sollte er jedoch die Länge des Werkzeugs nicht kennen, so bietet die Maschine nach der Erfindung die Möglichkeit, diese Länge zu messen, bevor die Maschine zum ersten Mal in Betrieb genommen wird. Dieses Merkmal der Maschine zur Herstellung von Platten oder Blechen nach der Erfindung wird im Zusammenhang mit den 14 und 15 erläutert.
Zuerst wird in der CNC-Steuerung ein Abstand festgelegt, der zwischen der Unterseite des Werkzeugs und der Oberseite der Matrize einzuhalten ist. Dieser Abstand F beträgt üblicherweise 205±2 mm. Wenn also bei dem in 15 eingezeichneten oberen Werkzeug die Rolle 9 die gezeigte Stellung erreicht hat, muss der Abstand mindestens 205 mm plus einem zusätzlichen Abstand betragen, der es dem Werkzeug ermöglicht, das Werkstück zu durchdringen. In dem in 14 dargestellten Diagramm der Kraft über die Zeit ist als Kraft tatsächlich das vom Servomotor zum Antrieb des Werkzeugs 29 abgegebene Drehmoment abgetragen. Diese Kraft nimmt ausgehend vom Nullpunkt schnell zu, wie es durch den Abschnitt 118 bezeichnet ist. Zum Zeitpunkt t1 fällt sie steil ab, da sich hierbei das Werkzeug 29 der Matrize 92 annähert. Zum Zeitpunkt t2 kommt das Werkzeug 29 in Kontakt mit dem Werkstück 68, oder, sofern kein Werkstück eingelegt ist, mit der Matrize 92. Ab diesem Zeitpunkt steigt die Kraft, das heißt das vom Servomotor abgegebene Drehmoment gemäss dem Abschnitt 120 an bis zum Erreichen eines ersten vorgegebenen Schwellwertes zum Beispiel bei 122, der vom Hersteller oder vom Benutzer festgelegt wird. Dieser in 14 eingezeichnete Schwellwert oder Grenzwert entspricht dem Zeitpunkt, zu dem der Benutzer erfährt, wenn eine derartige Anordnung vorgesehen ist, dass das Werkzeug 29 mit einer festen Oberfläche in Kontakt gekommen ist und dass nunmehr eine größere Kraft für die eigentliche Bearbeitung erforderlich ist. Der Grenzwert 122 hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, zu denen zum Beispiel die Härte der Feder 110 von 13 gehört. Bei Erreichen des Grenzwertes 122 bleibt der Servomotor stehen, sodass kein weiteres Drehmoment abgegeben wird. Die bisher aufgebrachte Kraft wird in einen Speicher eingelesen. Unter Verwendung dieses Speicherwertes und der Tatsache, dass jede Verdrehung der Gewindewelle 21 in 4 einer festen Länge entspricht von zum Beispiel 55 mm für das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel kann die Länge des Werkzeugs 29 berechnet werden.
Neben dem Grenzwert 122 kann ein zweiter oberer Schwellwert oder Grenzwert 124 festgelegt werden um den Benutzer darauf hinzuweisen, dass eine Anpassung oder Nachstellung des Stanzwerkzeugs 106 in der Werkzeuganordnung 29 erforderlich ist. Dieses Merkmal wird weiter unten näher erläutert.
Aus 13 geht ferner hervor, dass, wenn das Werkzeug mit dem Werkstück oder der Matrize in Kontakt kommt, gemäss einem anderen Aspekt der Erfindung durch die Maschine nach der Erfindung eine Grundlage oder eine Stellgröße automatisch festgelegt werden kann, an der die Bearbeitung durch das Werkzeug beginnt. Dies erfolgt zusammen mit der Ermittlung der Kraft ausgehend von dem Grenzwert 122 durch Speicherung im Speicher der Maschine. Durch Festlegung dieser Kraft als Stellgröße kann die danach vom Werkzeug vom Werkzeug 29 ausgeführte Bearbeitung verfolgt werden in Anhängigkeit von der gespeicherten Kraft. Die Kraft kann dabei ohne weiteres in eine Referenzzahl oder in einen anderen geeigneten Wert umgewandelt werden, wie zum Beispiel O, sodass der Benutzer auf einen Blick feststellen kann, dass die Stellung des Werkzeugs korrekt ist bezüglich des Werkstücks oder der Matrize und zwar bevor die Bearbeitung beginnt.
13, 14 und 15 lassen außerdem erkennen, dass der Grenzwert 122 zuerst erreicht wird, wenn das angetriebene Werkzeug 25 entweder mit dem Werkstück 68 oder mit der Matrize 92 in Kontakt kommt. Damit nun das Stanzwerkzeug 106 in der Werkzeuganordnung 29 weiter in Richtung Werkstück 68 vorgeschoben wird, muss ein größeres Drehmoment vom Servomotor aufgebracht werden im Hinblick nicht nur auf das Anliegen am Werkstück sondern auch auf den eigentlichen Stanzvorgang um ein Teil aus dem Werkstück 68 auszustanzen. Diese kontinuierliche Zunahme des Drehmoments oder der Kraft ist durch die Steigung 120 in 14 dargestellt und verläuft bis zu einem Punkt, in dem der Stanzvorgang beendet ist und das ausgestanzte Teil vom Werkstück 68 abgetrennt ist.
Unter der Annahme, dass dieser Punkt dem oberen Grenzwert 124 gemäss 14 entspricht, wird theoretisch nach Erreichen dieses Punktes das vom Servomotor abgegebene Drehmoment kleiner. Ist dies jedoch nicht der Fall und nimmt das Drehmoment weiterhin gleichmäßig zu, wie es in 14 durch die über den Punkt 124 hinausgehende Steigung 120 angedeutet ist, so führt dieser weitere Anstieg des Drehmoments beim Benutzer zu der Erkenntnis, dass das Werkzeug 106 das Werkstück 68 noch erreicht hat. Dies wird wahrscheinlich dadurch begründet sein, dass der Abstand D zwischen der Spitze des Stanzwerkzeugs 106 und der Unterseite des Zylinders 114, dargestellt durch die Abstreifanordnung 116, zu groß ist, sodass die zwischen den Punkten 122 und 124 aufgebrachte Kraft nicht ausreicht, das Stanzwerkzeug 106 aus der Öffnung der Abstreifanordnung 116 zur Bearbeitung des Werkstücks 68 austreten zu lassen.
