EP0850710B1 - Flexibler Mehrachstransfer - Google Patents

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EP0850710B1
EP0850710B1 EP97122034A EP97122034A EP0850710B1 EP 0850710 B1 EP0850710 B1 EP 0850710B1 EP 97122034 A EP97122034 A EP 97122034A EP 97122034 A EP97122034 A EP 97122034A EP 0850710 B1 EP0850710 B1 EP 0850710B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
crossbeam
transfer device
transfer
drive
workpieces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97122034A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0850710A1 (de
Inventor
Hand Hofele
Peter Dr.-Ing. Klemm
Jürgen Dr.-Ing. Eltze
Kurt Metzger
Stefan Veit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
L Schuler GmbH
Original Assignee
L Schuler GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by L Schuler GmbH filed Critical L Schuler GmbH
Publication of EP0850710A1 publication Critical patent/EP0850710A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0850710B1 publication Critical patent/EP0850710B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
    • B21D43/05—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work specially adapted for multi-stage presses

Definitions

  • the invention relates to a transfer device for Transport of workpieces from a work station in a processing station following in the processing sequence.
  • the invention also relates to a processing device with such transfer facilities.
  • a transfer system picks up the workpiece and guides it to the next workstation in the processing sequence and put it there. Gripping or holding means of the The transfer system must then leave the workstation be brought out so as not to hit the workpiece colliding tool.
  • the one in the transfer transfer movement to be carried out by the holding means depends on the specific conditions in relation to the Workpiece and tool dependent. Will the multi-station press or the other processing device retooling a new workpiece is usually the same Adjust transfer curve.
  • the concrete ones Dimensions and parameters of the to be machined Workpieces at the time of conception and / or erection of the multi-station press not to the last Detail set. Therefore the transfer curves in the can be adjusted afterwards.
  • the transfer movement is usually a two-dimensional one Curve consisting of a stroke and a feed component is composed. It may also be required be to swivel the workpieces around transverse axes, if, for example, a different orientation in a drawing step have than in a subsequent press station. In many cases it is useful to choose between several Work stations define different transfer curves.
  • From US-A-4 887 446 is a three-axis transfer trained transfer system known. Belong to this two are along the direction of flow through several press stations extending transfer rails. These are arranged on both sides of the tools. On the transfer rails The retention means provided are for temporary use Picking up the workpieces.
  • the retention means are from held a longitudinal beam which is longitudinally displaceable on the Transfer rail stored and via electric linear drives is driven controlled in the longitudinal direction. Additional linear units are used to move the transfer rail in the vertical stroke direction as well as that Transfer rails towards and away from each other move (open / close).
  • This transfer device which is for all workstations working in unison, only allows lifting, transporting and lowering the workpieces. No other positioning options are provided.
  • the driving forces of each axis are from to apply the drives assigned to the relevant axis, which are on the other drives or Support the guides of the other axis directions.
  • the clipboards claim a noteworthy Installation space, which affects the effort for the press system overall precipitates.
  • a transfer system is known from WO93 / 00185, whose features are the preamble of claim 1 form.
  • the transfer system contains individual, between Transfer stations arranged at work stations. Each Transfer device leads transversely to the direction of the parts pass extending suction bridge along a programmable transfer curve. Two are used for this transfer drives holding the suction bridge at their ends.
  • Each transfer drive demonstrates one vertically below extending extension on which by means of a Drive unit is telescopic in the stroke direction. To the Extension is also by means of a drive unit Lever mounted about a vertical axis, which over a connecting rod is connected to the end of the suction bridge.
  • the acceleration of the suction bridge in Reaction forces occurring in the flow or longitudinal direction are from the vertically telescopic carrier to record.
  • scissor and handlebar guides are from practice known to serve tools in space to lead.
  • the holding means for example suction cups, from a crossbar held up in turn at both ends by Handlebar gearbox is worn and guided.
  • the handlebar gear have handlebar elements that are mainly on train or on pressure and not or only slightly on bending be charged. You're essentially stretched with an offset for space reasons is to be provided.
  • Both handlebar gears position the crossbar fixed in two directions with respect to the longitudinal extent the essentially elongated Crossbar are radial directions. This is one controlled parallel guidance possible.
  • a handlebar gearbox the position of the crossbar in one further direction, for example in the longitudinal direction of the crossbar firmly. This position can be fixed or be adjustable.
  • the drive units attached to the ends of the link elements remote from the carrier means can be articulated, the steering gear operated by the handlebar elements individually or together be moved synchronously or unsynchronously.
  • a control unit coordinates these movements so that a desired one Transfer curve is obtained.
  • the maximum six possible degrees of freedom of the Holding means do not only allow a translation of the Workpiece but also tilting, turning and swiveling the same around all three spatial directions. So that's one Transfer facility created in the design the workpieces and tools have a high degree of freedom of movement allows. So the transfer system is also for possible ones suitable for future complicated tasks.
  • the transfer device can do less than six degrees of freedom, with the Handlebar elements, however, at least in two different Extend directions away from the support means and this at two articulation points located apart from each other wear. Even with such a system, they share loads and forces acting on the crossbar the handlebar elements and drive units.
