WO2009010223A1 - Bearbeitungswerkzeug für ein werkstück, bearbeitungsmaschine mit mindestens einem derartigen bearbeitungswerkzeug sowie mit einer solchen bearbeitungsmaschine durchgeführtes bearbeitungsverfahren - Google Patents

Bearbeitungswerkzeug für ein werkstück, bearbeitungsmaschine mit mindestens einem derartigen bearbeitungswerkzeug sowie mit einer solchen bearbeitungsmaschine durchgeführtes bearbeitungsverfahren Download PDF

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WO2009010223A1
WO2009010223A1 PCT/EP2008/005621 EP2008005621W WO2009010223A1 WO 2009010223 A1 WO2009010223 A1 WO 2009010223A1 EP 2008005621 W EP2008005621 W EP 2008005621W WO 2009010223 A1 WO2009010223 A1 WO 2009010223A1
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WO
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machining
tool
damping body
data unit
processing
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PCT/EP2008/005621
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Bernhard Potzner
Stefan Kraft
Michael Bauer
Hubert Weidner
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Pass Stanztechnik Ag
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/0772—Physical layout of the record carrier
    • G06K19/07728—Physical layout of the record carrier the record carrier comprising means for protection against impact or bending, e.g. protective shells or stress-absorbing layers around the integrated circuit

Definitions

  • Machining tool for a workpiece processing machine with at least one such machining tool as well as with such a processing machine performed machining process
  • the invention relates to a machining tool for a workpiece according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a processing machine with such a machining tool and a processing method performed with such a processing machine.
  • a machining tool of the aforementioned type is known from EP 1 369 811 A1. With such processing tools, it may happen that the data units can no longer be read out. The data stored there are then lost. The unreadable data unit has to be replaced with a new one, which is expensive. In addition, it must be ensured that the exchange data unit contains the same data as the exchangeable, no longer readable data unit. This also causes an undesirably high cost.
  • Attenuation of the data unit with at least one attenuation element acts on the data unit during operation
  • the maximum force acting on the machining tool is reduced so that the risk of damage to the data unit is virtually eliminated.
  • An exchange of the data unit is then no longer necessary.
  • manual data entry such as tool dimensions and tool type, is no longer required.
  • the data is a permanent part of the respective editing tool. The need for manual data entry is eliminated. This not only reduces errors, but also allows a faster tool change.
  • the stored in the storage medium tool data can not only from the machine, but also z. B.
  • the data unit may comprise a rewritable storage medium to allow reuse of the data unit, for example when the processing tool is worn out.
  • an RFID transponder which transmits encrypted data. This can ensure, for example, that only machining tools of a certain quality are used in the processing machine.
  • a digital design drawing of the processing tool can be stored in a storage medium of the data unit. This enables a data storage in the data unit such that the processing machine or another external unit that has access to this data can derive all relevant geometry data of the processing tool from the digital design drawings.
  • a multi-layer structure of the damping body according to claim 2 allows a precise adjustment of the damping effect of the damping body to the operating conditions, in particular to the forces acting on the data unit forces.
  • Differently structured layers according to claim 3 allow, for example, a progressive attenuation of the data unit by the damping body or otherwise non-linear attenuation curve.
  • the layers of the damping body can also be constructed the same, wherein, for example, an air cushion effect between the adjacent layers can be used.
  • the damping body can also have a layer sequence with elastic or rigid materials with intermediate spring elements, for example with intermediate plate or coil springs.
  • An elastomer according to claim 5 allows a cost-effective design of the damping body.
  • the elastomer may be, for example, rubber or polyurethane.
  • a game according to claim 8 ensures a desired relative movement of the data unit to the mounting portion as soon as a force acts on the data unit during operation of the machining tool. This ensures that occurring loading forces on the data unit are reduced during the operation of the processing tool. For a given resistance, this increases the service life of the data unit. Alternatively, less expensive data units can be used for a given service life.
  • a thickness of the damper body according to claim 9 has been found sufficient in practice for typical materials of the damper body.
  • a further object of the invention is to specify a machining method which can be carried out with a processing machine with the machining tool according to the invention, which machining method can be carried out efficiently even when tool changes are necessary.
  • This object is achieved according to the invention by a machining method according to claim 11.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a machining tool for a
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of FIG. 1 in the region of a damping body for a data unit of the machining tool
  • Fig. 3 is a view similar to Figure 2 of an alternative damping body.
  • Fig. 4 is a to Fig. 1 to the enlarged scale similar
  • a in Fig. 1 total designated 1 processing tool is designed as a forming tool.
  • the machining tool 1 is used for machining a workpiece 2 in the form of a steel sheet with a thickness of 1 mm.
  • the workpiece 2 is reproduced in Fig. 1 after the conversion, in which a cup 3 is formed in the workpiece 2.
  • the machining tool 1 has two main components, namely an upper main component 4 arranged above the workpiece 2 in FIG. 1 and a lower main component 5 arranged below the workpiece 2 in FIG. 1. Both main components 4, 5 do not become otherwise worn processing machine shown.
  • the processing tool 1 can be accommodated in a tool holder, in one of a plurality of tool holders or at a defined tool storage location.
  • the two main components 4, 5 are shown in FIG. 1 with an exaggerated axial distance from each other and to the workpiece 2.
  • an upper machining section 6 of the machining tool 1 in the form of a stamping die and a lower machining section 7 of the machining tool 1 in the form of an embossing stamp comes into contact therewith.
  • the embossing die 6 is screwed with cylinder screws to an upper part 8 of the upper main component 4.
