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WO2018055185A1 - Werkzeugmaschine und verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken - Google Patents

Werkzeugmaschine und verfahren zum bearbeiten von plattenförmigen werkstücken Download PDF

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WO2018055185A1
WO2018055185A1 PCT/EP2017/074303 EP2017074303W WO2018055185A1 WO 2018055185 A1 WO2018055185 A1 WO 2018055185A1 EP 2017074303 W EP2017074303 W EP 2017074303W WO 2018055185 A1 WO2018055185 A1 WO 2018055185A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool
axis
measuring device
drive assembly
along
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/074303
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dennis Tränklein
Markus Wilhelm
Rainer Hank
Marc Klinkhammer
Leonard Schindewolf
Simon OCKENFUSS
Jens Kappes
Alexander Tatarczyk
Jörg Neupert
Dominik BITTO
Markus MAATZ
Christian JAKISCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102016118175.7A external-priority patent/DE102016118175B4/de
Priority claimed from DE102016120142.1A external-priority patent/DE102016120142A1/de
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority to JP2019515989A priority Critical patent/JP7023937B2/ja
Priority to CN201780059068.9A priority patent/CN109789474B/zh
Priority to EP17780339.2A priority patent/EP3515627B1/de
Publication of WO2018055185A1 publication Critical patent/WO2018055185A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21D37/14—Particular arrangements for handling and holding in place complete dies
    • B21D37/145—Die storage magazines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching

Definitions

  • the invention relates to a machine tool and a method for processing plate-shaped workpieces, preferably of sheets.
  • Such a machine tool is known from EP 2 527 058 B1.
  • This document discloses a machine tool in the form of a press for machining workpieces, wherein an upper tool is provided on a lifting device which is movable relative to a workpiece to be machined along a lifting axis in the direction of the workpiece and in the opposite direction.
  • a lower tool is provided, which is positioned to a bottom.
  • a lifting drive device for a lifting movement of the upper tool is controlled by a wedge gear.
  • the lifting drive device with the upper tool arranged thereon can be moved along a positioning axis with a motor drive.
  • the lower tool is moved synchronously with a motor drive to the upper tool.
  • a device for carrying out a method for the optical Vor Skongot of tools, such as punching tool which has a magazine for receiving the tools.
  • the pre-device comprises a recording unit for detecting the geometry of the tools in order to compare the acquired data with desired data stored in a computer. It is envisaged that the tool to be tested or calibrated is removed from the magazine of the pre-device and a tool holder is supplied, which is rotatable and a Gaznmess- and position determination device is assigned. After pre-setting the tools is required that the tools are removed from the magazine of the pre-device and fed to a magazine of a machine tool, so that from there the tools for processing can be used.
  • the invention has for its object to provide a machine tool and a method for processing plate-shaped workpieces, in particular sheets, are reduced by which set-up times.
  • a machine tool for processing plate-shaped workpieces preferably sheets.
  • This comprises an upper tool which can be moved along a lifting axis with a lifting drive device in the direction of a workpiece to be machined with the upper tool and in the opposite direction and which can be positioned with at least one motor drive arrangement along an upper positioning axis running perpendicular to the lifting axis.
  • This further comprises a lower tool, which is aligned with the upper tool and can be positioned with at least one motor drive arrangement along a lower positioning axis, which is aligned perpendicular to the lifting axis of the upper tool.
  • the upper and lower tool can be moved in the frame interior of a machine frame.
  • the motor drive arrangements for the process of the upper and / or lower tool can be controlled. It is provided that the travel movement of the upper tool along the upper positioning and the movement of the lower tool along the lower positioning are each independently controllable. Furthermore, at least one measuring device aligned with the lower drive arrangement and / or at the lower drive arrangement at least one measuring device aligned with the upper drive arrangement are provided on the upper drive arrangement. The arrangement and positioning of the at least one measuring device on the lower and / or upper drive arrangement makes it possible to use individual parameters of the upper and / or lower tool, such as a tool length and / or, for example, before the tool is used for processing by means of the at least one measuring device a tool geometry to be detected.
  • This data can be forwarded to the control of the machine tool and processed, so that immediately following a machining of the workpiece with the current data of the tool used is possible.
  • a previous complex data transfer of data which is carried out by a separate measurement of a tool length and / or a tool type or geometry in a Vor Rhein separate from the machine tool and a subsequent conversion of the tools in the machine tool is no longer required.
  • the at least one measuring device is positioned adjacent to the tool holder of the upper tool and / or lower tool on the upper and / or lower drive order. This makes it possible that only a small movement of the upper tool and / or lower tool along the upper and / or lower positioning axis is required in opposite directions to each other to position the upper tool and lower tool respectively to the opposite measuring device. After the detection of at least one parameter of the upper tool and / or lower tool, the machining of the workpiece can be started immediately thereafter.
  • the at least one measuring device is aligned on the upper drive arrangement on the lower tool and / or the at least one measuring device is aligned on the upper drive assembly on the upper tool.
  • the relative movement of the upper and / or lower tool along the upper and / or lower positioning can be determined.
  • a measuring axis of the measuring device is aligned in the same direction as the position axis of the opposite upper tool and / or lower tool.
  • a control of a height of a machining tool on the upper tool or a counter tool on the lower tool can be made possible in a simple manner.
  • a height of a scraper or the presence of a scraper as well as the control of the scraper type can be made possible. It can also be determined whether a length and / or contour of the machining tool on the upper tool or of the counter-tool on the lower tool is in front of a wear limit or has exceeded it.
  • the at least one measuring device is designed as a scanning element or by a non-contact sensor.
  • the non-contact sensor the flexibility in the detection of parameters can be increased.
  • an alignment of the upper and / or lower tool to the opposite non-contact sensor is sufficient, without a movement along the at least one lifting axis is required.
  • the measuring device designed as a contactless sensor is designed as an optical distance sensor, in particular a line laser or a camera device, in particular a CCD camera. Depending on the available installation space, a selection of the measuring device can take place. In addition, the measuring device can be adapted to the required measuring tasks.
  • a further advantageous embodiment of the machine tool provides that the measuring device is provided on a console carriage of the lower drive arrangement. This allows easy positioning of the measuring device adjacent to the lower tool. In addition, this can be aligned freely with respect to the measuring axis in the direction of the upper tool.
  • the at least one measuring device on the upper drive arrangement is preferably provided on the double wedge of a wedge gear. This allows a protected arrangement, in particular before to be processed corrugated sheets.
  • a further preferred embodiment of the machine tool provides that in the measuring device on a discharge side of the measuring axis, a cover or shield is assigned, which is removable for a measurement operation.
  • a cover or shield is assigned, which is removable for a measurement operation.
  • the object on which the invention is based is furthermore achieved by a method for processing plate-shaped workpieces, preferably sheets, in which an upper tool which is movable along a lifting axis with a lifting drive device in the direction of a workpiece to be machined with the upper tool and in the opposite direction , is moved with at least one motor drive assembly along an axis perpendicular to the lifting axis upper positioning and wherein a lower tool, which is aligned with the upper tool is moved with at least one motor drive assembly along a lower positioning axis, which is aligned perpendicular to the stroke axis of the upper tool.
  • the upper and lower tool is moved in the frame interior of a machine frame.
  • the motor drive arrangements for moving the upper and lower tool are controlled by a controller.
  • At least one measuring device provided on the upper drive device which is aligned in the direction of the lower drive arrangement, along the upper positioning axis and / or at least one provided on the lower drive assembly measuring device which is aligned in the direction of the upper drive assembly, be controlled independently of each other along the lower positioning axis.
  • This detection of the parameters can be forwarded directly to the control of the machine tool, so that the recorded data of the upper and / or lower tool are taken into account in the subsequent processing steps.
  • the setup process is simplified and shortened in time.
  • it can be ensured that the required for the subsequent processing process upper and lower tool in the upper and / or lower tool holder of the machine tool is added.
  • a movement of movement of the upper tool and / or the lower tool along the lower and / or upper positioning axis is controlled superimposed on a rotational movement about the lifting axis and / or a lifting movement along the lifting axis.
  • a preferred embodiment of the method provides that a height of the upper tool or the lower tool is detected by moving over a measuring axis of the opposite measuring device by a movement along the upper and / or lower positioning. By such a movement, for example, a height of the tool body on the upper tool or counter tool body can be made possible on the lower tool.
  • a geometry can also be detected, as well as possibly a wear of the tool body or counter tool body.
  • a further preferred embodiment of the method provides that for performing a measurement of the upper tool or lower tool, the upper tool or the lower tool is positioned adjacent to the measuring axis of the opposite measuring device or aligned to the measuring axis, to subsequently perform a measurement strategy.
  • detection of detailed tool information may be performed.
