EP0513011B1 - Modular aufgebautes werkstück-bearbeitungszentrum und dazugehöriger antriebsmodul - Google Patents

Modular aufgebautes werkstück-bearbeitungszentrum und dazugehöriger antriebsmodul Download PDF

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EP0513011B1
EP0513011B1 EP91900793A EP91900793A EP0513011B1 EP 0513011 B1 EP0513011 B1 EP 0513011B1 EP 91900793 A EP91900793 A EP 91900793A EP 91900793 A EP91900793 A EP 91900793A EP 0513011 B1 EP0513011 B1 EP 0513011B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
module
processing centre
base
drive
processing
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP91900793A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0513011A1 (de
Inventor
Heinz Finzer
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Original Assignee
Individual
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Priority claimed from DE9012379U external-priority patent/DE9012379U1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F1/00—Bending wire other than coiling; Straightening wire

Definitions

  • the invention relates to a modular machining center with various work modules, each of which is inevitably time-controlled tools such.
  • Machining centers of this type are known and are particularly distinguished by the fact that the work modules can be used in a multifunctional manner, which results in extremely economical possible uses.
  • the core element of such machining centers is conventionally a stamping / bending tool unit, which has a main drive in a base, with which a drive wheel mounted above it in a separate housing part is driven, which drives a large number of working units, such as bending slides, cutting punches, welding electrodes, etc. in a predetermined sequence drives.
  • Other neighboring work units, such as B. (semi-finished) feeds or presses derive their drive from this main drive, which regularly requires more or less extensive drive means in the area of the interfaces between the work units. Attempts have therefore been made to accommodate some of these drive means in an enlarged base, but this has severely restricted the possibilities of a modular combination of several working modules.
  • the invention is therefore based on the object of creating a modular machining center with various work modules driven by a drive unit, in which the drive can be integrated into the machining center in a space-saving and economical manner and there is the possibility of changing work modules quickly and safely without to have to move the modules laterally.
  • Another task is to create a multifunctional drive unit that can be optimally adapted to the given structure of the processing unit.
  • the main drive of the machining center is designed as a separately manageable base module.
  • this has the advantage that the maximum power of the drive is available at the location of the machining center where the greatest reserves of power are required.
  • the further work modules no longer require a separate drive, as a result of which the base of these work modules can be constructed not only more simply, but with a unit grid dimension corresponding to the base module. Due to the unit grid dimension, the base can also be used for the first time Transport purposes are used, which greatly simplifies the exchange of work modules and the time required for this is shortened.
  • the base can e.g. B.
  • the direct transmission of power to the work modules to be coupled via meshing gears still allows the work modules to be designed with a central drive ring and to exploit its advantages.
  • the transmission of the drive movement from the press to the adjacent modules on the one hand and, if necessary, between the individual work modules on the other hand via meshing gears allows maximum flexibility in the assembly and retrofitting of the machining center, it being particularly important that each work module can be replaced separately without having to handle or move the other modules. In contrast to the prior art, it is no longer necessary to dissolve the combination of the individual components when converting the machining center in order to access the individual unit to be replaced.
  • the individual work modules can be removed not only in two directions, namely to the front and to the rear, but also to the side in the case of edge work modules, which gives the greatest possible flexibility with regard to Handling of the work modules when assembling the machining center is given.
  • the construction of the drive unit according to the invention thus opens up the possibility of placing a completely upgraded, new work module on the base from one side and moving the module to be exchanged away, for example at the same time, to the other side, which results in expanded possibilities with regard to the automation of the exchange process.
  • This exchange of the processing modules is equally possible if entire processing cells, i.e. Work modules consisting of base and structure can be replaced.
  • the tool change takes place in this way in the manner of a pallet changing system, so that the shortest possible changeover and downtimes result.
  • an individual drive module is accordingly created by assembling the drive base module and the machining module resting on it, which can serve as a central drive unit for a machining center.
  • the press In the case of machining centers of the type described at the outset, the press generally represents the machining station which has the greatest power requirement.
  • the drive unit is accordingly designed as a press, which forms the main drive for the entire machining center.
  • This has the additional advantage that with this constellation the driven gear of the press can be stopped in a precisely defined rotational position with very little effort, which greatly simplifies the coupling of the adjacent work module which is to be operated synchronously with the press.
  • the press has precisely defined upper and lower dead center positions of the press ram, which can be used to position the driven wheel.
  • the adjacent work modules are equipped with locking devices with which the zero position of the tools relative to one another on the work modules in question when uncoupled can also be maintained during transport.
  • the development according to claim 3 allows a more flexible integration of the main drive in the machining center, while the functionality of the press is increased.
  • a particularly simple movement pattern when coupling and uncoupling the work modules results from the development of claim 8.
  • only locking devices in the opposite sides of the housing parts have to be released and the work module to be exchanged, e.g. B. perpendicular to the plane of the central drive ring in the horizontal direction and parallel to the central axis of the central drive ring by means of transport such as the forklift away.
  • the bases of the work modules preferably have the same height as the base module which can be handled separately.
  • the construction of the machining center according to the invention results in a maximum of flexibility in the assembly of the components with the simultaneous preference of the arrangement of the drive at the optimal location in the machining center.
  • the work modules arranged next to the main drive module can be structurally simpler in this way, such as. B. with an empty base, are formed, with the additional advantage that the resulting space can be used for the accommodation of additional control units.
  • the division according to the invention between a separately manageable base module and processing module requires a novel design of the interface between these two areas.
  • An advantageous embodiment of this interface is the subject of claim 9.
  • the processing module is supported over a large area on the base or on the base module via the intermediate plate, so that there is increased stability.
  • the intermediate plate can also be used as a centering, transport and fastening element, with the enlarged footprint making it possible to provide a pair of surfaces between the processing module and the base module, which does not wear out noticeably even when the components are frequently replaced.
  • an adaptation to the drive version present in each case in the processing module such as, for. B. central wheel version or linear version.
  • the concept according to the invention enables either individual processing modules or the base module receiving the main drive or a work module consisting of base and structure to be detached from either side.
  • quick-change devices can be brought to the machining center from both sides and preferably put into operation at the same time.
  • a quick-change device can then be used to integrate an already completely set-up processing module or a complete work module consisting of a base and an attached processing module in synchronization with the movement of the module to be exchanged into the processing center.
  • the rails can be aligned in height with simple measures - advantageously with the features of claim 18 - so that even the heaviest work modules can be transported over long distances without any problems, even if the ground has a relatively large ripple.
  • the height-adjustable mounting of castors on the base serves to make it even easier to remove the individual modules.
  • the rail arrangement in question can be easily positioned under the respective retractable rollers of the module to be replaced.
  • the support rollers which can be supported, for example, by a hydraulic servo drive, the transport rollers come into contact with the rail arrangement, so that a problem-free displacement of the module across the working plane of the machining center is possible.
  • the reference numeral 2 denotes a separately manageable base module of a drive unit, which forms the main drive 4 of the machining center shown.
  • the machining center is constructed modularly from three working modules 6, 8 and 10, the working modules 6 and 8 functioning as punching / bending tool units and the working module 10 being designed as a press.
  • Each punching / bending tool unit 6, 8 carries a multiplicity of tools 12, which are designed, for example, as bending slides.
  • tools 12 are designed, for example, as bending slides.
  • other versions such as possible as a welding station or assembly tools.
  • the tools 12 are inevitably controlled in time, that is to say they are actuated in a fixed cycle to one another, for which purpose a central drive ring 14 is used in the embodiment shown using a drive with the so-called “central wheel version”, which meshes with corresponding pinions 16 of the tools .
  • the work modules 6, 8 do not require a separate, own drive.
  • the driving force is derived from the main drive 4 in the manner to be described in more detail below:
  • the main drive 4 is in the interaction of the Sokkelmodule 2 and a press housing 10 as an attached processing module part of a press, which is designed in the embodiment shown as a twin press.
  • the drive force is directed upward via a schematically indicated gear 18 into the area of a press stand 20, in which a drive wheel 22, which is mounted essentially in the center, is mounted. From there, the driving force is transmitted to the two eccentric shafts 26, 28 and to via two coupling gears 30, 32 and intermediate gears 24.
  • the coupling of the adjacent work modules 6, 8 to the main drive designed as a press takes place via the coupling gearwheels 30, 32.
  • the power transmission from the motor takes place via a translation to a transmission pinion 19 which, with its pitch circle, affects an interface level E S between base module 2 and processing module 10.
  • the transmission pinion 19 is in meshing engagement with an output pinion 21, via which the main drive wheel 22 is driven.
  • the meshing engagement of the pinions 19 and 21 accordingly bridges the interface level E S between the base module 2 and the press processing module 10, so that in connection with a transmission-type coupling to be described in more detail below the further working modules create the prerequisite for the press module 10 to be able to be removed from the module assembly in a direction perpendicular to the drawing plane in FIG. 1.
  • each central drive ring 14 is assigned intermediate pinions 34, 36, which can be brought directly into engagement with the coupling gearwheels.
  • the gearing engagement takes place at the vertical interface levels E S between the neighboring work modules.
  • the housing bases 38, 40 are hollow on the inside and they function as the basis for the actual work units 6, 8 above. This opens up the possibility of using the housing base as transport and positioning devices for the work units, so that the work unit 6, 8 in question can be removed together with the housing base and replaced by another unit for converting the machining center.
  • two bottom recesses 42, 44 and / or two central recesses 46, 48 are provided on the working units 6, 8, into which the forks of a means of transport, such as e.g. of a forklift can intervene.
  • a means of transport such as e.g. of a forklift
  • the recesses 46, 48 are used, there are advantages with regard to the weight distribution, so that the transport speed can be increased.
  • the illustration according to FIG. 1 also shows that the housing bases 38, 40 and the base module 2 are designed in a uniform grid, ie with the same width ERM, so that the modules can be exchanged with one another without any problems.
  • the modules have 6.8 also a base height H S , which corresponds to the height of the base module 2 of the press 10.
  • the pinions of the individual modules are at the same axis height H A as those of the press 10. This ensures with simple means that the new work module to be coupled automatically comes to the correct working height, which ensures the alignment of the pinions with the simplest of measures.
  • the housing can be finely leveled by means of adjustable support feet 50.
  • the construction of the machining center according to the invention still allows the possibility of further units, such as To connect feeds 52, 54 to the work modules 6, 8 or to the press 10.
  • Centering devices 56 are preferably provided in the area of the interfaces to the adjoining units, in which slot nuts can be used.
  • the detail "IV" according to FIG. 4 reveals that the housing stands of adjacent work modules each have recesses 58 in the area of the meshing gears, which are closed during operation of the machining center by cover plates, not shown, which function as the centering devices 56 can take over.
  • a plurality of quick-clamp locking devices 60 are preferably provided in the area of the interface levels and can be actuated by means of a hand lever 62 which carries a nut 64.
  • the nut 64 is in engagement with a tension bolt 66, which has a locking plate 68 at the end, which is received in a form-fitting manner and with play in an undercut groove 70 of the adjacent work module.
  • the central one can Main drive should be placed at the point where the highest power capacity is primarily required.
  • this also gives rise to new, previously unusable options for flexible assembly and simple exchange of the processing, base and / or work modules, which also means that the central unit is advantageous in terms of power transmission and the favorable arrangement options for the tools - Drive ring can be equipped.
  • the identical structure of all housing bases results in an automatic alignment of the reference levels in the various processing and working modules.
