EP4292729A1 - Verfahren zum automatischen wechseln wenigstens einer biegematrize und/oder wenigstens einer führungsdüse einer biegemaschine - Google Patents

Verfahren zum automatischen wechseln wenigstens einer biegematrize und/oder wenigstens einer führungsdüse einer biegemaschine Download PDF

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EP4292729A1
EP4292729A1 EP22179112.2A EP22179112A EP4292729A1 EP 4292729 A1 EP4292729 A1 EP 4292729A1 EP 22179112 A EP22179112 A EP 22179112A EP 4292729 A1 EP4292729 A1 EP 4292729A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending
bending die
gripper arm
robot gripper
die
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22179112.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander STUFLESSER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Progress Maschinen and Automation AG
Original Assignee
Progress Maschinen and Automation AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Progress Maschinen and Automation AG filed Critical Progress Maschinen and Automation AG
Priority to EP22179112.2A priority Critical patent/EP4292729A1/de
Priority to US18/199,651 priority patent/US20230405746A1/en
Publication of EP4292729A1 publication Critical patent/EP4292729A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
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    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
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    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155404—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising a single gripper

Definitions

  • the invention relates to a method for automatically changing a bending die and/or at least one guide nozzle of a bending machine for wire, rod or strip-shaped material.
  • the invention further relates to an arrangement comprising at least one robot gripper arm and at least one control device for controlling the at least one robot gripper arm.
  • the invention relates to a bending machine for wire, rod or strip-shaped material, in particular for producing brackets for reinforced concrete construction, comprising a support frame, at least one bending head, preferably with two drives - which are aligned orthogonally to one another - and / or at least one Bending roller, at least one feed device with at least one guide nozzle, via which material to be bent can be fed to the at least one bending head, at least one bending die detachably arranged in a bending die holder for bending the material, at least one robot gripper arm, preferably of a multi-axis robot, and at least one control device for controlling the at least one robot gripper arm.
  • the invention further relates to a bending die for such a bending machine and/or for such a method.
  • a bending machine for bending rod-shaped material is from the Scriptures EP 3 439 806 A1 known, and it is already being considered to remove bent pieces of material using bracket collection systems or robots.
  • the disadvantage of the state of the art is that for varying material diameters, bending radii and materials to be bent, the appropriate bending die and the correct guide nozzle have to be mounted on the bending machine, which takes time and resources, which means that the bending machine cannot be quickly and flexibly adapted to changing customer orders. Due to the large number of different bending dies, there is a risk that the bending machine will be incorrectly loaded, resulting in the production of rejects. In addition, the manufactured bending brackets also have to be transported manually from the bending machine, which is why the manufacturing process is inefficient. Due to the need for a large number of manual adjustment and assembly steps, which poses the risk of injury to the operator, the production flow must be stopped undesirably.
  • the objective technical object of the present invention is therefore to provide a method for changing at least one bending die and/or at least one guide nozzle as well as a bending machine, an arrangement of at least one robot gripper arm and at least one control device and a bending die which is improved over the prior art , in which the disadvantages of the prior art are at least partially eliminated, and which are characterized in particular by an efficient conversion process and / or an increased degree of automation.
  • a bending machine which includes a robot gripper arm or which interacts with a robot gripper arm for the robot gripper arm to have a dual function of both removing the bent material - preferably bending brackets - from the bending machine and changing bending dies and/or guide nozzles.
  • This can be achieved using the same gripping tool of the robot gripper arm or via an auxiliary tool to be picked up by the robot gripper arm, whereby the change can be generated fully automatically without the need for manual assembly and/or adjustment steps.
  • the at least one control device can be flexibly adapted to changing requirements for the bending machine - in particular remotely.
  • Varying bending matrices can differ, for example, through changed bending surfaces, bending radii, profile shapes, etc.
  • Varying guide nozzles can differ, for example, by a diameter for receiving the material to be bent in the feed to the at least one bending head.
  • a configuration file can be stored in the at least one control device, in which the large number of geometric parameters of the component components and/or products are stored. Such a configuration file can also be processed or used by the at least one control device.
  • the robot gripper arm can generally represent an integral part of the bending machine or a separate robot from the bending machine in interaction with the bending machine.
  • protection is also sought for an arrangement consisting of at least one robot gripper arm and at least one control device for controlling the at least one robot gripper arm, characterized in that the at least one control device is configured to control the at least one robot gripper arm for removing bent material, preferably at least of a bracket, from a bending machine and for changing to move at least one bending die and/or at least one guide nozzle.
  • the configuration of the at least one control device can, for example, include the storage of movement sequences of the at least one robot gripper arm and/or of geometric parameters for at least one gripping tool of the at least one robot gripper arm.
  • protection is also desired for a bending machine, wherein the at least one control device is configured to use the at least one robot gripper arm for removing bent material, preferably at least one bracket, from the bending machine and for changing the at least one bending die and / or the to move at least one guide nozzle.
  • the bending of the material is preferably generated via two rollers, with, for example, a bending head being provided as a bending bolt and a bending roller, preferably spaced apart substantially by a diameter of the material to be bent, being provided as a bending mandrel and particularly preferably the bending head is partially around the bending roller to form a specific one Bending radius rotates.
  • a bending head being provided as a bending bolt and a bending roller, preferably spaced apart substantially by a diameter of the material to be bent, being provided as a bending mandrel and particularly preferably the bending head is partially around the bending roller to form a specific one Bending radius rotates.
  • the axis of rotation of the bending head is identical to an axis of symmetry of the bending roller, although this is generally not absolutely necessary.
  • protection is also desired for a bending die of such a bending machine with at least one locking device, the at least one locking device being on at least one centering axis for the, preferably orthogonal, arrangement within at least one bending die receptacle of the bending machine and/or is designed in the form of a locking disk which can be rotated relative to at least one bending die receptacle.
  • the at least one locking device is designed such that the bending die can be automatically locked to the at least one bending die receptacle via the at least one robot gripper arm.
  • a notch can be provided on the at least one centering axis, which can be secured by locking means on the at least one bending die holder (or in the kinematic reversal).
  • the at least one locking device can also be in the form of a groove, for example, into which the at least one locking disk engages automatically (mechanically or electronically initiated) after the bending die has been positioned on the at least one bending die holder.
  • At least one locking disk for locking the bending die within the at least one bending die receptacle has the advantage that contamination of the locking mechanism is inhibited and/or no additional bearing means and/or lubricants are required.
  • the at least one locking disk can generally be assigned to the bending die and/or can be arranged on the at least one bending die receptacle and remain there as a component component that is spatially separate from the bending die.
  • the features of the device claims are applicable mutatis mutandis to the method claims and vice versa. Accordingly, for example, the structural features of the locking of the at least one bending die can be used in terms of process technology.
  • the bent material is deposited on at least one magazine, the at least one magazine being moved by a movement device, preferably a rotating device, and/or by at least one autonomous driverless means of transport, preferably via at least one marker Identification of at least one magazine, is maneuvered automatically.
  • bent material is placed by the robot gripper arm on the at least one magazine for filling, empty magazines are made available for filling by the movement device and the filled magazines are automatically removed by the autonomous driverless means of transport, fully automatic logistics and operation of the bending machine can be guaranteed, whereby In particular, in the prior art it is not possible to find out where the manufactured products are to be transported without manual steps and personnel in the form of forklift drivers are required to remove the products from the bending machine. This effectively eliminates the risk of incorrect logistics, with at least one marker Information about the bent material such as material thickness, bending radius, place of origin, delivery location, desired or convenient storage location, etc. can be provided.
  • the type of at least one marker (as well as the additional marker shown below) is generally arbitrary, with chips, RFID chips, bar codes, labels or the like being able to be used to provide the data required for logistics to the autonomous driverless means of transport - for example by scanning or via a wireless connection - to be transmitted automatically.
  • the at least one marker does not necessarily have to be arranged on the at least one magazine.
  • the at least one marker (analogous to the at least one further marker) can include movement information for the bent material (analogous to the at least one bending die and/or the at least one guide nozzle).
  • the autonomous driverless means of transport comprises a further control device which is configured to identify the at least one magazine - in particular via the at least one marker - and/or to transport it to a defined location.
  • the at least one bending die is introduced by the at least one robot gripper arm into at least one bending die receptacle of the bending machine orthogonally onto the at least one bending die receptacle and/or laterally into the at least one Bending die holder is inserted, it being preferably provided that the at least one bending die is locked, particularly preferably by an auxiliary tool of the robot gripper arm, via at least one bolt and / or at least one locking disk.
  • a centering axis - possibly with a groove or notch - of the at least one bending die can be used to ensure precise positioning.
  • the bending die receptacle can be used as a guide and/or stop in order to ensure the correct localization of the at least one bending die - optionally with a lock via at least one locking disk on the at least one bending die receptacle.
  • the at least one robot gripper arm can use at least one gripping tool to contact the at least one bending die on a defined contacting section (for example flat lateral surface or opening), with which the at least one bending die is vertically against gravity or laterally orthogonal to gravity from the at least one bending die holder Bending machine can be removed.
  • the same or different gripping tool can be used for the at least one guide nozzle and/or the manufactured material.
  • the at least one bending head and the at least one Feed device arranged cutting device, preferably formed from at least one knife and at least one counter-knife movable relative to the at least one knife, the at least one feed device having a first end facing the at least one bending head and a second, opposite end, at the first end the at least one knife is attached to the cutting device and at the second end the at least one feed device is pivotally mounted about a pivot point on the support frame, so that a pivoting movement of the at least one feed device about the pivot point results in a relative movement between the at least one knife and the at least one counter-knife of the cutting device to carry out a cut, wherein a lever arm is provided, which is connected at one end to the first end of the at least one feed device and is pivotally mounted at an opposite end about a pivot point on the support frame of the bending machine, it is preferably provided that the Lever arm and the at least one feed device enclose an angle of essentially 90
  • exactly one robot gripper arm is provided for removing the material and changing the at least one bending die and/or the at least one guide nozzle and/or the material to be bent has a diameter between 5 mm and 20 mm, preferably between 6 mm and 16 mm.
  • the material diameter is particularly preferably designed for the steel industry.
  • At least one magazine is provided for the, preferably at least two-sided, storage of bent material and/or at least one further magazine for the intermediate storage of the at least one bending die and/or the at least one guide nozzle, it being preferably provided that this at least one magazine and/or the at least one further magazine comprises a movement device, preferably a rotating device.
