DE3745022C2 - Biegepreßeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Biegepreßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Biegepreßeinrichtung dieser Art ist aus der DE 34 07 445 A1 bekannt. Diese bekannte Biegepreßeinrichtung weist keine Einrichtungen zur seitlichen Positionierung des Werkstücks auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Biegepreßeinrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß das Blech­ werkstück genau in seitlicher Richtung positioniert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 abgegebene Erfindung gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Biegepreßein­ richtung,

Fig. 2 und 3 in vergrößertem Maßstab eine teilgeschnittene Seiten- bzw. Draufsicht einer Einzelheit der Vorrichtung der Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht und Vorrichtung und Einrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 bis 9 schematische Arbeitsdarstellungen der Vor­ richtung der Fig. 1.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine automatisierte Ein­ richtung 1 zum Biegen von Metallblechen 2, insbesondere zur Her­ stellung von Kästen 3 gezeigt. Die Einrichtung 1 umfaßt eine Biegepresse 4 irgendeiner bekannten Art, eine roboterisierte Handhabungsvorrichtung 5, die durch eine bekannte elektronische Einrichtung 6, beispielsweise einen Mikroprozessor, gesteuert wird, einen Speicher 7 für Bleche 2, und eine Entlade- und Transportvorrichtung 8 für fertige Kästen 3. Die Presse 4 umfaßt einen Oberstempel 9 und einen Unterstempel 10, die einander zugekehrt und parallel zueinander angeordnet und so aufeinander abgestimmt sind, daß ein zwischen den Stempeln 9 und 10 angeord­ netes Blech 2 (Fig. 6 und 7) längs einer zur Längsachse der Presse 4 parallelen geraden Achse C (Fig. 5), im folgenden auch als "Biegeachse" bezeichnet, abgebogen wird. In Bezug auf die Vorrichtung 5 hinter der Biegeachse C und der Vorrichtung 5 gegenüber, weist die Presse 4 außerdem eine bewegliche, nume­ risch gesteuerte rückwärtige Meßlehre 11 im wesentlichen bekann­ ten Typs auf, die durch die Einrichtung 6 gesteuert wird und an der Presse 4 für ein Zusammenwirken mit dem Blech 2 zur Bestimmung von dessen Lage fest angebracht ist. Gemäß der Ausführungsform weist die rückwärtige Lehre 11 jedoch wenigstens ein Paar von linearen Positionsgebern 12 irgendeines bekannten Typs (Potentiometer, optische Skale usw.) auf, die einen verhältnismäßig langen Meßweg (meßbar in Zentimeter) haben und für ein Zusammenwirken mit dem durch die Vorrichtung 5 gehandhabten Blech 2 zur Bestim­ mung der Lage des Blechs 2 in Bezug auf die Biegeachse C einge­ richtet sind, und folglich die Einrichtung 6, nämlich über eine Leitung 13, mit einem Steuersignal versehen, welches die Ein­ richtung 6 in die Lage versetzt, die Lage des Blechs 2 durch geeignete Steuerung der Vorrichtung 5 zu korrigieren. Gemäß der Ausführungsform ist die Vorrichtung 5 direkt auf und verbunden mit der Presse 4, insbesondere auf einem zur Achse C parallelen Bettelement 14 der­ selben angebracht, so daß für die notwendige Steifigkeit der Vorrichtung 5 unter Ausnutzung des Gewichts der Presse 4 selbst gesorgt ist. Abhängig von der Art von Presse 4 (beweglicher Oberstempel oder beweglicher Unterstempel) kann das Element 14 einen Teil des Betts der Presse 4 bilden, in welchem Fall die Vorrichtung 5 in Bezug zum Oberstempel 9 fest ist, oder es kann Teil eines beweglichen Trägeraufbaus für den Unterstempel 10 sein, in welchem Fall während des Betriebs der Presse 4 die Vorrichtung 5 zusammen mit dem Element 14 und dem Unterstempel 10 zum feststehenden Oberstempel 9 hin angehoben wird.

