EP2281682A2 - Maschinensystem zur Steuerung und zum Betrieb mehrerer spanlos formgebender Werkzeugmaschinen - Google Patents

Maschinensystem zur Steuerung und zum Betrieb mehrerer spanlos formgebender Werkzeugmaschinen Download PDF

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EP2281682A2
EP2281682A2 EP10171922A EP10171922A EP2281682A2 EP 2281682 A2 EP2281682 A2 EP 2281682A2 EP 10171922 A EP10171922 A EP 10171922A EP 10171922 A EP10171922 A EP 10171922A EP 2281682 A2 EP2281682 A2 EP 2281682A2
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EP
European Patent Office
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forming
hydraulic drive
machine
machines
presses
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10171922A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Prof. Thoms
Manfred Wanzke
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.)
Wanzke AG
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Wanzke AG
Technische Universitaet Dresden
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Publication date
Application filed by Wanzke AG, Technische Universitaet Dresden filed Critical Wanzke AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/32—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses

Definitions

  • the invention relates to a machine system for controlling and operating a plurality of non-cutting forming machine tools, in particular hydraulic presses for the primary and forming, in particular sheet metal forming, wherein at least two of the hydraulically driven, chipless forming machines are connected to a common hydraulic drive unit.
  • Hydraulic presses are often used for the non-cutting shaping of workpieces, in particular in the automotive industry.
  • An advantage of the hydraulic presses is that the nominal force is available at every point of the stroke.
  • Hydraulic presses consist essentially of the main assemblies tool carrier, body and drive.
  • a hydraulic press has several tool carriers which act as moving and stationary tool carriers (ram of the press as moving tool carrier, sliding / changing table as tool carrier).
  • the tool-guiding function is secured in the interaction of tool carriers and body, z. B. by the leadership of the press ram in the tappet guide of the body.
  • the conversion of the drive energy into the motion sequences transmitted from the tool carrier to the workpiece usually requires a branched structure for the drive.
  • This consists of the actual drive unit (eg electric motor with flywheel, gear ratio, shiftable clutch, brake), the main gearbox, the auxiliary gearboxes (eg toggle mechanism for generating a workpiece clamping movement) and corresponding control or regulating organs together.
  • the main assemblies tool carriers (fixed and moving tool carriers), body (racks or bed) and drive (drive unit, main and sub-transmission, control elements) can be supplemented if necessary by additional assemblies with which an extension of the application area of the machine tool or its partial automation (z B. by automatic supply or discharge devices) is made possible.
  • each forming device is coupled to at least one first hydraulic drive with at least one pump.
  • at least two forming devices are connected to a common hydraulic drive in this device and controlled so that the drive power of the common hydraulic drive can be selectively delivered to the first forming device or the subsequent second forming device.
  • FIG. 1 of the EP 1 236 565 A1 the linear arrangement of two pairs of forming devices P1, P2 and P3, P4, which are each coupled to a hydraulic drive unit H1 or H2.
  • a disadvantage of this method and the associated device is that the pressurization of the forming devices P1 and P2 exclusively alternately, d. H. in exchange, can be done. Due to the intervening, technological auxiliary times for the loading and removal of the workpieces and for the cleaning or cooling of the molding or forming dies, the common hydraulic drive unit H1 is only cyclically loaded.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the known prior art and to propose a machine system that allows for reduced space requirements, control and operation of the original and forming machines in the range of the power or energy optimum and minimizes the space requirement.
  • the device or arrangement according to the invention consists of a number of identically constructed or different, z.
  • the individual forming or forming machines are arranged in a star or annular ring around the central drive and closely spaced. and directly connected to the central drive.
  • it is well spaced that the distance between the primary forming or forming machines to the common central drive is as small as possible.
  • a significantly higher surface utilization coefficient is achieved compared to the known linear arrangement of the linear arrangement.
  • a direct connection between the hydraulic drive and the respective forming or forming machines is realized in that each machine has a connection exclusively associated with the central drive.
