EP3515627B1 - Werkzeugmaschine und verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken - Google Patents

Werkzeugmaschine und verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken Download PDF

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EP3515627B1
EP3515627B1 EP17780339.2A EP17780339A EP3515627B1 EP 3515627 B1 EP3515627 B1 EP 3515627B1 EP 17780339 A EP17780339 A EP 17780339A EP 3515627 B1 EP3515627 B1 EP 3515627B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
axis
measuring device
drive assembly
along
Prior art date
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Active
Application number
EP17780339.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3515627A1 (de
Inventor
Dennis Tränklein
Markus Wilhelm
Rainer Hank
Marc Klinkhammer
Leonard Schindewolf
Simon OCKENFUSS
Jens Kappes
Alexander Tatarczyk
Jörg Neupert
Dominik BITTO
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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Publication date
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Priority claimed from DE102016120142.1A external-priority patent/DE102016120142A1/de
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Publication of EP3515627A1 publication Critical patent/EP3515627A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3515627B1 publication Critical patent/EP3515627B1/de
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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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/14—Particular arrangements for handling and holding in place complete dies
    • B21D37/145—Die storage magazines
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a machine tool and a method for processing plate-shaped workpieces, preferably sheet metal.
  • Such a machine tool is from EP 2 527 058 B1 known which document is regarded as the closest prior art for the independent claims 1 and 10.
  • This publication discloses a machine tool in the form of a press for processing workpieces, an upper tool being provided on a lifting device which can be moved along a lifting axis in the direction of the workpiece and in the opposite direction relative to a workpiece to be processed.
  • a lower tool is provided, which is positioned on an underside.
  • 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 on it 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 device for performing a method for the optical pre-setting of tools such as a punching tool, which has a magazine for holding the tools.
  • the pre-device comprises a recording unit for recording the geometry of the tools in order to compare the recorded data with target data which are stored in a computer. It is provided that the tool to be tested or set up is removed from the magazine of the pre-device and fed to a tool holder which is rotatable and is assigned to a length measuring and position determining device. After the tools have been pre-set up, the tools must be removed from the magazine of the pre-device and fed to a magazine of a machine tool so that the tools can be used for machining from there.
  • a device and a method for automatic centering of an upper and lower tool holder of a punching machine are known. It is provided that a detection means is arranged on an upper tool holder, which is then assigned to a lower tool holder. This is followed by a rotary movement of the detection means, designed as a touch sensor, in order to detect an offset of the lower tool holder in the X and / or Y direction. After the detection for the automatic centering of the tool holder has been completed, the detection means is again returned to a magazine of the punching machine in order to then carry out an alignment of the upper tool holder. A tool intended for the machining step is then removed from the magazine from the magazine in order to carry out subsequent machining.
  • the invention is based on the object of proposing a machine tool and a method for processing plate-shaped workpieces, in particular sheet metal, by means of which set-up times are reduced.
  • This comprises an upper tool which can be moved along a stroke axis with a stroke drive device in the direction of a workpiece to be machined with the upper tool and in the opposite direction and which can be positioned with at least one motor drive arrangement along an upper positioning axis perpendicular to the stroke axis.
  • This further comprises a lower tool which is aligned with the upper tool and can be positioned with at least one motorized drive arrangement along a lower positioning axis which is aligned perpendicular to the stroke axis of the upper tool.
  • the upper and lower tool can be moved in the interior of a machine frame.
  • the motorized drive arrangements for moving the upper and / or lower tool can be controlled by a controller. It is provided that the Movement of the upper tool along the upper positioning axis and the movement of the lower tool along the lower positioning axis can each be controlled independently of one another. Furthermore, at least one measuring device oriented towards the lower drive arrangement and / or at least one measuring device oriented towards the upper drive arrangement on the lower drive arrangement is provided on the upper drive arrangement. The arrangement and positioning of the at least one measuring device on the lower and / or upper drive arrangement enables individual parameters of the upper and / or lower tool, such as a tool length and / or tool length, to be checked by means of the at least one measuring device before the tool is used for machining a tool geometry.
  • This data can be forwarded to the control of the machine tool and processed, so that the workpiece can be processed with the current data of the tool used immediately afterwards.
  • a previous complex data transfer of data which takes place separately from the machine tool by a separate measurement of a tool length and / or a tool type or geometry in a pre-device, and a subsequent conversion of the tools into the machine tool is no longer necessary.
  • the at least one measuring device is positioned adjacent to the tool holder of the upper tool and / or lower tool on the upper and / or lower drive arrangement. This enables only a slight movement of the upper tool and / or lower tool along the upper and / or lower positioning axis in opposite directions to one another in order to position the upper tool and lower tool in each case with respect to the opposite measuring device. After at least one parameter of the upper tool and / or lower tool has been recorded, machining of the workpiece can be started immediately thereafter.
  • the at least one measuring device is connected to the upper drive arrangement is aligned with the lower tool and / or the at least one measuring device on the lower drive arrangement is aligned with the upper tool.
  • the relative movement of the upper and / or lower tool along the upper and / or lower positioning axis can be determined.
  • a measuring axis of the measuring device is aligned in the same direction as the position axis of the opposite upper tool and / or lower tool.
  • the height of a machining tool on the upper tool or a counter tool on the lower tool can be checked in a simple manner.
  • a scraper height or the presence of a scraper as well as the control of the scraper type can also be made possible. It can also be determined whether a length and / or contour of the machining tool on the upper tool or the counter tool on the lower tool lies before a wear limit or has exceeded it.
  • the at least one measuring device is designed as a scanning element or as a contactless sensor.
  • the contactless sensor can increase the flexibility in the acquisition of parameters.
  • the measuring device which is designed as a contactless sensor, is advantageously designed as an optical distance sensor, in particular a line laser or a camera device, in particular a CCD camera.
  • the measuring device can be selected as a function of the installation space available.
  • the measuring device can be adapted to the required measuring tasks.
  • the measuring device is provided on a console slide of the lower drive arrangement. This enables the measuring device to be easily positioned adjacent to the lower tool. In addition, this can be freely aligned with respect to its measuring axis in the direction of the upper tool.
  • the at least one measuring device on the upper drive arrangement is preferably provided on the double wedge of a wedge gear. This enables a protected arrangement, in particular in front of corrugated sheets to be processed.
  • a cover or shield is assigned to the measuring device on an exit side of the measuring axis, which can be removed for a measuring process. In this way, protection against contamination and / or damage can be provided, in particular in the case of an optical measuring device. Such a cover can be moved, folded away or opened for the respective measuring task.
