WO1998014288A1 - Bearbeitungsmaschine - Google Patents

Abstract

Um eine Bearbeitungsmaschine für Werkstücke (16) aus Flachmaterial, insbesondere Blechteile, umfassend eine Arbeitsstation (12a, 12b), die als Biegestation ausgebildet ist, in welcher das parallel zu einer Biegeebene (142) ausgerichtete Werkstück zur Durchführung einer Biegeoperation mittels einer Unterwange (126) und einer Oberwange (130) einspannbar ist und mittels einer Biegewange (114) längs einer Biegekante (140) biegbar ist, sowie eine Manipulatoreinrichtung (18) mit einem Greifer (162) zum Halten des Werkstücks und mit einer Positioniervorrichtung für den Greifer, mit welcher dieser in einer ersten Richtung (X) quer zur Biegekante in der Biegeebene bewegbar und um eine senkrecht auf der Biegeebene stehende Achse (D) drehbar ist, dadurch zu verbessern, daß mit dieser zusätzlich zu einer Art von Biegeoperationen andere Bearbeitungen möglich sind, um ein Blechteil zumindest hinsichtlich seiner Formgebung fertig zu bearbeiten, wird vorgeschlagen, daß der Greifer mit der Positioniervorrichtung in einer zweiten Richtung (Y) parallel zur Biegeebene und in einer Höhenrichtung (Z) senkrecht zur Biegeebene bewegbar ist.

Description

Bearbeitungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine für Werkstücke aus Flachmaterial, insbesondere Blechteile, umfassend mindestens eine Arbeitsstation, die als Biegestation ausgebildet ist, in welcher das parallel zu einer Biegeebene ausgerichtete Werkstück zur Durchführung einer Biegeoperation mittels einer Unterwange und einer Oberwange einspannbar ist und mittels einer Biegewange längs einer Biegekante biegbar ist, sowie eine Manipulatoreinrichtung mit einem Greifer zum Halten des Werkstücks und mit einer Positioniervorrichtung für den Greifer, mit welcher dieser in einer ersten Richtung quer zur Biegekante in der Biegeebene bewegbar und um eine senkrecht auf der Biegeebene stehende Achse drehbar ist.

Derartige Bearbeitungsmaschinen sind als Biegezentren aus dem Stand der Technik bekannt, wobei bei diesen lediglich die Möglichkeit besteht, nur eine Art von Biegeoperationen und außerdem auch nur eine begrenzte Anzahl derselben durchzuführen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungsmaschine der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß mit dieser zusätzlich zu einer Art von Biegeoperationen andere Bearbeitungen möglich sind, um ein Blechteil zumindest hinsichtlich seiner Formgebung fertig zu bearbeiten. Diese Aufgabe wird bei einer Bearbeitungsmaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Greifer mit der Positioniervorrichtung in einer zweiten Richtung parallel zur Biegeebene und in einer Höhenrichtung senkrecht zur Biegeebene bewegbar ist.

Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird die Möglichkeit geschaffen, mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine mehrere unterschiedliche Biegeoperationen und auch unterschiedliche Bearbeitungen des Blechteils durchzuführen. Beispielsweise ist es mit dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine möglich, einerseits Biegeoperationen durchzuführen, mit welchen ein Randbereich in einer Richtung gebogen wird und andererseits Biegeoperationen, mit welcher ein Randbereich in entgegengesetzte Richtung gebogen wird.

Hierzu kann die Positioniervorrichtung in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein.

Beispielsweise ist vorgesehen, daß die Positioniervorrichtung zur Realisierung der Bewegung in einer der Richtungen eine sich parallel zu einer Längsrichtung erstreckende Längsführung aufweist, an welcher ein den Greifer tragender Längsschlitten gehalten ist. Mit einer derartigen Positioniervorrichtung läßt sich in einfacher Art und Weise eine Bewegung des Greifers in der Längsrichtung realisieren, insbesondere dann, wenn eine Bewegbarkeit des Greifers in der Längsrichtung über große Strecken realisiert werden soll. Auch die Verstellung des Greifers senkrecht zur Biegeebene läßt sich in unterschiedlichster Art und Weise realisieren. So wäre es beispielsweise denkbar, den Greifer relativ zum Längsschlitten mit einer geeigneten HöhenverStelleinrichtung in der Höhenrichtung zu positionieren. Noch vorteilhafter ist es jedoch, insbesondere um eine exakte und stabile Positionierung des Greifers zu erhalten, wenn die Längsführung mittels einer Höhenverstelleinrichtung in der Höhenrichtung verstellbar ist. Das heißt, daß die Höhenverstellung des Greifers nicht zwischen dem Längsschlitten und dem Greifer erfolgt, sondern die gesamte Längsführung höhenverstellbar angeordnet ist. Hierdurch wird ferner der Vorteil erreicht, die Höhenverstellung, die mit der geringsten Häufigkeit erforderlich ist, nicht die Dynamik der Bewegung des Greifers in Längsrichtung und Querrichtung, quer zur Biegelinie, beeinträchtigt, so daß diese Bewegungen sehr schnell durchführbar sind .

Vorzugsweise ist die Höhenyerstelleinrichtung so ausgebildet, daß sie eine an einem Maschinengestell gehaltene Parallelführung für die Längsführung aufweist, so daß die Längsführung als Ganzes in der Höhenrichtung in zueinander parallele Positionen bewegbar ist.

