ITUA20163893A1

ITUA20163893A1 - BENDING PRESS WITH TOOL CHANGE DEVICE AND ITS EXCHANGE METHOD

Info

Publication number: ITUA20163893A1
Application number: ITUA2016A003893A
Authority: IT
Inventors: Fabrizio Paoletti
Original assignee: Fabrizio Paoletti
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2017-11-27

Description

PRESSA PIEGATRICE CON DISPOSITIVO DI CAMBIO BENDING PRESS WITH CHANGE DEVICE

DEGLI UTENSILI E RELATIVO METODO DI CAMBIO OF TOOLS AND RELATIVE METHOD OF CHANGE

Il presente trovato si riferisce al settore delle presse piegatrici per lamiere metalliche e concerne una pressa piegatrice con dispositivo di cambio utensili e relativo metodo di cambio. The present invention relates to the field of bending presses for metal sheets and concerns a bending press with a tool change device and relative change method.

La sostituzione degli utensili su una pressa piegatrice è stata oggetto in anni recenti di notevole automazione con l’obiettivo di rendere la pressa rapidamente riconfigurabile al termine della lavorazione di un lotto di specifici prodotti e prima dell'inizio della lavorazione, sulla stessa pressa, di un successivo lotto di prodotti diversi. The replacement of tools on a press brake has undergone considerable automation in recent years with the aim of making the press quickly reconfigurable at the end of the processing of a batch of specific products and before the start of processing, on the same press, of a subsequent batch of different products.

La tecnica nota conosce già diversi sistemi di cambio utensile congegnati per consentire il cambio degli utensili durante il periodo di non produttività della pressa, ovvero nel periodo di tempo in cui l'operatività della pressa è temporaneamente sospesa per permettere l'estrazione dalla macchina di un pezzo finito e l'approntarvi un semilavorato destinato a ricevere, successivamente, le operazioni di piegatura necessarie per realizzare un nuovo prodotto. The known art is already familiar with various tool change systems designed to allow the tools to be changed during the period of non-productivity of the press, that is, in the period of time in which the operation of the press is temporarily suspended to allow the extraction from the machine of a finished piece and the preparation of a semi-finished product destined to receive, subsequently, the bending operations necessary to create a new product.

Al variare di molteplici parametri di lavorazione tra i quali rientrano ad esempio le dimensioni, il peso, la geometria dei prodotti in lavorazione ecc., l'intervallo di tempo disponibile per il cambio degli utensili può rivelarsi insufficiente per il completamento delle operazioni di un nuovo attrezzamento della pressa che, in generale richiede tempi notevolmente lunghi. In tal caso, il nuovo attrezzamento comporta dei tempi di attesa improduttivi per la macchina, che penalizzano l'economicità della produzione soprattutto quando i lotti di prodotti sono poco numerosi; questa condizione essendo peraltro divenuta norma assai frequente nelle moderne produzioni che sempre più frequentemente trattano piccole serie di prodotti se non, addirittura, delle campionature. Lo scopo del presente trovato è quello ovviare a tali inconvenienti mediante un approccio costruttivo che sia tale da rendere il cambio degli utensili, indifferente alla influenza dei parametri sopra indicati, e soprattuto tale da non interferire significativamente con il tempo di ciclo di ciascun prodotto. When multiple machining parameters vary, including for example the dimensions, weight, geometry of the products being processed, etc., the time interval available for changing the tools may prove insufficient to complete the operations of a new one. press tooling which, in general, requires considerably long times. In this case, the new tooling involves unproductive waiting times for the machine, which penalize the economy of production, especially when there are few product batches; this condition having, moreover, become a very frequent norm in modern productions which more and more frequently deal with small series of products or even samples. The object of the present invention is to obviate these drawbacks by means of a constructive approach which is such as to make the tool change indifferent to the influence of the parameters indicated above, and above all such as not to significantly interfere with the cycle time of each product.

