EP3515625A1 - Werkzeug und werkzeugmaschine sowie verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken - Google Patents

Werkzeug und werkzeugmaschine sowie verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken

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Publication number
EP3515625A1
EP3515625A1 EP17784194.7A EP17784194A EP3515625A1 EP 3515625 A1 EP3515625 A1 EP 3515625A1 EP 17784194 A EP17784194 A EP 17784194A EP 3515625 A1 EP3515625 A1 EP 3515625A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
axis
along
lifting
workpiece
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.)
Withdrawn
Application number
EP17784194.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Wilhelm
Dominik BITTO
Rainer Hank
Marc Klinkhammer
Leonard Schindewolf
Simon OCKENFUSS
Dr. Jens KAPPES
Dennis Tränklein
Alexander Tatarczyk
Dr. Jörg NEUPERT
Markus MAATZ
Christian JAKISCH
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.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE102016119435.2A external-priority patent/DE102016119435A1/de
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Publication of EP3515625A1 publication Critical patent/EP3515625A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/34—Perforating tools; Die holders
    • 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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • 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
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • 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
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/12—Punching using rotatable carriers
    • B21D28/125—Punching using rotatable carriers with multi-tools
    • 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
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/001—Shaping combined with punching, e.g. stamping and perforating

Definitions

  • the invention relates to a tool and a machine tool and a method for processing plate-shaped workpieces, preferably of sheets.
  • Such a machine tool is known from EP 2 527 058 B1.
  • This publication discloses a machine tool in the form of a press for machining workpieces, wherein an upper tool is provided on a lifting device which is movable relative to a workpiece to be machined along a lifting axis in the direction of the workpiece and in the opposite direction.
  • a lower tool is provided, which is positioned to a bottom.
  • a lifting drive device for a lifting movement of the upper tool is controlled by a wedge gear.
  • the lifting drive device with the upper tool arranged thereon can be moved along a positioning axis with a motor drive.
  • the lower tool is moved synchronously with a motor drive to the upper tool.
  • a tool for processing plate-shaped workpieces which can be used for example in a machine tool according to EP 2 527 058 B1.
  • This tool for cutting and / or forming plate-shaped workpieces comprises a punch and a punching die. For processing a workpiece arranged between the punch and the punching die, these are moved toward one another in a stroke direction.
  • a cutting tool with a cutting edge is arranged on the punch, and at least two counter cutting edges are provided on the punching die.
  • the punch and the punching die are rotatable relative to each other about a common positioning axis.
  • the counter cutting edges are aligned with the common positioning axis, that by a rotational movement of the cutting tool of the punch, the cutting edge of the cutting tool can be positioned to the counter cutting edges.
  • the counter cutting edges correspond to the distance to the positioning axis the distance of the cutting edge to the common positioning.
  • EP 2 177 289 B1 discloses a tool for cutting and / or forming plate-shaped workpieces.
  • This tool comprises a punch and a punching die, which in turn are aligned with each other in a common positioning axis.
  • the punch is rotatably mounted about this positioning axis, so that at least one cutting edge of a cutting tool on the punch to at least one counter cutting edge on the punching die can be aligned.
  • the punching die comprises in a bearing surface for a workpiece an opening through which severed workpiece parts can be discharged. Adjacent to the opening, a further counter-cutting edge is provided which has the same distance to the positioning axis as the further counter-cutting edge in the opening.
  • a Ausschleus transformation the sheet is provided at the lying outside the opening.
  • this tool corresponds to the distance of the counter cutting edges to the positioning axis the distance of the cutting edge on the cutting tool of the punch to positioning.
  • a tool for cutting plate-shaped workpieces with a top and bottom tool is known.
  • the upper tool comprises a clamping shaft and a base body, which lie in a common position axis.
  • a machining tool is provided which is opposite to the clamping shaft.
  • the lower tool comprises a base body with a support surface for the workpiece and an opening lying within the support surface. A cutting edge of the machining tool is inclined with respect to a plane of the workpiece to introduce longitudinal slots.
  • the invention has for its object to provide a tool and a machine tool as well as a method for cutting and / or forming of plate-shaped workpieces, through which the flexibility in the machining of workpieces is increased.
  • the tool for processing plate-shaped workpieces has a machining tool acting on the workpiece, in which a tool body accommodating the machining tool has a longitudinal axis which is inclined relative to the tool rotation axis or the positioning axis of the upper tool.
  • This machining tool is preferably provided on the upper tool.
  • a welding edge preparation can be provided on workpieces.
  • a machining in particular a punching stroke, can be carried out.
  • a rectangular edge of the part or an oblique edge of the part can be introduced.
  • further processing such as bending, engraving or forming can be made possible by a relative to the position axis inclined tool body.
  • the orientation for a cutting surface on the workpiece can be determined.
  • a lifting movement of the upper tool on the lower tool can be controlled such that it extends along the longitudinal axis of the tool body.
  • the longitudinal axis of the machining tool relative to the positioning axis is inclined at an angle of up to 90 °. This makes it possible, for example, for a workpiece resting on a workpiece support surface also to be able to machine the end face or end face of the workpiece, which can be aligned, for example, perpendicular to a contact surface of the workpiece.
  • this is designed as a cutting tool and has at least one cutting edge at the free end of the tool body. Due to the contour of such a cutting edge and corresponding to a counter cutting edge on the punching die different cutting contours or machining operations can be performed.
  • a stamp surface is provided on the tool body, which is preferably aligned at right angles to the longitudinal axis of the tool body, wherein at least one cutting edge is provided on the stamp surface.
  • the entire stamp surface may be delimited by a circumferential cutting edge.
  • a stamp body which has an upper and lower cutting edge on a punch surface and lateral cutting edges connecting the upper and lower cutting edge, both lower and upper chamfers are easily introduced to the workpiece.
  • a counter-cutting edge of the punching die lies in the bearing surface of the base body of the lower tool. If an upper tool with an inclined tool base body is moved toward the punching die, an oblique cutting edge can be produced in the workpiece resting on the punching die.
  • a support surface adjoining the counter-cutting edge is inclined relative to the support surface on the base body of the lower tool and preferably protrudes with respect to the latter in the direction of the upper tool.
  • the inclination of the support surface advantageously corresponds to the inclination of the stamp surface.
  • a Abstanzization is provided adjacent to the counter-cutting edge, which is formed inclined or parallel to the longitudinal axis of the tool body.
  • a support of the tool body can be made possible during the lifting movement.
  • the Abstanz resolution is inclined relative to the longitudinal axis of the tool body, so that the Abstanz imagery with increasing stroke of the tool body of this removed.
  • a counter-die is provided, which is spaced from the Abstanz textures. It is provided that the distance is adapted to the thickness or size of the tool body, which is guided during a lifting movement between the Abstanzization and the Schwarzmatrize. By such a counter-die an unwanted lifting of the workpiece from the support surface of the punching die can be prevented.
  • the supporting surface of the punching die adjoining the counter cutting edge is preferably adapted at an angle to a raised edge on the workpiece to be machined.
  • this is designed as a signing or engraving tool. Due to the inclined orientation of the marking or engraving tool, the introduction of a marking on a fold or on an end face of the workpiece can be provided.
  • the tool is a bending and / or forming tool. As a result, different contours can be introduced into the workpiece.
  • Another alternative of the tool provides that this is designed as a stamping tool.
  • the object underlying the invention is further achieved by a machine tool for processing plate-shaped workpieces, in which the movement of the upper tool along the upper positioning and the movement of the lower tool along the lower Positionierachse are each independently controllable and provided for machining workpieces a tool body is, in which a machining tool is inclined relative to the position axis of the upper tool.
  • a lifting movement of the upper tool and / or the lower tool can be controlled, which is outside the Z-axis and can be superimposed by a movement along the Y-axis. This increases the flexibility in both the machining and in the use of tools.
  • the object underlying the invention is further achieved by methods for processing plate-shaped workpieces, in which a tool is used, which has a relative to the positioning axis of the tool inclined aligned machining tool and wherein the upper tool and / or the lower tool with an outside of the lifting axis lying stroke movement is controlled.
  • a tool which has a relative to the positioning axis of the tool inclined aligned machining tool and wherein the upper tool and / or the lower tool with an outside of the lifting axis lying stroke movement is controlled.
  • a lifting movement of the upper tool and / or the lower tool is controlled, which has an inclined linear stroke movement with respect to a lifting axis.
  • this inclined linear lifting movement can be aligned along a longitudinal axis of the tool body on the machining tool.
  • a relative to the lifting axis, in particular Z-axis, curved or arcuate lifting movement is controlled.
  • Another embodiment for machining workpieces preferably provides that the upper tool is moved by a lifting movement along the lifting axis on the lower tool and then along an upper positioning, wherein during the lifting movement and the subsequent movement along the positioning the lower tool is positioned at rest.
  • a swivel-bending machining can be performed on a cut-free tab in the workpiece. Also, this can be produced a fold. Depending on the travel distance along the stroke axis and along the positioning axis of the swivel angle of the fold can be adjusted.
  • a further pivoting movement of the fold can be initiated by a subsequent movement along the upper positioning, so that the tab or fold against a workpiece plane are bent by more than 90 ° can.
  • the upper tool and / or lower tool are controlled by a rotational movement about the position axis and / or by a movement along the respective positioning axis to the upper and lower tool to a cutting gap in the tool or to set a kerf width between the Cutting edge of the punch and a counter cutting edge of the punching die or set to disconnect a residual connection.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the machine tool according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the basic structure of a lifting drive device and of a motor drive according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a superimposed lifting movement in the Y and Z directions of the tappet according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of a further superimposed lifting movement in the Y and Z directions of the tappet according to FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a schematic view from above of the machine tool according to FIG. 1 with workpiece support surfaces
  • FIG. 6 shows a schematic side view of a first embodiment of a tool for an oblique punching stroke
  • FIG. 7 shows a perspective view of the tool according to FIG. 6,
  • FIG. 8 is a schematic side view of an alternative embodiment of the tool of FIG. 6;
  • FIG. 9 shows a perspective view of the tool according to FIG. 8,
  • FIG. 10 shows a schematic side view of a further alternative embodiment of the tool according to FIG. 6,
  • FIG. 11 shows a perspective view of the tool according to FIG. 10 in a working position
  • FIG. 12 shows a perspective view of a further alternative embodiment of the tool according to FIG. 6,
  • FIG. 13 shows a further perspective view of the embodiment of the tool in FIG. 12,
  • FIG. 14 shows a schematic side view of a further alternative embodiment of a tool
  • FIG. 15 is a perspective view of an alternative embodiment of the tool of FIG. 8;
  • FIG. 16 shows a perspective view of a tool for embossing the workpiece
  • FIG. 17 shows a perspective view of a tool for reshaping the workpiece
  • FIG. 18 is a perspective view of the tool for pivotally bending the workpiece
  • Figures 19 - 22 schematic side view illustrating a pivot-bending machining on a workpiece
  • Figure 23 is a schematic sectional view of another alternative embodiment of the tool for bending the workpiece.
  • FIG. 1 shows a machine tool 1, which is designed as a stamping press.
  • This machine tool 1 comprises a support structure with a closed machine frame 2. This comprises two horizontal frame legs 3, 4 and two vertical frame legs 5 and 6.
  • the machine frame 2 encloses a frame interior 7, the working area of the machine tool 1 with an upper tool 11 and a lower tool. 9 forms.
  • the machine tool 1 is used for processing plate-shaped workpieces 10, which are not shown in Figure 1 for the sake of simplicity and can be arranged for processing purposes in the frame interior 7.
  • a workpiece 10 to be machined is placed on a workpiece support 8 provided in the frame interior 7.
  • the lower tool 9 is mounted, for example in the form of a punching die on the lower horizontal frame leg 4 of the machine frame 2.
  • This punching die can be provided with a die opening.
  • the upper tool 11 and lower tool 9 can be used instead of a punch and a punching die as a punch and a bending die for forming workpieces 10.
  • the upper tool 11 is fixed in a tool holder at a lower end of a plunger 12.
  • the plunger 12 is part of a lifting drive device 13, by means of which the upper tool 11 can be moved in a stroke direction along a lifting axis 14.
  • the lifting axis 14 extends in the direction of the Z-axis of the coordinate system of a indicated in Figure 1 numerical control 15 of the machine tool 1.
  • Perpendicular to the lifting axis 14, the lifting drive device 13 along a positioning axis 16 are moved in the direction of the double arrow.
  • the positioning axis 16 extends in the direction of the Y-direction of the coordinate system of the numerical control 15.
  • the lifting tool 13 receiving the upper tool 11 is moved by means of a motor drive 17 along the positioning axis 16.
  • the movement of the plunger 12 along the lifting axis 14 and the positioning of the lifting drive device 13 along the positioning axis 16 by means of a motor drive 17 in the form of a drive assembly 17, in particular spindle drive assembly, with a running in the direction of the positioning axis 16 and fixedly connected to the machine frame 2 drive spindle 18.
  • the lifting drive device 13 is guided during movements along the positioning axis 16 on three guide rails 19 of the upper frame leg 3, of which two guide rails 19 can be seen in FIG.