  • the drive units are preferably each stored stationary. Each drive unit thus manages the Drives and managers directly in a base frame from. This results in a rigid mounting and guidance of the Carrier and thus even at high transfer speeds good positioning accuracy.
  • the Handlebar elements can be made light and stiff.
  • the drive units are preferably linear drives, whose outputs each define an axial direction. Although these differ in principle from each other could result with corresponding axial directions, i.e. parallel directions of movement, the individual Outputs clear geometric relationships that the calculation of the individual control signals of the drive units facilitated by the control device.
  • the drive units are preferably electrical Drives where the rotary motion of a servo motor via appropriate gear means in a linear movement is implemented or in which the linear movement by Linear motors is generated directly.
  • a processing device such as For example, a multi-station press that is used for the transfer reduce the required times and thus the work cycle to increase the multi-station press. It is it is also possible to schedule the individual press stations to work offset against each other, so that by the phase shift between successive ones Press or work stations have sufficient transfer time is made possible. Conversely, with a press circulation less time is reserved for the transfer, which means also the work cycle of the multi-station press can accelerate.
  • Multi-station press 1 has several in a row arranged work or press stations 2, 3, 4, 5, 6 on, on sliding tables 8, 9, 10, 11, 12 dies 14, 15, 16, 17, 18 are held. These form sub-tools, which each have an upper tool 21, 22, 23, 24, 25 is assigned. This is in each case on a plunger 26, 27, 28, 29, 30 held, the one beyond shown eccentric drive or an articulated drive is moved up and down.
  • the drive and the Tappets are supported by a not shown Press frame from which in Fig. 1 only schematically and exemplifies part of a stand 31 is.
  • the plungers 26 to 30 lead out of phase with one another an up and down movement.
  • time and phase offset of the ram movement neighboring plunger is compared to in common mode working plungers achieve a better load distribution.
  • Required flywheel masses can be significantly reduced and the multi-station press becomes a total lighter.
  • a transfer device 41, 42, 43, 44 arranged along the workpieces a direction of travel T through the multi-station press 1 transport.
  • the transfer devices 41 to 44 are identical to each other and below using the example of the transfer device 41.
  • This has a crossbar 46 which is transverse to the Passage direction T extends and along a transfer curve K is to be moved.
  • On the crossbar is one Suction spider 47 held so that the crossbar 46th together with the suction spider 47 a vacuum operated Holding agent forms.
  • the crossbar 46 is at both ends Joint units 48, 49 connected, each to one Handlebar gear 50 (50a, 50b) belong.
  • the joint unit 48 is with the crossbar 46 via a hinge joint 51 connected, the hinge axis 52 with the direction of passage T matches.
  • At the other end is the Crossbar 46 with the hinge unit 49 rigid or articulated.
  • the steering gear 50a puts the Position of the crossbar 46 in the direction of T and in the vertical direction V.
  • the steering gear 50b sets also the position of the crossbar 46 in the direction of passage T and in the vertical direction V and additionally in Transverse direction fixed.
  • the joint unit 48 is made up of a total of three handlebars or rods 53, 54, 55 carried. These are included one end each with a joint on the joint unit 48 stored, the at least one pivoting movement by one Axis 56 oriented transversely to the direction of travel T allowed.
  • the joints of the rods 53, 54 have the Joint axis 56 together.
  • The is spaced from it Rod 55 articulated to the joint unit 48.
  • the hinge axis 57 of the corresponding joint is to the joint axis 56 parallel and spaced from this.
  • Each rod 53, 54, 55 is with its from the joint unit 48 remote ends each with a vertical oriented linear drive unit 61, 62, 63 connected.
  • the linear drive units 61, 62, 63 each have one guided on guide rails 65 in the vertical direction Slide 67, 68, 69 on the one with the one in question Rod 53, 54, 55 with at least one transverse axis defining joint is connected.
  • a servo motor drives the slide 67 71, the rotational movement of which is not further illustrated Gear means, such as a toothed belt, a screw jack, a rack or the like, converted into a linear movement and on the Carriage 61 is transmitted. Accordingly, the Carriage 69 driven by a servo motor 72, the Rotary movement via a reduction gear 73 and one Toothed belt drive 74 or comparable gear means in a linear movement is implemented using a connecting rod 75 is transferred to the carriage 69.
  • Another servo motor 77 is via a reduction gear 78 and a toothed belt 79 and a connecting rod 80 connected to the carriage 68.
  • All drive units 61, 62, 63 are stationary stored machine parts or elements, such as stands, Frame or the like, stored.
  • rods 83, 84, 85 pivotable about several axes articulated, which belong to the steering gear section 50b.
  • pivoting movement about a transverse axis 58 also at least limited swiveling movements by one Vertical axis and / or a longitudinal axis possible.
  • the multi-station press 1 described so far works as follows:
  • the movement of the press rams 26 to 30 is like this coordinated that the in the direction of flow tappets downstream of part flow the preceding (upstream) Tappets lag by a time offset, which in the essentially corresponds to the time that each transfer device 41 to 44 required to the crossbar 46 of one workstation to the next workstation to pan.
  • the top tool begins 21 move upward, the servomotors 71, 72, 77; 96, 98, 101 controlled so that the crossbar 46 swings into the opened tool and the workpiece records.