Nachdem der Benutzer festgestellt hat, dass der Servomotor weiterhin ein Drehmoment abgibt, obwohl der obere Grenzwert 124 bereits erreicht worden ist, so ist ihm klar, dass der Abstand D angepasst oder nachgestellt werden muss, damit das Werkzeug 106 austritt und das Werkstück 68 bearbeitet, wenn der obere Grenzwert 124 erreicht ist. Daher hat der Benutzer die Maschine anzuhalten, das Werkzeug 29 aus der oberen Revolverhalterung auszubauen und den Abstand D anzupassen. Damit verfügt die Maschine nach der Erfindung über das zusätzliche Merkmal, dem Benutzer anzuzeigen, ob eine Anpassung oder Nachstellung des Werkzeuges in der Werkzeuganordnung notwendig ist oder nicht. Diese Anpassung oder Nachstellung sowie deren Anzeige gilt nicht nur für das untere, sondern auch für das obere Werkzeug.
In den 16a und 16b nimmt die Rolle 9 im Kontakt mit dem Nocken 7 des Stößels 1 auf dessen Oberfläche 36a während ihrer Bewegungen verschiedene Positionen ein, die im Speicher der Steuerung für die Maschine abgelegt werden, sodass, wie 16b zeigt, bei Kontakt der Spitze des Werkzeugs 29 mit dem Werkstück 68 die dabei eingenommene Position der Rolle 9 als Ausgangspunkt für weitere Bearbeitungsschritte des Werkzeugs festgelegt werden kann. Der dabei zurückgelegte Weg, das heißt, die Differenz zwischen den Positionen der Rolle 9 in den 16a und 16b kann leicht festgestellt werden und liegt zum Beispiel bei 4 bis 5 mm, wonach das Werkzeug 29 seine Bearbeitung ausführt, sei es stanzen, markieren oder verformen. Durch die Kenntnis der Tatsache, dass, wie oben ausgeführt, der Abstand zwischen der Oberseite des Stößels und der Unterseite des Werkzeugs 29 auf zum Beispiel 205 mm eingestellt worden ist und dass die Länge des Werkzeugs üblicherweise 209 mm beträgt, kann durch Subtrahieren des Abstandes des Werkzeugs von dem Abstand F in 15 zwischen Werkzeug 29 und Matrize 92 die Dicke des plattenförmigen Werkstücks 68 berechnet werden.
In 17 ist ein Ablaufdiagramm für die von der CNC Steuerung durchzuführenden Schritte im Hinblick auf die Bestimmung der Länge des Werkzeugs, der Dicke des Werkstücks und der Anpassung der Stellung des Werkzeugs für einen Stanzvorgang in der Werkzeuganordnung dargestellt. In einem ersten Schritt 128 wird ein Grenzwert, zum Beispiel der Grenzwert 122, festgelegt. Im nächsten Schritt 128 wird das Werkzeug 29 in Richtung Matrize 92 oder Werkstück 68 angetrieben. Anschließend wird im Schritt 130 festgestellt, ob das Werkzeug den ersten Grenzwert erreicht hat durch Überwachung der vom Servomotor aufgebrachten Kraft. Anstelle der Überwachung der vom Servomotor aufgebrachten Kraft oder des von ihm abgegebenen Drehmoments kann auch eine getrennte Überwachungsanordnung in Form beispielsweise eines Annäherungsfühlers oder eines Lichtfühlers vorgesehen werden. Wird im Schritt 130 festgestellt, dass das Werkzeug den ersten Grenzwert noch nicht erreicht hat, so wird der Antrieb des Werkzeugs 29 in Richtung Matrize 92 fortgesetzt. Hat hingegen das Werkzeug 29 den ersten Grenzwert erreicht, so wird im Schritt 132 weiterhin festgestellt, ob das Werkzeug den zweiten Grenzwert, zum Beispiel 124 erreicht hat. Erfolgt im Schritt 134 eine Verringerung der Servomotor aufgebrachten Kraft, so leitet die Steuerung im Schritt 136 daraus ab, dass keine Anpassung der Stellung des Werkzeugs oder Nachstellung in der Werkzeuganordnung erforderlich ist. Wird hingegen im Schritt 134 festgestellt, dass keine Verringerung des abgegebenen Drehmoments des Servomotors auftritt, so wird entweder die Maschine im Schritt 138 automatisch angehalten oder vom Benutzer abgestellt, sodass der Abstand zwischen der Spitze des Stanzwerkzeugs und der plattenförmigen Abstreifanordnung angepasst bzw. nachgestellt werden kann.
18a–d zeigen Diagramme für die Geschwindigkeiten des plattenförmigen Werkstücks und des Stößels bzw. der Position des Stößels sowie der vom Servomotor abgegebenen Kraft zum Antrieb des Stößels. Aus 18a geht hervor, dass die Geschwindigkeit des Werkstücks ab dem Zeitpunkt t1 abnimmt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Geschwindigkeit des Stößels konstant, da der Servomotor kein Drehmoment abgibt. Zum Zeitpunkt t2 hingegen wird während der Verlangsamung der Verschiebung des Werkstücks gemäss der abfallenden Kurve 140 der Stößel mit einem vom Servomotor stammenden Drehmoment beaufschlagt, sodass letzterer in Richtung zum Werkstück hin beschleunigt wird, wie es aus 18b hervor geht. Zum gleichen Zeitpunkt ist gemäss 18c die Position des Stößels derart, dass er bis in die Nähe des Werkstücks 68 abgesenkt worden ist, wie es durch die nach unten gerichtete Kurve 142 in 18c dargestellt ist: Zugleich wird gemäss 18d die Größe des vom Servomotor abgegebenen Drehmoments erhöht.