  • the object on which the invention is based is furthermore achieved by a method for processing plate-shaped workpieces, preferably sheet metal, in which an upper tool that moves along a stroke axis with a stroke drive device in the direction of a workpiece to be machined with the upper tool and is movable in the opposite direction, is moved with at least one motorized drive arrangement along an upper positioning axis running perpendicular to the lifting axis and in which a lower tool, which is aligned with the upper tool, is moved with at least one motorized drive arrangement along a lower positioning axis, which is perpendicular to the lifting axis of the upper tool is aligned.
  • the upper and lower tools are moved in the interior of a machine frame.
  • the motorized drive arrangements for moving the upper and lower tool are controlled by a control. It is provided that at least one measuring device provided on the upper drive device, which is directed in the direction of the lower Drive arrangement is aligned, along the upper positioning axis and / or at least one measuring device provided on the lower drive arrangement, which is aligned in the direction of the upper drive arrangement, are each controlled independently of one another along the lower positioning axis. This enables short travels in order to position the upper tool in relation to a measuring device provided on the lower drive arrangement or the lower tool in relation to a measuring device provided on the upper drive arrangement, so that individual parameters of the upper and / or lower tool can then be recorded by a measuring method.
  • This acquisition of the parameters can be forwarded directly to the control of the machine tool, so that the acquired data of the upper and / or lower tool are taken into account in the subsequent processing steps. This simplifies the set-up process and shortens the time. In addition, it can thereby be ensured that the upper and lower tool required for the subsequent machining process is received in the upper and / or lower tool holder of the machine tool.
  • a movement of the upper tool and / or the lower tool along the lower and / or upper positioning axis is controlled with a rotary movement about the stroke axis and / or a stroke movement along the stroke axis superimposed. This can increase the flexibility in performing the measurement method.
  • a preferred embodiment of the method provides that a height of the upper tool or of the lower tool is detected by traversing a measuring axis of the opposite measuring device by a movement along the upper and / or lower positioning axis.
  • a movement can for example a height of the tool body on the upper tool or the counter tool body on the lower tool can be made possible.
  • a geometry can also be recorded, as well as, if necessary, wear on the tool body or counter-tool body.
  • a further preferred embodiment of the method provides that, in order to carry out a measurement of the upper tool or lower tool, the upper tool or the lower tool is positioned adjacent to the measuring axis of the opposite measuring device or is aligned with the measuring axis in order to subsequently carry out a measuring strategy.
  • detailed tool information can be recorded.
  • the data acquired by the measuring device are processed in an evaluation device and compared and evaluated with data from tools in a data memory of the control or evaluation device. This has the advantage that a check can be made to determine whether the relevant tool has been set up. In addition, it can easily be determined whether the tool is inside or outside a wear limit.
  • FIG. 1 a machine tool 1 is shown, which is designed as a punch press.
  • This machine tool 1 includes a support structure with a closed machine frame 2. This includes two horizontal frame legs 3, 4 and two vertical frame legs 5 and 6.
  • the machine frame 2 encloses a frame interior 7 that defines 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 to machine plate-shaped workpieces 10, which for the sake of simplicity are shown in FIG Figure 1 are not shown and can be arranged in the frame interior 7 for processing purposes.
  • 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 on the lower horizontal frame leg 4 of the machine frame 2, for example in the form of a punching die.
  • This punching die can be provided with a die opening.
  • the upper tool 11 embodied as a punch, dips into the die opening of the lower tool embodied as a punching die a.
  • the upper tool 11 and lower tool 9 can also be used as a bending punch and a bending matrix for reshaping workpieces 10 instead of a punch and a punching die.
  • the upper tool 11 is fixed in a tool holder at a lower end of a ram 12.
  • the ram 12 is part of a lifting drive device 13, by means of which the upper tool 11 can be moved in a lifting direction along a lifting axis 14.
  • the stroke axis 14 runs in the direction of the Z axis of the coordinate system in FIG Figure 1 indicated numerical control 15 of the machine tool 1.
  • the lifting drive device 13 perpendicular to the lifting axis 14, the lifting drive device 13 can be moved along a positioning axis 16 in the direction of the double arrow.
  • the positioning axis 16 runs in the direction of the Y-axis of the coordinate system of the numerical control 15.
  • the lifting drive device 13 accommodating the upper tool 11 is moved along the positioning axis 16 by means of a motor drive 17.
  • the movement of the plunger 12 along the stroke axis 14 and the positioning of the stroke drive device 13 along the positioning axis 16 take place by means of a motor drive 17 in the form of a drive arrangement 17, in particular a spindle drive arrangement, with a drive spindle running in the direction of the positioning axis 16 and firmly connected to the machine frame 2 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 in FIG Figure 1 two guide rails 19 can be seen.
  • the remaining guide rail 19 runs parallel to the visible guide rail 19 and is spaced from this in the direction of the X-axis of the coordinate system of the numerical control 15.
  • Guide shoes 20 of the lifting drive device 13 run on the guide rails 19.
  • the lifting drive device 13 is suspended on the machine frame 2 via the guide shoes 20 and the guide rails 19.
  • a further component of the lifting drive device 13 is a wedge gear 21, by means of which a position of the upper tool 11 relative to the lower tool 9 can be adjusted.
  • the lower tool 9 is received such that it can be moved along a lower positioning axis 25.
  • This lower positioning axis 25 runs in the direction of the Y-axis of the coordinate system of the numerical control 15.
  • the lower positioning axis 25 is preferably aligned parallel to the upper positioning axis 16.
  • the lower tool 9 can be moved directly on the lower positioning axis 16 with a motorized 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 motorized drive arrangement 26.
  • This drive arrangement 26 is preferably designed as a spindle drive arrangement.
  • the lower lifting drive device 27 can correspond in structure to the upper lifting drive device 13.
  • the motor drive arrangement 26 can also correspond to the motor drive arrangement 17.
  • the lower lifting drive device 27 is mounted displaceably on guide rails 19 assigned to the lower horizontal frame leg 4.
  • 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 also suspended via the guide shoes 20 and the guide rails 19 on the machine frame 2 and spaced apart from the guide rails 19 and guide shoes 20 of the upper lifting drive device 13.
  • the lifting drive device 27 can also comprise a wedge gear 21 through which the position or height of the lower tool 9 is adjustable along the Z axis.
  • both the motorized drives 17 for moving the upper tool 11 along the upper positioning axis 16 and the motorized drive (s) 26 for moving the lower tool 9 along the lower positioning axis 25 can be controlled independently of one another.