  • the embossing punch 7 is screwed by means of a coaxial with the tool longitudinal axis screw 9 with a spring assembly, which has a sleeve-shaped PU (polyurethane) spring 10.
  • the embossing punch 7 surrounds a scraper ring 11.
  • the upper main component 4 can be fixed to the processing machine via an upper fastening section 12.
  • the lower main component 5 can also be fixed to the processing machine via a lower fastening section 13 in the form of an annular holding section.
  • the processing tool 1 is basically known from the prior art.
  • a blind bore 14 is executed, which extends coaxially to the tool longitudinal axis.
  • the blind bore 14 is executed from the upper attachment portion 12 ago, ie from the upper processing section 6 opposite side.
  • a data unit 15 in the form of an RFID (Radio Frequency Identification) data unit is executed.
  • the data unit 15 has a digitally readable storage medium. The latter contains data on the dimensions and type of the processing tool 1.
  • the data unit 15 has a transponder which has access to the data of the storage medium, that is in signal communication with the latter. Via the transponder, the data unit 15, as shown by dashed lines in FIG. 1 at 16, is in signal connection with a reading unit 17 of the processing machine which is shown schematically in FIG.
  • the reading unit 17 is in turn via a signal line 18 with a control device 19 of the processing machine for controlling the processing tool 1 in signal communication.
  • the processing unit When machining the workpiece 2, namely when the upper processing section 6 comes into contact with the workpiece 2, the processing unit acts on the data unit 15, the force direction of which is shown at 20 in FIG. In the direction of this processing force 20, the data unit 15 is supported on a main body 21 of the upper attachment portion 12 of the upper main component 4 via a damping body 22, as shown enlarged in FIG. 2.
  • the damping body 22 is accommodated at the lower end of the blind bore 14 in FIG.
  • the outer diameter of the damping body 22 corresponds to the inner diameter of the blind bore 14, so that the Damping body 22 is fully fitted into the blind bore 14.
  • the data unit 15 in turn has an outer diameter which is smaller than the inner diameter of the blind bore 14, so that between an outer jacket wall of the data unit 15 and an inner wall of the blind bore 14 remains a game, which is at least 0, 1 mm.
  • the damping body 22 In the direction of the machining force 20, the damping body 22 has a thickness of 2 mm. Other thicknesses of at least 1 mm are possible.
  • the damping body 22 is made of elastic silicone material.
  • the silicone material of the damping body 22 may be, for example, a silicone foam.
  • the damping body 22 may be made of another elastic material, for. B. of an elastomer such as rubber or polyurethane or an acrylic paste, be constructed.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a damping body 23 which may be used instead of the damping body 22.
  • Components which correspond to those which have already been explained above with reference to FIGS. 1 and 2 bear the same reference numerals and will not be discussed again in detail.
  • the damping body 23 is multi-layered in the direction of the machining force 20 and has a total of three damping layers 24, 25, 26, which are numbered from top to bottom in FIG. In the direction the machining force 20, the damping layers 24 to 26 have the same strength. However, this is not mandatory.
  • the damping layers 24 to 26 are constructed of the same material. This material may be one of the materials described above in connection with the damping body 22 of the embodiment of FIGS. 1 and 2.
  • the damping layers 24 to 26 may also be constructed of different materials.
  • the uppermost damping layer 24 in FIG. 1 can be made of an elastic material having a first modulus of elasticity
  • the damping body 23 then has a progressive damping characteristic, wherein upon the occurrence of a machining force 20, the data unit 15 is first braked more softly via the uppermost damping layer 24 and then more strongly decelerated via the middle damping layer 25 and the lower damping layer 26.
  • an air cushion can temporarily or permanently form at the boundary 27 at the transition between two of the three damping layers 24, 25 and 25, 26, which leads to an additional damping effect of the damping body 23.
  • a damping body which, like the damping body 23, is made up of several layers. is builds, there is a layer sequence in the direction of the processing force 20 of damping layers of elastic or rigid materials with intermediate spring elements.
  • the middle damping layer (see Fig. 25 in Fig. 3) may be formed as a spring element, for example with a plate spring made of spring steel, and the layers adjoining thereto (compare Figs Fig. 3) may be formed of elastic or rigid material.
  • a further damping body 29 can be provided, which is shown above the data unit 15 in FIG.
  • the damping body 29 is constructed as one of the above-described damping body for damping the data unit 15 against the machining force 20th
  • the data unit 15 is supported against a cover 30 which is fixedly connected to the upper end of the upper fastening section 12 in FIG.
  • forming tool is indicated as the tool type in the storage medium of the data unit 15.
  • another tool type can be stored in the storage medium, for example round, rectangular , Square, Thread, Slot, Emboss, Arc, Radius, Triangle, Sign, Gill, Crimp, Draft, Lower, or Split tool.Also, a different type of tool can be specified, as appropriate Which machine tool it is.
  • the tool dimensions which are stored in the storage medium of the data unit 15 are, in particular, the length of the upper main component 4, data for calculating the possible tool stroke between a machining position and a release position of the machining tool 1 and the length of the stamp 7 If the machining sections 6, 7 are regrindable sections, the maximum regrinding length is also stored in addition to the tool length, ie the relevant dimension of the machining sections 6, 7 parallel to the tool longitudinal axis. Furthermore, data for the shape of the embossing punch 7 and the embossing die 6 can be stored.
