DE102006052914B3

DE102006052914B3 - Transfervorrichtung für eine Presse

Info

Publication number: DE102006052914B3
Application number: DE200610052914
Authority: DE
Inventors: Tobias Amann; Rainer Reichenbach; Thomas Dipl.-Ing. Spießhofer
Original assignee: Mueller Weingarten AG
Current assignee: Mueller Weingarten AG
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: CN101563176A; ES2502890T3; EP2091675A1; CN101563176B; WO2008058496A1; EP2091675B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pressentransfer, bei dem die Greiferschienen über Gelenkstangen gehalten und mittels Servomotoren angetrieben werden und bei dem die Antriebsmittel und die Bewegungsübertragungsmittel größtenteils im Ständerbereich angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transfervorrichtung für eine Presse nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
Stand der Technik
Eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Werkstücken in einer Transferpresse besteht in der Regel aus zwei in Transportrichtung der Werkstücke verlaufenden Greiferschienen, die neben der Längs- und Hubbewegung eine zusätzliche Querbewegung durchführen, wobei Greiferelemente an den Greiferschienen vorgesehen sind. Zum Antrieb dieser Greiferschienen verwendet man in jüngster Zeit unterschiedliche elektrische Antriebe, welche die früher üblichen mechanischen, an den Pressenantrieb gekoppelten Antriebe nahezu vollständig abgelöst haben.
Nach der DE 195 06 079 A1 ist eine Vorrichtung zum Transfer von Werkstücken durch eine Folge von Bearbeitungsstationen einer Presse, eines Simulators oder dergleichen bekannt, die zwei parallel im Abstand zueinander, sich in Transportrichtung erstreckende Transportschienen aufweist. An den Transportschienen sind Aufnahmeeinrichtungen für die zu transportierenden Werkstücke angeordnet. Die Transportschienen sind insgesamt mittels jeweils paarweise angeordneten Linearmotoren in vertikaler Richtung und horizontal aufeinander zu bewegbar. Die Antriebseinrichtungen für die Bewegungen in den drei Bewegungsachsen sind als paarweise angeordnete Linearmotoren ausgeführt, wobei die sich bezüglich der Mittelachse der Presse gegenüberliegenden Linearmotoren synchron ansteuerbar sind. Nachteilig bei dieser Lösung sind die großen Massen an bewegten Teilen. Insbesondere die Antriebe der einzelnen Bewegungsachsen sind übereinander angeordnet und müssen dadurch während der Transportbewegung mitbewegt werden. Dies wirkt sich negativ auf die Dynamik des Gesamtsystems aus. Weiterhin nachteilig ist, dass die eingesetzten Linearmotoren nur bedingt für den Einsatz in Umformmaschinen geeignet sind, weil durch eine magnetische Anziehungskraft Partikel angezogen werden und so zusammen mit anderen Schmutzteilchen die Laufflächen der Linearantriebe verunreinigen. Dies hat einen erhöhten Wartungsaufwand zur Folge. Durch den Einsatz von Linearführungen müssen außerdem Nachteile wie zum Beispiel Verschließ der Führungen oder Verschmutzung der Anlage durch die Schmierung der Führungen in Kauf genommen werden. Auch die Schmierleitungen müssen konstruktiv vorgesehen werden.
Die DE 100 12 022 A1 tritt diesen Nachteilen bereits entgegen. Es wird ein Transferantrieb offenbart, der weitgehenst auf wartungsintensive Führungen für die einzelnen Bewegungselemente verzichtet. Vorgeschlagen wird ein Antrieb, der aus beweglichen Gelenkstangen in hängender Anordnung besteht. Durch die Verwendung eines dreidimensionalen Antriebs wird eine Art "Mehr-Punkt-Aufhängung" geschaffen, das heißt, die Greiferschienen sind in allen drei Bewegungsachsen definiert an Gelenken aufgehängt, so dass auf übliche Führungen verzichtet werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, dass sämtliche Gelenkstangen und Schubstangen oberhalb der Transportebene der Werkstücke angeordnet sind, so dass der Werkzeugraum sehr gut zugänglich ist und keine störenden Bodengeräte vorhanden sind. Insbesondere beim Einsatz von Förderbändern oder Ablagestationen wirkt sich dies vorteilhaft aus.
Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass die konstruktive Anordnung der Antriebe und der Gelenkstangen sehr viel Platz beansprucht. Insbesondere die Bewegungsübertragung für die Öffnen- und Schließbewegung der Greiferschienen wird über einen sehr ausladenden Mechanismus aus Drehgelenken und Gelenkstangen übertragen. Dies hat zur Folge, dass der oben beschriebene Transferantrieb komplett außerhalb der Ständer in Durchlaufrichtung angebracht werden muss. Dadurch müssen die Greiferschienen so lang sein, dass sie beidseitig aus den Ständerbereichen herausragen. Dies bedeutet wiederum eine große Masse, welche bei der Transportbewegung mitbewegt werden muss und somit eine Verschlechterung der Dynamik im Vergleich zum Einsatz von kürzeren Greiferschienen. Durch die Aufhängung der Greiferschienen außerhalb der Pressenständer ist der Auflagenabstand relativ groß, was eine große Durchbiegung der Greiferschienen zur Folge hat. Um die Durchbiegung zu verringern müssen die Greiferschienen mit größeren Wandstärken ausgestaltet werden. Dies wirkt sich auf die Dynamik wiederum negativ aus.
Ein weiterer Nachteil, der aus dem großen Platzbedarf des beschriebenen Transferantriebes resultiert ist, dass für einige Anwendungen, bei denen kundenseitig nur ein begrenzter Platz zur Verfügung steht, dieser Transfer nicht einsetzbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ausgehend vom oben beschriebenen Stand der Technik einen Transferantrieb zu entwickeln, bei dem die Greiferschienen über Gelenkstangen gehalten und mittels Servomotoren angetrieben werden und bei dem die Antriebsmittel und die Bewegungsübertragungsmittel größtenteils im Ständerbereich angeordnet sind. Mit einem Minimum an bewegten Teilen soll der erfindungsgemäße Transferantrieb außerdem kompakt und somit kostengünstig gestaltet werden. Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Transfervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Transfervorrichtung verwirklicht.
Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde die Bewegungsübertragungsmittel, welche zwischen den Antrieben und den Greiferschienen wirken so anzuordnen, dass diese größtenteils zwischen den Ständern Platz finden. Dabei sollen keine Linearführungen zum Einsatz kommen, sondern ausschließlich Gelenke welche sich aufgrund geringer Reibverluste durch einen höheren Wirkungsgrad auszeichnen. Außerdem lassen sich Gelenke besser schmieren und abdichten.
Trotz der kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung sind neben den Transportfunktionen auch alle weiteren Funktionen wie sie aus dem Stand der Technik für eine Greifertransfervorrichtung bekannt sind, wie zum Beispiel Greiferschienenweitenverstellung oder Werkzeugwechselfunktionen, durchführbar.
Die erfindungsgemäße Transfervorrichtung ist auf zwei Traversen gelagert, welche an den jeweiligen Ständerpaaren befestigt sind. Auf diesen Traversen sind die Antriebe quer zur Durchlaufrichtung verstellbar gelagert, um eine Weitenverstellung der Greiferschiene zu ermöglichen. Die Vorschubbewegung, die Hebehubbewegung und die Öffnen-/Schließbewegung werden dadurch erzeugt, dass an den Greiferschienenenden Gelenkstangen bzw. Gelenkstangenpaare sphärisch gelagert sind. Die entgegengesetzten Enden der Gelenkstangen sind wiederum sphärisch an Hebeln gelagert, welche mit den jeweiligen Antrieben drehbar verbunden sind.
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung ist die Anordnung des Öffnen-/Schließbewegungsstranges. Durch die oben genannte Aufgabenstellung, die Bewegungsübertragungsmittel im Ständerbereich so zu platzieren, ist es nicht mehr möglich wie im Stand der Technik bekannt, die Greiferschiene von außen anzulenken und mit geeigneten Hebelmechanismen eine Bewegung einzuleiten.
Bei der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung werden daher die Antriebsstränge für die Öffnen-/Schließbewegungen mittig zwischen den Greiferschienen, symmetrisch zur Maschinenmittellinie angeordnet. Für jedes Greiferschienenende ist vorzugsweise ein Antriebsstrang vorgesehen. Auch die Antriebseinheit für die Öffnen-/Schließbewegung ist wie auch die Antriebseinheiten für den Vorschub und den Hebehub auf einer Traverse, quer zur Durchlaufrichtung verstellbar bzw. verfahrbar angebracht. Durch die platzsparende Anordnung im Ständerbereich ist die erfindungsgemäße Transfervorrichtung prinzipiell auch für einen Einsatz in Mehrstößelpressen geeignet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung.