  • the upper and lower tools 11, 9 can thus 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 can also be controlled in different directions.
  • This independent movement of the upper and lower tools 11, 9 can be controlled at the same time.
  • decoupling the movement between the upper tool 11 and the lower tool 9 increased flexibility in the machining of workpieces 10 can be achieved.
  • the upper and lower tools 11, 9 for machining the workpieces 10 can also be designed in various ways.
  • a component of the lifting drive device 13 is the wedge gear 21, which is shown in Figure 2 is shown.
  • the wedge gear 21 comprises two drive-side wedge gear elements 122, 123 as well as two driven-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 stroke axis 14 on the double wedge 126 on the output side.
  • a motorized rotary drive device 128 is accommodated in the double wedge 126 on the output side and moves the plunger 12 along the stroke axis 14 if necessary. Both left and right rotation of the plunger 12 is possible according to the double arrow in FIG Figure 2 possible.
  • a plunger bearing 129 is shown schematically.
  • the tappet bearing 129 allows low-friction rotational movements of the tappet 12 about the stroke axis 14, and on the other hand, the tappet bearing 129 supports the tappet 12 in the axial direction and accordingly carries loads that act on the tappet 12 in the direction of the stroke axis 14 in the output side Double wedge 126.
  • the double wedge 126 on the output side is delimited by a wedge surface 130 and by a wedge surface 131 of the transmission element 125 on the output side.
  • Wedge surfaces 132, 133 of the drive-side wedge gear elements 122, 123 lie opposite the wedge surfaces 130, 131 of the output-side wedge gear elements 124, 125.
  • the drive-side wedge gear element 122 and the output-side wedge gear element 124, as well as the drive-side wedge gear element 123 and the output-side wedge gear element 125 are guided in the direction of the Y-axis, i.e. in the direction of the positioning axis 16 of the lifting drive device 13, so that they can move relative to one another through longitudinal guides 134, 135.
  • the drive-side wedge gear element 122 has a motorized drive unit 138
  • the drive-side wedge gear element 123 has a motorized drive unit 139. Both drive units 138, 139 together form the spindle drive arrangement 17.
  • the motor drive units 138, 139 have in common that in Figure 1 The drive spindle 18 shown, as well as the lifting drive device 13, 27 mounted on the machine frame 2 and consequently on the supporting structure side.
  • the drive-side wedge gear elements 122, 123 are operated in such a way that they move towards each other 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 driven-side wedge gear elements 124, 125 on the other .
  • the double wedge 126 on the output side and the plunger 12 mounted on it are moved downward along the stroke axis 14.
  • the punch which is mounted on the ram 12, for example as an upper tool 11, performs a working stroke and processes a workpiece 10 mounted on the workpiece support 28, 29 or workpiece support 8.
  • the ram 12 is in turn moved along the Lifting axis 14 raised or moved upwards.
  • the above-described lifting drive device 13 according to Figure 2 is preferably constructed identically as a lower lifting drive device 27 and accommodates the lower tool 9.
  • FIG 3 a schematic diagram of a possible stroke movement of the plunger 12 is shown.
  • the diagram shows a stroke course along the Y-axis and the Z-axis.
  • an oblique stroke movement of the stroke ram 12 down towards the workpiece 10 can be controlled, as shown by the first straight line A.
  • the plunger 12 can be lifted off vertically, for example, as shown by the straight line B.
  • the work sequence described above can then be repeated, for example. If the workpiece 10 is moved on the workpiece support surface 28, 29 for a subsequent processing step, a movement along the straight line C can also be omitted.
  • the ones in the diagram in Figure 3 The possible stroke movement of the ram 12 on the upper tool 11 shown is preferably combined with a lower tool 9 that is held stationary.
  • the lower tool 9 is positioned within the machine frame 2 in such a way that at the end of a working stroke of the upper tool 11, the upper and lower tool 11, 9 assume a defined position.
  • This exemplary superimposed stroke profile can be controlled both for the upper tool 11 and for the lower tool 9.
  • a superimposed stroke movement of the upper tool and / or lower tool 11, 9 can be controlled.
  • Figure 4 a schematic diagram is shown, which shows a stroke movement of the plunger 12 according to the line shown by way of example Represents D along a Y-axis and a Z-axis.
  • a stroke movement of the plunger 12 can run through a curve or arc, in that a superposition of the movement movements in the Y-direction and Z-direction is controlled accordingly by the controller 15.
  • Such a flexible superimposition of the traversing movements in the X and Z directions enables specific machining tasks to be solved.
  • the control of such a curve profile can be provided for the upper tool 11 and / or lower tool 9.
  • FIG. 3 is a schematic view of the machine tool 1 according to FIG Figure 1 shown.
  • a workpiece support 28, 29 extends laterally on the machine frame 2 of the machine tool 1.
  • the workpiece support 28 can, for example, be assigned to a loading station, not shown in detail, by which unprocessed workpieces 10 are placed on the workpiece support 28.
  • Adjacent to the workpiece support 28, 29, a feed device 22 is provided which comprises a plurality of grippers 23 in order to grip the workpiece 10 placed on the workpiece support 28.
  • the workpiece 10 is guided through the machine frame 2 in the X direction by means of the feed device 22.
  • the feed device 22 can also be actuated to be movable in the Y direction.
  • the workpiece 10 can be moved by the feed device 22 both in the X direction and against 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 against the Y-direction for the respective machining task.
  • the further workpiece support 29 is provided on the machine frame 2. This can be assigned to an unloading station, for example. Alternatively, the unprocessed workpiece 10 and 10 can be loaded and unloaded Workpiece 10 with workpieces 81 can 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 only shown schematically in a top view in FIG Figure 5 is shown.
  • 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 to a laser processing head, in particular laser cutting head 206, by means of a schematically illustrated beam guide 204, and is focused therein.
  • the laser beam 204 is then aligned perpendicular to the surface of the workpiece 10 through a cutting nozzle in order to machine the workpiece 10.
  • the laser beam 203 acts on the workpiece 10 at the machining location, in particular the cutting location, preferably together with a process gas jet.
  • the cutting point at which the laser beam 203 strikes the workpiece 10 is adjacent to the processing point of the upper tool 11 and lower tool 9.
  • the laser cutting head 206 can be moved at least in the Y direction, preferably in the Y and Z directions, by a linear drive 207 with a linear axis system.
  • This linear axis system which receives the laser cutting head 206, can be assigned to the machine frame 2, attached to it or integrated therein.