  • the data detected by the measuring device are processed in an evaluation device and compared with data from tools in a data memory of the controller or evaluation and evaluated. This has the advantage that a check can be made as to whether the appropriate tool has been prepared. In addition, it can be detected in a simple manner, whether the tool is within or outside a wear limit.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the machine tool according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the basic structure of a lifting drive device and of a motor drive according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a superimposed lifting movement in the Y and Z directions of the tappet according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of a further superimposed lifting movement in the Y and Z directions of the tappet according to FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a schematic view from above of the machine tool according to FIG. 1 with workpiece support surfaces
  • FIG. 6 shows a schematic side view of the upper and lower drive arrangement in a machining position of the upper tool relative to the lower tool
  • Figure 7 is a schematic side view of the upper and lower drive assembly in a measuring position for the upper tool
  • FIG. 8 shows a schematic view of a tool body of an upper tool in a measuring method with a measuring device on the lower drive arrangement.
  • FIG. 1 shows a machine tool 1, which is designed as a stamping press.
  • This machine tool 1 comprises a support structure with a closed machine frame 2. This comprises two horizontal frame legs 3, 4 and two vertical frame legs 5 and 6.
  • the machine frame 2 encloses a frame interior 7, the working area of the machine tool 1 with an upper tool 11 and a lower tool. 9 forms.
  • the machine tool 1 is used for processing plate-shaped workpieces 10, which are not shown in Figure 1 for the sake of simplicity and can be arranged for processing purposes in the frame interior 7.
  • a workpiece 10 to be machined is placed on a workpiece support 8 provided in the frame interior 7.
  • the lower tool 9 is mounted, for example in the form of a punching die on the lower horizontal frame leg 4 of the machine frame 2.
  • This punching die can be provided with a die opening.
  • the upper tool 11 and lower tool 9 can be used instead of a punch and a punching die as a punch and a bending die for forming workpieces 10.
  • the upper tool 11 is fixed in a tool holder at a lower end of a plunger 12.
  • the plunger 12 is part of a lifting drive device 13, by means of which the upper tool 11 can be moved in a stroke direction along a lifting axis 14.
  • the lifting axis 14 extends in the direction of the Z-axis of the coordinate system of a indicated in Figure 1 numerical control 15 of the machine tool 1.
  • Perpendicular to the lifting axis 14, the lifting drive device 13 along a positioning axis 16 are moved in the direction of the double arrow.
  • the positioning axis 16 extends in the direction of the Y-axis of the coordinate system of the numerical control 15.
  • the lifting tool 13 receiving the upper tool 11 is moved by means of a motor drive 17 along the positioning axis 16.
  • the movement of the plunger 12 along the lifting axis 14 and the positioning of the lifting drive device 13 along the positioning axis 16 by means of a motor drive 17 in the form of a drive assembly 17, in particular spindle drive assembly, with a running in the direction of the positioning axis 16 and fixedly connected to the machine frame 2 drive spindle 18.
  • the lifting drive device 13 is guided during movements along the positioning axis 16 on three guide rails 19 of the upper frame leg 3, of which two guide rails 19 can be seen in FIG.
  • the one remaining guide rail 19 is parallel to the visible guide rail 19 and is spaced therefrom in the direction X-axis of the coordinate system of the numerical control 15.
  • On the guide rails 19 run guide shoes 20 of the Hubantriebsvorraum 13.
  • the lifting drive device 13 is suspended on the machine frame 2 via the guide shoes 20 and the guide rails 19.
  • Another component of the lifting drive device 13 is a wedge gear 21, by which a position of the upper tool 11 is adjustable relative to the lower tool 9.
  • the lower tool 9 is received movably along a lower positioning axis 25.
  • This lower positioning axis 25 extends in the direction of the Y-axis of the coordinate system of the numerical control 15.
  • the lower positioning axis 25 is aligned parallel to the upper positioning axis 16.
  • the lower tool 9 can be moved directly on the lower positioning axis 16 with a motor drive arrangement 26 along the positioning axis 25.
  • the lower tool 9 can also be provided on a lifting drive device 27, which can be moved along the lower positioning axis 25 by means of the motor drive arrangement 26.
  • This drive arrangement 26 is preferably designed as a spindle drive arrangement.
  • the lower lift drive device 27 may correspond in structure to the upper lift drive device 13.
  • the motor drive assembly 26 may correspond to the motor drive assembly 17.
  • the lower lifting drive device 27 is slidably mounted on the lower horizontal frame leg 4 associated guide rails 19.
  • Guide shoes 20 of the lifting drive device 27 run on the guide rails 19, so that the connection between the guide rails 19 and guide shoes 20 on the lower tool 9 can also absorb a load acting in the vertical direction. Accordingly, the lifting drive device 27 is suspended via the guide shoes 20 and the guide rails 19 on the machine frame 2 and at a distance from the guide rails 19 and guide shoes 20 of the upper lifting drive device 13.
  • the lifting drive device 27 may include a wedge gear 21, by which the position or height of the lower tool 9 along the Z-axis is adjustable.
  • both the motor drives 17 for a movement of the upper tool 11 along the upper positioning axis 16, as well as the one or more motor drives 26 for a movement of the lower tool 9 along the lower positioning axis 25 are controlled independently.
  • the upper and lower tool 11, 9 can be moved synchronously in the direction of the Y-axis of the coordinate system.
  • an independent movement of the upper and lower tool 11, 9 are also driven in different directions.
  • This independent movement of the upper and lower tool 11, 9 can be controlled at the same time.
  • the upper and lower tool 11, 9 may be formed for machining the workpieces 10 in a variety of ways.
  • the wedge gear 21 comprises two drive-side wedge gear elements 122, 123, and two output-side wedge gear elements 124, 125. The latter are structurally combined to form a structural unit in the form of a driven-side double wedge 126.
  • the plunger 12 is rotatably mounted about the lifting axis 14.
  • a motor rotary drive device 128 is housed in the output side double wedge 126 and moves the plunger 12 when necessary along the lifting axis 14.
  • a plunger bearing 129 is shown schematically.
  • the plunger bearing 129 allows low-friction rotational movements of the plunger 12 about the lifting axis 14, on the other hand supports the plunger bearing 129 the plunger 12 in the axial direction and accordingly carries loads acting on the plunger 12 in the direction of the lifting axis 14, in the output side double wedge 126th from.
  • the driven-side double wedge 126 is limited by a wedge surface 130, and by a wedge surface 131 of the output-side gear element 125.
  • the wedge surfaces 130, 131 of the output-side wedge gear elements 124, 125 are opposed by wedge surfaces 132, 133 of the drive-side wedge gear elements 122, 123.
  • longitudinal guides 134, 135 the drive-side wedge gear member 122 and the output side wedge gear member 124 and the drive side wedge gear member 123 and the driven side wedge gear member 125 in the direction of the Y-axis, that is, in the direction of the positioning axis 16 of the Hubantriebsvorraumraum 13, guided relative to each other movable.
  • the drive-side wedge gear element 122 has a motor drive unit 138, the drive-side wedge gear element 123 via a motor drive unit 139. Both drive units 138, 139 together form the spindle drive arrangement 17th
  • motor drive units 138, 139 Common to the motor drive units 138, 139 is the drive spindle 18 shown in FIG. 1 as well as the lifting drive device 13, 27 mounted on the machine frame 2 and consequently supporting structure side.
  • the drive-side wedge gear elements 122, 123 are operated such that they move along the positioning axis 16, for example, which results in a relative movement between the drive-side wedge gear elements 122, 123 on the one hand and the output side wedge gear elements 124, 125 on the other hand , As a result of this relative movement of the output side double wedge 126 and the ram 12 mounted thereon is moved along the lifting axis 14 down.
  • the punch mounted on the plunger 12, for example, as an upper tool 11 performs a working stroke and thereby machined on the workpiece support 28, 29 and the workpiece support 8 mounted workpiece 10.
  • the plunger 12 is again along the Lifting axle 14 is raised or moved upwards.
  • the above-described lifting drive device 13 according to FIG. 2 is preferably constructed identically as the lower lift drive device 27 and accommodates the lower tool 9.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a possible stroke movement of the plunger 12.
  • the diagram shows a stroke course along the Y-axis and the Z-axis.
  • an oblique lifting movement of the Hubst formulateels 12 down to the workpiece 10 to be driven as shown by the first straight line A.
  • the plunger 12 can be lifted vertically, for example, as shown by the straight line B.
  • an exclusive movement takes place along the Y-axis in accordance with the straight line C, in order to position the plunger 12 for the workpiece 10 for a new working position.
  • the work sequence described above can be repeated. If, for a subsequent processing step, the workpiece 10 is moved on the workpiece support surface 28, 29, a movement along the straight line C can also be dispensed with.
  • the illustrated in the diagram in Figure 3 possible stroke movement of the plunger 12 on the upper tool 11 is preferably combined with a stationary held lower tool 9.
  • the lower tool 9 is positioned within the machine frame 2 such that at the end of a working stroke of the upper tool 11, the upper and lower tool 11, 9 occupy a defined position.
  • This exemplary superimposed stroke course can be controlled both for the upper tool 11 and the lower tool 9.
  • a superimposed lifting movement of the upper tool and / or lower tool 11, 9 can be actuated.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram illustrating a lifting movement of the plunger 12 according to the exemplary illustrated line D along a Y-axis and a Z-axis.
  • a lifting movement of the plunger 12 can undergo a curve or arc curve by a superposition of the movements in the Y direction and Z direction is controlled accordingly by the controller 15.
