EP3946853A1 - Stanz-/perforiermaschine und bearbeitungsanlage mit einer rahmenvorrichtung zur einspannung der materialeinheit - Google Patents

Stanz-/perforiermaschine und bearbeitungsanlage mit einer rahmenvorrichtung zur einspannung der materialeinheit

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EP3946853A1
EP3946853A1 EP20722440.3A EP20722440A EP3946853A1 EP 3946853 A1 EP3946853 A1 EP 3946853A1 EP 20722440 A EP20722440 A EP 20722440A EP 3946853 A1 EP3946853 A1 EP 3946853A1
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EP
European Patent Office
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punching
perforation
material unit
frame
perforating
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EP20722440.3A
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EP3946853C0 (de
EP3946853B1 (de
Inventor
Gerd STAUDINGER
Alexander Fuchs
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Wista Werkzeugfertigungs GmbH
Original Assignee
Wista Werkzeugfertigungs GmbH
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Publication date
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Publication of EP3946853B1 publication Critical patent/EP3946853B1/de
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    • B26D2005/002—Performing a pattern matching operation
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    • B26F1/38—Cutting-out; Stamping-out
    • B26F1/44—Cutters therefor; Dies therefor
    • B26F2001/4481—Cutters therefor; Dies therefor having special lateral or edge outlines or special surface shapes, e.g. apertures

Definitions

  • the present invention relates to a punching / perforating machine for generating a predeterminable punching / perforation pattern in a
  • Tool upper part and tool lower part is fed.
  • the present invention also relates to a processing system with such a punching / perforating machine in a first one
  • DE 33 39 503 A1 discloses a punching machine with a plurality of punching punches, each cooperating with a die, a drive device for the punching punch movements and a feed
  • Confirmation copy furthermore has a machine table with several receiving positions for one tool unit each.
  • the tool unit has at least one die and at least one of the
  • the tool unit with the die and a punch cooperating with the die has its own drive that can be switched on and off or a coupling device that can be switched on and off for the transmission of the punch drive force.
  • DE 41 35 787 A1 describes a punching processing device for producing a punching pattern comprising an upper die with a punch holder with several punches and with a stripping plate underneath with bores for receiving the ends of the punches protruding from the punch holder in such a way that they can be extended or retracted are, and a lower die with holes into which the ends of the
  • Feed devices move a material unit introduced between the lower die and the stripping plate intermittently in synchronism with the punching process.
  • the punches are held in the punch holder so that they can move up and down, the tops of the heads of the punches being flush or flush with the upper surface of the punch holder.
  • Press heads are used with a head surface for pressing down the punch heads.
  • depression preventing stepped portion is movable by press head drive means so that either the head surface or the truncated portion is aligned with the respective punch head.
  • control circuit which generates binary-coded processing data in accordance with the punching pattern.
  • German utility model DE 20 2005 010 990 Ul is a device for punching workpieces with a
  • Upper tool machining the workpiece relative to the lower tool, and a non-actuating position in which the punches do not machine the workpiece when the upper tool is moved relative to the lower tool
  • the upper tool has a first, upper punch guide plate with holes for through-holes the punch and a second punch guide plate facing the lower tool with bores for the implementation of the punch.
  • a second punch guide plate of the upper tool facing the lower tool is part of a Niederhai terelements, the friction of the punch within the bores of the hold-down element is higher than within the bores of the upper punch guide plates of the upper tool.
  • German utility model DE 20 2017 103498 Ul discloses a perforating machine with a machine table and a striking element movable relative thereto, with a perforating tool that is received either on the machine table or on the striking element and to which a die is assigned on the other part, for perforating a web of material between the perforating tool and die is guided such that it can be driven in their longitudinal direction.
  • means are provided for the simultaneous movement of the perforating tool and the die in the transverse direction to the material web.
  • a punch with several punch punches the punch heads of which are mounted in a punch receiving plate, is described.
  • the mounting of the punch heads in the punch receiving plate is designed in such a way that an undercut results on the return stroke of the punch, with a drive element moving the punch receiving plate indirectly.
  • the punch has at least one locking element that is assigned to at least one punch and is located between the drive element and the punch receiving plate.
  • the locking element is movable in two operating positions, the locking element in a first operating position filling the space between the drive element and the punch head of the at least one punch and in a second operating position the locking element its free space being formed above the punch head of the at least one punch and additionally the at least one punch is held at least in the second operating position of the locking element by a braking element.
  • the distance between the punching dies / perforating needles is relatively large due to the selected geometry, so that punching / perforation patterns with a small grid dimension cannot be generated.
  • the number of needles in the known punching / perforating machines is therefore very limited per unit area.
  • a punching / perforating machine which is permitted with the following features, namely a punching / perforation tool, with several punching punches / perforating needles arranged in a longitudinal direction in a predetermined grid, which via a pressure beam, the via a control device with a drive unit for generating a punching / perforation stroke transversely to the longitudinal direction in operative connection, are movable, a control block for controlling / activating / deactivating the punch / perforating needles through the control device during the punching / perforating process and is characterized in that the punching / perforating tool and / or the control block is / are each designed as a separate assembly, each of which is arranged separately as a unit so that it can be detached within the punching / perforating machine .
  • the material unit / web is printed before each punching / perforating machine.
  • Material unit / web the possible perforation patterns are predetermined by the design specifications of this machine.
  • Perforating machines are first a rough cut of the
  • Material unit manufactured Then the material unit is aligned on a paper support on the machine table of the punching / perforating machine and fed to the punching / perforating tool. Using a paper pad creates a large amount
  • Material unit can be clamped in a frame, which is fed in a further processing operation to a sewing machine that produces, for example, decorative seams or connecting seams.
  • the present invention is based on the object or the technical problem of specifying a punching / perforating machine of the type mentioned above, which enables economical production and the generation of an exact punching / perforation pattern, in which there is no costly post-processing that involves high variability with respect to a possible punching / perforation patterns are guaranteed, high cycle rates are guaranteed, a permanently reliable function is guaranteed and long service life is made possible and can be easily integrated into a processing system with further processing stations.
  • the punching / perforating machine according to the invention is through the
  • the punching / perforating machine according to the invention is characterized in that the material unit is arranged or clamped in a frame device, the punching / perforating machine has a frame receiving / connecting device for receiving / connecting the frame device, the frame device with material unit between the Upper tool part and the lower tool part for perforating / punching the material unit is supplied.
  • a particularly preferred embodiment is characterized in that the frame device has a removable frame with fixing units for connecting / clamping the edge area of the material unit in the removable frame.
  • the frame device has a cover frame on the Removable frame for securing the connection of the edge area of the material unit is arranged / connected.
  • the change frame with the material unit is then fed to the punching / perforation tool for producing the punching / perforation pattern. After the punching /
  • Perforation pattern is produced, the interchangeable frame is inserted or integrated with a precise fit in a transport frame / material holder and used in a further processing sewing machine or the like without further conversion.
  • Interchangeable frames can meanwhile be equipped separately outside during processing by the machine. The same applies to a model change during production.
  • a particularly preferred advantageous embodiment which offers a high degree of variability with regard to the implementation of a wide variety of punching / Guaranteed perforation pattern, is characterized in that means for generating a simultaneous relative movement of the
  • Perforationshub can be positioned in an individually predeterminable position relative to the punching / perforation tool.
  • a particularly preferred embodiment of the punching / perforating machine according to the invention is characterized in that the means have a first drive unit that moves the
  • Material unit in the transport direction and a second drive unit that causes the material unit to move in the transverse direction.
  • first drive unit and the second drive unit are each designed as a servo motor.
  • a structurally particularly simple and reliably advantageous embodiment is characterized in that the drive units are connected to the material unit via coupling links.
  • An advantageous embodiment is characterized in that there is a memory device in which the data for the geometry of the punching / perforation pattern are stored with regard to position and diameter, the control device is in communication with the memory device, the control device is in communication with a control block of the punch / Perforiemadeln for controlling / activating / deactivating the punch / perforating needles in the punching / perforating process is in operative connection, the control device is in communication with the means for generating a simultaneous relative movement of the material unit and the control device depending on the data stored in the memory device is in communication Activation of funds initiated.
  • a particularly advantageous embodiment is characterized in that the punching / perforating tool has punch / perforation needles with different diameters.
  • a structurally particularly advantageous embodiment that enables high cycle times and at the same time enables an individual design of the punching / perforation pattern is characterized in that there is a control block which has piston-cylinder units whose movements during the punching / perforation stroke are individually via the control device are controllable and individually assigned to each punch / perforating needle, a locking slide which is connected to a corresponding piston rod of the piston-cylinder unit, the locking slide being displaceable by the movement of the piston rod in an activation or deactivation position, the locking slide in Activation position acts directly or indirectly on the punch / perforating needle when executing the stroke that
  • the locking slide in the deactivation position has no effect on the punch / perforation needle, so that in the activation position of the locking slide this acts on the punch / perforation needle during the lifting movement and a perforation
  • the piston-cylinder unit is designed as a double-acting piston-cylinder unit with a first pressure chamber and a second pressure chamber, wherein the first pressure chamber is permanently acted upon by the control device with a first pressure, which causes the locking slide in
  • Deactivation position is located or held and when a punching or perforation is carried out, the control device acts on the second pressure chamber in the case of activation with a second pressure which is greater than the first pressure, so that the locking slide extends into the activation position and thereby this movement on the / the assigned punch / perforation needle is transferred, so that a punching or perforation of the material unit is carried out.
  • the material unit can be positioned in different directions relative to the punching / perforating tool
  • perforating material in the transport direction in the transverse direction is implemented accordingly by the means for moving in connection with the control device and storage device.
  • punching in the same operation by using different punches or perforating needles with different diameters.
  • the punches / perforating needles of different diameters are only controlled or activated in accordance with the control signals of the control device in relation to the desired pattern image.
  • a processing system for standardized processing, in particular punching, embossing, proximity or the like, of material units, in particular made of leather, synthetic leather, foils, paper or the like, is characterized by a first processing station, which has a punching / perforating machine after one or more of the preceding claims, each of which is supplied with a standardized frame device with a material unit for generating a predetermined punching / perforation pattern, and a second processing station that includes the frame device
  • perforated / punched material unit is fed and these processed further.
  • a preferred embodiment is characterized in that the second processing station has a sewing machine with a transport frame / material holder, into which the frame device with a perforated material unit is introduced and the material unit is provided with seams and / or connecting seams.
  • the second processing station has a sewing machine with a transport frame / material holder, into which the frame device with a perforated material unit is introduced and the material unit is provided with seams and / or connecting seams.
  • there can also be further processing stations which subject the frame devices with processed material unit coming from the second processing station to further processing.
  • a particularly preferred embodiment of the processing system according to the invention is characterized in that there are intermediate stores before and after the individual processing stations, in which the frame devices are stored with material units that are successively removed and fed to a processing station or coming from a processing station in
  • controllable handling units are available which the
  • the handling units can be designed as automatically operating robot units with gripper units that are controlled by a central control device.
  • the frame device has an electronically readable information unit that contains specific information for the respective punching / perforation pattern of the clamped material unit and / or specific information for further processing of the frame device Has material unit.
  • the same information units can, for example, be read in by the handling units or at the individual processing stations, which then makes the processing stations the corresponding individual Processing of the currently supplied frame device with material unit.