  • a beam passage opening can be provided in the workpiece support 28 below a working space of the laser cutting head 206.
  • a beam collecting device for the laser beam 21 can preferably 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 can alternatively also have a solid-state laser as the laser source 202, the radiation of which is guided to the laser cutting head 206 with the aid of a light guide cable.
  • the workpiece support 28, 29 can extend directly to the Workpiece support 8 extend, which at least partially surrounds the lower tool 9.
  • the lower tool 9 can be moved along the lower positioning axis 25 in and against the Y direction within a free space that arises in between.
  • a machined workpiece 10 rests on the workpiece support 28, in which a workpiece part 81 has been cut free from a cutting gap 83, for example by punching or by laser beam machining, except for a residual connection 82.
  • This residual connection holds the workpiece 81 in the workpiece 10 or in 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 punching and discharge step.
  • the remaining connection 82 is separated by a punching stroke of the upper tool 11 to the lower tool 9.
  • the workpiece part 81 can be discharged downwards, for example, by partially lowering the workpiece support 8.
  • the workpiece part 81 that has been cut free 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 scrap skeleton.
  • Small workpiece parts 81 can also optionally be discharged through an opening in the lower tool 9.
  • an upper drive assembly 17 is schematically simplified compared to that in FIG Figure 2 shown arrangement.
  • the lower drive assembly 26 is provided opposite this upper drive assembly 17.
  • an upper stroke axis 14 of the upper drive arrangement 17 lies in the stroke axis 30 of the lower drive arrangement 26.
  • An upper position axis 35 of the upper tool 11 is congruent with the upper stroke axis 14.
  • a lower position axis 48 of the lower tool 9 is also congruent with a lower stroke axis 14 .
  • the illustrated position of the upper and lower drive arrangements 17, 26 can be a machining position of the upper tool 11 and lower tool 9 represent.
  • the upper drive arrangement 17 has an upper measuring device 601.
  • This upper measuring device 601 is provided on the double wedge 126, for example.
  • This upper measuring device 601 is arranged adjacent to the ram 12, which receives the upper tool 11.
  • the measuring device 601 is aligned with the lower drive arrangement 26 with a measuring axis 602.
  • the measuring axis 602 of the measuring device 601 can preferably be aligned parallel to the position axis 35. This alignment of the measuring axis 602 is also dependent on the selection of the measuring device 601.
  • a lower measuring device 604 is provided, the measuring axis 605 of which is directed towards the upper drive arrangement 17.
  • the measuring axis 605 can preferably be aligned parallel to the position axis 48.
  • the lower measuring device 604 is preferably arranged on a console slide 606 which is part of the motorized drive arrangement 26. This bracket slide 606 is preferably guided to be movable along the lower position axis 25, in particular a spindle.
  • measuring device 601 is provided on the drive arrangement 17 and one measuring device 604 is provided on the drive device 26.
  • several measuring devices can also be provided on one of the two or both drive arrangements 17, 26.
  • a contactless sensor in particular a distance sensor
  • the opposite end face of a tool body 39 of the upper tool 11 ( Figure 8 ) or a counter tool body of the lower tool 9 can be detected.
  • the measuring device 601, 604 is advantageously designed as a line laser.
  • a camera system can also be provided, such as a CCD camera, or some other imaging device, through which the opposite upper tool 11 or lower tool 9, corresponding data can be recorded, processed in an evaluation device and fed to the controller 15.
  • FIG 7 a positioning of the upper tool 11 above the measuring device 604 on the lower drive device 26 is shown.
  • the upper drive arrangement 17 can be moved along the upper positioning axis 16 and / or the lower drive arrangement 26 can be moved along the lower positioning axis 25.
  • the distance between the position axis 48 and the measuring axis 605 of the lower measuring device 604 is, for example, a distance A.
  • the distance between the measuring device 604 and a cutting edge 38 and / or punch surface 43 or underside of the tool body 39 of the upper tool 11 can be determined. On the one hand, this can be used to determine whether an upper tool 11 is received by the upper drive arrangement 17. In addition, the height of the tool body 39 on the upper tool 11 and possibly also the wear can be determined. The data are passed on to the controller 15 for further processing. The same applies to the lower tool if the upper measuring device 601 with its measuring axis 602 is directed towards the lower tool 9.
  • the aforementioned parameters for the tool body 39 on the upper tool 11 can also be determined when a movement is triggered in which the upper tool 11 travels over the lower measuring device 604.
  • the illustrated alignment of the upper drive arrangement 17 to the lower drive arrangement 26 can furthermore also be used to detect the geometry of a stamp surface 43 of a machining tool 37 and / or to detect wear.
  • the upper ones are positioned Drive arrangement 17 at a distance A from the lower drive arrangement 26.
  • the upper tool 11 and the lifting axis 14 are then driven by a rotary movement.
  • the geometry of the stamp surface 43 can be recorded.
  • a distance R from the measuring point 607 to an in Fig. 8 axis Y 1 shown (tool axis) can be enlarged. In this way, for example, the tool type can be determined.
  • a helical scanning movement on the underside of the tool body 39 of the upper tool 11 can also be achieved by a linear increase in the distance R of the measuring point 607 to an in Fig. 8 axis Y 1 shown.
  • both the geometry and possible wear on a cutting edge 38 of the tool body 39 of the upper tool 11 delimiting the punch surface 43 can be detected. This is done, for example, by recording polar coordinates.
  • An analogous procedure can also be carried out for the lower tool 9 by means of the measuring device 601.
  • the measuring device 601, 604 can also detect a break at a cutting edge 38 of the tool body 39 or a counter-cutting edge of the counter-tool body, in particular after the machining of the workpiece 10 and before a tool change is due.
  • the data determined by the measuring device 601 and 604 are forwarded to the controller 15 so that they are taken into account as correction data for the subsequent machining of the workpiece 10 with the measured tool.
  • This has the advantage that the tool body of the upper tool and the counter tool body of the lower tool are checked or detected before the start of workpiece machining, so that the workpiece 10 can then be machined immediately without any further setup process.