  • the one remaining guide rail 19 is parallel to the visible guide rail 19 and is spaced therefrom in the direction X-axis of the coordinate system of the numerical control 15.
  • On the guide rails 19 run guide shoes 20 of the Hubantriebsvorraum 13.
  • the mutual engagement of the guide rail 19 and the guide shoes 20 is such that this connection between the guide rails 19 and the guide shoes 20 can also absorb a load acting in the vertical direction. Accordingly, the lifting device 13 is suspended via the guide shoes 20 and the guide rails 19 on the machine frame 2. Another component of the lifting drive device 13 is a wedge gear 21, by which a position of the upper tool 11 is adjustable relative to the lower tool 9.
  • the lower tool 9 is received movably along a lower positioning axis 25.
  • This lower positioning axis 25 extends in the direction of the Y-axis of the coordinate system of the numerical control 15.
  • the lower positioning axis 25 is aligned parallel to the upper positioning axis 16.
  • the lower tool 9 can be moved directly on the lower positioning axis 16 with a motor drive arrangement 26 along the positioning axis 25.
  • the lower tool 9 can also be provided on a lifting drive device 27, which can be moved along the lower positioning axis 25 by means of the motor drive arrangement 26.
  • This drive arrangement 26 is preferably designed as a spindle drive arrangement.
  • the lower lift drive device 27 may correspond in structure to the upper lift drive device 13.
  • the motor drive assembly 26 may correspond to the motor drive assembly 17.
  • the lower lifting drive device 27 is also displaceably mounted on a lower horizontal frame leg 4 associated guide rails 19.
  • Guide shoes 20 of the lifting drive device 27 run on the guide rails 19, so that the connection between the guide rails 19 and guide shoes 20 on the lower tool 9 can also absorb a load acting in the vertical direction. Accordingly, the lifting drive device 27 is suspended via the guide shoes 20 and the guide rails 19 on the machine frame 2 and at a distance from the guide rails 19 and guide shoes 20 of the upper lifting drive device 13.
  • the lifting drive device 27 may include a wedge gear 21, by which the position or height of the lower tool 9 along the Z-axis is adjustable.
  • both the motor drives 17 for a movement of the upper tool 11 along the upper positioning axis 16, as well as the one or more motor drives 26 for a movement of the lower tool 9 along the lower positioning axis 25 are controlled independently.
  • the upper and lower tool 11, 9 can be moved synchronously in the direction of the Y-axis of the coordinate system.
  • an independent movement of the upper and lower tool 11, 9 are also driven in different directions.
  • This independent movement of the upper and lower tool 11, 9 can be controlled at the same time.
  • the upper and lower tool 11, 9 may be formed for machining the workpieces 10 in a variety of ways.
  • the wedge gear 21 comprises two drive-side wedge gear elements 122, 123, and two output-side wedge gear elements 124, 125. The latter are structurally combined to form a structural unit in the form of a driven-side double wedge 126.
  • the plunger 12 is rotatably mounted about the lifting axis 14.
  • a motor rotary drive device 128 is housed in the output side double wedge 126 and moves the plunger 12 when necessary along the lifting axis 14.
  • a plunger bearing 129 is shown schematically.
  • the plunger bearing 129 allows low-friction rotational movements of the plunger 12 about the lifting axis 14, on the other hand supports the plunger bearing 129 the plunger 12 in the axial direction and accordingly carries loads acting on the plunger 12 in the direction of the lifting axis 14, in the output side double wedge 126th from.
  • the driven-side double wedge 126 is limited by a wedge surface 130, and by a wedge surface 131 of the output-side gear element 125.
  • the wedge surfaces 130, 131 of the output-side wedge gear elements 124, 125 are opposed by wedge surfaces 132, 133 of the drive-side wedge gear elements 122, 123.
  • longitudinal guides 134, 135 the drive-side wedge gear member 122 and the output side wedge gear member 124 and the drive side wedge gear member 123 and the driven side wedge gear member 125 in the direction of the Y-axis, that is, in the direction of the positioning axis 16 of the Hubantriebsvorraumraum 13, guided relative to each other movable.
  • the drive-side wedge gear element 122 has a motor drive unit 138, the drive-side wedge gear element 123 via a motor drive unit 139. Both drive units 138, 139 together form the spindle drive arrangement 17th
  • motor drive units 138, 139 Common to the motor drive units 138, 139 is the drive spindle 18 shown in FIG. 1 as well as the lifting drive device 13, 27 mounted on the machine frame 2 and consequently supporting structure side.
  • the drive-side wedge gear elements 122, 123 are operated such that they move along the positioning axis 16, for example, which results in a relative movement between the drive-side wedge gear elements 122, 123 on the one hand and the output side wedge gear elements 124, 125 on the other hand , As a result of this relative movement of the output side double wedge 126 and the ram 12 mounted thereon is moved along the lifting axis 14 down.
  • the punch mounted on the plunger 12, for example, as an upper tool 11 performs a working stroke and thereby machined on the workpiece support 28, 29 and the workpiece support 8 mounted workpiece 10.
  • the plunger 12 is again along the Lifting axle 14 is raised or moved upwards.
  • the above-described lifting drive device 13 according to FIG. 2 is preferably constructed identically as the lower lift drive device 27 and accommodates the lower tool 9.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a possible stroke movement of the plunger 12.
  • the diagram shows a stroke course along the Y-axis and the Z-axis.
  • an oblique lifting movement of the Hubst formulateels 12 down to the workpiece 10 to be driven as shown by the first straight line A.
  • the plunger 12 can be lifted vertically, for example, as shown by the straight line B.
  • an exclusive movement takes place along the Y-axis in accordance with the straight line C, in order to position the plunger 12 for the workpiece 10 for a new working position.
  • the work sequence described above can be repeated. If, for a subsequent processing step, the workpiece 10 is moved on the workpiece support surface 28, 29, a movement along the straight line C can also be dispensed with.
  • the illustrated in the diagram in Figure 3 possible stroke movement of the plunger 12 on the upper tool 11 is preferably combined with a stationary held lower tool 9.
  • the lower tool 9 is positioned within the machine frame 2 such that at the end of a working stroke of the upper tool 11, the upper and lower tool 11, 9 occupy a defined position.
  • This exemplary superimposed stroke course can be controlled both for the upper tool 11 and the lower tool 9.
  • a superimposed lifting movement of the upper tool and / or lower tool 11, 9 can be actuated.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram illustrating a lifting movement of the plunger 12 according to the exemplary illustrated line D along a Y-axis and a Z-axis.
  • a lifting movement of the plunger 12 can undergo a curve or arc curve by a superposition of the movements in the Y direction and Z direction is controlled accordingly by the controller 15.
  • Such a flexible superimposition of the movement movements in the X and Z directions allows specific machining tasks to be solved.
  • the control of such a curve can be provided for the upper tool 11 and / or lower tool 9.
  • FIG. 5 shows a schematic view of the machine tool 1 according to FIG.
  • the workpiece support 28 may for example be assigned to a loading station, not shown, through which unprocessed workpieces 10 are placed on the workpiece support surface 28.
  • Adjacent to the workpiece support surface 28, 29 is a feed device 22, which comprises a plurality of grippers 23 in order to grasp the workpiece 10 placed on the workpiece support 28.
  • the feed device 22 By means of the feed device 22, the workpiece 10 is passed through the machine frame 2 in the X direction.
  • the feed device 22 can also be moved in the Y direction. As a result, a free movement of the workpiece 10 in the X-Y plane can be provided.
  • the workpiece 10 can be moved by the feed device 22 both in the X direction and counter to the X direction.
  • This movement of the workpiece 10 can be adapted to a movement of the upper tool 11 and lower tool 9 in and counter to the Y direction for the respective processing task.
  • the workpiece support 28 opposite the other workpiece support 29 is provided on the machine frame 2. This may for example be associated with an unloading station. Alternatively, the loading and unloading of the unprocessed workpiece 10 and machined workpiece 10 with workpieces 81 may also be assigned to the same workpiece support 28, 29.
  • the machine tool 1 can furthermore have a laser processing device 201, in particular a laser cutting machine, which is shown only schematically in a plan view in FIG.
  • This laser processing device 201 can be designed, for example, as a CO 2 laser cutting machine.
  • the laser processing device 201 comprises a laser source 202, which generates a laser beam 203, which is guided by means of a beam guide 204 shown schematically to a laser processing head, in particular laser cutting head 206, and focused in this. Thereafter, the laser beam 204 is aligned by a cutting nozzle perpendicular to the surface of the workpiece 10 to machine the workpiece 10.
  • the laser beam 203 preferably acts on the workpiece 10 at the processing location, in particular the cutting location, together with a process gas jet. The cutting point at which the laser beam 203 impinges on the workpiece 10 is adjacent to the processing point of the upper tool 11 and lower tool.
  • the laser cutting head 206 can be moved by a linear drive 207 with a linear axis system at least in the Y direction, preferably in the Y and Z directions.
  • This linear axis system which receives the laser cutting head 206, may be associated with, attached to, or integrated with the machine frame 2.
  • a beam passage opening may be provided in the workpiece support 28.
  • a beam collecting device for the laser beam 21 may be provided below the beam passage opening.
  • the beam passage opening and optionally the beam collecting device can also be designed as a structural unit.
  • the laser processing device 201 may also comprise a solid-state laser as the laser source 202, the radiation of which is guided to the laser cutting head 206 by means of a light-conducting cable.
  • the workpiece support 28, 29 may extend directly to the workpiece support 8, which surrounds the lower tool 9 at least partially. Within a free space resulting therebetween, the lower tool 9 is movable along the lower positioning axis 25 in and counter to the Y direction.
  • the workpiece support 28 is for example a machined workpiece 10, in which a workpiece part 81 is cut free from a cutting gap 83, for example by a punching or by a laser beam processing to a residual compound 82.
  • the workpiece 81 is held in the workpiece 10 and the remaining skeleton.
  • the workpiece 10 is positioned by means of the feed device 22 to the upper and lower tool 11, 9 for a stamping and Ausschleus suits.
  • the residual compound 82 is separated by a punching stroke of the upper tool 11 to the lower tool 9.
  • the workpiece part 81 can be discharged, for example, by partially lowering the workpiece support 8 down.
  • the cut-free workpiece part 81 can be transferred back to the workpiece support 28 or onto the workpiece support 29 in order to unload the workpiece part 81 and the residual grid.
  • small workpiece parts 81 may optionally be discharged through an opening in the lower tool 9.
  • FIG. 6 shows a schematic side view of a first embodiment of a tool 31.
  • FIG. 7 shows a perspective view of the tool 31 according to FIG. 6.
  • the tool 31 is designed as a punching tool and comprises a punch 11, which forms the upper tool, and a punching die 9, which forms the lower tool.
  • the punch 11 has a base body 33 with a clamping shaft 34 and an adjusting or indexing element or an adjusting or Indexierkeil 36.
  • the clamping shaft 34 serves to fix the punch 11 in the machine-side upper tool holder.
  • the orientation of the punch 11 or the rotational position of the punch 11 is determined by the Indexierkeil 36.
  • the punch 11 is rotated about a position axis 35.
  • This position axis 35 forms a longitudinal axis of the clamping shaft 34 and preferably also a longitudinal axis of the main body 33.
  • Die Punching die 9 also comprises a base body 41, which is adapted to be fixed in the machine-side lower tool holder with a defined rotational position, for example by at least one Indexierelement 42.
  • the punching die 9 is rotatable about a position axis 48. This forms a longitudinal axis or longitudinal central axis of the main body 41. Between the punch 11 and the punching die 9 may be provided a scraper or hold-down, which is not shown in detail.
  • the punching die 9 has an opening 46 in the main body 41, which is preferably delimited by a peripheral bearing surface 47. This opening 46 preferably completely penetrates the main body 41, so that through this opening 46 die-cut or cut-free workpiece parts 81 can be discharged.
  • the machining tool 37 on the punch 11 comprises a tool body 39, at the free end of a cutting edge 38 is provided.
  • This cutting edge 38 may be circumferential. Alternatively, the cutting edge 38 may be formed only in the region of a Abstanzisation 56.
  • a longitudinal axis 40 of the tool body 39 is inclined at an angle ⁇ to the position axis 35.
  • the longitudinal axis 40 of the tool body 39 is located outside the position axis 35.
  • the tool body 39 is formed as an elongated rectangular body.
  • a punch surface 43 is provided, which is bounded by the cutting edge 38.
  • the stamp face 43 is preferably aligned at right angles to the longitudinal axis 40 of the tool body 39.
  • a square, round, elliptical or otherwise contoured tool body 39 is provided, wherein in all forms of the tool body, a longitudinal axis 40 is aligned inclined to the position axis 35.
  • the punching die 9 comprises in the opening 46 preferably adjacent to the support surface 37 an inner counter-cutting edge 51.
  • This inner counter-cutting edge 51 is provided on a support surface 61 which protrudes from the support surface 47 and is inclined at an angle corresponding to the angle of the die surface 43 .