  • Such a flexible superimposition of the movement movements in the X and Z directions allows specific machining tasks to be solved.
  • the control of such a curve can be provided for the upper tool 11 and / or lower tool 9.
  • FIG. 5 shows a schematic view of the machine tool 1 according to FIG.
  • the workpiece support 28 may for example be associated with a loading station, not shown, through which unprocessed workpieces 10 are placed on the workpiece support 28.
  • Adjoining the workpiece support 28, 29 is a feed device 22, which comprises a plurality of grippers 23 in order to grip the workpiece 10 placed on the workpiece support 28.
  • the feed device 22 By means of the feed device 22, the workpiece 10 is passed through the machine frame 2 in the X direction.
  • the feed device 22 can also be moved in the Y direction. As a result, a free movement of the workpiece 10 in the X-Y plane can be provided.
  • the workpiece 10 can be moved by the feed device 22 both in the X direction and counter to the X direction.
  • This movement of the workpiece 10 can be adapted to a movement of the upper tool 11 and lower tool 9 in and counter to the Y direction for the respective processing task.
  • the workpiece support 28 opposite the other workpiece support 29 is provided on the machine frame 2. This may for example be associated with an unloading station. Alternatively, the loading and unloading of the unprocessed workpiece 10 and machined workpiece 10 with workpieces 81 may also be assigned to the same workpiece support 28, 29.
  • the machine tool 1 can furthermore have a laser processing device 201, in particular a laser cutting machine, which is shown only schematically in a plan view in FIG.
  • This laser processing device 201 can be designed, for example, as a CO 2 laser cutting machine.
  • the laser processing device 201 comprises a laser source 202, which generates a laser beam 203, which is guided by means of a beam guide 204 shown schematically to a laser processing head, in particular laser cutting head 206, and focused in this. Thereafter, the laser beam 204 is aligned by a cutting nozzle perpendicular to the surface of the workpiece 10 to machine the workpiece 10.
  • the laser beam 203 acts on the workpiece 10 at the processing location, in particular the cutting location, preferably together with a process gas jet.
  • the cutting point at which the laser beam 203 impinges on the workpiece 10 is adjacent to the processing point of the upper tool 11 and lower tool.
  • the laser cutting head 206 can be moved by a linear drive 207 with a linear axis system at least in the Y direction, preferably in the Y and Z directions.
  • This linear axis system which receives the laser cutting head 206, may be associated with, attached to, or integrated with the machine frame 2.
  • a beam passage opening may be provided in the workpiece support 28.
  • a beam collecting device for the laser beam 21 may be provided below the beam passage opening.
  • the beam passage opening and optionally the beam collecting device can also be designed as a structural unit.
  • the laser processing device 201 may also comprise a solid-state laser as the laser source 202, the radiation of which is guided to the laser cutting head 206 by means of a light-conducting cable.
  • the workpiece support 28, 29 may extend directly to the workpiece support 8, which surrounds the lower tool 9 at least partially. Within a free space resulting therebetween, the lower tool 9 is movable along the lower positioning axis 25 in and counter to the Y direction.
  • the workpiece support 28 is for example a machined workpiece 10, in which a workpiece part 81 is cut free from a cutting gap 83, for example by a punching or by a laser beam processing to a residual compound 82.
  • the workpiece 81 is held in the workpiece 10 and the remaining skeleton.
  • the workpiece 10 is positioned by means of the feed device 22 to the upper and lower tool 11, 9 for a stamping and Ausschleus suits.
  • the residual compound 82 is separated by a punching stroke of the upper tool 11 to the lower tool 9.
  • the workpiece part 81 can be discharged, for example, by partially lowering the workpiece support 8 down.
  • the cut-free workpiece part 81 can be transferred back to the workpiece support 28 or onto the workpiece support 29 in order to unload the workpiece part 81 and the residual grid.
  • small workpiece parts 81 may optionally be discharged through an opening in the lower tool 9.
  • an upper drive assembly 17 is shown schematically simplified compared to the arrangement shown in Figure 2.
  • This upper drive assembly 17 is opposite the lower drive assembly 26 is provided.
  • an upper stroke axis 14 of the upper drive assembly 17 in the lifting axis 30 of the lower drive assembly 26 is an upper position axis 35 of the upper tool 11.
  • an upper position axis 35 of the upper tool 11 is an upper position axis 35 of the upper tool 11.
  • Equally congruent with a lower stroke axis 14 is a lower position axis 48 of the lower tool.
  • the position of the upper and lower drive assemblies 17, 26 shown in Figure 6 may represent a machining position of the upper tool 11 and lower tool 9.
  • the upper drive arrangement 17 has an upper measuring device 601.
  • This upper measuring device 601 is provided, for example, on the double wedge 126.
  • This upper measuring device 601 is arranged adjacent to the plunger 12, which receives the upper tool 11.
  • the measuring device 601 is aligned with a measuring axis 602 on the lower drive assembly 26.
  • the measuring axis 602 of the measuring device 601 can be aligned parallel to the position axis 35. This orientation of the measuring axis 602 is also dependent on the selection of the measuring device 601.
  • a lower measuring device 604 is provided, the measuring axis 605 of which is directed in the direction of the upper drive arrangement 17.
  • the measuring axis 605 may preferably be aligned parallel to the position axis 48.
  • the lower measuring device 604 is preferably arranged on a console carriage 606, which is part of the motor drive arrangement 26. This console carriage 606 is preferably movably guided along the lower position axis 25, in particular a spindle.
  • only one measuring device 601 on the drive arrangement 17 and one measuring device 604 on the drive device 26 are provided in each case.
  • a plurality of measuring devices can be provided on one of the two or both drive arrangements 17, 26.
  • a non-contact sensor in particular a distance sensor, is provided.
  • a distance sensor By such a distance sensor, the respective opposite end face of a tool body 39 of the upper tool 11 ( Figure 8) or a counter tool body of the lower tool 9 can be detected.
  • the measuring device 601, 604 is designed as a line laser.
  • a camera system may be provided, such as a CCD camera, or other imaging device are used by which corresponding data detected by the opposite upper tool 11 or lower tool 9, processed in an evaluation and the controller 15 can be supplied.
  • FIG. 7 shows a positioning of the upper tool 11 above the measuring device 604 on the lower drive device 26.
  • the upper drive arrangement 17 can be moved along the upper positioning axis 16 and / or the lower drive arrangement 26 along the lower positioning axis 25.
  • the distance between the position axis 48 and the measuring axis 605 of the lower measuring device 604 is, for example, a distance A.
  • this is also moved by the distance A to the lower drive assembly 26 with respect to the lifting axis 14 or the position axis 35 of the upper tool 11, so that then a measurement can be performed.
  • the distance between the measuring device 604 and a cutting edge 38 and / or punch surface 43 or underside of the tool body 39 of the upper tool 11 can be determined. From this it can be determined on the one hand, whether an upper tool 11 is received by the upper drive assembly 17. In addition, the height of the tool body 39 on the upper tool 11 and possibly also the wear can be determined. The data is passed to the controller 15 for further processing. The same applies to the lower tool, provided that the upper measuring device 601 is directed with its measuring axis 602 on the lower tool 9.
  • the abovementioned parameters for the tool body 39 on the upper tool 11 can also be determined when a movement is actuated in which the upper tool 11 passes over the lower measuring device 604.
  • a detection of the geometry of a stamp face 43 of a machining tool 37 can also be detected and / or a wear can be detected.
  • the positioning of the upper drive assembly 17 is at a distance A to the lower drive assembly 26.
  • the upper tool 11 and the lifting shaft 14 is driven by a rotational movement.
  • the geometry of the stamp surface 43 can be detected.
  • a distance R of the measuring point 607 to an axis Y 1 shown in FIG. 8 (tool axis) can be increased.
  • the tool type can be determined.
  • a snail-shaped scanning movement on the underside of the tool body 39 of the upper tool 11 by a linear increase of the distance R of the measuring point 607 to an axis shown in Figure 8 Y 1 done.
  • both the geometry and a possible wear on a cutting edge 38 bounding the cutting edge 38 of the tool body 39 of the upper tool 11 can be detected. This is done for example by the detection of polar coordinates.
  • An analogous procedure can also be carried out for the lower tool 9 by the measuring device 601.
  • the measuring device 601, 604 can also detect a break at a cutting edge 38 of the tool body 39 or a counter cutting edge of the counter tool body, in particular after the machining of the workpiece 10, and before a tool change is pending.
  • the data determined by the measuring device 601 and 604 are forwarded to the controller 15, so that they are taken into account as correction data for the subsequent processing of the workpiece 10 with the measured tool.