  • the losses in the pressure transmission are minimal.
  • the individual forming or forming machines can be applied faster and thereby the cycle times are reduced.
  • the common central drive designed as a hydraulic drive, by the exact same, two or more master or forming machines, which together with the central drive form a manufacturing nest, are simultaneously subjected to force.
  • the common central drive can be driven in the region of its optimum performance since it is possible to use several primary forming or forming machines of lesser dimensions Power, provided that their combined power requirement is less than the rated power of the drive unit.
  • the star or circle structure also redefines the operating paths between the individual forming or forming machines. They allow higher degrees of freedom in production and conversion. In the spaces between the space can be used for turning parts, for supplying additional parts or additional processing, eg. Welding, filling, measuring, coating, mounting, testing.
  • the central drive can be advantageously designed as a supporting column and thus as a side wall of a system of any kind. This creates a compact machine in a new dimension. Thus, advantageously up to 8 or more machines can be connected in the ring or star.
  • the new concept in a circle and star configuration is a stand-alone solution that can be connected to any other centers, stand-alone solutions and manufacturing facilities.
  • the circular and star-shaped machining centers allow all degrees of freedom for automation.
  • the forming or forming machines may preferably be connected by a handling or manipulator system, which circulates the workpieces around the column z. B. transported from press to press or equipped with a handling segment, the z. B. works between two presses. It is also possible to automate the presses with any other type, eg. With robots.
  • the new press centers can work with several tools per press. It can be made several different parts at the same time.
  • the arrangement advantageously allows parts forward and z. B. to transport in a clockwise direction, but also alternatively backwards z. B. twice before, once backwards.
  • This method allows the use of simple tools that are flexibly actuated, eg. B. comb sliding method.
  • the simultaneous pressurization of several presses increases the throughput.
  • the new circular and star technology in analog press construction allows energy savings of over 90% compared to the known press lines that are in use today and have electrical connection values of 11,000 kW - 14,000 kW. B. insert machines.
  • the centrally arranged presses according to the invention with a central, closely spaced hydraulic drive require a connected load of less than 1000 kW.
  • a central drive preferably a. Hydraulic drive, advantageously up to eight machine tools.
  • the star or circular ring structure also minimizes the operating distances between the individual forming or forming machines.
  • a significant advantage is that two or more of the non-cutting forming machines can be pressurized simultaneously by the larger number of closely spaced primary forming or forming machines. During the necessary technological auxiliary times for loading and unloading the workpieces and the cleaning of the working space other, belonging to the nest forming or forming machines can be applied by the central drive with pressure and used for the processing of other workpieces in this time.
  • Fig. 1 shows the layout of a device for controlling and operating three identical, hydraulic presses for the forming of sheet metal parts, which are supplied by a central hydraulic drive H 1 .
  • the three presses P1, P2, P3. are arranged at an angle of 120 degrees to each other in a star shape and closely spaced around the central hydraulic drive H 1 and connected thereto.
  • Fig. 2 shows in a plan view of the cross-shaped arrangement of four hydraulic drawing presses P1 ... P4, with different Bacpreßkraft, which are connected to the common, centrally arranged hydraulic drive H 1 , The placement of the presses takes place with not shown manipulators.
  • Fig. 3 shows in a highly schematic representation as a plan view of the machine layout of two adjacent production nests. Both nests have a centrally arranged hydraulic drive H 1 or H 2 .
  • the working areas of four hydraulic presses P 1 . 1 ... P 1.4 or P 2.1 ... P 2.4 are arranged on the circumference of a circular path, the center of which forms the central hydraulic drive H 1 or H 2 .
  • the hydraulic presses are P 1.1 to P 2 . 4 closely spaced and arranged symmetrically to the respective central hydraulic drive H 1 and H 2 .
  • the transport of the workpieces takes place within the manufacturing nest (F 1 , F 2 ) by a transport system (T 1 , T 2 ), which moves the workpieces to be processed in a circle around the central hydraulic drive (H 1 , H 2 ,) press to press.