  • An adjacent to the inner counter-cutting edge 51 Abstanzization 56 may advantageously be formed parallel to the longitudinal axis 40 of the tool body 39 and is perpendicular to the support surface 61.
  • the Abstanz configuration 56 is inclined relative to a perpendicular to the support surface 61, for example by 1 ° to 2 °, so that the Abstanzization 55 is aligned at an angle of less than 90 ° to the support surface 61.
  • This Abstanz materials 56 corresponds to a the outer side of the tool body 39 forming wall, starting from the cutting edge 38th
  • this tool 31 it is made possible that on a machined workpiece 10 with a folded edge 62 introduced therein in the region of the fold 62 a rectangular cutting edge is made possible when punching a raised residual part.
  • the support surface 61 is aligned relative to the support surface 47 at an angle corresponding to the angle of the fold with respect to the workpiece plane of the workpiece 10.
  • the longitudinal axis 40 of the tool body 39 on the punch 11 in turn is aligned as normal to the fold 62.
  • a linear lifting movement along an inclined axis can be controlled.
  • any curved lifting movement or an arcuate lifting movement can be controlled.
  • the punching die 9 can be actuated in a stationary manner in the machine tool 1 during a working step, whereas the punch 11 is driven with a lifting movement along an inclined axis.
  • This inclined axis corresponds to the longitudinal axis 40 of the tool body 39. As a result, a rectangular edge of the part can be produced at the fold 62.
  • FIG. 8 shows a side view of an alternative embodiment of the tool 31 to FIG.
  • FIG. 9 shows a perspective view of the tool 31 according to FIG. 8.
  • the punch 11 corresponds to the embodiment according to FIGS. 6 and 7.
  • the punching die 9 deviates from the embodiment in FIGS. 6 and 7 in the embodiment of the inner counter-cutting edge 51.
  • the inner counter-cutting edge 31 is positioned, for example, flush with the support surface 37.
  • a Abstanz materials 56 connects, which is parallel to the longitudinal axis 40 of the tool body 39 in the orientation.
  • FIG. 10 shows an alternative embodiment of the tool 31 to FIG.
  • FIG. 11 shows a perspective view of the tool 31 according to FIG. 10 in a sectional view.
  • the punch 11 corresponds with its tool body 39 of the embodiment according to FIG 6.
  • the clamping shaft 34 and the tool body 39 are integrally and preferably secured by a clamping connection to the base body 33.
  • the punching die 9 is designed such that a counter cutting insert 50 is provided on the punching die 9.
  • This counter cutting insert 50 can be provided interchangeable, for example, on the main body 41 of the punching die 9.
  • This counter cutting insert 50 comprises at least one inner counter cutting edge 51 which is associated with the opening 46 in the base body 41 of the punching die 9.
  • This counter cutting insert 50 is designed to form an overhead chamfer 64 on the workpiece 10 in cooperation with the upper tool 11. This chamfer 64 is shown for example in the sectional view in FIG. 11.
  • the counter cutting insert 50 has a U-shaped recess which is bounded in each case by an inner counter-cutting edge 51 which, for example, are aligned perpendicular to the bearing surface 47 of the punching die.
  • the distance of the counter-cutting edges 51 is adapted to the width of the tool body 39 and the cutting edge 38.
  • a defined length of the chamfer 64 can be introduced in one working stroke.
  • the counter cutting insert 50 comprises a support surface 61, which is raised relative to the support surface 67. At this support surface 61 is an end face of the workpiece 10 at.
  • a 45 ° bevel By a driven for example along the longitudinal axis 40 of the tool body 39 lifting movement of the upper tool 11, for example, a 45 ° bevel can be attached.
  • this When resting and engaging the cutting edge 38 of the upper tool 11 on the workpiece 10, this is pressed against the support surface 61 on the counter cutting insert 50.
  • sheared material by dipping the punch surface 43 with the at least one cutting edge 38 disposed thereon against the U-shaped opening, which is bounded by the counter cutting edges 51, sheared material.
  • the sheared material is discharged via the opening 46 down.
  • a chamfer 64 can be introduced over a larger area of the end face on the workpiece 10. This can be done for example by a movement of the upper tool 11 and the lower tool 9 along the Y-axis or, if the machined end face of the workpiece 10 is aligned along the X-axis, by the control of the feed device 22nd
  • FIG. 12 shows a schematic sectional view of an alternative embodiment of the tool 31 in a working position.
  • FIG. 13 shows the tool 31 according to FIG. 12 in a further perspective sectional view.
  • This tool 31 according to FIGS. 12 and 13 differs from the tool 31 according to FIGS. 10 and 11 in that the chamfer 64 is introduced on an underside of the workpiece 10.
  • the upper tool 11 corresponds to the embodiment according to the tool 31 in FIG. 10 or FIG. 6.
  • the punching die 9, unlike the embodiment according to FIG. 10, has an alternative embodiment of the counterblade insert 50.
  • This counter cutting insert 50 is associated with the opening 46 in the base body 41 of the punching die 9.
  • This counter cutting insert 50 also has a passage opening 52 into which the tool body 39 of the upper tool 11 can at least partially submerge during a working stroke.
  • the passage opening 52 of the counter cutting insert 50 is adapted to the geometry of the tool body 39, in particular the stamp surface 43 and the at least one cutting edge 38 provided thereon.
  • An upper side of the counter cutting insert 50 is aligned flush with the bearing surface 47 of the main body 41 of the punching die 9.
  • a chamfer 64 on a lower end edge of the workpiece 10 this is positioned to the passage opening 52 so that after a first lifting phase, a lower cutting edge 38 abuts a boundary of the through hole 52 and can be passed, whereas the cutting edge 38 on the end face of the workpiece 10 attacks.
  • the tool body 39 is supported on the passage opening 52 and the chamfer 64 is introduced through the cutting edge 38.
  • the workpiece 10 is supported.
  • For holding down the workpiece 10 on the support surface 47 may be provided on the workpiece upper side of the workpiece 10 is not shown Gegenmatrize or a hold-down, which is preferably plate-shaped.
  • the chamfer 64 may be a constructive component of a workpiece 10 to be produced. Likewise, a deburring of the workpiece 10 can be performed. In addition, the introduction of this bevel 64 or flattening can also be a preparatory step for forming a welding edge.
  • FIG. 14 shows a schematic view of a further alternative embodiment of the tool 31.
  • the machining tool 37 is designed as a signing and / or engraving tool.
  • the orientation of the longitudinal axis 40 of the tool body 39 is again aligned perpendicular to the fold 62 on the workpiece 10.
  • the independent activation of the upper tool 11 and lower tool 9 makes it possible for a marking, inscription or the like to be introduced into the surface of the fold.
  • FIG. 15 shows an alternative embodiment of the tool 31 to FIG. 14.
  • the longitudinal axis 40 of the tool body 39 is inclined more strongly with respect to the position axis 35.
  • this inclination may include 90 ° to the position axis 35.
  • FIG. 16 shows a perspective view of an alternative tool 31 to FIG. 14.
  • the machining tool 37 is designed as a stamping tool.
  • an embossing element 270 is provided on an end face of the tool body 39. This may be for example a letter, a number, a symbol or the like.
  • the stamp face 43 of the tool body 39 is preferably aligned parallel to the surface of the fold 62, or to the inclination of the support face 61.
  • FIG. 17 shows an alternative embodiment of the tool 31 to FIG. 16.
  • the machining tool 37 is designed as a forming tool.
  • a forming element 271 is provided on the punch surface 43 of the inclined tool body 39, through which a forming contour can be introduced into a fold 62 on the workpiece 10.
  • a symbolsumformelement 272 is shown, which corresponds to the forming element 271 in the course of the contour.
  • a cup-shaped recess in the fold 62 is formed by this machining tool 37, since the deformation element 271 is formed as a frusto-conical elevation and the counter-form element 272 complementary thereto.
  • a longitudinal bead, V-bead or other contours can be introduced into the fold 62.
  • a stamping punch is provided which introduces an opening or recess into the fold 62.
  • This recess can again be varied in the contour and comprise various geometries.
  • a stamped and bent element may be provided in order to introduce into the fold 62, for example, a gill.
  • the configuration of the tool body 39 or the machining and / or cutting tools arranged in detail on the stamp face 43 of the inclined tool body 39 can be varied.
  • FIG. 18 shows a perspective view of an alternative embodiment of the tool 31 to FIG. 6.
  • the machining tool 37 is designed as a pivoting bending tool.
  • the tool body 39 has at its front end a punch surface 43, which has a curved or rounded contour or a radius of curvature to form a bending edge 274.
  • the lower tool 9 in turn comprises a base body 41 with a bearing surface 47, which surrounds an opening 46.
  • the opening 46 delimiting a counter-bending edge 275 is formed on the lower tool 9.
  • the counter-bending edge 275 is preferably equal in length or longer than the bending edge 274 on the upper tool 11.
  • the fold 62 can be pivoted relative to the workpiece 10 from the plane and deformed .
  • the counter-bending edge 275 is formed as a thin segment-shaped thin disk.
  • a fold 62 can be bent over at an angle of more than 90 ° to the workpiece plane of the workpiece 10. This will be described in more detail below with reference to FIGS. 19 to 22.
  • FIG. 19 shows a schematic sectional view of the tool 31 according to FIG. 18 in a first working position.
  • the workpiece 10 rests on the support surface 47.
  • a U-shaped cut-free flap which is to reshape the fold 62, lies above the opening 46 of the lower tool 9.
  • the upper tool 11 along the lifting axis 14 and the position axis 35 is moved to the lower tool 9 until the bending edge 274 for Plant on the workpiece 10 comes.
  • the bending edge 274 is offset in relation to the opposite bending edge 275 inwardly in the direction of the opening 46.
  • a bending radius between the workpiece 10 and the fold 62 is dependent on the distance between the bending edge 274 and the Gegenbiegekante 275. The smaller the distance, the smaller the radius of curvature.
  • FIG. 23 shows a further alternative embodiment of a tool 31 to FIG.
  • a tool 31 according to Figure 23 is used, in which the machining tool 37 is formed as a forming tool ,
  • the tool body 39 again has a bending edge 274 at its front end.
  • the embodiment of the upper tool 11 may correspond to the embodiment according to FIG.
  • the lower tool 9 comprises a bearing surface 61, which is raised relative to the bearing surface 47 and inclined, and a stamping surface 56.
  • a counter-bending edge 275 is provided between the bearing surface 61 and the stamping surface 56.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und eine Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen, mit einem Oberwerkzeug (11) und mit einem Unterwerkzeug (9), die zur Bearbeitung eines dazwischen angeordneten Werkstücks (10) aufeinander zu bewegbar sind, wobei das Oberwerkzeug (11) einen Einspannschaft (34) und einen Grundkörper (33) aufweist, die eine gemeinsame Positionsachse (35) umfassen, und ein Bearbeitungswerkzeug (37) umfasst, welches dem Einspannschaft (34) gegenüberliegend an dem Grundkörper (33) angeordnet ist und wobei das Unterwerkzeug (9) einen Grundkörper (41) aufweist, welcher eine Auflagefläche (47) für das Werkstück (10) und eine innerhalb der Auflagefläche (47) liegende Öffnung (46) umfasst, wobei ein das Bearbeitungswerkzeug (37) aufnehmender Werkzeugkörper (39) eine Längsachse (40) aufweist, die gegenüber der Positionierachse (35) des Oberwerkzeugs (11) geneigt ist.

Description

  • Werkzeug und Werkzeugmaschine sowie Verfahren zum
    Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken
  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und eine Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen.
  • Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der EP 2 527 058 B1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Werkzeugmaschine in Form einer Presse zum Bearbeiten von Werkstücken, wobei ein Oberwerkzeug an einer Hubvorrichtung vorgesehen ist, welche gegenüber einem zu bearbeitenden Werkstück entlang einer Hubachse in Richtung auf das Werkstück und in der Gegenrichtung verfahrbar ist. In der Hubachse und dem Oberwerkzeug gegenüberliegend ist ein Unterwerkzeug vorgesehen, welches zu einer Unterseite positioniert ist. Eine Hubantriebsvorrichtung für eine Hubbewegung des Oberwerkzeugs wird durch ein Keilgetriebe angesteuert. Die Hubantriebsvorrichtung mit dem daran angeordneten Oberwerkzeug ist längs einer Positionierachse mit einem motorischen Antrieb verfahrbar. Das Unterwerkzeug wird dabei synchron mit einem motorischen Antrieb zum Oberwerkzeug verfahren.