  • FIG. 2 perspective view of a removable frame with material unit and cover frame in an exploded view
  • Fig. 3 is a perspective view of a frame device
  • FIG. 4 is a perspective view of a transport frame
  • FIG. 5 is a perspective view of the transport frame according to FIG. 4 with inserted frame device according to FIG. 3, Fig. 6 partial perspective view of the punching /
  • Perforating tool of a punching / perforating machine with a pending or supplied frame device according to FIG. 3 with additional two servomotors that can move the frame device into a predeterminable position in the transport direction and / or in the transverse direction during the punching / perforation process of the material unit,
  • FIG. 7 shows a highly schematic representation of a punching / perforating machine with means for displacing a supplied frame device with the material unit in the transport and / or transverse direction, seen in a view in the transverse direction,
  • FIG. 8 is a highly schematic representation of a punching / perforating machine according to FIG. 7, seen in a view in the direction of transport,
  • FIG. 9 shows a highly schematic representation of a punching / perforating machine according to FIG. 7 with additionally shown structural details
  • FIG. 12 shows a schematic representation of a processing system of several processing stations, each of which is provided with frame devices from intermediate storage
  • Material units are supplied for processing with processing states of the material unit shown below within the frame device.
  • Fig. 1 shows in perspective an embodiment of a flat interchangeable frame 120, which has a square circumferential contour in the embodiment.
  • fixing units 126 arranged in a grid on the removable frame 120, which serve to enable a material unit M to be processed (see FIGS. 2 and 3) to be connected and thus precisely positioned.
  • Fig. 2 shows the removable frame 120 with attached
  • a cover frame 122 which has essentially the same circumferential contour as the removable frame 120 and can be plugged onto this for additional securing of the material unit M.
  • the two frames 120, 126 form a frame device 130 with a material unit M fixed in a precisely positioned position on the inside.
  • This frame device 130 is fed to a punching / perforating machine 10 for generating a predetermined punching / perforation pattern on the material unit M, which is shown in more detail in FIGS. 6, 7, 8 and 9 and is described further below.
  • the removable frame 120 and the cover frame 122 can, for example, be made of metal or plastic.
  • a known transport frame 124 is e Issue, which is used for example in sewing machines and referred to as a material holder.
  • This transport frame 124 has connection units 127, 128, 129 in order to be able to be stored securely in a sewing machine.
  • transport frame 124 has an inner insert contour 132, the course of which corresponds to the course of the outer contour of the frame
  • the frame device 130 with the material unit M which already has a punching / perforation pattern, is inserted into this inlay inner contour 132 and can then be processed further in the sewing machine without further conversion work, for example to produce seams on the material unit M.
  • FIG. 6 shows, in perspective, a detail from a punching / perforating machine 10 with a punching / perforating tool 12 with an upper tool part 12.1 and a lower tool part 12.2.
  • a frame device 130 with an unpunched or unperforated material unit M according to FIG. 3 is positioned in front of the punching / perforation tool 12 and is connected to a frame receiving / connection device 140.
  • the frame device 130 is fed between the upper tool part 12.1 and the lower tool part 12.2.
  • the punching / perforation tool 12 then carries out the corresponding punching or perforation in cycles. Before each punching / perforation cycle, the frame device 130 is activated
  • a first drive unit 70 and a second drive unit 72 are provided, both of which are designed as servomotors, for example.
  • the first drive unit 70 enables a movement of the frame device 10 in the transport direction T
  • the second drive unit 72 enables a movement
  • Both Drive units 70, 72 are via corresponding coupling elements 74, 76 to the frame receiving / connecting device 140 or the
  • the drive units 70, 72 are controlled via a control device not shown in detail in FIG. 6.
  • a punching / perforating machine 10 shown in a highly schematic manner in FIGS. 7 and 8 has a machine upper part 54 and a
  • Machine base 56 on.
  • a pressure beam 36 is arranged on which a drive unit 18 acts to generate a punching / perforation stroke H.
  • Below the pressure bar 36 is an upper tool part 12.1 of a punching / perforation tool 12 spaced apart, in which punch / perforating needles 16 are arranged.
  • the locking slides 22 can be extended and retracted and are each assigned to a punch or a perforating needle 16. In the extended state - as in Fig.
  • the associated punch / perforation needle 16 is activated, so that when the punch / perforation stroke H is carried out, a supplied material unit M is perforated.
  • the material unit M is present clamped within the frame device 130.
  • the lower machine part 56 has on the upper side a lower tool part 12.2 of the punching / perforating tool 12 in which the punch / perforation needle 16 is guided, for example.
  • a base plate 62 is provided at a distance on the underside.
  • the frame device with material unit M is fed between the lower tool part 12.2 of the punching / perforating tool 12 and the base plate 62.
  • the transport direction of the material unit M is shown in FIG. 7 with the
  • a memory device 40 in which all data relating to the geometry of the pattern to be perforated or punched are stored in the material unit M, such as the position and diameter of the perforation / punching recesses.
  • the memory device 40 is in communication with a control device 30, the control device 30 controlling the punching / perforating machine 10 as a function of the data stored in the memory device 40.
  • the control device activates the drive unit 18 for
  • the control device 30 is in communication with a first drive unit 70 and a second drive unit 72.
  • the first drive unit 70 acts on the material unit M in such a way that when the first drive unit 70 is activated, the material unit M carries out a movement in the transport direction T of a predetermined size.
  • the second drive unit 72 also acts on the material unit M in such a way that when the second drive unit 72 is activated, the material unit M performs a displacement in the transverse direction Q (see FIG. 8) of a predetermined size.
  • the activation of the displacement of the material unit M before each punching / perforation stroke H is initiated by the control device 30, which based on information retrieved from the memory device 40, the size of the displacement of the material unit M in the transport direction T and / or in the transverse direction Q for the respective punching / Perforation stroke H.
  • the punching / Per foriermaschine 10 shown schematically in Fig. Represents a constructive embodiment - also partially in a highly schematic representation - of the punching / Per foriermaschine 10 according to 7 and 8. Identical components have the same reference numerals and are not explained again.
  • the punching / perforating machine 10 has a punching / perforating tool 12 with an upper tool part 12.1, a lower tool part 12.2 and a control block 14.
  • the control block 14 is connected to a pressure beam 36, that is to say in one on the
  • Pressure bar existing control block guide groove 42 introduced and centered.
  • the pressure beam 36 is moved up and down in the stroke direction H by a drive unit 18.
  • Under the control block 14 is the corresponding upper tool part 12.1 of the punching / perforation tool 12, the grid for the perforating needles 16 is identical to that of the control block.
  • the upper tool part 12.1 of the punching / perforating tool 12 has a needle holder 34 which is inserted into a needle holder guide groove 44 in the control block.
  • the lower tool part 12.2 of the punching / perforating tool 12 with the dies is centered by means of a centering pin not shown in detail.
  • Perforation tool 12 is placed in a tool guide groove 46.
  • a spacer plate 60 is located on the needle holder 34, which on the one hand facilitates the dismantling of the punching / perforating tool 12 and on the other hand enables the use of further standard tools with the same tool profile but a different pitch.
  • the open spacer plate 60 which is provided with grid holes, is replaced by a closed variant without grid holes.
  • the perforating needles 16 are in a predetermined grid
  • Transverse direction Q which runs perpendicular to the plane of FIG. 9.
  • the perforating needles 16 can be used individually each punch / perforation stroke H can either be activated or deactivated.
  • This individual control is implemented in that a control device 30 is present which is in communication with a memory device 40 in which the
  • Material unit M are stored.
  • the control device 30 has a valve device 26 in
  • Has valve units which are each individually connected to the piston-cylinder units arranged on the control block 14 in communication.
  • the piston-cylinder units are designed as double-acting piston-cylinder units, with a cylinder 24, a piston 21 and a piston rod 20.
  • a first pressure chamber 28 In each piston-cylinder unit there is a first pressure chamber 28 and a second
  • Pressure chamber 32 available.
  • Each piston rod 20 is connected in its free end to a locking slide 22 which is from an activation position
  • first pressure accumulator 28.1 provides a pressure PI available
  • second pressure chamber 32 provides a pressure P2 available that is greater than the pressure PI.
  • a locking slide 22 with an associated controllable piston-cylinder unit is assigned to each perforating needle 16.
  • the locking slide 22 is provided at a distance from the upper head end of the perforating needle 16.
  • Below the locking slide 22 there is an extension profile 48 in the control block 14 in a corresponding guide, the extension profile 48 resting on the underside on the head of the associated perforating needle 16 and the upper end face of the extension profile 48 being arranged at the level of the underside of the locking slide 22. In the extended state of the locking slide 22, it rests on the extension profile 48, so that when the lifting movement H of the control block 14 is carried out, the perforating needle 16 is moved downwards and a perforation is triggered on the material unit M.
  • Extension profile 48 and locking slide 22 present, since the bottom of the locking slide 22 next to the bottom of the
  • Extension profile 48 is present.
  • extension profile 48 is not acted upon by the locking slide 22 in terms of movement, so that the
  • the locking slide 22 In its free end region, the locking slide 22 has a contour 52 which is inclined against the punching / perforation stroke direction H and which ensures that if the extension profile 48 or the perforating needle 16 protrudes upwards when the locking slide 22 is extended, the extension profile 48 extends downwards is pushed and not sheared or damaged. This guarantees permanent, reliable functionality.
  • the first pressure chamber 28 and second pressure chamber 32 are individually controlled as follows via the valve device 26 and the control device 30, taking into account the stored punching / perforation pattern data.
  • the first pressure chamber 28 is permanently acted upon by the pressure PI via the first pressure accumulator 28.1, that is, under the action of the pressure PI, the locking slide 22 is in the retracted position Position so that when the punching / perforation stroke H is carried out, the associated perforating needle 16 does not perform any perforation.
  • control device 30 initiates via the
  • Valve device 26 that the second pressure chamber 32 is acted upon via the second pressure accumulator 32.1 with the pressure P2, which is greater than the permanent pressure PI in the first
  • Perforating needle 16 performs a punching / perforation stroke H in conjunction with the extension profile 48 and divides a perforation on the material unit M hers.
  • control block 14 there are individually controlled piston-cylinder units that are under a permanent first pressure PI, which quasi forms an air spring in the return stroke, with a piston rod 20 of the corresponding piston-cylinder unit for each perforating needle 16 to be controlled in the punching / perforating tool 12 is assigned, which is activated by the application of pressure P2, that is, extended.
  • PI permanent first pressure
  • a maximum number of needles of 1024 needles can be achieved with a perforation width of 1.9456 mm.
  • the extension profile 48 is arranged between the head of the individual perforating needles 16 and locking slide 22.
  • the extension profile 48 consists, for example, of a hardened round material with a reduced diameter, which rests loosely on the head of the perforating needle 16.
  • the offset outer diameter prevents movement of the vertically installed extension profile 48 in the control block 14 when the tool is installed or removed.
  • the extension profile 48 is held in a fixed, defined position above the needle head by this shoulder.
  • the individual piston-cylinder units are present on both sides as special cylinders on the control block 14 and are individually controlled by control valves 26.
  • These special cylinders are arranged within the machine, for example in housings 38 with four piston-cylinder units each, in order to protect them from damage or access.
  • These housings 38 contain the complete electronic and pneumatic control (valve islands, pressure regulator, pressure monitoring, etc.).
  • These housings 38 are connected to the valve device 26 with their individually assigned control valves by means of a coupling system designed for this purpose.
  • the control valves of the valve device 26 can also be flexibly mounted on corresponding transport racks in order to use them on different punching machines. This means that you are not only dependent on one work area.
  • the switching time between the punchings can be greatly reduced due to the continuously existing counter pressure PI in the return stroke of the piston rod 20 of the piston-cylinder units. This results in a significantly higher number of cycles (for example 160 to 180 per minute) of the punching unit compared to the known punching / perforating machines.
  • first drive unit 70 and a second drive unit 72 is shown in a highly schematic manner in FIG. These two drive units 70, 72 are activated and activated or deactivated by the control device 30 before each punching / perforation stroke H.
  • the first drive unit 70 which is designed, for example, as a servomotor, is connected to the frame device 130 with the material unit M via coupling elements (not shown in greater detail in FIG. 9).