Es zeigen:
1 Presse mit Transfervorrichtung in einer Seitenansicht
2 Transfervorrichtung in einer Draufsicht
3 Schnittdarstellung der Transfervorrichtung in Durchlaufrichtung
4 Mehrstößelpresse mit Transfervorrichtung in einer Seitenansicht
5 Schnittdarstellung in Durchlaufrichtung
Ausführungsbeispiel für den Einsatz in einer Einstößelpresse
1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Presse 1 in einer Seitenansicht in vereinfachter Darstellung. Zu sehen sind die Ständer 2, 3 an denen ein Stößel 4 vertikal verfahrbar geführt wird. Der Antrieb des Stößels 4 ist in dieser Figur nicht dargestellt. Ebenfalls nicht dargestellt ist das Werkzeug, bestehend aus Ober- und Unterwerkzeug. Während das Oberwerkzeug mit dem Stößel 4 verbunden ist, ist das Unterwerkzeug auf einem Schiebetisch 5 befestigt, welcher seinerseits während der Produktion mit einem Tisch 6 verspannt ist.
Die erfindungsgemäße Transfervorrichtung 7 ist auf der einen Seite über eine Traverse 8 an dem Ständerpaar 2 und auf der anderen Seite über eine Traverse 9 an dem Ständerpaar 3 befestigt.
2 veranschaulicht die Anbausituation in einer Draufsicht. Die Greiferschienen 10, 11 sind um einen Werkzeugwechsel zu ermöglichen geteilt. Die Greiferschienenendstücke 10a, 10b und 11a, 11b verbleiben bei einem Werkzeugwechsel in der Presse 1, während die Greiferschienenteile 10 und 11 gemeinsam mit dem Werkzeug und dem Schiebetisch 5 aus der Presse 1 herausgefahren werden. Die Greiferschienenendstücke 10a, b, 11a, b sind jeweils an drei Gelenkstangen bzw. Gelenkstangenpaaren aufgehängt und über diese mit den jeweiligen Antrieben verbunden. Die Vorschubbewegung der Greiferschienen 10 und 11 werden über die Antriebe 12a, b erzeugt, welche über Schwenkhebel 13 und eine Gelenkstange 14 auf das Greiferschienenendstück 11b einwirken.
Sowohl das Greiferschienenendstück 11b mit der Gelenkstange 14, als auch die Gelenkstange 14 mit dem Schwenkhebel 13 sind über eine sphärische Lagerung 15 miteinander verbunden. Die Antriebsstränge für die Vorschubbewegung sind an den Ständerpaaren 3a, 3b spiegelbildlich zur Maschinenmitte 16 angeordnet. Die Antriebsstränge für die Hubbewegung und für die Öffnen-/Schließbewegung greifen hingegen an allen vier Greiferschienenendstücken 10a, b und 11a, b an. Ein Antriebsstrang für die Hubbewegung beispielsweise der Greiferschiene 10 besteht aus einem Antrieb 17, einem Schwenkhebel 18 und einem Gelenkstangenpaar 19. Für den Hubantrieb wird keine einzelne Gelenkstange sondern ein Gelenkstangenpaar 19 vorgesehen, damit ein Kippen der Greiferschiene 10 um ihre Längsachse verhindert wird. Das Gelenkstangenpaar 19 ist ähnlich einen Parallelogramm angeordnet, so dass die Ausrichtung der Greiferschiene 10 immer gleich bleibt. In 3 ist diese Anordnung gut zu erkennen.