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Description

  • Die Erfindung betrifft 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, welches Dokument als der nächstliegende Stand der Technik für die unabhängigen Ansprüche 1 und 10 angesehen wird. Diese Druckschrift offenbart eine Werkzeugmaschine in Form einer Presse zum Bearbeiten von Werkstücken, wobei ein Oberwerkzeug an einer Hubvorrichtung vorgesehen ist, welche gegenüber eines zu bearbeitenden Werkstücks 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 2007 008 698 A1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur optischen Voreinrichtung von Werkzeugen, wie beispielsweise Stanzwerkzeug, bekannt, welche ein Magazin für die Aufnahme der Werkzeuge aufweist. Des Weiteren umfasst die Voreinrichtung eine Aufnahmeeinheit zur Erfassung der Geometrie der Werkzeuge, um die erfassten Daten mit Solldaten, welche in einem Rechner gespeichert sind, zu vergleichen. Dabei ist vorgesehen, dass das zu prüfende oder einzurichtende Werkzeug aus dem Magazin der Voreinrichtung entnommen wird und einer Werkzeugaufnahme zugeführt wird, welche drehbar ist und einer Längenmess- und Positionsbestimmungseinrichtung zugeordnet ist. Nach dem Voreinrichten der Werkzeuge ist erforderlich, dass die Werkzeuge aus dem Magazin der Voreinrichtung entnommen und einem Magazin einer Werkzeugmaschine zugeführt werden, so dass von dort aus die Werkzeuge für die Bearbeitung zum Einsatz kommen können.
  • Aus der EP 2 165 784 A1 ist eine Einrichtung und ein Verfahren zum automatischen Zentrieren von einer oberen und unteren Werkzeugaufnahme einer Stanzmaschine bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass an einer oberen Werkzeugaufnahme ein Erfassungsmittel angeordnet ist, welches darauffolgend einer unteren Werkzeugaufnahme zugeordnet wird. Darauffolgend erfolgt eine Drehbewegung des als Tastsensor ausgebildeten Erfassungsmittels, um einen Versatz der unteren Werkzeugaufnahme in X- und/oder Y-Richtung zu erfassen. Nach Abschluss der Erfassung zum automatischen Zentrieren der Werkzeugaufnahme wird das Erfassungsmittel wiederum in ein Magazin der Stanzmaschine zurückgeführt, um darauffolgend ein Ausrichten der oberen Werkzeugaufnahme durchzuführen. Darauffolgend wir aus dem Magazin ein für den Bearbeitungsschritt vorgesehenes Werkzeug aus dem Magazin entnommen, um eine nachfolgende Bearbeitung durchzuführen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, vorzuschlagen, durch welche Rüstzeiten reduziert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise Blechen, gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Diese umfasst ein Oberwerkzeug, welches entlang einer Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug zu bearbeitenden Werkstück und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse positionierbar ist. Diese umfasst des Weiteren ein Unterwerkzeug, welches zum Oberwerkzeug ausgerichtet und mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer unteren Positionierachse positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse des Oberwerkzeuges ausgerichtet ist. Das Ober- und Unterwerkzeug ist im Rahmeninnenraum eines Maschinenrahmens verfahrbar. Durch eine Steuerung sind die motorischen Antriebsanordnungen zum Verfahren des Ober- und/oder Unterwerkzeugs ansteuerbar. Dabei ist vorgesehen, dass die Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges entlang der oberen Positionierachse und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeugs entlang der unteren Positionierachse jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Des Weiteren ist an der oberen Antriebsanordnung zumindest eine auf die untere Antriebsanordnung ausgerichtete Messvorrichtung und/oder an der unteren Antriebsanordnung zumindest eine auf die obere Antriebsanordnung ausgerichtete Messvorrichtung vorgesehen. Durch die Anordnung und Positionierung der zumindest einen Messvorrichtung an der unteren und/oder oberen Antriebsanordnung ist ermöglicht, dass vor dem Einsatz des Werkzeuges zur Bearbeitung mittels der zumindest einen Messvorrichtung einzelne Parameter des Ober- und/oder Unterwerkzeuges, wie beispielsweise eine Werkzeuglänge und/oder eine Werkzeuggeometrie, erfasst werden. Diese Daten können an die Steuerung der Werkzeugmaschine weitergeleitet und verarbeitet werden, so dass unmittelbar darauffolgend eine Bearbeitung des Werkstücks mit den aktuellen Daten des eingesetzten Werkzeugs ermöglicht ist. Ein bisheriger aufwendiger Datentransfer von Daten, die durch eine separate Messung von einer Werkzeuglänge und/oder eines Werkzeugtyps beziehungsweise Geometrie in einer Voreinrichtung getrennt von der Werkzeugmaschine erfolgt sowie eine darauffolgende Umrüstung der Werkzeuge in die Werkzeugmaschine ist nicht mehr erforderlich.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zumindest eine Messvorrichtung benachbart zur Werkzeugaufnahme des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges an der oberen und/oder unteren Antriebsordnung positioniert ist. Dies ermöglicht, dass eine nur geringe Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse gegenläufig zueinander erforderlich ist, um das Oberwerkzeug und Unterwerkzeug jeweils zur gegenüberliegenden Messvorrichtung zu positionieren. Nach dem Erfassen von zumindest einem Parameter des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges kann unmittelbar darauffolgend die Bearbeitung des Werkstücks begonnen werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zumindest eine Messvorrichtung an der oberen Antriebsanordnung auf das Unterwerkzeug ausgerichtet ist und/oder die zumindest eine Messvorrichtung an der unteren Antriebsanordnung auf das Oberwerkzeug ausgerichtet ist. In Abhängigkeit der Ausrichtung der Messvorrichtung auf das Ober- und/oder Unterwerkzeug kann die relative Verfahrbewegung des Ober- und/oder Unterwerkzeuges entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse bestimmt sein.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Messachse der Messvorrichtung in gleicher Richtung ausgerichtet ist, wie die Positionsachse des gegenüberliegenden Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges. Dadurch kann beispielsweise in einfacher Weise eine Kontrolle einer Höhe eines Bearbeitungswerkzeuges am Oberwerkzeug oder eines Gegenwerkzeuges am Unterwerkzeug ermöglicht sein. Ebenso kann eine Höhe eines Abstreifers oder das Vorhandensein eines Abstreifers als auch die Kontrolle des Abstreifertyps ermöglicht sein. Auch kann festgestellt werden, ob eine Länge und/oder Kontur des Bearbeitungswerkzeuges am Oberwerkzeug oder des Gegenwerkzeuges am Unterwerkzeug vor einer Verschleißgrenze liegt oder diese überschritten hat.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Werkzeugmaschine sieht vor, dass die zumindest eine Messvorrichtung als ein Abtastelement ausgebildet ist oder durch einen berührungslosen Sensor. Insbesondere durch den berührungslosen Sensor kann die Flexibilität in der Erfassung von Parametern erhöht sein. Zudem genügt ein Ausrichten des Ober- und/oder Unterwerkzeugs zum gegenüberliegenden berührungslosen Sensor, ohne dass eine Verfahrbewegung entlang der zumindest einen Hubachse erforderlich ist.