  • This has the advantage that before the start of a workpiece machining, a check or a detection of the tool body of the upper tool and counter tool body of the lower tool takes place, so that subsequently can be carried out without further setup process, the machining of the workpiece 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine und ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen mit einem Oberwerkzeug (11), welches entlang einer Hubachse (14) mit einer Hubantriebsvorrichtung (13) in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug (11) zu bearbeitenden Werkstück (10) und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (17) entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positionierbar ist, mit einem Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet und mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (26) entlang einer unteren Positionierachse (25) positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeuges (11) ausgerichtet ist und mit mindestens einer Steuerung (15), durch welche die motorischen Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeuges (11, 9) ansteuerbar sind, wobei die Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges (11) entlang der oberen Positionierachse (16) und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeuges (9) entlang der unteren Positionierachse (25) jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind, und an der oberen Antriebsanordnung (17) zumindest eine auf die untere Antriebsanordnung (26) ausgerichteten Messvorrichtung (601) und/oder an der unteren Antriebsanordnung (26) zumindest eine auf die obere Antriebsanordnung (17) ausgerichtete Messvorrichtung (604) vorgesehen ist.

Description

Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen.
Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der EP 2 527 058 B1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Werkzeugmaschine in Form einer Presse zum Bearbeiten von Werkstücken, wobei ein Oberwerkzeug an einer Hubvorrichtung vorgesehen ist, welche gegenüber eines zu bearbeitenden Werkstücks entlang einer Hubachse in Richtung auf das Werkstück und in der Gegenrichtung verfahrbar ist. In der Hubachse und dem Oberwerkzeug gegenüberliegend ist ein Unterwerkzeug vorgesehen, welches zu einer Unterseite positioniert ist. Eine Hubantriebsvorrichtung für eine Hubbewegung des Oberwerkzeugs wird durch ein Keilgetriebe angesteuert. Die Hubantriebsvorrichtung mit dem daran angeordneten Oberwerkzeug ist längs einer Positionierachse mit einem motorischen Antrieb verfahrbar. Das Unterwerkzeug wird dabei synchron mit einem motorischen Antrieb zum Oberwerkzeug verfahren.
Aus der DE 10 2007 008 698 A1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur optischen Voreinrichtung von Werkzeugen, wie beispielsweise Stanzwerkzeug, bekannt, welche ein Magazin für die Aufnahme der Werkzeuge aufweist. Des Weiteren umfasst die Voreinrichtung eine Aufnahmeeinheit zur Erfassung der Geometrie der Werkzeuge, um die erfassten Daten mit Solldaten, welche in einem Rechner gespeichert sind, zu vergleichen. Dabei ist vorgesehen, dass das zu prüfende oder einzurichtende Werkzeug aus dem Magazin der Voreinrichtung entnommen wird und einer Werkzeugaufnahme zugeführt wird, welche drehbar ist und einer Längenmess- und Positionsbestimmungseinrichtung zugeordnet ist. Nach dem Voreinrichten der Werkzeuge ist erforderlich, dass die Werkzeuge aus dem Magazin der Voreinrichtung entnommen und einem Magazin einer Werkzeugmaschine zugeführt werden, so dass von dort aus die Werkzeuge für die Bearbeitung zum Einsatz kommen können.
Aus der EP 2 165 784 A1 ist eine Einrichtung und ein Verfahren zum automatischen Zentrieren von einer oberen und unteren Werkzeugaufnahme einer Stanzmaschine bekannt. Dabei ist vorgesehen, dass an einer oberen Werkzeugaufnahme ein Erfassungsmittel angeordnet ist, welches darauffolgend einer unteren Werkzeugaufnahme zugeordnet wird. Darauffolgend erfolgt eine Drehbewegung des als Tastsensor ausgebildeten Erfassungsmittels, um einen Versatz der unteren Werkzeugaufnahme in X- und/oder Y-Richtung zu erfassen. Nach Abschluss der Erfassung zum automatischen Zentrieren der Werkzeugaufnahme wird das Erfassungsmittel wiederum in ein Magazin der Stanzmaschine zurückgeführt, um darauffolgend ein Ausrichten der oberen Werkzeugaufnahme durchzuführen. Darauffolgend wir aus dem Magazin ein für den Bearbeitungsschritt vorgesehenes Werkzeug aus dem Magazin entnommen, um eine nachfolgende Bearbeitung durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, vorzuschlagen, durch welche Rüstzeiten reduziert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise Blechen, gelöst. Diese umfasst ein Oberwerkzeug, welches entlang einer Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug zu bearbeitenden Werkstück und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse positionierbar ist. Diese umfasst des Weiteren ein Unterwerkzeug, welches zum Oberwerkzeug ausgerichtet und mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer unteren Positionierachse positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse des Oberwerkzeuges ausgerichtet ist. Das Ober- und Unterwerkzeug ist im Rahmeninnenraum eines Maschinenrahmens verfahrbar. Durch eine Steuerung sind die motorischen Antriebsanordnungen zum Verfahren des Ober- und/oder Unterwerkzeugs ansteuerbar. Dabei ist vorgesehen, dass die Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges entlang der oberen Positionierachse und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeugs entlang der unteren Positionierachse jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Des Weiteren ist an der oberen Antriebsanordnung zumindest eine auf die untere Antriebsanordnung ausgerichtete Messvorrichtung und/oder an der unteren Antriebsanordnung zumindest eine auf die obere Antriebsanordnung ausgerichtete Messvorrichtung vorgesehen. Durch die Anordnung und Positionierung der zumindest einen Messvorrichtung an der unteren und/oder oberen Antriebsanordnung ist ermöglicht, dass vor dem Einsatz des Werkzeuges zur Bearbeitung mittels der zumindest einen Messvorrichtung einzelne Parameter des Ober- und/oder Unterwerkzeuges, wie beispielsweise eine Werkzeuglänge und/oder eine Werkzeuggeometrie, erfasst werden. Diese Daten können an die Steuerung der Werkzeugmaschine weitergeleitet und verarbeitet werden, so dass unmittelbar darauffolgend eine Bearbeitung des Werkstücks mit den aktuellen Daten des eingesetzten Werkzeugs ermöglicht ist. Ein bisheriger aufwendiger Datentransfer von Daten, die durch eine separate Messung von einer Werkzeuglänge und/oder eines Werkzeugtyps beziehungsweise Geometrie in einer Voreinrichtung getrennt von der Werkzeugmaschine erfolgt sowie eine darauffolgende Umrüstung der Werkzeuge in die Werkzeugmaschine ist nicht mehr erforderlich.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zumindest eine Messvorrichtung benachbart zur Werkzeugaufnahme des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges an der oberen und/oder unteren Antriebsordnung positioniert ist. Dies ermöglicht, dass eine nur geringe Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse gegenläufig zueinander erforderlich ist, um das Oberwerkzeug und Unterwerkzeug jeweils zur gegenüberliegenden Messvorrichtung zu positionieren. Nach dem Erfassen von zumindest einem Parameter des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges kann unmittelbar darauffolgend die Bearbeitung des Werkstücks begonnen werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zumindest eine Messvorrichtung an der oberen Antriebsanordnung auf das Unterwerkzeug ausgerichtet ist und/oder die zumindest eine Messvorrichtung an der unteren Antriebsanordnung auf das Oberwerkzeug ausgerichtet ist. In Abhängigkeit der Ausrichtung der Messvorrichtung auf das Ober- und/oder Unterwerkzeug kann die relative Verfahrbewegung des Ober- und/oder Unterwerkzeuges entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse bestimmt sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Messachse der Messvorrichtung in gleicher Richtung ausgerichtet ist, wie die Positionsachse des gegenüberliegenden Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges. Dadurch kann beispielsweise in einfacher Weise eine Kontrolle einer Höhe eines Bearbeitungswerkzeuges am Oberwerkzeug oder eines Gegenwerkzeuges am Unterwerkzeug ermöglicht sein. Ebenso kann eine Höhe eines Abstreifers oder das Vorhandensein eines Abstreifers als auch die Kontrolle des Abstreifertyps ermöglicht sein. Auch kann festgestellt werden, ob eine Länge und/oder Kontur des Bearbeitungswerkzeuges am Oberwerkzeug oder des Gegenwerkzeuges am Unterwerkzeug vor einer Verschleißgrenze liegt oder diese überschritten hat.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Werkzeugmaschine sieht vor, dass die zumindest eine Messvorrichtung als ein Abtastelement ausgebildet ist oder durch einen berührungslosen Sensor. Insbesondere durch den berührungslosen Sensor kann die Flexibilität in der Erfassung von Parametern erhöht sein. Zudem genügt ein Ausrichten des Ober- und/oder Unterwerkzeugs zum gegenüberliegenden berührungslosen Sensor, ohne dass eine Verfahrbewegung entlang der zumindest einen Hubachse erforderlich ist.
Vorteilhafterweise ist die als berührungsloser Sensor ausgebildete Messvorrichtung als ein optischer Abstandssensor, insbesondere ein Linienlaser oder eine Kameraeinrichtung, insbesondere eine CCD-Kamera ausgebildet. In Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraumes kann eine Auswahl der Messvorrichtung erfolgen. Zudem kann die Messvorrichtung an die erforderlichen Messaufgaben angepasst sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Werkzeugmaschine sieht vor, dass die Messvorrichtung an einem Konsolenschlitten der unteren Antriebsanordnung vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine einfache Positionierung der Messvorrichtung benachbart zum Unterwerkzeug. Zudem kann diese frei bezüglich deren Messachse in Richtung auf das Oberwerkzeug ausgerichtet werden.