Die Vorrichtung 5 ist eine einarmige Vorrichtung mit einem Aufnehmerteil 15 irgendeiner Art, das so eingerichtet ist, daß es mit einem einzelnen Blech 2 zusammenwirkt und dieses koplanar zu einer Aufnahme- bzw. Aufnehmerebene durch das Aufnehmerteil 15 festlegt, so daß das Blech 2 gezwungen ist, fest verbunden mit und im wesentlichen koplanar zu dem Aufnehmerteil 15 zu wandern. Sie umfaßt ferner einen Kopf 16, der damit fest verbun­ den das Aufnehmerteil 15 trägt und eine Drehung desselben um zwei zueinander senkrechte Achsen A und B (Fig. 1, 2 und 3) ermöglicht, sowie Trägerelemente für den Kopf 16, die so einge­ richtet sind, daß sie diesen bezüglich eines Bezugssystems, dessen Koordinaten in der Einrichtung 6 gespeichert sind und das in Bezug auf die Achse C festliegt, längs dreier kartesischer Achsen, insbesondere längs einer zur Achse C parallelen und in einem gegebenen festen Abstand von dieser liegenden Achse X und in einer zur Achse X senkrechten Ebene, im gezeigten Beispiel gemäß einer Polar-Referenz Y, Z, bewegen. Die den Kopf 16 tra­ genden Elemente umfassen eine gerade Basis 18, vorzugsweise mit U-Querschnitt, die fest verbunden am Bettelement 14 so ange­ bracht ist, daß ihre Längsachse parallel zu und zusammenfallend mit der X-Achse ist; einen motorisch angetriebenen Schlitten 19 bekannten Typs, der beispielsweise durch einen ersten Schritt­ motor 20 mit einer Kodiereinrichtung oder einem anderen ähnlichen Lagege­ ber angetrieben wird und so eingerichtet ist, daß er längs der Basis 18 in Richtung der X-Achse läuft; eine gerade Säule 21, die auf einem zweiten motorisch angetriebenen Schlitten 22 sitzt, der so eingerichtet ist, daß er auf dem Schlitten 19 längs eines Zahnsektors 23 aufgrund seiner Lage in einer zur X- Achse senkrechten Ebene über eine zur Laufrichtung des Wagens 19 senkrechte gekrümmte Bewegungsbahn Y läuft; und einen geraden Arm 24, der quer am oberen Ende der Säule 21 senkrecht zur Basis 18 und X-Achsenlaufrichtung des Schlittens 19 angebracht ist. Der Schlitten 22 wird beispielsweise durch einen eine zugehörige Codiereinrichtung aufweisenden Schrittmotor 25 angetrieben, und die Säule 21, die ihrerseits beispielsweise durch einen weiteren Schrittmotor 26 mit einer zugehörigen Codiereinrichtung ange­ trieben wird, läuft längs ihrer Längsachse auf dem Schlitten 22 in Richtung Z senkrecht zu der und in der gleichen Ebene liegend wie die Richtung Y und damit auch senkrecht zur X-Achse und Laufrichtung des Schlittens 19.