In accordo con il trovato, tale risultato viene conseguito mediante una pressa piegatrice, secondo una delle rivendicazioni allegate, in cui le operazioni di cambio utensile sono eseguite in larghissima parte in tempo cosiddetto mascherato, ovvero durante l'operatività della macchina, così da rendere il cambio degli utensili di esecuzione rapidissima. In accordance with the invention, this result is achieved by means of a bending press, according to one of the attached claims, in which the tool change operations are carried out largely in so-called masked time, i.e. during the operation of the machine, so as to make the very fast tool change.

Le caratteristiche ed i vantaggi del trovato saranno più evidenti nella descrizione dettagliata che segue di un esempio di realizzazione del trovato illustrato nelle figure degli uniti disegni in cui: The characteristics and advantages of the invention will be more evident in the following detailed description of an example of embodiment of the invention illustrated in the figures of the accompanying drawings in which:

- le figure 1 e 2 sono schemi semplificati che illustrano il principio di funzionamento di una convenzionale pressa piegatrice; Figures 1 and 2 are simplified diagrams illustrating the operating principle of a conventional bending press;

- la figura 3 è una rappresentazione schematica, prospettica, di una pressa piegatrice conforme alla presente invenzione ed illustrata con parti asportate per meglio evidenziarne delle altre; - figure 3 is a schematic, perspective representation of a bending press according to the present invention and illustrated with parts removed to better highlight the others;

- la figura 4 è uno schema fortemente semplificato di una pressa piegatrice con relativo dispositivo di cambio degli utensili, conforme al trovato; Figure 4 is a greatly simplified diagram of a bending press with relative tool change device, according to the invention;

- le figure da 5 a 13 sono schemi descrittivi di una successione di fasi che esplicita in dettaglio una possibile metodica di cambio degli utensili conforme al presente trovato. - Figures 5 to 13 are descriptive diagrams of a succession of steps which explain in detail a possible method of changing tools according to the present invention.

Con riferimento alle figure degli uniti disegni, con (1) si è identificata nel suo insieme una pressa piegatrice per la lavorazione di prodotti lamierati metallici. With reference to the figures of the accompanying drawings, with (1) a bending press for processing metal sheet products has been identified as a whole.

Come è noto, una pressa piegatrice è una macchina utensile che conforma manufatti mediante deformazione plastica permanente di un semilavorato di lamiera interposto tra due utensili (3,5) reciprocamente complementari (Figure 1 e 2). L'utensile (3) superiore è denominato anche punzone; quello inferiore (5) è denominato anche matrice. I due utensili (3,5) superiore ed inferiore sono recati rispettivamente da due tavole (2,4) rispettivamente superiore ed inferiore, le quali sono mobili, l'una contro l'altra, di moto relativo su un piano (6) di evoluzione in comune. Nella maggior parte dei casi la tavola (2) superiore è mobile, alternativamente, con velocità assoluta, mentre la tavola (3) inferiore è fissa. As is known, a bending press is a machine tool which forms products by permanent plastic deformation of a sheet metal semi-finished product interposed between two mutually complementary tools (3,5) (Figures 1 and 2). The upper tool (3) is also called a punch; the lower one (5) is also called the matrix. The two upper and lower tools (3,5) are respectively carried by two tables (2,4) upper and lower respectively, which are movable, one against the other, of relative motion on a plane (6) of evolution in common. In most cases the upper table (2) is mobile, alternatively, with absolute speed, while the lower table (3) is fixed.