  • bent material can be deposited on the at least one magazine by the at least one robot gripper arm, with at least one autonomous driverless transport means being provided for automatic maneuvering of the at least one magazine, it being preferably provided that the at least one Magazine comprises at least one marker for identifying the at least one magazine.
  • the at least one bending die and/or the at least one guide nozzle comprises at least one further marker for identifying the at least one bending die and/or the at least one guide nozzle.
  • the at least one robot gripper arm can provide information, for example regarding geometry and/or possible bending radii, via the at least one further marker determine.
  • the at least one further marker can be scanned by the at least one robot gripper arm, for example, or read via wireless communication.
  • the at least one further marker can also be given by a defined position on the at least one further magazine, so that the at least one control device has a clear assignment of the storage location of the component to be changed.
  • At least one locking device is provided for locking the at least one bending die in the at least one bending die receptacle, it preferably being provided that the at least one bending die is via a corresponding locking device of the at least one bending die and/or in three bidirectional orthogonal spatial directions can be secured.
  • the at least one bending die can be secured, for example via a groove on the at least one bending die within the at least one bending die receptacle.
  • the at least one bolt can be displaced or, preferably electronically or mechanically, controlled by the action of force in the course of inserting or pulling out the at least one bending die from the at least one bending die holder (for example via inclined surfaces).
  • an engagement in a locking device (such as a groove) of the at least one bending die can take place via rotation for securing within the bending die receptacle.
  • the locking disc can also be viewed as part of the bending die, although it is particularly preferred for the locking disk to remain on the bending die holder when the bending die is changed.
  • the bending die includes at least one opening and/or bore for receiving at least one auxiliary tool of a robot gripper arm.
  • This provides a dirt-resistant means for safely moving the bending die via the at least one robot gripper arm, without requiring additional components on the bending die.
  • the at least one robot gripper arm comprises at least one gripping tool, which is designed to hold bent material and at least one bending die and/or at least one guide nozzle, wherein the at least one gripping tool is designed as jaw pliers and/or at least one, preferably spring-loaded , auxiliary tool for regional arrangement within an opening and / or bore of at least one bending die.
  • the at least one auxiliary tool and the jaw pliers can alternatively or in addition be provided on the at least one robot gripper arm.
  • the at least one auxiliary tool is essentially cylindrical and/or at least one conical free end, preferably spaced apart by a groove, and/or at least one bending die can be locked in at least one bending die receptacle via the at least one auxiliary tool, preferably by fixing a locking disk of the at least one bending die.
  • the conical free end facilitates entry into an opening of the at least one bending die.
  • the groove can represent a holding means for maneuvering the at least one bending die, for example at least one auxiliary tool being moved laterally relative to the opening and generating a positive fit against gravity.
  • a cylindrical design (or other elongated spacing means with a polygon-like cross section) can prevent an undesirable collision between the gripping tool and the bending die.
  • Fig. 1a shows a bending machine 3 for wire, rod or strip-shaped material 4 for producing brackets 17 for reinforced concrete construction, comprising a support frame 18 and a feed device 21 with a guide nozzle 2, via which material 4 to be bent is fed to a bending head 5 (cf. Fig. 2a and following) can be supplied.
  • a bending die holder 13 see Fig. 2a and following
  • a bending die 1 is arranged for bending the material 4.
  • the bending machine 3 comprises a robot gripper arm 7 of a multi-axis robot 25 which interacts with the material 4 and the bending die 1, the robot gripper arm 7 comprising a control device 6 for controlling the robot gripper arm 7.
  • the control device 6 is configured to automatically move the robot gripper arm 7 to remove bent material 4 in the form of brackets 17 from the bending machine 3 and to change the bending die 1 or the guide nozzle 2.
  • the bent material 4 is placed on a magazine 8 to be filled on both sides, the filled magazine 8 being rotated by a movement device 9 in the form of a rotating device 10 and being automatically removed from the bending machine 3 by an autonomous driverless transport means 11.
  • the magazine 8 includes a marker 12 in the form of an RFID chip or the like for identifying the magazine 8 in order to determine a desired location for further logistics.
  • the magazine 8 is intended for the two-sided storage of bent material 4 and another magazine 34 is intended for the intermediate storage of bending dies 1 or guide nozzles 2.
  • the magazine 8 (and possibly the further magazine 34) is equipped with the movement device 9 in the form of the rotating device 10.
  • Fig. 1b shows a further bending machine 3, which interacts with a robot gripper arm 7 for removing brackets 17, bending matrices 1 or guide nozzles 2 in order to mount other bending matrices 1 or guide nozzles 2 if the requirements for the material to be bent 4 change and, if necessary, by the robot gripper arm 7 to lock.
  • control device 6 is spatially separate from the robot gripper arm 7 and is in a signal-conducting connection (wired or wireless) with the robot gripper arm 7.
  • the arrangement of the robot gripper arm 7 and the control device 6 for controlling the robot gripper arm 7 allows a method for automatically changing Bending dies 1 or guide nozzles 2 of the bending machine 3 are carried out, the control device 6 being programmed for this purpose or transmitting instructions to the robot gripper arm 7, the robot gripper arm 7 for removing the bent material 4 from the bending machine 3 and for changing the bending die 1 located in the bending machine 3 and/or guide nozzle 2 to move automatically.
  • the method for automatically changing the bending dies 1 or the guide nozzles 2 of the bending machine 3 can exemplified as follows: Wire, rod or band-shaped material 4 is fed to the bending head 5 through the guide nozzle 2 of the feed device 21 and bent over the bending die 1 and then the bent material 4 is removed by the robot gripper arm 7 controlled via the control device 6 Bending machine 3 removed. If another bending die 1 or guide nozzle 2 is required, the bending die 1 or the guide nozzle 2 is removed from the bending machine 3 by the robot gripper arm 7 or possibly by another robot gripper arm 7 in order to use a further bending die 1 or another guide nozzle 2 by the robot gripper arm 7 to be able to arrange it on the bending machine 3. Subsequently, the material 4 or new material 4 can be fed to the bending head 5 through the further guide nozzle 2 or bent via the further bending die 1 and the bent material 4 can be removed from the bending machine 3 by the robot gripper arm 7.
  • the magazine 8 has not yet been filled by the robot gripper arm 7, with an empty autonomous driverless transport device 11 being in a waiting position in order to transport brackets 17 from the bending machine 3.
  • Bent material 4 can be placed on the magazine 8 by the robot gripper arm 7, with the autonomous driverless transport means 11 being provided for the automatic maneuvering of parts of the magazine 8.
  • the magazine 8 may generally include a variety of programmable markers 12 for identifying the magazine 8 or parts of the magazine 8.
  • the cutting device included in the bending machine 3 is not visible.
  • the cutting device can be provided between the bending head 5 and the feed device 21, which can be formed from a knife and a counter-knife that can be moved relative to the knife.
  • the feed device 21 can have a first end facing the bending head 5 and a second, opposite end, the knife of the cutting device being attached to the first end and the feed device 21 being pivotally mounted about a pivot point on the support frame 18 at the second end, so that through a Pivoting movement of the feed device 21 about the pivot point can cause a relative movement between the knife and the counter knife of the cutting device to carry out a cut.
  • a lever arm is preferably provided, which is connected at one end to the first end of the feed device 21 and is pivotally mounted at an opposite end about a pivot point on the support frame 18 of the bending machine 3.
  • the lever arm and the feed device 21 enclose an angle of approximately 90°.
  • Fig. 2a shows a section through component components of a bending machine 3, which are intended for the bending process of the material 4.
  • the bending die 1 includes a bending head 5, which acts as a bending bolt, and a bending roller 20, which acts as a bending mandrel.
  • Two drives 19 are indirectly arranged on the bending die 1, which generate a feed in two orthogonal spatial directions.
  • the bending die 1 includes a further marker 36 for identifying the bending die 1 in order to position the bending die 1 fully automatically on the bending machine 3 for a respective customer order by the robot gripper arm 7.
  • the guide nozzle 2 can include a further marker 36 for identifying the guide nozzle 2.
  • Fig. 2b shows a bending die 1 of a first preferred embodiment shown enlarged during a bending process of material 4.
  • the material 4 has a diameter 33 of 10 mm, with a diameter 33 preferably between 5 mm and 20 mm being used.
  • the material 4 is arranged between the bending roller 20 and the bending head 5, the bending head 5 being rotated about the axis of rotation of the bending roller 20 in order to generate a bending radius defined by the bending roller 20, wherein a bending angle of the material 4 can be specified by a rotation angle .
  • the bending die 1 comprises a locking device 38, which remains located on the bending machine 3 during a change of the bending die 1 and is designed in the form of a locking disk 16 which can be rotated relative to the bending die holder 13 or relative to the bending machine 3.
  • Fig. 3a shows a second preferred embodiment of a bending die 1 for a bending machine 3 and also suitable for automatic changing via a robot gripper arm 7, with below the bending roller 20 and the Bending head 5 has a locking device 38 on a centering axis 45 for orthogonal arrangement (see Fig. 3b ) is arranged within a bending die holder 13 of the bending machine 3.
  • the locking device 38 is in the form of a groove designed as a circumferential notch, but can also be designed, for example, in the form of locally limited recesses.
  • Bolts 15, a locking ring or the like can engage in the groove to form a positive connection in the orthogonal direction on the bending die holder 13.
  • the bending roller 20 and the bending head 5 are arranged with their axes of rotation and axes of rotation parallel to one another and remain arranged parallel to one another during the bending process of the material 4.
  • Fig. 3b It can be seen how the robot gripper arm 7 inserts the bending die 1 in an orthogonal direction into the bending die holder 13 by means of a gripping tool 48 in the form of jaw pliers 49, which is designed to hold bent material 4 and guide nozzles 2.
  • the jaw pliers 49 grip the bending die 1 at a contacting section which is arranged below the bending head 5, whereby a collision with the bending die holder 13 is prevented.
  • Fig. 4a shows the bending die 1, whereby the robot gripper arm 7 has completely pushed the bending die 1 into the bending die holder 13 of the bending machine 3 orthogonally onto the bending die holder 13, thereby spring-loaded bolts 15 are displaced laterally and snap into the locking device 38 of the bending die 39.
  • the robot gripper arm 7 can lift the bending die 13 orthogonally from the bending die holder 13, the positive locking generated by the bolts 15 being overcome by inclined surfaces of the locking device 38 and/or the bolts 15.
  • the bolts 15 can also be mechanically or electronically spaced from the locking device 38 before the bending die is lifted.
  • the locking is not limited to bolts 15 and can be formed by other locking means such as a spring ring or clamping devices for pressing onto the centering axis 45.