  • a special attachment of the counter-cutting plate 74 to the press stand 20 is provided, which will be explained in more detail below with reference to FIGS. 2 and 5 to 7.
  • components which correspond to one another are provided with identical reference symbols, the elements of the embodiment according to FIG. 7 being given an apostrophe.
  • the press stand 20 carries a guide part 76 for the press bear 78 on the front side.
  • the guide part is U-shaped and has two legs 80 and 82 pointing downward, to which the counter-cutting plate 74 can be screwed directly.
  • the two legs 80 and 82 end in the cutting plane 72 and the counter-cutting plate 74 closes the two legs to form a closed frame, which results in a favorable flow of force from the cutting plate into the press stand.
  • the counter-cutting plate 74 is screwed directly onto the legs 80, 82 by means of screws 84, 86. If the counter-cutting plate should be reground, no additional precautions need to be taken to maintain the position of the cutting plane 72. This is fixed once and for all by the lower end faces of the legs 80, 82.
  • the design of the guide part 76, 76 ' also allows the use of conventional counter-cutting plates 74' which are supported on a press table 88 'with the aid of sliding blocks 90'.
  • the screwing between the press table and the guide part 76 ' takes place with the interposition of spacer sleeves 92' and spacers 93 ', which are also to be worked off by the same amount during the finishing of the counter-cutting plate 74'.
  • FIG. 2 The two variants of fastening the counter-cutting plates 74, 74 'to the press 10 are indicated in FIG. 2 on the basis of a somewhat modified embodiment of the machining center.
  • the modular construction of the machining center essentially corresponds to that according to FIG. 1.
  • the driving force is transmitted from the main drive 4 to the main drive wheel 22 via a gear 98, the drive of the press eccentric shafts again being effected via identical intermediate gearwheels 100, which are identical toothed coupling gears are in meshing engagement, so that a synchronized drive of the tool assemblies is guaranteed in the various work modules.
  • the meshing engagement of the coupling gears is also preferably in the region of the interface between the socket housing 2 and the press stand 20, so that the two components are easily joined together.
  • the concept according to the invention allows the machining center to be retrofitted in such a way that a complete work module 6, 8 is set up at a location remote from the machining center and, if necessary, by means of a roughly working transport device, such as e.g. a forklift is replaced.
  • the socket module receiving the central transmission is designated 102. It differs from the previously described base module in that in the area of the interface level E S there is a multiple coupling option for attached processing modules. For this purpose, two identical transmission pinions 119 and 119 'are arranged adjacent to one another, it being possible for either the one or the other pinion or both pinions 119, 119' to simultaneously transmit the power to the processing module 110 located thereover.
  • the socket module 102 together with the press processing module 110 resting thereon, forms a drive module, which in turn is designed as the press forming the drive unit of the machining center.
  • the processing units 106, 108 placed on the respective base 138, 140 are coupled via a base or intermediate plate 107, 109, 111, which gives the processing module 106, 108 or 110 improved stability .
  • openings 146 and 148 are provided in the area of each base 138 and 140, into which a handling device, such as, for example, is provided for transporting the individual work modules comprising base and processing module. B. a forklift can intervene.
  • the individual bases 102, 140, 138 rest on height-adjustable feet 150, so that a gap 151 remains between the base and the underside of the individual base housings 102, 138, 140, into which a boom of a suitable lifting unit , such as B. a forklift can drive to detach the base with the processing module resting above it from the modular processing center in a direction that is perpendicular to the drawing plane according to FIG. 8.
  • a suitable lifting unit such as B. a forklift
  • a further peculiarity of the embodiment according to FIG. 8 can be seen in the fact that the press module 110 is provided on both sides of the power transmission spur gear 121 with further drive openings 113, which act as a coupling point for actuating tools or slides against the main punching direction HSR serve.
  • the drive openings for example, internal toothing can be provided, into which the corresponding drive pinion of the slide can engage.
  • the embodiment according to FIG. 9 differs from that according to FIG. 8 only in that the separately manageable base 202 does not carry a press housing but a combined punching and bending unit 210.
  • the separately manageable base module 202 is combined with the processing module 210 which requires the greatest power consumption.
  • the pinions 219 and 221 mesh with one another.
  • FIG. 9 also shows clamping devices 256 with which adjacent processing modules 210, 208, 206 can be clamped to one another in precise alignment.
  • the double arrow H again indicates that the individual work modules are in a direction perpendicular to the drawing plane according to FIG. 9 can be removed from the machining center without having to change the position of the other modules.
  • recesses are designated, which lie in the area of the tooth heads of the meshing power transmission pinions. As soon as the cover plate of these recesses 258 is removed, the pinions in meshing engagement can be laterally displaced relative to one another, which enables the module in question to be removed.
  • FIG. 10 clarifies that the inventive concept on which the construction of the machining center is based enables the incorporation of machining modules 302, 306, 308 which are equipped with different drive versions.
  • the processing module 308 is implemented in the so-called "central wheel version”
  • the processing module 306 is implemented in the so-called “linear version”.
  • Both drive versions are coupled via the engaging gears 336, 337, the respective pitch circles of said gears tangential to the interface plane E S concerned.
  • 319 and 321 denote those gearwheels via which the driving force is transmitted from base module 2 to press module 302.
  • the bases 338, 340 located under the processing modules 306 and 308 are designed as empty bases.
  • this base it should be emphasized at this point that it is of course possible to provide this base with a supporting additional drive, which only has a pushing function.
  • the synchronous operation of the individual workstations is still carried out via the coupling gearwheels that mesh with one another achieved with which the respective interface levels E S are bridged.
  • FIG. 10 further shows that, of course, further possibilities of branching the drive and output can be provided in the area of the processing modules. It is possible to flange-mount plug-on gears on the individual processing modules in order to assign an additional, supporting drive to one or the other processing module.
  • reference number 313 denotes a drive branch which lies in the lower region of the individual processing modules 306, 308 and 302.
  • a branching gear 315 is designated by dash-dotted lines and can be used to introduce torque to the individual drive branches 313.
  • the construction of the modular machining center corresponds to that of the previously described exemplary embodiments, so that a closer examination of the components shown does not appear to be necessary.
  • the respective processing module 2, 6 and 8 rests on the associated base via an intermediate plate 107, 109 and 111, respectively.
  • FIG. 11 shows a side view of an individual work module.
  • the base is designated 440, the associated intermediate plate 409 and the processing module 408.
  • the intermediate plate 409 has a considerable depth to give the processing module 408 a good stability.
  • the intermediate plate 409 also serves as a transport and fastening element for the processing module 408, and as a centering element for the replacement process to be described later.
  • the illustration according to FIG. 11 also shows that the base 440 - which is a medium work module that does not have its own drive - is designed as an empty base. With 441 an opening in the side wall 443 is referred to, so that the lined up base have a connection with each other. This makes it possible to easily accommodate the cables and other control devices required for controlling the individual units in the machining center, i.e. to wire the individual control units with the shortest paths.
  • the intermediate plate 409 is advantageously used to control the respective processing module 408. This has on its front and rear end faces plug-in connection devices 413 for associated control connections, into which - not shown in detail - control channels open, which lead to the connection area F A to the processing module 408.
  • a first embodiment of a quick-change device for the complete work module consisting of base 440 and processing module 408 will be described below with reference to FIG. 11:
  • the quick-change device has a pair of rails 494 which are supported on the ground via height-adjustable feet 496 which are arranged at a predetermined longitudinal distance from one another. Due to the height adjustability The feet 496 allow the rails 494 to be leveled, so that an exact rail course can be provided even on undulating workshop surfaces.
  • the rails 494 are pushed in parallel alignment with one another into the floor space 451 described above between the base 440 and the floor. For this purpose, either the base has been raised slightly beforehand, or the rails 494 are displaced upwards to a certain extent after positioning below the base 440.
  • hydraulic actuation devices can be provided for the height-adjustable feet 496, which can preferably be actuated centrally.
  • a further possibility is indicated on the basis of FIG. 11 in order to bring the rails 494 into functional engagement with wheels 498 in the front and rear lateral region of the base 440.
  • the support feet designated 450 cooperate with a piston-cylinder arrangement 453, so that the floor distance AB can be briefly increased slightly for a short time before the rails 494 are inserted.
  • the piston-cylinder unit 453 By actuating the piston-cylinder unit 453 again, the base 440 with the processing module 408 resting thereon is lowered onto the rails 494, so that the rollers 494, which are also preferably height-adjustable - as indicated at 499 - are mounted on the base 440, gradually come into running contact with the Rail surface 494 arrive.
  • the base 440 can now be moved on the leveled rails 494 according to FIG. 11 in the direction of the arrow, ie it can be moved out of the assembly of the individual modules forming the machining center.
  • the rails 494 can perform a guiding function for the base movement.
  • the movement is, however, additionally stabilized in an advantageous manner in that guides to be described in more detail laterally to the side of the intermediate plate 409 functionally engage with the adjacent intermediate plate of the neighboring work module.
  • the clamping device described with reference to FIG. 4 must be released.
  • the width of the base slightly smaller than the width of the processing module resting on it.
  • the embodiment according to FIG. 12 differs from that according to FIG. 11 only in that the base 540 is designed to be self-propelled.
  • 540 castors 598 are provided in the lateral front and rear area of the base, which are preferably deliverable, i.e. are adjustable in height.
  • the swivel axes 597 cooperate with a pressure cylinder 595, so that the ground clearance of the base 540 can be increased slightly for transport purposes.
  • a support body 593 indicated by dash-dotted lines in FIG. 12, on which the base 540 rests firmly in the installed state, can be removed, after which the exchange on both sides is made possible.
  • a variant of a leveling device for the work modules consisting of base 640 and processing module 608 will be described in more detail with reference to FIG.
  • Support feet at the corners of the relevant base 640 are designated by 650.
  • the shaft labeled 657 is longitudinally adjustable by screwing a spindle section into an internal thread of a piston 694 and bracing it by means of a lock nut 693.
  • the piston 694 protrudes into a cylinder 695 which can be acted upon by hydraulic fluid.
  • An eccentric device can be used to measure the hydraulic pressure in the cylinder chamber 695 to build. When the pressure is released, the piston stage 696 strikes against the bottom 697 of the cylinder, as a result of which the preset distance from the substrate is predetermined.
  • a forklift In the loaded state of the piston-cylinder arrangement, which is shown in FIG. 13, a forklift can be moved into the free space 651 below the base 640, after which the cylinder space 695 is relieved again and the entire work module 608, 640 is lowered onto the forklift.
  • the quick-change device has a roll-out scaffold 140 with stands and struts, the stands 142 each resting on height-adjustable feet 144.
  • the scaffold On the top side, the scaffold carries two rails 144, 146 which are spaced apart from one another and whose end faces can be moved against the respective base of the processing module to be replaced, so that a projecting end section 148 can be brought into the region of a guide section of the intermediate plate 709 (not shown).
  • the cantilevered section 148 thus forms a pre-centering device for the exchange process.
  • fine centering devices can be provided on the roll-out stand in order to prevent any tilting of the processing module to be replaced from the outset.
  • a plurality of rollers 145 are supported, which protrude slightly from the surface of the guide rails 144, 146.
  • a crossmember 730 is supported in the base 740.
  • the cross member is penetrated by a plurality of bolts 731, which are screwed at one end to a cover plate 732 of the base 740 and carry a plate washer 733 at the other end, on each of which a compression spring 734 is supported, which acts on the underside of the cross member 730 .