  • a processing method that can be carried out with the machining tool 1 proceeds as follows: First, the machining tool 1 is assigned to a tool holder of the processing machine. This can be done by setting the machining tool in a corresponding tool holder of the machine tool. In the case of processing machines that automatically change the machining tool, this assignment can also be made by placing the machining tool 1 on the storage location provided for this purpose on the machining machine, from which the machining tool 1 then automatically grips and secures in one Machine receptacle is accessible. After the assignment of the processing machine, z. B. by accessing a corresponding data table, known that in a machine or in a space provided for this purpose, the associated processing tool 1 is present.
  • This assignment can take place with the aid of a sensor of the processing machine, which detects the processing tool 1. Alternatively, it is also possible to make the assignment manually on an operating terminal of the processing machine.
  • the reading unit 17 automatically speaks the data unit 15 and reads the data contained in the storage medium of the data unit 15 to the processing tool 1 from.
  • the data transferred from the storage medium of the data unit 15 to the reading unit 17 via the radio signal connection 16 are subsequently transmitted from the reading unit 17 to the control device 19.
  • the control device 19 together with further data present in the control device 19, in particular on the type of the workpiece 2 to be machined, the control device 19 now prepares a processing process which then runs. Since all the data required for this purpose are automatically available, it is no longer necessary, for example, to enter data manually, for example to specify a machining stroke of the machining tool 1. Even the manual input of the tool type, on which the type of machining process depends, is eliminated.
  • the data unit 15 experiences forces in the direction of the machining force 20 or in the direction of the machining counterforce 28, depending on the instantaneous machining movement of the upper main component 28. These forces accelerate the data unit 15 in the respective directions 20, 28.
  • the resulting movement of the data unit 15 in the direction of the machining force 20 is attenuated by the damping body 29 via the damping bodies 22, 23 and a movement in the direction of the machining counterforce 28, so that no high peak forces act on the data unit 15. The latter is therefore safely protected against damage during operation of the processing tool 1.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a machining tool according to the invention.
  • Components which correspond to those described above with reference to FIG. 1 bear the same reference numbers and will not be discussed again in detail.
  • Also in the machining tool 1 of Fig. 4 is a forming tool.
  • the embossing die 6 is surrounded in the embodiment of FIG. 4 by a PU (polyurethane) spring 31 sleeve-shaped. The latter is supported upwards on an adjusting ring 32.
  • PU polyurethane
  • the embossing punch 7 surrounds a striker plate 33, which is supported by means of a PU (polyurethane) damping ring 34 on the lower attachment section 13, that is to say on the punch receptacle.
  • the damping ring 34 biases the stripper plate 33 against an annular undercut 35 of a retaining ring 36 of the lower main component 5.
  • the retaining ring 36 is screwed to the punch holder 13.
  • the data record in the storage medium of the data unit 15 of the embodiment according to FIG. 4 differs from that of the embodiment according to FIG. 1 in particular by the specification of the different recording type of the processing tool 1. Otherwise the data correspond, of course, to those respectively for the tool according to FIG. 4 correct dimensions, those of the data set of the embodiment of FIG. 1.
  • the transponder of the data unit 15 is connected to a reading unit and a control device of the processing machine, as described above in connection with FIG.
  • the processing procedure runs after the processing tool 1
  • the data unit 15 is via damping body 22 or 23 and 29 protected against excessive force, as explained above in connection with the embodiment of FIGS. 1 and 2 and the embodiment of FIG. 3.
  • the storage medium may include digitized drawings of the machining tool 1. This makes it possible for the control device 19 of the processing machine, in addition to the individual data, which are stored in the storage medium of the data unit 15, still further, for special applications possibly still relevant, geometric data of the machining tool 1 to determine.

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Abstract

Ein Bearbeitungswerkzeug (1) hat mindestens einen Bearbeitungsabschnitt (6, 7), der beim Bearbeiten mit einem Werkstück (2) in Kontakt kommt. Über mindestens einen Befestigungsabschnitt (12, 13) ist das Werkzeug (1) an einer Bearbeitungsmaschine festlegbar. Das Bearbeitungswerkzeug (1) hat eine Dateneinheit (15) mit einem digital auslegbaren Speichermedium, das Daten zu den Abmessungen und zum Typ des Bearbeitungs Werkzeugs (1) enthält. Die Dateneinheit (15) stützt sich gegen einen Grundkörper (21) des Befestigungsabschnitts (12) gegen eine beim Bearbeiten des Werkstücks (2) auftretende Bearbeitungskraft (20, 28), die auf die Dateneinheit (15) wirkt, über mindestens einen im Befestigungsabschnitt (12) untergebrachten Dämpfungskörper (22) ab. Es resultiert ein Bearbeitungswerkzeug, bei dem die Standzeit der Dateneinheit erhöht ist.

Description

Bearbeitungswerkzeug für ein Werkstück, Bearbeitungsmaschine mit mindestens einem derartigen Bearbeitungswerkzeug sowie mit einer solchen Bearbeitungsmaschine durchgeführtes Bearbeitungsverfahren
Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungswerkzeug für ein Werkstück nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Bearbeitungsmaschine mit einem derartigen Bearbeitungswerkzeug sowie ein mit einer solchen Bearbeitungsmaschine durchgeführtes Bearbeitungsverfahren.