  • the locking device 37 of the bending die holder 13 comprises a large number of spring-loaded bolts 15, the number of bolts 15 being generally arbitrary and the bolts 15 can also be replaced by other force-applying means in order to secure the bending die 1 up to a threshold value of a vertical force - initiated by the robot gripper arm 7 - to ensure.
  • Fig. 4b differs from Fig. 4a only to the extent that the robot gripper arm 7 is arranged on the bending die 1 in order to illustrate the change of the bending die 1.
  • Fig. 5b shows the bending die 1 according to Fig. 2b , wherein a robot gripper arm 7 arranged on the bending die 1 comprises a gripping tool 48 in the form of jaw pliers 49, with which two auxiliary tools 7 are accommodated.
  • a robot gripper arm 7 arranged on the bending die 1 comprises a gripping tool 48 in the form of jaw pliers 49, with which two auxiliary tools 7 are accommodated.
  • auxiliary tool 7 can be provided and/or the auxiliary tools 7 can be provided as an alternative to the jaw pliers 49.
  • the bending die 1 includes two openings 46 in the form of two bores 47 for receiving the auxiliary tools 7, one bore 47 being covered by the bending head 5.
  • the opening 46 can generally also be designed as an elongated hole or groove for the regional arrangement of the auxiliary tool 14 within the opening 46 of the bending die 1.
  • the auxiliary tools 14 are cylindrical and each include a conical free end 51 spaced apart by a groove 50.
  • the auxiliary tools 14 are inserted into the openings 46 up to the groove 50 and can, for example, create a positive connection against gravity to move the bending die 1 through a lateral movement to generate.
  • at least one of the auxiliary tools 14 is subjected to spring force, with other force-applying means apart from springs also generally being applicable in the present invention.
  • Fig. 6a It can be seen that the at least one bending die 1 is pushed laterally into the bending die receptacle 13 by the at least one robot gripper arm 7, with a locking disk 16 being provided on the bending die receptacle 13 for locking the bending die 1.
  • the locking disk 16 can be viewed as part of the bending die 1 or the bending die holder 13.
  • Fig. 6b shows the locking of the bending die 1 on the bending die holder 13 via the locking disk 16, the bending die 1 being fixed by an auxiliary tool 14 of the robot gripper arm 7, the locking disk 16 and the bending machine 3 rotating the bending die holder 13 relative to the locking disk 16.
  • Fig. 7a a section through the bending die 1 is shown, whereby it can be seen that the bending die 1 can be secured in three bidirectional orthogonal spatial directions via a corresponding locking device 38 of the bending die 1.
  • the locking disk 16 is inserted into the locking device 38 for positive locking due to the relative rotation relative to the bending die holder 13.
  • the bending die 1 can be locked in the bending die holder 13 by fixing it via the locking disk 16, with the locking disk 16 preferably being held by the robot gripper arm 7 during the locking process.
  • a free end of the (circular segment-like) locking disk 16 is designed to correspond to the locking device 38 - in the form of a circular segment-like groove.
  • exactly one robot gripper arm 7 is provided for removing the material 4 and changing the bending die 1 and the guide nozzle 2.
  • Fig. 7b shows the bending die 1 in a fixed position on the bending die holder 13, the locking disk 16 comprising receptacles 40 in the form of elongated holes 41 for the auxiliary tool 14 of the robot gripper arm.
  • a spring-loaded ball slide for securing the locking disk 16 in an unlocked position 43 (see Fig. 2b ) and the present locked position 44 is provided.
  • Fig. 8a shows an exemplary embodiment of a guide nozzle 2 of a feed device 21 of a bending machine 3, which can be automatically removed from the bending machine 3 by the robot gripper arm 7 or mounted on the bending machine 3.
  • the guide nozzle 2 has a web which projects transversely from the guide nozzle 2 and which comprises two notches oriented orthogonally to a longitudinal extent of the guide nozzle 2.
  • the robot gripper arm 7 can pick up the guide nozzle 2 on side surfaces of the guide nozzle 2 or over the web of the guide nozzle 2 using a gripping tool 48 in the form of jaw pliers 49.
  • the web has a taper in the direction of the guide nozzle 2, which can be used in particular for the safe transport of the guide nozzle 2.
  • the guide nozzle 2 (analogous to the bending die 1) has an opening or bore, which can be used for transport via a gripping tool 48 in the form of the auxiliary tool 14.
  • Fig. 8b shows a further embodiment of a guide nozzle 2, which can be changed fully automatically by the robot gripper arm 7 via the control device 6 configured for this purpose.
  • the guide nozzle 2 has a notch on a transversely projecting web.
  • the guide nozzle 2 has a further transversely projecting web that is spatially spaced from the web and extends to a free end of the guide nozzle 2.

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Abstract

Verfahren zum automatischen Wechseln wenigstens einer Biegematrize (1) und/oder wenigstens einer Führungsdüse (2) einer Biegemaschine (3) für draht-, stab- oder bandförmiges Material (4), wobei die, insbesondere in chronologischer Reihenfolge durchzuführenden, Verfahrensschritte durchgeführt werden:- draht-, stab- oder bandförmiges Material (4) wird wenigstens einem Biegekopf (5) durch die wenigstens eine Führungsdüse (2) wenigstens einer Zuführvorrichtung (21) zugeführt und über die wenigstens eine Biegematrize (1) gebogen,- das gebogene Material (4) wird durch einen über wenigstens eine Steuerungseinrichtung (6) gesteuerten Robotergreifarm (7) von der Biegemaschine (3) entnommen- die wenigstens eine Biegematrize (1) und/oder die wenigstens eine Führungsdüse (2) wird durch einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm (7) von der Biegemaschine (3) entfernt- optional wird wenigstens eine weitere Biegematrize(1) und/oder wenigstens eine weitere Führungsdüse(2) durch einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm (7) an der Biegemaschine (3) angeordnet- optional wird draht-, stab- oder bandförmiges Material (4) dem wenigstens einen Biegekopf (5) durch die wenigstens eine weitere Führungsdüse (2) zugeführt und/oder über die wenigstens eine weitere Biegematrize (1) gebogen,- optional wird das gebogene Material (4) durch einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm (7) von der Biegemaschine (3) entferntDie Erfindung betrifft auch eine Biegemaschine und eine Biegematrize.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Wechseln einer Biegematrize und/oder wenigstens einer Führungsdüse einer Biegemaschine für draht-, stab- oder bandförmiges Material. Weiters betrifft die Erfindung eine Anordnung aus wenigstens einem Robotergreifarm und wenigstens einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Robotergreifarms. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Biegemaschine für draht-, stab- oder bandförmiges Material, insbesondere zum Herstellen von Bügeln für den Stahlbetonbau, umfassend ein Trägergestell, wenigstens einen Biegekopf, vorzugsweise mit zwei Antrieben - welche orthogonal zueinander ausgerichtet sind - und/oder wenigstens einer Biegerolle, wenigstens eine Zuführvorrichtung mit wenigstens einer Führungsdüse, über welche zu biegendes Material dem wenigstens einen Biegekopf zuführbar ist, wenigstens eine in einer Biegematrizenaufnahme lösbar angeordnete Biegematrize zum Biegen des Materials, wenigstens einen Robotergreifarm, vorzugsweise eines Mehrachsroboters, und wenigstens eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Robotergreifarms. Weiters betrifft die Erfindung eine Biegematrize für eine solche Biegemaschine und/oder für ein solchen Verfahren.
  • Eine Biegemaschine zum Biegen von stabförmigem Material ist aus der Schrift EP 3 439 806 A1 bekannt, wobei bereits angedacht ist, eine Abnahme von gebogenen Materialstücken mittels Bügelsammelsystemen oder Robotern abzunehmen.
  • Nachteilig am Stand der Technik ist, dass für variierende Materialdurchmesser, Biegeradien und zu biegende Materialien die geeignete Biegematrize sowie die korrekte Führungsdüse zeit- und ressourcenaufwändig an der Biegemaschine montiert werden muss, wodurch eine Umrüstung der Biegemaschine nicht rasch und flexibel für wechselnde Kundenaufträge anpassbar ist. Aufgrund der Vielzahl an unterschiedlichen Biegematrizen besteht die Gefahr, dass die Biegemaschine falsch bestückt wird, wodurch Ausschussware produziert wird. Darüber hinaus müssen auch die gefertigten Biegebügel manuell von der Biegemaschine weitertransportiert werden, weshalb der Herstellungsprozess ineffizient ausgestaltet ist. Aufgrund des Erfordernisses einer Vielzahl an händischen Adjustage- und Montageschritten, bei welcher die Gefahr einer Verletzung des Bedieners besteht, muss der Produktionsfluss unerwünscht stillgelegt werden.
  • Die objektive technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Wechseln zum Wechseln wenigstens einer Biegematrize und/oder wenigstens einer Führungsdüse sowie eine Biegemaschine, einer Anordnung aus wenigstens einem Robotergreifarm und wenigstens einer Steuerungseinrichtung sowie eine Biegematrize anzugeben, bei welchen die Nachteile des Stands der Technik zumindest teilweise behoben sind, und welche sich insbesondere durch einen effizienten Umrüstvorgang und/oder einen erhöhten Automatisierungsgrad auszeichnen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1, 4, 5 und 15 gelöst.
  • Es ist demnach erfindungsgemäß vorgesehen, dass folgende Verfahrensschritte, insbesondere chronologisch, durchgeführt werden:
    • draht-, stab- oder bandförmiges Material wird wenigstens einem Biegekopf durch die wenigstens eine Führungsdüse zugeführt und über die wenigstens eine Biegematrize gebogen,
    • das gebogene Material wird durch einen über wenigstens eine Steuerungseinrichtung gesteuerten Robotergreifarm von der Biegemaschine entnommen
    • die wenigstens eine Biegematrize und/oder die wenigstens eine Führungsdüse wird durch einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm von der Biegemaschine entfernt
    • optional wird wenigstens eine weitere Biegematrize und/oder wenigstens eine weitere Führungsdüse durch einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm an der Biegemaschine angeordnet
    • optional wird draht-, stab- oder bandförmiges Material dem wenigstens einen Biegekopf durch die wenigstens eine weitere Führungsdüse zugeführt und/oder über die wenigstens eine weitere Biegematrize gebogen,
    • optional wird das gebogene Material wird einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm von der Biegemaschine entfernt.