Zum Zeitpunkt t3 hat derjenige Bereich des plattenförmigen Werkstücks, der zu bearbeiten ist, die richtige Stelle unterhalb des Stößels erreicht, wie es in 18a dargestellt ist. Das heißt mit anderen Worten, dass das Werkstück sich zu diesem Zeitpunkt in einem stationären Zustand befindet. Nach 18b hat die Geschwindigkeit des Stößels zu diesem Zeitpunkt ihren höchsten Wert erreicht. Damit hat sich auch die vom Servomotor aufgebrachte Kraft eingependelt, wie es das Diagramm der Kraft in 18d zeigt. Der Stößel hat jedoch noch nicht das Werkstück 68 erreicht, wie aus dem Diagramm der Position gemäss 18c hervorgeht.
Dies alles ändert sich zum Zeitpunkt t4, zu dem das Stanzwerkzeug mit dem Werkstück 68 in Kontakt kommt und zwar an der Stelle 144 in 18c. Ab diesem Zeitpunkt nimmt das vom Servomotor abgegebene Drehmoment zu, da eine erhöhte Kraft zur Ausführung des Stanzvorgangs im plattenförmigen Material erforderlich ist. Dies wird durch die aufsteigende Kurve 146 in 18d verdeutlicht. Zum Zeitpunkt t6, zu dem sich das Stanzwerkzeug in der mit 148 bezeichneten Stellung befindet, löst sich das auszustanzende Teil vom Werkstück 68. Dies führt zu einer plötzlichen Verringerung der vom Servomotor aufgebrachten Kraft, wies es durch die abfallende Kurve 150 in 18d verdeutlicht wird. Das Stanzwerkzeug durchdringt danach vollständig das Werkstück 68 und erreicht seine unterste Position oder Grenze, die durch die strichpunktierte Linie 152 in 18c dargestellt ist. Anschließend wird der Stößel zurückgezogen und das Stanzwerkzeug löst sich vom Werkstück 68, wie es durch die aufsteigende Kurve 154 in 18c dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t6 stellt die Steuerung fest, dass das Stanzwerkzeug eine ausreichend große Entfernung zum Werkstück 68 aufweist, sodass eine weitere Bewegung des Werkstücks aufgenommen werden kann. Dies wird durch die Kurve 156 der Beschleunigung in 18c verdeutlicht. In ähnlicher Weise wird die Geschwindigkeit des Stößels verringert, wie es durch die abfallende Kurve 158 in 18b dargestellt ist. Schließlich wird das Werkstück zum Zeitpunkt t7 mit maximaler Geschwindigkeit verschoben, während der Stößel in der Wartestellung ist.
Ein Ablaufdiagramm, das die Korrelation zwischen dem vom Servomotor abgegebenen Drehmoment und der Länge des Werkzeugs sowie der Dicke des plattenförmigen Werkstücks illustriert, ist in 19 dargelegt. Im Schritt 160 bestimmt die Steuerung der Anlage einen Abstand, der das Werkzeug von der Matrize trennt. Danach wird im Schritt 162 der Servomotor eingeschaltet und treibt das Werkzeug in Richtung zur Matrize hin an. Im Schritt 164 wird dann festgestellt, ob das Werkzeug entweder mit der Matrize oder mit dem Werkstück in Kontakt kommt. Konnte kein Kontakt festgestellt werden so wird die Antriebsbewegung fortgesetzt. Konnte jedoch ein Kontakt des Werkzeugs entweder mit der Matrize oder mit dem Werkstück festgestellt werden, so wird die vom Servomotor aufgebrachte Kraft im Schritt 166 festgelegt und im Schritt 168 angezeigt. Zum gleichen Zeitpunkt wird diese Kraft in einem geeigneten Speicher im Schritt 170 abgelegt. Dieser gespeicherte Wert für die Kraft wird dann für eine Korrelation zur Ermittlung der Länge des Werkzeuges im Schritt 172 verwendet. Sofern es erforderlich ist, kann der gespeicherte Wert der Kraft auch zur Bestimmung der Dicke des Werkstücks in einem Schritt 174 herangezogen werden.
Das Verfahren für die Festlegung eines Ausgangswertes als Referenzpunkt für das Werkzeug ist dem Ablaufdiagramm gemäss 20 zu entnehmen. Im Schritt 176 wird das Werkzeug in Richtung Matrize angetrieben. Ob das Werkzeug mit der Matrize in Kontakt gekommen ist oder oberhalb dieser stehen geblieben ist wird im Schritt 178 entschieden. Wird kein Kontakt festgestellt, so sorgt die Steuerung für einen weiteren Antrieb des Werkzeugs in Richtung Matrize. Wird hingegen ein Kontakt festgestellt so wird im Schritt 180 der Wert der vom Servomotor abgegebenen Kraft festgelegt und anschließend im Schritt 182 gespeichert. Ein Ausgangswert wird danach als Referenz festgelegt für die Bearbeitung durch das Werkzeug und zwar im Schritt 184. Danach kann die Maschine mit der Bearbeitung beginnen unter Einsatz des Ausgangspunktes als Referenz, wie es durch den Schritt 186 dargestellt ist.
Im Zusammenhang mit den 21a und 23b wird ein weiteres Merkmal der Maschine zur Fertigung von Platten oder Blechen beschrieben. Diese Eigenschaft kann als Funktion der intelligenten Geräuschverminderung bezeichnet werden, da hierbei die Position des Stanzwerkzeuges in Bezug zum vom Servomotor stammenden Drehmoment gemessen wird im Hinblick auf die Bestimmung des exakten Punktes für die Beschleunigung/Verlangsamung, wobei die langsame Geschwindigkeit von der Schneidfläche des Werkzeugs abhängt, die für verschiedene Werkzeuge unterschiedlich ist.