  • the control device not shown controls the servomotors 71, 72, 77; 96, 98, 101 so that the desired transfer curve K is obtained. Swiveling movements of the workpiece around a transverse axis or other more complicated positioning tasks can be done without more to be done during the transfer. As Fig. 5 shows, the transfer device has six degrees of freedom on. If necessary, the number of degrees of freedom can be reduced, the transfer device in question then simplified accordingly. In the simplest embodiment are only two linear axes available, each via pairs of rods on the Attack crossbar 46. This allows two-dimensional Achieve transfer curves K.
  • handlebar elements are adjustable in length trained and with their respective, from the Transverse crossbar end fixed over a joint stored.
  • the drive units are in the handlebar elements integrated.
  • Simplified embodiments can be reduced Have number of drives. E.g. can they Bars 53 and 55 both on carriage 67 or 69 be stored when there is no pivoting of the cross-beam is required. It is also possible to attach the rod 83 the carriage of rod 84 or 85 if none Adjustment in the transverse direction Q is required.
  • Transfer device 41 has one of several Bars 53, 54, 55; 83, 84, 85 worn restraint (46, 47) on that of the rods 53, 54, 55; 83, 84, 85 is pivotable and positionable in the room.
  • the poles 53, 54, 55; 83, 84, 85 are preferably with linear drive devices 61, 62, 63; 86, 87, 88 connected, the thus act together on the holding means 46, 47.
  • Embodiment grab three of the rods 53, 54, 55; 83, 84, 85 at a first hinge point 49 of the retaining means 46, 47. Define with their other ends these rods 83, 84, 85 a triangle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transfereinrichtung zum Transport von Werkstücken aus einer Arbeitsstation in eine in der Bearbeitungsfolge nachfolgende Bearbeitungsstation. Außerdem betrifft die Erfindung eine Bearbeitungseinrichtung mit solchen Transfereinrichtungen.
Ein Transfersystem nimmt das Werkstück auf, führt es zu der in der Bearbeitungsfolge nächsten Arbeitsstation und legt es dort ab. Greifer- oder Festhaltemittel des Transfersystemes müssen danach aus der Arbeitsstation herausgeführt werden, um nicht mit dem auf das Werkstück einwirkenden Werkzeug zu kollidieren. Die bei dem Transfer von dem Festhaltemittel durchzuführende Transferbewegung ist von den konkreten Gegebenheiten in Bezug auf das Werkstück und das Werkzeug abhängig. Wird die Mehrstationenpresse oder die sonstige Bearbeitungseinrichtung auf ein neues Werkstück umgerüstet, ist in der Regel auch die Transferkurve anzupassen. Darüber hinaus sind die konkreten Abmessungen und Parameter der zu bearbeitenden Werkstücke zum Zeitpunkt der Konzeption und/oder Errichtung der Mehrstationenpresse noch nicht bis ins letzte Detail festgelegt. Deshalb müssen die Transferkurven im nachhinein eingestellt werden können.
Die Transferbewegung ist in der Regel eine zweidimensionale Kurve, die aus einer Hub- und einer Vorschubkomponente zusammengesetzt ist. Zusätzlich kann es erforderlich sein, die Werkstücke um Querachsen zu schwenken, wenn diese bspw. in einer Ziehstufe eine andere Orientierung aufweisen als in einer nachfolgenden Pressenstation. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, zwischen mehreren Arbeitsstationen unterschiedliche Transferkurven festzulegen.
Um mit der Mehrstationenpresse bedarfsweise auch Werkstücke bearbeiten zu können, die in aufeinanderfolgenden Pressenstationen um verschiedene Achsen unterschiedlich auszurichten sind, und um dabei möglichst keinen Beschränkungen durch die Transfereinrichtung zu unterliegen, ist eine Transfereinrichtung mit möglichst vielen Bewegungsmöglichkeiten bei minimaler Anzahl von Antrieben zu wünschen. Jedoch ist gleichzeitig eine ausreichende Positioniergenauigkeit und eine möglichst hohe Transfergeschwindigkeit zu wünschen, um eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Mehrstationenpresse zu ermöglichen.
Aus der US-A-4 887 446 ist ein als Dreiachstransfer ausgebildetes Transfersystem bekannt. Zu diesem gehören zwei sich längs der Durchlaufrichtung über mehrere Pressenstationen erstreckende Transferschienen. Diese sind beidseits der Werkzeuge angeordnet. An den Transferschienen vorgesehene Festhaltemittel dienen der temporären Aufnahme der Werkstücke. Die Festhaltemittel sind von einem Längsträger gehalten, der längsverschiebbar an der Transferschiene gelagert und über elektrische Linearantriebe in Längsrichtung gesteuert angetrieben ist. Weitere Lineareinheiten dienen der Bewegung der Transferschiene in der vertikalen Hubrichtung sowie dazu, die Transferschienen aufeinander zu und voneinander weg zu bewegen (Öffnen/Schließen) .
Diese Transfervorrichtung, die für alle Arbeitsstationen im Gleichtakt arbeitet, ermöglicht lediglich ein Heben, Transportieren und Absenken der Werkstücke. Weitere Positioniermöglichkeiten sind nicht vorgesehen. Außerdem sind die Antriebskräfte jeder Achse allein von den der betreffenden Achse zugeordneten Antrieben aufzubringen, die sich dabei an den anderen Antrieben oder Führungen der anderen Achsrichtungen abstützen.