  • the second drive unit 72 which is designed, for example, as a servomotor, is also connected to the frame device 130 via coupling elements (not shown in greater detail in FIG. 9)
  • the frame device 130 with material unit M carries out a shift in the transport direction T with the currently specified size.
  • the second drive unit 72 is activated by the
  • Control device 30 carries the frame device 130 with it
  • Material unit M performs a movement in the transverse direction Q in the currently specified size.
  • Perforation tool 12 can be arranged, almost any punching / perforation pattern can be generated.
  • punching / perforation patterns are given by way of example.
  • the possibility of sliding the frame device 130 with the material unit M makes it possible to place the holes in any desired manner.
  • different hole diameters can also be produced by means of perforating needles 16 of different diameters arranged in the punching / perforation tool 12 and by moving the frame device 10 with material unit M accordingly.
  • the perforation needles closest to the perforation position are determined with the corresponding diameter and the material unit M is shifted by the corresponding amount.
  • any number of feeds in the transport direction T and in the transverse direction Q can be driven by coupling the frame device 130 with material unit M to the first and second drive units 70, 72.
  • FIG. 12 an exemplary embodiment of a machining system 100 is shown in a highly schematic manner, which shows the use of the frame device 130 in different machining processes.
  • a first processing station 134 is present, which is designed as a punching / perforating machine 10. After the first Processing station 134 is followed by a second processing station 150, which is, for example, a sewing machine 151. A further processing station 160 can then be used to further
  • a first buffer store 112 is connected, in which individual frame devices 130 are stored, each with a clamped material unit M without a punching / perforation pattern.
  • the frame devices 130 are individually removed from this first buffer store 112 and fed to the perforation machine 10, which in the material unit M has a punching /
  • the frame device 130 with the perforated / punched material unit is then stored in a second intermediate store 114.
  • the frame devices 130 are then removed from the second buffer store 114 and fed to the second processing station 150 or the sewing machine 151 and in the process inserted into a transport frame 124 (material holder).
  • the sewing machine 151 then produces decorative seams 68 on the punched / perforated material unit M, for example.
  • the material unit M with frame device 130 processed in this way is then stored in a third buffer store 116 and can be removed for processing in a further processing station 160.
  • Intermediate storage 112, 114, 116 can be carried out, for example, via handling units 152, 154, 156, 158, which are shown in a highly schematic manner in FIG. 12 and which also remove the processed frame device 130 from processing stations 134, 150 for storage in intermediate storage 114, 116 .
  • the handling units 152, 154, 156, 158 can be robot units, for example, which are equipped with corresponding gripper units.
  • the illustrated processing system 100 enables economical, automatic and reliable processing (punching, embossing, sewing or the like) of material such as leather, synthetic leather, foils, paper or the like, for example in the
  • Frame device a unit of material to be processed regardless of the shape and type punched, embossed, sewn or the like with high accuracy.
  • the frame device can be designed variably so that it can be used in different machines (punching / perforating, embossing and sewing machines and the like).

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Abstract

Eine Stanz-/Perforiermaschine (10) zur Erzeugung eines vorgebbaren Stanz-/Perforationsmusters in einer in Transportrichtung (T) zugeführten Materialeinheit (M) mit einem Stanz-/Perforationswerkzeug (12), mit einem in einer Hubrichtung bewegbaren Werkzeugoberteil (12.1) mit mehreren in einer Querrichtung (Q) in einem vorgegebenen Raster angeordneten Stanzstempeln / Perforiernadeln, die über einen Druckbalken, der über eine Steuereinrichtung mit einem Antriebsaggregat zur Erzeugung eines Stanz-/Perforationshubs in Wirkverbindung steht, bewegbar sind und einem feststehenden Werkzeugunterteil (12.2) /Matrize, wobei die Materialeinheit (M) zwischen Werkzeugoberteil (12.1) und Werkzeugunterteil (12.2) zugeführt wird, gekennzeichnet dadurch, dass die Materialeinheit (M) in einer Rahmenvorrichtung (130) angeordnet beziehungsweise eingespannt vorhanden ist, die Stanz-/Perforiermaschine (10) eine Rahmenaufnahme-/ Anschlusseinrichtung (140) zur Aufnahme /zum Anschluss der Rahmenvorrichtung (130) aufweist, wobei die Rahmenvorrichtung (130) mit Materialeinheit (M) zwischen dem Werkzeugoberteil (12.1) und dem Werkzeugunterteil (12.2) zum Perforieren / Stanzen der Materialeinheit (M) zugeführt wird.

Description

BESCHREIBUNG
STANZ-/PERFORIERMASCHINE UND BEARBEITUNGSANLAGE MIT EINER RAHMENVORRICHTUNG ZUR EINSPANNUNG DER MATERIALEINHEIT
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stanz- /Perforiermaschine zur Erzeugung eines vorgebbaren Stanz- /Perforationsmusters in einer in
Transportrichtung zu geführten Materialeinheit mit einem Stanz-/
Perforationswerkzeug, mit einem in einer Hubrichtung bewegbaren
Werkzeugoberteil mit mehreren in einer Querrichtung in einem
vorgegebenen Raster angeordneten Stanzstempeln / Per foriernadeln, die über einen Druckbalken, der über eine Steuereinrichtung mit einem Antriebsaggregat zur Erzeugung eines Stanz- /Perforationshubs in
Wirkverbindung steht, bewegbar sind und einem feststehenden
Werkzeugunterteil /Matrize, wobei die Material einheit zwischen
Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil zugeführt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Bearbeitungsanlage mit einer derartigen Stanz- /Perforiermaschine in einer ersten
Bearbeitungsstation und weiteren Bearbeitungsstationen für die
Materialeinheit.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 33 39 503 Al ist eine Stanzmaschine mit mehreren, jeweils mit einer Matrize zusammenwirkenden Stanzstempeln, einer Antriebs einrichtung für die Stanzstempelbewegungen und einer Vorschub
einrichtung zur taktweisen Weiterbewegung des zu stanzenden
Materials durch die Stanzmaschine bekannt. Bei mindestens einem der Stanzstempel, vorzugsweise bei allen Stanzstempeln, ist einer eigener ein- und ausschaltbarer Antrieb und/ oder eine ein- und ausschaltbare Kopplung mit der Antriebseinrichtung vorgesehen. Die Stanzmaschine
1
Bestätigungskopie weist weiterhin einen Maschinentisch mit mehreren Aufnahme- positionen für jeweils eine Werkzeugeinheit auf. Die Werkzeugeinheit besitzt mindestens eine Matrize und mindestens einen von der
Antriebseinrichtung beaufschlagbaren Stanzstempel. Die Werkzeug einheit mit der Matrize und einem mit der Matrize zusammen wirkenden Stanzstempel weist einen eigenen ein- und schaltbaren Antrieb oder eine ein- und ausschaltbare Kopplungseinrichtung für die Übertragung der Stanzstempelantriebskraft auf.
In der DE 41 35 787 Al ist eine Stanzbearbeitungsvorrichtung beschrieben zur Herstellung eines Stanzmusters umfassend ein oberes Gesenk mit einem Stanzstempelhalter mit mehreren Stanzstempeln und mit einer darunter liegenden Abstreifplatte mit Bohrungen zur Aufnahme der Enden der von dem Stanzstempelhalter vorspringenden Stanzstempeln derart, dass sie ausfahrbar oder zurückziehbar sind, und ein unteres Gesenk mit Bohrungen, in die die Enden der
Stanzstempel beim Stanzvorgang eintreten. Vorschubeinrichtungen bewegen ein zwischen das untere Gesenk und die Abstreifplatte eingeführte Materialeinheit intermittierend synchron zum Stanz vorgang. Die Stanzstempel sind in dem Stanzstempelhalter auf- und abwärts bewegbar gehalten, wobei die Oberseiten von Köpfen der Stanzstempel glatt oder mit der oberen Oberfläche des Stanzstempel halters abschließen. Dabei werden Pressköpfe eingesetzt mit einer Kopfoberfläche zum Niederdrücken der Stanzstempelköpfe. Zusätzlich ist ein Niederdrücken verhindernder abgestufter Abschnitt durch Presskopf- Antriebseinrichtungen derart beweglich, dass entweder die Kopfoberfläche oder der abgestumpfte Abschnitt mit dem jeweiligen Stanzstempelkopf ausgerichtet ist. Die Presskopf- Antriebs
einrichtungen sind durch eine Steuerschaltung gesteuert, die binärcodierte Bearbeitungsdaten entsprechend dem Stanzmuster erzeugt.
In der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2005 010 990 Ul ist eine Vorrichtung zum Stanzen von Werkstücken mit einem
Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug beschrieben, wobei das Oberwerkzeug relativ zu dem Unterwerkzeug beweglich ist, wobei in dem Oberwerkzeug mehrere Stanzstempel und denselben zugeordnete Stellelemente angeordnet sind, welche zwischen einer betätigenden Stellung, in der die Stanzstempel bei einer Bewegung des
Oberwerkzeugs relativ zu dem Unterwerkzeug das Werkstück bearbeiten, und einer nicht einer betätigenden Stellung, in der die Stanzstempel bei einer Bewegung des Oberwerkzeugs relativ zu dem Unterwerkzeug das Werkstück nicht bearbeiten, verstellbar sind, und wobei das Oberwerkzeug eine erste, obere Stempelführungsplatte mit Bohrungen zur Durchführungen der Stempel und eine zweite dem Unterwerkzeug zugewandte Stempelführungsplatte mit Bohrungen zur Durchführung der Stempel aufweist. Weiterhin ist eine zweite, mit dem Unterwerkzeug zugewandte Stempelführungsplatte des Ober werkzeugs Teil eines Niederhai terelements, wobei die Reibung der Stanzstempel innerhalb der Bohrungen des Niederhalterelements höher ist als innerhalb der Bohrungen der oberen Stempelführungs platten des Oberwerkzeugs.
Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 20 2017 103498 Ul offenbart eine Perforiermaschine mit einem Maschinentisch und einem relativ dazu beweglichen Schlagelement, mit einem Perforierwerkzeug, das entweder am Maschinentisch oder am Schlagelement aufgenommen ist und dem eine Matrize am jeweils anderen Teil zugeordnet ist, zur Perforierung einer Materialbahn zwischen dem Perforierwerkzeug und Matrize in ihrer Längsrichtung antreibbar geführt ist. Zusätzlich sind Mittel zur simultanen Bewegung des Perforierwerkzeugs und der Matrize in Querrichtung zur Materialbahn vorgesehen.
In der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2014 104 997 Ul ist eine Stanze mit mehreren Stanzstempeln, deren Stempelköpfe in einer Stempelaufnahmeplatte gelagert sind, beschrieben. Die Lagerung der Stempelköpfe in der Stempelaufnahmeplatte ist derart gestaltet, dass sich beim Rückhub der Stanzstempel eine Hinterschneidung ergibt, wobei ein Antriebselement die Stempelaufnahmeplatte mittelbar bewegt. Die Stanze weist wenigstens ein Riegelelement auf, das wenigstens einem Stanzstempel zugeordnet ist und sich zwischen dem Antriebselement und der Stempelaufnahmeplatte befindet. Das Riegelelement ist in zwei Betriebsstellungen bewegbar, wobei das Riegelelement in einer ersten Betriebsstellung den Zwischenraum zwischen dem Antriebselement und dem Stempelkopf des wenigstens einen Stanzstempels ausfüllt und in einer zweiten Betriebsstellung das Riegelelement seinen Freiraum oberhalb des Stempelkopfes des wenigstens einen Stanzstempels gebildet wird und wobei zusätzlich der wenigstens eine Stanzstempel zumindest in der zweiten Betriebs stellung des Riegelelements durch ein Bremselement gehalten wird.