  • Aus der DE 10 2006 049 044 A1 ist ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken bekannt, welches beispielsweise in einer Werkzeugmaschine gemäß der EP 2 527 058 B1 einsetzbar ist. Dieses Werkzeug zum Schneiden und/oder Umformen von plattenförmigen Werkstücken umfasst einen Stanzstempel und eine Stanzmatrize. Zur Bearbeitung eines zwischen dem Stanzstempel und der Stanzmatrize angeordneten Werkstücks werden diese in einer Hubrichtung aufeinander zu bewegt. An dem Stanzstempel ist ein Schneidwerkzeug mit einer Schneidkante angeordnet, und an der Stanzmatrize sind zumindest zwei Gegenschneidkanten vorgesehen. Der Stanzstempel und die Stanzmatrize sind relativ zueinander um eine gemeinsame Positionierachse drehbar. Dabei sind die Gegenschneidkanten derart zur gemeinsamen Positionierachse ausgerichtet, dass durch eine Drehbewegung des Schneidwerkzeuges des Stanzstempels die Schneidkante des Schneidwerkzeugs zu den Gegenschneidkanten positionierbar ist. Die Gegenschneidkanten entsprechen im Abstand zur Positionierachse dem Abstand der Schneidkante zur gemeinsamen Positionierachse.
  • Aus der EP 2 177 289 B1 ist des Weiteren ein Werkzeug zum Schneiden und/oder Umformen von plattenförmigen Werkstücken bekannt. Dieses Werkzeug umfasst einen Stanzstempel und eine Stanzmatrize, die wiederum zueinander in einer gemeinsamen Positionierachse ausgerichtet sind. Der Stanzstempel ist um diese Positionierachse drehbar gelagert, so dass zumindest eine Schneidkante eines Schneidwerkzeuges am Stanzstempel zur zumindest einen Gegenschneidkante an der Stanzmatrize ausrichtbar ist. Die Stanzmatrize umfasst in einer Auflagefläche für ein Werkstück eine Öffnung, durch welche abgetrennte Werkstückteile ausgeschleust werden können. Benachbart zur Öffnung ist eine weitere Gegenschneidkante vorgesehen, welche denselben Abstand zur Positionierachse wie die weitere Gegenschneidkante in der Öffnung aufweist. An der außerhalb der Öffnung liegenden Gegenschneidkante der Stanzmatrize ist eine Ausschleusfläche des Bleches vorgesehen. Auch bei diesem Werkzeug entspricht der Abstand der Gegenschneidkanten zur Positionierachse dem Abstand der Schneidkante am Schneidwerkzeug des Stanzstempels zur Positionierachse.
  • Aus der WO O2/043 892 A2 ist ein Werkzeug zum Schneiden von plattenförmigen Werkstücken mit einem Ober- und Unterwerkzeug bekannt. Das Oberwerkzeug umfasst einen Einspannschaft und einen Grundkörper, die in einer gemeinsamen Positionsachse liegen. An dem Grundkörper ist ein Bearbeitungswerkzeug vorgesehen, welches dem Einspannschaft gegenüberliegt. Das Unterwerkzeug umfasst einen Grundkörper mit einer Auflagefläche für das Werkstück und eine innerhalb der Auflagefläche liegende Öffnung. Eine Schneidkante des Bearbeitungswerkzeugs ist gegenüber einer Ebene des Werkstücks geneigt ausgerichtet, um Längsschlitze einzubringen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug sowie eine Werkzeugmaschine als auch ein Verfahren zum Schneiden und/oder Umformen von plattenförmigen Werkstücken vorzuschlagen, durch welche die Flexibilität in der Bearbeitung von Werkstücken erhöht ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum Schneiden und/oder Umformen von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Das Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken weist ein auf das Werkstück einwirkendes Bearbeitungswerkzeug auf, bei dem ein das Bearbeitungswerkzeug aufnehmender Werkzeugkörper eine Längsachse aufweist, die gegenüber der Werkzeugdrehachse beziehungsweise der Positionierachse des Oberwerkzeuges geneigt ist. Dieses Bearbeitungswerkzeug ist bevorzugt an dem Oberwerkzeug vorgesehen. Durch die Ansteuerung einer Hubbewegung des Oberwerkzeuges, welche durch eine Überlagerung einer Verfahrbewegung in Y-Richtung und in Z-Richtung ansteuerbar ist, kann eine gegenüber einer vertikalen Hubbewegung abweichende, insbesondere geneigte, Hubbewegung durchgeführt werden. Durch eine solche schräg verlaufende Hubbewegung wird ermöglicht, dass an einem Werkstück oder einer Werkstückkante schräge Schnitte gebildet werden können. Dies ermöglicht beispielsweise die Herstellung von schrägen Teilekanten. Ebenso kann eine Schweißkantenvorbereitung an Werkstücken vorgesehen sein. Darüber hinaus ist ermöglicht, dass bei Abkantungen bzw. Aufkantungen, welche gegenüber einer Werkstückebene erhaben sind, eine Bearbeitung, insbesondere ein Stanzhub, durchgeführt werden kann. An einer solchen Abkantung kann eine rechtwinklige Teilekante oder auch eine schräge Teilekante eingebracht werden. Darüber hinaus können durch einen gegenüber der Positionsachse geneigten Werkzeugkörper weitere Bearbeitungen wie beispielsweise Biegen, Gravieren oder Umformen ermöglicht sein.
  • Durch die Neigung der Längsachse des Werkzeugkörpers kann die Ausrichtung für eine Schnittfläche an dem Werkstück bestimmt sein. Bevorzugt kann auch eine Hubbewegung des Oberwerkzeuges auf das Unterwerkzeug derart angesteuert werden, dass diese längs der Längsachse des Werkzeugkörpers verläuft.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Längsachse des Bearbeitungswerkzeuges gegenüber der Positionierachse in einem Winkel von bis zu 90° geneigt ist. Dies ermöglicht beispielsweise, dass bei einem auf einer Werkstückauflagefläche aufliegenden Werkstück auch eine Bearbeitung der Stirnfläche oder Stirnseite des Werkstückes ermöglicht ist, welche beispielsweise senkrecht zu einer Auflagefläche des Werkstücks ausgerichtet sein kann.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform des Bearbeitungswerkzeugs ist vorgesehen, dass dies als Schneidwerkzeug ausgebildet ist und am freien Ende des Werkzeugkörpers zumindest eine Schneidkante aufweist. Durch die Kontur einer solchen Schneidkante und korrespondierend mit einer Gegenschneidkante an der Stanzmatrize können verschiedene Schnittkonturen oder Bearbeitungen durchgeführt werden.
  • Bevorzugt ist an dem Werkzeugkörper eine Stempelfläche vorgesehen, welche vorzugsweise rechtwinklig zur Längsachse des Werkzeugkörpers ausgerichtet ist, wobei zumindest eine Schneidkante an der Stempelfläche vorgesehen ist. Vorteilhafterweise kann die gesamte Stempelfläche von einer umlaufenden Schneidkante begrenzt sein. Beispielsweise kann mittels eines solchen Werkzeugkörpers, der an einer Stempelfläche eine obenliegende und untenliegende Schneidkante sowie seitliche Schneidkanten aufweist, welche die oben und unten liegende Schneidkante verbindet, sowohl eine untere als auch eine obere Fase an dem Werkstück in einfacher Weise eingebracht werden. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Gegenschneidkante der Stanzmatrize in der Auflagefläche des Grundkörpers des Unterwerkzeuges liegt. Sofern ein Oberwerkzeug mit einem geneigten Werkzeuggrundkörper auf die Stanzmatrize zu bewegt wird, kann bei dem auf der Stanzmatrize aufliegenden Werkstück eine schräge Schnittkante erzeugt werden.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine an der Gegenschneidkante angrenzende Abstützfläche gegenüber der Auflagefläche am Grundkörper des Unterwerkzeugs geneigt und vorzugsweise gegenüber dieser in Richtung auf das Oberwerkzeug hervorsteht. Die Neigung der Abstützfläche entspricht vorteilhafterweise der Neigung der Stempelfläche. Bei einer Hubbewegung, welche senkrecht zur Abstützfläche ausgerichtet ist, kann bei einem aufgekanteten Werkstückteil eine rechtwinklige Teilekante hergestellt werden.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass an die Gegenschneidkante angrenzend eine Abstanzfläche vorgesehen ist, welche geneigt oder parallel zur Längsachse des Werkzeuggrundkörpers ausgebildet ist. Dabei kann eine Abstützung des Werkzeugkörpers während der Hubbewegung ermöglicht sein. Bevorzugt ist die Abstanzfläche gegenüber der Längsachse des Werkzeugkörpers geneigt, so dass sich die Abstanzfläche mit zunehmendem Arbeitshub des Werkzeugkörpers von diesem entfernt.
  • Eine weitere Ausführungsform des Werkzeugs sieht vor, dass eine Gegenmatrize vorgesehen ist, welche zur Abstanzfläche beabstandet ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Abstand auf die Dicke oder Größe des Werkzeugkörpers angepasst ist, der während einer Hubbewegung zwischen der Abstanzfläche und der Gegenmatrize geführt ist. Durch eine solche Gegenmatrize kann ein ungewünschtes Abheben des Werkstückes von der Auflagefläche der Stanzmatrize verhindert sein.
  • Die an die Gegenschneidkante angrenzende Abstützfläche der Stanzmatrize ist bevorzugt im Winkel an eine Aufkantung am zu bearbeitenden Werkstück angepasst. Dadurch kann während einer Bearbeitung der Abkantung der zuvor eingebrachte Winkel der Abkantung aufrechterhalten bleiben.
  • Nach einer alternativen Ausgestaltung des Werkstücks ist vorgesehen, dass dieses als Signier- oder Gravierwerkzeug ausgebildet ist. Durch die geneigte Ausrichtung des Signier- oder Gravierwerkzeuges kann das Einbringen einer Kennzeichnung auf einer Abkantung oder an einer Stirnseite des Werkstücks vorgesehen sein.
  • Des Weiteren ist alternativ vorgesehen, dass das Werkzeug ein Biege- und/oder Umformwerkzeug ist. Dadurch können verschiedene Konturen in das Werkstück eingebracht werden.
  • Eine weitere Alternative des Werkzeuges sieht vor, dass dieses als Prägewerkzeug ausgebildet ist.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken gelöst, bei welcher die Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges entlang der oberen Positionierachse und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeugs entlang der unteren Positionierachse jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind und zum Bearbeiten von Werkstücken ein Werkzeugkörper vorgesehen ist, bei welchem ein Bearbeitungswerkzeug gegenüber der Positionsachse des Oberwerkzeugs geneigt ist. Durch die Werkzeugmaschine kann eine Hubbewegung des Oberwerkzeuges und/oder des Unterwerkzeuges angesteuert werden, die außerhalb der Z-Achse liegt und durch eine Bewegung entlang der Y-Achse überlagert sein kann. Dadurch wird die Flexibilität sowohl in der Bearbeitung als auch im Einsatz von Werkzeugen erhöht.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken gelöst, bei welchem ein Werkzeug eingesetzt wird, welches einen gegenüber der Positionierachse des Werkzeugs geneigt ausgerichtetes Bearbeitungswerkzeug aufweist und bei welchem das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug mit einer außerhalb der Hubachse liegenden Hubbewegung angesteuert wird. Dadurch kann die Vielfalt in der Bearbeitung von Werkstücken erhöht sein.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Hubbewegung des Oberwerkzeuges und/oder des Unterwerkzeuges angesteuert wird, welche gegenüber einer Hubachse eine geneigte lineare Hubbewegung aufweist. Beispielsweise kann diese geneigte lineare Hubbewegung entlang einer Längsachse des Werkzeugkörpers am Bearbeitungswerkzeug ausgerichtet sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine gegenüber der Hubachse, insbesondere Z-Achse, kurvenförmige oder bogenförmige Hubbewegung angesteuert wird. Durch die entsprechenden Parameter zum Verfahren des Oberwerkzeuges zum Unterwerkzeug können nicht nur Schnitte oder Abscherungen, sondern auch Abrundungen oder Umformungen mit gerundeten oder gebogenen Konturen erzielt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zur Bearbeitung von Werkstücken sieht bevorzugt vor, dass das Oberwerkzeug durch eine Hubbewegung entlang der Hubachse auf das Unterwerkzeug und anschließend entlang einer oberen Positionierachse verfahren wird, wobei während der Hubbewegung und der darauf folgenden Verfahrbewegung entlang der Positionierachse das Unterwerkzeug ruhend positioniert wird. Dadurch kann beispielsweise eine Schwenk-Biege-Bearbeitung an einer freigeschnittenen Lasche im Werkstück durchgeführt werden. Auch kann dadurch eine Abkantung erzeugt werden. In Abhängigkeit der Verfahrstrecke entlang der Hubachse und entlang der Positionierachse kann der Schwenkwinkel der Abkantung eingestellt werden. Sofern beispielsweise durch eine Hubbewegung des Oberwerkzeugs zum Unterwerkzeug eine Abkantung um 90° erzielt wurde, kann durch eine darauffolgende Verfahrbewegung entlang der oberen Positionierachse eine weitere Schwenkbewegung der Abkantung eingeleitet werden, so dass die Lasche oder Abkantung gegenüber einer Werkstückebene um mehr als 90° gebogen werden kann.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug durch eine Drehbewegung um deren Positionsachse und/oder durch eine Verfahrbewegung entlang der jeweiligen Positionierachse angesteuert werden, um das Ober- und Unterwerkzeug zu einem Schnittspalt im Werkzeug oder zur Einstellung einer Schnittspaltbreite zwischen der Schneidkante des Stanzstempels und einer Gegenschneidkante der Stanzmatrize oder zum Abtrennen einer Restverbindung eingestellt werden.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
  • Figur 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,
  • Figur 2 eine schematisierte Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus einer Hubantriebsvorrichtung und eines motorischen Antriebes gemäß Figur 1,
  • Figur 3 ein schematisches Diagramm einer überlagerten Hubbewegung in Y- und Z-Richtung des Stößels gemäß Figur 1,
  • Figur 4 ein schematisches Diagramm einer weiteren überlagerten Hubbewegung in Y- und Z-Richtung des Stößels gemäß Figur 1,
  • Figur 5 eine schematische Ansicht von oben auf die Werkzeugmaschine gemäß Figur 1 mit Werkstückauflageflächen,
  • Figur 6 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Werkzeugs für einen schrägen Stanzhub,
  • Figur 7 eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs gemäß Figur 6,
  • Figur 8 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu Figur 6,
  • Figur 9 eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs gemäß Figur 8,
  • Figur 10 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu Figur 6,
  • Figur 11 eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs gemäß Figur 10 in einer Arbeitsposition,
  • Figur 12 eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu Figur 6,
  • Figur 13 eine weitere perspektivische Ansicht der Ausführungsform des Werkzeugs in Figur 12,
  • Figur 14 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Werkzeugs,
  • Figur 15 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeugs zu Figur 8,
  • Figur 16 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugs zum Prägen des Werkstücks,
  • Figur 17 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugs zum Umformen des Werkstücks,
  • Figur 18 eine perspektivische Ansicht des Werkzeuges zum Schwenk-Biegen des Werkstücks,
  • Figuren 19 - 22 schematische Seitenansicht zur Darstellung einer Schwenk-Biege-Bearbeitung an einem Werkstück und
  • Figur 23 eine schematische Schnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeuges zum Biegen des Werkstücks.