  • Dadurch wird es erst ermöglicht, dass bei einer Biegemaschine, welche einen Robotergreifarm umfasst oder welche in Interaktion mit einem Robotergreifarm steht, der Robotergreifarm eine Doppelfunktion sowohl der Entnahme des gebogenen Materials - bevorzugt von Biegebügeln - aus der Biegemaschine als auch des Wechsels von Biegematrizen und/oder Führungsdüsen aufweist. Dies kann durch selbiges Greifwerkzeugs des Robotergreifarms oder über ein durch den Robotergreifarm aufzunehmendes Hilfswerkzeug erwirkt werden, wobei der Wechsel vollautomatisch ohne das Bedingen von manuellen Montage- und/oder Adjustageschritten generiert werden kann. Die wenigstens eine Steuerungseinrichtung kann flexibel an geänderte Anforderungen an die Biegemaschine - insbesondere remote - adaptiert werden.
  • Hinzu kommt die positive Eigenschaft, dass unterschiedliche Drahtdurchmesser, Biegeradien oder Materialien zur Verarbeitung vom Coil in einem flüssigen Herstellungsprozess abgearbeitet werden können, wobei der Bewegungsablauf des Robotergreifarms in der Steuerungseinrichtung hinterlegt sein kann. Dadurch kann eine Steigerung der Produktivität der Biegemaschine durch eine reduzierte Anzahl an Produktionsunterbrechung durch Bediener, ein höherer Grad an Sicherheit für Bediener der Biegemaschine, ein einfaches Monitoring von Zykluszeiten und Zykluszahlen bei jeweiliger Biegematrize und/oder Führungsdüse, eine Reduktion von Fehlbestückungen - insbesondere bei visuell ähnlichen Biegematrizen und/oder Führungsdüsen - sowie von Bauteil-/ Komponentenbeschädigungen bedingt werden. Die Möglichkeit eines manuellen Eingriffs in einen Umrüstvorgang der Biegemaschine bleibt dennoch gewahrt und kann in Ergänzung des vollautomatischen Prozesses im Bedarfsfall genutzt werden.
  • Die wenigstens eine Biegematrize definiert die geometrische Ausgestaltung des gebogenen Materials. Die wenigstens eine Führungsdüse kann das Material in Richtung des Biegekopfes ziehen, wobei im Allgemeinen auch anderweitige Komponenten
    • beispielsweise der wenigstens einen Zuführvorrichtung - durch den Robotergreifarm automatisch - insbesondere durch Programmierung der und/oder Anweisungen an die Steuerungseinrichtung - gewechselt werden können.
  • Variierende Biegematrizen können sich beispielsweise durch geänderte Biegeflächen, Biegeradien, Profilformen et cetera unterscheiden. Variierende Führungsdüsen können sich zum Beispiel durch einen Durchmesser zur Aufnahme des zu biegenden Materials in der Zuführung zu dem wenigstens einen Biegekopf unterscheiden. In der wenigstens einen Steuerungseinrichtung kann beispielsweise eine Konfigurationsdatei hinterlegt sein, in welcher die Vielzahl an Geometrieparametern der Bauteilkomponenten und/oder Produkten hinterlegt sind. Eine derartige Konfigurationsdatei kann auch von der wenigstens einen Steuerungseinrichtung verarbeitet respektive genutzt werden.
  • Der Robotergreifarm kann im Allgemeinen einen integralen Bestandteil der Biegemaschine oder einen von der Biegemaschine gesonderten Roboter in Wechselwirkung mit der Biegemaschine darstellen.
  • Wie eingangs ausgeführt, wird Schutz auch begehrt für eine Anordnung aus wenigstens einem Robotergreifarm und wenigstens einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung des wenigstens einen Robotergreifarms, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert ist, den wenigstens einen Robotergreifarm zur Entnahme von gebogenem Material, vorzugsweise wenigstens eines Bügels, aus einer Biegemaschine und zum Wechsel wenigstens einer Biegematrize und/oder wenigstens einer Führungsdüse zu bewegen.
  • Die Konfiguration der wenigstens einen Steuerungseinrichtung kann beispielsweise die Hinterlegung von Bewegungsabläufen des wenigstens einen Robotergreifarms und/oder von Geometrieparametern für wenigstens ein Greifwerkzeug des wenigstens einen Robotergreifarms umfassen.
  • Wie eingangs ausgeführt, wird Schutz auch begehrt für eine Biegemaschine, wobei die wenigstens eine Steuerungseinrichtung dazu konfiguriert ist, den wenigstens einen Robotergreifarm zur Entnahme von gebogenem Material, vorzugsweise wenigstens eines Bügels, aus der Biegemaschine und zum Wechsel der wenigstens einen Biegematrize und/oder der wenigstens einen Führungsdüse zu bewegen.
  • Bevorzugt wird die Biegung des Materials über zwei Rollen generiert, wobei beispielsweise eine Biegekopf als Biegebolzen und eine, vorzugsweise im Wesentlichen durch einen Durchmesser des zu biegenden Materials beabstandete, Biegerolle als Biegedorn vorgesehen sind und besonders bevorzugt der Biegekopf partiell um die Biegerolle zur Bildung eines spezifischen Biegeradius rotiert. Besonders bevorzugt ist die Drehachse des Biegekopfes identisch mit einer Symmetrieachse der Biegerolle, wobei dies im Allgemeinen nicht zwingend erforderlich ist.
  • Wie eingangs ausgeführt, wird Schutz auch begehrt für eine Biegematrize einer solchen Biegemaschine mit wenigstens einer Verriegelungsvorrichtung, wobei die wenigstens eine Verriegelungsvorrichtung an wenigstens einer Zentrierachse zur, vorzugsweise orthogonalen, Anordnung innerhalb wenigstens einer Biegematrizenaufnahme der Biegemaschine angeordnet ist und/oder in Form einer relativ zu wenigstens einer Biegematrizenaufnahme drehbaren Verriegelungsscheibe ausgebildet ist.
  • Besonders bevorzugt ist die wenigstens eine Verriegelungsvorrichtung derart ausgebildet, dass die Biegematrize automatisch über den wenigstens einen Robotergreifarm an der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme verriegelbar ist. Beispielsweise kann an der wenigstens einen Zentrierachse eine Einkerbung vorgesehen sein, welche durch Verriegelungsmittel an der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme (oder in der kinematischen Umkehr) sicherbar ist. Die wenigstens eine Verriegelungsvorrichtung kann auch beispielsweise in Form einer Nut vorliegen, in welche die wenigstens eine Verriegelungsscheibe nach erfolgter Positionierung der Biegematrize an der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme automatisiert (mechanisch oder elektronisch initiiert) eingreift.
  • Wenigstens eine Verriegelungsscheibe zur Verriegelung der Biegematrize innerhalb der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme birgt den Vorteil, dass Verunreinigungen des Verriegelungsmechanismus gehemmt werden und/oder keine zusätzlichen Lagermittel und/oder Schmiermittel erforderlich sind. Die wenigstens eine Verriegelungsscheibe kann im Allgemeinen der Biegematrize zugeordnet sein und/oder als räumlich von der Biegematrize gesonderte Bauteilkomponente an der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme angeordnet sein und dort verbleiben.
  • Die Merkmale der Vorrichtungsansprüche sind mutatis mutandis bei den Verfahrensansprüchen anwendbar und vice versa. Dementsprechend sind beispielsweise die konstruktiven Merkmale der Verriegelung der wenigstens einen Biegematrize verfahrenstechnisch anwendbar.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das gebogene Material an wenigstens einem Magazin abgelegt wird, wobei das wenigstens eine Magazin durch eine Bewegungseinrichtung, vorzugsweise Drehvorrichtung, bewegt wird und/oder durch wenigstens ein autonomes fahrerloses Transportmittel, vorzugsweise über wenigstens einen Marker zur Identifikation des wenigstens einen Magazins, automatisch manövriert wird.
  • Wenn das gebogene Material durch den Robotergreifarm an dem wenigstens einen Magazin zur Befüllung abgelegt wird, durch die Bewegungseinrichtung leere Magazine zur Befüllung bereitgestellt werden und die befüllten Magazine automatisch durch das autonome fahrerlose Transportmittel entfernt werden, ist eine vollautomatische Logistik und Bedienung der Biegemaschine gewährleistbar, wobei im Stand der Technik insbesondere nicht ohne manuellen Schritten in Erfahrung bringbar ist, wohin die gefertigten Produkte zu transportieren sind und Personal in Form von Staplerfahrer erforderlich sind, um die Produkte von der Biegemaschine zu entfernen. Dadurch wird die Gefahr einer Fehllogistik effektiv unterbunden, wobei über den wenigstens einen Marker Informationen zu dem gebogenen Material wie Materialstärke, Biegeradius, Ursprungsort, Lieferort, gewünschter oder zweckdienlicher Lagerort et ceterea bereitgestellt werden können.
  • Die Art des wenigstens einen Markers (sowie des im Folgenden dargestellten weiteren Markers) ist im Allgemeinen beliebig, wobei Chips, RFID-Chips, Bar-Codes, Kennzeichnungen oder dergleichen genutzt werden können, um die für die Logistik erforderlichen Daten dem autonomen fahrerlosen Transportmittel - beispielsweise durch Scannen oder via Wireless-Verbindung - automatisch zu übermitteln. Der wenigstens eine Marker muss nicht zwingend an dem wenigstens einen Magazin angeordnet sein.
  • Der wenigstens eine Marker (analog der wenigstens eine weitere Marker) kann Bewegungsinformationen für das gebogene Material (analog für die wenigstens eine Biegematrize und/oder die wenigstens eine Führungsdüse) inkludieren.
  • Besonders bevorzugt umfasst das autonome fahrerlose Transportmittel eine weitere Steuerungseinrichtung, welche dazu konfiguriert ist, das wenigstens eine Magazin - insbesondere über den wenigstens einen Marker - zu identifizieren und/oder zu einem definierten Standort zu transportieren.
  • Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Biegematrize durch den wenigstens einen Robotergreifarm in wenigstens eine Biegematrizenaufnahme der Biegemaschine orthogonal auf die wenigstens eine Biegematrizenaufnahme einführt und/oder seitlich in die wenigstens eine Biegematrizenaufnahme eingeschoben wird, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die wenigstens eine Biegematrize, besonders bevorzugt durch ein Hilfswerkzeug des Robotergreifarms, über wenigstens einen Bolzen und/oder wenigstens eine Verriegelungsscheibe verriegelt wird.