La pressa (1) piegatrice ulteriormente comprende (Figura 3) un dispositivo indicato globalmente con (7) per il cambio automatizzato degli utensili (3 e 5) operatori. In Figura 4 si nota in particolare che il dispositivo (7) di cambio degli utensili (3,5) essenzialmente comprende un effettore, globalmente indicato con (8) ed una testata (9) che porta l'effettore (8) e che è mobile in modo da correlare la posizione di esso con il piano (6) di evoluzione della piegatrice (1) ed in opportuna correlazione di fase con l'operatività della medesima. Preferibilmente, formano parte del dispositivo (7) di cambio degli utensili (3,5) anche un manipolatore indicato globalmente con (20) ed un supporto di preparazione indicato globalmente con (17). The bending press (1) further comprises (Figure 3) a device indicated globally with (7) for the automated change of the operating tools (3 and 5). In Figure 4 it is noted in particular that the tool change device (7) (3,5) essentially comprises an effector, globally indicated with (8) and a head (9) which carries the effector (8) and which is movable so as to correlate its position with the evolution plane (6) of the bending machine (1) and in appropriate phase correlation with its operation. Preferably, a manipulator globally indicated with (20) and a preparation support generally indicated with (17) also form part of the device (7) for changing the tools (3,5).

Preferibilmente, l'effettore (8) è congegnato in modo da poter espletare funzioni di presa e di rilascio degli utensili (3,5). Preferably, the effector (8) is arranged in such a way as to be able to perform gripping and releasing functions of the tools (3,5).

A tale scopo l'effettore (8) prevede, superiormente, una o più sedi (12) di ricevimento degli utensili (3) superiori della pressa (1). Le sedi (12) possono essere dislocate, su una linea di sviluppo orizzontale, ortogonale al piano (6) di evoluzione, come illustrato in Figura 4, potendo altresì svilupparsi, una a fianco dell'altra, anche parallelamente al piano (6) medesimo, come visibile in Figura 3. For this purpose the effector (8) provides, at the top, one or more seats (12) for receiving the upper tools (3) of the press (1). The seats (12) can be located, on a horizontal development line, orthogonal to the evolution plane (6), as illustrated in Figure 4, and can also develop, one next to the other, even parallel to the plane (6) itself. , as shown in Figure 3.

Inferiormente, l'effettore (8) prevede la presenza di una pluralità di pinze (11) per la presa ed il rilascio di una pluralità di utensili (3,5) e, più in particolare degli utensili (5) inferiori, ovvero le matrici della pressa (1) piegatrice. At the bottom, the effector (8) provides for the presence of a plurality of pincers (11) for gripping and releasing a plurality of tools (3,5) and, more particularly of the lower tools (5), i.e. the matrices of the press brake (1).

La testata (9) che porta l'effettore (8) è integrata in una barra (13) orizzontale la quale è sostenuta alle proprie estremità in guide (14) recate da fiancate (15) strutturali della pressa (1) piegatrice. Preferibilmente, le guide (14) sono strutturate per consentire alla barra (13) di traslare longitudinalmente a due direzioni di moto (10,16) reciprocamente ortogonali, una prima (10) delle quali è ortogonale anche al piano (6) di evoluzione delle tavole (2,4), la seconda (16) essendo invece parallela al sopra detto piano (6) di evoluzione. The head (9) carrying the effector (8) is integrated in a horizontal bar (13) which is supported at its ends in guides (14) carried by structural sides (15) of the press (1) bending machine. Preferably, the guides (14) are structured to allow the bar (13) to translate longitudinally to two mutually orthogonal directions of motion (10,16), a first (10) of which is also orthogonal to the plane (6) of evolution of the tables (2,4), the second (16) being parallel to the above said evolution plane (6).

In definitiva, per effetto delle mobilità possedute dalla barra (13) orizzontale - esplicitate su controllo di gestione di idonei mezzi equipaggianti la pressa (1) piegatrice, non rappresentati nei disegni - agli effettori (8) è concessa la possibilità di portarsi in avvicinamento al piano (6) di evoluzione delle tavole (2,4) e prendere parte al cambio dei relativi utensili (3,5) (come sarà meglio evidenziato nel seguito), oppure di essere allontanati da detto piano (6) per essere collocati in una posizione remota. Ultimately, due to the mobility possessed by the horizontal bar (13) - specified on the management control of suitable means equipping the press (1) bending machine, not represented in the drawings - the effectors (8) are granted the possibility of approaching the evolution plane (6) of the tables (2,4) and take part in the change of the relative tools (3,5) (as will be better highlighted below), or to be moved away from said plane (6) to be placed in a remote location.