  • the crossbeam 730 carries a plurality of bearing forks 735 for the rotatable mounting of rollers 736.
  • the stroke of the crossbeam 730 initiated by the springs 734 is limited by means of adjustable pins 737.
  • a sliding plate 738 is screwed onto the cover plate 732.
  • the intermediate plate 709 is firmly screwed to the cover plate 732, so that the individual rollers 736 are pressed down against the force of the springs 734 via a guide surface 709A of the intermediate plate 709.
  • the fastening screws for the intermediate plate 709 are loosened.
  • the processing module virtually floats by being pushed up by the springs 734 with a force so great that the sliding contact between the plate 738 and the guide section is virtually eliminated.
  • the machining module to be exchanged can now be moved out of the machining center after releasing the tensioning devices between the individual machining modules.
  • the arrangement is such that the intermediate plate 709 always rests on at least two rollers on each side.
  • FIGS. 17 and 18 also show details of the roll-out stand 140. It can be seen from this illustration that a centering device 143 is provided at the rear end of the roll-out stand, with which the removed machining module can be positioned on the stand 140.
  • the roll-out stand 140 can be conveyed using a suitable conveying means, such as, for. B. detected by means of a forklift and the processing module can be transported to an intermediate storage location.
  • FIG. 18 an alternate embodiment of the quick-change device is indicated in FIG. 18 with a dash-dotted line.
  • a conventional pallet truck carries a transport plate on top, onto which the processing module to be exchanged can be pushed.
  • the measures according to the invention can be used to assemble drive modules which are optimally adapted to the individual requirements and consist of the base module receiving the main drive and the processing module resting above it.
  • This drive module can be used as a self-sufficient unit or can be combined with other work modules to form a machining center, the unit grid width being matched to the other work modules offers the possibility to arrange the drive module at any point in the machining center and - if necessary - to replace it with another prepared drive module as part of the retrofitting of the machining center.
  • a modular machining center which various work modules driven by a drive unit with tools that are inevitably timed, such as. B. bending tools, drawing, welding stations, assembly units or the like.
  • the drive unit is designed as a separately manageable base module, which has the main drive for the machining center and has a width that corresponds to a unit pitch of the working modules integrated in the machining center.
  • the power transmission from the main drive to the individual work modules takes place via intermeshing gears, which bridge the respective interface level between the base module and the assembled work module on the one hand and between the neighboring work modules on the other. This results in a space-saving and economical integration of the drive unit into the machining center.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein modular aufgebautes Bearbeitungszentrum mit verschiedenen Arbeitsmodulen, die jeweils zeitlich zwangsläufig gesteuerte Werkzeuge, wie z. B. Stanz-/Biegewerkzeuge , Einzüge, Schweißstationen, Montageeinheiten und dgl. aufweisen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie einen dazugehörigen Antriebsmodul.
  • Derartige Bearbeitungszentren sind bekannt und zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß die Arbeitsmodule multifunktionell einsetzbar sind, wodurch sich äußerst wirtschaftliche Einsatzmöglichkeiten ergeben. Kernelement derartiger Bearbeitungszentren ist herkömmlicher Weise ein Stanz-/Biegewerkzeugaggregat, das in einem Sockel einen Hauptantrieb aufweist, mit dem ein darüber in einem separaten Gehäuseteil gelagertes Antriebsrad angetrieben ist, das eine Vielzahl von Arbeitseinheiten, wie Biegeschlitten, Schneidstempel, Schweißelektroden u.a. in zeitlich vorbestimmter Abfolge antreibt. Weitere benachbarte Arbeitseinheiten, wie z. B. (Halbzeug-) Einzüge oder Pressen leiten ihren Antrieb von diesem Hauptantrieb ab, wozu regelmäßig mehr oder weniger raumgreifende Antriebsmittel im Bereich der Schnittstellen zwischen den Arbeitseinheiten erforderlich sind. Man hat deshalb versucht, einen Teil dieser Antriebsmittel in einem vergrößerten Sockel unterzubringen, wodurch allerdings die Möglichkeiten einer modularen Zusammenstellung mehrerer Arbeitsmodule stark eingeschränkt wurden.
  • Derartige herkömmliche Konzepte sind beispielsweise aus der US-PS 44 57 160 und aus den Dokumenten EP 0 119 599 B1 und DE-AS 27 37 442 bekannt. In all den bekannten Fällen beschränken sich die Möglichkeiten des Umrüstens des Bearbeitungszentrums darauf, daß ein auf einem verhältnismäßig breiten Sockel ruhendes Gehäuse ausgetauscht wird, wozu verhältnismäßig aufwendige Handhabungseinrichtungen erforderlich sind, die darüber hinaus zeitraubende Bedienungshandgriffe erfordern. So verlangt das Ümrüsten des Bearbeitungszentrums gemäß EP 0 119 599 einen separaten Transportwagen mit hoch bealstbarer Schwenkachse, wobei gesonderte Mittel erforderlich sind, um das auszutauschende Aggregatsgehäuse in eine Ebene zu bringen, in der eine Ankopplung an den Sockel erfolgen kann. Bei dem Bearbeitungszentrum gemäß DE-AS 27 37 442 verlangt die Austauschbarkeit der Biegeeinheiten ebenfalls einen langgestreckten Unterbau, wobei die Steckwellenverbindung die Möglichkeiten des Austauschs von Arbeitsaggregaten mehr oder weniger stark einschränkt. Eine Entkopplung der Mo-dule ist nur durch seitliches Verfahren möglich.
  • Darüber hinaus zeigt sich, daß der Hauptantrieb häufig an seine Leistungsgrenze stößt, wenn alle möglichen Ankopplungsstellen des Moduls ausgenützt werden.
  • Aufgrund dieser herkömmlichen Schwierigkeiten beim modularen Aufbau und Umbau der Bearbeitungszentren, ist man dazu übergegangen (vgl. DE-PS 32 34 981), den Zentral-Antriebskranz eines klassischen Stanz-/Biegewerk- zeugaggre-gats durch horizontale Antriebswellen zu ersetzen und die Arbeitsmodule linear hintereinander zu schalten, wobei ein gesonderter Hauptantriebsblock vorgesehen wird, von dem alle Antriebsbewegungen abgeleitet werden. Mit diesem Konzept wird jedoch der wesentliche Vorteil des Zentral-Antriebskranzes, der in der freizügigen Anordnung der Biegewerkzeugaggregate bei gleichmäßiger Kraftverteilung zu sehen ist, aufgegeben. Ein weiterer Nachteil dieses Konzepts ist darin zu sehen, daß Umrüstmaßnahmen verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch nehmen und für den Hauptantriebsblock relativ viel Bauraum benötigt wird, zumal dieser regelmäßig groß dimensioniert wird, um möglichst viele Module hintereinander schalten zu können.
  • Aus dem Dokument DE-U-84 04 085 ist ein modular aufgebautes Bearbeitungszentrum bekannt, bei dem die Kraftübertragung vom Hauptantrieb zum Arbeitsmodul über miteinander kämmende Zahnräder in Form von Steckritzeln erfolgt, die die Schnittstellen-Ebene zwischen einem Sockelmodul und einem aufgesetzten Bearbeitungsmodul überbrücken. Dabei erfolgt der Kämmeingriff der Steckritzel allerdings innerhalb des Gehäuses der Anbaumodule, wodurch der Automatisierbarkeit eines Austauschvorgangs von Arbeitsmodulen Grenzen gesetzt werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein modular aufgebautes Bearbeitungszentrum mit verschiedenen, von einer Antriebseinheit angetriebenen Arbeitsmodulen zu schaffen, bei dem sich der Antrieb platzsparend und wirtschaftlich in das Bearbeitungszentrum integrieren läßt und die Möglichkeit gegeben ist, Arbeitsmodule schnell und sicher zu wechseln, ohne die Module seitlich verfahren zu müssen. Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer multifunktionellen Antriebseinheit, die sich an den jeweils vorgegebenen Aufbau des Bearbeitungsaggregats optimal anpassen läßt.
  • Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale sowie durch einen Antriebsmodul gemäß Anspruch 28 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird der Hauptantrieb des Bearbeitungszentrums als separat handhabbarer Sockelmodul ausgebildet. Dies hat zunächst den Vorteil, daß die maximale Leistung des Antriebs jeweils an der Stelle des Bearbeitungszentrums vorliegt, wo die größten Kraftreserven benötigt werden. Im Zuge dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung benötigen die weiteren Arbeitsmodule keinen separaten Antrieb mehr, wodurch der Sockel dieser Arbeitsmodule nicht nur einfacher, sondern mit einem dem Sockelmodul entsprechenden Einheits-Rastermaß aufgebaut werden kann. Aufgrund des Einheits-Rastermaßes kann der Sockel erstmalig auch zu Lager- und Transportzwecken herangezogen werden, wodurch der Austausch der Arbeitsmodule stark vereinfacht und die hierfür benötigte Zeit verkürzt wird. Der Sockel kann z. B. zusammen mit dem darauf ruhenden Modulgehäuse mittels eines Gabelstaplers erfaßt und gehandhabt werden, wobei die Aussparungen am Sockel zu einer günstigen Gewichtsverteilung beitragen. Aufgrund des kompletten Austauschs des Sockels sind auch keine besonderen Maßnahmen mehr erforderlich, um den Arbeitsmodul in die richtige Arbeitsebene zu bringen. Diese liegt aufgrund des Einheits-Rastermaßes bereits fest, wenn der Sockel abgestellt wird.
  • Die unmittelbare Kraftübertragung auf anzukoppelnde Arbeitsmodule über kämmende Zahnräder erlaubt nach wie vor, die Arbeitsmodule mit Zentral-Antriebskranz auszuführen und dessen Vorteile auszuschöpfen. Die Übertragung der Antriebsbewegung von der Presse zu den angrenzenden Modulen einerseits und ggf. zwischen den einzelnen Arbeitsmodulen andererseits über kämmende Zahnräder ermöglicht ein Höchstmaß an Flexibilität bei der Zusammenstellung und der Umrüstung des Bearbeitungszentrums, wobei von besonderer Bedeutung ist, daß jeder Arbeitsmodul separat ausgetauscht werden kann, ohne hierzu die anderen Module handhaben bzw. bewegen zu müssen. Es ist somit im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mehr erforderlich, bei der Umrüstung des Bearbeitungszentrums die Zusammenstellung der Einzelkomponenten aufzulösen, um an die einzelne, auszutauschende Einheit heranzukommen. Auch die Reihenfolge der Hintereinanderschaltung der verschiedenen Arbeitsmodule wirkt sich bei der Umrüstung des Bearbeitungszentrums nicht mehr im bisherigen Maße auf die Umrüstzeiten aus, weil aufgrund des Einheits-Rastermaßes der Sockel unter von den anderen Modulen entkoppelten Wegbewegung und Herauslösen der Module, jeder beliebige Arbeitsmodul an die Stelle des auszutauschenden Arbeitsmoduls treten kann.