Der Antriebsstrang für die Öffnen-/Schließbewegung besteht aus einem Antrieb 20, einem Schwenkhebel 21 und einer Gelenkstange 22. Wie bei allen Antriebssträngen sind auch in diesem Fall die einzelnen Bauteile sphärisch gelagert miteinander verbunden. Kennzeichnend für den Öffnen-/Schließantrieb 20 ist seine Position zwischen den Hubantrieben 17, symmetrisch zur Maschinenmitte 16. Die Vorteile dieser Anordnung wurden bereits beschrieben, problematisch bei dieser Anordnung ist allerdings die Anlenkung der Greiferschienen 10, 11 über die Gelenkstangen 22 aufgrund der Platzverhältnisse durch die Anlenkung des Hubantriebes 17 über die Gelenkstangenpaare 19. Die erfindungsgemäße Transfervorrichtung löst diese Problematik dadurch, dass die Gelenkstange 22 an ihrem der Greiferschiene zugewandten Ende als eine Art Gabel ausgebildet ist, welche zumindest eine Gelenkstange des Gelenkstangenpaares 19 umschließt und so an einem sphärischen Gelenk 15 an der Greiferschiene 10, 11 angreifen kann. Obwohl in dieser Beschreibung die Antriebsstränge für die drei Bewegungen Vorschub, Hebehub und Öffnen-/Schließen beschrieben werden, ist aus der konstruktiven Gestaltung ersichtlich, dass diese Bewegungen jede für sich nur aus Bewegungsüberlagerungen aller Antriebe realisierbar sind. Diese Bewegungsüberlagerungen werden durch eine geeignete Steuerung errechnet und an die Servoantriebe übertragen.
Alle Antriebe sind über Schlitten 23 verfahrbar entlang einer Traverse 9 gelagert. Mittels eines Antriebes 24a können diese beispielsweise über ein Spindel 24/Spindelmutter 25-System verfahren werden. Auch andere aus dem Stand der Technik bekannten Bewegungsübertragungsmittel sind denkbar.
Ausführungsbeispiel für den Einsatz in einer Mehrstößelpresse
In 4 ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung 27 in einer Mehrstößeltransferpresse dargestellt. Wie man sieht ist in jedem Ständerbereich eine Transfereinheit 27 angebracht, bestehend aus Hubantrieb 17 und Öffnen-/Schließantrieb 20 sowie den zugehörigen Bewegungsübertragungsmittel. Der Vorschub für die durchgehenden Greiferschienen erfolgt über einen Antrieb 29. Da die Greiferschienen 28 in Mehrstößelpressen in der Regel sehr lang sind und somit eine große Masse besitzen ist es möglich, wie in 4 dargestellt, zwei oder mehrere Antriebe einzusetzen, welche auf denselben Vorschubhebel wirken. Weiterhin dargestellt ist eine Variante der erfindungsgemäßen Transfervorrichtung 27, bei der die Drehachsen der Schwenkhebel für die Hubbewegung und für die Öffnen-/Schließbewegung um 90° gedreht werden. Dies hat den Vorteil, dass der Platzbedarf der Transfervorrichtung 27 zwischen den Ständern noch geringer wird.
In 5 ist diese Variante in einer Ansicht in Durchlaufrichtung dargestellt. Die Gelenkstangenpaare 19 für den Hubantrieb 17 werden von einem Schwenkhebel 30 bewegt, welcher um eine Achse in Durchlaufrichtung schwenkt. In gleicher Richtung schwenkt der Hebel 31 um die Gelenkstangen 22 für die Öffnen-/Schließbewegung anzutreiben.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass für die Öffnen-/Schließbewegung statt einem Schwenkhebel 31 oder 21 ein Linearantrieb Verwendung findet. Das Gelenk 32 könnte dabei beispielsweise auf einem Schlitten gelagert werden, welcher in vertikaler Richtung antreibbar ist. Die Erfindung sieht außerdem vor, dass die Öffnen-/Schließbewegung durch eine dynamische Längenänderung der Gelenkstange erfolgt. Diese Längenveränderungen können beispielsweise durch einen Spindelmechanismus erzeugt werden, aber auch andere im Stand der Technik bekannte Antriebsmechanismen, wie zum Beispiel Hydraulikzylinder sind denkbar.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, die oben beschriebene dynamische Längenänderung der Gelenkstange in Kombination mit einem Antrieb über Schwenkhebel oder einem Linearantrieb einzusetzen um so über eine Bewegungsüberlagerung die Dynamik nochmals zu verbessern.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens.