Ein Bearbeitungswerkzeug der eingangs genannten Art ist aus der EP 1 369 811 Al bekannt. Bei derartigen Bearbeitungswerkzeugen kann es vorkommen, dass die Dateneinheiten nicht mehr ausgelesen werden können. Die dort gespeicherten Daten sind dann verloren. Die nicht mehr auslesbare Dateneinheit muss gegen eine neue ausgetauscht werden, was aufwändig ist. Zudem muss sichergestellt sein, dass die Tausch-Dateneinheit die gleichen Daten enthält wie die auszutauschende, nicht mehr auslesbare Dateneinheit. Auch dies bedingt einen unerwünscht hohen Aufwand.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bearbeitungswerkzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Standzeit der Dateneinheit erhöht ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Bearbeitungswerk- zeug mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Dämpfung der Dateneinheit mit mindestens einem Dämpfungskörper die auf die Dateneinheit beim Betrieb des Bearbeitungswerkzeugs wirkenden Maximalkräfte so reduziert, dass die Gefahr einer Beschädigung der Dateneinheit praktisch ausgeschlossen ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Lebensdauer der Dateneinheit im Normalbetrieb mindestens genau so hoch ist wie die mechanische Le- bensdauer des B earbeitungs Werkzeugs. Ein Austausch der Dateneinheit ist dann nicht mehr erforderlich. Aufgrund des Einsatzes der Dateneinheit ist eine manuelle Dateneingabe, beispielsweise zu den Werkzeugabmessungen und zum Werkzeugtyp, nicht mehr erforderlich. Die Daten sind unverlierbarer Bestandteil des jeweiligen Bearbeitungswerkzeuges. Die Notwendig- keit einer manuellen Dateneingabe entfällt. Dies vermindert nicht nur Fehler, sondern ermöglicht zudem einen schnelleren Werkzeugwechsel. Die im Speichermedium abgelegten Werkzeugdaten können nicht nur von der Bearbeitungsmaschine, sondern auch z. B. im Rahmen der Werkzeuglagerverwaltung bzw. der Werkzeugkommissionierung verwendet werden. Be- vorzugt ist ein Speichermedium mit permanent, also nicht flüchtig, abgelegten Daten. Die Dateneinheit kann ein wiederbeschreibbares Speichermedium aufweisen, um eine Wiederverwendung der Dateneinheit zu ermöglichen, zum Beispiel wenn das Bearbeitungswerkzeug verschlissen ist. Es kann insbesondere auch ein RFID-Transponder eingesetzt werden, der verschlüsselte Daten versendet. Dies kann zum Beispiel sicherstellen, dass nur Bearbeitungswerkzeuge einer bestimmten Qualität bei der Bearbeitungsmaschine eingesetzt werden. In einem Speichermedium der Dateneinheit kann eine digitale Konstruktionszeichnung des B earbeitungs Werkzeugs abgelegt sein. Dies ermöglicht eine Datenablage in der Dateneinheit derart, dass die Bearbeitungsmaschine oder eine andere externe Einheit, die Zugang zu diesen Daten hat, aus den digitalen Konstruktionszeichnungen sämtliche relevanten Geometriedaten des Bearbeitungswerkzeuges ableiten kann. Ein Mehrschicht-Aufbau des Dämpfungskörpers nach Anspruch 2 erlaubt eine präzise Anpassung der Dämpfungswirkung des Dämpfungskörpers an die Betriebsbedingungen, insbesondere an die auf die Dateneinheit wirkenden Kräfte.
Unterschiedlich aufgebaute Schichten nach Anspruch 3 ermöglichen beispielsweise eine progressive Dämpfung der Dateneinheit durch den Dämpfungskörper oder einen in anderer Weise nichtlinearen Dämpfungsverlauf. Alternativ können die Schichten des Dämpfungskörpers auch gleich aufge- baut sein, wobei beispielsweise ein Luftkisseneffekt zwischen den benachbarten Schichten genutzt werden kann.
Schichten aus unterschiedlichen Materialien nach Anspruch 4 erlauben eine einfache Realisierung eines vorgegebenen Dämpfungsverlaufs, der mit einem einzigen Material nicht erreicht werden kann. Alternativ oder zusätzlich zu einem Schichtaufbau aus unterschiedlichen Materialien kann der Dämpfungskörper auch eine Schichtenfolge mit elastischen oder starren Materialien mit zwischenliegenden Federelementen, beispielsweise mit zwischenliegenden Teller- oder Schraubenfedern, aufweisen.
Ein Elastomer nach Anspruch 5 ermöglicht einen kostengünstigen Aufbau des Dämpfungskörpers. Bei dem Elastomer kann es sich beispielsweise um Kautschuk oder Polyurethan handeln.
Ein Dämpfungskörper nach Anspruch 6 mit einem Silikonbestandteil, insbesondere ausgeführt als Silikonschaum, führt zu einer guten Dämpfungswirkung bei gleichzeitig hoher Standzeit des Dämpfungskörpers. - A -
Dies gilt entsprechend für einen Dämpfungskörper nach Anspruch 7. Eine Acrylpaste lässt sich zudem einfach in eine für den Dämpfungskörper innerhalb des Befestigungsabschnitts vorgesehene Aufnahme einbringen.
Ein Spiel nach Anspruch 8 gewährleistet eine erwünschte Relativbewegung der Dateneinheit zum Befestigungsabschnitt, sobald auf die Dateneinheit während des Betriebs des Bearbeitungswerkzeugs eine Kraft wirkt. Dies gewährleistet, dass auftretende Belastungskräfte auf die Dateneinheit während des Betriebs des B earbeitungs Werkzeugs reduziert sind. Dies erhöht bei gegebener Widerstandsfähigkeit die Standzeit der Dateneinheit. Alternativ können bei gegebener Standzeit kostengünstigere Dateneinheiten zum Einsatz kommen.
Eine Stärke des Dämpfungskörpers nach Anspruch 9 hat sich in der Praxis für typische Materialien des Dämpfungskörpers als ausreichend herausgestellt.