Quanto al manipolatore (20), che è preferibilmente un robot cartesiano collocato anch'esso tra le fiancate (15) strutturali della pressa (1) piegatrice, al di sopra della barra (13) orizzontale, detto robot svolge fondamentalmente il compito di provvedere alla preparazione e alla composizione delle diverse combinazioni operative di utensili (3,5) singoli o plurimi necessitate per ogni specifico lotto di prodotti da realizzare con la pressa (1) piegatrice. Tali operazioni sono svolte dal manipolatore (20) mediante prelievi e depositi di utensili (3,5) da idonei magazzini in dotazione alla pressa (1) piegatrice (non illustrati nei disegni) e mediante convenienti azioni del manipolatore (20) intese ad allocare o rimuovere detti utensili (3,5) sia rispetto alla testata (9) sia rispetto al supporto (17) di preparazione. E' da sottolineare che la formazione delle combinazioni operative di utensili (3,5) è eseguita dal manipolatore (20) durante la normale operatività delle pressa (1) piegatrice, ovvero in cosiddetto tempo mascherato rispetto al ciclo operativo. In altri termini la sosta lavorativa della pressa (1) piegatrice sarà correlata unicamente alla materiale sostituzione degli utensili (3,5), ma non riguarderà il lavoro preparatorio delle varie combinazioni che viene eseguito vantaggiosamente in sovrapposizione di tempi con l'operatività della pressa (1) piegatrice. As for the manipulator (20), which is preferably a Cartesian robot also placed between the structural sides (15) of the bending press (1), above the horizontal bar (13), said robot basically performs the task of providing preparation and composition of the different operational combinations of single or multiple tools (3,5) needed for each specific batch of products to be made with the press (1) bending machine. These operations are carried out by the manipulator (20) by means of withdrawing and depositing tools (3,5) from suitable magazines supplied with the press (1) bending machine (not shown in the drawings) and by means of convenient actions of the manipulator (20) intended to allocate or removing said tools (3,5) both with respect to the head (9) and with respect to the preparation support (17). It should be emphasized that the formation of the operative combinations of tools (3,5) is carried out by the manipulator (20) during the normal operation of the bending press (1), or in the so-called masked time with respect to the operating cycle. In other words, the working stop of the bending press (1) will be related only to the material replacement of the tools (3,5), but will not concern the preparatory work of the various combinations which is advantageously performed in overlapping times with the operation of the press ( 1) bending machine.

In corso d'uso della pressa (1) piegatrice conforme al presente trovato, un metodo di cambio degli utensili viene implementato attraverso una serie di fasi che sono esemplificate a titolo indicativo e non limitativo nelle Figure da 5 a 13. During use of the bending press (1) according to the present invention, a tool change method is implemented through a series of steps which are exemplified by way of non-limiting example in Figures 5 to 13.

In Figura 5, si nota che nell'ambito di una prima fase del metodo, il manipolatore (20) esegue la composizione della combinazione degli utensili (5) inferiori, ovvero delle matrici predisponendo le matrici medesime sul supporto (17) di composizione, che nello schema è rappresentato per semplicità in una conformazione ad un solo rango (18) di sedi (19), alternativa a quella a ranghi (18) doppi esemplificata nella Figure 4 e nella stessa Figura 3. In Figure 5, it can be seen that in the context of a first phase of the method, the manipulator (20) performs the composition of the combination of the lower tools (5), i.e. of the matrices by arranging the same matrices on the composition support (17), which in the diagram it is represented for simplicity in a conformation with a single row (18) of seats (19), alternative to that with double rows (18) exemplified in Figure 4 and in Figure 3 itself.