Des Weiteren ist bei den bekannten Stanz-/Perforiermaschinen der Abstand zwischen den Stanzstempeln/Perforiemadeln aufgrund der gewählten Geometrie relativ groß, so dass Stanz- /Perforationsmuster mit kleinem Rastermaß nicht erzeugt werden können.
Die Nadelanzahl bei den bekannten Stanz- /Perforiermaschinen ist daher pro Flächeneinheit stark begrenzt.
Des Weiteren ist bezüglich der bekannten Stanz-/ Per foriermaschinen festzuhalten, dass die Taktzahl bezüglich der durchzuführenden Stanz-/Perforationshübe aufgrund der mechanisch gewählten
Konstruktionen relativ gering ist, was die Bearbeitungszeit im
Produktionsprozess erhöht. Dies wirkt sich negativ auf den
wirtschaftlichen Einsatz derartiger Stanz-/Perforiermaschinen aus.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 202019 000468 ist eine Stanz-/Perforiermaschine bekannt, die mit folgenden Merkmalen aus gestattet ist, nämlich einem Stanz-/Perforationswerkzeug, mit mehreren in einer Längsrichtung in einem vorgegebenen Raster angeordneten Stanzstempeln/Perforiemadeln, die über einen Druckbalken, der über eine Steuereinrichtung mit einem Antriebsaggregat zur Erzeugung eines Stanz- /Perforationshubs quer zur Längsrichtung in Wirkverbindung steht, bewegbar sind, einem Steuerblock zum Ansteuem/ Aktivieren/Deaktivieren der Stanzstempel /Perforier- nadeln durch die Steuereinrichtung beim Stanz-/Perforiervorgang und zeichnet sich dadurch aus, dass das Stanz-/Perforationswerkzeug und/oder der Steuerblock jeweils als separate Baugruppe ausgebildet ist/sind, die jeweils separat als Einheit lösbar befestigbar innerhalb der Stanz- /Perforiermaschine angeordnet ist. Bei dieser Stanz- /Perforiermaschine wird die Materialeinheit- /bahn vor jedem Stanz-/
Perforationshub taktweise in Transportrichtung zugeführt und die Stanz beziehungsweise Perforation vorgenommen, wobei die für den Stanz- /Perforiervorgang individuellen pro Hub zu aktivierenden Stanzstempel /Perforiemadeln individuell aktiviert oder deaktiviert werden können. Aufgrund der taktweisen Zuführung der
Materialeinheit /-bahn sind die möglichen Perforationsmuster durch die konstruktiven Vorgaben dieser Maschine vorbestimmt.
Zur Bearbeitung von Materialeinheiten bei bekannten Stanz-/
Perforiermaschinen wird zunächst ein Grobzuschnitt der
Materialeinheit gefertigt. Dann wird die Materialeinheit auf einer Papierauflage am Maschinentisch der Stanz-/Perforiermaschine ausgerichtet und dem Stanz-/ Perforations Werkzeug zugeführt. Durch Verwendung einer Papierauflage fällt eine hohe Menge an
Verbrauchsmaterial an und das Stanz- /Perforations Werkzeug beziehungsweise der Stanzstempel /die Perforiemadel sind einem relativ hohen Verschleiß ausgesetzt. Danach wird das hergestellte Stanz-/Perforationsmuster kontrolliert und die Außenkontur der perforierten/gestanzten Materialeinheit in einem Feinzuschnitt an die endgültige Umfangsgeometrie angepasst. Zusätzlich werden im Randbereich Löcher eingestanzt, die dazu dienen, dass die
Materialeinheit in einen Rahmen eingespannt werden kann, der in einem weiteren Bearbeitungsvorgang einer Nähmaschine zugeführt wird, die beispielsweise Ziernähte oder Verbindungsnähte herstellt. Diese Bearbeitungsvorgänge sind sehr zeitintensiv und führen mitunter zu Ungenauigkeiten, die die Optik der bearbeiteten
Materialeinheit negativ beeinflussen. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der
vorliegenden Erfindung die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine Stanz-/ Per foriermaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die eine wirtschaftliche Herstellung und die Erzeugung eines exakten Stanz- /Perforationsmusters ermöglicht, bei der keine aufwendigen Nachbearbeitungen anfallen, die eine hohe Variabilität bezüglich eines möglichen Stanz- /Perforationsmusters gewährleistet, hohe Taktzahlen garantiert, eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet und hohe Standzeiten ermöglicht und in eine Bearbeitungsanlage mit weiteren Bearbeitungsstationen problemlos eingebunden werden kann.
Die erfindungsgemäße Stanz-/Perforiermaschine ist durch die
Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Stanz- /Perforiermaschine zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass die Materialeinheit in einer Rahmenvorrichtung angeordnet beziehungsweise eingespannt vorhanden ist, die Stanz-/Perforiermaschine eine Rahmenaufnahme- /Anschlusseinrichtung zur Aufnahme /zum Anschluss der Rahmenvorrichtung aufweist, wobei die Rahmenvorrichtung mit Materialeinheit zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil zum Perforieren/ Stanzen der Materialeinheit zugeführt wird.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rahmenvorrichtung einen Wechselrahmen mit Fixiereinheiten zum Anschluss/ zum Einspannen des Randbereichs der Materialeinheit in den Wechselrahmen aufweist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rahmenvorrichtung einen Abdeckrahmen aufweist, der auf dem Wechselrahmen zur Sicherung des Anschlusses des Randbereichs der Materialeinheit angeordnet /angeschlossen ist.
Verfahrensmäßig laufen im Rahmen der Bearbeitung der Material einheit, die einem Stanz-/ Per forations Werkzeug zugeführt wird, folgende Vorgänge ab: Zunächst wird die Außenkontur der
Materialeinheit auf Fertigmaß hergestellt. Zusätzlich werden im
Außenrandbereich der Materialeinheit durchgehende Ausnehmungen hergestellt. Diese vorbereitete Materialeinheit wird dann an
Fixiereinheiten des Wechselrahmens eingehängt und mit einem
Abdeckrahmen gesichert. Dadurch ist die Materialeinheit
positionsgenau ausgerichtet. Der Wechselrahmen mit Materialeinheit wird dann dem Stanz- /Perforations Werkzeug zur Herstellung des Stanz- /Perforationsmusters zugeführt. Nachdem das Stanz-/
Perforationsmuster hergestellt ist, wird der Wechselrahmen passgenau in einen Transportrahmen/Nähguthalter eingesetzt beziehungsweise integriert und ohne weiteren Umbau in einer weiter verarbeitende Nähmaschine oder dergleichen eingesetzt.
Dadurch entfällt die zeitraubende Neuausrichtung der jeweiligen Maschine und die dadurch entstehenden Ungenauigkeiten. Außerdem entfällt gegenüber den bisherigen Verfahren ein Arbeitsgang im
Zuschnittprozess, da die Außenkontur bereits auf Fertigmaß hergestellt werden kann und keine nachträgliche Korrektur aufgrund der genauen Positionierung der Materialeinheit im Wechselrahmen erforderlich ist. Weitere systembezogene Arbeitsgänge können bei Maschinen, die in diesem Arbeitsablauf eingebunden sind, problemlos integriert werden.
Ebenso ist ein schneller Wechsel des Produkts möglich, weil die
Wechselrahmen während der Bearbeitung durch die Maschine zwischenzeitlich außerhalb separat bestückt werden können. Das gleiche gilt auch für einen Modellwechsel während der Produktion.
Eine besonders bevorzugte vorteilhafte Ausgestaltung, die eine hohe Variabilität bezüglich der Umsetzung unterschiedlichster Stanz-/ Perforationsmuster gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zum Erzeugen einer simultanen Relativbewegung der
zugeführten Rahmenvorrichtung mit Materialeinheit zum Stanz-/ Perforationswerkzeug in einer vorgebbaren Größe sowohl in
Transportrichtung als auch in Querrichtung vorhanden sind, so dass die Rahmen Vorrichtung mit Materialeinheit vor jedem Stanz-/
Perforationshub in einer individuellen vorgebbaren Position relativ zum Stanz- /Perforationswerkzeug positionierbar ist.
Dadurch, dass durch die Mittel zur Erzeugung einer simultanen
Relativbewegung der Materialeinheit vor dem Stanz- /Perforiervorgang die Materialeinheit in eine beliebige vorgebbare Position bringbar ist, können die unterschiedlichsten Stanz- /Perforationsmuster ermöglicht werden, die mit dem bisher bekannten Stanz- /Perforier maschinen nicht möglich sind, wobei gleichzeitig eine hohe Taktzahl und eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet werden kann.
Im Gegensatz zu dem im Stand der Technik bekannten Maschinen wird nicht das Stanz-/Perforationswerkzeug verschoben, sondern lediglich die Materialeinheit oder deren Aufnahmeeinheit, was deutlich geringere Kräfte benötigt, somit schnellere Taktzeiten ermöglicht und einem erhöhten Verschleiß entgegenwirkt.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stanz-/Perforiermaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel ein erstes Antriebsaggregat aufweisen, das eine Bewegung der
Materialeinheit in Transportrichtung und ein zweites Antriebsaggregat, das die Bewegung der Materialeinheit in Querrichtung bewirkt.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung, die eine wirtschaftliche Herstellung bei Gewährleistung einer dauerhaft zuverlässigen
Funktionalität und Standzeit gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Antriebsaggregat und das zweite Antriebsaggregat jeweils als Servomotor ausgebildet ist. Eine konstruktiv besonders einfache und zuverlässig vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebsaggregate über Koppelglieder an die Materialeinheit angeschlossen sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Speichereinrichtung vorhanden ist, in der die Daten für die Geometrie des Stanz- /Perforationsmusters bezüglich Position und Durchmesser abgelegt sind, die Steuereinrichtung mit der Speichereinrichtung in Kommunikationsverbindung steht, die Steuereinrichtung mit einem Steuerblock der Stanzstempel /Perforiemadeln zum Ansteuem/ Aktivieren/Deaktivieren der Stanzstempel /Perforiernadeln beim Stanz-/Perforiervorgang in Wirkverbindung steht, die Steuer einrichtung mit den Mitteln zum Erzeugen einer simultanen Relativbewegung der Materialeinheit in Kommunikationsverbindung steht und die Steuereinrichtung in Abhängigkeit der in der Speicher einrichtung gespeicherten Daten die entsprechende Aktivierung der Mittel veranlasst.
Bezüglich der Vielfalt der Gestaltung der optischen Erscheinung des Stanz- /Perforationsmusters zeichnet sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass das Stanz-/Perforationswerkzeug Stanzstempel /Perforiernadeln mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist.
Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Ausgestaltung, die hohe Taktzeiten ermöglicht und gleichzeitig eine individuelle Ausgestaltung des Stanz- /Perforationsmusters ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, dass ein Steuerblock vorhanden ist, der Kolben-Zylindereinheiten aufweist, deren Bewegungen beim Stanz-/Perforationshub individuell über die Steuereinrichtung ansteuerbar sind und individuell jedem Stanzstempel /jeder Perforiernadel zugeordnet sind, einem Sperr schieber, der jeweils an eine entsprechende Kolbenstange der Kolben- Zylindereinheit angeschlossen ist, wobei der Sperrschieber durch die Bewegung der Kolbenstange in eine Aktivierungs- beziehungsweise Deaktivierungsposition verschiebbar ist, der Sperrschieber in Aktivierungsposition direkt oder indirekt auf den Stanzstempel/ die Perforiernadel bei der Ausführung des Hubes einwirkt, der
Sperrschieber in Deaktivierungsposition keine Wirkung auf den Stanzstempel /die Perforiemadel ausübt, so dass in Aktivierungsposition des Sperrschiebers dieser bei der Hubbewegung auf den Stanzstempel /Perforiemadel ein wir kt und eine Perforation
durchgeführt wird und in Deaktivierungsposition des Sperrschiebers keine Stanzung/Perforation der Materialeinheit bewirkt wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Stanz-/ Per foriermaschine so
auszugestalten, dass die Kolben-Zylindereinheit als doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheit mit einer ersten Druckkammer und einer zweiten Druckkammer ausgebildet ist, wobei die erste Druckkammer über die Steuereinrichtung permanent mit einem ersten Druck beaufschlagt wird, der bewirkt, dass der Sperrschieber sich in
Deaktivierungsposition befindet beziehungsweise gehalten wird und bei Durchführung einer Stanzung beziehungsweise Perforation die Steuereinrichtung die zweite Druckkammer im Aktivierungsfall mit einem zweiten Druck beaufschlagt, der größer ist als der erste Druck, so dass der Sperrschieber in Aktivierungsposition ausfährt und dadurch bei der Hubbewegung diese Bewegung auf den /die zugeordnete/n Stanzstempel /Perforiemadel übertragen wird, so dass eine Stanzung beziehungsweise Perforation der Materialeinheit durchgeführt wird.