  • One advantage of the solution according to the invention is that, depending on the parts spectrum and lot size, individual presses P 1.1 ... P 1.4 or P 2.1 ... P 2.4 can be operated in groups or separately. It is also possible to operate each individual press independently (eg with a reduced order volume).
  • the maximum nominal pressing force of the centrally arranged hydraulic drive systems H 1 or H 2 depends on the predominantly processed product range. Due to the energetic coupling of the central drives H 1 and H 2 with the associated hydraulically operated machine tools P 1.1 .... P 2.4 is advantageously the ability to apply pressure to two or more machines simultaneously. To shorten the cycle times of the hydraulic presses, these have advantageous multi-function cylinder after the DE 10 2006 025 463 B4 on. These multi-function cylinders allow stroke rates of the plunger of up to 1200 piston strokes / min, since the otherwise necessary relaxation or compression of the fluid used deleted.
  • a 1 An the cross-sectional areas of the working cylinders of the hydraulic presses P 1.1 ... P nm and s, ... S n are the effective working stroke of the respective press during the forming process.
  • two or more workpieces can be processed simultaneously on several, closely spaced, hydraulically operating molding machines, of the common centrally arranged hydraulic drive H 1 and / or H 2 be pressurized.
  • Fig. 4 shows the schematic three-dimensional representation of a solution in which four presses P1 ... P4 are arranged around a common hydraulic drive H1 around.
  • the presses have a direct connection to the hydraulic drive.
  • the manipulators between the presses the workpieces are passed from one press to another.
  • a particularly advantageous operating regime provides that the two opposing presses are pressurized simultaneously while the other two presses are open and the manipulators remove the workpieces.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein Maschinensystem zur Steuerung und zum Betrieb mehrerer spanlos formgebender, hydraulisch angetriebener Werkzeugmaschinen, insbesondere hydraulischer Pressen für das Ur- und Umformen beschrieben. Dieses Maschinensystem besteht im Wesentlichen aus einer Anzahl baugleicher oder unterschiedlicher, hydraulisch angetriebener Urform- oder Umformmaschinen (P 1 ,P 2 ,...P m ), die von einem zentralen Hydraulikantrieb (H 1 ,H 2 ,...H n ) versorgt werden, wobei die einzelnen Urform- oder Umformmaschinen (P 1 ,P 2 ,...P m ) stern-, kreisring- oder kreuzförmig und dicht beabstandet um den zentralen Hydraulikantrieb (H 1 ,H 2 ,...H n ) angeordnet oder mit diesem direkt verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Maschinensystem zur Steuerung und zum Betrieb mehrerer spanlos formgebender Werkzeugmaschinen, insbesondere hydraulischer Pressen für das Ur- und Umformen, insbesondere das Blechumformen, wobei mindestens zwei der hydraulisch angetriebenen, spanlos formgebenden Maschinen mit einer gemeinsamen hydraulischen Antriebseinheit verbunden sind.
  • Bei der spanlos formgebenden Bearbeitung von Werkstücken durch Ur- und Umformen ist es wegen des begrenzten Formvermögens des Werkstoffes, insbesondere bei komplizierteren Werkstücken notwendig, die Bearbeitung in mehreren Arbeitsstufen auf mehreren Ur- oder Umformmaschinen vorzunehmen. Diese Ur- oder Umformmaschinen sind aus technologischen Gründen in der Regel linear angeordnet, um den Werkstückwechsel mit einfachen mechanischen oder pneumatisch betriebenen Vorrichtungen zu ermöglichen. Alternativ werden frei programmierbare Industrieroboter für das Bestücken und die Entnahme der Werkstücke und die Reinigung des Arbeitsraumes an Ur- oder Umformmaschinen eingesetzt.