  • Bedingt durch die Kraftübertragung mittels miteinander kämmender Zahnräder ergibt sich der Vorteil, daß das Herauslösen der einzelnen Arbeitsmodule nicht nur in zwei Richtungen, nämlich nach vorne und nach hinten erfolgen kann, sondern bei Rand-Arbeitsmodulen auch in seitlicher Richtung, wodurch eine größtmögliche Flexibilität bezüglich der Handhabung der Arbeitsmodule beim Zusammenstellen des Bearbeitungszentrum gegeben ist. Der erfindungsgemäße Aufbau der Antriebseinheit eröffnet auf diese Weise die Möglichkeit, von der einen Seite bereits einen fertig aufgerüsteten, neuen Arbeitsmodul auf den Sockel aufzusetzen und den auszutauschenden Modul beispielsweise gleichzeitig nach der anderen Seite wegzubewegen, wodurch sich erweiterte Möglichkeiten hinsichtlich der Automatisierbarkeit des Austauschvorgangs ergeben. Dieser Austausch der Bearbeitungsmodule ist gleichermaßen möglich, wenn ganze Bearbeitungszellen, d.h. Arbeitsmodule bestehend aus Sockel und Aufbau, ausgetauscht werden. Der Werkzeugwechsel erfolgt auf diese Weise nach Art eines Palettenwechselsystems, so daß sich möglichst geringe Umrüst- und Stillstandszeiten ergeben.
  • Mit der erfindungsgemäßen Ausführung des Bearbeitungszentrums entsteht dementsprechend durch das Zusammenstellen von Antriebs-Sockelmodul und darauf ruhendem Bearbeitungsmodul ein individueller Antriebsmodul, der als zentrale Antriebseinheit für ein Bearbeitungszentrum dienen kann. In manchen Ausführungen kann es von Vorteil sein, den Antriebs-Sockelmodul mit einem kombinierten Stanz-/Biegewerkzeugaggregat zu koppeln, falls dieses Aggregat das größte Moment im Gesamt-Verbund benötigen sollte.
  • Bei Bearbeitungszentren der eingangs beschriebenen Art stellt in der Regel die Presse diejenige Bearbeitungsstation dar, die den größten Leistungsbedarf hat. Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 2 wird dementsprechend die Antriebseinheit als Presse ausgebildet, die den Hauptantrieb für das gesamte Bearbeitungszentrum bildet. Dabei ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß bei dieser Konstellation das Abtriebs-Zahnrad der Presse mit sehr geringem Aufwand in einer genau definierten Drehposition angehalten werden kann, wodurch die Ankopplung des benachbarten Arbeitsmoduls, der synchron mit der Presse betrieben werden soll, stark vereinfacht wird. Denn die Presse hat genau definierte obere und untere Totpunktlagen des Pressenstempels, die zur Postionierung des Abtriebsrades ausgenützt werden können. Vorteilhafterweise werden die benachbarten Arbeitsmodule mit Arretiereinrichtungen ausgestattet, mit denen die beim Abkoppeln vorliegende Nullstellung der Werkzeuge zueinander an den betreffenden Arbeitsmodulen auch beim Transport eingehalten werden kann.
  • Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine flexiblere Einbindung des Hauptantriebs in das Bearbeitungszentrum, wobei gleichzeitig die Funktionalität der Presse gesteigert wird.
  • Ein besonders einfaches Bewegungsmuster beim An- und Abkoppeln der Arbeitsmodule ergibt sich mit der Weiterbildung des Anspruchs 8. Hierzu sind lediglich Verriegelungseinrichtungen in den sich gegenüberliegenden Seiten der Gehäuseteile zu lösen und der auszutauschende Arbeitsmodul z. B. senkrecht zur Ebene des Zentral-Antriebskranzes in horizontaler Richtung und parallel zur Mittelachse des Zentral-Antriebskranzes mittels des Transportmittels, wie z.B. des Gabelstaplers weg zu bewegen.
  • Vorzugsweise haben die Sockel der Arbeitsmodule die gleiche Höhe wie der separat handhabbare Sockelmodul. Mit der Weiterbildung des Anspruchs 5 ist mit einfachsten Mitteln dafür gesorgt, daß die Schnittebene eines auf dem Sockelmodul ruhenden Presengehäuses auch nach dem ggf. mehrmaligen Nachschleifen der Gegenschnittplatte exakt mit der Einzugsebene des benachbarten Arbeitsmoduls fluchtet.
  • Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Bearbeitungszentrums ein Höchstmaß an Flexibilität bei der Zusammenstellung der Komponenten mit dem gleichzeitigen Vorzug der Anordnung des Antriebs an der jeweils optimalen Stelle im Bearbeitungszentrum. Die neben dem Hauptantriebs-Modul angeordneten Arbeitsmodule können auf diese Weise konstruktionstechnisch einfacher, wie z. B. mit leerem Sockel, ausgebildet werden, wobei sich der zusätzliche Vorteil ergibt, daß der hierdurch gewonnene Bauraum für die Unterbringung von weiteren Steueraggregaten genutzt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Unterteilung zwischen separat handhabbarem Sockelmodul und Bearbeitungsmodul verlangt eine neuartige Konzeption der Schnittstelle zwischen diesen beiden Bereichen. Eine vorteilhafte Ausführung dieser Schnittstelle ist Gegenstand des Anspruchs 9. Über die Zwischenplatte stützt sich der Bearbeitungsmodul großflächig am Sockel bzw. am Sockelmodul ab, so daß eine erhöhte Standsicherheit gegeben ist. Die Zwischenplatte kann darüber hinaus als Zentrier-, Transport- und Befestigungselement herangezogen werden, wobei sich durch die vergrößerte Standfläche eine Flächenpaarung zwischen Bearbeitungsmodul und Sockelmodul bereitstellen läßt, die auch bei häufigem Auswechsln der Komponenten nicht spürbar verschleißt.
  • Über die Zwischenplatte kann ferner eine Anpassung an die jeweils im Bearbeitungsmodul vorliegende Antriebsversion, wie z. B. Zentralradversion oder Linearversion, vorgenommen werden.
  • Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht das beliebige Herauslösen entweder einzelner Bearbeitungsmodule oder des den Hauptantrieb aufnehmenden Sockelmoduls oder eines aus Sockel und Aufbau bestehenden Arbeitsmoduls nach beiden Seiten. Im letzteren Fall ist es von Vorteil, den Sockel der einzelnen Arbeitsmodule geringfügig schmaler als die darauf ruhenden Bearbeitungsmodule auszubilden, was Gegenstand des Anspruchs 10 ist.
  • Um die Vorteile, die der neuartige Aufbau des Bearbeitungszentrum hinsichtlich der Flexiblität beim Zusammenstellen mit sich bringt, voll ausschöpfen zu können, ist es von Vorteil, mit Schnellwechseleinrichtungen gemäß den Ansprüchen 16 ff. bzw. 22 ff. zu arbeiten. Es ist jedoch auch möglich, die Arbeitsmodule insgesamt selbstfahrbar auszugestalten, wobei es in diesem Fall vorteilhaft ist, den Rollen gleichzeitig eine Nivellierungsfunktion gemäß Anspruch 14 zu übertragen.
  • Die Einsatzmöglichkeiten in der Produktion können zusätzlich erweitert werden, wenn zum Austausch der einzelnen Module Schnellwechseleinrichtungen zum Einsatz kommen. Da das modular aufgebaute Bearbeitungszentrum von beiden Seiten zugänglich ist, können von beiden Seiten Schnellwechseleinrichtungen an das Bearbeitungszentrum herangebracht und vorzugsweise gleichzeitig in Funktion gesetzt werden. Mit der einen Schnellwechseleinrichtung kann dann ein bereits vollständig eingerichteter Bearbeitungsmodul bzw. ein kompletter Arbeitsmodul aus Sockel und aufgesetztem Bearbeitungsmodul synchron mit der Wegbewegung des auszutauschenden Moduls in das Bearbeitungszentrum eingegliedert werden.
  • Hierdurch ergeben sich minimale Produktions-Totzeiten, wobei von zusätzlichem Vorteil ist, daß die Schnellwechseleinrichtungen für beide Seiten des Bearbeitungszentrums identisch ausgebildet und deshalb nicht nur einfacher gehandhabt, sondern auch kostengünstiger eingesetzt werden können.
  • Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 17 wird eine sehr leicht zu handhabende und sehr leichte Schnellwechseleinrichtung geschaffen, die insbesondere auch bei rauhem Werkstattbetrieb große Standzeiten hat.
  • Die Schienen sind mit einfachen Maßnahmen - vorteilhafterweise mit den Merkmalen des Anspruchs 18 - in der Höhe ausrichtbar, so daß selbst schwerste Arbeitsmodule über weite Strecken problemlos transportiert werden können, auch wenn der Untergrund eine verhältnismäßig große Welligkeit aufweist.
  • Um das Herauslösen der einzelnen Module noch weiter zu vereinfachen, dient die höhenverstellbare Anbringung von Laufrollen am Sockel. Mit dieser Ausgestaltung entsprechend Anspruch 19 kann die betreffende Schienenanordnung mit Leichtigkeit unter die jeweiligen, versenkbaren Rollen des auszutauschenden Moduls positioniert werden. Durch Ausfahren der Stützrollen, was beispielsweise durch einen hydraulischen Servoantrieb unterstützt werden kann, gelangen die Transportrollen in Kontakt mit der Schienenanordnung, so daß eine problemlose Verschiebung des Moduls quer zur Arbeitsebene des Bearbeitungszentrums möglich wird.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen einer Schnellwechseleinrichtung für den Austausch der einzelnen Bearbeitungsmodule sind Gegenstand der Ansprüche 22 bis 27. Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 23 ist es vorzuziehen, den auskragenden Endabschnitt der parallel zueinander angeordneten Führungsschienen beim Austausch auf der Oberseite des Sockels abzustützen. Vorzugsweise wird der Führungsbereich der Grundplatte von einer um das Höhenmaß des auskragenden Schienenendes zurückgesetzten Stufe gebildet, wodurch den Führungsschienen gleichzeitig eine den Bearbeitungsmodul seitlich stabilisierende Funktion übertragen wird.
  • Mit der Weiterbildung der Ansprüche 25 ff. ergibt sich der Vorteil, daß der auszutauschende Modul nach dem Lösen der Befestigungsschrauben unter Einwirken der Stützfederanordnung quasi schwebend auf dem Sockel in Richtung auf die Führungsschienen verfahrbar ist, so daß die Handgriffe beim Austauschen wesentlich vereinfacht werden und zusätzlich Zeit eingespart werden kann.
    Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht eines modular aufgebauten Bearbeitungszentrums gemäß einer ersten Ausführungsform;
    Figur 2
    eine der Figur 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform des modular aufgebauten Bearbeitungszentrums zur Darstellung zweier Varianten der Gegenschnittplatten-Halterung an einer Presse;
    Figur 3
    eine schematische Draufsicht eines Bearbeitungszentrums mit einer anderen Anordnung der Arbeitsmodule;
    Figur 4
    die Einzelheit "IV" in Figur 1;
    Figur 5
    eine schematische Front-Ansicht einer an der Presse montierten Stanzeinheit in zwei Ausführungsformen;
    Figur 6
    eine Schnittdarstellung gemäß VI-VI in Figur 5;
    Figur 7
    eine Schnittdarstellung gemäß VII-VII in Figur 5;
    Figur 8
    eine der Figur 1 ähnliche Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des modular aufgebauten Bearbeitungszentrums;
    Figur 9
    eine der Figur 8 ähnliche Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des modular aufgebauten Bearbeitungszentrums;
    Figur 10
    eine Seitenansicht einer Abwandlung des in Figur 9 gezeigten modular aufgebauten Bearbeitungszentrums;
    Figur 11
    eine Seitenansicht eines aus dem Bearbeitungszentrum herausgelösten Arbeitsmoduls mit einer ersten Ausführungsform einer Schnellwechseleinrichtung;
    Figur 12
    eine der Figur 11 ähnliche Ansicht zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Hilfseinrichtung zum Schnellwechseln der Arbeitsmodule;
    Figur 13
    eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Arbeitsmoduls des erfindungsgemäßen modular aufgebauten Bearbeitungszentrums;
    Figur 14
    eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht eines Arbeitsmoduls im Zusammenwirken mit einer Schnellwechseleinrichtung für den Bearbeitungsmodul;
    Figur 15
    die Ansicht gemäß "XV" in Figur 14;
    Figur 16
    die Einzelheit "XVI" in Figur 14;
    Figur 17
    eine Seitenansicht eines bei der Schnellwechseleinrichtung gemäß Figur 14 verwendeten Ausrollgerüstes; und
    Figur 18
    die Ansicht des Ausrollgerüstes entsprechend "XVIII" in Figur 17.