  • In Figur 1 ist eine Werkzeugmaschine 1 dargestellt, welche als Stanzpresse ausgebildet ist. Diese Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Tragstruktur mit einem geschlossenen Maschinenrahmen 2. Dieser umfasst zwei horizontale Rahmenschenkel 3, 4 sowie zwei vertikale Rahmenschenkel 5 und 6. Der Maschinenrahmen 2 umschließt einen Rahmeninnenraum 7, der den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine 1 mit einem Oberwerkzeug 11 und einem Unterwerkzeug 9 bildet.
  • Die Werkzeugmaschine 1 dient zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken 10, welche der Einfachheit halber in Figur 1 nicht dargestellt sind und können zu Bearbeitungszwecken im Rahmeninnenraum 7 angeordnet werden. Ein zu bearbeitendes Werkstück 10 wird auf eine im Rahmeninnenraum 7 vorgesehene Werkstückabstützung 8 abgelegt. In einer Aussparung der Werkstückabstützung 8 ist am unteren horizontalen Rahmenschenkel 4 des Maschinenrahmens 2 das Unterwerkzeug 9 beispielsweise in Form einer Stanzmatrize gelagert. Diese Stanzmatrize kann mit einer Matrizenöffnung versehen sein. Bei einer Stanzbearbeitung taucht in die Matrizenöffnung des als Stanzmatrize ausgebildeten Unterwerkzeuges das als Stanzstempel ausgebildete Oberwerkzeug 11 ein.
  • Das Oberwerkzeug 11 und Unterwerkzeug 9 kann anstelle von einem Stanzstempel und einer Stanzmatrize auch als ein Biegestempel sowie eine Biegematrize zum Umformen von Werkstücken 10 eingesetzt werden.
  • Das Oberwerkzeug 11 ist in einer Werkzeugaufnahme an einem unteren Ende eines Stößels 12 fixiert. Der Stößel 12 ist Teil einer Hubantriebsvorrichtung 13, mittels derer das Oberwerkzeug 11 in eine Hubrichtung entlang einer Hubachse 14 bewegt werden kann. Die Hubachse 14 verläuft in Richtung der Z-Achse des Koordinatensystems einer in Figur 1 angedeuteten numerischen Steuerung 15 der Werkzeugmaschine 1. Senkrecht zur Hubachse 14 kann die Hubantriebsvorrichtung 13 längs einer Positionierachse 16 in Richtung des Doppelpfeils bewegt werden. Die Positionierachse 16 verläuft in Richtung der Y-Richtung des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15. Die das Oberwerkzeug 11 aufnehmende Hubantriebsvorrichtung 13 wird mittels eines motorischen Antriebs 17 längs der Positionierachse 16 verfahren.
  • Die Bewegung des Stößels 12 entlang der Hubachse 14 und die Positionierung der Hubantriebsvorrichtung 13 entlang der Positionierachse 16 erfolgen mittels eines motorischen Antriebes 17 in Form einer Antriebsanordnung 17, insbesondere Spindelantriebsanordnung, mit einer in Richtung der Positionierachse 16 verlaufenden und mit dem Maschinenrahmen 2 fest verbundenen Antriebsspindel 18. Geführt wird die Hubantriebsvorrichtung 13 bei Bewegungen längs der Positionierachse 16 an drei Führungsschienen 19 des oberen Rahmenschenkels 3, von denen in Figur 1 zwei Führungsschienen 19 zu erkennen sind. Die eine übrige Führungsschiene 19 verläuft parallel zur sichtbaren Führungsschiene 19 und ist von dieser in Richtung X-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15 beabstandet. Auf den Führungsschienen 19 laufen Führungsschuhe 20 der Hubantriebsvorrichtung 13. Der gegenseitige Eingriff der Führungsschiene 19 und der Führungsschuhe 20 ist dergestalt, dass diese Verbindung zwischen den Führungsschienen 19 und den Führungsschuhen 20 auch eine in vertikaler Richtung wirkende Last aufnehmen kann. Dementsprechend ist die Hubvorrichtung 13 über die Führungsschuhe 20 und die Führungsschienen 19 am Maschinenrahmen 2 aufgehängt. Ein weiterer Bestandteil der Hubantriebsvorrichtung 13 ist ein Keilgetriebe 21, durch welches eine Lage des Oberwerkzeuges 11 relativ zum Unterwerkzeug 9 einstellbar ist.
  • Das Unterwerkzeug 9 ist entlang einer unteren Positionierachse 25 verfahrbar aufgenommen. Diese untere Positionierachse 25 verläuft in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15. Vorzugsweise ist die untere Positionierachse 25 parallel zur oberen Positionierachse 16 ausgerichtet. Das Unterwerkzeug 9 kann unmittelbar an der unteren Positionierachse 16 mit einer motorischen Antriebsanordnung 26 entlang der Positionierachse 25 verfahren werden. Alternativ oder ergänzend kann das Unterwerkzeug 9 auch an einer Hubantriebsvorrichtung 27 vorgesehen sein, welche entlang der unteren Positionierachse 25 mittels der motorischen Antriebsanordnung 26 verfahrbar ist. Diese Antriebsanordnung 26 ist bevorzugt als Spindelantriebsanordnung ausgebildet. Die untere Hubantriebsvorrichtung 27 kann im Aufbau der oberen Hubantriebsvorrichtung 13 entsprechen. Ebenfalls kann die motorische Antriebsanordnung 26 der motorischen Antriebsanordnung 17 entsprechen.
  • Die untere Hubantriebsvorrichtung 27 ist ebenfalls an einem unteren horizontalen Rahmenschenkel 4 zugeordneten Führungsschienen 19 verschiebbar gelagert. Auf den Führungsschienen 19 laufen Führungsschuhe 20 der Hubantriebsvorrichtung 27, so dass die Verbindung zwischen den Führungsschienen 19 und Führungsschuhen 20 am Unterwerkzeug 9 auch eine in vertikaler Richtung wirkende Last aufnehmen kann. Dementsprechend ist auch die Hubantriebsvorrichtung 27 über die Führungsschuhe 20 und die Führungsschienen 19 am Maschinenrahmen 2 und beabstandet zu den Führungsschienen 19 und Führungsschuhen 20 der oberen Hubantriebsvorrichtung 13 aufgehängt. Auch die Hubantriebsvorrichtung 27 kann ein Keilgetriebe 21 umfassen, durch welches die Lage beziehungsweise Höhe des Unterwerkzeuges 9 entlang der Z-Achse einstellbar ist.
  • Durch die numerische Steuerung 15 können sowohl die motorischen Antriebe 17 für eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 entlang der oberen Positionierachse 16, als auch der oder die motorischen Antriebe 26 für eine Verfahrbewegung des Unterwerkzeuges 9 entlang der unteren Positionierachse 25 unabhängig voneinander angesteuert werden. Somit ist das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 synchron in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems verfahrbar. Ebenso kann eine unabhängige Verfahrbewegung des Ober- und Unterwerkzeuges 11, 9 auch in verschiedene Richtungen angesteuert werden. Diese unabhängige Verfahrbewegung des Ober- und Unterwerkzeuges 11, 9 kann zeitgleich angesteuert werden. Durch die Entkopplung der Verfahrbewegung zwischen dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 9 kann eine erhöhte Flexibilität in der Bearbeitung von Werkstücken 10 erzielt werden. Auch kann das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 zur Bearbeitung der Werkstücke 10 in vielfältiger Weise ausgebildet sein.
  • Ein Bestandteil der Hubantriebsvorrichtung 13 ist das Keilgetriebe 21, welches in Figur 2 dargestellt ist. Das Keilgetriebe 21 umfasst zwei antriebsseitige Keilgetriebeelemente 122, 123, sowie zwei abtriebsseitige Keilgetriebeelemente 124, 125. Letztere sind konstruktiv zu einer Baueinheit in Form eines abtriebsseitigen Doppelkeils 126 zusammengefasst. An dem abtriebsseitigen Doppelkeil 126 ist der Stößel 12 um die Hubachse 14 drehbar gelagert. Eine motorische Drehantriebsvorrichtung 128 ist in dem abtriebsseitigen Doppelkeil 126 untergebracht und verfährt den Stößel 12 bei Bedarf entlang der Hubachse 14. Dabei ist sowohl eine Links- als auch eine Rechtsdrehung des Stößels 12 gemäß dem Doppelpfeil in Figur 2 möglich. Eine Stößellagerung 129 ist schematisch dargestellt. Zum einen erlaubt die Stößellagerung 129 reibungsarme Drehbewegungen des Stößels 12 um die Hubachse 14, zum anderen lagert die Stößellagerung 129 den Stößel 12 in axialer Richtung und trägt dementsprechend Lasten, die auf den Stößel 12 in Richtung der Hubachse 14 wirken, in den abtriebsseitigen Doppelkeil 126 ab.
  • Der abtriebsseitige Doppelkeil 126 wird durch eine Keilfläche 130, sowie durch eine Keilfläche 131 des abtriebsseitigen Getriebeelementes 125 begrenzt. Den Keilflächen 130, 131 der abtriebsseitigen Keilgetriebeelemente 124, 125 liegen Keilflächen 132, 133 der antriebsseitigen Keilgetriebeelemente 122, 123 gegenüber. Durch Längsführungen 134, 135 sind das antriebsseitige Keilgetriebeelement 122 und das abtriebsseitige Keilgetriebeelement 124, sowie das antriebsseitige Keilgetriebeelement 123 und das abtriebsseitige Keilgetriebeelement 125 in Richtung der Y-Achse, das heißt in Richtung der Positionierachse 16 der Hubantriebsvorrichtung 13, relativ zueinander bewegbar geführt.
  • Das antriebsseitige Keilgetriebeelement 122 verfügt über eine motorische Antriebseinheit 138, das antriebsseitige Keilgetriebeelement 123 über eine motorische Antriebseinheit 139. Beide Antriebseinheiten 138, 139 gemeinsam bilden die Spindelantriebsanordnung 17.
  • Den motorischen Antriebseinheiten 138, 139 gemeinsam ist die in Figur 1 gezeigte Antriebsspindel 18 sowie die an dem Maschinenrahmen 2 gelagerte und folglich tragstrukturseitige Hubantriebsvorrichtung 13, 27.
  • Zu den motorischen Antriebseinheiten 138, 139 werden die antriebsseitigen Keilgetriebeelemente 122, 123 derart betrieben, dass diese sich entlang der Positionierachse 16 beispielsweise aufeinander zu bewegen, wodurch sich eine Relativbewegung zwischen den antriebsseitigen Keilgetriebeelementen 122, 123 einerseits und den abtriebsseitigen Keilgetriebeelementen 124, 125 anderseits ergibt. Infolge dieser Relativbewegung wird der abtriebsseitige Doppelkeil 126 und der daran gelagerte Stößel 12 entlang der Hubachse 14 nach unten bewegt. Der an dem Stößel 12 beispielsweise als Oberwerkzeug 11 montierte Stanzstempel führt einen Arbeitshub aus und bearbeitet dabei ein auf der Werkstückauflage 28, 29 bzw. der Werkstückabstützung 8 gelagertes Werkstück 10. Durch eine entgegengesetzte Bewegung der Antriebskeilelemente 122, 123 wird der Stößel 12 wiederum entlang der Hubachse 14 angehoben bzw. nach oben bewegt.