Zur Realisierung der Bewegung in einer weiteren der Richtungen, und zuvor in einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung, ist vorzugsweise vorgesehen, daß an dem Längsschlitten eine Querführung mit einem längs dieser bewegbaren Querschlitten angeordnet ist, so daß der Querschlitten dann seinerseits den Greifer trägt. Der Greifer selbst könnte in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. Beispielsweise wäre es denkbar, den Greifer als Sauggreifer auszubilden, welcher an dem Werkstück auf einer Seite saugend angreift. Es wäre aber auch denkbar, den Greifer als Magnetgreifer auszubilden, welcher ebenfalls an dem Werkstück auf einer Seite unter Einwirkung magnetischer Kräfte angreift, was allerdings voraussetzt, daß das Werkstück aus einem Material ist, welches der magnetischen Anziehung durch einen Magnet unterworfen ist.

Eine besonders universelle und auch das Werkstück sicher greifende Lösung sieht vor, daß der Greifer das Werkstück mit dieses auf einer Oberseite und einer Unterseite übergreifenden Greiferelementen greift. Ein derartiges mechanisches und kraftschlüssiges Greifen des Werkstücks ist universell für jede Art von Werkstück einsetzbar und läßt außerdem die sicherste kraftschlüssige Fixierung des Werkstücks zu.

Hierbei könnte der Greifer so ausgebildet sein, daß er beispielsweise als Zangengreifer das Werkstück jeweils in einem Randbereich greift. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, insbesondere um das Werkstück sicher greifen und halten zu können, wenn der Greifer einen ungefähr C-förmigen Greiferbügel aufweist, an welchem die Greiferelemente gehalten sind.

Vorzugsweise ist der C-förmige Greiferbügel so ausgebildet, daß mit den Greiferelementen ein Greifen des Werkstücks in einem mittigen Bereich desselben erfolgen kann.

Ein derartiges Greifen des Werkstücks in einem mittigen Bereich hat den großen Vorteil, daß beim Biegen unterschiedlicher Randbereiche die Umformung der Randbereiche ohne Einfluß auf den mittigen Bereich ist, in welchem das Greifen erfolgt, und somit auf das Greifen des Werkstücks keinen Einfluß hat.

Um ferner auch mit möglichst geringem Raumaufwand ein Drehen des Werkstücks um die senkrecht zur Biegeebene stehende Achse vornehmen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Greiferelemente relativ zum Greiferbügel drehbar an diesem angeordnet sind, so daß der Greiferbügel selbst keiner Drehung unterworfen werden muß, sondern das Werkstück einfach dadurch gedreht werden kann, daß die Greiferelemente selbst relativ zum Greiferbügel drehbar sind.

Dadurch, daß sich ein Umgreifen des Werkstücks erübrigt, wird die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung erheblich verbessert, da jedes Greifen des Werkstücks die Möglichkeit für ein Fehlgreifen eröffnet und somit bei jedem erneuten Greifen eine Überprüfung des korrekten Greifens des Werkstücks erforderlich ist. Darüber hinaus eröffnet ein erneutes Greifen des Werkstücks stets die Möglichkeit, dieses mit einem Positionsfehler relativ zum Greifer zu greifen und somit - wenn diese Fehlpositionierung nicht erkannt wird - das Werkstück für den nächsten Bearbeitungsvorgang falsch zu positionieren. Aus diesem Grund muß auch bei jedem erneuten Greifen eine Sicherung gegenüber einer Fehlpositionierung vorgesehen sein, die sich beim erfindungsgemäßen Greifen in einem mittigen Bereich des Werkstücks erübrigt.

Prinzipiell wäre es möglich, beim Vorsehen eines C-förmigen Greiferbügels die Arme des Greiferbügels aufeinanderzu zu bewegen, um das Werkstück zu greifen. Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, daß mindestens eines der Greiferelemente in Richtung auf das andere Greiferelement zu und von diesem weg bewegbar an dem Greiferbügel gehalten ist. Diese Lösung eröffnet die Möglichkeit, den Greiferbügel als solchen starr auszuführen und damit lediglich mindestens eines der Greiferelemente relativ zu dem Bügel zu bewegen.

Die Greiferelemente können dabei in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. Beispielsweise wäre es denkbar, als Greiferelemente einen Greiferteller und als Gegenstück zu diesem eine Greiferglocke vorzusehen, um das Werkstück im mittigen Bereich möglichst großflächig zu erfassen. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, insbesondere, wenn die Blechteile klein sind, als Greiferelemente zwei aufeinanderzu bewegbare leistenförmige Greiferelemente vorzusehen.

Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung wurde lediglich davon ausgegangen, daß die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine mindestens eine als Biegestation ausgebildete Arbeitsstation aufweist.

Eine besonders die Vorteile der erfindungsgemäßen Biegemaschine ausnützende Lösung sieht vor, daß das Werkstück mit dem Greifer in mehreren in der Längsrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Arbeitsstationen positionierbar ist. Diese Lösung hat den großen Vorteil, daß zur Bearbeitung des Werkstücks nunmehr nicht nur eine als Biegestation ausgebildete Arbeitsstation zur Verfügung steht, sondern weitere Arbeitsstationen, in welchen prinzipiell die unterschiedlichsten Bearbeitungen durchführbar sind. Beispiele für derartige unterschiedliche Bearbeitungen wären neben dem Biegen noch jegliche Arten von deformierenden Bearbeitungen, aber auch Stanzen, Abschneiden oder Beschriften oder auch spanabhebende Bearbeitungen.

Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird erstmals die Möglichkeit geschaffen, ein Blechteil nicht nur zu biegen, sondern vielfältig, sogar im Extremfall im wesentlichen vollständig, zu bearbeiten.

Hinsichtlich des Transports des Werkstücks zu der mindestens einen Biegestation und des Transports des Werkstücks von der einen Biegestation weg ist es besonders günstig, wenn die Längsrichtung parallel zur Biegekante in der Biegestation verläuft.