  • Bei einer orthogonalen Einführung der wenigstens einen Biegematrize kann eine Zentrierachse - gegebenenfalls mit einer Nut oder Einkerbung - der wenigstens einen Biegematrize genutzt werden, um eine präzise Positionierung zu gewährleisten. Bei einem seitlichen Einschieben der wenigstens einen Biegematrize kann die Biegematrizenaufnahme als Führung und/oder Anschlag verwendet werden, um die korrekte Lokalisation der wenigstens einen Biegematrize - gegebenenfalls mit einer Verriegelung über wenigstens eine Verriegelungsscheibe an der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme zu gewährleisten.
  • Der wenigstens eine Robotergreifarm kann mit wenigstens einen Greifwerkzeug die wenigstens eine Biegematrize an einem definierten Kontaktierungsabschnitt (zum Beispiel plane seitliche Fläche oder Öffnung) kontaktieren, mit welcher die wenigstens eine Biegematrize vertikal entgegen der Schwerkraft oder seitlich orthogonal auf die Schwerkraft aus der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme der Biegemaschine entnommen werden kann. Selbiges oder anderweitiges Greifwerkzeug kann für die wenigstens eine Führungsdüse und/oder das gefertigte Material herangezogen werden.
  • Als günstig hat sich erwiesen, dass eine zwischen dem wenigstens einen Biegekopf und der wenigstens einen Zuführvorrichtung angeordneten Schneidvorrichtung, vorzugsweise gebildet aus wenigstens einem Messer und wenigstens einem relativ zu dem wenigstens einen Messer bewegbaren Gegenmesser vorgesehen ist, wobei die wenigstens eine Zuführvorrichtung ein erstes, dem wenigstens einen Biegekopf zugewandtes Ende und ein zweites, gegenüberliegendes Ende aufweist, wobei am erste Ende das wenigstens eine Messer der Schneidevorrichtung angoerdnet und am zweiten Ende die wenigstens eine Zuführvorrichtung schwenkbar um einen Drehpunkt am Trägergestell gelagert ist, so dass durch eine Schwenkbewegung der wenigstens einen Zuführvorrichtung um den Drehpunkt eine Relativbewegung zwischen dem wenigstens einen Messer und dem wenigstens einen Gegenmesser der Schneidevorrichtung zur Durchführung eines Schnitts hervorrufbar ist, wobei ein Hebelarm vorgesehen ist, welcher an einem Ende mit dem ersten Ende der wenigstens einen Zuführvorrichtung verbunden ist und an einem gegenüberliegenden Ende schwenkbar um einen Drehpunkt am Trägergestell der Biegemaschine gelagert ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Hebelarm und die wenigstens eine Zuführvorrichtung einen Winkel von im Wesentlichen 90° einschließen.
  • Dadurch kann eine kompakte und effizient arbeitende Biegemaschine bereitgestellt werden, um beispielsweise Bügel mit hoher Güte zu fertigen und dem wenigstens einen Robotergreifarm zur Verfügung zu stellen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass genau ein Robotergreifarm zur Entnahme des Materials und dem Wechsel der wenigstens einen Biegematrize und/oder der wenigstens einen Führungsdüse vorgesehen ist und/oder das zu biegende Material einen Durchmesser zwischen 5 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 6 mm und 16 mm, aufweist.
  • Dadurch kann die Anzahl an Robotergreifarmen reduziert werden, wobei das wenigstens eine Greifwerkzeug dazu ausgebildet ist, Produkte und Bauteilkomponenten zu bewegen. Der Materialdurchmesser ist besonders bevorzugt für die Stahlindustrie ausgelegt.
  • Als vorteilhaft hat sich erwiesen, dass wenigstens ein Magazin zur, vorzugsweise zumindest zweiseitigen, Ablage von gebogenem Material und/oder wenigstens ein weiteres Magazin zur Zwischenlagerung der wenigstens eine Biegematrize und/oder der wenigstens einen Führungsdüse vorgesehen ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das wenigstens eine Magazin und/oder das wenigstens eine weitere Magazin eine Bewegungseinrichtung, vorzugsweise Drehvorrichtung, umfasst.
  • Eine vorteilhafte Variante der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass gebogenes Material durch den wenigstens einen Robotergreifarm auf dem wenigstens einen Magazin ablegbar ist, wobei wenigstens ein autonomes fahrerloses Transportmittel zur automatischen Manövrierung des wenigstens einen Magazins vorgesehen ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das wenigstens eine Magazin wenigstens einen Marker zur Identifikation des wenigstens einen Magazins umfasst.
  • Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Biegematrize und/oder die wenigstens eine Führungsdüse wenigstens einen weiteren Marker zur Identifikation der wenigstens einen Biegematrize und/oder der wenigstens einen Führungsdüse umfasst.
  • Um alternativ oder in Ergänzung zu einem vollautomatisierten Abtransport des gebogenen Materials auch einen vollautomatisierten Wechsel der wenigstens einen Biegematrize und/oder der wenigstens einen Führungsdüse zu begünstigen, kann der wenigstens eine Robotergreifarm über den wenigstens einen weiteren Marker Information beispielsweise zu Geometrie und/oder möglichen Biegeradien ermitteln. Der wenigstens eine weitere Marker kann von dem wenigstens einen Robotergreifarm beispielsweise abgescannt oder via Wireless-Kommunikation gelesen werden. Im Allgemeinen kann der wenigstens eine weitere Marker jedoch auch durch eine definierte Position an dem wenigstens einen weiteren Magazin gegeben sein, sodass der wenigstens einen Steuerungseinrichtung eine eindeutige Zuordnung des Ablageort der zu wechselnden Komponente hinterlegt ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung der wenigstens einen Biegematrize in der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme vorgesehen ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die wenigstens eine Biegematrize über eine korrespondierende Verriegelungsvorrichtung der wenigstens einen Biegematrize und/oder in drei bidirektionalen orthogonalen Raumrichtungen sicherbar ist.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Verriegelungseinrichtung wenigstens einen, vorzugsweise federkraftbeauschlagten, Bolzen und/oder wenigstens eine Verriegelungsscheibe zur Sicherung der wenigstens einen Biegematrize umfasst, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass
    • die wenigstens eine Biegematrizenaufnahme und/oder die wenigstens eine Biegematrize relativ zu der wenigstens einen Verriegelungsscheibe drehbar ist, und/oder
    • die wenigstens eine Verriegelungsscheibe eine Aufnahme, vorzugsweise Langloch, für ein gegebenenfalls vorhandenes Hilfswerkzeug des wenigstens einen Robotergreifarms umfasst und/oder wenigstens ein, vorzugsweise federvorgespannter, Kugelschieber zur Sicherung der wenigstens einen Verriegelungsscheibe in einer entriegelten Stellung und/oder einer verriegelten Stellung vorgesehen ist.
  • Durch wenigstens einen Bolzen oder anderweitige Verriegelungsmittel wie einer Klemmeinreichung kann die wenigstens eine Biegematrize beispielsweise über eine Nut an der wenigstens einen Biegematrize innerhalb der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme gesichert werden. Der wenigstens eine Bolzen kann durch Krafteinwirkung im Zuge des Einführens oder Herausziehens der wenigstens einen Biegematrize aus der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme (zum Beispiel über Schrägflächen) verdrängt oder, vorzugsweise elektronisch oder mechanisch, angesteuert werden.
  • Bei einer Verriegelungsscheibe kann über eine Rotation ein Eingriff in eine Verriegelungsvorrichtung (wie eine Nut) der wenigstens einen Biegematrize zur Sicherung innerhalb der Biegematrizenaufnahme erfolgen. Die Verriegelungsscheibe kann jedoch auch als Teil der Biegematrize angesehen werden, wenngleich besonders bevorzugt die Verriegelungsscheibe während eines Wechsels der Biegematrize an der Biegematrizenaufnahme verbleibt.
  • Als günstig hat sich erwiesen, dass die Biegematrize wenigstens eine Öffnung und/oder Bohrung zur Aufnahme wenigstens eines Hilfswerkzeug eines Robotergreifarms umfasst.
  • Dadurch wird ein schmutzunempfindliches Mittel zur sicheren Bewegung der Biegematrize über den wenigstens einen Robotergreifarm bereitgestellt, ohne zusätzliche Bauteilkomponenten an der Biegematrize zu erfordern.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Robotergreifarm wenigstens ein Greifwerkzeug umfasst, welches dazu ausgebildet ist, gebogenes Material und wenigstens eine Biegematrize und/oder wenigstens eine Führungsdüse aufzunehmen, wobei das wenigstens eine Greifwerkzeug als Backenzange ausgebildet ist und/oder wenigstens ein, vorzugsweise federkraftbeaufschlagtes, Hilfswerkzeug zur bereichsweisen Anordnung innerhalb einer Öffnung und/oder Bohrung wenigstens einer Biegematrize umfasst.
  • Das wenigstens eine Hilfswerkzeug und die Backenzange können alternativ oder in Ergänzung an dem wenigstens einen Robotergreifarm vorgesehen sein.
  • Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass das wenigstens eine Hilfswerkzeug im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und/oder wenigstens ein, vorzugsweise durch eine Nut beabstandetes, konusförmiges freies Ende umfasst und/oder über das wenigstens eine Hilfswerkzeug wenigstens eine Biegematrize in wenigstens einer Biegematrizenaufnahme, vorzugsweise durch Fixierung einer Verriegelungsscheibe der wenigstens einen Biegematrize, verriegelbar ist.
  • Das konusförmige freie Ende erleichtert einen Eintritt in eine Öffnung der wenigstens einen Biegematrize. Die Nut kann ein Haltemittel für die Manövrierung der wenigstens einen Biegematrize darstellen, wobei beispielsweise zumindest ein Hilfswerkzeug seitlich relativ zu der Öffnung bewegt wird und einen Formschluss entgegen der Schwerkraft generiert. Durch eine zylindrische Ausgestaltung (oder anderweitige längliche Beabstandungsmittel mit polygonartigem Querschnitt) kann eine unerwünschte Kollision zwischen Greifwerkzeug und Biegematrize unterbunden werden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:
    • Fig. 1a, 1b
    eine Biegemaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht sowie einer Ansicht von oben,
    Fig. 2a, 2b
    Bauteilkomponenten von Biegemaschine gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen in einer Schnittdarstellung sowie in einer Ansicht von oben auf eine Biegematrize gemäß einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform,
    Fig. 3a, 3b
    eine Biegematrize gemäß einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform sowie während einem Wechsel der Biegematrize über einen Robotergreifarm in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 4a, 4b
    die Biegematrize gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a nach erfolgter Montage an einer Biegemaschine in einer Ansicht von der Seite und in Schnittdarstellung sowie in einer Ansicht von der Seite und in Schnittdarstellung mit einem an der Biegematrize angeordnetem Robotergreifarm,
    Fig. 5a, 5b
    die Biegematrize gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b während einem Transport über einen Robotergreifarm mit einem Hilfswerkzeug in einer Ansicht von der Seite sowie in einer perspektivischen Ansicht vor einer Kontaktierung zwischen der Biegematrize und einem Robotergreifarm,
    Fig. 6a, 6b
    die Biegematrize gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b während einer Montage sowie während einer Verriegelung an einer Biegematrizenaufnahme in perspektivischer Darstellung,
    Fig. 7a, 7b
    die Biegematrize gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2b nach erfolgter Montage und Verriegelung an der Biegematrizenaufnahme in einer Ansicht von der Seite mit zugehöriger Schnittdarstellung sowie in einer perspektivischen Darstellung in einem entriegelten Zustand,
    Fig. 8a, 8b
    eine Führungsdüse einer Zuführvorrichtung gemäß zwei besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen jeweils in drei orthogonalen Seitenansichten und einer perspektivischen Darstellung.