  • Die vorbeschriebene Hubantriebsvorrichtung 13 gemäß Figur 2 ist bevorzugt baugleich als untere Hubantriebsvorrichtung 27 ausgebildet und nimmt das Unterwerkzeug 9 auf.
  • In Figur 3 ist ein schematisches Diagramm einer möglichen Hubbewegung des Stößels 12 dargestellt. Das Diagramm zeigt einen Hubverlauf entlang der Y-Achse und der Z-Achse. Durch eine überlagerte Ansteuerung einer Verfahrbewegung des Stößels 12 entlang der Hubachse 14 und entlang der Positionierachse 16 kann beispielsweise eine schräg verlaufende Hubbewegung des Hubstößels 12 nach unten auf das Werkstück 10 zu angesteuert werden, wie dies durch die erste Gerade A dargestellt ist. Darauffolgend nach Durchführung des Hubes kann der Stößel 12 beispielsweise senkrecht abgehoben werden, wie dies durch die Gerade B dargestellt ist. Anschließend erfolgt beispielsweise eine ausschließliche Verfahrbewegung entlang der Y-Achse gemäß der Geraden C, um den Stößel 12 für eine neue Arbeitsposition zum Werkstück 10 zu positionieren. Darauffolgend kann sich beispielsweise die zuvor beschriebene Arbeitsabfolge wiederholen. Sofern für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt das Werkstück 10 auf der Werkstückauflagefläche 28, 29 verfahren wird, kann auch eine Verfahrbewegung entlang der Geraden C entfallen.
  • Die im Diagramm in Figur 3 dargestellte mögliche Hubbewegung des Stößels 12 am Oberwerkzeug 11 ist bevorzugt mit einem stillstehend gehaltenen Unterwerkzeug 9 kombiniert. Dabei ist das Unterwerkzeug 9 derart innerhalb des Maschinenrahmens 2 positioniert, dass am Ende eines Arbeitshubes des Oberwerkzeuges 11 das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 eine definierte Position einnehmen.
  • Dieser beispielhafte überlagerte Hubverlauf kann sowohl für das Oberwerkzeug 11 als auch das Unterwerkzeug 9 angesteuert werden. In Abhängigkeit der zu erfolgenden Bearbeitung des Werkstückes 10 kann eine überlagerte Hubbewegung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges 11, 9 angesteuert werden.
  • In Figur 4 ist ein schematisches Diagramm dargestellt, welches eine Hubbewegung des Stößels 12 gemäß der beispielhaft dargestellten Linie D entlang einer Y-Achse und einer Z-Achse darstellt. Abweichend zu Figur 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass eine Hubbewegung des Stößels 12 einen Kurvenverlauf oder Bogenverlauf durchlaufen kann, indem eine Überlagerung der Verfahrbewegungen in Y-Richtung und Z-Richtung entsprechend durch die Steuerung 15 angesteuert wird. Durch eine solche flexible Überlagerung der Verfahrbewegungen in X- und Z-Richtung lassen sich spezifische Bearbeitungsaufgaben lösen. Die Ansteuerung eines solchen Kurvenverlaufes kann für das Oberwerkzeug 11 und/oder Unterwerkzeug 9 vorgesehen sein.
  • In Figur 5 ist eine schematische Ansicht auf die Werkzeugmaschine 1 gemäß Figur 1 dargestellt. An dem Maschinenrahmen 2 der Werkzeugmaschine 1 erstreckt sich seitlich jeweils eine Werkstückauflage 28, 29. Die Werkstückauflage 28 kann beispielsweise einer nicht näher dargestellten Beladestation zugeordnet sein, durch welche unbearbeitete Werkstücke 10 auf die Werkstückauflagefläche 28 aufgelegt werden. An die Werkstückauflagefläche 28, 29 angrenzend ist eine Vorschubeinrichtung 22 vorgesehen, welche mehrere Greifer 23 umfasst, um das auf die Werkstückauflage 28 aufgelegte Werkstück 10 zu greifen. Mittels der Vorschubeinrichtung 22 wird das Werkstück 10 in X-Richtung durch den Maschinenrahmen 2 hindurchgeführt. Vorzugsweise kann die Vorschubeinrichtung 22 auch in Y-Richtung verfahrbar angesteuert werden. Dadurch kann eine freie Verfahrbewegung des Werkstücks 10 in der X-Y Ebene vorgesehen sein. In Abhängigkeit der Arbeitsaufgabe kann das Werkstück 10 durch die Vorschubeinrichtung 22 sowohl in X-Richtung als auch entgegen der X-Richtung bewegbar sein. Diese Verfahrbewegung des Werkstücks 10 kann auf eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9 in und entgegen der Y-Richtung für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe angepasst sein.
  • Der Werkstückauflage 28 gegenüberliegend ist die weitere Werkstückauflage 29 am Maschinenrahmen 2 vorgesehen. Diese kann beispielsweise einer Entladestation zugeordnet sein. Alternativ kann die Be- und Entladung des unbearbeiteten Werkstücks 10 und bearbeiteten Werkstücks 10 mit Werkstücken 81 auch derselben Werkstückauflage 28, 29 zugeordnet sein.
  • Die Werkzeugmaschine 1 kann des Weiteren eine Laserbearbeitungsvorrichtung 201, insbesondere eine Laserschneidmaschine, aufweisen, welche nur schematisch in einer Draufsicht in Figur 5 dargestellt ist. Diese Laserbearbeitungsvorrichtung 201 kann beispielsweise als eine CO2-Laserschneidmaschine ausgebildet sein. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 201 umfasst eine Laserquelle 202, welche einen Laserstrahl 203 erzeugt, der mittels einer schematisch dargestellten Strahlführung 204 zu einem Laserbearbeitungskopf, insbesondere Laserschneidkopf 206, geführt und in diesem fokussiert wird. Danach wird der Laserstrahl 204 durch eine Schneiddüse senkrecht zur Oberfläche des Werkstückes 10 ausgerichtet, um das Werkstück 10 zu bearbeiten. Der Laserstrahl 203 wirkt am Bearbeitungsort, insbesondere Schneidort vorzugsweise gemeinsam mit einem Prozessgasstrahl auf das Werkstück 10 ein. Die Schneidstelle, an welcher der Laserstrahl 203 auf das Werkstück 10 auftrifft, ist benachbart zur Bearbeitungsstelle des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9.
  • Der Laserschneidkopf 206 ist durch einen Linearantrieb 207 mit einem Linearachsensystem zumindest in Y-Richtung, vorzugsweise in Y- und Z-Richtung, verfahrbar. Dieses Linearachsensystem, welches den Laserschneidkopf 206 aufnimmt, kann dem Maschinenrahmen 2 zugeordnet, daran befestigt oder darin integriert sein. Unterhalb eines Arbeitsraumes des Laserschneidkopfes 206 kann eine Strahldurchtrittsöffnung in der Werkstückauflage 28 vorgesehen sein. Vorzugsweise kann unterhalb der Strahldurchtrittsöffnung eine Strahlauffangvorrichtung für den Laserstrahl 21 vorgesehen sein. Die Strahldurchtrittsöffnung und gegebenenfalls die Strahlauffangvorrichtung können auch als eine Baueinheit ausgebildet sein.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 201 kann alternativ auch einen Festkörperlaser als Laserquelle 202 aufweisen, dessen Strahlung mit Hilfe eines Lichtleitkabels zum Laserschneidkopf 206 geführt wird.
  • Die Werkstückauflage 28, 29 kann sich bis unmittelbar an die Werkstückabstützung 8 erstrecken, welche das Unterwerkzeug 9 zumindest teilweise umgibt. Innerhalb eines sich dazwischen ergebenden Freiraumes ist das Unterwerkzeug 9 entlang der unteren Positionierachse 25 in und entgegen der Y-Richtung verfahrbar.
  • Auf der Werkstückauflage 28 liegt beispielsweise ein bearbeitetes Werkstück 10 auf, bei welchem ein Werkstückteil 81 von einem Schneidspalt 83 beispielsweise durch eine Stanzbearbeitung oder durch eine Laserstrahlbearbeitung bis auf eine Restverbindung 82 freigeschnitten ist. Durch diese Restverbindung wird das Werkstück 81 in dem Werkstück 10 bzw. dem verbleibenden Restgitter gehalten. Zum Abtrennen des Werkstückteils 81 vom Werkstück 10 wird das Werkstück 10 mittels der Vorschubeinrichtung 22 zum Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 für einen Abstanz- und Ausschleusschritt positioniert. Dabei wird die Restverbindung 82 durch einen Stanzhub des Oberwerkzeuges 11 zum Unterwerkzeug 9 getrennt. Das Werkstückteil 81 kann beispielsweise durch teilweises Absenken der Werkstückabstützung 8 nach unten ausgeschleust werden. Alternativ kann bei größeren Werkstückteilen 81 das freigeschnittene Werkstückteil 81 wieder zurück auf die Werkstückauflage 28 oder auf die Werkstückauflage 29 übergeführt werden, um das Werkstückteil 81 und das Restgitter zu entladen. Auch können kleine Werkstückteile 81 gegebenenfalls durch eine Öffnung im Unterwerkzeug 9 ausgeschleust werden.
  • In Figur 6 ist eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Werkzeugs 31 dargestellt. Die Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs 31 gemäß Figur 6. Das Werkzeug 31 ist als Stanzwerkzeug ausgebildet und umfasst einen Stanzstempel 11, welcher das Oberwerkzeug bildet und eine Stanzmatrize 9, welche das Unterwerkzeug bildet. Der Stanzstempel 11 weist einen Grundkörper 33 mit einem Einspannschaft 34 und einem Justier- oder Indexierelement bzw. einem Justier- oder Indexierkeil 36 auf. Der Einspannschaft 34 dient zum Festlegen des Stanzstempels 11 in der maschinenseitigen oberen Werkzeugaufnahme. Dabei wird die Ausrichtung des Stanzstempels 11 bzw. die Drehstellung des Stanzstempels 11 durch den Indexierkeil 36 bestimmt. Der Stanzstempel 11 wird dabei um eine Positionsachse 35 gedreht. Diese Positionsachse 35 bildet eine Längsachse des Einspannschaftes 34 und vorzugsweise auch eine Längsachse des Grundkörpers 33. Durch die Einnahme der Drehstellung des Stanzstempels 11 in der oberen Werkzeugaufnahme erfolgt eine Ausrichtung eines Bearbeitungswerkzeuges 37, welches im Ausführungsbeispiel als Schneidwerkzeug dargestellt ist, zur Stanzmatrize 9. Die Stanzmatrize 9 umfasst ebenfalls einen Grundkörper 41, der dazu geeignet ist, in der maschinenseitigen unteren Werkzeugaufnahme mit einer definierten Drehstellung festgelegt zu werden, beispielsweise durch zumindest ein Indexierelement 42. Dabei ist die Stanzmatrize 9 um eine Positionsachse 48 drehbar. Diese bildet eine Längsachse bzw. Längsmittelachse des Grundkörpers 41. Zwischen dem Stanzstempel 11 und der Stanzmatrize 9 kann ein Abstreifer bzw. Niederhalter vorgesehen sein, der nicht näher dargestellt ist.
  • Die Stanzmatrize 9 weist im Grundkörper 41 eine Öffnung 46 auf, welche vorzugsweise durch eine umlaufende Auflagefläche 47 begrenzt ist. Diese Öffnung 46 durchdringt vorzugsweise vollständig den Grundkörper 41, so dass durch diese Öffnung 46 abgestanzte oder freigeschnittene Werkstückteile 81 ausgeschleust werden können.
  • Das Bearbeitungswerkzeug 37 am Stanzstempel 11 umfasst einen Werkzeugkörper 39, an dessen freiem Ende eine Schneidkante 38 vorgesehen ist. Diese Schneidkante 38 kann umlaufend sein. Alternativ kann die Schneidkante 38 auch nur im Bereich einer Abstanzfläche 56 ausgebildet sein. Eine Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 ist in einem Winkel α zur Positionsachse 35 geneigt. Die Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 liegt außerhalb der Positionsachse 35. Im Ausführungsbeispiel ist der Werkzeugkörper 39 als länglich rechteckförmiger Körper ausgebildet. Am freien Ende des Werkzeugkörpers 49 ist eine Stempelfläche 43 vorgesehen, welche von der Schneidkante 38 begrenzt ist. Die Stempelfläche 43 ist bevorzugt rechtwinklig zur Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 ausgerichtet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass anstelle des länglich rechteckförmigen Werkzeugkörpers 39 auch ein quadratischer, runder, elliptischer oder sonst in der Kontur geformter Werkzeugkörper 39 vorgesehen ist, wobei bei allen Formen des Werkzeugkörpers eine Längsachse 40 geneigt zur Positionsachse 35 ausgerichtet ist.