  • In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 2 ein separat handhabbarer Sockelmodul einer Antriebseinheit bezeichnet, die den Hauptantrieb 4 des gezeigten Bearbeitungszentrums ausbildet. Das Bearbeitungszentrum ist modular aus drei Arbeitsmodulen 6, 8 und 10 aufgebaut, wobei die Arbeitsmodule 6 und 8 als Stanz-/Biegewerkzeugaggregate fungieren und der Arbeitsmodul 10 als Presse ausgebildet ist. Jedes Stanz-/Biegewerkzeugaggregat 6,8 trägt eine Vielzahl von Werkzeugen 12, die beispielhafter Weise als Biegeschlitten gestaltet sind. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungen wie z.B. als Schweißstation oder Montagewerkzeuge möglich.
  • Die Werkzeuge 12 sind zeitlich zwangläufig gesteuert, d.h. sie werden in einem festen Takt zueinander betätigt, wozu bei der gezeigten Ausführungsform unter Verwendung eines Antriebs mit der sogenannten "Zentralradversion" ein Zentral-Antriebskranz 14 dient, der mit entsprechenden Ritzeln 16 der Werkzeuge in Kämmeingriff steht.
  • Für den Fall, daß der Werkzeugantrieb unter Zuhilfenahme eines Antriebs in der "Linearversion" bereitgestellt wird, kommen anstelle des Zentral-Antriebskranzes miteinander kämmende Stirnräder zur Anwendung, wie dies bei der später noch zu beschreibenden Ausführungsform gemäß Figur 10.
  • Die Arbeitsmodule 6, 8 benötigen keinen gesonderten, eigenen Antrieb. Die Antriebskraft ist vom Hauptantrieb 4 in der nachfolgend näher zu beschreibenden Weise abgeleitet:
  • Der Hauptantrieb 4 ist im Zusammenwirken des Sokkelmoduls 2 und eines Pressengehäuses 10 als aufgesetzter Bearbeitungsmodul Bestandteil einer Presse, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Zwillingspresse ausgebildet ist. Hierzu wird über ein schematisiert angedeutetes Getriebe 18 die Antriebskraft nach oben in den Bereich eines Pressenständers 20 geleitet, in dem ein im wesentlichen mittig gelagertes Antriebsrad 22 gelagert ist. Von dort wird die Antriebskraft über zwei Kopplungszahnräder 30, 32 und Zwischen-Zahnräder 24 auf die beiden Exzenterwellen 26, 28 sowie auf übertragen. Über die Kopplungszahnräder 30, 32 erfolgt die antriebsmäßige Anbindung der angrenzenden Arbeitsmodule 6, 8 an den als Presse ausgebildetet Hauptantrieb. Die Kraftübertragung vom Motor erfolgt über eine Übersetzung zu einem Übertragungsritzel 19, das mit seinem Wälzkreis eine Schnittstellenebene ES zwischen Sockelmodul 2 und Bearbeitungsmodul 10 tangiert. Das Übertragungsritzel 19 steht in Kämmeingriff mit einem Abtriebsritzel 21, über das das Haupt-Antriebsrad 22 angetrieben wird. Der Kämmeingriff der Ritzel 19 und 21 überbrückt dementsprechend die Schnittstellenebene ES zwischen Sockelmodul 2 und Pressen-Bearbeitungsmodul 10, so daß in Verbindung mit einer nachfolgend noch näher zu beschreibenden getriebemäßigen Ankopplung an die weiteren Arbeitsmodule die Voraussetzung dafür geschaffen wird, daß der Pressenmodul 10 in einer auf der Zeichenebene der Figur 1 senkrechten Richtung aus dem Modul-Verband herausgelöst werden kann.
  • Zu diesem Zweck sind jedem Zentral-Antriebskranz 14 Zwischenritzel 34,36 zugeordnet, die unmittelbar mit den Kopplungszahnrädern in Eingriff bringbar sind. Der Verzahnungseingriff findet an den vertikalen Schnittstellen-Ebenen ES zwischen den benachbarten Arbeitsmodulen statt.
  • Weil die Arbeitsmodule 6,8 keinen eigenen Antrieb benötigen, sind die Gehäusesockel 38,40 innen hohl ausgebildet und sie fungieren als Basis für die darüber befindlichen eigentlichen Arbeitsaggregate 6,8. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Gehäusesockel als Transport- und Positioniereinrichtungen für die Arbeitsaggregate heranzuziehen, so daß zum Umrüsten des Bearbeitungszentrums das betreffende Arbeitsaggregat 6,8 zusammen mit dem Gehäusesockel entfernt und durch ein anderes Aggregat ersetzt werden kann.
  • Hierzu sind an den Arbeitsaggregaten 6,8 zwei bodenseitige Ausnehmungen 42, 44 und/oder zwei mittige Ausnehmungen 46, 48 vorgesehen, in die die Gabeln eines Transportmittels, wie z.B. eines Gabelstaplers eingreifen können. Insbesondere dann, wenn die Ausnehmungen 46, 48 benutzt werden, ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Gewichtsverteilung, so daß die Transportgeschwindigkeit angehoben werden kann.
  • Die Darstellung gemäß Figur 1 läßt ferner erkennen, daß die Gehäusesockel 38, 40 und der Sockelmodul 2 in einem einheitlichen Raster, d.h. mit gleicher Breite ERM ausgebildet sind, so daß die Module gegeneinander problemlos austauschbar sind. Die Module 6,8 haben ferner eine Sockelhöhe HS, die der Höhe des Sockelmoduls 2 der Presse 10 entspricht. Die Ritzel der einzelnen Module liegen auf derselben Achshöhe HA wie diejenigen der Presse 10. Hierdurch ist mit einfachen Mitteln sichergestellt, daß der neu anzukoppelnde Arbeitsmodul automatisch in der richtigen Arbeitshöhe zu liegen kommt, wodurch die Ausrichtung der Ritzel mit einfachsten Maßnahmen sichergestellt ist. Mittels einstellbarer Stützfüße 50 kann eine Fein-Nivellierung der Gehäuse vorgenommen werden.
  • Der erfindungsgemäße Aufbau des Bearbeitungszentrums läßt nach wie vor die Möglichkeit zu, weitere Aggregate, wie z.B. Einzüge 52, 54 an die Arbeitsmodule 6,8 bzw. an die Presse 10 anzuschließen. Im Bereich der Schnittstellen zu den angrenzenden Aggregaten sind vorzugsweise Zentriereinrichtungen 56 vorgesehen, in denen Nutensteine zur Anwendung kommen können. Für die dargestellte Ausführungsform läßt die Einzelheit "IV" gemäß Figur 4 erkennen, daß die Gehäuseständer benachbarter Arbeitsmodule in dem Bereich der miteinander kämmenden Zahnräder jeweils Ausnehmungen 58 aufweisen, die im Betrieb des Bearbeitungszentrums von nicht näher dargestellten Abdeckplatten verschlossen werden, die die Funktion der Zentriereinrichtungen 56 übernehmen können. Um für den Ankopplungsvorgang möglichst wenig Zeit zu verlieren, sind im Bereich der Schnittstellen-Ebenen vorzugsweise mehrere Schnell-Klemm-Verschlußeinrichtungen 60 vorgesehen, die mittels eines Handhebels 62, der eine Mutter 64 trägt, betätigbar sind. Die Mutter 64 steht mit einem Zugbolzen 66 in Eingriff, der endseitig eine Verriegelungsplatte 68 aufweist, die in einer hinterschnittenen Nut 70 des angrenzenden Arbeitsmoduls formschlüssig und mit Spiel aufgenommen ist.
  • Durch das erfindungsgemäße Konzept des modular aufgebauten Bearbeitungszentrums kann somit der zentrale Hauptantrieb an diejenige Stelle gelegt werden, an der primär die höchste Leistungskapazität erforderlich ist. Neben dem Vorteil der günstigen Leistungsverteilung ergeben sich hierdurch gleichzeitig neue, bislang nicht nutzbare Möglichkeiten der flexiblen Zusammenstellung und des einfachen Austauschs der Bearbeitungs-, Sockel- und/oder Arbeitsmodule, die dadurch weiterhin mit einem hinsichtlich der Kraftübertragung und der günstigen Anordnungsmöglichkeiten der Werkzeuge vorteilhaften Zentral-Antriebskranz ausgestattet werden können.
  • Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ergibt sich durch den identischen Aufbau aller Gehäusesockel eine automatische Fluchtung der Bezugsebenen in den verschiedenen Bearbeitungs- und Arbeitsmodulen. Um die Einzugsebene des zu bearbeitenden Halbzeugs, wie z.B. des Drahts oder des Blechstreifens, exakt in Fluchtung mit der Schnittebene 72 (vgl. Figur 2) zu halten, ist eine besondere Befestigung der Gegenschnittplatte 74 am Pressenständer 20 vorgesehen, die nachfolgend anhand der Figuren 2 und 5 bis 7 näher erläutert werden soll. In diesen Figuren sind Bauteile, die einander entsprechen mit identischen Bezugszeichen versehen, wobei die Elemente der Ausführungsform gemäß Figur 7 einen Apostroph erhalten haben.
  • Der Pressenständer 20 trägt frontseitig ein Führungsteil 76 für den Pressenbär 78. Das Führungsteil ist U-förmig ausgebildet und weist zwei nach unten weisende Schenkel 80 und 82 auf, an die die Gegenschnittplatte 74 direkt schraubbar ist. Die beiden Schenkel 80 und 82 enden in der Schnittebene 72 und die Gegenschnittplatte 74 schließt die beiden Schenkel zu einem geschlossenen Rahmen, wodurch sich ein günstiger Kraftfluß von der Schnittplatte in den Pressenständer ergibt.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 ist die Gegenschnittplatte 74 mittels Schrauben 84, 86 unmittelbar an die Schenkel 80, 82 angeschraubt. Falls die Gegenschnittplatte nachgeschliffen werden sollte, sind keine zusätzlichen Vorkehrungen zu treffen, um die Lage der Schnittebene 72 beizubehalten. Diese liegt durch die unteren Stirnseiten der Schenkel 80, 82 ein für alle Mal fest.
  • Die Gestaltung des Führungsteils 76, 76' erlaubt auch die Verwendung herkömmlicher Gegenschnittplatten 74', die sich auf einem Pressentisch 88' unter Zuhilfenahme von Nutensteinen 90' abstützen. In diesem Fall erfolgt die Verschraubung zwischen Pressentisch und Führungsteil 76' unter Zwischenschaltung von Distanzhülsen 92' und Distanzscheiben 93', die bei der Nachbearbeitung der Gegenschnittplatte 74' ebenfalls um das gleiche Maß abzuarbeiten sind.