Systembedingt sind durch den mechanischen Aufbau von bekannten Stanz- /Perforiermaschinen nur feste vorgegebene Raster bezüglich des Stanz-/Perforationsmusters möglich. Dadurch, dass erfindungsgemäß die Materialeinheit relativ zu dem Stanz-/Perforationswerkzeug in unterschiedliche Richtungen positioniert werden kann, werden
Möglichkeiten eröffnet, bisher nicht mögliche Perforationsmuster in der Praxis umzusetzen. Daraus ergibt sich ein nahezu unbegrenztes Darstellen vom designmäßig gewünschten Stanz-/ Per forations- mustern. Ausgehend von den bisher entwickelten Teilen zur Steuerung des Musters der Stanz-/Perforiermaschine können die Mittel zum Durchführen der Bewegung der Materialeinheit problemlos
eingebunden werden. Dies trifft nicht nur auf einzelne zu perforierende Materialeinheiten zu, sondern auch beim Perforieren von Rollware, wobei erfindungsgemäß der komplette Transport des zu
perforierenden Materials in Transportrichtung in Querrichtung entsprechend durch die Mittel zum Bewegen in Verbindung mit der Steuereinrichtung und Speichereinrichtung umgesetzt wird. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, durch Einsatz unterschiedlicher Stempel beziehungsweise Perforiernadeln mit unterschiedlichen Durchmessern im gleichen Arbeitsgang eine Stanzung vorzunehmen. Die Stempel /Perforiemadeln unterschiedlichen Durchmessers werden lediglich entsprechend den Ansteuersignalen der Steuereinrichtung im Bezug auf das gewünschte Musterbild angesteuert beziehungsweise aktiviert.
Eine erfindungsgemäße Bearbeitungsanlage zum standardisierten Bearbeiten, insbesondere Stanzen, Prägen, Nähe oder dergleichen, von Materialeinheiten, insbesondere aus Leder, Kunstleder, Folien, Papier oder dergleichen, ist gekennzeichnet durch eine erste Bearbeitungs station, die eine Stanz-/ Per foriermaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche aufweist, der jeweils eine standardisierte Rahmenvorrichtung mit Materialeinheit zum Erzeugen eines vorgegebenen Stanz-/ Perforationsmusters zugeführt wird und eine zweite Bearbeitungsstation, der die Rahmenvorrichtung mit
perforierter/gestanzter Materialeinheit zugeführt wird und die diese weiter verarbeitet.
Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Bearbeitungsstation eine Nähmaschine mit einem Transport rahmen/Nähguthalter aufweist, in den die Rahmenvorrichtung mit perforierter Materialeinheit eingebracht wird und die Materialeinheit mit Ziemähten und/ oder Verbindungsnähten versehen wird. Erfindungsgemäß können noch weitere Bearbeitungsstationen vorhanden sein, die die von der zweiten Bearbeitungsstation kommenden Rahmenvorrichtungen mit bearbeiteter Materialeinheit einer weiteren Bearbeitung unterziehen.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass vor und nach den einzelnen Bearbeitungsstationen Zwischenspeicher vorhanden sind, in denen die Rahmenvorrichtungen mit Materialeinheiten gelagert sind, die sukzessive entnommen und einer Bearbeitungsstation zugeführt werden oder von einer Bearbeitungsstation kommend im
Zwischenspeicher gelagert werden.
Hinsichtlich eines automatisierten Bearbeitungsablaufs kann eine wirtschaftliche Herstellung dadurch ermöglicht werden, dass steuerbare Handhabungseinheiten vorhanden sind, die die
Rahmenvorrichtungen aus den Zwischenspeichern entnehmen und den Bearbeitungsstationen zuführen und nach Bearbeitung in die entsprechenden Zwischenspeicher ablegen.
Die Handhabungseinheiten können dabei als automatisch arbeitende Robotereinheiten mit Greifereinheiten ausgebildet sein, die von einer zentralen Steuereinrichtung angesteuert werden.
Im Rahmen einer wirtschaftlichen Fertigung ist es gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung besonders vorteilhaft, dass die Rahmenvorrichtung eine elektronisch lesbare Informationseinheit aufweist, die spezifische Informationen für das jeweilige Stanz-/ Perforationsmuster der eingespannten Materialeinheit und/ oder spezifische Informationen für die weitere Bearbeitung der Rahmen vorrichtung mit Materialeinheit aufweist. Dieselben Informationseinheiten können beispielsweise von den Handhabungseinheiten oder an den einzelnen Bearbeitungsstationen eingelesen werden, wodurch dann die Bearbeitungsstationen die entsprechende individuelle Bearbeitung der jeweils aktuell zugeführten Rahmenvorrichtung mit Materialeinheit vornimmt.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiter bildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der
Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Fig. 1 Perspektivdarstellung eines Wechselrahmens,
Fig. 2 Perspektivdarstellung eines Wechselrahmens mit Material einheit und Abdeckrahmen in Explosionsdarstellung,
Fig. 3 Perspektivdarstellung einer Rahmenvorrichtung mit
Wechselrahmen und Abdeckrahmen und eingespannter Materialeinheit,
Fig. 4 Perspektivdarstellung eines Transportrahmens
(Nähguthalter) für eine Nähmaschine,
Fig. 5 Perspektivdarstellung des Transportrahmens gemäß Fig. 4 mit eingelegter Rahmenvorrichtung gemäß Fig. 3, Fig.6 ausschnittsweise Perspektivdarstellung des Stanz-/
Perforierwerkzeugs einer Stanz-/Perforiermaschine mit anstehenden beziehungsweise zugeführter Rahmen vorrichtung gemäß Fig. 3 mit zusätzlichen zwei Servo motoren, die die Rahmenvorrichtung bei dem Stanz-/ Perforationsvorgang der Materialeinheit in eine vorgebbare Position in Transportrichtung und /oder in Querrichtung verschieben können,
Fig. 7 stark schematisierte Darstellung einer Stanz-/Perforier- maschine mit Mitteln zum Verschieben einer zugeführten Rahmenvorrichtung mit der Materialeinheit in Transport- und/oder Querrichtung in einer Ansicht in Querrichtung gesehen,
Fig. 8 stark schematisierte Darstellung einer Stanz-/Perforier- maschine gemäß Fig. 7 in einer Ansicht in Transportrichtung gesehen,
Fig. 9 stark schematisierte Darstellung einer Stanz-/Perforier- maschine gemäß Fig. 7 mit zusätzlich dargestellten konstruktiven Details,
Fig. lOa-d schematisierte Darstellung von möglichen Stanz-/
Perforationsmustern unter Einsatz einer Stanz-/Perforier- maschine gemäß den Figuren 7 bis 9,
Fig. 11 schematische Darstellung eines Perforationsmusters unter
Einsatz einer Stanz- /Perforiermaschine gemäß den Figuren 7 bis 9, die Stanzstempel /Perforiernadeln mit
unterschiedlichem Lochdurchmesser aufweist und Fig. 12 schematische Darstellung einer Bearbeitungsanlage von mehreren Bearbeitungsstationen, denen jeweils aus Zwischenspeichern Rahmenvorrichtungen mit
Materialeinheiten zur Bearbeitung zugeführt werden mit darunter dargestellten Bearbeitungszustände der Materialeinheit innerhalb der Rahmenvorrichtung.
WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Die Fig. 1 zeigt in einer Perspektive ein Ausführungsbeispiel eines flachen Wechselrahmens 120, der im Ausführungsbeispiel eine quadratische Umfangskontur hat. In Umfangsrichtung sind an dem Wechselrahmen 120 rastermäßig angeordnete Fixiereinheiten 126 vorhanden, die dazu dienen, dass eine zu bearbeitende Materialeinheit M (siehe Fig 2 und 3) angeschlossen und damit exakt positioniert werden kann.
Die Fig. 2 zeigt den Wechselrahmen 120 mit angeschlossener
Materialeinheit M und darüber in auseinander gezogener Darstellung einen Abdeckrahmen 122, der im Wesentlichen dieselbe Umfangs kontur wie der Wechselrahmen 120 aufweist und auf diesen zur zusätzlichen Sicherung der Materialeinheit M aufgesteckt werden kann. Im aufgesteckten Zustand gemäß Fig. 3 bilden die beiden Rahmen 120, 126 eine Rahmenvorrichtung 130 mit innenseitig positionsgenau fixierter Materialeinheit M.
Diese Rahmenvorrichtung 130 wird einer Stanz-/ Per foriermaschine 10 zugeführt zum Erzeugen eines vorgegebenen Stanz- /Perforations musters auf der Materialeinheit M, was in den Figuren 6, 7, 8 und 9 näher dar gestellt ist und weiter unten beschrieben wird.
Der Wechselrahmen 120 und der Abdeckrahmen 122 kann beispiels weise aus Metall oder Kunststoff sein. Weiterhin ist in Fig. 4 ein bekannter Transportrahmen 124 dar estellt, der beispielsweise bei Nähmaschinen eingesetzt und als Nähguthalter bezeichnet wird. Dieser Transportrahmen 124 weist Anschlusseinheiten 127, 128, 129 auf um in einer Nähmaschine gesichert gelagert werden zu können.
Des Weiteren weist der Transportrahmen 124 eine Einlegeinnenkontur 132 auf, deren Verlauf dem Außenkonturverlauf der Rahmen
vorrichtung 130 gemäß Fig. 3 entspricht. In diese Einlegeinnenkontur 132 wird die Rahmenvorrichtung 130 mit Materialeinheit M, die bereits ein Stanz-/Perforationsmuster aufweist, eingelegt und kann dann ohne weitere Umbauarbeiten in der Nähmaschine weiter bearbeitet werden, beispielsweise zum Herstellen von Ziemähten auf der Materialeinheit M.
Die Fig. 6 zeigt in einer Perspektive einen Ausschnitt aus einer Stanz-/ Perforiermaschine 10 mit einem Stanz-/Perforationswerkzeug 12 mit Werkzeugoberteil 12.1 und einem Werkzeugunterteil 12.2. Vor dem Stanz-/Perforationswerkzeug 12 steht eine Rahmenvorrichtung 130 mit einer ungestanzten beziehungsweise unperforierten Materialeinheit M gemäß Fig. 3 an und ist an einer Rahmenaufnahme-/ Anschluss einrichtung 140 angeschlossen. Die Rahmenvorrichtung 130 wird zwischen Werkzeugoberteil 12.1 und Werkzeugunterteil 12.2 zugeführt. Das Stanz-/ Per forations Werkzeug 12 führt dann die entsprechende Stanzung beziehungsweise Perforation taktweise durch. Vor jedem Stanz-/Perforationstakt wird die Rahmenvorrichtung 130 mit
Materialeinheit M in Abhängigkeit des herzustellenden Stanz-/
Perforationsmusters in Transportrichtung T und gegebenenfalls auch in Querrichtung Q bewegt. Hierzu ist ein erstes Antriebsaggregat 70 und ein zweites Antriebsaggregat 72 vorhanden, die beide beispielsweise als Servomotoren ausgebildet sind. Das erste Antriebsaggregat 70 ermöglicht eine Bewegung der Rahmenvorrichtung 10 in Transportrichtung T, das zweite Antriebsaggregat 72 ermöglicht eine
Verschiebung der Rahmenvorrichtung 130 in Querrichtung Q. Beide Antriebsaggregate 70, 72 sind über entsprechende Koppelglieder 74, 76 an die Rahmenaufnahme-/ Anschlusseinrichtung 140 oder die
Rahmenvorrichtung 130 angeschlossen.