1: Presse
2, 2a, b, 3, 3a, b: Ständer, Ständerpaar
4: Stößel
5: Schiebetisch
6: Tisch
7: Transfervorrichtung
8, 9: Traversen
10, 11: Greiferschienen
10a, b: Greiferschienenendstücke
11a, b: Greiferschienenendstücke
12a, b: Vorschubantriebe
13: Schwenkhebel Vorschub
14: Gelenkstange Vorschub
15: sphärische Lagerung, Kardangelenk
16: Maschinenmitte
17: Hubantrieb
18: Schwenkhebel Hubantrieb
19: Gelenkstangenpaar
20: Öffnen-/Schließantrieb
21: Schwenkhebel Schließen
22: Gelenkstange Schließen
23: Schlitten Weitenverstellung
24: Spindel Weitenverstellung
24a: Antrieb Weitenverstellung
25: Spindelmutter
26: Mehrstößelpresse
27: Transfereinheit
28: Greiferschienen
29: Vorschubantriebe
30, 30a: Schwenkhebel Heben
31: Schwenkhebel Schließen
32: Gelenke

Claims

Transfervorrichtung für eine Presse mit einem vorzugsweise mehrachsigen Transport von Werkstücken durch Bearbeitungsstationen mit zwei parallel zueinander angeordneten Trag- oder Greiferschienen (10, 11), wobei durch Bewegungsüberlagerung von mehreren Antrieben eine Vorschubbewegung, eine Hub-/Senkbewegung und eine Öffnen-/Schließbewegung durchgeführt wird und wobei die Trag- oder Greiferschienen (10, 11) ausschließlich mittels einer Gelenkstangenanordnung für die Durchführung der Bewegungen ohne weitere Führungselemente angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer kompakten Anordnung der Gelenkstangenanordnung die Bewegungsübertragungsmittel(13, 14, 18, 19, 21, 22) im Bereich zwischen den Ständern (2a, 2b; 3a, 3b) angeordnet sind, wobei zwischen den Ständerpaaren (2a, 2b; 3a, 3b) Traversen (8, 9) befestigt sind, an denen Antriebe für die Gelenkstangenanordnung (13, 14, 18, 19, 21, 22) gelagert sind, wobei die Gelenkstangenanordnung (22) zur Einleitung einer Öffnen-/Schließbewegung zwischen den Greiferschienen (10, 11) positioniert ist.
Transfervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsübertragungsmittel mittels sphärischer Lagerungen sowohl mit den Greiferschienen (10, 11), als auch mit den Antriebshebeln (13, 18, 21), als auch untereinander verbunden sind.
Transfervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubbewegungen die Hub-/Senkbewegungen und die Öffnen-/Schließbewegungen der Greiferschienen (10, 11) durch Bewegungsüberlagerungen aller eingesetzten Antriebe realisiert werden.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gelenkstange (22) an dem der Greiferschiene (10) zugewandten Ende eine gabelähnliche Ausnehmung aufweist, welche zumindest eine andere Gelenkstange (19) umhüllt.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (20) für die Öffnen-/Schließbewegung und die zugehörigen Antriebshebel (21) zwischen den Ständern (3a, b, 2a, b) symmetrisch zur Maschinenmitte (16) und nahe der Maschinenmitte (16) angeordnet sind.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebe (12, 17, 20) mit einem gemeinsamen Schlitten (23) fest verbunden sind, welcher auf einer Traverse (9) querverfahrbar gelagert ist.
Transfervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Schlitten (23) mittels eines gemeinsamen Antriebes (24a) symmetrisch zur Maschinenmitte verfahrbar und/oder verstellbar sind.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Schwenkhebels (18) und/oder des Schwenkhebels (21) in einer horizontalen Achse, quer zur Durchlaufrichtung erfolgt.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Schwenkhebels (30) und/oder des Schwenkhebels (31) in einer horizontalen Achse in Durchlaufrichtung erfolgt.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinleitung auf die Gelenkstangen (19) und/oder (22) mittels vertikal wirkenden linearen Antrieben erfolgt.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnen-/Schließbewegung der Greiferschienen (10, 11) mittels einer dynamischen Längenänderung der Gelenkstange (22) erzeugt wird.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbewegung der Greiferschienen (10, 11) mittels einer dynamischen Längenänderung der Gelenkstangen (19) erzeugt wird.
Transfervorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnen-/Schließbewegung der Greiferschienen (10, 11) mittels einer dynamischen Längenänderung der Gelenkstange (22) in Verbindung mit einer Bewegungseinleitung durch einen Schwenkhebel (21) oder einen linearen Antrieb erzeugt wird.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe aller Gelenkstangen über Linearmotoren erfolgen.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffspunkte (15) der Gelenkstangen (19) und (22) an den Greiferschienen axial in oder gegen die Durchlaufrichtung versetzt angeordnet sind.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkstange (22) als Doppelstange vor und hinter mindestens einer der Gelenkstangen (19) angeordnet ist.
Transfervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen alle Schwenkhebel beliebig räumlich angeordnet werden können.