Was die Bearbeitungsmaschine angeht, ist die eingangs gestellte Aufgabe gelöst durch eine Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 10.
Die Vorteile der Bearbeitungsmaschine entsprechen denjenigen, die vorstehend schon im Zusammenhang mit dem B earbeitungs Werkzeug erläutert wurden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein mit einer Bearbeitungsmaschine mit dem erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeug durchführbares Bearbeitungsverfahren anzugeben, welches auch bei notwendigen Werkzeugwechseln effizient durchführbar ist. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 11.
Die Vorteile des Bearbeitungsverfahrens entsprechen denjenigen, die vor- stehend schon unter Bezugnahme auf das Bearbeitungswerkzeug erläutert wurden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Bearbeitungswerkzeug für ein
Werkstück;
Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1 im Bereich eines Dämpfungskörpers für eine Dateneinheit des Bearbeitungswerkzeugs;
Fig. 3 eine zu Fig. 2 ähnliche Darstellung eines alternativen Dämpfungskörpers;
Fig. 4 eine zu Fig. 1 bis auf den vergrößerten Maßstab ähnliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Bearbeitungswerkzeugs.
Ein in der Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnetes Bearbeitungswerkzeug ist als Umformwerkzeug ausgebildet. Das Bearbeitungswerkzeug 1 dient zur Bearbeitung eines Werkstücks 2 in Form eines Stahlblechs mit der Dicke 1 mm. Das Werkstück 2 ist in der Fig. 1 nach erfolgter Umformung wiedergegeben, bei der im Werkstück 2 ein Napf 3 geformt ist. Das Bearbeitungswerkzeug 1 weist zwei Hauptkomponenten auf, nämlich eine in Fig. 1 oberhalb des Werkstücks 2 angeordnete obere Hauptkomponente 4 und eine in der Fig. 1 unterhalb des Werkstücks 2 angeordnete un- tere Hauptkomponente 5. Beide Hauptkomponenten 4, 5 werden von einer ansonsten nicht dargestellten Bearbeitungsmaschine getragen. Je nach Art der Bearbeitungsmaschine kann das Bearbeitungswerkzeug 1 in einer Werkzeugaufnahme, in einer von mehreren Werkzeugaufnahmen oder an einem definierten Werkzeuglagerort untergebracht sein. Die beiden Haupt- komponenten 4, 5 sind in der Fig. 1 mit einem übertrieben großen axialen Abstand zueinander und zum Werkstück 2 dargestellt.
Beim Bearbeiten bzw. Umformen des Werkstücks 2 kommt mit diesem ein oberer Bearbeitungsabschnitt 6 des Bearbeitungswerkzeugs 1 in Form einer Prägematrize und ein unterer Bearbeitungsabschnitt 7 des Bearbeitungswerkzeugs 1 in Form eines Prägestempels in Kontakt. Die Prägematrize 6 ist mit Zylinderschrauben an einem Oberteil 8 der oberen Hauptkomponente 4 festgeschraubt. Der Prägestempel 7 ist mittels einer koaxial zur Werkzeug-Längsachse laufenden Schraube 9 mit einer Feder-Baugruppe ver- schraubt, die eine hülsenförmige PU-(Polyurethan-)Feder 10 aufweist. Den Prägesstempel 7 umgibt ein Abstreiferring 11.
Die obere Hauptkomponente 4 ist über einen oberen Befestigungsabschnitt 12 an der Bearbeitungsmaschine festlegbar. Die untere Hauptkomponente 5 ist über einen unteren Befestigungsabschnitt 13 in Form eines ringförmigen Halteabschnitts ebenfalls an der Bearbeitungsmaschine festlegbar.
Soweit vorstehend beschrieben, ist das B earbeitungs Werkzeug 1 vom Stand der Technik her grundsätzlich bekannt. Im oberen Befestigungsabschnitt 12 ist eine Sackbohrung 14 ausgeführt, die koaxial zur Werkzeug-Längsachse verläuft. Die Sackbohrung 14 ist vom oberen Befestigungsabschnitt 12 her ausgeführt, also von der dem oberen Bearbeitungsabschnitt 6 gegenüberliegenden Seite her. In diese Sackbohrung 14 ist eine Dateneinheit 15 in Form einer RFID-(Radio Fre- quency Identification-)Dateneinheit ausgeführt. Die Dateneinheit 15 hat ein digital auslesbares Speichermedium. Letzteres enthält Daten zu den Abmessungen und zum Typ des Bearbeitungswerkzeugs 1. Zudem hat die Dateneinheit 15 einen Transponder, der Zugriff auf die Daten des Speichermediums hat, also mit letzterem in Signal Verbindung steht. Über den Transponder steht die Dateneinheit 15, wie in der Fig. 1 bei 16 gestrichelt dargestellt, mit einer schematisch in der Fig. 1 wiedergegebenen Leseeinheit 17 der Bearbeitungsmaschine in Signalverbindung. Die Leseeinheit 17 steht wiederum über eine Signalleitung 18 mit einer Steuereinrichtung 19 der Bearbeitungsmaschine zur Steuerung des Bearbeitungswerkzeugs 1 in Signalverbindung.
Beim Bearbeiten des Werkstücks 2, nämlich dann, wenn der obere Bear- beitungsabschnitt 6 mit dem Werkstück 2 in Kontakt kommt, wirkt auf die Dateneinheit 15 eine Bearbeitungskraft, deren Kraftrichtung die in Fig. 1 bei 20 dargestellt ist. In Richtung dieser Bearbeitungskraft 20 stützt sich die Dateneinheit 15 an einem Grundkörper 21 des oberen Befestigungsabschnitts 12 der oberen Hauptkomponente 4 über einen Dämpfungskörper 22 ab, wie in der Fig. 2 vergrößert dargestellt ist.