Die zumindest eine Messvorrichtung an der oberen Antriebsanordnung ist bevorzugt am Doppelkeil eines Keilgetriebes vorgesehen. Dies ermöglicht eine geschützte Anordnung, insbesondere vor zu bearbeitenden Wellblechen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Werkzeugmaschine sieht vor, dass bei der Messvorrichtung an einer Austrittsseite der Messachse eine Abdeckung oder Abschirmung zugeordnet ist, welche für einen Messvorgang abnehmbar ist. Dadurch kann insbesondere bei einer optischen Messvorrichtung ein Schutz vor Verschmutzung und/oder Beschädigung gegeben sein. Für die jeweilige Messaufgabe kann eine solche Abdeckung verschoben, weggeklappt oder geöffnet werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, vorzugsweise von Blechen, gelöst, bei welchen ein Oberwerkzeug, das entlang einer Hubachse mit einer Hubantriebsvorrichtung in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug zu bearbeitenden Werkstück und in Gegenrichtung bewegbar ist, mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer senkrecht zur Hubachse verlaufenden oberen Positionierachse verfahren wird und bei welchem ein Unterwerkzeug, welches zum Oberwerkzeug ausgerichtet ist, mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung entlang einer unteren Positionierachse verfahren wird, die senkrecht zur Hubachse des Oberwerkzeuges ausgerichtet ist. Das Ober- und Unterwerkzeug wird dabei im Rahmeninnenraum eines Maschinenrahmens verfahren. Die motorischen Antriebsanordnungen zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeuges werden durch eine Steuerung angesteuert. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eine an der oberen Antriebsvorrichtung vorgesehene Messvorrichtung, die in Richtung auf die untere Antriebsanordnung ausgerichtet ist, entlang der oberen Positionierachse und/oder zumindest einer an der unteren Antriebsanordnung vorgesehenen Messvorrichtung, die in Richtung auf die obere Antriebsanordnung ausgerichtet ist, entlang der unteren Positionierachse jeweils unabhängig voneinander angesteuert werden. Dies ermöglicht kurze Verfahrwege, um das Oberwerkzeug zu einer an der unteren Antriebsanordnung vorgesehenen Messvorrichtung oder das Unterwerkzeug zu einer an der oberen Antriebsanordnung vorgesehenen Messvorrichtung zu positionieren, so dass darauffolgend durch ein Messverfahren einzelne Parameter des Ober- und/oder Unterwerkzeuges erfasst werden können. Diese Erfassung der Parameter kann unmittelbar an die Steuerung der Werkzeugmaschine weitergeleitet werden, so dass bei den darauffolgenden Bearbeitungsschritten die erfassten Daten des Ober- und/oder Unterwerkzeuges Berücksichtigung finden. Dadurch ist der Rüstvorgang vereinfacht und zeitlich verkürzt. Darüber hinaus kann dadurch sichergestellt werden, dass das für den nachfolgenden Bearbeitungsprozess erforderliche Ober- und Unterwerkzeug in der oberen und/oder unteren Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine aufgenommen wird.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass einer Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges und/oder des Unterwerkzeuges entlang der unteren und/oder oberen Positionierachse eine Drehbewegung um die Hubachse und/oder eine Hubbewegung entlang der Hubachse überlagert angesteuert wird. Dadurch kann die Flexibilität in der Durchführung der Messverfahren erhöht werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine Höhe des Oberwerkzeuges oder des Unterwerkzeuges durch ein Überfahren einer Messachse der gegenüberliegenden Messvorrichtung durch eine Verfahrbewegung entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse erfasst wird. Durch eine solche Verfahrbewegung kann beispielsweise eine Höhe des Werkzeugkörpers am Oberwerkzeug oder Gegenwerkzeugkörpers am Unterwerkzeug ermöglicht sein. Zudem kann auch eine Geometrie erfasst werden, sowie gegebenenfalls ein Verschleiß des Werkzeugkörpers oder Gegenwerkzeugkörpers.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass zur Durchführung einer Messung des Oberwerkzeuges oder Unterwerkzeuges das Oberwerkzeug oder das Unterwerkzeug zur Messachse der gegenüberliegenden Messvorrichtung benachbart positioniert wird oder zur Messachse ausgerichtet wird, um darauffolgend eine Messstrategie durchzuführen. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann eine Erfassung von detaillierten Werkzeuginformationen durchgeführt werden.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die durch die Messvorrichtung erfassten Daten in einer Auswerteeinrichtung verarbeitet und mit Daten von Werkzeugen in einem Datenspeicher der Steuerung oder Auswerteeinrichtung verglichen und ausgewertet werden. Dies weist den Vorteil auf, dass eine Prüfung erfolgen kann, ob das zutreffende Werkzeug gerüstet wurde. Zudem kann in einfacher Weise erfasst werden, ob das Werkzeug innerhalb oder außerhalb einer Verschleißgrenze liegt.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass nach der Durchführung der Messung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges diese in eine Arbeitsposition zueinander für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt durch eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse verfahren wird. Eine weitere Rüstzeit beziehungsweise Verfahrbewegung der oberen und/oder unteren Werkzeugaufnahme ins Magazin zur Aufnahme des Werkzeugs kann unterbleiben.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,
Figur 2 eine schematisierte Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus einer Hubantriebsvorrichtung und eines motorischen Antriebes gemäß Figur 1,
Figur 3 ein schematisches Diagramm einer überlagerten Hubbewegung in Y- und Z-Richtung des Stößels gemäß Figur 1,
Figur 4 ein schematisches Diagramm einer weiteren überlagerten Hubbewegung in Y- und Z-Richtung des Stößels gemäß Figur 1,
Figur 5 eine schematische Ansicht von oben auf die Werkzeugmaschine gemäß Figur 1 mit Werkstückauflageflächen,
Figur 6 eine schematische Seitenansicht der oberen und unteren Antriebsanordnung in einer Bearbeitungsposition des Oberwerkzeugs zum Unterwerkzeug,
Figur 7 eine schematische Seitenansicht der oberen und unteren Antriebsanordnung in einer Messposition für das Oberwerkzeug und
Figur 8 eine schematische Ansicht auf einen Werkzeugkörper eines Oberwerkzeuges bei einem Messverfahren mit einer Messvorrichtung an der unteren Antriebsanordnung.
In Figur 1 ist eine Werkzeugmaschine 1 dargestellt, welche als Stanzpresse ausgebildet ist. Diese Werkzeugmaschine 1 umfasst eine Tragstruktur mit einem geschlossenen Maschinenrahmen 2. Dieser umfasst zwei horizontale Rahmenschenkel 3, 4 sowie zwei vertikale Rahmenschenkel 5 und 6. Der Maschinenrahmen 2 umschließt einen Rahmeninnenraum 7, der den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine 1 mit einem Oberwerkzeug 11 und einem Unterwerkzeug 9 bildet.
Die Werkzeugmaschine 1 dient zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken 10, welche der Einfachheit halber in Figur 1 nicht dargestellt sind und können zu Bearbeitungszwecken im Rahmeninnenraum 7 angeordnet werden. Ein zu bearbeitendes Werkstück 10 wird auf eine im Rahmeninnenraum 7 vorgesehene Werkstückabstützung 8 abgelegt. In einer Aussparung der Werkstückabstützung 8 ist am unteren horizontalen Rahmenschenkel 4 des Maschinenrahmens 2 das Unterwerkzeug 9 beispielsweise in Form einer Stanzmatrize gelagert. Diese Stanzmatrize kann mit einer Matrizenöffnung versehen sein. Bei einer Stanzbearbeitung taucht in die Matrizenöffnung des als Stanzmatrize ausgebildeten Unterwerkzeuges das als Stanzstempel ausgebildete Oberwerkzeug 11 ein.
Das Oberwerkzeug 11 und Unterwerkzeug 9 kann anstelle von einem Stanzstempel und einer Stanzmatrize auch als ein Biegestempel sowie eine Biegematrize zum Umformen von Werkstücken 10 eingesetzt werden.
Das Oberwerkzeug 11 ist in einer Werkzeugaufnahme an einem unteren Ende eines Stößels 12 fixiert. Der Stößel 12 ist Teil einer Hubantriebsvorrichtung 13, mittels derer das Oberwerkzeug 11 in eine Hubrichtung entlang einer Hubachse 14 bewegt werden kann. Die Hubachse 14 verläuft in Richtung der Z-Achse des Koordinatensystems einer in Figur 1 angedeuteten numerischen Steuerung 15 der Werkzeugmaschine 1. Senkrecht zur Hubachse 14 kann die Hubantriebsvorrichtung 13 längs einer Positionierachse 16 in Richtung des Doppelpfeils bewegt werden. Die Positionierachse 16 verläuft in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15. Die das Oberwerkzeug 11 aufnehmende Hubantriebsvorrichtung 13 wird mittels eines motorischen Antriebs 17 längs der Positionierachse 16 verfahren.