  • Fig. 1a zeigt eine Biegemaschine 3 für draht-, stab- oder bandförmiges Material 4 zum Herstellen von Bügeln 17 für den Stahlbetonbau, umfassend ein Trägergestell 18 und eine Zuführvorrichtung 21 mit einer Führungsdüse 2, über welche zu biegendes Material 4 einem Biegekopf 5 (vgl. Fig. 2a und folgende) zuführbar ist. In einer Biegematrizenaufnahme 13 (siehe Fig. 2a und folgende) ist eine Biegematrize 1 zum Biegen des Materials 4 angeordnet.
  • Die Biegemaschine 3 umfasst einen mit dem Material 4 sowie der Biegematrize 1 wechselwirkenden Robotergreifarm 7 eines Mehrachsroboters 25, wobei der Robotergreifarm 7 eine Steuerungseinrichtung 6 zur Steuerung des Robotergreifarms 7 umfasst. Die Steuerungseinrichtung 6 ist dazu konfiguriert, den Robotergreifarm 7 zur Entnahme von gebogenem Material 4 in Form von Bügeln 17 aus der Biegemaschine 3 sowie zum Wechsel der Biegematrize 1 oder der Führungsdüse 2 automatisch zu bewegen.
  • Das gebogene Material 4 wird an einem zweiseitig zu befüllenden Magazin 8 abgelegt, wobei das befüllte Magazin 8 durch eine Bewegungseinrichtung 9 in Form einer Drehvorrichtung 10 rotiert wird und durch autonomes fahrerloses Transportmittel 11 automatisch von der Biegemaschine 3 entfernt wird.
  • Das Magazin 8 umfasst einen Marker 12 in Form eines RFID-Chips oder dergleichen zur Identifikation des Magazins 8, um eine gewünschte Lokalität für die weitere Logistik zu ermitteln.
  • Das Magazin 8 ist zur zweiseitigen Ablage von gebogenem Material 4 und ein weiteres Magazin 34 ist zur Zwischenlagerung von Biegematrizen 1 oder Führungsdüsen 2 vorgesehen. Das Magazin 8 (und gegebenenfalls das weitere Magazin 34) ist mit der Bewegungseinrichtung 9 in Form der Drehvorrichtung 10 bestückt.
  • Fig. 1b zeigt eine weitere Biegemaschine 3, welche in Wechselwirkung mit einem Robotergreifarm 7 zur Entnahme von Bügeln 17, Biegematrizen 1 oder Führungsdüsen 2 steht, um bei geänderten Anforderungen an das zu biegende Material 4 anderweitige Biegematrizen 1 oder Führungsdüsen 2 zu montieren und gegebenenfalls durch den Robotergreifarm 7 zu verriegeln.
  • Die Steuerungseinrichtung 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel vom Robotergreifarm 7 räumlich gesondert und steht in signalleitender Verbindung (kabelgebunden oder kabellos) mit dem Robotergreifarm 7. Durch die Anordnung aus dem Robotergreifarm 7 und der Steuerungseinrichtung 6 zur Steuerung des Robotergreifarms 7 kann ein Verfahren zum automatischen Wechseln von Biegematrizen 1 oder Führungsdüsen 2 der Biegemaschine 3 durchgeführt werden, wobei die Steuerungseinrichtung 6 dazu programmiert ist oder Anweisungen an den Robotergreifarm 7 übermittelt, den Robotergreifarm 7 zur Entnahme des gebogenen Materials 4 aus der Biegemaschine 3 und zum Wechsel der in der Biegemaschine 3 verorteten Biegematrize 1 und/oder Führungsdüse 2 automatisch zu bewegen.
  • Das Verfahren zum automatischen Wechseln der Biegematrizen 1 oder der Führungsdüsen 2 der Biegemaschine 3 kann exemplarisch wie folgt ausgeführt werden: Draht-, stab- oder bandförmiges Material 4 wird dem Biegekopf 5 durch die Führungsdüse 2 der Zuführvorrichtung 21 zugeführt und über die Biegematrize 1 gebogen und anschließend das gebogene Material 4 durch den über die Steuerungseinrichtung 6 gesteuerten Robotergreifarm 7 von der Biegemaschine 3 entnommen. Wird eine anderweitige Biegematrize 1 oder Führungsdüse 2 benötigt, so wird die Biegematrize 1 oder die Führungsdüse 2 durch den Robotergreifarm 7 oder gegebenenfalls durch einen anderweitigen Robotergreifarm 7 von der Biegemaschine 3 entfernt, um eine weitere Biegematrize 1 oder eine weitere Führungsdüse 2 durch den Robotergreifarm 7 an der Biegemaschine 3 anordnen zu können. Darauffolgend kann das Material 4 oder neues Material 4 dem Biegekopf 5 durch die weitere Führungsdüse 2 zugeführt oder über die weitere Biegematrize 1 gebogen sowie das gebogene Material 4 durch den Robotergreifarm 7 von der Biegemaschine 3 entfernt werden.
  • Das Magazin 8 wurde durch den Robotergreifarm 7 noch nicht befüllt, wobei sich ein leeres autonomes fahrerloses Transportmittel 11 in Warteposition befindet, um Bügel 17 von der Biegemaschine 3 weiterzutransportieren.
  • Gebogenes Material 4 ist durch den Robotergreifarm 7 auf dem Magazin 8 ablegbar, wobei das autonome fahrerlose Transportmittel 11 zur automatischen Manövrierung von Teilen des Magazins 8 vorgesehen ist. Das Magazin 8 kann im Allgemeinen eine Vielzahl an programmierbaren Marker 12 zur Identifikation des Magazins 8 oder Teilen des Magazins 8 umfassen.
  • Aus Übersichtlichkeitsgründen ist die von der Biegemaschine 3 umfasste Schneidvorrichtung nicht ersichtlich. Im Allgemeinen kann jedoch zwischen dem Biegekopf 5 und der Zuführvorrichtung 21 die Schneidvorrichtung vorgesehen sein, welche aus einem Messer und einem relativ zu dem Messer bewegbaren Gegenmesser gebildet werden kann. Die Zuführvorrichtung 21 kann ein erstes, dem Biegekopf 5 zugewandtes Ende und ein zweites, gegenüberliegendes Ende aufweisen, wobei am erste Ende das Messer der Schneidevorrichtung angoerdnet und am zweiten Ende die Zuführvorrichtung 21 schwenkbar um einen Drehpunkt am Trägergestell 18 gelagert ist, so dass durch eine Schwenkbewegung der Zuführvorrichtung 21 um den Drehpunkt eine Relativbewegung zwischen dem Messer und dem Gegenmesser der Schneidevorrichtung zur Durchführung eines Schnitts hervorrufbar ist. Bevorzugt ist ein Hebelarm vorgesehen, welcher an einem Ende mit dem ersten Ende der Zuführvorrichtung 21 verbunden ist und an einem gegenüberliegenden Ende schwenkbar um einen Drehpunkt am Trägergestell 18 der Biegemaschine 3 gelagert ist. Besonders bevorzugt schließen der Hebelarm und die Zuführvorrichtung 21 einen Winkel von circa 90° ein.
  • Fig. 2a zeigt einen Schnitt durch Bauteilkomponenten einer Biegemaschine 3, welche für den Biegevorgang des Materials 4 vorgesehen sind. Die Biegematrize 1 umfasst einen Biegekopf 5, welcher als Biegebolzen fungiert, sowie eine Biegerolle 20, welche als Biegedorn agiert.
  • An der Biegematrize 1 sind mittelbar zwei Antriebe 19 angeordnet, welche einen Vorschub in zwei orthogonale Raumrichtungen generieren.
  • Die Biegematrize 1 umfasst einen weiteren Marker 36 zur Identifikation der Biegematrize 1, um die Biegematrize 1 für einen jeweiligen Kundenauftrag durch den Robotergreifarm 7 vollautomatisch an der Biegemaschine 3 zu positionieren. In analoger Weise kann die Führungsdüse 2 einen weiteren Marker 36 zur Identifikation der Führungsdüse 2 umfassen.
  • Fig. 2b zeigt eine Biegematrize 1 eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels während eines Biegevorgangs von Material 4 vergrößert dargestellt. Das Material 4 weist einen Durchmesser 33 von 10 mm auf, wobei ein Durchmesser 33 bevorzugt zwischen 5 mm und 20 mm genutzt wird.
  • Das Material 4 wird zwischen der Biegerolle 20 und dem Biegekopf 5 angeordnet, wobei der Biegekopf 5 um die Drehachse der Biegerolle 20 rotiert wird, um einen durch die Biegerolle 20 definierten Biegeradius zu generieren, wobei ein Biegewinkel des Materials 4 durch einen Rotationswinkel vorgegeben werden kann.
  • Die Biegematrize 1 umfasst eine Verriegelungsvorrichtung 38, welche während eines Wechsels der Biegematrize 1 an der Biegemaschine 3 verortet bleibt und in Form einer relativ zu der Biegematrizenaufnahme 13 beziehungsweise relativ zu der Biegemaschine 3 drehbaren Verriegelungsscheibe 16 ausgebildet ist.
  • Fig. 3a zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Biegematrize 1 für eine Biegemaschine 3 und ebenfalls geeignet für ein automatisches Wechseln über einen Robotergreifarm 7, wobei unterhalb der Biegerolle 20 und des Biegekopfes 5 eine Verriegelungsvorrichtung 38 an einer Zentrierachse 45 zur orthogonalen Anordnung (siehe Fig. 3b) innerhalb einer Biegematrizenaufnahme 13 der Biegemaschine 3 angeordnet ist.