Die Antriebsaggregate 70, 72 werden über eine in Fig. 6 nicht näher dargestellte Steuereinrichtung angesteuert.
Die einzelnen Abläufe bei der Herstellung des Stanz-/Perforations- musters und die weiteren Bauteile einer Stanz- und Perforiermaschine werden anhand der Figuren 7, 8 und 9 nachfolgend beschrieben.
Eine in den Figuren 7 und 8 stark schematisiert dargestellte Stanz-/ Perforiermaschine 10 weist ein Maschinenoberteil 54 und ein
Maschinenunterteil 56 auf. Im Maschinenoberteil 54 ist oberseitig ein Druckbalken 36 angeordnet, auf den ein Antriebsaggregat 18 zur Erzeugung eines Stanz-/Perforationshubs H einwirkt. Unterhalb des Druckbalkens 36 ist beabstandet ein Werkzeugoberteil 12.1 eines Stanz- / Per forations Werkzeug 12 vorhanden, in dem Stanzstempel /Perforier nadeln 16 angeordnet sind.
Zwischen dem Druckbalken 36 und dem Stanz- /Perforations Werkzeug 12 sind Sperrschieber 22 vorhanden, die an einen Steuerblock 14 angeschlossen sind. Die Sperrschieber 22 sind aus- und einfahrbar ausgebildet und jeweils einem Stanzstempel beziehungsweise einer Perforiernadel 16 zugeordnet. Im ausgefahrenen Zustand - wie in Fig.
7 dargestellt - ist der/die zugehörige Stanzstempel/Perforiemadel 16 aktiviert, so dass bei Durchführung des Stanz- /Perforationshubs H eine zugeführte Materialeinheit M perforiert wird. Die Materialeinheit M ist innerhalb der Rahmenvorrichtung 130 eingespannt vorhanden.
Das Maschinenunterteil 56 weist oberseitig ein Werkzeugunterteil 12.2 des Stanz-/Perforationswerkzeugs 12 auf, in dem der Stanzstempel/ die Perforationsnadel 16 beispielsweise geführt sind. Beabstandet unterseitig ist eine Basisplatte 62 vorhanden. Die Rahmenvorrichtung mit Materialeinheit M wird zwischen dem Werkzeugunterteil 12.2 des Stanz-/Perforationswerkzeugs 12 und der Basisplatte 62 zugeführt. Die Transportrichtung der Materialeinheit M ist in Fig. 7 mit dem
Bezugszeichen T gekennzeichnet.
Weiterhin ist eine Speichereinrichtung 40 vorhanden, in der sämtliche Daten betreffend die Geometrie des zu perforierenden beziehungs weise zu stanzenden Mustern in der Materialeinheit M abgelegt sind, wie beispielsweise Position und Durchmesser der Perforations-/ Stanzausnehmungen. Die Speichereinrichtung 40 steht mit einer Steuereinrichtung 30 in Kommunikationsverbindung, wobei die Steuereinrichtung 30 in Abhängigkeit der in der Speichereinrichtung 40 gespeicherten Daten die Stanz- /Perforiermaschine 10 ansteuert. So aktiviert die Steuereinrichtung das Antriebsaggregat 18 zur
Aktivierung des Stanz- /Perforationshubs H. Weiterhin steht die Steuereinrichtung 30 mit einem ersten Antriebsaggregat 70 und einem zweiten Antriebsaggregat 72 in Kommunikationsverbindung. Das erste Antriebsaggregat 70 wirkt auf die Materialeinheit M ein, derart, dass bei Aktivierung des ersten Antriebsaggregats 70 die Materialeinheit M eine Bewegung in Transportrichtung T in einer vorgegebenen Größe durchführt. Weiterhin wirkt das zweite Antriebsaggregat 72 auch auf die Materialeinheit M ein, derart, dass bei Aktivierung des zweiten Antriebsaggregats 72 die Materialeinheit M eine Verschiebung in Querrichtung Q (siehe Fig. 8) in einer vorgegebenen Größe durchführt. Die Aktivierung der Verschiebung der Materialeinheit M vor jedem Stanz-/Perforationshub H wird durch die Steuereinrichtung 30 veranlasst, die aufgrund aus der Speichereinrichtung 40 abgerufenen Informationen die Größe der Verschiebung der Materialeinheit M in Transportrichtung T und/oder in Querrichtung Q für den jeweiligen Stanz-/Perforationshub H festlegt.
Die in Fig. 9 schematisiert dargestellte Stanz-/ Per foriermaschine 10 stellt ein konstruktives Ausführungsbeispiel - auch teilweise in stark schematisierter Darstellung - der Stanz- /Per foriermaschine 10 gemäß Fig. 7 und 8 dar. Gleiche Bauteile tragen dasselbe Bezugszeichen und werden nicht noch einmal erläutert.
Die Stanz-/ Per foriermaschine 10 weist ein Stanz- /Perforations werkzeug 12 mit einem Werkzeugoberteil 12.1, ein Werkzeugunterteil 12.2 und einen Steuerblock 14 auf. In der durch Servohydraulik angetriebene Stanz- /Per foriermaschine 10 ist der Steuerblock 14 mit einem Druckbalken 36 verbunden, das heißt in einer an dem
Druckbalken vorhandenen Steuerblockführungsnut 42 eingeführt und zentriert. Der Druckbalken 36 wird durch ein Antriebsaggregat 18 in Hubrichtung H auf und ab bewegt. Unter dem Steuerblock 14 befindet sich das entsprechende Werkzeugoberteil 12.1 des Stanz- /Perforations werkzeugs 12, dessen Rasterung für die Perforiernadeln 16 mit der des Steuerblocks identisch ist. Das Werkzeugoberteil 12.1 des Stanz-/ Perforationswerkzeugs 12 weist einen Nadelhalter 34 auf, der in einer Nadelhalter führungsnut 44 im Steuerblock eingeführt ist. Das
Werkzeugunterteil 12.2 des Stanz-/Perforationswerkzeugs 12 mit den Matrizen wird mittels eines nicht näher dargestellten Zentrierstifts zentriert. Auch dieses Werkzeugunterteil 12.2 des Stanz-/
Perforationswerkzeugs 12 wird in einer Werkzeugführungsnut 46 platziert. Der Nadelhalter 34 bildet zusammen mit der Nadelführung, die fest mit dem Stanz-/ Per forations Werkzeug 12 verbunden ist, eine Einheit, nämlich das Stanz- /Per forations Werkzeug 12.
Auf den Nadelhalter 34 befindet sich ein Distanzblech 60, welches zum Einen die Demontage des Stanz-/ Perforationswerkzeugs 12 erleichtert und zum Anderen den Einsatz weiterer Standardwerkzeuge mit gleichem Werkzeugprofil aber anderer Teilung ermöglicht. Hierbei wird das offene Distanzblech 60, das mit Rasterbohrungen versehen ist, durch eine geschlossene Variante ohne Rasterbohrungen ersetzt.
Die Perforiernadeln 16 sind in einem vorgegebenen Raster in
Querrichtung Q, die senkrecht zur Darstellungsebene von Fig. 9 verläuft angeordnet. Die Perforiernadeln 16 können individuell bei jedem Stanz- /Perforationshub H entweder aktiviert oder deaktiviert werden. Diese individuelle Ansteuerung wird dadurch umgesetzt, dass eine Steuereinrichtung 30 vorhanden ist, die mit einer Speicherein richtung 40 in Kommunikationsverbindung steht, in der die
geometrischen Daten des zu erstellenden Stanz- /Perforationsmusters auf einer dem Stanz- /Perforationswerkzeug 12 zugeführten
Materialeinheit M gespeichert sind.
Die Steuereinrichtung 30 steht mit einer Ventileinrichtung 26 in
Kommunikationsverbindung, wobei die Ventileinrichtung 26
Ventileinheiten aufweist, die jeweils individuell mit an dem Steuer block 14 angeordneten Kolben-Zylindereinheiten in Kommunikations verbindung stehen. Die Kolben-Zylindereinheiten sind als doppelt wirkende Kolben-Zylindereinheiten ausgebildet, mit einem Zylinder 24, einem Kolben 21 und einer Kolbenstange 20. In jeder Kolben- Zylindereinheit ist eine erste Druckkammer 28 und eine zweite
Druckkammer 32 vorhanden.
Jede Kolbenstange 20 ist in ihrem freien Endbereich an einen Sperr schieber 22 angeschlossen, der von einer Aktivierungsposition
(ausgefahrener Zustand) und einer Deaktivierungsposition
(eingefahrener Zustand) bei entsprechender Druckbeaufschlagung der Kolben-Zylindereinheit in Schieberichtung S quer zur Hubrichtung H verschiebbar ist. Weiterhin ist ein erster Druckspeicher 28.1 und ein zweiter Druckspeicher 32.1 vorhanden, die mit der Ventileinrichtung 26 kommunizieren. Die erste Druckkammer 28 stellt einen Druck PI zur Verfügung, und die zweite Druckkammer 32 stellt einen Druck P2 zur Verfügung, der größer ist als der Druck PI.
Jeder Perforiernadel 16 ist ein Sperrschieber 22 mit zugehöriger ansteuerbarer Kolben-Zylindereinheit zugeordnet. Der Sperrschieber 22 ist beabstandet zum oberen Kopfende der Perforiernadel 16 vorhanden. Unterhalb des Sperrschiebers 22 ist ein Verlängerungsprofil 48 im Steuerblock 14 in einer entsprechenden Führung vorhanden, wobei das Verlängerungsprofil 48 unterseitig auf dem Kopf der zugeordneten Perforiernadel 16 anliegt und die obere Stirnseite des Verlängerungsprofils 48 auf dem Höhenniveau der Unterseite des Sperrschiebers 22 angeordnet ist. Im ausgefahrenen Zustand des Sperrschiebers 22 liegt dieser auf dem Verlängerungsprofil 48 auf, so dass bei Durchführung der Hubbewegung H des Steuerblocks 14 die Perforiernadel 16 nach unten bewegt wird und eine Perforation an der Materialeinheit M auslöst.
Bei eingefahrenen Sperrschieber 22 ist kein Kontakt zwischen
Verlängerungsprofil 48 und Sperrschieber 22 vorhanden, da die Unterseite des Sperrschiebers 22 neben der Unterseite des
Verlängerungsprofils 48 vorhanden ist. Wird in der eingefahrenen Position des Sperrschiebers 22 ein Stanz- /Perforationshub
durchgeführt, so wird das Verlängerungsprofil 48 nicht von dem Sperrschieber 22 bewegungsmäßig beaufschlagt, so dass die
zugeordnete Perforiernadel 16 keine Perforation durchführt.
Der Sperrschieber 22 weist in seinem freien Endbereich eine gegen die Stanz- /Perforationshubrichtung H geneigt verlaufende Kontur 52 auf, die gewährleistet, dass falls beim Ausfahren des Sperrschiebers 22 das Verlängerungsprofil 48 beziehungsweise die Perforiernadel 16 einen Überstand nach oben aufweist, das Verlängerungsprofil 48 nach unten geschoben und nicht abgeschert beziehungsweise beschädigt wird. Dadurch ist eine dauerhaft zuverlässige Funktionalität gewährleistet.