  • Die Stanzmatrize 9 umfasst in der Öffnung 46 bevorzugt an die Auflagefläche 37 angrenzend eine innenliegende Gegenschneidkante 51. Diese innenliegende Gegenschneidkante 51 ist an einer Abstützfläche 61 vorgesehen, welche gegenüber der Auflagefläche 47 hervorsteht und in einem Winkel geneigt ist, der dem Winkel der Stempelfläche 43 entspricht. Eine an die innenliegende Gegenschneidkante 51 angrenzende Abstanzfläche 56 kann vorteilhafterweise parallel zur Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 ausgebildet sein bzw. steht senkrecht zur Abstützfläche 61. Bevorzugt ist die Abstanzfläche 56 gegenüber einer Senkrechten zur Abstützfläche 61 geneigt, beispielsweise um 1° bis 2°, so dass die Abstanzfläche 55 in einem Winkel von kleiner 90° zur Abstützfläche 61 ausgerichtet ist. Diese Abstanzfläche 56 entspricht einer die Außenseite des Werkzeugkörpers 39 bildenden Wand, ausgehend von der Schneidkante 38.
  • Durch dieses Werkzeug 31 wird ermöglicht, dass an einem bearbeiteten Werkstück 10 mit einer darin eingebrachten Abkantung 62 im Bereich der Abkantung 62 eine rechtwinklige Schneidkante beim Abstanzen eines hochgestellten Restteils ermöglicht wird. Die Abstützfläche 61 ist gegenüber der Auflagefläche 47 in einem solchen Winkel ausgerichtet, welcher dem Winkel der Abkantung gegenüber der Werkstückebene des Werkstücks 10 entspricht. Die Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 am Stanzstempel 11 wiederum ist als Normale zur Abkantung 62 ausgerichtet.
  • Durch die unabhängige Ansteuerung des Oberwerkzeuges 11 und des Unterwerkzeuges 9 in der Werkzeugmaschine 1 entlang deren Positionierachsen 16, 25 sowie einer voneinander unabhängigen Ansteuerung einer Hubbewegung entlang der Hubachse 14, 30 kann eine lineare Hubbewegung entlang einer geneigten Achse angesteuert werden. Auch kann eine beliebige kurvenförmige Hubbewegung oder eine bogenförmige Hubbewegung angesteuert werden. Bei dem vorliegenden Werkzeug 31 gemäß den Figuren 6 und 7 kann beispielsweise die Stanzmatrize 9 während eines Arbeitsschrittes ruhend in der Werkzeugmaschine 1 angesteuert werden, wohingegen der Stanzstempel 11 mit einer Hubbewegung entlang einer geneigten Achse angesteuert wird. Diese geneigte Achse entspricht der Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39. Dadurch kann eine rechtwinklige Teilekante an der Abkantung 62 erzeugt werden.
  • In Figur 8 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeugs 31 zu Figur 4 dargestellt. Die Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs 31 gemäß Figur 8. Bei dieser Ausführungsform entspricht der Stanzstempel 11 der Ausführungsform gemäß den Figuren 6 und 7.
  • Die Stanzmatrize 9 weicht in der Ausgestaltung der innenliegenden Gegenschneidkante 51 von der Ausführungsform in Figur 6 und 7 ab. Die innenliegende Gegenschneidkante 31 ist beispielsweise bündig zur Auflagefläche 37 positioniert. An die innenliegende Gegenkante 51 schließt sich eine Abstanzfläche 56 an, welche in der Ausrichtung parallel zur Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 ist.
  • Durch dieses Werkzeug 31 ist wiederum ein schräger Stanzhub möglich. Dabei wird eine schräge Teilekante an einem ebenen Werkstück 10 erzeugt. Eine Ansteuerung des Werkzeugs 31 zur Erzielung einer schrägen Teilekante erfolgt analog der zuvor beschriebenen Ansteuerung des Werkzeugs 31 gemäß den Figuren 4 und 5. Die Winkellage der Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 und entsprechend die Ausrichtung der Abstanzfläche 56 bestimmt die Winkellage der Stirnseite des Werkstücks 10 bzw. Werkstückteils 81.
  • In Figur 10 ist eine alternative Ausführungsform des Werkzeugs 31 zu Figur 6 dargestellt. Die Figur 11 zeigt eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs 31 gemäß Figur 10 in einer Schnittansicht. Bei diesem Werkzeug 31 entspricht der Stanzstempel 11 mit seinem Werkzeugkörper 39 der Ausführungsform gemäß Figur 6. Bei dieser Ausführungsform ist beispielhaft vorgesehen, dass der Stanzstempel 11 zweiteilig ausgebildet ist. Der Einspannschaft 34 und der Werkzeugkörper 39 sind einteilig und vorzugsweise durch eine Klemmverbindung an dem Grundkörper 33 befestigt. Die Stanzmatrize 9 ist dahingehend ausgebildet, dass an der Stanzmatrize 9 ein Gegenschneideinsatz 50 vorgesehen ist. Dieser Gegenschneideinsatz 50 kann beispielsweise auswechselbar an dem Grundkörper 41 der Stanzmatrize 9 vorgesehen sein. Dieser Gegenschneideinsatz 50 umfasst zumindest eine innenliegende Gegenschneidkante 51, welche der Öffnung 46 im Grundkörper 41 der Stanzmatrize 9 zugeordnet ist. Dieser Gegenschneideinsatz 50 ist dazu ausgebildet, um an dem Werkstück 10 im Zusammenwirken mit dem Oberwerkzeug 11 eine obenliegende Fase 64 auszugestalten. Diese Fase 64 ist beispielsweise in der Schnittdarstellung in Figur 11 dargestellt.
  • Der Gegenschneideinsatz 50 weist hierzu eine U-förmige Ausnehmung auf, welche jeweils durch eine innenliegende Gegenschneidkante 51 begrenzt ist, welche beispielsweise senkrecht zur Auflagefläche 47 der Stanzmatrize ausgerichtet sind. Der Abstand der Gegenschneidkanten 51 ist auf die Breite des Werkzeugkörpers 39 bzw. der Schneidkante 38 angepasst. Dadurch kann eine definierte Länge der Fase 64 in einem Arbeitshub eingebracht werden. Der Gegenschneideinsatz 50 umfasst eine Abstützfläche 61, welche gegenüber der Auflagefläche 67 erhaben ist. An dieser Abstützfläche 61 liegt eine Stirnseite des Werkstücks 10 an.
  • Durch eine beispielsweise entlang der Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 angesteuerte Hubbewegung des Oberwerkzeuges 11 kann beispielsweise eine 45°-Fase angebracht werden. Beim Aufliegen und Angreifen der Schneidkante 38 des Oberwerkzeuges 11 am Werkstück 10 wird dieses gegen die Abstützfläche 61 am Gegenschneideinsatz 50 gedrückt. Darauffolgend wird durch das Eintauchen der Stempelfläche 43 mit der zumindest einen daran angeordneten Schneidkante 38 gegenüber der U-förmigen Öffnung, welche durch die Gegenschneidkanten 51 begrenzt ist, Material abgeschert. Das abgescherte Material wird über die Öffnung 46 nach unten ausgeschleust.
  • Durch ein schrittweises seitliches Verfahren des Werkstücks 10 kann über einen größeren Bereich der Stirnseite am Werkstück 10 eine Fase 64 eingebracht werden. Dies kann beispielweise durch eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 und des Unterwerkzeuges 9 entlang der Y-Achse erfolgen oder, sofern die zu bearbeitende Stirnseite des Werkstücks 10 entlang der X-Achse ausgerichtet ist, durch die Ansteuerung der Vorschubeinrichtung 22.
  • In Figur 12 ist eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeugs 31 in einer Arbeitsposition dargestellt. In Figur 13 ist das Werkzeug 31 gemäß Figur 12 in einer weiteren perspektivischen Schnittansicht dargestellt.
  • Dieses Werkzeug 31 gemäß den Figuren 12 und 13 unterscheidet sich gegenüber dem Werkzeug 31 gemäß den Figuren 10 und 11 dadurch, dass an einer Unterseite des Werkstücks 10 die Fase 64 eingebracht wird. Das Oberwerkzeug 11 entspricht der Ausführungsform gemäß dem Werkzeug 31 in Figur 10 oder Figur 6. Die Stanzmatrize 9 weist abweichend zur Ausführungsform gemäß Figur 10 eine alternative Ausführungsform des Gegenschneideinsatzes 50 auf. Dieser Gegenschneideinsatz 50 ist der Öffnung 46 im Grundkörper 41 der Stanzmatrize 9 zugeordnet. Dieser Gegenschneideinsatz 50 weist ebenfalls eine Durchgangsöffnung 52 auf, in welche der Werkzeugkörper 39 des Oberwerkzeuges 11 während eines Arbeitshubes zumindest teilweise eintauchen kann. Die Durchgangsöffnung 52 des Gegenschneideinsatzes 50 ist an die Geometrie des Werkzeugkörpers 39, insbesondere der Stempelfläche 43 und der zumindest einen daran vorgesehenen Schneidkante 38, angepasst. Eine Oberseite des Gegenschneideinsatzes 50 ist bündig zur Auflagefläche 47 des Grundkörpers 41 der Stanzmatrize 9 ausgerichtet.
  • Zur Einbringung einer Fase 64 an einer unteren Stirnkante des Werkstücks 10 wird dieses zur Durchgangsöffnung 52 derart positioniert, dass nach einer ersten Hubphase eine untere Schneidkante 38 an einer Begrenzung der Durchgangsöffnung 52 anliegt und vorbeigeführt werden kann, wohingegen die Schneidkante 38 an der Stirnfläche des Werkstücks 10 angreift. Während einer weiteren Hubbewegung stützt sich der Werkzeugkörper 39 an der Durchgangsöffnung 52 ab und durch die Schneidkante 38 wird die Fase 64 eingebracht. An einer Gegenschneidkante 51 stützt sich das Werkstück 10 ab.
  • Zum Niederhalten des Werkstücks 10 an der Auflagefläche 47 kann auf der Werkstückoberseite des Werkstücks 10 eine nicht näher dargestellte Gegenmatrize oder ein Niederhalter vorgesehen sein, welcher vorzugsweise plattenförmig ausgebildet ist.
  • Die Fase 64 kann ein konstruktiver Bestandteil eines herzustellenden Werkstücks 10 sein. Ebenso kann eine Entgratung des Werkstücks 10 durchgeführt werden. Darüber hinaus kann das Einbringen dieser Fase 64 bzw. Abflachung auch ein vorbereitender Arbeitsschritt zur Bildung einer Schweißkante sein.
  • In Figur 14 ist eine schematische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Werkzeugs 31 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das Bearbeitungswerkzeug 37 als Signier- und/oder Gravierwerkzeug ausgebildet. Die Ausrichtung der Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 ist wiederum senkrecht zur Abkantung 62 am Werkstück 10 ausgerichtet. Durch die unabhängige Ansteuerung des Oberwerkzeugs 11 und Unterwerkzeugs 9 ist ermöglicht, dass in die Fläche der Abkantung 62 eine Kennzeichnung, Beschriftung oder dergleichen eingebracht wird.
  • Die Figur 15 zeigt eine alternative Ausführungsform des Werkzeugs 31 zu Figur 14. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Längsachse 40 des Werkzeugkörpers 39 stärker gegenüber der Positionsachse 35 geneigt ist. Beispielsweise kann diese Neigung 90° zur Positionsachse 35 umfassen. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel ist ermöglicht, dass eine Stirnseite des Werkstücks 10 oder eines Werkstückteils 81 graviert und/oder signiert und/oder bearbeitet werden kann.
  • In Figur 16 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Werkzeugs 31 zu Figur 14 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bearbeitungswerkzeug 37 als ein Prägewerkzeug ausgebildet ist. An einer Stirnseite des Werkzeugkörpers 39 ist beispielsweise ein Prägeelement 270 vorgesehen. Dies kann beispielsweise ein Buchstaben, eine Zahl, ein Symbol oder dergleichen sein. Zum Einbringen dieser Prägung ist vorzugsweise die Stempelfläche 43 des Werkzeugkörpers 39 parallel zur Oberfläche der Abkantung 62 ausgerichtet, beziehungsweise zur Neigung der Abstützfläche 61.
  • In Figur 17 ist eine alternative Ausführungsform des Werkzeugs 31 zu Figur 16 dargestellt. Das Bearbeitungswerkzeug 37 ist als Umformwerkzeug ausgebildet. Beispielsweise ist an der Stempelfläche 43 des geneigten Werkzeugkörpers 39 ein Umformelement 271 vorgesehen, durch welches in eine Abkantung 62 am Werkstück 10 eine Umformkontur eingebracht werden kann. In der Abstützfläche 61 ist ein Gegenumformelement 272 dargestellt, welches in dem Verlauf der Kontur dem Umformelement 271 entspricht. Beispielsweise wird durch dieses Bearbeitungswerkzeug 37 eine napfförmige Vertiefung in der Abkantung 62 gebildet, da das Umformelement 271 als kegelstumpfförmige Erhöhung und das Gegenformelement 272 komplementär dazu ausgebildet ist. Alternativ kann auch eine Längssicke, V-Sicke oder anderweitige Konturen in die Abkantung 62 eingebracht werden. Auch kann vorgesehen sein, dass anstelle des Einbringens einer Umformung in die Abkantung ein Stanzstempel vorgesehen ist, der eine Durchbrechung oder Ausnehmung in die Abkantung 62 einbringt. Diese Ausnehmung kann in der Kontur wieder vielfältig sein und verschiedentliche Geometrien umfassen. Auch kann anstelle des Umformelementes 271 ein Stanzbiegeelement vorgesehen sein, um in die Abkantung 62 beispielsweise eine Kieme einzubringen. Die Ausgestaltung des Werkzeugkörpers 39 beziehungsweise der im Einzelnen an der Stempelfläche 43 des geneigten Werkzeugkörpers 39 angeordneten Bearbeitungs- und/oder Schneidwerkzeuge können vielfältig sein.