  • Vorteilhafterweise ist die als berührungsloser Sensor ausgebildete Messvorrichtung als ein optischer Abstandssensor, insbesondere ein Linienlaser oder eine Kameraeinrichtung, insbesondere eine CCD-Kamera ausgebildet. In Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraumes kann eine Auswahl der Messvorrichtung erfolgen. Zudem kann die Messvorrichtung an die erforderlichen Messaufgaben angepasst sein.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Werkzeugmaschine sieht vor, dass die Messvorrichtung an einem Konsolenschlitten der unteren Antriebsanordnung vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine einfache Positionierung der Messvorrichtung benachbart zum Unterwerkzeug. Zudem kann diese frei bezüglich deren Messachse in Richtung auf das Oberwerkzeug ausgerichtet werden.
  • Die zumindest eine Messvorrichtung an der oberen Antriebsanordnung ist bevorzugt am Doppelkeil eines Keilgetriebes vorgesehen. Dies ermöglicht eine geschützte Anordnung, insbesondere vor zu bearbeitenden Wellblechen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Werkzeugmaschine sieht vor, dass bei der Messvorrichtung an einer Austrittsseite der Messachse eine Abdeckung oder Abschirmung zugeordnet ist, welche für einen Messvorgang abnehmbar ist. Dadurch kann insbesondere bei einer optischen Messvorrichtung ein Schutz vor Verschmutzung und/oder Beschädigung gegeben sein. Für die jeweilige Messaufgabe kann eine solche Abdeckung verschoben, weggeklappt oder geöffnet werden.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen, gemäß dem Anspruch 10 gelöst, bei welchen ein Oberwerkzeug, das entlang einer Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug zu bearbeitenden Werkstück und in Gegenrichtung bewegbar ist, mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse verfahren wird und bei welchem ein Unterwerkzeug, welches zum Oberwerkzeug ausgerichtet ist, mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer unteren Positionierachse verfahren wird, die senkrecht zur Hubachse des Oberwerkzeuges ausgerichtet ist. Das Ober- und Unterwerkzeug wird dabei im Rahmeninnenraum eines Maschinenrahmens verfahren. Die motorischen Antriebsanordnungen zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeuges werden durch eine Steuerung angesteuert. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eine an der oberen Antriebsvorrichtung vorgesehene Messvorrichtung, die in Richtung auf die untere Antriebsanordnung ausgerichtet ist, entlang der oberen Positionierachse und/oder zumindest einer an der unteren Antriebsanordnung vorgesehenen Messvorrichtung, die in Richtung auf die obere Antriebsanordnung ausgerichtet ist, entlang der unteren Positionierachse jeweils unabhängig voneinander angesteuert werden. Dies ermöglicht kurze Verfahrwege, um das Oberwerkzeug zu einer an der unteren Antriebsanordnung vorgesehenen Messvorrichtung oder das Unterwerkzeug zu einer an der oberen Antriebsanordnung vorgesehenen Messvorrichtung zu positionieren, so dass darauffolgend durch ein Messverfahren einzelne Parameter des Ober- und/oder Unterwerkzeuges erfasst werden können. Diese Erfassung der Parameter kann unmittelbar an die Steuerung der Werkzeugmaschine weitergeleitet werden, so dass bei den darauffolgenden Bearbeitungsschritten die erfassten Daten des Ober- und/oder Unterwerkzeuges Berücksichtigung finden. Dadurch ist der Rüstvorgang vereinfacht und zeitlich verkürzt. Darüber hinaus kann dadurch sichergestellt werden, dass das für den nachfolgenden Bearbeitungsprozess erforderliche Ober- und Unterwerkzeug in der oberen und/oder unteren Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine aufgenommen wird.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass einer Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges und/oder des Unterwerkzeuges entlang der unteren und/oder oberen Positionierachse eine Drehbewegung um die Hubachse und/oder eine Hubbewegung entlang der Hubachse überlagert angesteuert wird. Dadurch kann die Flexibilität in der Durchführung der Messverfahren erhöht werden.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine Höhe des Oberwerkzeuges oder des Unterwerkzeuges durch ein Überfahren einer Messachse der gegenüberliegenden Messvorrichtung durch eine Verfahrbewegung entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse erfasst wird. Durch eine solche Verfahrbewegung kann beispielsweise eine Höhe des Werkzeugkörpers am Oberwerkzeug oder Gegenwerkzeugkörpers am Unterwerkzeug ermöglicht sein. Zudem kann auch eine Geometrie erfasst werden, sowie gegebenenfalls ein Verschleiß des Werkzeugkörpers oder Gegenwerkzeugkörpers.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass zur Durchführung einer Messung des Oberwerkzeuges oder Unterwerkzeuges das Oberwerkzeug oder das Unterwerkzeug zur Messachse der gegenüberliegenden Messvorrichtung benachbart positioniert wird oder zur Messachse ausgerichtet wird, um darauffolgend eine Messstrategie durchzuführen. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann eine Erfassung von detaillierten Werkzeuginformationen durchgeführt werden.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die durch die Messvorrichtung erfassten Daten in einer Auswerteeinrichtung verarbeitet und mit Daten von Werkzeugen in einem Datenspeicher der Steuerung oder Auswerteeinrichtung verglichen und ausgewertet werden. Dies weist den Vorteil auf, dass eine Prüfung erfolgen kann, ob das zutreffende Werkzeug gerüstet wurde. Zudem kann in einfacher Weise erfasst werden, ob das Werkzeug innerhalb oder außerhalb einer Verschleißgrenze liegt.
  • Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass nach der Durchführung der Messung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges diese in eine Arbeitsposition zueinander für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt durch eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse verfahren wird. Eine weitere Rüstzeit beziehungsweise Verfahrbewegung der oberen und/oder unteren Werkzeugaufnahme ins Magazin zur Aufnahme des Werkzeugs kann unterbleiben.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. 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 der oberen und unteren Antriebsanordnung in einer Bearbeitungsposition des Oberwerkzeugs zum Unterwerkzeug,
    • Figur 7 eine schematische Seitenansicht der oberen und unteren Antriebsanordnung in einer Messposition für das Oberwerkzeug und
    • Figur 8 eine schematische Ansicht auf einen Werkzeugkörper eines Oberwerkzeuges bei einem Messverfahren mit einer Messvorrichtung an der unteren Antriebsanordnung.