In Figura 6, il manipolatore (20) effettua la composizione degli utensili (3) superiori (punzoni) interagendo con la testata (9) e collocando i punzoni direttamente nelle sedi (12) dell'effettore (8). In Figure 6, the manipulator (20) performs the composition of the upper tools (3) (punches) by interacting with the head (9) and placing the punches directly in the seats (12) of the effector (8).

In Figura 7 si nota che in una fase successiva, l'effettore (8) recante, superiormente un utensile (3) superiore, ovvero una combinazione di più punzoni, e recante inferiormente un utensile inferiore (5), ovvero una combinazione di matrici allineate e serrate dalla/e pinza/e (11), una volta che sia stato portato in allineamento con il piano (6) di evoluzione della pressa (6) piegatrice, si appresta a rilasciare l'utensile (5) inferiore nella corrispondente sede della tavola (4) inferiore della pressa (1). In Figure 7 it can be seen that in a subsequent phase, the effector (8) bearing, at the top an upper tool (3), or a combination of several punches, and bearing a lower tool (5), or a combination of aligned dies at the bottom. and tightened by the caliper (s) (11), once it has been brought into alignment with the evolution plane (6) of the press (6) bending machine, it is about to release the lower tool (5) in the corresponding seat of the lower table (4) of the press (1).

In Figura 8 si nota che nella condizione di allineamento con il piano (6) di evoluzione gli utensili (5) inferiori vengono rilasciati, mentre la tavola (2) superiore della pressa si abbassa verso l'effettore (8) per la presa dell'utensile (3) superiore. In Figure 8 it can be seen that in the condition of alignment with the evolution plane (6) the lower tools (5) are released, while the upper table (2) of the press is lowered towards the effector (8) for gripping the upper tool (3).

A questo punto, la lavorazione di un lotto di prodotti viene eseguita in modo sequenziale fino ad esaurimento della intera produzione richiesta. Durante tale produzione, il manipolatore (20) prepara una nuova combinazione di utensili (3,5) (Figura 9) con modalità identiche a quelle precedentemente illustrate. L'effettore (8) viene quindi posizionato come mostrato in Figura 10 in un assetto tale da portare in zona di lavoro la nuova combinazione di utensili (quella di Figura 9) e da ricevere gli utensili (3,5) ancora sulla pressa (1) per prelevarli e riportale nei relativi magazzini. At this point, the processing of a batch of products is carried out sequentially until the entire required production is exhausted. During this production, the manipulator (20) prepares a new combination of tools (3,5) (Figure 9) with methods identical to those previously illustrated. The effector (8) is then positioned as shown in Figure 10 in an arrangement such as to bring the new combination of tools (that of Figure 9) into the work area and to receive the tools (3,5) still on the press (1 ) to pick them up and bring them back to their warehouses.

Con opportune movimentazioni dell'effettore (8) ovvero della barra (13), gli utensili (3,5) che hanno completato la lavorazione vengono accolti nella parte anteriore dell'effettore (8) (parte più a destra di Figura 10). With appropriate movements of the effector (8) or of the bar (13), the tools (3,5) that have completed the machining are received in the front part of the effector (8) (the far right part of Figure 10).

Dopodiché, come mostrato in Figura 11, gli utensili (3,5) destinati alla nuova lavorazione vengono associati alle tavole (2,4) superiore ed inferiore della pressa (1). Dopo l'allontanamento dell'effettore (8) dal piano (6) di evoluzione delle tavole (2,4), la lavorazione della pressa (1) viene ripresa, mentre, parallelamente, come mostrato nelle Figure 12 e 13 il manipolatore (20) provvede a scaricare l'effettore (8) degli utensili, superiore (3) ed inferiore (5) della precedente lavorazione e a deporli nei relativi magazzini. Then, as shown in Figure 11, the tools (3,5) intended for the new machining are associated with the upper and lower tables (2,4) of the press (1). After the removal of the effector (8) from the evolution plane (6) of the tables (2,4), the working of the press (1) is resumed, while, in parallel, as shown in Figures 12 and 13, the manipulator (20 ) unloads the effector (8) of the upper (3) and lower (5) tools of the previous processing and places them in the relative magazines.