Um insbesondere auch unterschiedlichste Biegeoperationen mit entsprechend den unterschiedlichen Biegeoperationen angepaßten Biegewerkzeugen durchführen zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß mindestens eine der weiteren Arbeitsstationen als Biegestation ausgebildet ist. Dies schafft die Möglichkeit, in den einzelnen Biegestationen unterschiedliche Biegewerkzeuge, insbesondere auch mit unterschiedlicher Breite vorzusehen, um mit genau an die jeweilige Biegeoperation angepaßten Werkzeugen arbeiten zu können. Insbesondere ist dies dann wichtig, wenn lediglich Teilbereiche eines Werkstücks ohne Kollision mit dem übrigen Werkstück gebogen werden sollen.

Beim Vorsehen von mehreren Biegestationen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Biegekante aller Biegestationen parallel zur Längsrichtung verlaufen, da damit in besonders einfacher Weise die Handhabung des Werkstücks beim Transport in die Biegestation und von der Biegestation weg möglich ist.

Da mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ohnehin das Werkstück zu einem bestimmten Zeitpunkt lediglich in einer der Arbeitsstationen bearbeitet werden kann, sieht eine besonders zweckmäßige Lösung vor, daß alle Biegestationen eine gemeinsame Unterwange, eine gemeinsame Oberwange und eine gemeinsame Biegewange aufweisen. Diese Ausbildung der Biegestationen schafft die Möglichkeit, mit möglichst wenig Antriebs- und Steuerungsaufwand zu arbeiten, da lediglich ein Antrieb zum Bewegen von Unterwange und Oberwange relativ zueinander und ein Antrieb zum Bewegen der Biegewange erforderlich ist, um alle Biegestationen betreiben zu können.

Insbesondere ist es hierbei günstig, wenn jede Biegestation ein eigenes Biegewangenwerkzeug aufweist, wobei dieses eigene Biegewangenwerkzeug auf der allen Biegestationen gemeinsamen Biegewange sitzt.

In Fortführung dieses Konzepts ist es ferner zweckmäßig, wenn jede Biegestation ein eigenes Oberwangenwerkzeug und/oder ein eigenes Unterwangenwerkzeug aufweist, die aber alle auf der allen Biegestationen gemeinsamen Unterwange bzw. Oberwange sitzen.

Im Zusammenhang mit den bislang erläuterten Ausführungsbei- spielen wurde nicht näher darauf eingegangen, wie eine Zufuhr des Werkstücks zu der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine erfolgen soll. So wäre es beispielsweise denkbar, das Werkstück direkt in eine Arbeitsstation einzulegen und dann von dem Greifer aufnehmen zu lassen. Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, daß das Werkstück einer Einlegestation der Bearbeitungsmaschine zuführbar und in dieser mit dem Greifer aufnehmbar ist. Das Vorsehen einer derartigen Einlegestation hat den Vorteil, daß damit unabhängig von der Ausbildung der Arbeitsstationen und ohne eine Störung von Arbeitsabläufen in dieser ein Einlegen des Werkstücks, beispielsweise manuell oder mit entsprechenden Fördereinrichtungen, erfolgen kann.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Werkstück in der Einlegestation exakt positionierbar ist. Diese Lösung schafft den Vorteil, das Werkstück bereits in der Einlegestation in definierter Ausrichtung mittels des Greifers zu greifen und dann auch ausgehend von dieser einer Maschinensteuerung bekannten definierten Ausrichtung das Werkstück durch die Maschinensteuerung gesteuert definiert ausgerichtet in die als nächstes kommende Arbeitsstation einzulegen.

Die definierte Ausrichtung des Werkstücks in der Einlegestation könnte in unterschiedlichster Art und Weise erfolgen. Beispielsweise wäre es möglich, das Werkstück in der Einlegestation zu vermessen. Eine besonders kostengünstige Lösung sieht jedoch vor, daß das Werkstück in der Einlegestation durch in dieser vorgesehene Anschlagelemente exakt positionierbar ist.

Eine besonders zweckmäßige Ausrichtung des Werkstücks ist dadurch möglich, wenn dieses in der Einlegestation auf einen Tisch auflegbar und auf diesem definiert positionierbar ist. Hinsichtlich des Abtransports des Werkstücks wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Beschreibung der einzelnen Ausführungsbeispiele ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. So wäre es ebenfalls beispielsweise denkbar, den Abtransport des Blechteils dadurch zu lösen, daß dieses von der letzten Arbeitsstation abtransportiert wird. Besonders günstig ist es jedoch, wenn das Werkstück nach Durchlaufen der Arbeitsstationen in eine Abtransportstation einlegbar ist. Eine derartige Lösung hat den großen Vorteil, daß die Abtransportstation ohne Rücksicht auf die Ausbildung und Arbeitsweise der jeweils letzten Arbeitsstation ausgebildet werden kann und somit auch unterschiedlichste Blechteile von derselben Abtransportstation abtransportiert werden können.

Besonders zweckmäßig ist eine Lösung, bei welcher die Abtransportstation eines oder mehrere Transportbänder aufweist, auf welche das Werkstück mittels des Greifers auflegbar ist.