Beim Betrieb der Stanz-/ Perforiermaschine werden die erste Druck kammer 28 und zweite Druckkammer 32 über die Ventileinrichtung 26 und die Steuereinrichtung 30 unter Berücksichtigung der gespeicherten Stanz- /Perforationsmusterdaten wie folgt individuell angesteuert. Die erste Druckkammer 28 wird über den ersten Druckspeicher 28.1 mit dem Druck PI permanent beaufschlagt, das heißt unter der Wirkung des Drucks PI befindet sich der Sperrschieber 22 in der eingefahrenen Position, so dass bei Durchführung des Stanz- /Perforationshubs H die zugeordnete Perforiernadel 16 keine Perforation durchführt.
Ist eine Perforiernadel 16 bei einem Stanz- /Perforationshub H zu Aktivieren, veranlasst die Steuereinrichtung 30 über die
Ventileinrichtung 26, dass die zweite Druckkammer 32 über den zweiten Druckspeicher 32.1 mit dem Druck P2 beaufschlagt wird, der größer ist als der permanent anstehende Druck PI in der ersten
Druckkammer 28, so dass der Sperrschieber 22 ausfährt und bei Durchführung des Stanz- /Perforationshubs H die zugeordnete
Perforiernadel 16 in Verbindung mit dem Verlängerungsprofil 48 einen Stanz- /Perforationshub H durchführt und eine Perforation auf der Materialeinheit M hers teilt.
An dem Steuerblock 14 sind somit individuell angesteuerte und unter einem permanenten ersten Druck PI stehende, der quasi eine Luftfeder im Rückhub bildet, Kolben-Zylindereinheiten vorhanden, wobei für jede anzusteuernde Perforiernadel 16 im Stanz- /Perforationswerkzeug 12 eine Kolbenstange 20 der entsprechenden Kolben-Zylindereinheit zugeordnet ist, die durch Beaufschlagung mit dem Druck P2 aktiviert, das heißt ausgefahren, wird.
Durch den voneinander getrennten Aufbau von Steuerblock 14 und Stanz-/Perforationswerkzeug 12 in Verbindung mit den in
Hubrichtung H und in Querrichtung Q versetzt innerhalb eines Gehäuses 38 angeordneten Kolben-Zylinderaggregaten, ist es möglich, einen minimalen Abstand bezüglich des Rastermaßes zwischen den Perforiernadeln 16 im Werkzeug 12 zu erreichen, welcher
beispielsweise einer Standardperforation im Automobilbau entspricht. Daraus kann beispielsweise eine maximale Nadelanzahl von 1024 Nadeln auf einer Perforationsbreite von 1,9456 mm erreicht werden.
Diese hohe Nadelanzahl pro Flächeneinheit kann bei den bekannten Systemen nicht erreicht werden. Wie bereits oben beschrieben, wird zwischen dem Kopf der einzelnen Perforiernadeln 16 und Sperrschieber 22 das Verlängerungsprofil 48 angeordnet. Das Verlängerungsprofil 48 besteht beispielsweise aus einem gehärteten und im Durchmesser abgesetzten Rundmaterial, welches lose auf dem Kopf der Perforiernadel 16 aufliegt. Durch den abgesetzten Außendurchmesser wird eine Bewegung des senkrecht eingebauten Verlängerungsprofils 48 im Steuerblock 14 beim Ein beziehungsweise Ausbau des Werkzeugs verhindert. Gleichzeitig wird das Verlängerungsprofil 48 durch diesen Absatz in einer fix definierten Position über dem Nadelkopf gehalten.
Um die Differenz zwischen dem vorgegebenen Nadeldurchmesser beziehungsweise Nadelabstand und dem zwangsläufig breiteren Sperrschieber 22 mit der dazugehörigen Kolbenstange 20 auszu gleichen, werden diese mechanischen Verlängerungsprofile 48 in unterschiedlichen Längen im Steuerblock 14 eingesetzt und den
Sperrschiebern 22 entsprechend zugeordnet.
Die einzelnen Kolben-Zylindereinheiten sind als Spezialzylinder am Steuerblock 14 beidseitig vorhanden und werden von Steuerventilen 26 individuell angesteuert. Diese Spezialzylinder sind innerhalb der Maschine beispielsweise in Gehäusen 38 mit jeweils vier Kolben- Zylindereinheiten angeordnet, um sie vor Beschädigungen oder Zugriff zu schützen. Diese Gehäuse 38 beinhalten die komplette elektronische und pneumatische Ansteuerung (Ventilinseln, Druckregler, Druck überwachung etc.). Diese Gehäuse 38 werden mittels eines dafür konstruierten Kopplungssystem mit der Ventileinrichtung 26 mit ihren individuell zugeordneten Steuerventilen verbunden. Alternativ können die Steuerventile der Ventileinrichtung 26 aber auch flexibel auf entsprechenden Transportgestellen montiert werden, um diese an verschiedenen Stanzmaschinen einzusetzen. Dadurch ist man nicht nur auf einen Arbeitsbereich angewiesen. Durch den dauerhaft anstehenden Gegendruck PI im Rückhub der Kolbenstange 20 der Kolben-Zylindereinheiten kann die Schaltzeit zwischen den Stanzungen stark reduziert werden. Daraus ergibt sich eine wesentlich höhere Taktzahl (zum Beispiel 160 bis 180 pro Minute) der Stanzeinheit im Vergleich zu den bekannten Stanz- /Perforier maschinen.
Weiterhin ist in Fig. 9 noch stark schematisiert ein erstes Antriebs aggregat 70 und ein zweites Antriebseaggregat 72 dargestellt. Diese beiden Antriebsaggregate 70, 72 werden von der Steuereinrichtung 30 vor jedem Stanz- /Perforationshub H angesteuert und aktiviert oder deaktiviert. Das erste Antriebsaggregat 70, das beispielsweise als Servomotor ausgebildet ist, ist über in Fig. 9 nicht näher dargestellte Koppelglieder an die Rahmenvorrichtung 130 mit Materialeinheit M angeschlossen. Das zweite Antriebsaggregat 72, das beispielsweise als Servomotor ausgebildet ist, ist über in Fig. 9 nicht näher dargestellte Koppelglieder ebenfalls an die Rahmenvorrichtung 130 mit
Materialeinheit M angeschlossen. Bei Aktivierung des ersten
Antriebsaggregats 70 durch die Steuereinrichtung 30 in Abhängigkeit der in der Speichereinrichtung 40 gespeicherten Daten führt die Rahmen Vorrichtung 130 mit Materialeinheit M eine Verschiebung in Transportrichtung T mit der jeweils aktuell vorgegebenen Größe aus. Bei Aktivierung des zweiten Antriebsaggregats 72 durch die
Steuereinrichtung 30 führt die Rahmen Vorrichtung 130 mit
Materialeinheit M eine Bewegung in Querrichtung Q in der jeweils aktuell vorgegebenen Größe durch.
Dadurch, dass die Rahmen Vorrichtung 130 mit Materialeinheit M sowohl in Transportrichtung T als auch in Querrichtung Q individuell für jeden Stanz- /Perforationshub H relativ zu dem Stanz-/
Perforationswerkzeug 12 angeordnet werden kann, können nahezu beliebige Stanz- /Perforationsmuster erzeugt werden. In den Figuren 10a, b, c und d sind beispielhaft Stanz- /Perforations muster angegeben. Grundsätzlich ist es durch die Verschiebe möglichkeit der Rahmenvorrichtung 130 mit Materialeinheit M möglich jegliche gewünschte Platzierung der Löcher vorzunehmen.
Wie in Fig. 11 dargestellt können auch verschiedene Lochdurchmesser erzeugt werden, mittels von im Stanz-/ Per forationswerkzeug 12 angeordneten Perforiernadeln 16 unterschiedlichen Durchmessers und durch entsprechendes Verschieben der Rahmen Vorrichtung 10 mit Materialeinheit M. Mit Hilfe einer Software wird vor dem jeweiligen Stanz- /Perforationshub H, die der Perforationsposition am nächsten liegenden Perforiernadeln mit entsprechendem Durchmesser ermittelt und die Materialeinheit M um das entsprechende Maß verschoben.
Durch den beispielhaft beschriebenen mechanischen Aufbau des Stanz- /Per forationswerkzeug 12 können systembedingt beliebige Vorschübe in Transportrichtung T und in Querrichtung Q durch Kopplung der Rahmen Vorrichtung 130 mit Materialeinheit M an die ersten und zweiten Antriebsaggregate 70, 72 gefahren werden.
Dadurch besteht unter anderem die Möglichkeit, auch bogen- und kreisförmige Konturen herzustellen (siehe beispielsweise Fig. 10a). Insgesamt ergeben sich nahezu unbegrenzte Möglichkeiten der Darstellung von Stanz- /Perforationsmustern nach jedem gewünschten Design. Es müssen lediglich die entsprechenden Dateien, die die Informationen über die Geometrie des Stanz- /Perforationsmusters enthalten, insbesondere hinsichtlich der Position und Größe, in die Speichereinrichtung 40 eingelesen werden.
In Fig. 12 ist ein Ausführungsbeispiel einer Bearbeitungsanlage 100 stark schematisiert dargestellt, die den Einsatz der Rahmenvorrichtung 130 bei unterschiedlichen Bearbeitungsvorgängen zeigt.
Dabei ist eine erste Bearbeitungsstation 134 vorhanden, die als Stanz-/ Perforiermaschine 10 ausgebildet ist. Nach der ersten Bearbeitungsstation 134 ist eine zweite Bearbeitungsstation 150 nachgeschaltet, die beispielsweise eine Nähmaschine 151 ist. Danach kann noch eine weitere Bearbeitungsstation 160 zur weiteren
Bearbeitung vorhanden sein.
Vor der ersten Bearbeitungsstation 134 ist ein erster Zwischenspeicher 112 geschaltet, in dem einzelne Rahmenvorrichtungen 130 jeweils mit eingespannter Materialeinheit M ohne Stanz- /Perforationsmuster gelagert sind.
Aus diesem ersten Zwischenspeicher 112 werden die Rahmen vorrichtungen 130 einzeln entnommen und der Perforationsmaschine 10 zugeführt, die in der Materialeinheit M ein Stanz-/
Perforationsmuster 66 erzeugt. Danach wird die Rahmenvorrichtung 130 mit perforierter/ gestanzter Materialeinheit in einen zweiten Zwischenspeicher 114 eingelagert. Aus dem zweiten Zwischenspeicher 114 werden die Rahmenvorrichtungen 130 dann entnommen und der zweiten Bearbeitungsstation 150 beziehungsweise der Nähmaschine 151 zugeführt und dabei in einen Transportrahmen 124 (Nähguthalter) eingesetzt. Die Nähmaschine 151 stellt dann beispielsweise Ziernähte 68 auf der gestanzten/ perforierten Materialeinheit M her. Die so bearbeiteten Materialeinheit M mit Rahmenvorrichtung 130 wird dann in einem dritten Zwischenspeicher 116 eingelagert und kann zur Bearbeitung in einer weiteren Bearbeitungsstation 160 entnommen werden.
Die Entnahme der Rahmen Vorrichtungen 130 aus den
Zwischenspeicher 112, 114, 116 kann beispielsweise über in Fig. 12 stark schematisiert dargestellte Handhabungseinheiten 152, 154, 156, 158 vorgenommen werden, die auch die Entnahme der bearbeiteten Rahmenvorrichtung 130 aus den Bearbeitungsstationen 134, 150 zur Einlagerung in den Zwischenspeicher 114, 116 vornehmen. Die Handhabungseinheiten 152, 154, 156, 158 können beispielsweise Robotereinheiten sein, die mit entsprechenden Greifereinheiten ausgestattet sind.