Il trovato così concepito è suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito delle rivendicazioni che seguono. The invention thus conceived is susceptible of evident industrial application; it can also be subject to numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the following claims.

Tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements

Claims

CLAIMS 1. Press brake comprising an upper table (2) supporting at least one upper tool (3); a lower table (4) supporting at least one lower tool (5); which are mobile with relative motion with respect to each other along a plane (6) of evolution in common; as well as an automated device (7) for changing at least one of said upper and lower tools (3,5); said press (1) being characterized in that said device (7) for changing at least one of said tools (3,5) comprises an effector (8), at least for gripping or releasing at least one said tool (3.5) ; and a head (9), carrying said effector (8), which is movable in one direction and in the opposite direction of at least one direction (10) of translation orthogonal to the plane (6) of evolution of said tables (2,4) to move to the same plane (6) and, vice versa, to a remote position to said evolution plane (6).

2. Press, according to claim 1, in which said upper and lower tables (2,4) support respective combinations of upper and lower tools (3,5) suitably selected and mutually placed side by side in an arrangement correlated with said plane (6) of evolution of said tables (2,4).

Press, according to claim 1 or 2, characterized in that said effector (8) comprises at least one gripper (11) for gripping and releasing at least one lower tool (5) of said bending press (1).

Press, according to one of the preceding claims, characterized in that said effector (8) comprises at least one seat (12) for receiving at least one upper tool (3) of said bending press (1).

5. Press according to claim 3, characterized in that said effector (8) comprises a plurality of said grippers (11) for gripping and releasing a plurality of said lower tools (3,5) of said bending press (1).

6. Press, according to claim 4, characterized in that said gripping effector (8) comprises a plurality of said seats (12) for receiving at least one upper tool (3) of said bending press (1).

7. Press, according to one of the preceding claims, characterized in that said head (9) is associated with a bar (13) movable in guide (14) between structural sides (15) of the press (1).

8. Press, according to one of the preceding claims, characterized in that said head (9) is movable in both directions of a translation direction (16) substantially parallel to the plane (6) of evolution of said upper tables (2,4) and lower.

9. Press, according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a support (17) for preparing operative combinations of tools (3,5) of said press (1).

10. Press, according to claim 9, characterized in that said support (17) includes at least two rows (18) of seats (19) for receiving said tools (3,5) of said press (1).

11. Press, according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one manipulator (20) equipped to form combinations of said single or multiple tools (3,5) on at least one receiving member indifferently chosen from said support (17 ) of preparation and said head (9).

12. Method of changing tools (3,5) in a press (1) bending machine equipped with a plane (6) for the evolution and relative movement of an upper table (2) and a lower table (4), a method characterized by comprising the steps of translating an effector (8) tool holder (3.5) towards said plane (6) of evolution of the tables (2,4) of the press (1); releasing at least one lower tool (5) on said lower table (4) of the press (1); waiting for at least one said upper tool (3) to be extracted from said tool holder (3,5) effector (8); and moving said tool holder effector (8) (3,5) away from said evolution plane (6) before moving said upper and lower tables (2,4).

13. Method, according to claim 12, characterized by the fact of comprising the translation steps of said tools (3,5), vertical, parallel to the evolution plane (6), for the approach and removal of said tools ( 3.5) from the respective tables (2.4).

14. Method, according to claim 12 or 13, characterized in that it comprises a step of composing combinations of tools (3,5) supplied with said effector (8) carried out during the operation of said tables (2,4) top and bottom of the press (1).

Method, according to one of the claims 12 to 14, characterized in that it comprises a step for recovering the tools (3,5) used in a previous working, which is performed within the same movement of said effector ( 8) towards the plane (6) of evolution of said upper and lower tables (2,4) of the press (1).