Es sei zuerst auf die 21a und 21b verwiesen. Die Geschwindigkeit, mit der der Stößel angetrieben wird nimmt vom Zeitpunkt 0 bis zum Zeitpunkt t1 entsprechend der ansteigenden Kurve 188 zu. Mit der zunehmenden Geschwindigkeit des Stößels nähert sich der Stößel dem Werkstück 68 in schneller Weise, wie es durch die abfallende Kurve 190 für die Position des Stößels dargestellt ist. Die Geschwindigkeit des Stößels bleibt jedoch zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 gleich, wie aus 21a hervorgeht. Davon bleibt jedoch die Veränderung der Position unverändert bis zum Zeitpunkt t2. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Steuerung fest, dass der Stößel fast das Werkstück 68 erreicht hat und sorgt dafür, dass der Servomotor die Beschleunigung des Stößels verringert, wobei diese Verlangsamung durch die abfallende Kurve 192 dargestellt ist. Zum Zeitpunkt t3 kommt das Werkzeug in Kontakt mit dem plattenförmigen Werkstück 68. Mit der Verringerung der Geschwindigkeit des Stößels geht einer Verminderung des Kauftretenden Geräusches beim Auftreffen des Stößels auf das Werkstück einher. Die Geschwindigkeit des Stößels während dieser Periode wird auf einem gleichmäßigen Wert gehalten, wie es durch die Kurve 194 in 21a dargestellt ist. Die verringerte Geschwindigkeit des Stößels wird beibehalten während des Schneidvorgangs im Werkstück bis der mit 196 bezeichnete Punkt erreicht ist, mit dem die Stelle bezeichnet ist, an der das auszustanzende Teil sich vom verbleibenden Werkstück zu trennen beginnt.
Zum Zeitpunkt t4 hat das Werkzeug den Boden des Werstücks 68 durchdrungen. Damit nimmt die vom Servomotor abgegebene Kraft ab, da keine Gegenkraft mehr auf das Stanzwerkzeug ausgeübt wird. Anschließend wird das Werkzeug beschleunigt, bis es seine unterste Stellung bei 198 erreicht, wonach es in Gegenrichtung bezüglich des Werkstücks 68 beschleunigt wird, wie es durch die Kurve 200 dargestellt ist. Dies entspricht der in 21a dargestellten aufsteigenden Kurve 202 der Geschwindigkeit des Stößels. Danach beginnt ein neuer Schritt der Bearbeitung zum Zeitpunkt t5. Da also die Geschwindigkeit des Werkzeugs bei Erreichen des Werkstücks verringert wird, erfolgt auch eine Verminderung des Geräusches oder Lärms beim Auftreffen des Werkzeugs auf das Werkstück. Dies ist von erheblicher Bedeutung, da es gut bekannt ist, dass die wesentliche Geräuscherzeugung einer Stanzpresse durch das Auftreffen des Werkzeugs auf das zu stanzende Material hervorgerufen wird. Mit anderen Worten kann der Dezibel-Wert (dB) des beim Betrieb der Maschine zur Fertigung von Platten oder Blechen nach der Erfindung unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes gehalten werden, indem eine genaue Kontrolle der Geschwindigkeit durchgeführt wird, mit der das Werkzeug durch den Servomotor für die Bearbeitung des Werkstücks angetrieben wird.
22 zeigt den Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit, mit der der Stößel angetrieben wird und der Schneidfläche des Werkzeugs. Wie aus der Figur ersichtlich ist dieser eine inverse Funktion, das heißt, dass die Schneidfläche des Werkzeugs mit abnehmender Geschwindigkeit des Stößels zunimmt. Daraus folgt, dass in umgekehrter Weise die Schneidfläche des Werkzeugs abnimmt, wenn die Geschwindigkeit des Stößels zunimmt. Dieser Zusammenhang beruht auf der Tatsache, dass in den meisten Fällen die Schneidfläche von der Linearität der Bewegung des plattenförmigen Werkstücks abhängt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass, wenn die Verschiebung der Platte oder des Bleches von einer Stellung des Stanzens zur nächsten Stellung des nächsten Stanzens größer ist als die längste Ausdehnung der Schneidfläche des Werkzeugs, die gesamte Schneidfläche des Werkzeugs zum Einsatz kommt. Wenn die Verschiebung zwischen den Bearbeitungsstellungen hingegen derart ist, dass diese die Schneidfläche des Werkzeugs nicht überschreitet, besteht keine Notwendigkeit, die Geschwindigkeit des Werkzeugs zu erhöhen, da nur ein Teil der Schneidfläche des Werkzeugs zum Stanzen des Werkstücks eingesetzt wird. Der Zusammenhang zwischen der Schneidfläche und der Geschwindigkeit des vom Servomotor angetriebenen Stößels wird durch die folgenden Formeln definiert:
Wenn A <= A_min setze V = U_max
Wenn A > A_min Und A <= A_max Setze V_max = (V_max – (A – A_min)*(V_max – U_min)/(A_max – A_min)
Wenn A > A_max setze V = V_min
wobei A die Schneidfläche des Stanzwerkzeugs ist
Die einzelnen Schneidflächen der verschiedenen Werkzeuge lassen sich wie folgt bestimmen:
rund: A = X*π*s
quadratisch: A = 4*X*s
rechtwinklig: A = (2*x + 2*y)s
wobei s = die Dicke des plattenförmigen Werkstücks
und A = die Schneidfläche des Werkzeugs ist.
Ist b (die Verschiebung der Platte oder des Bleches) größer oder gleich x (die längste Abmessung des Werkzeugs), dann ist die bearbeitete Fläche gleich der gesamten Schneidfläche des Werkzeugs. Ist hingegen b kleiner als x, ist die bearbeitete Fläche (a) gleich der Fläche A*(b/x), wobei b die Verschiebung der Platte oder des Blechs ist und x die längste Werkzeugabmessung ist.
Das Verfahren, das oben im Zusammenhang mit der Geschwindigkeit des Stößels, der Position des Stößels und der Beziehung zwischen der Schneidfläche und der Geschwindigkeit ds des Stößels beschrieben worden ist, ist als Ablaufdiagramm in 23a und 23b dargestellt. Im Schritt 204 wird das Werkzeug in Richtung Werkstück beschleunigt. Dann wird festgestellt, ob das Werkzeug eine vorgegebene Grenze erreicht, wie zum Beispiel die durch 195 bezeichnete Stelle in 21b. Ist dies nicht der Fall, wird das Werkzeug weiterhin durch die Steuerung der Maschine beschleunigt in Richtung Werkstück. Ist dies der Fall gemäss Schritt 206 wird zum Schritt 208 übergegangen, in dem das vom Servomotor abgegebene Drehmoment verringert wird um die Verschiebungsbewegung des Werkzeugs zu verlangsamen. Danach wird im Schritt 210 der Stanzvorgang durchgeführt.