  • Für die spanlos formgebende Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere in der Automobilindustrie, werden vielfach hydraulische Pressen eingesetzt. Ein Vorteil der hydraulischen Pressen ist, dass die Nennkraft an jeder Stelle des Hubs verfügbar ist. Hydraulische Pressen bestehen im Wesentlichen aus den Hauptbaugruppen Werkzeugträger, Körper und Antrieb. In der Regel hat eine hydraulische Presse mehrere Werkzeugträger, die als bewegte und feststehende Werkzeugträger wirken (Stößel der Presse als bewegter Werkzeugträger, Schiebe-/Wechseltisch als Werkzeugträger). Die werkzeugführende Funktion wird dabei im Zusammenspiel von Werkzeugträgern und Körper gesichert, z. B. durch die Führung des Pressenstößels in der Stößelführung des Körpers. Die Umsetzung der Antriebsenergie in die, vom Werkzeugträger auf das Werkstück übertragenen Bewegungsabläufe machen für den Antrieb meist einen verzweigten Aufbau erforderlich. Dieser setzt sich aus dem eigentlichen Antriebsaggregat (z. B. Elektromotor mit Schwungrad, Zahnradübersetzung, schaltbare Kupplung, Bremse), dem Hauptgetriebe, den Nebengetrieben (z. B. Kniehebelgetriebe zur Erzeugung einer Werkstückklemmbewegung) und entsprechenden Steuer- oder Regelorganen zusammen. Die Hauptbaugruppen Werkzeugträger (feststehende und bewegte Werkzeugträger), Körper (Gestelle oder Bett) und Antrieb (Antriebsaggregat, Haupt- und Nebengetriebe, Steuerorgane) können bei Bedarf durch Zusatzbaugruppen ergänzt werden, mit denen eine Erweiterung des Anwendungsbereiches der Werkzeugmaschine oder ihre teilweise Automatisierung (z. B. durch selbsttätige Zu- oder Abführeinrichtungen) ermöglicht wird.
  • Aus der EP 1 236 565 Al ist ein Verfahren und eine Vorrichtung mit mehreren hydraulischen Umformeinrichtungen bekannt, die von einem umzuformenden Werkstück nacheinander durchlaufen werden, wobei jede Umformeinrichtung mit mindestens einem ersten hydraulischen Antrieb mit mindestens einer Pumpe gekoppelt ist. Erfindungsgemäß sind in dieser Vorrichtung zumindest zwei Umformeinrichtungen an einem gemeinsamen hydraulischen Antrieb angeschlossen und so steuerbar, dass die Antriebsleistung des gemeinsamen hydraulischen Antriebes wahlweise an die erste Umformeinrichtung oder die nachfolgende zweite Umformeinrichtung abgebbar ist. So zeigt Figur 1 der EP 1 236 565 Al die lineare Anordnung zweier Paare von Umformeinrichtungen P1, P2 bzw. P3, P4, die jeweils mit einer hydraulischen Antriebseinheit H1 bzw. H2 gekoppelt sind.
  • Ein Nachteil dieses Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung besteht darin, dass die Druckbeaufschlagung der Umformeinrichtungen P1 bzw. P2 ausschließlich alternierend, d. h. im Wechsel, erfolgen kann. Durch die dazwischenliegenden, technologischen Hilfszeiten für die Beschickung und die Entnahme der Werkstücke und für die Reinigung bzw. Abkühlung der Urform- bzw. Umformgesenke, wird die gemeinsame hydraulische Antriebseinheit H1 nur zyklisch belastet.
  • Da die bekannten Universalantriebseinheiten an Ur- und Umformmaschinen für den maximalen Kraftbedarf ausgelegt und somit überdimensioniert sind, um dem maximal möglichen Lastfall zu entsprechen, werden die Werkzeugmaschinen nicht im optimalen Bereich ihres Kennlinienfeldes gefahren.