Die Bewegung des Stößels 12 entlang der Hubachse 14 und die Positionierung der Hubantriebsvorrichtung 13 entlang der Positionierachse 16 erfolgen mittels eines motorischen Antriebes 17 in Form einer Antriebsanordnung 17, insbesondere Spindelantriebsanordnung, mit einer in Richtung der Positionierachse 16 verlaufenden und mit dem Maschinenrahmen 2 fest verbundenen Antriebsspindel 18. Geführt wird die Hubantriebsvorrichtung 13 bei Bewegungen längs der Positionierachse 16 an drei Führungsschienen 19 des oberen Rahmenschenkels 3, von denen in Figur 1 zwei Führungsschienen 19 zu erkennen sind. Die eine übrige Führungsschiene 19 verläuft parallel zur sichtbaren Führungsschiene 19 und ist von dieser in Richtung X-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15 beabstandet. Auf den Führungsschienen 19 laufen Führungsschuhe 20 der Hubantriebsvorrichtung 13. Der gegenseitige Eingriff der Führungsschiene 19 und der Führungsschuhe 20 ist dergestalt, dass diese Verbindung zwischen den Führungsschienen 19 und den Führungsschuhen 20 auch eine in vertikaler Richtung wirkende Last aufnehmen kann. Dementsprechend ist die Hubantriebsvorrichtung 13 über die Führungsschuhe 20 und die Führungsschienen 19 am Maschinenrahmen 2 aufgehängt. Ein weiterer Bestandteil der Hubantriebsvorrichtung 13 ist ein Keilgetriebe 21, durch welches eine Lage des Oberwerkzeuges 11 relativ zum Unterwerkzeug 9 einstellbar ist.
Das Unterwerkzeug 9 ist entlang einer unteren Positionierachse 25 verfahrbar aufgenommen. Diese untere Positionierachse 25 verläuft in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems der numerischen Steuerung 15. Vorzugsweise ist die untere Positionierachse 25 parallel zur oberen Positionierachse 16 ausgerichtet. Das Unterwerkzeug 9 kann unmittelbar an der unteren Positionierachse 16 mit einer motorischen Antriebsanordnung 26 entlang der Positionierachse 25 verfahren werden. Alternativ oder ergänzend kann das Unterwerkzeug 9 auch an einer Hubantriebsvorrichtung 27 vorgesehen sein, welche entlang der unteren Positionierachse 25 mittels der motorischen Antriebsanordnung 26 verfahrbar ist. Diese Antriebsanordnung 26 ist bevorzugt als Spindelantriebsanordnung ausgebildet. Die untere Hubantriebsvorrichtung 27 kann im Aufbau der oberen Hubantriebsvorrichtung 13 entsprechen. Ebenfalls kann die motorische Antriebsanordnung 26 der motorischen Antriebsanordnung 17 entsprechen.
Die untere Hubantriebsvorrichtung 27 ist an dem unteren horizontalen Rahmenschenkel 4 zugeordneten Führungsschienen 19 verschiebbar gelagert. Auf den Führungsschienen 19 laufen Führungsschuhe 20 der Hubantriebsvorrichtung 27, so dass die Verbindung zwischen den Führungsschienen 19 und Führungsschuhen 20 am Unterwerkzeug 9 auch eine in vertikaler Richtung wirkende Last aufnehmen kann. Dementsprechend ist auch die Hubantriebsvorrichtung 27 über die Führungsschuhe 20 und die Führungsschienen 19 am Maschinenrahmen 2 und beabstandet zu den Führungsschienen 19 und Führungsschuhen 20 der oberen Hubantriebsvorrichtung 13 aufgehängt. Auch die Hubantriebsvorrichtung 27 kann ein Keilgetriebe 21 umfassen, durch welches die Lage beziehungsweise Höhe des Unterwerkzeuges 9 entlang der Z-Achse einstellbar ist.
Durch die numerische Steuerung 15 können sowohl die motorischen Antriebe 17 für eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 entlang der oberen Positionierachse 16, als auch der oder die motorischen Antriebe 26 für eine Verfahrbewegung des Unterwerkzeuges 9 entlang der unteren Positionierachse 25 unabhängig voneinander angesteuert werden. Somit ist das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 synchron in Richtung der Y-Achse des Koordinatensystems verfahrbar. Ebenso kann eine unabhängige Verfahrbewegung des Ober- und Unterwerkzeuges 11, 9 auch in verschiedene Richtungen angesteuert werden. Diese unabhängige Verfahrbewegung des Ober- und Unterwerkzeuges 11, 9 kann zeitgleich angesteuert werden. Durch die Entkopplung der Verfahrbewegung zwischen dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 9 kann eine erhöhte Flexibilität in der Bearbeitung von Werkstücken 10 erzielt werden. Auch kann das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 zur Bearbeitung der Werkstücke 10 in vielfältiger Weise ausgebildet sein.
Ein Bestandteil der Hubantriebsvorrichtung 13 ist das Keilgetriebe 21, welches in Figur 2 dargestellt ist. Das Keilgetriebe 21 umfasst zwei antriebsseitige Keilgetriebeelemente 122, 123, sowie zwei abtriebsseitige Keilgetriebeelemente 124, 125. Letztere sind konstruktiv zu einer Baueinheit in Form eines abtriebsseitigen Doppelkeils 126 zusammengefasst. An dem abtriebsseitigen Doppelkeil 126 ist der Stößel 12 um die Hubachse 14 drehbar gelagert. Eine motorische Drehantriebsvorrichtung 128 ist in dem abtriebsseitigen Doppelkeil 126 untergebracht und verfährt den Stößel 12 bei Bedarf entlang der Hubachse 14. Dabei ist sowohl eine Links- als auch eine Rechtsdrehung des Stößels 12 gemäß dem Doppelpfeil in Figur 2 möglich. Eine Stößellagerung 129 ist schematisch dargestellt. Zum einen erlaubt die Stößellagerung 129 reibungsarme Drehbewegungen des Stößels 12 um die Hubachse 14, zum anderen lagert die Stößellagerung 129 den Stößel 12 in axialer Richtung und trägt dementsprechend Lasten, die auf den Stößel 12 in Richtung der Hubachse 14 wirken, in den abtriebsseitigen Doppelkeil 126 ab.
Der abtriebsseitige Doppelkeil 126 wird durch eine Keilfläche 130, sowie durch eine Keilfläche 131 des abtriebsseitigen Getriebeelementes 125 begrenzt. Den Keilflächen 130, 131 der abtriebsseitigen Keilgetriebeelemente 124, 125 liegen Keilflächen 132, 133 der antriebsseitigen Keilgetriebeelemente 122, 123 gegenüber. Durch Längsführungen 134, 135 sind das antriebsseitige Keilgetriebeelement 122 und das abtriebsseitige Keilgetriebeelement 124, sowie das antriebsseitige Keilgetriebeelement 123 und das abtriebsseitige Keilgetriebeelement 125 in Richtung der Y-Achse, das heißt in Richtung der Positionierachse 16 der Hubantriebsvorrichtung 13, relativ zueinander bewegbar geführt.
Das antriebsseitige Keilgetriebeelement 122 verfügt über eine motorische Antriebseinheit 138, das antriebsseitige Keilgetriebeelement 123 über eine motorische Antriebseinheit 139. Beide Antriebseinheiten 138, 139 gemeinsam bilden die Spindelantriebsanordnung 17.
Den motorischen Antriebseinheiten 138, 139 gemeinsam ist die in Figur 1 gezeigte Antriebsspindel 18 sowie die an dem Maschinenrahmen 2 gelagerte und folglich tragstrukturseitige Hubantriebsvorrichtung 13, 27.
Zu den motorischen Antriebseinheiten 138, 139 werden die antriebsseitigen Keilgetriebeelemente 122, 123 derart betrieben, dass diese sich entlang der Positionierachse 16 beispielsweise aufeinander zu bewegen, wodurch sich eine Relativbewegung zwischen den antriebsseitigen Keilgetriebeelementen 122, 123 einerseits und den abtriebsseitigen Keilgetriebeelementen 124, 125 anderseits ergibt. Infolge dieser Relativbewegung wird der abtriebsseitige Doppelkeil 126 und der daran gelagerte Stößel 12 entlang der Hubachse 14 nach unten bewegt. Der an dem Stößel 12 beispielsweise als Oberwerkzeug 11 montierte Stanzstempel führt einen Arbeitshub aus und bearbeitet dabei ein auf der Werkstückauflage 28, 29 bzw. der Werkstückabstützung 8 gelagertes Werkstück 10. Durch eine entgegengesetzte Bewegung der Antriebskeilelemente 122, 123 wird der Stößel 12 wiederum entlang der Hubachse 14 angehoben bzw. nach oben bewegt.
Die vorbeschriebene Hubantriebsvorrichtung 13 gemäß Figur 2 ist bevorzugt baugleich als untere Hubantriebsvorrichtung 27 ausgebildet und nimmt das Unterwerkzeug 9 auf.