  • Die beiden Varianten der Befestigung der Gegenschnittplatten 74, 74' an der Presse 10 sind in der Figur 2 anhand einer etwas abgewandelten Ausführung des Bearbeitungszentrums angedeutet. Ansonsten entspricht der modulare Aufbau des Bearbeitungszentrum im wesentlichen demjenigen gemäß Figur 1. Auch hier wird die Antriebskraft vom Hauptantrieb 4 zum Haupt-Antriebsrad 22 über ein Getriebe 98 übertragen, wobei wiederum der Antrieb der Pressen-Exzenterwellen über identische Zwischenzahnräder 100 erfolgt, die mit identisch verzahnten Kopplungs-Zahnrädern in Kämmeingriff stehen, so daß ein gleichgeschalteter Antrieb der Werkzeugaggregate in den verschiedenen Arbeitsmodulen gewährleistet ist. Der Kämmeingriff der Kopplungs-Zahnräder liegt ebenfalls vorzugsweise im Bereich der Schnittstelle zwischen Sokkelgehäuse 2 und Pressenständer 20, so daß sich eine leichte Zusammenfügung der beiden Bauteile ergibt.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen haben gemeinsam, daß die antriebsmäßige Kopplung der Arbeits- und Bearbeitungsmodule untereinander und mit dem Antriebs-Sockelmodul über Stirnräder erfolgt. Diese Kopplung hat den Vorteil, daß sich eine einfache Kinematik der Abhebebewegung der Arbeitsmodule ergibt, wenn diese in Reihe angeordnet sind. Für den Fall, daß die Arbeitsmodule im Winkel angeordnet werden sollen, ist es von Vorteil, die antrtiebsmäßige Kopplung über Kegelräder 94, 96 zu bewerkstelligen, was in Figur 3 angedeutet ist. Die Presse mit dem Hauptantrieb ist in dieser Ausführungsform mit dem Bezugszeichen 10' versehen, die benachbarten Arbeitsmodule mit den Bezugsnummern 6' und 8'.
  • Das erfindungsgemäße Konzept erlaubt die Umrüstung des Bearbeitungszentrums in der Weise, daß ein kompletter Arbeitsmodul 6, 8 an einer vom Bearbeitungszentrum abgelegenen Stelle aufgebaut und bei Bedarf mittels einer grob arbeitenden Transporteinrichtung, wie z.B. eines Gabelstaplers ausgetauscht wird.
  • Anhand der Figur 8 wird eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäß aufgebauten Bearbeitungszentrums beschrieben. Der das zentrale Getriebe aufnehmende Sokkelmodul ist mit 102 bezeichnet. Er unterscheidet sich vom zuvor beschriebenen Sockelmodul dadurch, daß im Bereich der Schnittstellenebene ES eine Mehrfach-Ankopplungsmöglichkeit aufgesetzter Bearbeitungsmodule besteht. Zu diesem Zweck sind zwei identische Übertragungsritzel 119 bzw. 119' benachbart zueinander angeordnet, wobei vorgesehen sein kann, daß entweder das eine oder das andere Ritzel oder aber beide Ritzel 119, 119' gleichzeitig die Kraftübertragung auf den darüberliegenden Bearbeitungsmodul 110 übernehmen. Der Sokkelmodul 102 bildet mit dem darauf ruhenden Pressen-Bearbeitungsmodul 110 einen Antriebsmodul, der wiederum als die Antriebseinheit des Bearbeitungszentrums bildende Presse ausgebildet ist. Das mit den Übertragungsritzeln 119, 119' kämmende Gegenritzel ist in der Darstellung gemäß Figur 8 mit 121 angedeutet. Die Verhältnisse liegen hier ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf das vorstehend Gesagte verwiesen wird. Mit 158 sind Ausnehmungen im Bereich des Kämmeingriffs der Zahnräder bezeichnet, um das Herauslösen der einzelnen Komponenten zu erlauben. Diese Ausnehmungen sind von Deckeln abgedeckt.
  • In weiterer Abwandlung von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt das Ankoppeln der auf den jeweiligen Sockel 138, 140 aufgesetzten Bearbeitungsaggregate 106, 108 über eine Boden- bzw. Zwischenplatte 107, 109, 111, die dem Bearbeitungsmodul 106, 108 bzw. 110 eine verbesserte Standfähigkeit verleiht.
  • Wie bei den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 7 sind im Bereich eines jeden Sockels 138 bzw. 140 Durchbrüche 146 bzw. 148 vorgesehen, in die zum Transport der einzelnen Arbeitsmodule bestehend aus Sockel und Bearbeitungsmodul eine Handhabungseinrichtung, wie z. B. ein Gabelstapler, eingreifen kann.
  • In weiterer Abwandlung von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ruhen die einzelnen Sockel 102, 140, 138 auf höhenverstellbaren Füßen 150, so daß zwischen dem Untergrund und der Unterseite der einzelnen Sockelgehäuse 102, 138, 140 ein Spalt 151 verbleibt, in den ein Ausleger eines geeigneten Hubaggregats, wie z. B. eines Gabelstaplers, fahren kann, um den Sockel mit darüber ruhendem Bearbeitungsmodul insgesamt aus dem modular aufgebauten Bearbeitungszentrum in einer Richtung herauszulösen, die auf der Zeichenebene gemäß Figur 8 senkrecht steht. Die antriebsmäßige Kopplung der Arbeitsmodule untereinander erfolgt in der gleichen Art und Weise wie dies unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 7 beschrieben worden ist. Es ergibt sich dementsprechend eine erweiterte Flexibilität hinsichtlich der Zusammenstellung der Module einerseits und der Austauschbarkeit, wobei bezüglich der Randmodule 106, 138 bzw. 102, 110 die weitere Möglichkeit gegeben ist, diese Module seitlich, d.h. in Richtung des Pfeils A abzuziehen.
  • Eine weitere Besonderheit der Ausführungsform gemäß Figur 8 ist darin zu sehen, daß der Pressen-Modul 110 zu beiden Seiten des Kraftübertragungs- Stirnrades 121 mit weiteren Antriebsöffnungen 113 versehen ist, die als Koppelstelle zur Betätigung von Werkzeugen bzw. Schiebern entgegen der Haupt-Stanzrichtung HSR dienen. Im Bereich der Antriebsöffnungen können beispielsweise Innenverzahnungen vorgesehen sein, in die entsprechende Antriebszitzel der Schieber eingreifen können.
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 9 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Figur 8 lediglich darin, daß der separat handhabbare Sockel 202 kein Pressengehäuse, sondern ein kombiniertes Stanz- und Biegeaggregat 210 trägt. Anhand dieser Ausführungsform ist zu zeigen, daß der separat handhabbare Sockelmodul 202 mit demjenigen Bearbeitungsmodul 210 kombiniert wird, der die größte Leistungsaufnahme benötigt. Bei dieser Ausführunsform des Antriebsmoduls 202/210 kämmen die Ritzel 219 und 221 miteinander.
  • Figur 9 läßt darüber hinaus Spanneinrichtungen 256 erkennen, mit denen benachbarte Bearbeitungsmodule 210, 208, 206 in genauer Fluchtung miteinander verspannt werden können. Mit dem Doppelpfeil H ist wiederum angedeutet, daß die einzelnen Arbeitsmodule in einer auf der Zeichenebene gemäß Figur 9 senkrechten Richtung aus dem Bearbeitungszentrum herausgelöst werden können, ohne dabei an der Lagezuordnung der anderen Module zueinander etwas ändern zu müssen. Mit 258 sind wiederum Ausnehmungen bezeichnet, die im Bereich der Zahnköpfe der miteinander kämmenden Kraftübertragungsritzel liegen. Sobald die Abdeckplatte dieser Ausnehmungen 258 entfernt ist, können die in Kämmeingriff miteinander stehenden Ritzel seitlich relativ zueinander verschoben werden, was das Herauslösen des betreffenden Moduls ermöglicht.
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 10 verdeutlicht, daß das dem Aufbau des Bearbeitungszentrums zugrundeliegende, erfindungsgemäß Konzept die Eingliederung von Bearbeitungsmodulen 302, 306, 308 ermöglicht, die mit unterschiedlichen Antriebsversionen ausgestattet sind. So ist der Bearbeitungsmodul 308 in der sogenannten "Zentralradversion" ausgeführt, während der Bearbeitungsmodul 306 in der sogenannten "Linearversion" ausgeführt ist. Beide Antriebsversionen sind über die in Eingriff stehenden Zahnräder 336, 337 gekoppelt, wobei die jeweiligen Wälzkreise dieser Zahnräder die betreffende Schnittstellenebene ES tangieren. Mit 319 und 321 sind diejenigen Zahnräder bezeichnet, über die die Antriebskraft von Sockelmodul 2 auf den Pressenmodul 302 übertragen wird.
  • Auch bei dieser Ausführungsform sind die unter den Bearbeitungsmodulen 306 und 308 liegenden Sockel 338, 340 als Leersockel ausgebildet. Es soll jedoch an dieser Stelle bereits hervorgehoben werden, daß es selbstverständlich möglich ist, diese Sockel mit einem unterstützenden Zusatzantrieb zu versehen, der lediglich eine schiebende Funktion hat. Der Synchronlauf der einzelnen Arbeitsstationen wird nach wie vor über die in Kämmeingriff miteinander stehenden Kopplungszahnräder erreicht, mit denen eine Überbrückung der jeweiligen Schnittstellenebenen ES vorgenommen wird.
  • Figur 10 läßt des weiteren erkennen, daß im Bereich der Bearbeitungsmodule selbstverständlich weitere Möglichkeiten einer An- und Abtriebsverzweigung vorgesehen sein können. Es ist möglich, an die einzelnen Bearbeitungsmodule Aufsteckgetriebe anzuflanschen, um dem einen oder anderen Bearbeitungsmodul einen zusätzlichen, unterstützenden Antrieb zuzuordnen. Zu diesem Zweck ist bei der Ausführungsform gemäß Figur 10 mit dem Bezugszeichen 313 eine Antriebsverzweigung bezeichnet, die im unteren Bereich der einzelnen Bearbeitungsmodule 306, 308 bzw. 302 liegt. Mit strichpunktierten Linien ist ein Verzweigungsgetriebe 315 bezeichnet, mit dem an den einzelnen Antriebsverzweigungen 313 eine Drehkrafteinleitung vorgenommen werden kann.
  • Im übrigen entspricht der Aufbau des modular aufgebauten Bearbeitungszentrums demjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, so daß ein näheres Eingehen auf die gezeigten Komponenten nicht erforderlich erscheint.
  • Vorstehend wurde bereits erwähnt, daß der jeweilige Bearbeitungsmodul 2, 6 und 8 über eine Zwischenplatte 107, 109 bzw. 111 auf dem zugehörigen Sockel ruht. Dies im einzelnen aus der Figur 11 ersichtlich, die eine Seitenansicht eines einzelnen Arbeitsmoduls zeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Sockel mit 440, die zugehörige Zwischenplatte mit 409 und der Bearbeitungsmodul mit 408 bezeichnet. Man erkennt, daß die Zwischenplatte 409 eine erhebliche Tiefenerstreckung hat, um dem Bearbeitungsmodul 408 eine gute Standfestigkeit zu geben. Darüber hinaus dient die Zwischenplatte 409 gleichzeitig als Transport- und Befestigungselement für den Bearbeitungsmodul 408, sowie als Zentrierelement für den später zu beschreibenden Auswechselvorgang.