Der Stanzvorgang im plattenförmigen Werkstück ist im Ablaufdiagramm der 23b näher dargestellt. Im Schritt 212 wird die Schneidfläche des Stanzwerkzeugs berechnet. Dies erfolgt natürlich vor dem eigentlichen Stanzen des Werkstücks. Im Schritt 214 erfolgt eine Bestimmung der Linearität der Verschiebung des Werkstücks. Dies kann zum Beispiel mittels einer Bestimmung der Ausgangskräfte entlang der X- und Y-Achsen der Servomotoren durchgeführt werden, die die Verschiebung des Werkstücks steuern. Anschließend wird im Schritt 216 der Punkt festgelegt, von dem aus die Beschleunigung des Werkzeuges beginnt, wobei dieser von dem Zusammenhang zwischen der Schneidfläche des Werkzeugs und der Linearität der Verschiebung des Werkstücks abhängt.
Wie aus 23a ersichtlich schließt sich an den Schritt 210 eine Bestimmung an, ob das Werkzeug einen Grenzwert erreicht hat in der Nähe der Stelle, an der das ausgestanzte Teil beginnt, sich vom Werkstück zu lösen. Dieser Punkt ist in 21b mit 196 bezeichnet. Solange dieser Punkt nicht erreicht ist fährt die Steuerung mit der verzögerten Bewegung des Werkzeugs fort, wie es durch die abfallende Kurve in Figur 21b dargestellt ist. Ist jedoch der Punkt 196 erreicht, geht das Verfahren zum nächsten Schritt 220 über, wobei die Steuerung dafür sorgt, dass der Servomotor das Drehmoment erhöht um das Werkzeug vom Werkstück zu entfernen, wie es durch die ansteigende Kurve 200 in 21b dargestellt ist. Danach wird zum Schritt 222 übergegangen, in dem festgestellt wird, ob eine ausreichend sichere Position oberhalb des Werkstücks erreicht worden ist. Ist dies nicht der Fall, sorgt die Steuerung weiterhin dafür, dass das Drehmoment für die Entfernung des Werkzeugs vom Werkstück erhöht wird. Ist jedoch die sicherer Position oberhalb des Werkstücks erreicht, geht das Verfahren zum nächsten Schritt 224 über, in dem der nächste zu bearbeitende Bereich des Werkstücks an die Stelle unterhalb des Stößels verschoben wird. Solange diese Stelle noch nicht erreicht ist, wird die Verschiebung des plattenförmigen Werkstücks fortgesetzt. Ist die richtige Stellung jedoch eingenommen, so geht das Verfahren zum Schritt 226 über, in dem festgestellt wird, ob das Verfahren zur Fertigung beendet werden soll. Soll es fortgesetzt werden kehrt das Verfahren zum Schritt 204 zurück um die nächste Bearbeitung durchzuführen. Soll das Verfahren zur Fertigung hingegen beendet werden, so wird das Verfahren natürlich unterbrochen.
Inn 24 ist die Funktion einer vorausschauenden gleichzeitigen Beschleunigung/Verlangsamung der Verschiebung des Werkstücks und der Verschiebung des Stanzwerkzeugs dargestellt. Während eines jeden Zyklus von zum Beispiel ungefähr 7,625 ms finden entsprechende Verschiebebewegungen des Werkstücks und des Stanzwerkzeugs statt. Die Bewegung des Werkstücks beginnt zum Zeitpunkt t0 und wird bis zum Zeitpunkt t1 beschleunigt. Nachdem die beschleunigte Bewegung de Zeitpunkt t1 erreicht wird die Bewegung des Werkstücks bis zum Zeitpunkt t2 fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt setzt eine Verlangsamung des Werkstücks ein, wie es durch die abfallende Kurve 218 dargestellt ist. Im Punkt 220 und zum Zeitpunkt t3 setzt die Kraft des Servomotors zum Antrieb des Stanzwerkzeugs ein, wie es durch die aufsteigende Kurve 222 dargestellt ist. Wie daraus ersichtlich beginnt die Verschiebung des Werkzeugs bereits, bevor das Werkstück zum Stillstand gekommen ist. Dies beruht auf der Forderung, die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine zu erhöhen durch Einflussnahme auf die Bewegung des Werkstücks und auf die Bewegung des Werkzeugs.
Wie 4 zeigt wird die Bewegung des Werkstücks zum Zeitpunkt t4 unterbrochen. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die zu bearbeitende Stelle des Werkstücks sich in der richtigen Position direkt unterhalb des Werkzeugs befindet. Gleichzeitig nimmt die Beschleunigung des Stanzwerkzeugs bis zum Zeitpunkt t5 zu, zu dem der Stanzvorgang beginnt. Der Stanzvorgang beansprucht den Zeitraum zwischen t5 und t6, wie es durch die Gerade 224 dargestellt ist. Nachdem zum Zeitpunkt t6 der Stanzvorgang beendet ist wird das Werkstück erneut verschoben entlang der X- und der Y-Achse mittels der Servomotoren, wie es durch die aufsteigende Kurve 226 dargestellt ist. Gleichzeitig beginnt der Servomotor mit der Verlangsamung der Bewegung des Stanzwerkzeugs, wie es durch die abfallende Kurve 228 dargestellt ist, bis zum Zeitpunkt t7 das Stanzwerkzeug die sichere Position oberhalb des Werkstücks eingenommen hat. Anschließend werden die zusammenhängenden Bewegungen von Werkstück und Werkzeug erneut durchgeführt gemäss 24 um dergestalt die maximal mögliche Geschwindigkeit der Bearbeitung der Maschine zur Fertigung von Platten oder Blechen gemäss der Erfindung zu erzielen, während ur gleichen Zeit die Geräuschentwicklung bei der Durchführung des Verfahrens minimiert ist. Zusammenfassend sei im Zusammenhang mit 24 gesagt, dass die Maschine nach der Erfindung bereits mit der Ausführung des Stanzvorgangs beginnt bevor das Werkstück vollständig zum Stillstand gekommen ist, sodass der eigentliche Stanzvorgang sofort ausgeführt werden kann, sowie die Bewegung des Werkstücks unterbrochen wird.