Aus der DE 42 37 312 A1 ist ein Zweiachstransfer bekannt, bei dem zwischen den sich in Durchlaufrichtung erstreckenden Transferschienen Quertraversen mit Saugerspinnen angeordnet sind. Die Quertraversen führen eine Transferbewegung aus, in deren Verlauf sie in Vertikalrichtung und in Durchlaufrichtung bewegt werden. Ein Kippen der Werkstücke um die Querachse erfolgt in sogenannten Zwischenablagen, die zwischen den Pressenstationen angeordnet sind.
Die Zwischenablagen beanspruchen einen nennenswerten Bauraum, was sich auf den Aufwand für die Pressenanlage insgesamt niederschlägt.
Aus der WO93/00185 ist ein Transfersystem bekannt, dessen Merkmale den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bilden. Das Transfersystem enthält einzelne, zwischen Arbeitsstationen angeordnete Transfereinrichtungen. Jede Transfereinrichtung führt eine sich quer zu der Teiledurchlaufrichtung erstreckende Saugerbrücke entlang einer programmierbaren Transferkurve. Dazu dienen jeweils zwei die Saugerbrücke an ihren Enden haltende Transferantriebe. Jeder Transferantrieb weist einen sich vertikal nach unten erstreckenden Fortsatz auf, der mittels einer Antriebseinheit in Hubrichtung teleskopierbar ist. An dem Fortsatz ist ein ebenfalls mittels einer Antriebseinheit um eine Vertikalachse drehbarer Hebel gelagert, der über ein Pleuel mit dem Ende der Saugerbrücke verbunden ist.
Die bei der Beschleunigung der Saugerbrücke in Durchlauf- oder Längsrichtung auftretenden Reaktionskräfte sind von dem vertikal teleskopierbaren Träger aufzunehmen.
Außerdem sind aus der Praxis Scheren- und Lenkerführungen bekannt, die dazu dienen, Werkzeuge im Raum zu führen.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine vielseitig einsetzbare Transfereinrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Transfereinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Transfereinrichtung sind die Festhaltemittel, bspw. Sauger, von einer Quertraverse gehalten, die ihrerseits an ihren beiden Enden durch Lenkergetriebe getragen und geführt ist. Die Lenkergetriebe weisen Lenkerelemente auf, die vorwiegend auf Zug oder auf Druck und nicht oder nur gering auf Biegung belastet werden. Sie sind im wesentlichen gestreckt, wobei aus Platzgründen gegebenenfalls eine Kröpfung vorzusehen ist.
Beide Lenkergetriebe legen die Position der Quertraverse in zwei Richtungen fest, die bezüglich der Längserstreckung der im wesentlichen länglich ausgebildeten Quertraverse Radialrichtungen sind. Dadurch ist eine kontrollierte Parallelführung möglich. Zusätzlich legt ein Lenkergetriebe die Position der Quertraverse in einer weiteren Richtung, bspw. in Längsrichtung der Quertraverse fest. Diese Position kann fest eingestellt oder verstellbar sein.
Die Lenkerelemente greifen an der Quertraverse so an, daß deren Position bezüglich aller Freiheitsgrade definiert ist. Handelt es sich bspw. um eine Transfereinrichtung mit sechs Freiheitsgraden, sind insgesamt wenigstens sechs Lenkerelemente vorgesehen, die aus drei unterschiedlichen Richtungen und an drei voneinander beabstandeten Anlenkpunkten oder -stellen an dem Trägermittel angreifen. Mittels der Antriebseinheiten, die an den von dem Trägermittel abliegenden Enden der Lenkerelemente angelenkt sein können, wird das Lenkergetriebe betätigt, indem die Lenkerelemente einzeln oder gemeinsam synchron oder unsynchron bewegt werden. Eine Steuereinheit koordiniert diese Bewegungen so, daß eine gewünschte Transferkurve erhalten wird.
Die maximal sechs möglichen Freiheitsgrade des Festhaltemittels gestatten nicht nur eine Translation des Werkstückes sondern auch ein Kippen, Drehen und Schwenken desselben um alle drei Raumrichtungen. Damit ist eine Transfereinrichtung geschaffen, die bei der Gestaltung der Werkstücke und Werkzeuge ein hohes Maß an Freizügigkeit zuläßt. Damit ist das Transfersystem auch für mögliche zukünftige komplizierte Aufgaben geeignet.
Die auf die Quertraverse einwirkenden Kräfte sowie deren Trägheitskräfte teilen sich auf die Lenkerelemente und die Antriebseinheiten auf, so daß jede Antriebseinheit lediglich noch einen Teil der zum Durchlaufen der Transferkurve erforderlichen Kraft bzw. Leistung aufbringen muß. Es lassen sich dadurch insgesamt relativ große Beschleunigungen erzielen, was die Transferzeiten verkürzt.
Die Transfereinrichtung kann bedarfsweise mit weniger als sechs Freiheitsgraden auskommen, wobei sich die Lenkerelemente jedoch wenigstens in zwei unterschiedlichen Richtungen von dem Trägermittel weg erstrecken und dieses an zwei voneinander entfernt liegenden Anlenkpunkten tragen. Auch bei einem solchen System teilen sich die an der Quertraverse angreifenden Lasten und Kräfte auf die Lenkerelemente und Antriebseinheiten auf.