  • Die Verriegelungsvorrichtung 38 liegt in Form einer Nut als umlaufende Kerbe ausgebildet vor, kann jedoch beispielsweise auch in Form von lokal begrenzten Vertiefungen ausgestaltet sein. In die Nut können Bolzen 15, ein Sicherungsring oder dergleichen zur Bildung eines Formschlusses in orthogonaler Richtung auf die Biegematrizenaufnahme 13 eingreifen.
  • Die Biegerolle 20 und der Biegekopf 5 sind mit ihren Rotationsachsen und Drehachsen parallel zueinander angeordnet und verbleiben während des Biegevorgangs des Materials 4 parallel zueinander angeordnet.
  • In Fig. 3b ist ersichtlich, wie der Robotergreifarm 7 die Biegematrize 1 durch ein Greifwerkzeug 48 in Form einer Backenzange 49, welche dazu ausgebildet ist, gebogenes Material 4 und Führungsdüsen 2 aufzunehmen, in orthogonaler Richtung in die Biegematrizenaufnahme 13 einführt.
  • Die Backenzange 49 greift hierzu die Biegematrize 1 an einem Kontaktierungsabschnitt, welcher unterhalb des Biegekopfes 5 angeordnet ist, wodurch eine Kollision mit der Biegematrizenaufnahme 13 unterbunden wird.
  • Fig. 4a zeigt die Biegematrize 1, wobei der Robotergreifarm 7 die Biegematrize 1 in die Biegematrizenaufnahme 13 der Biegemaschine 3 orthogonal auf die Biegematrizenaufnahme 13 vollständig eingeschoben hat, wodurch federbelastete Bolzen 15 seitlich verdrängt werden und in der Verriegelungsvorrichtung 38 der Biegematrize 39 einrasten.
  • Zur Demontage der Biegematrize 1 kann der Robotergreifarm 7 die Biegematrize 13 orthogonal von der Biegematrizenaufnahme 13 anheben, wobei der durch die Bolzen 15 generierte Formschluss durch Schrägflächen der Verriegelungsvorrichtung 38 und/oder der Bolzen 15 überwunden wird. Alternativ oder in Ergänzung können die Bolzen 15 vor dem Anheben der Biegematrize auch mechanisch oder elektronisch von der Verriegelungsvorrichtung 38 beabstandet werden. Die Verriegelung ist nicht auf Bolzen 15 beschränkt und kann durch anderweitige Verriegelungsmittel wie einen Federring oder Klemmvorrichtungen zum Anpressen auf die Zentrierachse 45 gebildet sein.
  • Die Verriegelungseinrichtung 37 der Biegematrizenaufnahme 13 umfasst eine Vielzahl an federkraftbeauschlagten Bolzen 15, wobei die Anzahl an Bolzen 15 im Allgemein beliebig ist und die Bolzen 15 auch durch anderweitige kraftbeaufschlagende Mittel ersetzbar sind, um eine Sicherung der Biegematrize 1 bis zu einem Schwellwert einer vertikalen Kraft - initiiert durch den Robotergreifarm 7 - zu gewährleisten.
  • Fig. 4b unterscheidet sich von Fig. 4a lediglich dahingehend, dass der Robotergreifarm 7 an der Biegematrize 1 angeordnet ist, um den Wechsel der Biegematrize 1 zu veranschaulichen.
  • Fig. 5b zeigt die Biegematrize 1 gemäß Fig. 2b, wobei ein an der Biegematrize 1 angeordneter Robotergreifarm 7 ein Greifwerkzeug 48 in Form einer Backenzange 49 umfasst, mit welcher zwei Hilfswerkzeuge 7 aufgenommen sind. Im Allgemeinen kann lediglich ein Hilfswerkzeug 7 vorgesehen sein und/oder die Hilfswerkzeuge 7 alternativ zu der Backenzange 49 vorgesehen sein.
  • Die Biegematrize 1 umfasst zwei Öffnungen 46 in Form zweier Bohrungen 47 zur Aufnahme der Hilfswerkzeuge 7, wobei eine Bohrung 47 vom Biegekopf 5 verdeckt wird. Die Öffnung 46 kann im Allgemeinen auch als Langloch oder Nut zur bereichsweisen Anordnung des Hilfswerkzeuges 14 innerhalb der Öffnung 46 der Biegematrize 1 ausgebildet sein.
  • Die Hilfswerkzeuge 14 sind zylindrisch ausgebildet und umfassen jeweils ein durch eine Nut 50 beabstandetes konusförmiges freies Ende 51. Die Hilfswerkzeuge 14 werden in die Öffnungen 46 bis zur Nut 50 eingeführt und können beispielsweise durch eine seitliche Bewegung einen Formschluss entgegen der Schwerkraft zur Bewegung der Biegematrize 1 generieren. Besonders bevorzugt ist zumindest eines der Hilfswerkzeuge 14 federkraftbeaufschlagt, wobei im Allgemeinen auch anderweitige kraftbeaufschlagende Mittel abseits von Federn bei der vorliegenden Erfindung anwendbar sind.
  • In Fig. 6a ist ersichtlich, dass die wenigstens eine Biegematrize 1 durch den wenigstens einen Robotergreifarm 7 seitlich in die Biegematrizenaufnahme 13 eingeschoben wird, wobei eine Verriegelungsscheibe 16 an der Biegematrizenaufnahme 13 zur Verriegelung der Biegematrize 1 vorgesehen ist. Die Verriegelungsscheibe 16 kann als Teil der Biegematrize 1 oder der Biegematrizenaufnahme 13 angesehen werden.
  • Fig. 6b zeigt die Verriegelung der Biegematrize 1 an der Biegematrizenaufnahme 13 über die Verriegelungsscheibe 16, wobei die Biegematrize 1 durch ein Hilfswerkzeug 14 des Robotergreifarms 7 die Verriegelungsscheibe 16 fixiert wird und die Biegemaschine 3 die Biegematrizenaufnahme 13 relativ zu der Verriegelungsscheibe 16 rotiert.
  • In Fig. 7a ist ein Schnitt durch die Biegematrize 1 dargestellt, wobei ersichtlich ist, dass die Biegematrize 1 über eine korrespondierende Verriegelungsvorrichtung 38 der Biegematrize 1 in drei bidirektionalen orthogonalen Raumrichtungen sicherbar ist. Die Verriegelungsscheibe 16 wird durch die relative Rotation gegenüber der Biegematrizenaufnahme 13 in die Verriegelungsvorrichtung 38 zum Formschluss eingeschoben.
  • Über das Hilfswerkzeug 14 ist die Biegematrize 1 in der Biegematrizenaufnahme 13 durch Fixierung über die Verriegelungsscheibe 16 verriegelbar, wobei die Verriegelungsscheibe 16 während des Verriegelungsprozesses bevorzugt durch den Robotergreifarm 7 festgehalten wird.
  • Ein freies Ende der (kreissegmentartigen) Verriegelungsscheibe 16 ist korrespondierend zu der Verriegelungsvorrichtung 38 - in Form einer kreissegmentartigen Nut - ausgebildet.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist genau ein Robotergreifarm 7 zur Entnahme des Materials 4 und dem Wechsel der Biegematrize 1 und der Führungsdüse 2 vorgesehen.
  • Fig. 7b zeigt die Biegematrize 1 in fixierter Stellung an der Biegematrizenaufnahme 13, wobei die Verriegelungsscheibe 16 Aufnahmen 40 in Form von Langlöchern 41 für das Hilfswerkzeug 14 des Robotergreifarms umfasst.
  • Unterhalb der Verriegelungsscheibe 16 ist (durch die Biegematrizenaufnahme 13 in der Darstellung verdeckt) ein federvorgespannter Kugelschieber zur Sicherung der Verriegelungsscheibe 16 in einer entriegelten Stellung 43 (siehe Fig. 2b) und der vorliegenden verriegelten Stellung 44 vorgesehen.
  • Fig. 8a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Führungsdüse 2 einer Zuführvorrichtung 21 einer Biegemaschine 3, welche automatisch durch den Robotergreifarm 7 von der Biegemaschine 3 entfernt oder an der Biegemaschine 3 montiert werden kann.
  • Die Führungsdüse 2 weist einen quer von der Führungsdüse 2 abstehenden Steg auf, welcher zwei orthogonal auf eine Längserstreckung der Führungsdüse 2 orientierte Kerben umfasst.
  • Der Robotergreifarm 7 kann die Führungsdüse 2 an Seitenflächen der Führungsdüse 2 oder über den Steg der Führungsdüse 2 über ein Greifwerkzeug 48 in Form einer Backenzange 49 aufnehmen.
  • Der Steg weist in Richtung der Führungsdüse 2 eine Verjüngung auf, welche insbesondere zum sicheren Transport der Führungsdüse 2 genutzt werden kann.
  • Im Allgemeinen ist auch denkbar, dass die Führungsdüse 2 (analog zur Biegematrize 1) eine Öffnung oder Bohrung aufweist, welche für den Transport über ein Greifwerkzeug 48 in Form des Hilfswerkzeuges 14 verwendet werden kann.
  • Fig. 8b zeigt eine weitere Ausführungsform einer Führungsdüse 2, welche durch den Robotergreifarm 7 über die dazu konfigurierte Steuerungseinrichtung 6 vollautomatisiert wechselbar ist.
  • Die Führungsdüse 2 weist eine Kerbe an einem quer abstehenden Steg auf.
  • Die Führungsdüse 2 weist einen von dem Steg räumlich beabstandeten weiteren quer abstehenden Steg auf, welcher sich bis zu einem freien Ende der Führungsdüse 2 hin erstreckt.