Im Ablaufdiagramm von 25 sind die notwendigen Schritte im Zusammenhang mit der gleichzeitigen Beschleunigung/Verlangsamung des Werkstücks und des Stanzwerkzeugs dargestellt. Im Schritt 230 wird das Werkstück in Richtung auf die Anordnung des zu bearbeitenden Bereichs unterhalb des Werkzeugs beschleunigt. Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt beginnen die für die Beschleunigung/Verlangsamung des Werkstücks zuständigen Servomotoren mit der Verlangsamung des Werkstücks im Schritt 232. Durch das Gewicht und die Trägheit führt zu einer Verlangsamung des Werkstücks während eines gegebenen Zeitraums, wie er zum Beispiel durch die abfallende Kurve 218 in 24 dargestellt ist. Im Schritt 234 beginnt die Beschleunigung des Werkzeugs für die Bearbeitung des Werkstücks bei gleichzeitiger Fortsetzung der Verlangsamung des Werkstücks. Im Schritt 236 beginnt die eigentliche Bearbeitung des Werkstücks, da nunmehr die Verschiebung des Werkstücks beendet ist und das Werkzeug mit dem Werkstück in Kontakt gekommen ist.
Die Art und Weise der Energieeinsparung der Maschine nach der Erfindung ist in den 26 und 27 dargestellt. Wie 26 zeigt weist das System zur Energieeinsparung gemäss der Erfindung einen AC/DC-Konverter 238 auf, dem ein Dreiphasen-Wechselstrom vom Stromnetz zugeführt wird und der diesen Wechselstrom in einen Gleichstrom umwandelt, mit dem die verschiedenen Servomotoren der Maschine gespeist werden. Nach der Umwandlung wird der Gleichstrom zuerst zwei Pulsbreitenmodulatoren 240 und 242 zugeführt. Es sei betont, dass in dem Fall, in dem mehr als die beiden aus Vereinfachungsgründen in 26 dargestellten Servomotoren vorhanden sind auch entsprechend mehr Pulsbreitenmodulatoren verwendet werden. Der Pulsbreitenmodulator 240 ist mit dem ersten Servomotor 244 verbunden, der zum Beispiel für den Antrieb des Stößels und damit des Werkzeugs verwendet wird. Der zweite Pulsbreitenmodulator 242 ist elektrisch mit dem zweiten Servomotor 246 verbunden, der zum Beispiel für den Antrieb des plattenförmigen Werkstücks in X-Richtung verwendet wird. Mit 248 sind in 26 mehrere zwischen den Modulatoren 240 und 242 eingesetzte Kondensatoren bezeichnet.
Wird während des Betriebes einer der Servomotoren beschleunigt, so wird ihm die benötigte Leistung vom Konverter 238 zugeführt. Durch den Verbrauch dieser Leistung wird ein Drehmoment vom Servomotor erzeugt. Während der Verlangsamung, die durch die abfallende Kurve 218 dargestellt ist, arbeitet der Servomotor als Generator, sodass also die Verlangsamung überschüssige Energie erzeugt auf Grund der Bremswirkung innerhalb des Servomotors. Diese überschüssige Energie wird nun vom Servomotor zum Pulsbreitenmodulator zurück geführt und danach in den Kondensatoren 248 gespeichert. Da das System eine größere Anzahl von Servomotoren aufweist, werden immer einige von ihnen einen Schritt der Verlangsamung durchführen. Diese dabei erzeugte überschüssige Energie kann dann von denjenigen Servomotoren verbraucht werden, die gerade beschleunigt werden. Diejenige überschüssige Energie, die nicht von den Servomotoren benötigt wird, wird dem Konverter 238 zugeführt, von ihm in Wechselstrom umgewandelt und der Stromversorgung zurückgegeben. Auf Grund dieser zahlreichen, während der Phasen der Verlangsamung als Generatoren arbeitenden Servomotoren ist der Energieverbrauch der Maschine zur Fertigung von Platten oder Blechen nach der Erfindung erheblich geringer als derjenige von herkömmlichen Maschinen für den gleichen Zweck.
27 zeigt in diesem Zusammenhang eine grafische Darstellung für den Verbrauch an Energie und die Speicherung von überschüssiger Energie sowie den Einsatz der von anderen Servomotoren oder auch Bauteilen der Maschine benötigten Energie. Aus den gestrichelten Linien geht klar die Größe der Energieeinsparung mittels des beschriebenen Systems für die Maschine nach der Erfindung hervor.
Ein weiterer Vorteil der Maschine nach der Erfindung ist darin zu sehen, dass sie ihre eigene Temperatur überwachen kann und eine automatische Regelung durchführt, sodass keine Unterbrechung des Betriebes durch Erscheinungen auf Grund von Überhitzung auftritt. Diese Funktion ist in 28a und 28b dargestellt, während das dazu gehörige Verfahren in dem Ablaufdiagramm von 29 dargelegt ist.