Die Antriebseinheiten sind vorzugsweise jeweils ortsfest gelagert. Damit leitet jede Antriebseinheit die Antriebs- und Führungskräfte direkt in ein Grundgestell ab. Dies ergibt eine steife Lagerung und Führung des Trägermittels und somit selbst bei hohen Transfergeschwindigkeiten eine gute Positionierungsgenauigkeit. Die Lenkerelemente können leicht und steif ausgebildet werden.
Die Antriebseinheiten sind vorzugsweise Linearantriebe, deren Abtriebe jeweils eine Achsrichtung definieren. Obwohl diese prinzipiell voneinander abweichen könnten, ergeben sich mit übereinstimmenden Achsrichtungen, d.h. parallelen Bewegungsrichtungen, der einzelnen Abtriebe übersichtliche geometrische Verhältnisse, die die Berechnung der einzelnen Ansteuersignale der Antriebseinheiten durch die Steuereinrichtung erleichtern.
Die Antriebseinheiten sind vorzugsweise elektrische Antriebe, bei denen die Drehbewegung eines Servomotors über entsprechende Getriebemittel in eine Linearbewegung umgesetzt wird oder bei denen die Linearbewegung durch Linearmotoren direkt erzeugt wird.
Ein einfacher Zweiachstransfer ergibt sich, wenn die Lenkergetriebe derart ausgelegt sind, daß die Position der Quertraverse bezüglich ihrer Längsrichtung festgelegt, nicht aber verstellbar ist.
Bei allen vorgenannten Ausführungsformen wirken die Antriebseinheiten beim Beschleunigen des Festhaltemittels zusammen und summieren sich so in ihrer Wirkung. Dies ermöglicht es bei einer Bearbeitungseinrichtung, wie bspw. einer Mehrstationenpresse, die für den Transfer erforderlichen Zeiten zu verringern und somit den Arbeitstakt der Mehrstationenpresse zu erhöhen. Dabei ist es auch möglich, die einzelnen Pressenstationen zeitlich gegeneinander versetzt arbeiten zu lassen, so daß durch den Phasenversatz zwischen einzelnen aufeinanderfolgenden Pressen- oder Arbeitsstationen genügend Transferzeit ermöglicht wird. Umgekehrt muß bei einem Pressenumlauf weniger Zeit für den Transfer reserviert werden, wodurch sich ebenfalls der Arbeitstakt der Mehrstationenpresse beschleunigen läßt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1
eine Mehrstationenpresse mit zwischen einzelnen Arbeitsstationen angeordneten Transfereinrichtungen, in schematisierter und ausschnittsweiser Darstellung,
Fig. 2
die Mehrstationenpresse nach Fig. 1 in einer aufs äußerste schematisierten Seitenansicht,
Fig. 3
die Transfereinrichtung der Mehrstationenpresse nach den Fig. 1 und 2, in einer perspektivischen, schematisierten Ansicht,
Fig. 4
die Transfereinrichtung nach Fig. 3 in einer schematisierten Draufsicht, und
Fig. 5
die Kinematik der Transfereinrichtung nach den Fig. 3 und 4.
Eine in den Fig. 1 und 2 schematisiert veranschaulichte Mehrstationenpresse 1 weist mehrere hintereinander angeordnete Arbeits- oder Pressenstationen 2, 3, 4, 5, 6 auf, in denen an Schiebetischen 8, 9, 10, 11, 12 Gesenke 14, 15, 16, 17, 18 gehalten sind. Diese bilden Unterwerkzeuge, denen jeweils ein Oberwerkzeug 21, 22, 23, 24, 25 zugeordnet ist. Dieses ist jeweils an einem Stößel 26, 27, 28, 29, 30 gehalten, der über einen nicht weiter dargestellten Exzenter-Antrieb oder auch einen Gelenkantrieb auf und ab bewegt wird. Der Antrieb und die Stößel stützen sich über einen nicht weiter dargestellten Pressenrahmen ab, von dem in Fig. 1 lediglich schematisch und beispielhaft ein Teil eines Ständers 31 veranschaulicht ist.
Die Stößel 26 bis 30 führen zueinander phasenversetzt eine auf und ab gehende Bewegung aus. Durch den zeitlichen und phasenmäßigen Versatz der Stößelbewegung benachbarter Stößel wird im Vergleich zu im Gleichtakt arbeitenden Stößeln eine bessere Lastverteilung erreicht. Erforderliche Schwungmassen können deutlich reduziert werden und die Mehrstationenpresse wird dadurch insgesamt leichter. Außerdem ist ein wenigstens teilweiser Gewichtsausgleich der Stößelgewichte möglich.
Zwischen jeweils zwei benachbarten Arbeitsstationen 2, 3; 3, 4; 4, 5; 5, 6 ist jeweils eine Transfereinrichtung 41, 42, 43, 44 angeordnet, die die Werkstücke entlang einer Durchlaufrichtung T durch die Mehrstationenpresse 1 transportieren. Die Transfereinrichtungen 41 bis 44 sind untereinander gleich ausgebildet und nachfolgend am Beispiel der Transfereinrichtung 41 beschrieben. Diese weist eine Quertraverse 46 auf, die sich quer zu der Durchlaufrichtung T erstreckt und entlang einer Transferkurve K zu bewegen ist. Auf der Quertraverse ist eine Saugerspinne 47 gehalten, so daß die Quertraverse 46 gemeinsam mit der Saugerspinne 47 ein vakuumbetätigtes Festhaltemittel bildet.