  • Die Darstellung gemäß Figur 11 läßt ferner erkennen, daß der Sockel 440 - bei dem es sich um einen Mittel-Arbeitsmodul handelt, der über keinen eigenen Antrieb verfügt - als Leersockel ausgebildet ist. Mit 441 ist ein Durchbruch in der Seitenwand 443 bezeichnet, so daß die aneinander gereihten Sockel untereinander eine Verbindung haben. Hierdurch ist es möglich, die für die Steuerung der einzelnen Aggregate erforderlichen Kabel und andere Steuereinrichtungen in einfacher Weise im Bearbeitungszentrum unterzubringen, d.h. die einzelnen Steuereinheiten mit kürzesten Wegen zu verdrahten.
  • Zur Ansteuerung des jeweiligen Bearbeitungsmoduls 408 wird in vorteilhafter Weise die Zwischenplatte 409 herangezogen. Diese weist an ihren vorderen und hinteren Stirnseiten Steckverbindungseinrichtungen 413 für zugehörige Steueranschlüsse auf, in die - nicht näher dargestellte - Steuerkanäle münden, die zur Anschlußfläche FA zum Bearbeitungsmodul 408 geführt sind.
  • Man erkennt aus der Darstellung gemäß Figur 11 das mit 436 bezeichnete Kraftübertragungs-Zahnrad, das mit dem zugehörigen Zahnkopf von der Ausnehmung 458 - siehe Figur 4 - vorsteht.
  • Anhand von Figur 11 soll nachfolgend eine erste Ausführungsform einer Schnellwechseleinrichtung für den kompletten Arbeitsmodul aus Sockel 440 und Bearbeitungsmodul 408 beschrieben werden:
  • Die Schnellwechseleinrichtung weist ein Paar von Schienen 494 auf, die sich über höhenverstellbare Füße 496, die in vorbestimmtem Längsabstand zueinander angeordnet sind, am Untergrund abstützen. Durch die Höhenverstellbarkeit der Füße 496 ist eine Nivellierung der Schienen 494 möglich, so daß selbst bei welligem Werkstatt-Untergrund ein exakter Schienenverlauf bereitgestellt werden kann. Die Schienen 494 werden in paralleler Ausrichtung zueinander in den vorstehend beschriebenen Boden-Freiraum 451 zwischen Sockel 440 und Boden geschoben. Hierzu ist zuvor entweder der Sockel geringfügig angehoben worden oder aber die Schienen 494 werden nach dem Positionieren unterhalb des Sockels 440 um ein gewisses Maß nach oben versetzt. Zu diesem Zweck können hydraulische Betätigungseinrichtungen für die höhenverstellbaren Füße 496 vorgesehen werden, die vorzugsweise zentral betätigbar sind.
  • Anhand von Figur 11 ist eine weitere Möglichkeit angedeutet, um die Schienen 494 in Funktionseingriff mit Laufrädern 498 im vorderen und hinteren seitlichen Bereich der Sockel 440 zu bringen. Hierzu wirken die mit 450 bezeichneten Stützfüße mit einer Kolben-Zylinderanordnung 453 zusammen, so daß der Bodenabstand AB vor dem Einschieben der Schienen 494 kurzzeitig geringfügig vergrößerbar ist. Durch erneute Betätigung der Kolben-Zylindereinheit 453 wird der Sokkel 440 mit darauf ruhendem Bearbeitungsmodul 408 auf die Schienen 494 abgesenkt, so daß die Laufrollen 494, die ebenfalls vorzugsweise höhenverstellbar - wie bei 499 angedeutet - am Sockel 440 gelagert sind, allmählich in Laufkontakt mit der Schienenoberfläche 494 gelangen. Der Sockel 440 ist nunmehr auf den ausnivellierten Schienen 494 gemäß Figur 11 in Pfeilrichtung verfahrbar, d.h. aus dem Verband der einzelnen, das Bearbeitungszentrum bildenden Module herausbewegbar. Die Schienen 494 können hierbei eine Führungsfunktion für die Sockelbewegung erfüllen. Die Bewegung wird allerdings in vorteilhafter Weise zusätzlich dadurch stabilisiert, daß nachfolgend näher zu beschreibende Führungen seitlich der Zwischenplatte 409 in Funktionseingriff mit der benachbarten Zwischenplatte des benachbarten Arbeitsmoduls gehalten bleiben. Selbstverständlich ist vor dem Herauslösen des einzelnen Sockels 440 mit zugehörigen Bearbeitungsmodul 408 die unter Bezug auf die Figur 4 beschriebene Verspanneinrichtung zu lösen.
  • Um das Austauschen des gesamten Arbeitsmoduls zu erleichtern, ist es von Vorteil die Breite des Sockels geringfügig kleiner zu halten als die Breite des darauf ruhenden Bearbeitungsmoduls.
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 12 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Figur 11 lediglich dadurch, daß der Sockel 540 selbstfahrbar ausgebildet ist. Zu diesem Zweck sind im seitlichen vorderen und hinteren Bereich des Sockels 540 Schwenkrollen 598 vorgesehen, die vorzugsweise zustellbar, d.h. in der Höhe einstellbar sind. Hierbei wirken die Schwenkachsen 597 mit einem Druckmittelzylinder 595 zusammen, so daß die Bodenfreiheit des Sockels 540 zu Transportzwecken geringfügig vergrößert werden kann. In diesem Zustand kann ein in der Figur 12 strichpunktiert angedeuteter Stützkörper 593, auf dem der Sockel 540 im eingebauten Zustand fest ruht, entfernt werden, wonach der Austausch nach beiden Seiten ermöglicht ist.
  • Anhand von Figur 13 soll eine Variante einer Nivelliereinrichtung für die Arbeitsmodule bestehend aus Sockel 640 und Bearbeitungsmodul 608 näher beschrieben werden. Stützfüße an den Ecken des betreffenden Sockels 640 sind mit 650 bezeichnet. Der mit 657 bezeichnete Schaft ist längsverstellbar, indem ein Spindelabschnitt in ein Innengewinde eines Kolbens 694 geschraubt und mittels einer Kontermutter 693 verspannt wird. Der Kolben 694 ragt in einen Zylinder 695, der mit Hydraulik-Flüssigkeit beaufschlagbar ist. Hierbei kann eine Exzentereinrichtung Anwendung finden, um den Hydraulikdruck im Zylinderraum 695 aufzubauen. Bei abgebauten Druck schlägt die Kolbenstufe 696 gegen den Boden 697 des Zylinders an, wodurch der voreingestellte Abstand zum Untergrund vorgegeben ist. Im beaufschlagten Zustand der Kolben-Zylinderanordnung, die in Figur 13 gezeigt ist, läßt sich ein Gabelstapler in den Freiraum 651 unterhalb des Sockels 640 einfahren, wonach der Zylinderraum 695 wieder entlastet wird und der gesamte Arbeitsmodul 608, 640 auf den Gabelstapler abgesenkt wird.
  • Nachstehend wird unter Bezug auf die Figuren 14 bis 18 eine Ausführungsform einer Schnellwechseleinrichtung zum Auswechseln der einzelnen Bearbeitungsmodule näher beschrieben:
  • Die Schnellwechseleinrichtung weist ein Ausrollgerüst 140 mit Ständern und Streben auf, wobei die Ständer 142 jeweils auf höhenverstellbaren Füßen 144 ruhen. Das Gerüst trägt oberseitig zwei im Seitenabstand zueinander stehende Schienen 144, 146, die mit ihren Stirnseiten auf Anschlag gegen den jeweiligen Sockel des auszutauschenden Bearbeitungsmoduls fahrbar sind, so daß ein auskragender Endabschnitt 148 in den Bereich eines nicht näher dargestellten Führungsabschnitts der Zwischenplatte 709 bringbar ist. Der auskragende Abschnitt 148 bildet auf diese Weise eine Vorzentriereinrichtung für den Austauschvorgang. Zusätzlich können - wie in Figur 15 durch 160 angedeutet - Feinzentriereinrichtungen am Ausrollgerüst vorgesehen sein, um transportbedingte Verkantungen des auszutauschenden Bearbeitungsmoduls von vornherein auszuschließen.
  • In den Seitenwangen der Führungsschienen 144 sind eine Vielzahl von Laufrollen 145 gelagert, die um ein geringfügiges Maß von der Oberfläche der Führungsschienen 144, 146 vorstehen.
  • Im Sockel 740 ist - wie im einzelnen aus Figur 16 ersichtlich - eine Traverse 730 abgestützt. Die Traverse wird von mehreren Bolzen 731 durchragt, die an ihrem einen Ende mit einer Deckplatte 732 des Sockels 740 verschraubt sind und an ihrem anderen Ende eine Tellerscheibe 733 tragen, an der sich jeweils eine Druckfeder 734 abstützt, die auf die Unterseite der Traverse 730 einwirkt.
  • Die Traverse 730 trägt mehrere Lagergabeln 735 zur drehbaren Lagerung von Laufrollen 736. Mittels einstellbarer Stifte 737 wird der von den Federn 734 eingeleitete Hub der Traverse 730 begrenzt.
  • Auf die Deckplatte 732 ist eine Gleitplatte 738 geschraubt. Im montierten Zustand des Bearbeitungsmoduls ist die Zwischenplatte 709 fest mit der Deckplatte 732 verschraubt, so daß über eine Führungsfläche 709A der Zwischenplatte 709 die einzelnen Laufrollen 736 gegen die Kraft der Federn 734 nach unten gedrückt werden.
  • Wenn ein Bearbeitungmodul ausgetauscht werden soll, werden die nicht näher darstellten Befestigungsschrauben für die Zwischenplatte 709 gelöst. Der Bearbeitungsmodul schwimmt auf diese Weise quasi auf, indem er durch die Federn 734 mit einer so großen Kraft nach oben gerückt wird, daß der Gleitkontakt zwischen der Platte 738 und dem Führungsabschnitt quasi aufgehoben wird. Bei eingefahrenem Ausrollgerüst kann nunmehr nach dem Lösen der Verspanneinrichtungen zwischen den einzelnen Bearbeitungsmodulen der auszutauschende Bearbeitungsmodul aus dem Bearbeitungszentrum herausgefahren werden. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß die Zwischenplatte 709 auf jeder Seite immer auf mindestens zwei Rollen aufliegt. Sobald somit die nachlaufende Kante der Zwischenplatte 709 die mittlere Laufrolle 736 verläßt, kommt das vorlaufende Ende der Zwischenplatte 709 in Rollkontakt mit der vordersten Laufrolle 145 des Ausrollgerüstes 140, so daß eine sanfte und leichtgängige Bewegung des auszutauschenden Bearbeitungsmoduls erzielt wird.
  • Selbstverständlich ist vor dem Austausch der einzelnen Bearbeitungsmodule die in Figur 14 mit strichpunktierter Linie angedeutete Sicherheitsabdeckung wegzuklappen.
  • In den Figuren 17 und 18 sind noch Einzelheiten des Ausrollgerüstes 140 gezeigt. Man erkennt aus dieser Darstellung, daß am hinteren Ende des Ausrollgerüstes eine Zentriereinrichtung 143 vorgesehen ist, mit der der abgezogene Bearbeitungsmodul auf dem Gerüst 140 positionierbar ist. Bei vollständig abgezogenem Bearbeitungsmodul kann das Ausrollgerüst 140 mittels eines geeigneten Fördermittels, wie z. B. mittels eines Gabelstaplers, erfaßt und der Bearbeitungsmodul zu einer Zwischenlagerstelle transportiert werden.