Im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung wurde nicht näher darauf eingegangen, wie die Werkstücke in den einzelnen Arbeitsstationen gehalten sind. So wäre es beispielsweise denkbar, die Werkstücke zum Einlegen in den einzelnen Arbeitsstationen auf diesen zugeordneten Tischen aufzulegen, beispielsweise auf parallel zur Biegeebene verlaufende Tische. Da - insbesondere beim Biegen - ohnehin in der jeweiligen Arbeitsstation ein zusätzliches Fixieren des Blechteils erfolgt, sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß das Werkstück beim Einlegen in die einzelnen Arbeitsstationen und beim Entnehmen aus diesen nur mittels des Greifers gehalten ist. Diese Lösung ermöglicht nicht nur eine Kosteneinsparung im Hinblick auf die erforderlichen Tische, sondern ermöglicht es auch, die Handhabung des Werkstücks mittels des Greifers im wesentlichen beliebig den jeweiligen Erfordernissen anzupassen, ohne auf die Geometrie des Tisches bei der Handhabung des Werkstücks Rücksicht nehmen zu müssen.

Da - wie bereits erwähnt - das Werkstück in einzelnen Arbeitsstationen, zumindest in den Biegestationen, zusätzlich zum Greifer fixiert wird, wäre es in diesen Fällen denkbar, das Werkstück nach dem Fixieren in den einzelnen Arbeitsstationen nicht mehr durch den Greifer zu halten und somit die Möglichkeit zu haben, während des Bearbeitens des Werkstücks in den einzelnen Bearbeitungsstationen umzugreifen.

Hinsichtlich der Positioniergenauigkeit bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist es jedoch weitaus günstiger, wenn das Werkstück, insbesondere zwischen der Einlegestation und der Abtransportstation, in einer einzigen Ausrichtung relativ zu den Greiferelementen greifbar ist, das heißt, daß kein Umgreifen, beispielsweise zwischen der Einlegestation und der Abtransportstation, erfolgt, und somit das einmalige definierte Positionieren des Werkstücks, beispielsweise in der Einlegestation, zu einer einmaligen definierten Ausrichtung relativ zu den Greiferelementen führt, die dann für die gesamten Bearbeitungen aufrechterhalten wird, so daß das Erfassen dieser einmaligen Ausrichtung mit der gewünschten Genauigkeit bis zur Beendigung sämtlicher Bearbeitungen in sämtlichen Arbeitsstationen relativ zu den Greiferelementen für die Positionierung des Werkstücks in allen Arbeitsstationen ausreichend ist. Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine;

Fig. 2 eine perspektivische und teilweise im Querschnitt dargestellte Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1 der Manipulatoreinrichtung und der Einlegestation;

Fig. 3 eine perspektivische und im Querschnitt dargestellte Ansicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 1 der Biegezelle im Bereich der zweiten Arbeitsstation und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Bearbeitung eines beispielhaften Werkstücks, wobei jeweils auf der linken Seite die Bearbeitung in der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine und auf der rechten Seite die Form des Blechteils nach der Bearbeitung dargestellt sind. Dabei zeigen im einzelnen

Fig. 4a ein Einlegen des Blechteils in der Einlegestation und Aufnehmen desselben mittels des Greifers; Fig. 4b ein Umbiegen eines ersten Randbereichs in der ersten Arbeitsstation;

Fig. 4c ein Umbiegen eines gegenüberliegenden zweiten

Randbereichs in der ersten Arbeitsstation;

Fig. 4d ein Umbiegen eines dritten Randbereichs in der ersten Arbeitsstation;

Fig. 4e ein Umbiegen eines vierten Randbereichs in der ersten Arbeitsstation;

Fig. 4f ein Umbiegen eines fünften Randbereichs in der zweiten Arbeitsstation und

Fig. 4g ein Einlegen des fertig gebogenen Blechteils in die Abtransportstation.

Ein in Fig. 1 als Ganzes dargestelltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine, beispielhaft ausgeführt als Biegemaschine, umfaßt eine Einlegestation 10, Arbeitsstationen 12a und 12b, welche lediglich beispielhaft für eine je nach Bearbeitungsart zu wählende Zahl von Arbeitsstationen stehen, und eine Abtransportstation 14.

Um ein Werkstück 16, in diesem Falle ein zu biegendes Blechteil, von der Einlegestation 10 in die Arbeitsstationen 12a und 12b sowie die Abtransportstation 14 der Bearbeitungsmaschine zu transportieren, ist diese mit einer als Ganzes mit 18 bezeichneten Manipulatoreinrichtung versehen, die mittels einer Maschinensteuerung 20 steuerbar ist. Mit dieser Manipulatoreinrichtung 18 wird das Blechteil 16 in der Einlegestation 10 aufgenommen, und so zu den Arbeitsstationen 12a und 12b transportiert, daß dort ein Umbiegen von Randbereichen 22a, 22b, 22c, 22d und 22e längs Biegelinien 24a, 24b, 24c, 24d und 24e erfolgen kann.

Hierzu umfaßt die Manipulatoreinrichtung 18, wie in Fig. 2 dargestellt, ein als Ganzes mit 30 bezeichnetes Manipulatorgestell, relativ zu welchem eine Längsführung 32 in Richtung einer Höhenrichtung Z mittels einer Höhenverstelleinrichtung 34 höhenverstellbar gehalten ist. Die Höhenverstelleinrichtung 34 umfaßt mehrere Parallelführungen 36, welche eine Basis 38 der Längsführung 32 parallel zur Höhenrichtung Z führen. Zusätzlich umfaßt die Höhenverstelleinrichtung 34 noch Hubeinrichtungen 40, beispielsweise in Form von Hydraulikzylindern, mit welchen die Basis 38 definiert in der Höhenrichtung Z bewegbar ist.

Die Längsführung 32 umfaßt ihrerseits zwei parallel zueinander verlaufende Längsführungsbahnen 42, die außerdem parallel zur einer Längsrichtung Y verlaufen, wobei die Längsrichtung Y vorzugsweise in horizontaler Richtung verläuft, während die Höhenrichtung Z vorzugsweise in vertikaler Richtung verläuft.