Claims (15)

  1. Verfahren zum automatischen Wechseln wenigstens einer Biegematrize (1) und/oder wenigstens einer Führungsdüse (2) einer Biegemaschine (3) für draht-, stab- oder bandförmiges Material (4), gekennzeichnet durch die, insbesondere in chronologischer Reihenfolge durchzuführenden, Verfahrensschritte:
    - draht-, stab- oder bandförmiges Material (4) wird wenigstens einem Biegekopf (5) durch die wenigstens eine Führungsdüse (2) wenigstens einer Zuführvorrichtung (21) zugeführt und über die wenigstens eine Biegematrize (1) gebogen,
    - das gebogene Material (4) wird durch einen über wenigstens eine Steuerungseinrichtung (6) gesteuerten Robotergreifarm (7) von der Biegemaschine (3) entnommen
    - die wenigstens eine Biegematrize (1) und/oder die wenigstens eine Führungsdüse (2) wird durch einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm (7) von der Biegemaschine (3) entfernt
    - optional wird wenigstens eine weitere Biegematrize (1) und/oder wenigstens eine weitere Führungsdüse (2) durch einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm (7) an der Biegemaschine (3) angeordnet
    - optional wird draht-, stab- oder bandförmiges Material (4) dem wenigstens einen Biegekopf (5) durch die wenigstens eine weitere Führungsdüse (2) zugeführt und/oder über die wenigstens eine weitere Biegematrize (1) gebogen,
    - optional wird das gebogene Material (4) durch einen, vorzugsweise selbigen, Robotergreifarm (7) von der Biegemaschine (3) entfernt
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das gebogene Material (4) an wenigstens einem Magazin (8) abgelegt wird, wobei das wenigstens eine Magazin (8) durch eine Bewegungseinrichtung (9), vorzugsweise Drehvorrichtung (10), bewegt wird und/oder durch wenigstens ein autonomes fahrerloses Transportmittel (11), vorzugsweise über wenigstens einen Marker (12) zur Identifikation des wenigstens einen Magazins (8), automatisch manövriert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens eine Biegematrize (1) durch den wenigstens einen Robotergreifarm (7) in wenigstens eine Biegematrizenaufnahme (13) der Biegemaschine (3) orthogonal auf die wenigstens eine Biegematrizenaufnahme (13) einführt und/oder seitlich in die wenigstens eine Biegematrizenaufnahme (13) eingeschoben wird, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die wenigstens eine Biegematrize (1), besonders bevorzugt durch ein Hilfswerkzeug (14) des Robotergreifarms (7), über wenigstens einen Bolzen (15) und/oder wenigstens eine Verriegelungsscheibe (16) verriegelt wird.
  4. Anordnung aus wenigstens einem Robotergreifarm (7) und wenigstens einer Steuerungseinrichtung (6) zur Steuerung des wenigstens einen Robotergreifarms (7), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Steuerungseinrichtung (6) dazu konfiguriert ist, den wenigstens einen Robotergreifarm (7) zur Entnahme von gebogenem Material (4), vorzugsweise wenigstens eines Bügels (17), aus einer Biegemaschine (3) und zum Wechsel wenigstens einer Biegematrize (1) und/oder wenigstens einer Führungsdüse (2) zu bewegen.
  5. Biegemaschine (3) für draht-, stab- oder bandförmiges Material (4), insbesondere zum Herstellen von Bügeln (17) für den Stahlbetonbau, umfassend
    - ein Trägergestell (18),
    - wenigstens einen Biegekopf (5), vorzugsweise mit zwei Antrieben (19), welche orthogonal zueinander ausgerichtet sind, und/oder wenigstens einer Biegerolle (20),
    - wenigstens eine Zuführvorrichtung (21) mit wenigstens einer Führungsdüse (2), über welche zu biegendes Material (4) dem wenigstens einen Biegekopf (5) zuführbar ist,
    - wenigstens eine in einer Biegematrizenaufnahme (13) lösbar angeordnete Biegematrize (1) zum Biegen des Materials (4),
    - wenigstens einen Robotergreifarm (7), vorzugsweise eines Mehrachsroboters (25), und
    - wenigstens eine Steuerungseinrichtung (6) zur Steuerung des wenigstens einen Robotergreifarms (7),
    dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Steuerungseinrichtung (6) dazu konfiguriert ist, den wenigstens einen Robotergreifarm (7) zur Entnahme von gebogenem Material (4), vorzugsweise wenigstens eines Bügels (17), aus der Biegemaschine (3) und zum Wechsel der wenigstens einen Biegematrize (1) und/oder der wenigstens einen Führungsdüse (2) zu bewegen.
  6. Biegemaschine (3) nach Anspruch 5, wobei eine zwischen dem wenigstens einen Biegekopf (5) und der wenigstens einen Zuführvorrichtung (21) angeordneten Schneidvorrichtung, vorzugsweise gebildet aus wenigstens einem Messer und wenigstens einem relativ zu dem wenigstens einen Messer bewegbaren Gegenmesser vorgesehen ist, wobei die wenigstens eine Zuführvorrichtung (21) ein erstes, dem wenigstens einen Biegekopf (5) zugewandtes Ende und ein zweites, gegenüberliegendes Ende aufweist, wobei am erste Ende das wenigstens eine Messer der Schneidevorrichtung angoerdnet und am zweiten Ende die wenigstens eine Zuführvorrichtung (21) schwenkbar um einen Drehpunkt am Trägergestell (18) gelagert ist, so dass durch eine Schwenkbewegung der wenigstens einen Zuführvorrichtung (21) um den Drehpunkt eine Relativbewegung zwischen dem wenigstens einen Messer und dem wenigstens einen Gegenmesser der Schneidevorrichtung zur Durchführung eines Schnitts hervorrufbar ist, wobei ein Hebelarm vorgesehen ist, welcher an einem Ende mit dem ersten Ende der wenigstens einen Zuführvorrichtung (21) verbunden ist und an einem gegenüberliegenden Ende schwenkbar um einen Drehpunkt am Trägergestell (18) der Biegemaschine (3) gelagert ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Hebelarm und die wenigstens eine Zuführvorrichtung (21) einen Winkel von im Wesentlichen 90° einschließen.
  7. Biegemaschine (3) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei genau ein Robotergreifarm (7) zur Entnahme des Materials (4) und dem Wechsel der wenigstens einen Biegematrize (1) und/oder der wenigstens einen Führungsdüse (2) vorgesehen ist und/oder das zu biegende Material (4) einen Durchmesser (33) zwischen 5 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 6 mm und 16 mm, aufweist.
  8. Biegemaschine (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei wenigstens ein Magazin (8) zur, vorzugsweise zumindest zweiseitigen, Ablage von gebogenem Material (4) und/oder wenigstens ein weiteres Magazin (34) zur Zwischenlagerung der wenigstens eine Biegematrize (1) und/oder der wenigstens einen Führungsdüse (2) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das wenigstens eine Magazin (8) und/oder das wenigstens eine weitere Magazin (34) eine Bewegungseinrichtung (9), vorzugsweise Drehvorrichtung (10), umfasst.
  9. Biegemaschine (3) nach Anspruch 8, wobei gebogenes Material (4) durch den wenigstens einen Robotergreifarm (7) auf dem wenigstens einen Magazin (8) ablegbar ist, wobei wenigstens ein autonomes fahrerloses Transportmittel (11) zur automatischen Manövrierung des wenigstens einen Magazins (8) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das wenigstens eine Magazin (8) wenigstens einen Marker (12) zur Identifikation des wenigstens einen Magazins (8) umfasst.
  10. Biegemaschine (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die wenigstens eine Biegematrize (1) und/oder die wenigstens eine Führungsdüse (2) wenigstens einen weiteren Marker (36) zur Identifikation der wenigstens einen Biegematrize (1) und/oder der wenigstens einen Führungsdüse (2) umfasst.
  11. Biegemaschine (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei wenigstens eine Verriegelungseinrichtung (37) zur Verriegelung der wenigstens einen Biegematrize (1) in der wenigstens einen Biegematrizenaufnahme (13) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die wenigstens eine Biegematrize (1) über eine korrespondierende Verriegelungsvorrichtung (38) der wenigstens einen Biegematrize (1) und/oder in drei bidirektionalen orthogonalen Raumrichtungen sicherbar ist.
  12. Biegemaschine (3) nach Anspruch 11, wobei die wenigstens eine Verriegelungseinrichtung (37) wenigstens einen, vorzugsweise federkraftbeauschlagten, Bolzen (15) und/oder wenigstens eine Verriegelungsscheibe (16) zur Sicherung der wenigstens einen Biegematrize (1) umfasst, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass
    - die wenigstens eine Biegematrizenaufnahme (13) und/oder die wenigstens eine Biegematrize (1) relativ zu der wenigstens einen Verriegelungsscheibe (16) drehbar ist, und/oder
    - die wenigstens eine Verriegelungsscheibe (16) eine Aufnahme (40), vorzugsweise Langloch (41), für ein gegebenenfalls vorhandenes Hilfswerkzeug (14) des wenigstens einen Robotergreifarms (7) umfasst und/oder wenigstens ein, vorzugsweise federvorgespannter, Kugelschieber zur Sicherung der wenigstens einen Verriegelungsscheibe (16) in einer entriegelten Stellung (43) und/oder einer verriegelten Stellung (44) vorgesehen ist.
  13. Biegemaschine (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei der wenigstens eine Robotergreifarm (7) wenigstens ein Greifwerkzeug (48) umfasst, welches dazu ausgebildet ist, gebogenes Material (4) und wenigstens eine Biegematrize (1) und/oder wenigstens eine Führungsdüse (2) aufzunehmen, wobei das wenigstens eine Greifwerkzeug (48) als Backenzange (49) ausgebildet ist und/oder wenigstens ein, vorzugsweise federkraftbeaufschlagtes, Hilfswerkzeug (14) zur bereichsweisen Anordnung innerhalb einer Öffnung (46) und/oder Bohrung (47) wenigstens einer Biegematrize (1) umfasst.
  14. Biegemaschine (3) nach Anspruch 13, wobei das wenigstens eine Hilfswerkzeug (14) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und/oder wenigstens ein, vorzugsweise durch eine Nut (50) beabstandetes, konusförmiges freies Ende (51) umfasst und/oder über das wenigstens eine Hilfswerkzeug (14) wenigstens eine Biegematrize (1) in wenigstens einer Biegematrizenaufnahme (13), vorzugsweise durch Fixierung einer Verriegelungsscheibe (16) der wenigstens einen Biegematrize (1), verriegelbar ist.
  15. Biegematrize (1) für eine Biegemaschine (3) nach einem der Ansprüche 5 bis 14 und/oder für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit wenigstens einer Verriegelungsvorrichtung (38), wobei die wenigstens eine Verriegelungsvorrichtung (38) an wenigstens einer Zentrierachse (45) zur, vorzugsweise orthogonalen, Anordnung innerhalb wenigstens einer Biegematrizenaufnahme (13) der Biegemaschine (3) angeordnet ist und/oder in Form einer relativ zu wenigstens einer Biegematrizenaufnahme (13) drehbaren Verriegelungsscheibe (16) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Biegematrize (1) wenigstens eine Öffnung (46) und/oder Bohrung (47) zur Aufnahme wenigstens eines Hilfswerkzeug (7) eines Robotergreifarms (7) umfasst.
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