An ihren beiden Enden ist die Quertraverse 46 mit Gelenkeinheiten 48, 49 verbunden, die jeweils zu einem Lenkergetriebe 50 (50a, 50b) gehören. Die Gelenkeinheit 48 ist mit der Quertraverse 46 über ein Scharniergelenk 51 verbunden, dessen Scharnierachse 52 mit der Durchlaufrichtung T übereinstimmt. An ihrem anderen Ende ist die Quertraverse 46 mit der Scharniereinheit 49 starr oder gelenkig verbunden. Das Lenkergetriebe 50a legt die Position der Quertraverse 46 in Durchlaufrichtung T und in Vertikalrichtung V fest. Das Lenkergetriebe 50b legt ebenfalls die Position der Quertraverse 46 in Durchlaufrichtung T und in Vertikalrichtung V sowie zusätzlich in Querrichtung fest.
Die Gelenkeinheit 48 ist von insgesamt drei Lenkern oder Stangen 53, 54, 55 getragen. Dazu sind diese mit jeweils einem Ende mit einem Gelenk an der Gelenkeinheit 48 gelagert, das wenigstens eine Schwenkbewegung um eine quer zu der Durchlaufrichtung T orientierte Achse 56 gestattet. Die Gelenke der Stangen 53, 54 haben dabei die Gelenkachse 56 gemeinsam. Davon beabstandet ist die Stange 55 an der Gelenkeinheit 48 angelenkt. Die Gelenkachse 57 des entsprechenden Gelenkes ist zu der Gelenkachse 56 parallel und von dieser beabstandet.
Jede Stange 53, 54, 55 ist mit ihrem von der Gelenkeinheit 48 abliegenden Ende jeweils mit einer vertikal orientierten Linearantriebseinheit 61, 62, 63 verbunden. Die Linearantriebseinheiten 61, 62, 63 weisen jeweils einen an Führungsschienen 65 in Vertikalrichtung geführten Schlitten 67, 68, 69 auf, der mit der betreffenden Stange 53, 54, 55 mit einem wenigstens eine Querachse definierenden Gelenk verbunden ist.
Zum Antrieb des Schlittens 67 dient ein Servomotor 71, dessen Drehbewegung von einem nicht weiter veranschaulichten Getriebemittel, wie bspw. einem Zahnriemen, einem Spindelhubgetriebe, einer Zahnstange oder dergleichen, in eine Linearbewegung umgewandelt und auf den Schlitten 61 übertragen wird. Entsprechend wird der Schlitten 69 von einem Servomotor 72 angetrieben, dessen Drehbewegung über ein Untersetzungsgetriebe 73 und einen Zahnriementrieb 74 oder vergleichbare Getriebemittel in eine Linearbewegung umgesetzt wird, die über eine Verbindungsstange 75 auf den Schlitten 69 übertragen wird. Ein weiterer Servomotor 77 ist über ein Untersetzungsgetriebe 78 und einen Zahnriemen 79 sowie eine Verbindungsstange 80 mit dem Schlitten 68 verbunden. Zusätzlich zu den Schwenkbewegungen um die Querachsen können die insgesamt sechs an den Enden der Stangen 53, 54, 55 vorhandenen Gelenke noch Schwenkbewegungen in dazu rechtwinkligen Richtungen, wenigstens in einem beschränkten Schwenkbereich zulassen.
Alle Antriebseinheiten 61, 62, 63 sind an ortsfest gelagerten Maschinenteilen oder Elementen, wie Ständern, Rahmen oder dergleichen, gelagert.
An der gegenüberliegenden Gelenkeinheit 49 sind ebenfalls Stangen 83, 84, 85 um mehrere Achsen schwenkbar angelenkt, die zu dem Lenkergetriebeabschnitt 50b gehören. Neben der Schwenkbewegung um eine Querachse 58 sind auch wenigstens begrenzte Schwenkbewegungen um eine Hochachse und/oder eine Längsachse möglich.
Anderenends sind die Stangen 83, 84, 85 mit Antriebseinheiten 86, 87, 88 verbunden. Diese weisen jeweils einen an Führungsschienen 91 vertikal verschiebbar gelagerten Schlitten 92, 93, 94 auf. Der Schlitten 92 ist durch einen Servomotor 96 angetrieben, der über ein die Drehbewegung in eine Linearbewegung wandelndes Getriebe 97 mit dem Schlitten 92 verbunden ist. Entsprechend ist ein Servomotor 98 über ein solches Getriebemittel 99 mit dem Schlitten 93 verbunden. Zum Antrieb des Schlittens 94 dient ein Servomotor 101, der über ein seine Drehbewegung in eine Linearbewegung wandelndes Getriebemittel 102 mit diesem verbunden ist.