  • In Figur 18 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeuges 31 zu Figur 6 dargestellt. Bei diesem Werkzeug 31 ist ebenso ein entlang der Längsachse 40 zur Positionsachse 48 geneigter Werkzeugkörper 39 vorgesehen. Das Bearbeitungswerkzeug 37 ist als ein Schwenk- Biegewerkzeug ausgebildet. Hierzu weist der Werkzeugkörper 39 an seinem stirnseitigen Ende eine Stempelfläche 43 auf, welche eine gekrümmte oder gerundete Kontur oder einen Krümmungsradius aufweist, um eine Biegekante 274 auszubilden.
  • Das Unterwerkzeug 9 umfasst wiederum einen Grundkörper 41 mit einer Auflagefläche 47, welche eine Öffnung 46 umgibt. Die Öffnung 46 begrenzend ist eine Gegenbiegekante 275 an dem Unterwerkzeug 9 ausgebildet. Die Gegenbiegekante 275 ist vorzugsweise in der Länge gleichlang oder länger als die Biegekante 274 am Oberwerkzeug 11. In Abhängigkeit mit der Kontur, der Dicke und/oder des Verlaufs der Gegenbiegekante 275 kann die Abkantung 62 gegenüber dem Werkstück 10 aus dessen Ebene geschwenkt und umgeformt werden. Im Ausführungsbeispiel ist die Gegenbiegekante 275 als bogensegmentförmige dünne Scheibe ausgebildet. Dadurch kann eine Abkantung 62 in einem Winkel von mehr als 90° zur Werkstückebene des Werkstücks 10 umgebogen werden. Dies wird nachfolgend anhand der Figuren 19 bis 22 näher beschrieben.
  • In Figur 19 ist eine schematische Schnittansicht des Werkzeugs 31 gemäß Figur 18 in einer ersten Arbeitsposition dargestellt. Auf dem Unterwerkzeug 9 liegt das Werkstück 10 auf der Auflagefläche 47 auf. Eine U-förmige freigeschnittene Lasche, welche zur Abkantung 62 umzuformen ist, liegt oberhalb der Öffnung 46 des Unterwerkzeugs 9. In einem ersten Arbeitsschritt wird das Oberwerkzeug 11 entlang der Hubachse 14 beziehungsweise der Positionsachse 35 auf das Unterwerkzeug 9 zubewegt, bis die Biegekante 274 zur Anlage auf dem Werkstück 10 kommt. Dabei ist die Biegekante 274 gegenüber der Gegenbiegekante 275 nach innen in Richtung Öffnung 46 versetzt. Durch eine weitere Hubbewegung des Oberwerkzeugs 11 in die Öffnung 46 des Unterwerkzeugs 9 hinein erfolgt eine erste Umformung der Abkantung 62, wie dies in Figur 20 dargestellt ist.
  • Mit zunehmender Hubbewegung des Oberwerkzeugs 11 gegenüber dem Unterwerkzeug 9 erfolgt eine Umformung der Abkantung 62 um 90°, wie dies in Figur 21 dargestellt ist. Sobald nunmehr in einem weiteren Arbeitsschritt das Oberwerkzeug 11 entlang der oberen Positionierachse 16 in Richtung auf die Gegenbiegekante 275 verfährt, wird die Abkantung 62 weiter gebogen, so dass ein Winkel zwischen dem Werkstück 10 und der Abkantung 62 kleiner als 90° ausgebildet werden kann.
  • Ein Biegeradius zwischen dem Werkstück 10 und der Abkantung 62 steht in Abhängigkeit des Abstands zwischen der Biegekante 274 und der Gegenbiegekante 275. Je geringer der Abstand ist, desto kleiner wird der Krümmungsradius.
  • In Figur 23 ist eine weitere alternative Ausführungsform eines Werkzeugs 31 zu Figur 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass ausgehend von einer hergestellten Abkantung 62 in einem Winkel zum Werkstück 10, wie dies in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, ein Werkzeug 31 gemäß Figur 23 zum Einsatz kommt, bei welchem das Bearbeitungswerkzeug 37 als Umformwerkzeug ausgebildet ist. Der Werkzeugkörper 39 weist an seinem vorderen Ende wiederum eine Biegekante 274 auf. Die Ausgestaltung des Oberwerkzeugs 11 kann der Ausführungsform gemäß Figur 18 entsprechen.
  • Das Unterwerkzeug 9 umfasst eine gegenüber der Auflagefläche 47 erhöht angeordnete und geneigt ausgerichtete Abstützfläche 61 sowie eine Abstanzfläche 56. Zwischen der Abstützfläche 61 und der Abstanzfläche 56 ist eine Gegenbiegekante 275 vorgesehen. Durch eine lineare und gegenüber der Positionsachse 35 geneigte Hubbewegung, insbesondere entlang der geneigten Längsachse 40 des Oberwerkzeuges 11, kann die erste Abkantung 62 nochmals abgekantet werden, so dass darauffolgend eine zweite Abkantung 65 ausgebildet ist, welche vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung zur Abkantung 62 ausgerichtet ist. Nach der linearen Hubbewegung des Oberwerkzeuges 11 zum Unterwerkzeug 9 entlang der Längsachse 40 oder parallel zur Abstanzfläche 56 kann das Oberwerkzeug 11 abgehoben werden.

Claims (19)

  1. Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen, mit einem Oberwerkzeug (11) und mit einem Unterwerkzeug (9), die zur Bearbeitung eines dazwischen angeordneten Werkstücks (10) aufeinander zu bewegbar sind,
    - wobei das Oberwerkzeug (11) einen Einspannschaft (34) und einen Grundkörper (33) aufweist, die eine gemeinsame Positionsachse (35) umfassen, und ein Bearbeitungswerkzeug (37) umfasst, welches dem Einspannschaft (34) gegenüberliegend an dem Grundkörper (33) angeordnet ist und
    - wobei das Unterwerkzeug (9) einen Grundkörper (41) aufweist, welcher eine Auflagefläche (47) für das Werkstück (10) und eine innerhalb der Auflagefläche (47) liegende Öffnung (46) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass das auf das Werkstück (10) einwirkende Bearbeitungswerkzeug (37) einen das Bearbeitungswerkzeug (37) aufnehmenden Werkzeugkörper (39) mit einer Längsachse (40) aufweist, die gegenüber der Positionsachse (35) des Oberwerkzeuges (11) geneigt ist.
  2. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug (37) gegenüber der Positionsachse (35) in einem Winkelbereich von bis zu 90° geneigt ist.
  3. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug (37) als Schneidwerkzeug ausgebildet ist und am freien Ende des Werkzeugkörpers (39) zumindest eine Schneidkante (38) vorgesehen ist.
  4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stempelfläche (43), an der zumindest eine Schneidkante (38) vorgesehen ist, rechtwinklig zur Längsachse (40) des Werkzeugkörpers (39) ausgerichtet ist und an dem Unterwerkzeug (9) eine in der Öffnung (46) positionierte Gegenschneidkante (51) vorgesehen ist.
  5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenschneidkante (51) in der Auflagefläche (47) des Grundkörpers (41), des Unterwerkzeugs (9) oder gegenüber der Auflagefläche (47) in Richtung auf das Oberwerkzeug (11) erhöht angeordnet ist.
  6. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine an die Gegenschneidkante (51) angrenzende Abstützfläche (61) gegenüber der Auflagefläche (47) am Grundkörper (41) des Unterwerkzeugs (9) geneigt ist und vorzugsweise gegenüber dieser in Richtung auf das Oberwerkzeug (11) hervorsteht.
  7. Werkzeug nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an die Gegenschneidkante (51) angrenzend eine Abstanzfläche (56) vorgesehen ist, welche geneigt oder parallel zur Längsachse (40) des Werkzeugkörpers (39) ausgerichtet ist.
  8. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abstanzfläche (56) beabstandet eine Gegenmatrize vorgesehen ist.
  9. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützfläche (61) im Winkel auf eine Aufkantung (62) am zu bearbeitenden Werkstück (10) angepasst ist.
  10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungswerkzeug (37) als ein Signier- und/oder Gravierwerkzeug ausgebildet ist.
  11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Bearbeitungswerkzeug (37) ein Prägewerkzeug mit einem Prägeelement (270) vorgesehen ist.
  12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Bearbeitungswerkzeug (37) ein Biege- und/oder Umformwerkzeug vorgesehen ist.
  13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (39) als Biegewerkzeug mit zumindest einer Biegekante (274) oder als Umformwerkzeug mit einer Stempelfläche (43) und einem daran angeordneten Umformelement (271) ausgebildet ist.
  14. Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen,
    - mit einem Oberwerkzeug (11), welches entlang einer Hubachse (14) mit einer Hubantriebsvorrichtung (13) in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug (11) zu bearbeitenden Werkstück (10) und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positionierbar ist und mit einer Antriebsanordnung (17) entlang der oberen Positionierachse (16) verfahrbar ist,
    - mit einem Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet und welches entlang einer unteren Hubachse (30) mit einer Hubantriebvorrichtung (27) in Richtung auf das Oberwerkzeug (11) bewegbar ist und entlang einer unteren Positionierachse (25) positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeugs (11) ausgerichtet und mit einer Antriebsanordnung (26) entlang der unteren Positionierachse (25) verfahrbar ist,
    - mit einer Steuerung (15), durch welche die Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeugs (11, 9) ansteuerbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs (11) entlang der oberen Positionierachse (16) und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeugs (9) entlang der unteren Positionierachse (25) jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind, und
    - dass ein Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Bearbeiten von Werkstücken vorgesehen ist, bei welchem das Oberwerkzeug (11) und/oder das Unterwerkzeug (9) mit einer außerhalb der Hubachse (14, 30) liegenden Hubbewegung ansteuerbar ist.
  15. Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise Blechen,
    - bei dem ein Oberwerkzeug (11), welches entlang einer Hubachse (14) mit einer Hubantriebsvorrichtung (13) in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug (11) zu bearbeitenden Werkstück (10) und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positionierbar ist, mit einer Antriebsanordnung (17) entlang der oberen Positionierachse (16) verfahren wird,
    - bei dem ein Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet und entlang einer unteren Positionierachse (25) positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeugs (11) ausgerichtet ist, mit einer Antriebsanordnung (26) entlang der unteren Positionierachse (25) verfahren wird,
    - bei dem mit einer Steuerung (15) die Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeugs (11, 9) angesteuert werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass ein Werkzeug (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Bearbeitung der Werkstücke (10) eingesetzt wird und
    - bei welcher das Oberwerkzeug (11) und/oder das Unterwerkzeug (9) mit einer außerhalb der Hubachse (14, 30) liegenden Hubbewegung angesteuert wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegenüber der Hubachse (14, 30) geneigte lineare Hubbewegung oder ein gegenüber der Hubachse (14, 30) kurvenförmige oder bogenförmige Hubbewegung angesteuert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (11) durch eine Hubbewegung entlang der Hubachse (14) auf das Unterwerkzeug (9) und anschließend entlang einer oberen Positionierachse (16) zum ruhend positionierten Unterwerkzeug (9) verfahren wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausrichten eines Schnittspaltes im Werkstück (10) und/oder zur Einstellung einer Schnittspaltbreite zwischen der Schneidkante (38) des Stanzstempels (11) und der innenliegenden oder außenliegenden Gegenschneidkante (51, 52) der Stanzmatrize (9)
    - der Stanzstempel (11) und/oder die Stanzmatrize (9) durch eine Drehbewegung um deren Positionsachsen (35, 48) eingestellt und zueinander ausgerichtet werden, oder
    - der Stanzstempel (11) und/oder die Stanzmatrize (9) entlang der jeweiligen Positionierachse (16, 25) verfahren werden, oder
    - der Stanzstempel (11) und/oder die Stanzmatrize (9) durch eine Überlagerung der Drehbewegung um deren Positionsachsen (35, 48) und der Verfahrbewegung entlang der Positionierachsen (16, 25) angesteuert werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (11) durch eine Hubbewegung entlang der Hubachse (14) auf das Unterwerkzeug (9) und anschließend entlang einer oberen Positionierachse (16) zum unten positionierten Unterwerkzeug (9) verfahren wird und dadurch eine Schwenk- Biegebewegung eine Abkantung (62) umgeformt wird.
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