  • Ein weiterer Nachteil, der in der EP 1 236 565 Al beschriebenen und dargestellten Lösung, besteht im hohen Flächenbedarf der Vorrichtung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu eliminieren und ein Maschinensystem vorzuschlagen, das bei reduziertem Platzbedarf eine Steuerung und einen Betrieb der Ur- und Umformmaschinen im Bereich des leistungsmäßigen bzw. energetischen Optimums ermöglicht und den Flächenbedarf minimiert.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches. Vorzugsweise Weiterbildungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Unteransprüchen dargelegt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Anordnung besteht aus einer Anzahl baugleicher oder unterschiedlicher, z. B. hydraulisch angetriebener Urform- oder Umformmaschinen, die von einem zentralen Antrieb versorgt werden. Die einzelnen Urform- oder Umformmaschinen sind dabei stern- bzw. kreisringförmig um den zentralen Antrieb angeordnet und dicht beabstandet. sowie mit dem zentralen Antrieb direkt verbunden. Dicht beabstandet heist in diesem Kontext, dass der Abstand der Urform- oder Umformmaschinen zum gemeinsamen zentralen Antrieb möglichst gering ist. Dadurch wird ein wesentlich höherer Flächenausnutzungskoeffizient gegenüber der bekannten Reihenanordnung mit linearer Struktur erreicht. Eine direkte Verbindung zwischen hydraulischem Antrieb und der jeweiligen Urform- oder Umformmaschinen wird dadurch realisiert, dass jede Maschine eine ausschließlich ihr zugeordnete Verbindung zum zentralen Antrieb aufweist.
  • Durch die kurzen Verbindungsleitungen sind die Verluste bei der Druckübertragung minimal. Zudem können die einzelnen Urform- oder Umformmaschinen schneller beaufschlagt und dadurch die Taktzeiten gesenkt werden.
  • Vorzugsweise ist der gemeinsame zentrale Antrieb, als Hydraulikantrieb ausgebildet, durch den genau eine, zwei oder mehrere Ur- oder Umformmaschinen, die gemeinsam mit dem zentralen Antrieb ein Fertigungsnest bilden, zeitgleich kraftbeaufschlagt werden.
  • So können unterschiedliche Werkstücke aus unterschiedlichen Losen gleichzeitig bearbeitet werden. Durch die vorzugsweise rechnergestützte Auswahl der gleichzeitig zu bearbeitenden Werkstücke (unter Berücksichtigung des Umformgrades, des Volumens, der Masse sowie anderer relevanter Einflussfaktoren) kann der gemeinsame zentrale Antrieb im Bereich seines Leistungsoptimums gefahren werden, da es möglich ist, mehrere Urform- bzw. Umformmaschinen geringerer Leistung zusammen zu fassen, sofern ihr gemeinsamer Leistungsbedarf geringer als die Nennleistung der Antriebseinheit ist.
  • Durch die Stern- oder Kreisstruktur werden zudem die Bedienwege zwischen den einzelnen Urform- bzw. Umformmaschinen neu definiert. Sie erlauben höhere Freiheitsgrade in der Produktion und beim Umrüsten. In den Zwischenräumen kann der Platz genutzt werden zum Wenden von Teilen, zum Zuführen von Zusatzteilen oder Zusatzbearbeitungen, z. B. Schweißen, Füllen, Messen, Beschichten, Montieren, Prüfen.
  • Der zentrale Antrieb kann vorteilhaft als tragende Säule und damit als Seitenwand einer Anlage beliebiger Art ausgebildet sein. Dies schafft eine kompakte Maschine in einer neuen Dimension. So können vorteilhaft bis zu 8 oder mehr Maschinen im Ring bzw. Stern verbunden werden.
  • Das neue Konzept in Kreis- und Sternanordnung ist eine Insellösung, die mit beliebigen anderen Zentren, Insellösungen und Fertigungseinrichtungen verbunden werden kann.
  • Die kreis- und sternförmigen Fertigungszentren erlauben alle Freiheitsgrade für Automatisierungen. So können die Urform- oder Umformmaschinen vorzugsweise durch ein Handling- oder Manipulatorsystem verbunden sein, das die Werkstücke kreisförmig um die Säule z. B. von Presse zu Presse transportiert oder mit einem Handlingsegment bestückt werden, das z. B. zwischen zwei Pressen arbeitet. Es ist auch möglich, mit jeder anderen Art die Pressen zu automatisieren, z. B. mit Robotern. Die neuen Pressenzentren können mit mehreren Werkzeugen je Presse arbeiten. Es können mehrere unterschiedliche Teile zur gleichen Zeit gefertigt werden.