  • 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-Achse 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 Hubantriebsvorrichtung 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 an dem 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 Werkstückauflage 28 aufgelegt werden. An die Werkstückauflage 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 obere Antriebsanordnung 17 schematisch vereinfacht gegenüber der in Figur 2 gezeigten Anordnung dargestellt. Dieser oberen Antriebsanordnung 17 ist gegenüberliegend die untere Antriebsanordnung 26 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel liegt eine obere Hubachse 14 der oberen Antriebsanordnung 17 in der Hubachse 30 der unteren Antriebsanordnung 26. Deckungsgleich mit der oberen Hubachse 14 ist eine obere Positionsachse 35 des Oberwerkzeuges 11. Ebenso deckungsgleich mit einer unteren Hubachse 14 ist eine untere Positionsachse 48 des Unterwerkzeugs 9. Die in Figur 6 dargestellte Position der oberen und unteren Antriebsanordnung 17, 26 kann eine Bearbeitungsposition des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9 darstellen.
  • Die obere Antriebsanordnung 17 weist eine obere Messvorrichtung 601 auf. Diese obere Messvorrichtung 601 ist beispielsweise an dem Doppelkeil 126 vorgesehen. Diese obere Messvorrichtung 601 ist benachbart zum Stößel 12 angeordnet, welcher das Oberwerkzeug 11 aufnimmt. Die Messvorrichtung 601 ist mit einer Messachse 602 auf die untere Antriebsanordnung 26 ausgerichtet. Vorzugsweise kann die Messachse 602 der Messvorrichtung 601 parallel zur Positionsachse 35 ausgerichtet sein. Diese Ausrichtung der Messachse 602 ist auch abhängig von der Auswahl der Messvorrichtung 601.
  • Bei einer unteren Antriebsanordnung 26 ist eine untere Messvorrichtung 604 vorgesehen, deren Messachse 605 in Richtung auf die obere Antriebsanordnung 17 gerichtet ist. Die Messachse 605 kann vorzugsweise parallel zur Positionsachse 48 ausgerichtet sein. Die untere Messvorrichtung 604 ist bevorzugt an einem Konsolenschlitten 606 angeordnet, der Teil der motorischen Antriebsanordnung 26 ist. Dieser Konsolenschlitten 606 ist bevorzugt entlang der unteren Positionsachse 25, insbesondere einer Spindel, verfahrbar geführt.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist jeweils nur eine Messvorrichtung 601 an der Antriebsanordnung 17 und eine Messvorrichtung 604 an der Antriebsvorrichtung 26 vorgesehen. Alternativ können auch mehrere Messvorrichtungen an einem der beiden oder beiden Antriebsanordnungen 17, 26 vorgesehen sein.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der Messvorrichtung 601, 604 ist ein berührungsloser Sensor, insbesondere ein Abstandssensor, vorgesehen. Durch einen solchen Abstandssensor kann die jeweils gegenüberliegende Stirnseite eines Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeuges 11 (Figur 8) oder ein Gegenwerkzeugkörper des Unterwerkzeugs 9 erfasst werden. Vorteilhafterweise ist die Messvorrichtung 601, 604 als ein Linienlaser ausgebildet. Alternativ kann auch ein Kamerasystem vorgesehen sein, wie beispielsweise eine CCD-Kamera, oder eine sonstige bildgebende Einrichtung eingesetzt werden, durch welche von dem gegenüberliegenden Oberwerkzeug 11 oder Unterwerkzeug 9 entsprechende Daten erfasst, in einer Auswerteeinrichtung verarbeitet und der Steuerung 15 zugeführt werden können.
  • In Figur 7 ist eine Positionierung des Oberwerkzeugs 11 oberhalb der Messvorrichtung 604 an der unteren Antriebsvorrichtung 26 dargestellt. Hierzu kann die obere Antriebsanordnung 17 entlang der oberen Positionierachse 16 und/oder die untere Antriebsanordnung 26 entlang der unteren Positionierachse 25 verfahren werden. Der Abstand zwischen der Positionsachse 48 und der Messachse 605 der unteren Messvorrichtung 604 beträgt beispielsweise einen Abstand A. Zur Positionierung der oberen Antriebsanordnung 17 wird diese bezüglich der Hubachse 14 oder der Positionsachse 35 des Oberwerkzeuges 11 ebenfalls um den Abstand A zur unteren Antriebsanordnung 26 verfahren, so dass daraufhin eine Messung durchgeführt werden kann. In einer solchen Position kann beispielsweise der Abstand zwischen der Messvorrichtung 604 und einer Schneidkante 38 und/oder Stempelfläche 43 oder Unterseite des Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeugs 11 ermittelt werden. Daraus lässt sich zum einen ermitteln, ob ein Oberwerkzeug 11 von der oberen Antriebsanordnung 17 aufgenommen ist. Darüber hinaus kann die Höhe des Werkzeugkörpers 39 am Oberwerkzeug 11 und gegebenenfalls auch der Verschleiß ermittelt werden. Die Daten werden an die Steuerung 15 für die weitere Bearbeitung weitergegeben. Analoges gilt für das Unterwerkzeug, sofern die obere Messvorrichtung 601 mit deren Messachse 602 auf das Unterwerkzeug 9 gerichtet ist.
  • Die vorgenannten Parameter für den Werkzeugkörper 39 am Oberwerkzeug 11 können auch dann ermittelt werden, wenn eine Verfahrbewegung angesteuert wird, bei welcher das Oberwerkzeug 11 die untere Messvorrichtung 604 überfährt.
  • Bei der in Figur 7 dargestellten Ausrichtung der oberen Antriebsanordnung 17 zur unteren Antriebsanordnung 26 kann des Weiteren auch eine Erfassung der Geometrie einer Stempelfläche 43 eines Bearbeitungswerkzeuges 37 erfasst und/oder ein Verschleiß festgestellt werden. Beispielsweise erfolgt die Positionierung der oberen Antriebsanordnung 17 in einem Abstand A zur unteren Antriebsanordnung 26. Darauffolgend wird das Oberwerkzeug 11 und die Hubachse 14 durch eine Drehbewegung angetrieben. Durch Abscannen der Stempelfläche 43 des Werkzeugkörpers 39 über beispielsweise einen Messpunkt 607 eines Abstandssensors 604 kann die Geometrie der Stempelfläche 43 erfasst werden. Beispielsweise kann mit jeder Umdrehung ein Abstand R des Messpunktes 607 zu einer in Fig.8 gezeigten Achse Y1 (Werkzeugachse) vergrößert werden. Auf diese Weise kann bspw. der Werkzeugtyp bestimmt werden. Alternativ kann auch eine schneckenlinienförmige Scanbewegung an der Unterseite des Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeuges 11 durch eine lineare Zunahme des Abstands R des Messpunkts 607 zu einer in Fig.8 gezeigten Achse Y1 erfolgen. Dadurch kann sowohl die Geometrie als auch ein möglicher Verschleiß an einer die Stempelfläche 43 begrenzenden Schneidkante 38 des Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeuges 11 erfasst werden. Dies erfolgt beispielsweise durch die Erfassung von Polar-Koordinaten. Eine analoge Vorgehensweise kann auch für das Unterwerkzeug 9 durch die Messvorrichtung 601 erfolgen.