Aus Fig. 5 ergibt sich die Kinematik der Transfereinrichtung 41. Bspw. wird eine Bewegung der Quertraverse 46 in Durchlaufrichtung T erreicht, indem die Schlitten 69 und 92 etwas nach unten und die übrigen Schlitten vertikal nach oben verfahren werden. Verfahren des Schlittens 67 nach oben oder nach-unten resultiert in einer Drehung der Quertraverse 46 um ihre Querachse. Zur Verstellung der Quertraverse in Vertikalrichtung werden alle Schlitten 67, 68, 69; 92, 93, 94 nach oben oder nach unten verstellt. Ein Schwenken oder Kippen der Quertraverse 46 um die durch die Durchlaufrichtung T definierte Achse wird durch unterschiedliche Verstellung der Schlitten 67, 68, 69 und der Schlitten 92, 93, 94 erreicht. Insgesamt ist ersichtlich, daß die drei sich in unterschiedlichen Raumrichtungen von der Gelenkeinheit 49 weg erstreckenden Stangen 83, 84, 85 die Position der Gelenkeinheit 49 bezüglich der translatorischen Achsen T, V, Q eindeutig festlegen. Dagegen legen die Streben 53, 54, 55 die entsprechenden Schwenkpositionen fest.
Die insoweit beschriebene Mehrstationenpresse 1 arbeitet wie folgt:
Die Bewegung der Pressenstößel 26 bis 30 ist so aufeinander abgestimmt, daß der in Durchlaufrichtung bezüglich des Teileflusses stromabwärts liegende Stößel den jeweils vorausgehenden (stromaufwärts angeordneten) Stößeln jeweils um einen Zeitversatz nacheilt, der im wesentlichen der Zeit entspricht, die jede Transfervorrichtung 41 bis 44 benötigt, um die Quertraverse 46 von einer Arbeitsstation zu der jeweils nächsten Arbeitsstation zu schwenken. Beginnt sich bspw. das Oberwerkzeug 21 nach oben zu bewegen, werden die Servomotoren 71, 72, 77; 96, 98, 101 so angesteuert, daß die Quertraverse 46 in das geöffnete Werkzeug schwenkt und das Werkstück aufnimmt. Während die Quertraverse 46 durch entsprechende Ansteuerungen der Servomotoren 71, 72, 77; 96, 98, 101 nun auf der Transferkurve K in Richtung auf die nächste Pressenstation 3 zu geschwenkt wird, hat deren Pressenstößel 27 seinen unteren Totpunkt durchlaufen und öffnet das Werkzeug, so daß nach Entnahme des Werkstückes durch die Transfereinrichtung 42 das Werkstück von der Transfereinrichtung 41 eingelegt werden kann.
Die nicht weiter dargestellte Ansteuereinrichtung steuert die Servomotoren 71, 72, 77; 96, 98, 101 so an, daß die gewünschte Transferkurve K erhalten wird. Schwenkbewegungen des Werkstückes um eine Querachse oder andere kompliziertere Positionierungsaufgaben können ohne weiteres während des Transfers erledigt werden. Wie Fig. 5 zeigt, weist die Transfereinrichtung sechs Freiheitsgrade auf. Bedarfsweise kann die Anzahl der Freiheitsgrade reduziert werden, wobei sich die betreffende Transfereinrichtung dann entsprechend vereinfacht. In der einfachsten Ausführungsform sind lediglich zwei Linearachsen vorhanden, die jeweils über Stabpaare an der Quertraverse 46 angreifen. Damit lassen sich zweidimensionale Transferkurven K erzielen.
Bei einer nicht weiter veranschaulichten Ausführungsform sind die Lenkerelemente in ihrer Länge verstellbar ausgebildet und mit ihrem jeweiligen, von der Quertraverse abliegenden Ende über ein Gelenk ortsfest gelagert. Die Antriebseinheiten sind in die Lenkerelemente integriert.
Es ist jedoch auch möglich, die Antriebseinheiten so auszubilden, daß ihre Abtriebe auf einer bogenförmigen Bahn geführt sind. Die Antriebe sind dann bspw. Kurbel- oder Exzenterantriebe, die von Servomotoren betätigt werden.
Vereinfachte Ausführungsformen können eine verminderte Anzahl von Antrieben aufweisen. Bspw. können die Stangen 53 und 55 beide an dem Schlitten 67 oder 69 gelagert sein, wenn keine Verschwenkung der Quertraverse erforderlich ist. Es ist auch möglich, die Stange 83 an dem Schlitten der Stange 84 oder 85 zu lagern, wenn keine Verstellung in Querrichtung Q erforderlich ist.
Eine insbesondere für Mehrstationenpressen 1 vorgesehene Transfereinrichtung 41 weist ein von mehreren Stangen 53, 54, 55; 83, 84, 85 getragenes Festhaltemittel (46, 47) auf, das von den Stangen 53, 54, 55; 83, 84, 85 im Raum verschwenkbar und positionierbar ist. Die Stangen 53, 54, 55; 83, 84, 85 sind vorzugsweise mit Linearantriebseinrichtungen 61, 62, 63; 86, 87, 88 verbunden, die somit gemeinsam auf das Festhaltemittel 46, 47 einwirken. Bei einer sechs Positionierungsfreiheitsgrade aufweisenden Ausführungsform greifen drei der Stangen 53, 54, 55; 83, 84, 85 an einem ersten Gelenkpunkt 49 des Festhaltemittels 46, 47 an. Mit ihren anderen Enden definieren diese Stangen 83, 84, 85 ein Dreieck. Von den verbleibenden drei Stangen 53, 54, 55 greifen zwei 53, 54 an einem weiteren Gelenkpunkt 56 und eine dritte 55 an einem davon abliegenden Gelenkpunkt 57 an, der mit den anderen beiden Gelenkpunkten 49, 56 wiederum ein Dreieck definiert. Eine solche Transfereinrichtung 41 ermöglicht neben dem einfachen Werkstücktransfer komplizierte Positionierungsaufgaben.