  • Die Anordnung ermöglicht es vorteilhaft Teile vorwärts und z. B. im Uhrzeigersinn zu transportieren, aber auch alternativ rückwärts z. B. zweimal vor, einmal rückwärts. Diese Methode erlaubt den Einsatz einfacher Werkzeuge, die flexibel betätigt werden, z. B. über Kammschiebeverfahren. Durch die gleichzeitige Druckbeaufschlagung mehrerer Pressen wird der Durchsatz erhöht.
  • Die neue Kreis- und Sterntechnologie im analogen Pressenbau erlaubt Energieeinsparungen bis zu über 90% gegenüber den bekannten Pressenstraßen, die heute im Einsatz sind und elektrische Anschlusswerte von 11.000 kW - 14.000 kW besitzen, z. B. Einsatzmaschinen. Dem gegenüber benötigen die erfindungsgemäßen, zentrisch angeordneten Pressen mit einem zentralen, dicht beabstandeten Hydraulikantrieb eine Anschlussleistung von weniger als 1000 kW.
  • Durch die Konzentration einer größeren Zahl von Urform- oder Umformmaschinen in Stern-oder Kreisringstruktur versorgt ein zentraler Antrieb, vorzugsweise ein. Hydraulikantrieb, vorteilhaft bis zu acht Werkzeugmaschinen. Durch die Stern- oder Kreisringstruktur werden zudem die Bedienwege zwischen den einzelnen Urform- bzw. Umformmaschinen minimiert. Ein signifikanter Vorteil besteht darin, dass durch die größere Zahl dicht beabstandeter Urform- bzw. Umformmaschinen zwei oder mehrere der spanlos formgebenden Maschinen gleichzeitig druckbeaufschlagt werden können. Während der notwendigen technologischen Hilfszeiten für das Beschicken und die Entnahme der Werkstücke und die Reinigung des Arbeitsraumes können in dieser Zeit andere, zum Nest gehörige Urform- oder Umformmaschinen durch den zentralen Antrieb mit Druck beaufschlagt und zur Bearbeitung anderer Werkstücke genutzt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben und in einer Zeichnung dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1:
    In einer Draufsicht die schematisierte, sternförmige Anordnung dreier hydraulischer Pressen P1 ... P3, um einen gemeinsamen Hydraulikantrieb H1,
    Fig. 2:
    In einer Draufsicht die kreuzförmige Anordnung von vier hydraulischen Pressen P1 ... P4, um den gemeinsamen, zentrisch angeordneten Hydraulikantrieb H1,
    Fig. 3:
    Das Layout zweier räumlich benachbarter Fertigungsnester, bestehend aus jeweils vier sternförmig angeordneten hydraulischen Pressen P1.1 ... P1.4 bzw. P2.1 ... P2.4, die um jeweils einen gemeinsamen Hydraulikantrieb H1 bzw. H2 angeordnet sind.,
    Fig. 4:
    Die schematische, dreidimensionale Darstellung eines Fertigungsnestes mit vier hydraulischen Pressen P1 ... P4, die um die gemeinsame Hydraulikeinheit H1 herum angeordnet sind.
  • Fig. 1 zeigt das Layout einer Vorrichtung zur Steuerung und zum Betrieb dreier baugleicher, hydraulischer Pressen für das Umformen von Blechteilen, die von einem zentralen Hydraulikantrieb H1 versorgt werden. Die drei Pressen P1, P2, P3. sind unter einem Winkel von 120 Grad zueinander sternförmig und dicht beabstandet um den zentralen Hydraulikantrieb H1 angeordnet und mit diesem verbunden.
  • Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht die kreuzförmige Anordnung von vier hydraulischen Ziehpressen P1 ... P4, mit unterschiedlicher Gesamtpreßkraft, die mit dem gemeinsamen, zentrisch angeordneten Hydraulikantrieb H1 verbunden sind, Die Bestückung der Pressen erfolgt mit nicht näher dargestellten Manipulatoren.
  • Fig. 3 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung als Draufsicht das Maschinenlayout zweier benachbarter Fertigungsnester. Beide Nester weisen einen zentrisch angeordneten Hydraulikantrieb H1 bzw. H2 auf. Die Arbeitsbereiche von jeweils vier hydraulischen Pressen P1.1 ... P1.4 bzw. P2.1 ... P2.4 sind auf dem Umfang einer Kreisbahn angeordnet, deren Mittelpunkt der zentrale Hydraulikantrieb H1 bzw. H2 bildet. Dabei sind die hydraulischen Pressen P1.1 bis P2.4 dicht beabstandet und symmetrisch zu dem jeweiligen zentralen Hydraulikantrieb H1 bzw. H2 angeordnet.
  • Durch die gegenseitige räumliche Verschachtelung beider Fertigungsnester kann der Platzbedarf der gesamten Anordnung weiter minimiert werden. Im Überdeckungsbereich der kreisringförmig angeordneten hydraulischen Pressen P1.1 ... P1.4 bzw. P2.1 ... P2.4 kann eine manuelle oder automatisierte Teileübergabe durch Manipulatoren M zwischen den beiden Fertigungsnestern erfolgen.
  • Der Transport der Werkstücke erfolgt innerhalb des Fertigungsnestes (F1, F2) durch ein Transportsystem (T1, T2), welches die zu bearbeitenden Werkstücke kreisförmig um den zentralen Hydraulikantrieb (H1, H2,) Presse zu Presse bewegt.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass je nach Teilespektrum und Losgröße einzelne Pressen P1.1 ... P1.4 bzw. P2.1 ... P2.4 gruppenweise oder separat betrieben werden können. Ebenso besteht die Möglichkeit, jede einzelne Presse bei Bedarf (z. B. bei reduziertem Auftragsvolumen) autark zu betreiben. Die maximale Nennpresskraft der zentrisch angeordneten hydraulischen Antriebssysteme H1 bzw. H2 richtet sich nach dem überwiegend zu bearbeitenden Erzeugnissortiment. Durch die energetische Kopplung der zentralen Antriebe H1 bzw. H2 mit den zugehörigen hydraulisch betriebenen Werkzeugmaschinen P1.1 .... P2.4 besteht vorteilhaft die Möglichkeit, zwei oder mehr Maschinen gleichzeitig mit Druck zu beaufschlagen. Um die Taktzeiten der hydraulischen Pressen zu verkürzen, weisen diese vorteilhaft Multifunktionszylinder nach der DE 10 2006 025 463 B4 auf. Diese Multifunktionszylinder erlauben Hubzahlen des Stößels von bis zu 1200 Kolbenhüben/min, da die sonst notwendige Entspannung bzw. Komprimierung des eingesetzten Fluides entfällt.
  • Die im jeweiligen Fertigungsnest von dem zentralen Antrieb gleichzeitig zu leistende Umformarbeit WGESAMT ergibt sich aus W GESAMT = P konst ⁢ A 1 x S i + A 2 x S 2 + … + A n X S n .
    Figure imgb0001
  • Dabei sind A1 ... An die Querschnittsflächen der Arbeitszylinder der hydraulischen Pressen P1.1 ... Pn.m und s, ... Sn der wirksame Arbeitshub der jeweiligen Presse während des Umformvorganges.
  • Durch die Kombination von Werkstücken unterschiedlicher Lose mit unterschiedlichem Formgrad, unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung sowie unterschiedlicher Formtemperatur, können gleichzeitig zwei oder mehrere Werkstücke auf mehreren, dicht beabstandeten, hydraulisch arbeitenden Formmaschinen bearbeitet werden, die von dem gemeinsamen zentrisch angeordneten Hydraulikantrieb H1 und/oder H2 mit Druck beaufschlagt werden.