Der Dämpfungskörper 22 ist am in der Fig. 1 unteren Ende der Sackbohrung 14 untergebracht. Der Außendurchmesser des Dämpfungskörpers 22 entspricht dabei dem Innendurchmesser der Sackbohrung 14, so dass der Dämpfungskörper 22 satt in die Sackbohrung 14 eingepasst ist. Die Dateneinheit 15 wiederum hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Sackbohrung 14, so dass zwischen einer äußeren Mantelwand der Dateneinheit 15 und einer Innenwand der Sackbohrung 14 ein Spiel verbleibt, welches mindestens 0, 1 mm beträgt. Sobald Beschleunigungskräfte auf die obere Hauptkomponente 4 des Bearbeitungswerkzeugs 1 wirken, ist daher eine Relativbewegung der Dateneinheit 15 gegenüber dem Grundkörper 21 gegen die Rückstellkraft des Dämpfungskörpers 22 möglich.
In Richtung der Bearbeitungskraft 20 hat der Dämpfungskörper 22 eine Stärke von 2 mm. Auch andere Stärken von mindestens 1 mm sind möglich.
Der Dämpfungskörper 22 ist aus elastischer Silikonmasse. Beim Silikonmaterial des Dämpfungskörpers 22 kann es sich beispielsweise um einen Silikonschaum handeln. Alternativ kann der Dämpfungskörper 22 auch aus einem anderen elastischen Material, z. B. aus einem Elastomer wie Kautschuk oder Polyurethan oder einer Acrylpaste, aufgebaut sein.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Dämpfungskörpers 23, der anstelle des Dämpfungskörpers 22 eingesetzt sein kann. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und wer- den nicht nochmals im einzelnen diskutiert.
Der Dämpfungskörper 23 ist in Richtung der Bearbeitungskraft 20 mehrschichtig aufgebaut und hat insgesamt drei Dämpfungsschichten 24, 25, 26, die in der Fig. 1 von oben nach unten durchnummeriert sind. In Richtung der Bearbeitungskraft 20 haben die Dämpfungsschichten 24 bis 26 die gleiche Stärke. Dies ist jedoch nicht zwingend. Die Dämpfungsschichten 24 bis 26 sind aus dem gleichen Material aufgebaut. Bei diesem Material kann es sich um eines der vorstehend im Zusammenhang mit dem Dämpfungs- körper 22 der Ausführung zu den Fig. 1 und 2 beschriebenen Materialien handein.
Alternativ zu einem Aufbau des Dämpfungskörpers 23 mit Dämpfungsschichten 24 bis 26 aus dem gleichen Material können die Dämpfungs- schichten 24 bis 26 auch aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein. So kann die in der Fig. 1 oberste Dämpfungsschicht 24 aus einem elastischen Material mit einem ersten Elastizitätsmodul, die zweite Dämpfungs- schicht 25 aus einem elastischen Material mit einem zweiten, höheren Elastizitätsmodul und die dritte Dämpfungsschicht 26 aus einem Material mit einem dritten, nochmals höheren Elastizitätsmodul aufgebaut sein. Der Dämpfungskörper 23 hat dann eine progressive Dämpfungscharakteristik, wobei beim Auftreten einer Bearbeitungskraft 20 die Dateneinheit 15 zunächst über die oberste Dämpfungsschicht 24 weich und dann über die mittlere Dämpfungsschicht 25 und die untere Dämpfungsschicht 26 zu- nehmend stärker abgebremst wird.
Aufgrund des Schichtaufbaus des Dämpfungskörpers 23 kann sich an den Grenzen 27 am Übergang zwischen zwei der drei Dämpfungsschichten 24, 25 bzw. 25, 26 vorübergehend oder permanent ein Luftkissen bilden, wel- ches zu einer zusätzlichen Dämpfungswirkung des Dämpfungskörpers 23 führt.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform eines Dämpfungskörpers, der ähnlich wie der Dämpfungskörper 23 aus mehreren Schichten aufge- baut ist, liegt eine Schichtenfolge in Richtung der Bearbeitungskraft 20 aus Dämpfungsschichten aus elastischen oder starren Materialien mit zwischenliegenden Federelementen vor. Bei einem dreischichtigen Aufbau eines derart alternativen Dämpfungskörpers kann beispielsweise die mittle- re Dämpfungsschicht (vgl. 25 in der Fig. 3) als Federelement, beispielsweise mit einer Tellerfeder aus Federstahl, ausgebildet sein und die an dieses angrenzenden Schichten (vgl. 24 und 26 in der Fig. 3) können aus elastischem oder starrem Material ausgebildet sein.
Zum Abstützen der Dateneinheit 15 gegen eine in Gegenrichtung zur Bearbeitungskraft 20 wirkende Bearbeitungs-Gegenkraft 28 kann ein weiterer Dämpfungskörper 29 vorgesehen sein, der in der Fig. 1 oberhalb der Dateneinheit 15 dargestellt ist. Der Dämpfungskörper 29 ist aufgebaut wie einer der vorstehend beschriebenen Dämpfungskörper zur Dämpfung der Dateneinheit 15 gegen die Bearbeitungskraft 20.
Über den weiteren Dämpfungskörper 29 stützt sich die Dateneinheit 15 gegen einen Deckel 30 ab, der fest mit dem in Fig. 1 oberen Ende des oberen Befestigungsabschnitts 12 verbunden ist.