An den Längsführungsbahnen 42 ist ein als Ganzes mit 44 bezeichneter Längsschlitten in der Längsrichtung Y verfahrbar gelagert. Zum Antrieb des Längsschlittens 44 ist vorzugsweise eine Gewindespindel 46 vorgesehen, deren Spindelmutter 48 fest mit dem Längsschlitten verbunden ist und welche über einen von der Maschinensteuerung 20 angetriebenen Spindel- antrieb 50 gesteuert antreibbar ist. Auf dem Längsschlitten 44 sind zwei parallel zueinander verlaufende Querführungsbahnen 52 angeordnet, auf welchen ein Querschlitten 54 in einer Querrichtung X quer zur Längsrichtung Y verfahrbar ist. Auch dieser Querschlitten 54 ist vorzugsweise mittels einer Gewindespindel 56, deren Spindelmutter 58 fest am Querschlitten 54 sitzt, in der Querrichtung X verstellbar und durch einen Querspindelantrieb 60 von der Maschinensteuerung 20 ansteuerbar.

Auf dem Querschlitten 54 sitzt ein als Ganzes mit 62 bezeichneter Greifer, welcher ein oberes Greiferelement 64 und ein unteres Greiferelement 66 umfaßt, wobei beispielsweise das obere Greiferelement 64 in einer Richtung 68 auf das untere Greiferelement zu oder von diesem weg bewegbar ist, um das Blechteil 16 zu greifen. Hierzu ist das obere Greiferelement 64 mittels eines Greiferantriebs 70, beispielsweise in Form eine Hydraulikzylinders, verstellbar.

Ferner ist das untere Greiferelement 66 um eine Achse D drehbar, welche parallel zur Richtung 68 verläuft. Hierzu ist das untere Greiferelement 66 mittels eines Drehantriebs 72 antreibbar.

Das untere Greiferelement 66 ist seinerseits drehbar an einem unteren Arm 74 eines als Ganzes mit 76 bezeichneten C-förmig ausgebildeten Greiferbügels gehalten, wobei an dem unteren Arm 74 auch noch der Drehantrieb 72 angeordnet ist. Ferner ist das obere Greiferelement 64 in der Richtung 68 verschiebbar an einem oberen Arm 78 des C-förmigen Greiferbügels gehalten und der obere Arm 78 trägt außerdem noch den Greiferantrieb 70. Um nun das Werkstück zwischen dem oberen Greiferelement 64 und dem unteren Greiferelement 66 gegriffen auch um die Achse D drehen zu können, ist außerdem das obere Greiferelement 64 noch zusätzlich um die Achse D drehbar an dem oberen Arm 78 des C-förmigen Greiferbügels 76 gelagert. Der C-förmige Greiferbügel 76 sitzt seinerseits auf dem Querschlitten 54 und erstreckt sich mit seinen Armen 74 und 78 ungefähr parallel zur Querrichtung X, wobei die Arme 74 und 78 über einen Steg 80 starr miteinander verbunden sind, welcher auf einer den Greiferelementen 64, 66 gegenüberliegenden Seite der Arme 74 und 76 liegt.

Vorzugsweise liegen die Längsrichtung Y und die Querrichtung X parallel zu einer horizontalen Ebene und die Drehachse D steht senkrecht auf dieser.

Um nun das Werkstück 16 in der Einlegestation 10 in einfacher Weise greifen zu können, ist der Greifer 62 so angeordnet, daß dessen Greiferelemente 64 und 66 der Einlegestation 10 sowie den Arbeitsstationen 12a und 12b und der Abtransportstation 14 zugewandt angeordnet sind, während der Steg 80 in Querrichtung X gesehen den Greiferelementen 64 und 66 gegenüberliegend angeordnet ist.

Die Höhenverstelleinrichtung 34 bildet zusammen mit der Längsführung 32, dem Längsschlitten 44 und dem Querschlitten 54 sowie den Antrieben 50 und 60 eine von der Maschinensteuerung 20 steuerbare Positioniereinrichtung 82 für den Greifer 62

Die Einlegestation 10 umfaßt ihrerseits, wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt ist, ein Grundgestell 90, welches einen Tisch 92 mit einer Tischfläche 94 trägt, auf welche das noch unbearbeitete Blechteil 16u auflegbar ist. Um eine genaue Positionierung des unbearbeiteten Blechteils 16u zu erreichen, sind auf dem Tisch 92 noch Anschlagelemente 96a, 96b und 96c vorgesehen, gegen welche das Blechteil 16u mit den Randbereichen 22a und 22c anlegbar und dadurch eindeutig hinsichtlich seiner Lage relativ zu der Längsrichtung Y und der Querrichtung X definiert positionierbar ist.

Um die Möglichkeit zu eröffnen, daß die Greiferelemente 64 und 66 das Blechteil 16u in einem mittigen Bereich 98 erfassen, ist der Tisch 92 mit einer Aussparung 100 versehen, die bei durch die Anschlagelemente 96a bis c definiert positioniertem Blechteil 16 ein Anlegen des unteren Greiferelements 66 an einer Unterseite 102 des Blechteils im mittigen Bereich 98 erlaubt, während das obere Greiferelement 64 gleichzeitig im mittigen Bereich 98 auf einer Oberseite 104 des Blechteils 16 anlegbar ist und somit das Blechteil 16 zwischen die Greiferelemente 66 und 64 einspannbar ist, wobei in diesem Fall der Greiferantrieb 70 das obere Greiferelement 64 in Richtung des unteren Greiferelements 66 mit einer Spannkraft beaufschlagt.