In Figur 3 ist ein schematisches Diagramm einer möglichen Hubbewegung des Stößels 12 dargestellt. Das Diagramm zeigt einen Hubverlauf entlang der Y-Achse und der Z-Achse. Durch eine überlagerte Ansteuerung einer Verfahrbewegung des Stößels 12 entlang der Hubachse 14 und entlang der Positionierachse 16 kann beispielsweise eine schräg verlaufende Hubbewegung des Hubstößels 12 nach unten auf das Werkstück 10 zu angesteuert werden, wie dies durch die erste Gerade A dargestellt ist. Darauffolgend nach Durchführung des Hubes kann der Stößel 12 beispielsweise senkrecht abgehoben werden, wie dies durch die Gerade B dargestellt ist. Anschließend erfolgt beispielsweise eine ausschließliche Verfahrbewegung entlang der Y-Achse gemäß der Geraden C, um den Stößel 12 für eine neue Arbeitsposition zum Werkstück 10 zu positionieren. Darauffolgend kann sich beispielsweise die zuvor beschriebene Arbeitsabfolge wiederholen. Sofern für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt das Werkstück 10 auf der Werkstückauflagefläche 28, 29 verfahren wird, kann auch eine Verfahrbewegung entlang der Geraden C entfallen.
Die im Diagramm in Figur 3 dargestellte mögliche Hubbewegung des Stößels 12 am Oberwerkzeug 11 ist bevorzugt mit einem stillstehend gehaltenen Unterwerkzeug 9 kombiniert. Dabei ist das Unterwerkzeug 9 derart innerhalb des Maschinenrahmens 2 positioniert, dass am Ende eines Arbeitshubes des Oberwerkzeuges 11 das Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 eine definierte Position einnehmen.
Dieser beispielhafte überlagerte Hubverlauf kann sowohl für das Oberwerkzeug 11 als auch das Unterwerkzeug 9 angesteuert werden. In Abhängigkeit der zu erfolgenden Bearbeitung des Werkstückes 10 kann eine überlagerte Hubbewegung des Oberwerkzeuges und/oder Unterwerkzeuges 11, 9 angesteuert werden.
In Figur 4 ist ein schematisches Diagramm dargestellt, welches eine Hubbewegung des Stößels 12 gemäß der beispielhaft dargestellten Linie D entlang einer Y-Achse und einer Z-Achse darstellt. Abweichend zu Figur 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass eine Hubbewegung des Stößels 12 einen Kurvenverlauf oder Bogenverlauf durchlaufen kann, indem eine Überlagerung der Verfahrbewegungen in Y-Richtung und Z-Richtung entsprechend durch die Steuerung 15 angesteuert wird. Durch eine solche flexible Überlagerung der Verfahrbewegungen in X- und Z-Richtung lassen sich spezifische Bearbeitungsaufgaben lösen. Die Ansteuerung eines solchen Kurvenverlaufes kann für das Oberwerkzeug 11 und/oder Unterwerkzeug 9 vorgesehen sein.
In Figur 5 ist eine schematische Ansicht auf die Werkzeugmaschine 1 gemäß Figur 1 dargestellt. An dem Maschinenrahmen 2 der Werkzeugmaschine 1 erstreckt sich seitlich jeweils eine Werkstückauflage 28, 29. Die Werkstückauflage 28 kann beispielsweise einer nicht näher dargestellten Beladestation zugeordnet sein, durch welche unbearbeitete Werkstücke 10 auf die Werkstückauflage 28 aufgelegt werden. An die Werkstückauflage 28, 29 angrenzend ist eine Vorschubeinrichtung 22 vorgesehen, welche mehrere Greifer 23 umfasst, um das auf die Werkstückauflage 28 aufgelegte Werkstück 10 zu greifen. Mittels der Vorschubeinrichtung 22 wird das Werkstück 10 in X-Richtung durch den Maschinenrahmen 2 hindurchgeführt. Vorzugsweise kann die Vorschubeinrichtung 22 auch in Y-Richtung verfahrbar angesteuert werden. Dadurch kann eine freie Verfahrbewegung des Werkstücks 10 in der X-Y Ebene vorgesehen sein. In Abhängigkeit der Arbeitsaufgabe kann das Werkstück 10 durch die Vorschubeinrichtung 22 sowohl in X-Richtung als auch entgegen der X-Richtung bewegbar sein. Diese Verfahrbewegung des Werkstücks 10 kann auf eine Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9 in und entgegen der Y-Richtung für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe angepasst sein.
Der Werkstückauflage 28 gegenüberliegend ist die weitere Werkstückauflage 29 am Maschinenrahmen 2 vorgesehen. Diese kann beispielsweise einer Entladestation zugeordnet sein. Alternativ kann die Be- und Entladung des unbearbeiteten Werkstücks 10 und bearbeiteten Werkstücks 10 mit Werkstücken 81 auch derselben Werkstückauflage 28, 29 zugeordnet sein.
Die Werkzeugmaschine 1 kann des Weiteren eine Laserbearbeitungsvorrichtung 201, insbesondere eine Laserschneidmaschine, aufweisen, welche nur schematisch in einer Draufsicht in Figur 5 dargestellt ist. Diese Laserbearbeitungsvorrichtung 201 kann beispielsweise als eine CO2-Laserschneidmaschine ausgebildet sein. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 201 umfasst eine Laserquelle 202, welche einen Laserstrahl 203 erzeugt, der mittels einer schematisch dargestellten Strahlführung 204 zu einem Laserbearbeitungskopf, insbesondere Laserschneidkopf 206, geführt und in diesem fokussiert wird. Danach wird der Laserstrahl 204 durch eine Schneiddüse senkrecht zur Oberfläche des Werkstückes 10 ausgerichtet, um das Werkstück 10 zu bearbeiten. Der Laserstrahl 203 wirkt am Bearbeitungsort, insbesondere Schneidort, vorzugsweise gemeinsam mit einem Prozessgasstrahl auf das Werkstück 10 ein. Die Schneidstelle, an welcher der Laserstrahl 203 auf das Werkstück 10 auftrifft, ist benachbart zur Bearbeitungsstelle des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9.
Der Laserschneidkopf 206 ist durch einen Linearantrieb 207 mit einem Linearachsensystem zumindest in Y-Richtung, vorzugsweise in Y- und Z-Richtung, verfahrbar. Dieses Linearachsensystem, welches den Laserschneidkopf 206 aufnimmt, kann dem Maschinenrahmen 2 zugeordnet, daran befestigt oder darin integriert sein. Unterhalb eines Arbeitsraumes des Laserschneidkopfes 206 kann eine Strahldurchtrittsöffnung in der Werkstückauflage 28 vorgesehen sein. Vorzugsweise kann unterhalb der Strahldurchtrittsöffnung eine Strahlauffangvorrichtung für den Laserstrahl 21 vorgesehen sein. Die Strahldurchtrittsöffnung und gegebenenfalls die Strahlauffangvorrichtung können auch als eine Baueinheit ausgebildet sein.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 201 kann alternativ auch einen Festkörperlaser als Laserquelle 202 aufweisen, dessen Strahlung mit Hilfe eines Lichtleitkabels zum Laserschneidkopf 206 geführt wird.
Die Werkstückauflage 28, 29 kann sich bis unmittelbar an die Werkstückabstützung 8 erstrecken, welche das Unterwerkzeug 9 zumindest teilweise umgibt. Innerhalb eines sich dazwischen ergebenden Freiraumes ist das Unterwerkzeug 9 entlang der unteren Positionierachse 25 in und entgegen der Y-Richtung verfahrbar.
Auf der Werkstückauflage 28 liegt beispielsweise ein bearbeitetes Werkstück 10 auf, bei welchem ein Werkstückteil 81 von einem Schneidspalt 83 beispielsweise durch eine Stanzbearbeitung oder durch eine Laserstrahlbearbeitung bis auf eine Restverbindung 82 freigeschnitten ist. Durch diese Restverbindung wird das Werkstück 81 in dem Werkstück 10 bzw. dem verbleibenden Restgitter gehalten. Zum Abtrennen des Werkstückteils 81 vom Werkstück 10 wird das Werkstück 10 mittels der Vorschubeinrichtung 22 zum Ober- und Unterwerkzeug 11, 9 für einen Abstanz- und Ausschleusschritt positioniert. Dabei wird die Restverbindung 82 durch einen Stanzhub des Oberwerkzeuges 11 zum Unterwerkzeug 9 getrennt. Das Werkstückteil 81 kann beispielsweise durch teilweises Absenken der Werkstückabstützung 8 nach unten ausgeschleust werden. Alternativ kann bei größeren Werkstückteilen 81 das freigeschnittene Werkstückteil 81 wieder zurück auf die Werkstückauflage 28 oder auf die Werkstückauflage 29 übergeführt werden, um das Werkstückteil 81 und das Restgitter zu entladen. Auch können kleine Werkstückteile 81 gegebenenfalls durch eine Öffnung im Unterwerkzeug 9 ausgeschleust werden.