Gemäß den 28a und 28b wird die Temperatur eines jeden Servomotors der Maschine von der Steuerung des Systems überwacht und zwar zum Beispiel mittels eines herkömmlichen Messfühlers. Mittels empirischer Untersuchungen wurde festgestellt, dass, wenn die Temperatur des Servomotors einen bestimmten Wert überschreitet, zum Beispiel 155°C, die Maschine abschaltet, sodass ihr Betrieb unterbrochen wird. Es wurde ferner während dieser empirischen Untersuchungen festgestellt, dass der Servomotor störungsfrei und mit gutem Wirkungsgrad bei Temperaturen unter 120° läuft. Aus diesem Grund haben die Erfinder eine erste Temperaturgrenze von zum Beispiel 120°C festgelegt, unterhalb derer die Maschine ununterbrochen in Betrieb sein kann. Ferner wird eine zweite, höhere Temperatur festgelegt, die zum Beispiel 140°C und bei der eine Warnung ausgegeben wird. Wie 28b zeigt läuft der Servomotor so lange, wie die Temperatur des Servomotors unterhalb 120°C liegt. Wird jedoch eine Temperatur von 120°C festgestellt, das heißt, wird die erste Temperaturgrenze erreicht, so veranlasst die Steuerung den Servomotor, seine Beschleunigung zu verringern. Dies ist durch die abfallende Kurve 238 dargestellt. Wenn die Temperatur des Servomotors sogar den Wert von 140°C erreicht, wird die abgegebene Leistung des Servomotors bis auf 30% seiner Maximalleistung reduziert, die eine Minimalleistung darstellt. Für den Bereich oberhalb 140°C wird eine Zeitgrenze festgelegt, wobei ein Verbleiben des Servomotors auf dieser Temperatur während dieser Zeitgrenze von zum Beispiel zwei Minuten, ein Alarmsignal erzeugt wird und das System abgeschaltet wird. Erreicht die Temperatur noch vor Ablauf der Zeitgrenze einen Wert von zum Beispiel 155°C, so wird zur Vermeidung von Beschädigungen des Systems dieses automatisch abgeschaltet.
Aus 28b kann entnommen werden, dass der Servomotor so lange läuft wie die durch die Temperatur bestimmte Linie 240 unterhalb von 120°C liegt. Jedes Mal, wenn dieser Temperaturwert vom Servomotor überschritten wird erzeugt die Steuerung ein Signal für den Servomotor, durch das er verlangsamt wird. Während einer Verlangsamung sollte die Temperatur gemäss der gestrichelten Linie 242 sinken, bis die Temperatur des Servomotors nach einer bestimmten Zeit und während der Verlangsamung erneut den Wert von 120°C unterschreitet. Nimmt jedoch die Temperatur des Servomotors weiterhin zu, wie es durch die gestrichelte Linie 244 angedeutet ist, so wird bei Erreichen einer Temperatur von 140 °C ein Warnsignal für den Benutzer erzeugt. Nach Ablauf der erwähnen Zeitgrenze von zum Beispiel zwei Minuten wird das System automatisch abgeschaltet. Erreicht die Temperatur jedoch die Abschalttemperatur von 155°C bereits vor Ablauf der Zeitgrenze, so erfolgt eine sofortige automatische Abschaltung.
Das Verfahren zur Überwachung der Maschine nach der Erfindung, das heißt der verschiedenen Servomotoren ist im Ablaufdiagramm von 29 dargestellt. Im Schritt 246 wird eine erste Temperatur von zum Beispiel 120°C festgelegt. Die für die Ausgabe der Warnung bestimmte Temperatur von zum Beispiel 140 °C wird im Schritt 248 festgelegt. Während des Schrittes 250 wird die Temperatur der Maschine überwacht. Danach wird im Schritt 252 ermittelt, ob die Temperatur die erste Temperaturgrenze erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das Verfahren zum Schritt 250 der Überwachung der Temperatur der Maschine zurück. Ist diese erste Temperatur hingegen erreicht, so geht das Verfahren zum Schritt 254 über, in dem die Steuerung dafür sorgt, dass der Servomotor sein abgegebenes Drehmoment verringert. Danach wird erneut gemessen, ob die Temperatur weiterhin oberhalb der ersten Temperatur liegt. Ist dies während der Durchführung des Schrittes 254 nicht länger der Fall, so kehrt das Verfahren zum Schritt 250 der Überwachung der Maschine zurück.
Wird hingegen im Schritt 254 festgestellt, dass die Temperatur immer noch oberhalb der ersten Temperaturgrenze liegt, wird eine zweite Feststellung im Schritt 256 getroffen, ob die Temperatur die für die Warnung maßgebliche Temperatur überschritten hat. Ist dies nicht der Fall, so kehrt das Verfahren zum Schritt 250 der Überwachung der Betriebstemperatur der Maschine zurück. Hat die Temperatur hingegen die für die Ausgabe einer Warnung maßgebliche Temperatur überschritten, so geht das Verfahren zum Schritt 258 über, um zu ermitteln, ob die Temperatur der Maschine diesen Wert für die Ausgabe einer Warnung für einen bestimmten Zeitraum überschritten hat. Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt 260 dem Servomotor ein Signal von der Steuerung übermittelt, wodurch er veranlasst wird, das abgegebene Drehmoment zu verringern und damit auch seine Temperatur. Ist der vorgegebene Zeitraum jedoch überschritten, so wird die Maschine im Schritt 262 abgeschaltet.
Nach Rückkehr zum Schritt 260 wird bei abnehmendem Drehmoment festgestellt, ob die Temperatur der Maschine gesunken ist und zwar im Schritt 264. Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 258 festgestellt, ob der vorgegebene Zeitraum überschritten worden ist. Danach stellt das Verfahren im Schritt 262 fest, ob die Maschine abzuschalten ist oder ob das Drehmoment des Servomotors noch mehr zu verringern ist im Hinblick auf eine weitere Verringerung seiner Temperatur und zwar im Schritt 260. Hat sich die Temperatur der Maschine tatsächlich verringert, wird im Schritt 266 weiterhin festgestellt, ob die Temperatur unterhalb der für die Ausgabe der Warnung maßgeblichen Temperatur liegt. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt das Verfahren zum Schritt 260 zurück, in dem für eine weitere Verringerung des Drehmoments des Servomotors gesorgt wird um dadurch die Temperatur der Maschine abzusenken. Wird jedoch festgestellt, dass die Temperatur unterhalb der für die Warnung zuständigen Temperatur liegt, kehrt das Verfahren zum Schritt 250 zurück, in dem es erneut eine allgemeine Überwachung der Temperatur der Maschine aufnimmt.
Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine beschrieben, wobei jedoch betont sei, dass zahlreiche Änderungen, Abwandlungen, Modifikationen, Äquivalente und Ersetzungen für alle oder einige Teile vom Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die beigefügten Ansprüche bestimmt wird.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Länge einer Werkzeuganordnung, die zur Bearbeitung eines plattenförmigen Werkstücks in einer Maschine für die Fertigung von Platten oder Blechen dient, welche die Werkzeuganordnung (29) und eine Matrizenanordnung (92) aufweist, die durch einen ersten Abstand (F) voneinander getrennt sind, wobei die Werkzeuganordnung von einer Servomechanismusanordnung (25) in Richtung zu der Matrizenanordnung hin entlang einer im wesentlichen senkrechten Richtung angetrieben wird um ein plattenförmiges Werkstück (32) zu bearbeiten, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) antreiben der Werkzeuganordnung in Richtung zur Matrizenanordnung hin bis die Werkzeuganordnung mit der Matrizenanordnung oder mit einem auf der Matrizenanordnung angeordnetem plattenförmigen Werkstück in Kontakt kommt; b) bestimmen der Kraft der Servomechanismusanordnung, wenn die Werkzeuganordnung mit der Matrizenanordnung oder mit dem plattenförmigen Werkstück in Kontakt kommt und c) korrelieren der effektiven Länge der Werkzeuganordnung mit der von ihr zurückgelegten Entfernung.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Servomechanismusanordnung eine Drehanordnung (9) in Drehungen versetzt für den Antrieb der Werkzeuganordnung und wobei der Schritt c) durch den folgenden zusätzlichen Schritt gekennzeichnet ist: gleichsetzen des Betrages der Verdrehung der Drehanordnung mit der Länge der Werkzeuganordnung.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem eine Kontaktanordnung (7) mit der Drehanordnung gekoppelt ist, wobei das Verfahren durch den folgenden zusätzlichen Schritt gekennzeichnet ist: korrelieren der von der Kontaktanordnung in einer Richtung zurückgelegten Entfernung, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Werkzeuganordnung ist mit der angetriebenen Entfernung der Werkzeuganordnung.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Kontaktanordnung eine Rolle (9) aufweist, wobei das Verfahren durch den folgenden zusätzlichen Schritt gekennzeichnet ist: ausgestalten eines Nockens (7) an der Oberseite der Werkzeuganordnung derart, dass wenigstens zwei sich gegenüberliegende geneigte Flächen (36) entstehen, die an ihrer Verbindungsstelle den höchsten Bereich (37) bilden, wobei die Rolle mit einer der beiden geneigten Flächen für den Antrieb der Werkzeuganordnung in Richtung zur Matrizenanordnung hin zusammen wirkt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Kontaktanordnung eine Rolle aufweist, wobei das Verfahren durch den folgenden zusätzlichen Schritt gekennzeichnet ist: ausgestalten eines Nockens (7) an der Oberseite der Werkzeuganordnung derart, dass eine gekrümmte Fläche (36) entsteht, die mit der Rolle zusammen wirkt, wobei die Rolle mit der gekrümmten Fläche dahingehend zusammen wirkt, dass die Werkzeuganordnung in Richtung zur Matrizenanordnung hin angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Werkzeuganordnung einen Stößel (1), einen zum Stößel ausgerichteten Werkzeugzylinder (114), eine Abstreifanordnung (116), die beweglich mit dem Ende des Zylinders gekoppelt ist und ein beweglich in das Innere des Zylinders eingesetztes Werkzeug (106) aufweist, wobei das Verfahren durch die folgenden zusätzlichen Schritte gekennzeichnet ist: vorbestimmen eines ersten Grenzwertes, bei dem eine Verringerung der von der Servomechanismusanordnung aufgebrachten Kraft für den Antrieb der Werkzeuganordnung auftreten soll; fortsetzen des Antriebs der Werkzeuganordnung in Richtung zur Matrizenanordnung hin, nachdem die Werkzeuganordnung mit der Matrizenanordnung in Kontakt gekommen ist; und bestimmen, ob die Position des Werkzeugs in dem Zylinder angepasst werden muss, wenn die durch die Servomechanismusanordnung aufgebrachte Kraft für den Antrieb der Werkzeuganordnung weiter zunimmt, nachdem der erste Grenzwert erreicht worden ist.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: durchführen der Anpassung des Werkzeugs in dem Zylinder durch Annäherung des Werkzeugs an die Abstreifanordnung.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte: speichern des Wertes dieser Kraft in einem Speicher (76); umwandeln des gespeicherten Wertes dieser Kraft in einen Wert, der der Länge der Werkzeuganordnung entspricht; und anzeigen dieses der Länge der Werkzeuganordnung entsprechenden Wertes.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Drehanordnung einen Gewindeantrieb (21) aufweist, wobei das Verfahren durch den folgenden zusätzlichen Schritt gekennzeichnet ist: bewegliches Koppeln einer Kontaktanordnung (41) mit dem Gewindeantrieb, sodass, wenn die Servomechanismusanordnung aktiviert wird, der Gewindeantrieb verdreht wird um die Kontaktanordnung zu verschieben und damit die Werkzeuganordnung anzutreiben.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: koppeln der Servomechanismusanordnung mit einer Zwischenanordnung (21) der Werkzeuganordnung, wobei die Servomechanismusanordnung diese Zwischenanordnung in einer nicht senkrechten Richtung antreibt und wobei die Zwischenanordnung mit der Werkzeuganordnung zusammen wirkt für den Antrieb der Werkzeuganordnung in einer senkrechten Richtung um das plattenförmige Werkstück zu bearbeiten.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Drehanordnung einen Gewindeantrieb (21) aufweist, wobei das Verfahren durch die folgenden zusätzlichen Schritte gekennzeichnet ist: elektrisches Koppeln einer Kodiereinrichtung (26) mit der Servomechanismusanordnung; überwachen der Anzahl der Umdrehungen des Gewindeantriebs und korrelieren der Länge der Werkzeuganordnung mit der Anzahl der Umdrehungen des Gewindeantriebs.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte: korrelieren der Dicke eines plattenförmigen Werkstücks durch berechnen der Differenz zwischen der die Länge der Werkzeuganordnung darstellenden Kraft und einer darauf folgenden Kraft, die von der Servomechanismusanordnung ausgeübt wird für den Antrieb der Werkzeuganordnung bis zum Kontakt mit dem plattenförmigen Werkstück, nachdem das plattenförmige Werkstück auf die Matrizenanordnung aufgelegt worden ist.