Damit ist das Blechteil 16 in der Einlegestation 10 in definierter Ausrichtung relativ zur Längsrichtung Y und Querrichtung X von dem Greifer 62 aufnehmbar.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, sind beide Arbeitsstationen 12a und 12b in einer als Ganzes mit 110 bezeichneten Biegezelle angeordnet, welche ein Biegezellengestell 112 aufweist, an welchem eine als Ganzes mit 114 bezeichnete Biegewange um eine Schwenkachse 116 verschwenkbar angeordnet ist, wobei hierzu ein Schwenkantrieb 118 vorgesehen ist. Auf der Biegewange 114 der Biegezelle 110 sitzt ein der ersten Arbeitsstation 12a zugeordnetes erstes Biegewangenwerkzeug 120 und außerdem im Abstand von diesem ein zweites, der zweiten Arbeitsstation 12b zugeordnetes Biegewangenwerkzeug 122, die durch eine gemeinsame Schwenkbewegung der Biegewange 114 um die Schwenkachse 116 bewegbar sind.

Um das Werkstück 16 zur Durchführung der Biegeoperationen in den einzelnen Arbeitsstationen 12a und 12b festspannen zu können, umfaßt die Biegezelle 110 noch zusätzlich eine, in Fig. 3 exemplarisch am Beispiel der zweiten Arbeitsstation 12b dargestellte Unterwange 126 mit einem Unterwangenwerkzeug 128, welche fest mit dem Biegezellengestell 112 verbunden ist, sowie eine Oberwange 130 mit einem Oberwangenwerkzeug 132, welche relativ zur Unterwange 126 in einer Spannrichtung 134 bewegbar ist. Hierzu ist die Oberwange 130 über einen Arm 136 um eine Achse 138 schwenkbar am Biegezellengestell 112 gelagert.

Die Unterwange 126 und die Oberwange 130 erstrecken sich doch auch durch den Bereich der ersten Arbeitsstation 12a und tragen dort ebenfalls für die dort durchzuführenden Biegeoperationen erforderlichen Unterwangenwerkzeuge 128 und Oberwangenwerkzeuge 132.

Vorzugsweise definieren die Unterwangenwerkzeuge 128 und die Oberwangenwerkzeuge 132 eine einheitliche, durch beide Arbeitsstationen 12a und 12b hindurchverlaufende Biegekante 140, um welche mittels der Biegewange 114 und der jeweiligen Biegewangenwerkzeuge 120 oder 122 eine Biegeoperation durchführbar ist. Wie ferner in Fig. 1 dargestellt, erstreckt sich die Biegekante 140 vorzugsweise parallel zur Längsrichtung Y der Manipulatoreinrichtung 18 und außerdem sind, wie in Fig. 3 dargestellt, die Unterwangenwerkzeuge 128 und die Oberwangenwerkzeuge 132 so angeordnet, daß sie das Werkstück 16 im gespannten Zustand mit seinem mittigen Bereich 98 in einer Biegeebene 142 liegend fixieren, welche parallel zur Längsrichtung Y und zur Querrichtung X verläuft.

Damit ist, wie in Fig. 3 dargestellt, durch ein Verschwenken der Biegewange 114 um die Schwenkachse 116 in einer Biege- schwenkrichtung 144 der jeweils umzubiegende Randbereich 22 aus der Biegeebene 142 herausbiegbar, wobei das jeweils vorgesehene Biegewangenwerkzeug, in Fig. 3 das zweite Biegewangenwerkzeug 122, unmittelbar neben der Biegekante 140 auf den jeweiligen Randbereich 22 beim Verschwenken der Biegewange 114 einwirkt.

Das schließlich fertig gebogene Blechteil 16g ist nach Durchführung sämtlicher Biegeoperationen auf die Abtransportstation 14 auflegbar. Diese umfaßt zwei parallel zueinander verlaufende Transportbänder 150, mit welchen das auf diese aufgelegte fertig gebogene Blechteil 16g in einer Abtransportrichtung 152 abtransportierbar ist.

Die Funktion einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine wird am Beispiel des Blechteils 16 in den Figuren 4a bis 4g dargestellt. Wie in Fig. 4a schematisch gezeigt, erfolgt ein Einlegen des Blechteils 16 in die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine dadurch, daß dieses mit den Randbereichen 22a und 22c an den Anschlagelementen 96a bis c angelegt und dadurch in seiner Einlegestellung eindeutig positioniert wird.

In dieser Einlegestellung erfolgt ein Aufnehmen des noch ungebogenen Blechteils 16u mittels des schematisch dargestellten Greifers 62, wobei dieser das Blechteil 16u in dem mittigen Bereich 98 erfaßt.

Wie in Fig. 4b dargestellt, erfolgt daraufhin ein Transport des Blechteils 16 in die erste Arbeitsstation 12a, wobei das Blechteil 16 bezogen auf seine Ausrichtung in der Einlegestation 10 um 90° gedreht wird, so daß der Randbereich 22a in der ersten Arbeitsstation 12a umgebogen werden kann, und zwar längs der Biegelinie 24a. Hierzu wird das Blechteil 16 so in die erste Arbeitsstation 12a eingelegt, daß die Biegelinie 24a deckungsgleich mit der Biegekante 140 der Biegezelle 110 angeordnet ist, wobei zum Einlegen des Blechteils die Oberwange 130 entgegengesetzt zu Spannrichtung 134 angehoben und nach exakter Positionierung des Blechteils 16 in Richtung der Unterwange 126 bewegt wird, um das Blechteil 16 zwischen dem Unterwangenwerkzeug 128 und dem Oberwangenwerkzeug 132 einzuspannen. Gleichzeitig wird das derart eingespannte Blechteil 16 noch zusätzlich weiterhin durch den Greifer 62 gehalten.