Im Beispiel nach Fig. 1 ist als Werkzeugtyp im Speichermedium der Dateneinheit 15 „Umformwerkzeug" angegeben. Je nach dem Bearbeitungswerkzeug 1 , bei dem die Dateneinheit 15 zum Einsatz kommt, kann im Speichermedium ein anderer Werkzeugtyp abgelegt sein, zum Beispiel Rund-, Rechteck-, Quadrat-, Gewindeform-, Langloch-, Präge-, Bogen-, Radius-, Dreieck-, Signier-, Kiemen-, Sicken-, Durchzugs-, Senk- oder Trenn Werkzeug. Auch ein anderer Werkzeugtyp kann angegeben sein, je nachdem, um welches Bearbeitungswerkzeug es sich handelt. Bei den Werkzeugabmessungen, die im Speichermedium der Dateneinheit 15 abgelegt sind, handelt es sich insbesondere um die Länge der oberen Hauptkomponente 4, um Daten zur Berechnung des möglichen Werkzeughubes zwischen einer Bearbeitungsposition und einer Freigabeposition des Bearbeitungswerkzeugs 1 sowie um die Länge des Prägestempels 7. Soweit es sich bei den Bearbeitungsabschnitten 6, 7 um nachschleifbare Abschnitte handelt, wird neben der Werkzeuglänge, also der relevanten Abmessung der Bearbeitungsabschnitte 6, 7 parallel zur Werkzeuglängsachse, auch noch die maximale Nachschleiflänge abgelegt. Ferner können Daten zur Form des Prägestempels 7 und der Prägematrize 6 abgelegt sein.
Ein mit dem Bearbeitungswerkzeug 1 durchführbares Bearbeitungsverfahren läuft folgendermaßen ab: Zunächst wird das Bearbeitungswerkzeug 1 einer Werkzeugaufnahme der Bearbeitungsmaschine zugeordnet. Dies kann dadurch geschehen, dass das Bearbeitungswerkzeug in einer entsprechenden Werkzeugaufnahme der Bearbeitungsmaschine festgelegt wird. Bei Bearbeitungsmaschinen, die selbsttätig das Bearbeitungswerkzeug wechseln, kann diese Zuordnung auch dadurch erfolgen, dass das Bearbeitungswerkzeug 1 an den hierfür vorgesehenen Lagerort, auf der Bearbei- tungsmaschine abgelegt wird, von dem aus das B earbeitungs Werkzeug 1 dann einem automatischen Ergreifen und Befestigen in einer Maschinenaufnahme zugänglich ist. Nach der Zuordnung ist der Bearbeitungsmaschine, z. B. durch Zugriff auf eine entsprechende Datentabelle, bekannt, dass in einer Maschinenaufnahme bzw. in einem hierfür vorgesehenen Lagerort das zugeordnete Bearbeitungswerkzeug 1 vorliegt. Diese Zuordnung kann mit Hilfe eines Sensors der Bearbeitungsmaschine, der das Bearbeitungswerkzeug 1 erfasst, erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, die Zuordnung auf einem Bedienterminal der Bearbeitungsmaschine manuell vorzunehmen. Anschließend spricht die Leseeinheit 17 automatisch die Dateneinheit 15 an und liest die im Speichermedium der Dateneinheit 15 enthaltenen Daten zum Bearbeitungswerkzeug 1 aus. Die vom Speichermedium der Dateneinheit 15 auf die Leseeinheit 17 über die Funk-Signalverbindung 16 übertragenen Daten werden anschließend von der Leseeinheit 17 auf die Steuereinrichtung 19 übertragen. Zusammen mit weiteren, in der Steuereinrichtung 19 vorliegenden Daten, insbesondere über die Art des zu bearbeitenden Werkstücks 2, wird nun von der Steuereinrichtung 19 ein Bearbei- tungsprozess erstellt, der anschließend abläuft. Da alle hierfür erforderlichen Daten automatisch vorliegen, ist es beispielsweise nicht mehr erfor- derlich, Daten manuell einzugeben, um zum Beispiel einen Bearbeitungshub des Bearbeitungswerkzeugs 1 vorzugeben. Auch die manuelle Eingabe des Werkzeugtyps, von der die Art des Bearbeitungsprozesses abhängt, entfällt.
Beim Bearbeiten erfährt die Dateneinheit 15 je nach der momentanen Bearbeitungsbewegung der oberen Hauptkomponente 4 Kräfte in Richtung der Bearbeitungskraft 20 oder in Richtung der Bearbeitungs-Gegenkraft 28. Durch diese Kräfte wird die Dateneinheit 15 in die jeweiligen Richtungen 20, 28 beschleunigt. Die hieraus resultierende Bewegung der Dateneinheit 15 in Richtung der Bearbeitungskraft 20 wird über die Dämpfungskörper 22, 23 und eine Bewegung in die Richtung der Bearbeitungs-Gegenkraft 28 durch den Dämpfungskörper 29 gedämpft, so dass keine hohen Spitzenkräfte auf die Dateneinheit 15 wirken. Letztere ist daher beim Betrieb des Bearbeitungswerkzeugs 1 sicher vor einer Beschädigung geschützt.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeugs. Komponenten, die denjenigen entsprechen, wie vorstehend schon unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Auch beim Bearbeitungswerkzeug 1 nach Fig. 4 handelt es sich um ein Umformwerkzeug.
Die Prägematrize 6 ist bei der Ausführung nach Fig. 4 von einer PU- (Polyurethan-)Feder 31 hülsenförmig umgeben. Letztere stützt sich nach oben an einem Justierring 32 ab.