  • In Figur 18 ist schließlich mit strichpunktierter Linie eine alternative Ausbildung der Schnellwechseleinrichtung angedeutet. In diesem Fall trägt ein herkömmlicher Hubwagen oberseitig eine Transportplatte, auf die der auszutauschende Bearbeitungsmodul schiebbar ist.
  • Aus der vorstehenden Beschreibung wird dementsprechend klar, daß durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen den individuellen Erfordernissen optimal angepaßte Antriebsmodule bestehend aus dem den Hauptantrieb aufnehmenden Sockelmodul und darüber ruhendem Bearbeitungsmodul zusammengestellt werden können. Dieser Antriebsmodul kann als autarke Einheit eingesetzt oder aber im Verbund mit anderen Arbeitsmodulen zu einem Bearbeitungszentrum zusammengestellt werden, wobei sich durch seine auf die übrigen Arbeitsmodule abgestimmte Einheits-Rasterbreite die Möglichkeit bietet, den Antriebsmodul an beliebiger Stelle des Bearbeitungszentrums anzuordnen und - bei Bedarf - im Zuge der Umrüstung des Bearbeitungszentrums durch einen weiteren vorbereiteten Antriebsmodul auszutauschen.
  • Beschrieben wird dementsprechend ein modular aufgebautes Bearbeitungszentrum, das verschiedene, von einer Antriebseinheit angetriebene Arbeitsmodule mit zeitlich zwangläufig gesteuerten Werkzeugen, wie z. B. Biegewerkzeugen, Einzügen, Schweißstationen, Montageeinheiten oder dergleichen aufweist. Die Antriebseinheit ist als separat handhabbarer Sockelmodul ausgebildet, der den Hauptantrieb für das Bearbeitungszentrum aufweist und eine Breite hat, die einem Einheits-Rastermaß der in das Bearbeitungszentrum integrierten Arbeitsmodule entspricht. Die Kraftübertragung vom Hauptantrieb zu den einzelnen Arbeitsmodulen erfolgt über miteinander kämmende Zahnräder, die die jeweilige Schnittstellenebene zwischen Sockelmodul und bestücktem, aufgesetzten Arbeitsmodul einerseits sowie zwischen den benachbarten Arbeitsmodulen andererseits überbrücken. Auf diese Weise ergibt sich eine platzsparende und wirtschaftliche Integration der Antriebseinheit in das Bearbeitungszentrum.

Claims (31)

  1. Modular aufgebautes Bearbeitungszentrum mit verschiedenen von einer Antriebseinheit angetriebenen Arbeitsmodulen mit zeitlich zwangläufig gesteuerten Werkzeugen, wie z. B. Biegewerkzeugen, Einzügen, Schweißstationen, Montageeinheiten oder dgl., wobei die Antriebseinheit als separat handhabbarer Sockelmodul (2; 102;202) ausgebildet ist, der den Hauptantrieb (4) für das Bearbeitungszentrum aufweist und die Kraftübertragung vom Hauptantrieb (4) zu den einzelnen Arbeitsmodulen (6, 8; 6', 8'; 106, 108; 206, 208; 306, 308) über miteinander kämmende Zahnräder (30, 32, 34; 94, 96) erfolgt, die die jeweilige Schnittstellenebene (ES) zwischen Sockelmodul (2; 102) und bestücktem, aufgesetztem Bearbeitungsmodul (10; 110; 210; 302) einerseits sowie zwischen den benachbarten Arbeitsmodulen (6, 8; 6', 8'; 106, 108; 206, 208, 210; 306, 308, 302) andererseits überbrücken, dadurch gekennzeichnet, daß der Kämmeingriff der Zahnräder (30, 32, 34; 94, 96) jeweils in der betreffenden Schnittstellenebene (ES) stattfindet und daß der Sockelmodul (2; 102; 202) eine Breite (ERM) hat, die einem Einheits-Rastermaß der in das Bearbeitungszentrum integrierten Arbeitsmodule (6, 8; 106, 108; 206, 208, 210; 306, 308, 302) entspricht.
  2. Bearbeitungszentrum nach Anspruvch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Sockelmodul (2) aufgesetzte Bearbeitungsmodul ein Pressengehäuse (10; 110; 302) ausbildet.
  3. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Pressengehäuse (20) eine Antriebsverzweigung zu den vertikalen Schnittstellenebenen (ES) vorgesehen ist.
  4. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Pressengehäuse (20) ein im wesentlichen mittig gelagertes Haupt-Antriebsrad (22) hat, das über Zwischenräder (30, 32) den Antrieb auf benachbarte Arbeitsmodule ( 6, 8; 52) bewirkt.
  5. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 3 oder 4, da durch gekennzeichnet, daß das Pressengehäuse einen Pressenständer (20) trägt, an den ein nach unten offenes, U-förmig gestaltetes Führungsteil (76; 76') für den Pressenbären (78; 78') befestigt ist, an dessen nach unten weisende Schenkel (80, 82; 80', 82') eine Gegenschnittplatte (74; 74') direkt schraubbar oder wahlweise mittels Distanzhülsen (92', 93') ein Pressentisch (88') befestigbar ist.
  6. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Sokkel (38, 40; 138, 140; 338, 340) mit Durchbrüchen (42 bis 48; 146, 148) für den Eingriff eines Gabelstaplers ausgestattet sind.
  7. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsmodule (6, 8) mit Arretiereinrichtungen ausgestattet sind, mit denen die Nullstellung der Werkzeuge zueinander festlegbar ist.
  8. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die antriebsmäßige Kopplung der Module über vorzugsweise geradverzahnte Stirnräder (30, 34; 19, 21; 336, 337) erfolgt und die Löserichtung der Module parallel zur Schnittstellenebene (ES) ausgerichtet ist.
  9. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sockel bzw. Sockelmodul (2, 38, 40; 138, 140, 102; 338, 340, 2; 440; 540; 640; 740) und dem jeweiligen Bearbeitungsmodul eine Zwischenplatte (107, 109, 111; 409; 709) angeordnet ist.
  10. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (2, 38, 40; 138, 140, 102; 338, 340, 2; 440; 540; 640; 740) der einzelnen Arbeitsmodule (6, 8; 6', 8') geringfügig schmaler ist als die darauf ruhenden Bearbeitungsmodule (106, 108; 206, 208, 210; 306, 308, 302) .
  11. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenräume der Sockel der Arbeitsmodule (6, 8; 106, 108; 206, 208; 306, 308) durch seitliche Öffnungen (441) miteinander verbunden sind.
  12. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel der Arbeitsmodule auf Nivellierungselementen (150; 350, 450; 598) stehen, die höhenmäßig einstellbar sind.
  13. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nivellierungselemente von hydraulisch arbeitenden Spanneinrichtungen lösbar bzw. sperrbar sind.
  14. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nivellierungselemente von vorzugsweise schwenkbaren Rollen (598) gebildet sind, die vorzugsweise hydraulisch verstellbar sind.
  15. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Sockeln Schnell-Verschluß-Spanneinrichtungen (60; 256) vorgesehen sind, die die jeweilige Schnittstellenebene (ES) übergreifen.
  16. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Schnellwechseleinrichtung (494 bis 498) für den Austausch des Antrieb-Sockelmoduls (2; 102) und/oder der Arbeitsmodule (6, 8; 106, 108; 206, 208; 306, 308).
  17. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellwechseleinrichtung ein Schienenpaar (494) aufweist, das unter die jeweiligen Sockelmodule (440) schiebbar ist, die auf jeder Seite zumindest zwei mit der zugehörigen Schiene (494) ausgerichtete bzw. ausrichtbare Laufrollen (498) tragen, welche zum Transport mit der Schiene (494) in Kontakt bringbar sind.
  18. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schienen über eine Vielzahl von Einstellelementen (496), die höhenverstellbar sind, am Untergrund abstützen.
  19. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (498) höhenverstellbar sind.
  20. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schnittstelle zwischen Sockel und Bearbeitungsmodul Führungselemente vorgesehen sind, die mit einem Führungselement des jeweils benachbarten Arbeitsmoduls in Funktionseingriff stehen.
  21. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente an einer Zwischenplatte (109; 409) zwischen Sockel (2; 340; 338) und Bearbeitungsmodul (302; 306; 308) ausgebildet sind.
  22. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch eine Schnellwechseleinrichtung (140 bis 148, 730 bis 738) für den Austausch der Bearbeitungsmodule (708).
  23. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausrollgerüst (140) vorgesehen ist, das zwei im Seitenabstand zueinander stehende parallele Führungsschienen (144, 146) hat, die mit ihren auskragenden Endabschnitten (148) seitlich derart an eine Grundplatte (709) des auszuwechselnden Moduls (708) bringbar sind, daß die Oberkante der Schienen (144) mit der Unterkante eines Führungsbereichs (709A) der Grundplatte (709) fluchtet.
  24. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (144) eine Vielzahl von Laufrollen (145) tragen, die von der Oberkante der Schienen (144) um ein kleines Maß vorstehen.
  25. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß im Sockel (740) auf jeder Seite unterhalb des betreffenden Führungsbereichs (709A) zumindest zwei, im Längsabstand zueinander stehende Laufrollen (736) montiert sind, die sich über eine Federeinrichtung (734) am Sockel (740) abstützen.
  26. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (736) jeweils einer Seite von einem Trägerelement (730) gehalten sind, das sich in vertikaler Richtung geführt an einem Federpaket (734) abstützt.
  27. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (730) von hängend mit dem Sockel (740) verschraubten Haltebolzen (731) durchragt ist, die an ihrem Ende jeweils eine Mutter tragen, an denen sich eine Stützfeder (734) abstützt.
  28. Antriebsmodul, insbesondere für ein Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 27, mit einem separat handhabbaren Sockelmodul (2; 102; 202), der den Hauptantrieb (4) für ein modular aufbaubares Bearbeitungszentrum aufweist und auf dem ein Bearbeitungsmodul (10, 20; 110; 210; 302), wie z. B. eine Presse, ein Biegemodul oder dergleichen aufsetzbar ist, wobei die Kraftübertragung vom Sockelmodul zum Bearbeitungsmodul über miteinander kämmende Zahn- bzw. Stirnräder (119, 119', 121; 219, 221; 319, 321) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kämmeingriff im Bereich der Schnittstellenebene (ES) zwischen Sockelmodul und Bearbeitungsmodul liegt.
  29. Antriebsmodul nach Anspruch 28, dadurch gekenn zeichnet, daß im Sockelmodul (102; 202; 2) mehrere Abtriebszahnräder (119, 119') gelagert sind, die jeweils mit ihrem Wälzkreis die Schnittstellenebene (ES) tangieren und über die wechselweise oder gleichzeitig die Kraftübertragung in den Bearbeitungsmodul erfolgt.
  30. Antriebsmodul nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsmodul von einem Pressen-Modul (10; 20; 110; 302) gebildet ist, und daß zu beiden Seiten eines die Kraftübertragung vom Sockelmodul (102; 2) zur Presse (110; 302) bewirkenden, im Pressen-Modul gelagerten Zahnrades (121; 321) jeweils zumindest eine Antriebsöffnung (113; 313) für eine Koppelstelle zur Betätigung von Werkzeugen bzw. Schiebern entgegen der Haupt-Stanzrichtung (HSR) vorgesehen ist.
  31. Antriebsmodul nach Anspruch 30, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebsöffnungen jeweils mit einer Innenverzahnung versehen sind.
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