Durch Bewegen der Biegewange 114 von einer Biegeausgangsstellung aus, in welcher diese vor der Unterwange 126 steht (Fig. 3), in der Biegeschwenkrichtung 144 erfolgt mittels des ersten Biegewangenwerkzeugs 120 ein Hochbiegen des Randbereichs 22a aus der Biegeebene 142 heraus in Richtung des Oberwangenwerkzeugs 132. Nach dem Hochbiegen des Randbereichs 22a wird die Oberwange 130 entgegengesetzt zur Spannrichtung 134 soweit nach oben bewegt, daß durch Bewegung des Blechteils 16 in der Biegeebene 142 in X-Richtung und gleichzeitigem Drehen um die Achse D der Randbereich 22b in die Arbeitsstation 12a eingelegt wird, um ein Biegen längs der Biegelinie 24b durchzuführen. Hierzu ist es erforderlich, um die Achse D um 180° zu drehen und durch Bewegen des Werkstücks 16 in X-Richtung die Biegelinie 24b mit der Biegekante 140 zur Deckung zu bringen. Durch eine Bewegung der Oberwange 130 in der Spannrichtung 134 erfolgt ein Spannen des Werkstücks 16 und durch ein anschließendes Bewegen der Biegewange 114 in der Biege- schwenkrichtung 144 ein erneutes Hochbiegen des Randbereichs 22b aus der Biegeebene 142 heraus, so daß der Randbereich 22b parallel zum Randbereich 22a steht, wie in Fig. 4c dargestellt.

Wie in Fig. 4d dargestellt, ist nach Hochbiegen des Rand- bereichs 22b ein Hochbiegen des Randbereichs 22c vorgesehen, wobei, wie ein Vergleich von Fig. 4c und Fig. 4d zeigt, eine Drehung des Blechteils 16 um 90° um die Achse D und ein gleichzeitiges Bewegen desselben in X-Richtung erforderlich ist, um die Biegelinie 24c mit der Biegekante 140 zur Deckung zu bringen.

Ferner ist das Oberwangenwerkzeug 120 in der ersten Arbeitsstation 12a so zu dimensionieren, daß es in der Lage ist, zwischen die hochgestellten Randbereiche 22a und 22b einzugreifen. Ist die Biegelinie 24c die längste aller Biegelinien 24, so ist das Oberwangenwerkzeug 120 so zu dimensionieren, daß dieses exakt zwischen die hochgestellten Randbereiche 22a und 22b eingreifen kann.

Nach Spannen des Werkstücks 16 erfolgt in gleicher Weise, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 4b und 4c beschrieben, ein Hochbiegen des Randbereichs 22c durch Verschwenken der Biegewange 114.

Beim nächsten Biegevorgang, erfolgt, wie in Fig. 4e dargestellt, ein Umbiegen des Randbereichs 22d längs der Biegelinie 24d, wobei der Randbereich 22d in diesem Fall aus der Ebene 142 heraus nach unten, das heißt in Richtung auf das Unterwangenwerkzeug 128 zu, gebogen werden soll. Hierzu wird die Biegewange 114 in eine Biegeausgangsstellung gebracht, in welcher sie vor der Oberwange 130 steht und dann in Biegerichtung verschwenkt, so daß das zwischen dem Unterwangenwerkzeug 128 und dem Oberwangenwerkzeug 132 eingespannte Blechteil 16 in der Biegeebene 142 selbst gehalten wird und lediglich der Randbereich 22d in Richtung des Unterwangenwerkzeugs 128 bewegt wird.

Ausgehend von der Stellung des Blechteils 16 in Fig. 4d ist hierzu nach Umbiegen des Randbereichs 22c ein Drehen des Blechteils 16 um die Achse D um 180° erforderlich und gleichzeitig eine entsprechende Korrektur der Lage des Blechteils in X-Richtung. Als nächstes erfolgt ein Biegen des Randbereichs 22e, welcher schmäler ist als der Randbereich 22d und, wie in Fig. 4f dargestellt, ein Biegen um eine Biegelinie 24e erfordert, welche parallel zur Biegelinie 24d verläuft, jedoch in Richtung der Biegelinie 24c versetzt angeordnet ist.

Hierzu erfolgt ein Verschieben des gesamten Blechteils 16 von der ersten Arbeitsstation 12a in die zweite Arbeitsstation 12b, wie in Fig. 4e und Fig. 4f dargestellt. Im einfachsten Fall erfolgt dies lediglich durch eine Bewegung des gesamten Greifers 62 in der Längsrichtung Y, beispielsweise ohne das Blechteil 16 aus der Biegezelle 110 herauszunehmen.

Zum Umbiegen des Randbereichs 22e ist das zweite Biegewangenwerkzeug 122 vorgesehen, welches exakt auf die Breite des Randbereichs 22e, das heißt die Länge der Biegelinie 24e, abgestimmt ist, so daß keinerlei Kollision zwischen dem zweiten Biegewangenwerkzeug 122 und den übrigen Bereichen des Blechteils 16 erfolgt. Wird, wie in diesem Beispiel dargestellt, der Randbereich 22e nach oben, in Richtung des Oberwangenwerkzeugs 132 gebogen, so erfolgt wiederum ein Positionieren der Biegewange 114 in der in Fig. 3 dargestellten Biegeausgangsstellung und ein Verschwenken derselben in der Biegeschwenkrichtung 144 in gleicher Weise, wie im Zusammenhang mit dem Hochbiegen der Randbereiche 22a bis 22c beschrieben.