Der Arm 24 weist weitere zwei Motoren und Lagegeber, 27 und 28, für den Kopf 16 und eine den Kopf 16 halternde Endgabel 30 auf. Gemäß der Ausführungsform umfaßt der Kopf 16 ein erstes Element 31, welches das Teil 15 direkt haltert und mit diesem starr verbunden ist, sowie ein zweites Element 32, welches das Element 31 direkt haltert, aber vom Element 15 getrennt ist und seinerseits auf der Endgabel 30 gehaltert wird, in der es zu­ sammen mit dem Rest des Kopfes 16 aufgenommen ist. Das Element 31 wird in bekannter Weise (nicht gezeigt) durch den Motor 27 angetrieben und ist am Element 32 so angebracht, daß es um eine Achse A dreht, während Element 32 in bekannter Weise (nicht gezeigt) durch den Motor 28 angetrieben wird und an der Endgabel 30 so angebracht ist, daß es um eine Achse B dreht. Gemäß der Ausführungsform sind die Elemente 31 und 32 kreuzweise inein­ ander so ange­ bracht, daß ihre Drehachsen A und B einander schneiden. Die Achsen A und B, zu welchen koaxial die Elemente 31 und 32 dre­ hen, sind dabei senkrecht bzw. parallel zur Aufnahmeebene des Bleches 2 angeordnet. Mit anderen Worten, der Kopf 16 ist so aufgebaut, daß die Achse A senkrecht zur Ebene des Aufnehmer­ teils 15 und des durch dieses festgehaltenen Blechs 2 liegt, während die Achse B parallel und im wesentlichen koplanar zu dem Blech 2 liegt. Die Drehachse B des Elements 32 liegt auch par­ allel zur Achse X und streng parallel zum Oberstempel 9 und damit auch zur Achse C. Aus diesem Aufbau der den Kopf 16 hal­ tenden Elemente folgt auch, daß, wie auch immer die Vorrichtung 5 betrieben wird, d. h. mit Einzelbewegung der Schlitten 19 und 22 und der Säule 21 oder gemeinsamer Bewegung derselben in irgendeine Richtung, sich die Achse B zusammen mit dem Kopf 16 ohne eine Änderung ihrer Lage in Bezug auf das in der Einrich­ tung 6 gespeicherte Bezugssystem und feststehend in Bezug auf die Achse C bewegt. Das heißt, die Achse B bleibt stets parallel zur Biegeachse C der Presse 4, mit der die Handhabungsvorrichtung 5 verbunden ist.

Gemäß der Ausführungsform besteht das Aufnehmerteil 15 aus einem mechanischen Greifer, welcher ein Paar von parallelen, einander gegenüberliegenden Backen 33 und 34 mit einem T-förmi­ gen horizontalen Querschnitt aufweist, sowie einem, vorzugsweise hydraulischen oder pneumatischen, linearen Steller 35 bekannter Art, der so eingerichtet ist, daß er die Backen 33 und 34 senk­ recht zu ihren Ebenen und längs seiner eigenen Symmetrieachse bewegt. Der Steller 35 ist so angeordnet, daß seine Achse mit der Drehachse A zusammenfällt und besteht aus Gründen der Größe vorzugsweise aus einem Paar von in Reihe angeordneten, luftbe­ triebenen Kolben-Zylindereinheiten. Die Backe 33 ist fest ver­ bunden mit dem Element 31 vorgesehen, welches aus einer im Element 32 angebrachten zylindrischen Muffe besteht und sich um die Achse A auf Lagern 36 dreht. Andererseits ist die Backe 34 mit einer Stange 37 des Stellers 35 fest verbunden vorgesehen, wobei die Stange 37 ihrerseits frei und koaxial in der Muffe 31 angebracht ist. Um eine unerwünschte Drehung zu verhindern, sind die Backen 33 und 34 an den den Aufnahmerändern 40 entgegengesetzten Enden durch ein Paar von Verbindungsstäben 42 gelenkig miteinander verbun­ den, die miteinander und mit den Backen 33 und 34 gelenkig verbunden sind. Das Element 32 ist seinerseits koaxial zur Achse B am Arm 24 mittels Bolzen 44 angelenkt, die frei auf zugehöri­ gen Lagern 45 angebracht sind. Der Arm 24 ist im wesentlichen parallelepipedisch und symmetrisch in Bezug auf eine Achse D (Fig. 3), welche die Achsen A und B im gleichen Punkt schneidet, so daß das Element 31 und das damit festverbundene Aufnehmerteil 15 über einen Bogen schwenken können, der symmetrisch in Bezug auf eine zur Biegeachse C senkrechte Ebene und insbesondere sym­ metrisch in Bezug auf die Achse D ist. Zur Ermöglichung einer wirkungsvollen störungsfreien Handhabung der Bleche 2 muß sich das Element 32 um die Achse B mindestens um einen Bogen von 235° drehen können, während sich gleichzeitig das Element 31 um die Achse A um einen Bogen von mehr als 180° drehen können muß. Dafür wird gesorgt, indem der Arm 24 in der Nähe der Endgabel 30 verjüngt ausgebildet wird, welche in der zur Achse B senkrechten Ebene durch entgegengesetzte Ausnehmungen 30a (Fig. 2) definiert ist, die zur Aufnahme des Aufnehmerteils 15 in seinen beiden Endstellungen um Achse B, wie in Fig. 2 gestrichelt darstellt, ausgebildet sind. Ferner ist die Säule 21 schmäler ausgebildet als der Arm 24, und die Vorrichtung 5 ist insgesamt so ausgebil­ det, daß sie, wenigstens auf einer Seite, kleiner als die Breite des Arms 24, gemessen senkrecht zur Achse D, ist. Umgekehrt sind die symmetrischen T-förmigen Backen 33 und 34 in einer solchen Weise ausgebildet, daß bei Blick horizontal in einer zur Achse A senkrechten Ebene (Fig. 3) das breiteste Ende mit dem Auf­ nahmerand 40 von der Drehachse A durch einen Abstand m getrennt ist, der größer als die halbe Breite des Arms 24 gemessen quer zur Achse D ist, so daß dieses Ende seitlich in Bezug auf den Arm 24 hervorragt, wenn das Aufnehmerteil 15 senkrecht zur Achse D gedreht wird, womit eine gegenseitige Beeinflussung mit dem Arm 24 verhindert ist, unabhängig davon, ob das Aufnehmerteil 15 geladen ist oder nicht. Das Blech 2 kann daher frei um 180° geschwenkt werden, indem das Aufnehmerteil 15 bei Anordnung senkrecht zur Achse D (nachfolgend auf eine 90°-Drehung um Achse A) um Achse B gedreht wird.