Claims (10)

  1. Transfereinrichtung (41) für auf einem vorgegebenen Weg zu transportierende Werkstücke, insbesondere für den Transport von Werkstücken entlang mehrerer aufeinanderfolgender Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 6),
    mit einem Festhaltemittel (47), das dazu dient, Werkstücke gesteuert aufzunehmen und freizugeben,
    mit einer Quertraverse (46), die das Festhaltemittel (47) trägt, und
    mit einem Trägermittel (50), das die Quertraverse (46) trägt und auf einer vorgegebenen Transferkurve (K) führt,
    mit einem Antriebsmittel, mittels dessen die Quertraverse (46) in wenigstens zwei voneinander unabhängigen Richtungen (V, T) antreibbar ist und das wenigstens eine erste und eine zweite Antriebseinheit (61, 62) aufweist, die voneinander unabhängig ansteuerbar sind, wobei
    das Trägermittel (50) von einem ersten und einem zweiten Lenkergetriebe (50a, 50b) gebildet ist, die jeweils zwischen dem Antriebsmittel und der Quertraverse (46) angeordnet sind,
    daß dadurch gekennzeichnet, die Quertraverse (46) an ihrem einen Ende von einer ersten Gruppe Lenkern oder Stangen (53, 54, 55) gehalten ist, die die Position des einen Endes der Quertraverse (46) in zwei gegebenen Richtungen (T, V) festlegen, und die Quertraverse (46) an ihrem anderen Ende von einer zweiten zweiten Gruppe Lenkern oder Stangen (83, 84, 85) gehalten ist, die die Position des anderen Endes der Quertraverse (46) ebenfalls in den zwei gegebenen Richtungen sowie in einer weiteren Richtung (Q) festlegen.
  2. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lenkergetriebe (50a, 50b) wenigstens zwei vorwiegend auf Zug und Druck belastete Lenkerelemente (53, 54; 183, 84, 85) aufweist, die sich in wenigstens zwei voneinander verschiedenen Richtungen von der Quertraverse (46) weg erstrecken und die jeweils mit einem ersten Ende über eine Gelenkeinrichtung (48) mit der Quertraverse (47) verbunden sind, wobei jedem Lenkerelement (53, 54) eine Antriebseinheit (61, 62) zugeordnet ist, mittels derer die Position des zweiten, von dem ersten Ende abliegenden Endes des Lenkerelementes (53, 54) gezielt einstellbar ist.
  3. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lenkerelement (53, 54) an seinem zweiten Ende mit der ihm zugeordneten Antriebseinheit (61, 63) jeweils über ein Gelenk verbunden ist.
  4. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkerelemente (83, 84, 85) des Lenkergetriebes (50b) an einem Ende der Quertraverse (46) an einer Anlenkstelle (A) und an dem anderen Ende der Quertraverse (46) an zwei voneinander beabstandeten Anlenkstellen (B, C) mit der Quertraverse (46) in Verbindung stehen, so daß die Anlenkstellen (A, B, C) ein Dreieck festlegen, wobei an einer der Anlenkstellen (A) drei Lenkerelemente (83, 84, 85), an einer anderen der Anlenkstellen (B) zwei Lenkerelemente (53, 54) und an der verbleibenden der Anlenkstellen (C) ein Lenkerelement (55) an die Quertraverse (46) angeschlossen sind.
  5. Transfereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheiten (61, 62) jeweils ortsfest gelagert sind.
  6. Transfereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Antriebseinheiten (61, 62) jeweils Lineareinheiten sind, deren Abtriebe (67, 68) eine von einem Eingangssignal abhängige, definierte Linearbewegung ausführen, und
    daß die Lineareinheiten zueinander parallele Arbeitsrichtungen (V) aufweisen und quer zu ihrer Arbeitsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.
  7. Transfereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheiten (61, 62) elektrische Direktantriebe sind.
  8. Bearbeitungseinrichtung (1) zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung von Werkstücken in mehreren Schritten, insbesondere Saugerpresse zur Bearbeitung von Blechteilen,
    mit mehreren hintereinander angeordneten Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 6), die von den Werkstücken aufeinanderfolgend zu durchlaufen sind, und
    mit wenigstens einer Transfereinrichtung (41) nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 7.
  9. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen (2, 3) eine Transfereinrichtung (41) angeordnet ist, die unabhängig von anderen Transfereinrichtungen (42, 43) der Bearbeitungseinrichtung (1) ansteuerbar ist.
  10. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsstationen (2, 3, 4, 5, 6) der Bearbeitungseinrichtung (1) zueinander zeitlich versetzt arbeiten.
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