Den Prägestempel 7 umgibt bei der Ausführung nach Fig. 4 eine Abstrei- ferplatte 33, die sich über einen PU-(Polyurethan)Dämpfungsring 34 am unteren Befestigungsabschnitt 13, also an der Stempelaufnahme, abstützt. Der Dämpfungsring 34 spannt die Abstreiferplatte 33 gegen eine ringförmige Hinterschneidung 35 eines Halterings 36 der unteren Hauptkomponente 5 vor. Der Haltering 36 ist mit der Stempelaufnahme 13 verschraubt.
Der Datensatz im Speichermedium der Dateneinheit 15 der Ausführung nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem der Ausführung nach Fig. 1 insbesondere durch die Angabe des unterschiedlichen Aufnahmetyps des Bearbeitungswerkzeugs 1. Ansonsten entsprechen die Daten, natürlich mit den jeweils für das Werkzeug nach Fig. 4 korrekten Abmessungen, denjenigen des Datensatzes der Ausführung nach Fig. 1.
Der Transponder der Dateneinheit 15 steht mit einer Leseeinheit und einer Steuereinrichtung der Bearbeitungsmaschine in Verbindung, wie vorste- hend im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben.
Das Bearbeitungs verfahren läuft beim B earbeitungs Werkzeug 1 nach
Fig. 4 entsprechend zu dem ab, was vorstehend zum Bearbeitungswerkzeug
1 bei Fig. 1 erläutert wurde. Die Dateneinheit 15 ist über Dämpfungskörper 22 oder 23 sowie 29 gegen eine zu hohe Kraftwirkung geschützt, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 bzw. der Ausführung nach Fig. 3 erläutert.
Zusätzlich zu den oben unter Bezugnahme auf die Dateneinheit 15 diskutierten Daten kann das Speichermedium digitalisierte Zeichnungen des Bearbeitungswerkzeuges 1 enthalten. Hierdurch wird es der Steuereinrichtung 19 der Bearbeitungsmaschine ermöglicht, zusätzlich zu den Einzeldaten, die im Speichermedium der Dateneinheit 15 abgelegt sind, noch weitere, für spezielle Anwendungen ggf. noch relevante, Geometriedaten des Bearbeitungswerkzeugs 1 zu ermitteln.
Durch die in der Dateneinheit 15 abgelegten Daten kann zudem eine Lagerung einer Vielzahl derartiger Bearbeitungswerkzeuge 1 bzw. eine Kom- missionierung von diesen vereinfacht werden.

Claims

Patentansprüche
1. Bearbeitungswerkzeug (1) für ein Werkstück (2)
- mit mindestens einem Bearbeitungsabschnitt (6, 7), der beim Bear- beiten mit dem Werkstück (2) in Kontakt kommt,
- mit mindestens einem Befestigungsabschnitt (12, 13), über den das Werkzeug (1) an einer Bearbeitungsmaschine festlegbar ist,
- mit einer Dateneinheit (15) mit einem digital auslesbaren Speichermedium, welches Daten zu den Abmessungen und zum Typ des Be- arbeitungswerkzeugs (1) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dateneinheit (15) an einem Grundkörper (21) des Befestigungsabschnitts (12) gegen eine beim Bearbeiten des Werkstücks (2) auftretende Bearbeitungskraft (20, 28), die auf die Dateneinheit (15) wirkt, über mindestens einen im Befestigungsabschnitt (12) untergebrachten Dämpfungskörper (22;
23; 22, 29; 23,29) abstützt.
2. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (23) in Richtung der Bearbeitungskraft (20, 28) mehrschichtig aufgebaut ist.
3. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (23) unterschiedlich aufgebaute Schichten (24 bis 26) aufweist.
4. Bearbeitungswerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (23) Schichten (24 bis 26) aus unterschiedlichen Materialien aufweist.
5. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (22, 23, 29) oder mindestens eine Schicht (24 bis 26) des Dämpfungskörpers (22, 23, 29) aus einem Elastomer aufgebaut ist.
6. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (22, 23, 29) oder mindestens eine Schicht (24 bis 26) des Dämpfungskörpers (22, 23, 29) zumindest einen Silikonbestandteil aufweist.
7. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (22, 23, 29) oder mindestens eine Schicht (24 bis 26) des Dämpfungskörpers (22, 23, 29) als Acrylpasten- Schicht ausgeführt ist.
8. Bearbeitungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneinheit (15) in einer Aufnahme (14) des Befestigungsabschnitts (12) unter Spiel untergebracht ist.
9. B earbeitungs Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (22, 23, 29) in Richtung der Bearbeitungskraft (20, 28) eine Stärke von mindestens 1 mm aufweist.
10. Bearbeitungsmaschine mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Leseeinheit ( 17) zum Auslesen der Dateneinheit (15), die mit einer Steuereinrichtung (19) zur Steuerung des Bearbei- tungswerkzeugs in Signalverbindung (18) steht.
11. Bearbeitungsverfahren, durchgeführt mit einer Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 10, mit folgenden Schritten:
- Zuordnen eines Bearbeitungswerkzeugs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zu einer Werkzeugaufnahme und/oder einem Werkzeuglagerort der Bearbeitungsmaschine,
Auslesen der Dateneinheit (15) mit der Leseeinheit (17),
Weitergeben der Daten, die vom Speichermedium auf die Leseeinheit (17) übertragen wurden, von der Leseeinheit (17) an die Steuereinrichtung (19),
- Bearbeiten des Werkstücks (2) unter Verwendung der weitergegebenen Daten.
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