DE102005006526A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von Werkstücken, wie tafelförmigen Platten, dünnem Blech, stabförmigen Materialien, Rohren o.dgl., aus Metall, Kunststoff und anderen umformfähigen Materialien vorgeschlagen, wobei automatisiert geführte Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig auf entgegengesetzte Seiten des Werkstücks zur Umformung einwirken.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von Werkstücken, wie tafelförmigen Platten, dünnem Blech, stabförmigen Materialien, Rohre, o.dgl., aus Metall, Kunststoff und anderen umformfähigen Materialien.
• Stand der Technik sind Umformverfahren mit und ohne Gegenform (Matrize).
• Zu den Umformverfahren ohne Matrize gehört das inkrementelle Umformen, wie in der DE 103 17 880 B3 dargestellt. Dieses Verfahren stößt aber bei verschiedenen Umformgeometrien an seine Grenzen. So ist es z.B. schwer oder gar unmöglich senkrechte Vertiefungen, Kanten o.dgl. herzustellen oder Erhöhungen und Vertiefungen an einem Werkstück zu realisieren.
• Bei Umformverfahren mit Matrize wird eine kostenintensive Matrize für das Werkstück angefertigt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von Werkstücken anzugeben, die ein kostengünstiges Umformen ohne formgebundene Matrize ermöglichen, wobei trotzdem eine Vielzahl von Umformgeometrien erreichbar sind.
• Die obige Aufgabe wird insbesondere durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder ein Verfahren gemäß Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die hier vorgestellte Bearbeitungsvorrichtung zeigt ein Umformverfahren, bei dem mindestens zwei Handhabungseinheiten jeweils ein Bearbeitungswerkzeug, ein Gegenwerkzeug, eine Werkstückhalterung oder eine Niederhaltung geführt bewegen. Insbesondere führt jede Handhabungseinheit jeweils ein Bearbeitungswerkzeug derart, daß das vorzugsweise plattenförmige oder flache Werkstück koordiniert von entgegengesetzten Seiten berabeitet wird. Optional ist die Einspannung bzw. Niederhaltung ungeführt oder passiv.
• Als Handhabungseinheiten sind insbesondere Industrieroboter, Portalroboter, CNC-Maschinen, die steuerungstechnisch miteinander gekoppelt sind und gemeinsam ein Werkstück bearbeiten, o.dgl. vorgesehen.
• Die Bearbeitung erfolgt durch zwei Handhabungs- bzw. Bearbeitungseinheiten, die jeweils mit einem eigenen formungebundenen Bearbeitungswerkzeug ausgerüstet sind, welches die aktive bearbeitende impulsgebende Rolle (schlagend, drückend, pressend, rotierend, strahlausendend) sowie auch die passive Rolle als Gegenstück (Widerlager, Matrize, Pressform, Amboss) übernehmen kann.
• Je nach Bearbeitungsrichtung wechseln sich die Bearbeitungseinheiten mit ihrem Werkzeug in der passiven und aktiven Bearbeitung ab. Es ist auch eine gleichzeitige aktive bzw. passive Rolle möglich.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
• 1 Bearbeitungseinheit 1 passiv
  Gegenhaltend
  Bearbeitungseinheit 2 aktiv
  Impuls gebend
  schlagend
• 2 Bearbeitungseinheit 1 aktiv
  Impuls gebend
  schlagend
  Bearbeitungseinheit 2 passiv
  Gegenhaltend
• Das formungebundene Bearbeitungswerkzeug besteht beispielsweise aus einem Kugelkopf, der an einem Schlagwerkzeug eingespannt ist. Es ist auch ein Kopf möglich. der durch Anpressdruck die Umformung vornimmt, dieser kann auch rotierend ausgeführt sein.
• In den Werkzeugkopf können z.B. Strahlkanäle eingearbeitet sein, um damit auch Laserstrahlen, Kugelstrahlen, Wasserstahlen usw. zur Umformung einzusetzen.
• Kombinationen aus den Bearbeitungsarten (schlagend, rotierend, usw.) können auch zum Einsatz kommen.
• Die Bearbeitungsvorrichtung kann noch durch weitere Handhabungseinheiten sowie Zusatzachsen, Lineareinheiten oder Dreheinheiten ergänzt werden.
• Bei sehr komplizierten und großen Formen bzw. Werkstücken kann zur besseren Bearbeitung die Werkstückhalterung bzw. Niederhaltung über weitere Handhabungseinheiten flexibel geführt werden.
• Der Vorteil dieser Umformeinrichtung besteht in dem formungebundenen Werkzeug und in der wechselseitigen und/oder koordinierten, vorzugsweise automatisierten Bearbeitung des Werkstücks, ohne daß die Herstellung einer spezifischen Form erforderlich ist. Insbesondere können durch das gleichzeitige oder abwechselnde Bearbeiten von entgegengesetzten Seiten auch schwierige Umformgeometrien, wie senkrechte Vertiefungen, Kanten, sowohl Erhöhungen als auch Vertiefungen u.dgl., an einem Werkstück realisiert werden.
• Vorzugsweise kann die Bearbeitung grundsätzlich wie in der DE 103 17 880 B3 beschrieben, erfolgen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Umformen eines vorzugsweise flachen oder plattenförmigen Werkstücks, mit zwei Bearbeitungseinheiten, die jeweils ein Bearbeitungswerkzeug führen, wobei die Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig auf entgegengesetzte Seiten des Werkstücks zur Umformung einwirken können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Steuerung für die Bearbeitungseinheiten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bearbeitungseinheiten als Roboter ausgebildet sind.
4. Verfahren zum Umformen eines vorzugsweise flachen oder plattenförmigen Werkstücks, wobei automatisiert geführte Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig auf entgegengesetzte Seiten des Werkstücks zur Umformung einwirken.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Umformen matrizenfrei erfolgt.