Mit der dargestellten Bearbeitungsanlage 100 ist ein wirtschaftliches, automatisch und zuverlässiges Bearbeiten (Stanzen, Prägen, Nähen oder dergleichen) von Material wie beispielsweise Leder, Kunstleder, Folien, Papier oder dergleichen, beispielsweise in der
Automobilindustrie und Papierverarbeitung umsetzbar. Mit den dargestellten Lösungen kann unter zu Hilfenahme der
Rahmenvorrichtung eine zu bearbeitende Materialeinheit gleich in welcher Form und Art mit hoher Genauigkeit gestanzt, geprägt, genäht oder dergleichen werden. Die Rahmenvorrichtung kann variabel aus gestaltet sein, so dass sie in verschiedenen Maschinen (Stanz-/ Perforier-, Präge- und Nähmaschinen und dergleichen) eingesetzt werden kann.

Claims

ANSPRÜCHE
01. Stanz-/ Per foriermaschine (10) zur Erzeugung eines
vorgebbaren Stanz-/Perforationsmusters in einer in Transportrichtung (T) zugeführten Materialeinheit (M) mit
- einem Stanz-/ Perforations Werkzeug (12), mit
- - einem in einer Hubrichtung (H) bewegbaren
Werkzeugoberteil (12.1) mit mehreren in einer Querrichtung (Q) in einem vorgegebenen Raster angeordneten
Stanzstempeln/Perforiernadeln (16), die über einen Druck balken (36), der über eine Steuereinrichtung (30) mit einem Antriebsaggregat (18) zur Erzeugung eines Stanz-/ Perforationshubs (H) in Wirkverbindung steht, bewegbar sind und
- - einem feststehenden Werkzeugunterteil (12.2) /Matrize,
- wobei die Materialeinheit (M) zwischen Werkzeugoberteil (12.1) und Werkzeugunterteil (12.2) zugeführt wird,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Materialeinheit (M) in einer Rahmenvorrichtung (130) angeordnet beziehungsweise eingespannt vorhanden ist,
- die Stanz- /Per foriermaschine (10) eine Rahmenaufnahme-/ Anschlusseinrichtung (140) zur Aufnahme/zum Anschluss der Rahmenvorrichtung (130) aufweist,
- wobei die Rahmenvorrichtung (130) mit Materialeinheit (M) zwischen dem Werkzeugoberteil (12.1) und dem
Werkzeugunterteil (12.2) zum Perforieren /Stanzen der Materialeinheit (M) zugeführt wird.
02. Stanz- /Perforiermaschine nach Anspruch 1,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rahmen Vorrichtung (130) einen Wechselrahmen (120) mit Fixiereinheiten (26) zum Anschluss /zum Einspannen des Randbereichs der Materialeinheit (M) in den Wechselrahmen (120) auf weist.
03. Stanz-/ Per foriermaschine nach Anspruch 2,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rahmenvorrichtung (130) einen Abdeckrahmen (122) aufweist, der auf dem Wechselrahmen (120) zur Sicherung des Anschlusses des Randbereichs der Materialeinheit (M) angeordnet/ angeschlossen ist.
04. Stanz- /Perforiermaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- Mittel (70, 72) zum Erzeugen einer simultanen
Relativbewegung der zugeführten Rahmenvorrichtung (130) mit Materialeinheit (M) zum Stanz-/ Per forations Werkzeug (12) in einer vorgebbaren Größe sowohl in Transportrichtung (T) als auch in Querrichtung (Q) vorhanden sind, so dass die Rahmenvorrichtung (130) mit Materialeinheit (M) vor jedem Stanz- /Perforationshub (H) in einer individuellen vorgebbaren Position relativ zum Stanz- /Perforations werkzeug (12) positionierbar ist.
05. Stanz- /Perforiermaschine nach Anspruch 4,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Mittel (70, 72) ein erstes Antriebsaggregat (70) aufweisen, das eine Bewegung der Rahmenvorrichtung (130) mit Materialeinheit (M) in Transportrichtung (T) und ein zweites Antriebsaggregat (72), das die Bewegung der Rahmenvorrichtung (130) mit Materialeinheit (M) in Querrichtung bewirkt.
06. Stanz- /Perforiermaschine nach Anspruch 5,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Antriebsaggregat (70) und das zweite
Antriebsaggregat (72) jeweils als Servomotor ausgebildet ist.
07. Stanz-/Perforiermaschine nach Anspruch 5 oder 6,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Antriebsaggregate (70, 72) über Koppelglieder an die Rahmenvorrichtungen (130) mit Materialeinheit (M) angeschlossen sind.
08. Stanz-/ Per foriermaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Speichereinrichtung (40) vorhanden ist, in der die Daten für die Geometrie des Stanz-/Perforationsmusters bezüglich Position und Durchmesser ablegt sind,
- die Steuereinrichtung (30) mit der Speichereinrichtung (40) in Kommunikationsverbindung steht,
- die Steuereinrichtung (30) mit einem Steuerblock (14) der Stanzstempel /Perforiemadeln (16) zum Ansteuern/ Aktivieren/Deaktivieren der Stanzstempel/ Perforiemadeln (16) beim Stanz-/ Perforiervorgang in Wirkverbindung steht,
- die Steuereinrichtung (30) mit den Mitteln (70, 72) zum Erzeugen einer simultanen relativbewegung der Materialeinheit (M) in Kommunikationsverbindung steht und
- die Steuereinrichtung (30) in Abhängigkeit der in der Speichereinrichtung (40) gespeicherten Daten die entsprechende Aktivierung der Mittel (70, 72) veranlasst.
09. Stanz-/Perforiermaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- das Stanz-/Perforationswerkzeug (12) Stanzstempel/ Perforiemadeln (16) mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist.
10. Stanz-/ Per foriermaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Steuerblock (14) vorhanden ist, der Kolben- Zylindereinheiten aufweist, deren Bewegungen beim Stanz-/ Perforationshub individuell über die Steuereinrichtung (30) ansteuerbar sind und individuell jedem Stanzstempel/jeder Perforiemadel (16) zugeordnet sind,
- einem Sperrschieber (22), der jeweils an eine entsprechende Kolbenstange (20) der Kolben-Zylindereinheit angeschlossen ist, wobei der Sperrschieber (22) durch die Bewegung der Kolbenstange (20) in eine Aktivierungs- beziehungsweise Deaktivierungsposition verschiebbar ist,
- - der Sperrschieber in Aktivierungsposition direkt oder indirekt auf den Stanzstempel/ die Perforiemadel (16) bei der Ausführung des Hubes (H) einwirkt,
- - der Sperrschieber in Deaktivierungsposition keine Wirkung auf den Stanzstempel /die Perforiernadel (16) ausübt,
- - so dass in Aktivierungsposition des Sperrschiebers (22) dieser bei der Hubbewegung (H) auf den Stanzstempel/ Perforiernadel (16) einwirkt und eine Perforation
durchgeführt wird und in Deaktivierungsposition des Sperrschiebers keine Stanzung/Perforation der
Materialeinheit (M) bewirkt wird.
11. Stanz-/Perforiermaschine nach Anspruch 10,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Kolben-Zylindereinheit als doppelt wirkende Kolben- Zylindereinheit mit einer ersten Druckkammer (28) und einer zweiten Druckkammer (32) ausgebildet ist, wobei die erste Druckkammer (28) über die Steuereinrichtung (30) permanent mit einem ersten Druck (PI) beaufschlagt wird, der bewirkt, dass der Sperrschieber (22) sich in Deaktivierungspositition befindet beziehungsweise gehalten wird und bei Durchführung einer Stanzung beziehvingsweise Perforation die Steuereinrichtung (30) die zweite
Druckkammer (32) im Aktivierungsfall mit einem zweiten Druck (P2) beaufschlagt, der größer ist als der erste Druck (PI), so dass der Sperrschieber (22) in Aktivierungsposition ausfährt und dadurch bei der Hubbewegung (H) diese Bewegung auf den/ die zugeordnete /n Stanzstempel/ Perforiemadel übertragen wird, so dass eine Stanzung beziehungsweise Perforation der Materialeinheit (M) durchgeführt wird.
12. Stanz-/ Perforiermaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rahmenvorrichtung (130) eine, insbesondere elektronisch lesbare, Informationseinheit aufweist, die spezifische Informationen für das jeweilige Stanz-/ Perforationsmuster der eingespannten Materialeinheit (M) und /oder Informationen für die weitere Bearbeitung der Rahmenvorrichtung mit Materialeinheit (M) aufweist.
13. Stanz-/Perforiermaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rahmenvorrichtung eine polygonartige, insbesondere viereckförmige, Umfangskontur aufweist.
14. Bearbeitungsanlage (100) zum standardisierten Bearbeiten, insbesondere Stanzen, Prägen, Nähe oder dergleichen, von Materialeinheiten (M), insbesondere aus Leder, Kunstleder, Folien, Papier oder dergleichen,
- gekennzeichnet durch
- eine erste Bearbeitungsstation (134), die eine Stanz-/ Perforiermaschine (10) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche aufweist, der jeweils eine standardisierte Rahmenvorrichtung (130) mit Materialeinheit (M) zum Erzeugen eines vorgegebenen Stanz-/
Perforartionsmusters zugeführt wird und
- eine zweite Bearbeitungsstation (150), der die Rahmen vorrichtung (130) mit perforierter/ gestanzter Materialeinheit (M) zugeführt wird und die diese weiter verarbeitet.
15. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 14,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- die zweite Bearbeitungsstation (150) eine Nähmaschine (151) mit einem Transportrahmen (124)/Nähguthalter aufweist, in den die Rahmenvorrichtung (130) mit perforierter Materialeinheit (M) eingebracht wird und die Materialeinheit (M) mit Ziernähten und /oder Verbindungsnähten versehen wird.
16. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 15,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- zumindest eine weitere Bearbeitungsstation (160) vorhanden ist, der die von der zweiten Bearbeitungsstation (150) kommenden Rahmenvorrichtungen (130) mit bearbeiteter Materialeinheit (M) einer weiteren Bearbeitung unterzieht.
17. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 14 bis 16,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- ein erster Zwischenspeicher (112) vorhanden ist, der der ersten Bearbeitungsstation (134) vorgelagert ist, in dem Rahmenvorrichtungen (130) mit noch nicht perforierten/ gestanzten Materialeinheiten (M) gelagert sind, die sukzessive der zweiten Bearbeitungsstation (150) zugeführt werden.
18. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 14 bis 17,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- ein zweiter Zwischenspeicher (114) vorhanden ist, der der ersten Bearbeitungsstation (134) nachgeschaltet ist, in dem Rahmenvorrichtungen (130) mit einem Stanz- /Perforations muster versehene Materialeinheiten (M) gelagert sind, die sukzessive der zweiten Bearbeitungsstation zugeführt werden.
19. Bearbeitungsanlage nach Anspruch 16 bis 18,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- ein dritter Zwischenspeicher (116) vorhanden ist, der der zweiten Bearbeitungsstation (150) nachgeschaltet ist und in dem die Rahmenvorrichtungen (130) mit bearbeiteter Materialeinheit (M) gelagert sind, die einer weiteren Bearbeitungsstation (160) zur weiteren Bearbeitung sukzessive zugeführt werden.
20. Bearbeitungsanlage nach einem oder mehreren der
Ansprüche 14 bis 19,
- dadurch gekennzeichnet, dass
- steuerbare Handhabungseinheiten (152, 154, 156, 158) vorhanden sind, die die Rahmenvorrichtungen (130) aus den Zwischenspeichern (112, 114, 116) entnehmen und den Bearbeitungsstationen zuführen und nach Bearbeitung in die entsprechenden Zwischenspeicher (114, 116) ablegen.
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