Um das Blechteil 16 aus der zweiten Arbeitsstation 12b bei nach unten gebogenem Randbereich 22d entnehmen zu können, ist es erforderlich, das Blechteil 16 über die Biegeebene 142 nach oben, in Richtung der Oberwange 130 anzuheben, so daß ein Entnehmen des Blechteils ohne Kollision des umgebogenen Randbereichs 22d mit dem Unterwangenwerkzeug 128 erfolgen kann. Hierzu wird der Greifer 62 durch die Höhenverstelleinrichtung 34, welche auf die Längsführungen 32 wirkt, angehoben und nach Anheben des Greifers 62 erfolgt ein Verfahren desselben in X-Richtung dergestalt, daß das Blechteil 16 aus der Biegezelle 110 heraus von der Biegekante 140 weg bewegt wird.

Das so angehobene fertig gebogene Blechteil 16g wird hierzu aus der zweiten Arbeitsstation 12b herausbewegt und in der Abtransportstation 14 abgelegt und hierbei auf die beiden Transportbänder 150 aufgelegt, welches das Blechteil dann in Abtransportrichtung 152 bewegen.

Vorzugsweise liegen die Transportbänder 150 mit ihrer Oberkante so, daß zum Auflegen des fertiggebogenen Blechteils 16g auf diese ein Absenken desselben wieder auf die Höhe der Biegeebene 142 erfolgen kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Bearbeitungsmaschine für Werkstücke aus Flachmaterial, insbesondere Blechteile, umfassend eine Arbeitsstation, die als Biegestation ausgebildet ist, in welcher das parallel zu einer Biegeebene ausgerichtete Werkstück zur Durchführung einer Biegeoperation mittels einer Unterwange und einer Oberwange einspannbar ist und mittels einer Biegewange längs einer Biegekante biegbar ist, sowie eine Manipulatoreinrichtung mit einem Greifer zum Halten des Werkstücks und mit einer Positioniervorrichtung für den Greifer, mit welcher dieser in einer ersten Richtung quer zur Biegekante in der Biegeebene bewegbar und um eine senkrecht auf der Biegeebene stehende Achse drehbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Greifer (62) mit der Positioniervorrichtung (82) in einer zweiten Richtung (Y) parallel zur Biegeebene (142) und in einer Höhenrichtung ( Z ) senkrecht zur Biegeebene (142) bewegbar ist.

2. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung (82) zur Realisierung der Bewegung in einer der Richtungen (X, Y) eine sich parallel zu einer Längsrichtung (Y) erstreckende Längsführung (32) aufweist, an welcher ein den Greifer (62) tragender Längsschlitten (44) gehalten ist.

3. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführung (32) mittels einer Höhenverstelleinrichtung (34) in der Höhenrichtung (Z) verstellbar ist.

4. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Längsschlitten (44) eine Querführung ( 52 ) mit einem längs dieser bewegbaren Querschlitten (54) angeordnet ist.

5. Bearbeitungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (62) das Werkstück (16) mit dieses auf einer Oberseite (104) und einer Unterseite (102) übergreifenden Greiferelementen (64, 66) greift.

6. Bearbeitungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (62) einen ungefähr C-förmigen Greiferbügel (76) aufweist, an welchem die Greiferelemente (64, 66) gehalten sind.

7. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Greiferbügel (76) so ausgebildet ist, daß mit den Greiferelementen (64, 66) ein Greifen des Werkstücks (16) in einem mittigen Bereich (98) desselben erfolgen kann.

8. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferelemente (64, 66) relativ zum Greiferbügel (76) drehbar an diesem angeordnet sind.

9. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Greiferelemente (64) in Richtung (68) auf das andere Greiferelement (66) zu und von diesem weg bewegbar an dem Greiferbügel (76) gehalten ist.

10. Bearbeitungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (16) mit dem Greifer (62) in mehreren in der Längsrichtung (Y) aufeinanderfolgend angeordneten Arbeitsstationen (12a, 12b) positionierbar ist.

11. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung (Y) parallel zu der Biegekante (140) der Biegestation (12a, 12b) verläuft.

12. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der weiteren Arbeitsstationen (12b)_. als Biegestation ausgebildet ist.

13. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekanten (140) aller Biegestationen (12a, 12b) parallel zur Längsrichtung (Y) verlaufen.

14. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß alle Biegestationen (12a, 12b) eine gemeinsame Unterwange (126) eine gemeinsame Oberwange (130) und eine gemeinsame Biegewange (114) aufweisen.

15. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Biegestation (12a, 12b) ein eigenes Biegewangenwerkzeug (120, 122) aufweist.

16. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß jede Biegestation (12a, 12b) ein eigenes Oberwangenwerkzeug (132) und/oder ein eigenes Unterwangenwerkzeug (128) aufweist.

17. Bearbeitungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (16) einer Einlegestation (10) der Bearbeitungsmaschine zuführbar und in dieser mit dem Greifer (62) aufnehmbar ist.

18. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (16) in der Einlegestation (10) exakt positionierbar ist.

19. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (16) in der Einlegestation (10) durch in dieser vorgesehene Anschlagelemente (96) exakt positionierbar ist.

20. Bearbeitungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (16) nach Durchlaufen der Arbeitsstation (12a, 12b) in eine Abtransportstation (14) einlegbar ist.

21. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtransportstation (14) eines oder mehrere Transportbänder (150) aufweist, auf welche des Werkstück (16) mittels des Greifers (62) auflegbar ist.

22. Bearbeitungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (16) beim Einlegen in die einzelnen Arbeitsstationen (12a, 12b) und beim Entnehmen aus diesen nur mittels des Greifers (62) gehalten ist.

23. Bearbeitungsmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (16) vom Greifer (62) in einer einzigen Ausrichtung relativ zu den Greiferelementen (64, 66) greifbar und in dieser einzigen Ausrichtung zu den einzelnen Arbeitsstationen (12a, 12b) transportierbar ist.