  • Fig. 4 zeigt die schematische dreidimensionale Darstellung einer Lösung, bei der vier Pressen P1 ... P4 um einen gemeinsamen Hydraulikantrieb H1 herum angeordnet sind. Die Pressen haben dabei eine direkte Verbindung zum Hydraulikantrieb. Mittels der Manipulatoren zwischen den Pressen werden die Werkstücke von einer Presse zur anderen weitergereicht. In dieser Ausführungsform ist es möglich, sowohl jede Presse einzeln als auch mehrere Pressen gleichzeitig mit Druck zu beaufschlagen. Ein besonders vorteilhaftes Betriebsregime sieht vor, dass die beiden gegenüberliegenden Pressen gleichzeitig mit Druck beaufschlagt werden, während die anderen beiden Pressen geöffnet sind und die Manipulatoren die Werkstücke entnehmen.

Claims (7)

  1. Maschinensystem zur Steuerung und zum Betrieb mehrerer spanlos formgebender, hydraulisch angetriebener Werkzeugmaschinen, insbesondere hydraulischer Pressen für das Ur- und Umformen, im Wesentlichen bestehend aus einer Anzahl baugleicher oder unterschiedlicher, hydraulisch angetriebener Urform- oder Umformmaschinen (P1, P2, ... Pm), die von einem zentralen Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) versorgt werden, wobei die einzelnen Urform- oder Umformmaschinen (P1, P2, ... Pm) stern-, kreisring- oder kreuzförmig und dicht beabstandet um den zentralen Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) angeordnet oder mit diesem direkt verbunden sind und genau eine oder mindestens zwei Urform- oder Umformmaschinen (P1, P2, ... Pm) zeitgleich von dem gemeinsamen zentralen Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) druckbeaufschlagt werden.
  2. Maschinensystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mindestens drei hydraulisch angetriebene Urform- oder Umformmaschinen (P1, P2, ... Pm) von einem zentralen Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) versorgt werden.
  3. Maschinensystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vier oder sechs hydraulisch angetriebene Urform- oder Umformmaschinen (P1, P2, Pm) von einem zentralen Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) versorgt werden.
  4. Maschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die hydraulisch angetriebenen Urform- oder Umformmaschinen (P1, P2,... Pm) und der zentrale Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) über standardisierte Schnittstellen modular miteinander verbindbar sind.
  5. Maschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die hydraulisch angetriebenen Urform- oder Umformmaschinen (P1, P2,... Pm) durch ein Handling- oder Manipulatorsystem (M) verbunden sind, welches die zu bearbeitenden Werkstücke kreisförmig um den zentralen Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) von Urform- oder Umformmaschine (P1, P2, ... Pm) zu Urform- oder Umformmaschine (P1, P2, ... Pm) transportiert.
  6. Urform- oder Umformmaschine für den Einsatz in einem Maschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der zentrale Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) als Teil des Gestelles oder Bettes oder der Seitenwand mindestens einer Urform- oder Umformmaschinen (P1, P2,... Pm) ausgebildet ist.
  7. Urform- oder Umformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der zentrale Hydraulikantrieb (H1, H2, ... Hn) als zylindrische Säule ausgebildet ist.
EP10171922A 2009-08-04 2010-08-04 Maschinensystem zur Steuerung und zum Betrieb mehrerer spanlos formgebender Werkzeugmaschinen Withdrawn EP2281682A2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2281682A2 true EP2281682A2 (de) 2011-02-09

Family

ID=43033151

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10171922A Withdrawn EP2281682A2 (de) 2009-08-04 2010-08-04 Maschinensystem zur Steuerung und zum Betrieb mehrerer spanlos formgebender Werkzeugmaschinen

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Country Link
EP (1) EP2281682A2 (de)
DE (1) DE102009036565B4 (de)

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