Die Handhabungsvorrichtung 5 umfaßt wahlweise auch wenig­ stens ein Hilfs-Aufnehmerteil 50, welches ähnlich aufgebaut ist wie Teil 15 und an einem Ende der Basis 18 in einer bestimmten Lage zum Greifen und Unterstützen eines im Aufnehmerteil 15 gehaltenen Blechs 2 angebracht ist. In der Nähe des Hilfs-Auf­ nehmerteils 50 ist auch eine feststehende seitliche Lehre 53 vorgesehen, welche wenigstens einen linearen Geber 54 ähnlich den Gebern 12 aufweist. Der Geber 54 ist, über Leitung 55, ebenfalls mit der Einrichtung 6 verbunden und liefert ein Steu­ ersignal zur Einstellung der Lage der Vorrichtung 5 an die Einrichtung 6. Im Betrieb zieht die Vorrichtung 5 Bleche 2 einzeln aus dem Speicher 7 ab, indem sie diese im Aufnehmerteil 15 erfaßt und bewegt sie ausgewählt in eine Anzahl von verschie­ denen Arbeitsstellungen in Bezug auf die Achse C. Im einzelnen werden, da das Aufnehmerteil 15 eine der längeren Seiten des rechteckigen Blechs 2 greifen muß, die kurzen Seiten des in dem Aufnehmerteil 15 befindlichen Blechs 2 zur Vermeidung einer unzulässigen Verbiegung zuerst, wie in den Fig. 6 und 8 gezeigt, gebogen. Durch Drehen des Aufnehmerteils 15 um Achse A wird das Blech 2 dann senkrecht zu seiner Ebene gedreht, so daß die lange Seite, die der vom Aufnehmerteil 15 gegriffenen gegen­ überliegt, zwischen dem Oberstempel 9 und dem Unterstempel 10 dargeboten wird.