  • Durch die Messvorrichtung 601, 604 kann auch ein Bruch an einer Schneidkante 38 des Werkzeugkörpers 39 oder einer Gegenschneidkante des Gegenwerkzeugkörpers detektiert werden, insbesondere nach der Bearbeitung des Werkstücks 10, und bevor ein Werkzeugwechsel ansteht.
  • Die durch die Messvorrichtung 601 und 604 ermittelten Daten werden an die Steuerung 15 weitergeleitet, so dass diese als Korrekturdaten für die nachfolgende Bearbeitung des Werkstücks 10 mit dem vermessenen Werkzeug berücksichtigt werden. Dies weist den Vorteil auf, dass vor Beginn einer Werkstückbearbeitung eine Kontrolle oder ein Erfassen des Werkzeugkörpers des Oberwerkzeuges und Gegenwerkzeugkörper des Unterwerkzeuges erfolgt, so dass darauffolgend umgehend ohne einen weiteren Rüstvorgang die Bearbeitung des Werkstückes 10 erfolgen kann.

Claims (15)

  1. Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), 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 mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (17) entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positionierbar ist,
    - mit einem Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet und mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (26) entlang einer unteren Positionierachse (25) positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeuges (11) ausgerichtet ist,
    - mit mindestens einer Steuerung (15), durch welche die motorischen Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeuges (11, 9) ansteuerbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges (11) entlang der oberen Positionierachse (16) und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeuges (9) entlang der unteren Positionierachse (25) jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind, und
    - dass an der oberen Antriebsanordnung (17) zumindest eine auf die untere Antriebsanordnung (26) ausgerichteten Messvorrichtung (601) und/oder an der unteren Antriebsanordnung (26) zumindest eine auf die obere Antriebsanordnung (17) ausgerichtete Messvorrichtung (604) vorgesehen ist.
  2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601, 604) benachbart zur Werkzeugaufnahme des Oberwerkzeuges (11) und/oder des Unterwerkzeuges (9) an der Antriebsanordnung (17, 26) positioniert ist.
  3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine an der oberen Antriebsanordnung (17) vorgesehene Messvorrichtung (609) auf das Unterwerkzeug (9) ausgerichtet ist und/oder dass die zumindest eine Messvorrichtung (604) an der unteren Antriebsanordnung (26) auf das Oberwerkzeug (11) ausgerichtet ist.
  4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601, 604) eine Messachse (602, 605) aufweist, welche in gleicher Richtung wie die Positionsachse (35, 48) des gegenüberliegenden Oberwerkzeuges (11) oder Unterwerkzeuges (9) ausgerichtet ist.
  5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601, 604) als ein berührungsloser Sensor oder als ein Abtastsensor ausgebildet ist.
  6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungslose Sensor als ein optischer Abstandssensor, insbesondere ein Linienlaser oder eine Kameraeinrichtung, insbesondere CCD-Kamera, ausgebildet ist.
  7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (604) an einem Konsolenschlitten (606) der unteren Antriebsanordnung (26) vorgesehen ist.
  8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601) an einem Doppelkeil (126) der oberen Antriebsanordnung (17) vorgesehen ist.
  9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601, 604) an einer Austrittsseite eine Abdeckung aufweist oder zur Austrittsseite an der Messvorrichtung (601, 604) eine Abdeckung positioniert ist, welche für einen Messvorgang abnehmbar ist.
  10. Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen, mit einer Werkzeugmaschine (1),
    - bei der 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, mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (17) entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positioniert wird,
    - bei der ein Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet ist, mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (26) entlang einer unteren Positionierachse (25) positioniert wird, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeuges (11) ausgerichtet ist,
    - bei der mit einer Steuerung (15), die motorischen Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeuges (11, 9) angesteuert werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass zumindest eine an der oberen Antriebsanordnung (17) vorgesehene Messvorrichtung (601), die in Richtung auf die untere Antriebsanordnung (26) ausgerichtet ist, entlang der oberen Positionierachse (16) und/oder zumindest eine an der unteren Antriebsanordnung (26) angeordnete Messvorrichtung (604), die in Richtung auf die obere Antriebsanordnung (17) ausgerichtet ist, entlang der unteren Positionierachse (25) jeweils unabhängig voneinander verfahrbar angesteuert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (11) und/oder das Unterwerkzeug (9) mit einer Verfahrbewegung entlang der Positionierachse (16, 25) und/oder mit einer Drehbewegung um die Hubachse (14, 30) und/oder mit einer Hubbewegung entlang der Hubachse (14, 30) überlagert angesteuert wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe des Oberwerkzeugs (11) oder des Unterwerkzeugs (9) durch Überfahren einer Messachse (602, 605) der gegenüberliegenden Messvorrichtung (601, 604) durch die Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs (11) oder Unterwerkzeugs (9) entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse (16, 25) erfasst wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung einer Messung an dem Oberwerkzeug (11) oder an dem Unterwerkzeug (9) das Oberwerkzeug (11) oder das Unterwerkzeug (9) zur Messachse (602, 605) der gegenüberliegenden Messvorrichtung (601, 604) benachbart positioniert oder zur Messachse (602, 605) ausgerichtet wird und darauffolgend eine Messstrategie angesteuert wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Messvorrichtung (601, 604) erfassten Daten in einer Auswerteeinrichtung verarbeitet und mit Daten von Werkzeugen in einem Datenspeicher der Steuerung verglichen und ausgewertet werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug und Unterwerkzeug (11, 9) nach der Durchführung einer Messung am Werkzeugkörper (39) des Oberwerkzeuges (11) und/oder des Gegenwerkzeugkörpers am Unterwerkzeug (9) in eine Arbeitsposition zueinander für einen nachfolgenden Bearbeitungsprozess verfahren werden.
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