Während diese lange Seite zwischen Oberstempel 9 und Unter­ stempel 10 erfaßt ist (Fig. 7 und 9), kann das Aufnehmerteil 15 geöffnet und wieder gedreht werden, so daß es das teilgebogene Blech 2 an einer seiner kurzen Seiten erfaßt und damit die letzte Seite zum Biegen freigibt. Wenn dies wegen der geringen Größe des Blechs 2 nicht möglich ist, sorgt die Vorrichtung 5 automatisch dafür, daß das Hilfs-Aufnehmerteil 50 verwendet wird, auf welchem das Blech 2 während einer Versetzung des Aufnehmerteils 15 geklemmt wird. Bei der Versetzung des Auf­ nehmerteils 15 wird die Positioniergenauigkeit dadurch aufrech­ terhalten, daß die Vorrichtung 5 das durch das Aufnehmerteil 15 wieder erfaßte Blech 2 gegen die seitliche Lehre 53 und den Geber 54 und nachfolgend gegen die rückwärtige Lehre 11 und den Geber 12 setzt, welche über die Einrichtung 6 Steuersignale für eine korrekte Repositionierung des Blechs 2, beispielsweise durch Drehen des Aufnehmerteils 15 um die Achse A und Verschie­ ben des Schlittens 22 und der Säule 21, liefern. Ferner sorgt bei jedem Biegevorgang das Aufnehmerteil 15 für eine Unterstüt­ zung des Blechs 2, während es gleichzeitig der durch den Ober­ stempel 9 und den Unterstempel 10 hervorgerufenen schrägen Bewegung desselben folgt, indem es öffnet und um die zur Bie­ geachse C parallele Achse B dreht. Durch Drehen des Aufnehmer­ teils 15 um Achse A in eine der beiden in Fig. 5 gezeigten Endlagen und dann um Achse B kann das Blech 2, wie bereits beschrieben, auch um 180° herumgedreht werden.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich klar aus der vor­ stehenden Beschreibung. Zuallererst liefert sie dank einer numerisch gesteuerten Versetzung der Vorrichtung 5 und der Verwendung von Gebern 12 und 54 eine hochgenaue Anordnung des Blechs 2. Zum zweiten ist die Vorrichtung 5 durch ihre Halterung auf einem Teil der Presse selbst billiger und leichter als bekannte Vorrichtungen. Drittens liefert sie eine Verminderung der benötigten Grundfläche und eine Erleichterung von Transport und Installation des Biegesystems als Ganzes. Schließlich kann die Presse einer solchen Einrichtung, da eine rückwärtige Lehre 11 vorgesehen ist, auch in der üblichen Weise von Hand betätigt werden, indem einfach der Schlitten 19 über das eine Ende der Basis 18 hinaus verschoben und damit die Vorderseite der Presse freigemacht wird.

Claims (2)

1. Biegepreßeinrichtung mit
einer Biegepresse (4), welche mit einem Oberstempel (9) und einem Unterstempel (10), die in X-Achsenrichtung verlaufen, versehen ist, wobei der Oberstempel (9) und der Unterstempel (10) einen Biegevorgang an einem dazwischen befindlichen Blech­ werkstück (2) bewirkend zusammenwirken,
einer vor Oberstempel (9) und Unterstempel (10) liegenden roboterisierten Handhabungsvorrichtung (5) zum Vorsehen des Blechwerkstücks (2) zwischen Oberstempel (9) und Unterstempel (10), wobei die roboterisierte Handhabungsvorrichtung (5) für eine Bewegung in X-Achsenrichtung unter gleichzeitigem Greifen des Blechwerkstücks (2) eingerichtet ist, gekennzeichnet durch
eine auf einem Rahmen (18) der Biegepresse (4) vorgesehene seitliche Lehreneinrichtung (53) zum Feststellen der Positionie­ rung des Blechwerkstücks (2) in einer bestimmten Lage in X-Ach­ senrichtung.

2. Biegepreßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die seitlichen Lehrenmittel (53) einen Lineargeber (54) mit langem Meßweg der Größenordnung Zentimeter aufweisen.