In Figur 6 ist eine obere Antriebsanordnung 17 schematisch vereinfacht gegenüber der in Figur 2 gezeigten Anordnung dargestellt. Dieser oberen Antriebsanordnung 17 ist gegenüberliegend die untere Antriebsanordnung 26 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel liegt eine obere Hubachse 14 der oberen Antriebsanordnung 17 in der Hubachse 30 der unteren Antriebsanordnung 26. Deckungsgleich mit der oberen Hubachse 14 ist eine obere Positionsachse 35 des Oberwerkzeuges 11. Ebenso deckungsgleich mit einer unteren Hubachse 14 ist eine untere Positionsachse 48 des Unterwerkzeugs 9. Die in Figur 6 dargestellte Position der oberen und unteren Antriebsanordnung 17, 26 kann eine Bearbeitungsposition des Oberwerkzeuges 11 und Unterwerkzeuges 9 darstellen.
Die obere Antriebsanordnung 17 weist eine obere Messvorrichtung 601 auf. Diese obere Messvorrichtung 601 ist beispielsweise an dem Doppelkeil 126 vorgesehen. Diese obere Messvorrichtung 601 ist benachbart zum Stößel 12 angeordnet, welcher das Oberwerkzeug 11 aufnimmt. Die Messvorrichtung 601 ist mit einer Messachse 602 auf die untere Antriebsanordnung 26 ausgerichtet. Vorzugsweise kann die Messachse 602 der Messvorrichtung 601 parallel zur Positionsachse 35 ausgerichtet sein. Diese Ausrichtung der Messachse 602 ist auch abhängig von der Auswahl der Messvorrichtung 601.
Bei einer unteren Antriebsanordnung 26 ist eine untere Messvorrichtung 604 vorgesehen, deren Messachse 605 in Richtung auf die obere Antriebsanordnung 17 gerichtet ist. Die Messachse 605 kann vorzugsweise parallel zur Positionsachse 48 ausgerichtet sein. Die untere Messvorrichtung 604 ist bevorzugt an einem Konsolenschlitten 606 angeordnet, der Teil der motorischen Antriebsanordnung 26 ist. Dieser Konsolenschlitten 606 ist bevorzugt entlang der unteren Positionsachse 25, insbesondere einer Spindel, verfahrbar geführt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist jeweils nur eine Messvorrichtung 601 an der Antriebsanordnung 17 und eine Messvorrichtung 604 an der Antriebsvorrichtung 26 vorgesehen. Alternativ können auch mehrere Messvorrichtungen an einem der beiden oder beiden Antriebsanordnungen 17, 26 vorgesehen sein.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Messvorrichtung 601, 604 ist ein berührungsloser Sensor, insbesondere ein Abstandssensor, vorgesehen. Durch einen solchen Abstandssensor kann die jeweils gegenüberliegende Stirnseite eines Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeuges 11 (Figur 8) oder ein Gegenwerkzeugkörper des Unterwerkzeugs 9 erfasst werden. Vorteilhafterweise ist die Messvorrichtung 601, 604 als ein Linienlaser ausgebildet. Alternativ kann auch ein Kamerasystem vorgesehen sein, wie beispielsweise eine CCD-Kamera, oder eine sonstige bildgebende Einrichtung eingesetzt werden, durch welche von dem gegenüberliegenden Oberwerkzeug 11 oder Unterwerkzeug 9 entsprechende Daten erfasst, in einer Auswerteeinrichtung verarbeitet und der Steuerung 15 zugeführt werden können.
In Figur 7 ist eine Positionierung des Oberwerkzeugs 11 oberhalb der Messvorrichtung 604 an der unteren Antriebsvorrichtung 26 dargestellt. Hierzu kann die obere Antriebsanordnung 17 entlang der oberen Positionierachse 16 und/oder die untere Antriebsanordnung 26 entlang der unteren Positionierachse 25 verfahren werden. Der Abstand zwischen der Positionsachse 48 und der Messachse 605 der unteren Messvorrichtung 604 beträgt beispielsweise einen Abstand A. Zur Positionierung der oberen Antriebsanordnung 17 wird diese bezüglich der Hubachse 14 oder der Positionsachse 35 des Oberwerkzeuges 11 ebenfalls um den Abstand A zur unteren Antriebsanordnung 26 verfahren, so dass daraufhin eine Messung durchgeführt werden kann. In einer solchen Position kann beispielsweise der Abstand zwischen der Messvorrichtung 604 und einer Schneidkante 38 und/oder Stempelfläche 43 oder Unterseite des Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeugs 11 ermittelt werden. Daraus lässt sich zum einen ermitteln, ob ein Oberwerkzeug 11 von der oberen Antriebsanordnung 17 aufgenommen ist. Darüber hinaus kann die Höhe des Werkzeugkörpers 39 am Oberwerkzeug 11 und gegebenenfalls auch der Verschleiß ermittelt werden. Die Daten werden an die Steuerung 15 für die weitere Bearbeitung weitergegeben. Analoges gilt für das Unterwerkzeug, sofern die obere Messvorrichtung 601 mit deren Messachse 602 auf das Unterwerkzeug 9 gerichtet ist.
Die vorgenannten Parameter für den Werkzeugkörper 39 am Oberwerkzeug 11 können auch dann ermittelt werden, wenn eine Verfahrbewegung angesteuert wird, bei welcher das Oberwerkzeug 11 die untere Messvorrichtung 604 überfährt.
Bei der in Figur 7 dargestellten Ausrichtung der oberen Antriebsanordnung 17 zur unteren Antriebsanordnung 26 kann des Weiteren auch eine Erfassung der Geometrie einer Stempelfläche 43 eines Bearbeitungswerkzeuges 37 erfasst und/oder ein Verschleiß festgestellt werden. Beispielsweise erfolgt die Positionierung der oberen Antriebsanordnung 17 in einem Abstand A zur unteren Antriebsanordnung 26. Darauffolgend wird das Oberwerkzeug 11 und die Hubachse 14 durch eine Drehbewegung angetrieben. Durch Abscannen der Stempelfläche 43 des Werkzeugkörpers 39 über beispielsweise einen Messpunkt 607 eines Abstandssensors 604 kann die Geometrie der Stempelfläche 43 erfasst werden. Beispielsweise kann mit jeder Umdrehung ein Abstand R des Messpunktes 607 zu einer in Fig.8 gezeigten Achse Y1 (Werkzeugachse) vergrößert werden. Auf diese Weise kann bspw. der Werkzeugtyp bestimmt werden. Alternativ kann auch eine schneckenlinienförmige Scanbewegung an der Unterseite des Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeuges 11 durch eine lineare Zunahme des Abstands R des Messpunkts 607 zu einer in Fig.8 gezeigten Achse Y1 erfolgen. Dadurch kann sowohl die Geometrie als auch ein möglicher Verschleiß an einer die Stempelfläche 43 begrenzenden Schneidkante 38 des Werkzeugkörpers 39 des Oberwerkzeuges 11 erfasst werden. Dies erfolgt beispielsweise durch die Erfassung von Polar-Koordinaten. Eine analoge Vorgehensweise kann auch für das Unterwerkzeug 9 durch die Messvorrichtung 601 erfolgen.
Durch die Messvorrichtung 601, 604 kann auch ein Bruch an einer Schneidkante 38 des Werkzeugkörpers 39 oder einer Gegenschneidkante des Gegenwerkzeugkörpers detektiert werden, insbesondere nach der Bearbeitung des Werkstücks 10, und bevor ein Werkzeugwechsel ansteht.
Die durch die Messvorrichtung 601 und 604 ermittelten Daten werden an die Steuerung 15 weitergeleitet, so dass diese als Korrekturdaten für die nachfolgende Bearbeitung des Werkstücks 10 mit dem vermessenen Werkzeug berücksichtigt werden. Dies weist den Vorteil auf, dass vor Beginn einer Werkstückbearbeitung eine Kontrolle oder ein Erfassen des Werkzeugkörpers des Oberwerkzeuges und Gegenwerkzeugkörper des Unterwerkzeuges erfolgt, so dass darauffolgend umgehend ohne einen weiteren Rüstvorgang die Bearbeitung des Werkstückes 10 erfolgen kann.

Claims (15)

  1. Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), vorzugsweise von Blechen,
    - mit einem Oberwerkzeug (11), welches entlang einer Hubachse (14) mit einer Hubantriebsvorrichtung (13) in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug (11) zu bearbeitenden Werkstück (10) und in Gegenrichtung bewegbar ist und welches mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (17) entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positionierbar ist,
    - mit einem Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet und mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (26) entlang einer unteren Positionierachse (25) positionierbar ist, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeuges (11) ausgerichtet ist,
    - mit mindestens einer Steuerung (15), durch welche die motorischen Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeuges (11, 9) ansteuerbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Verfahrbewegung des Oberwerkzeuges (11) entlang der oberen Positionierachse (16) und die Verfahrbewegung des Unterwerkzeuges (9) entlang der unteren Positionierachse (25) jeweils unabhängig voneinander ansteuerbar sind, und
    - dass an der oberen Antriebsanordnung (17) zumindest eine auf die untere Antriebsanordnung (26) ausgerichteten Messvorrichtung (601) und/oder an der unteren Antriebsanordnung (26) zumindest eine auf die obere Antriebsanordnung (17) ausgerichtete Messvorrichtung (604) vorgesehen ist.
  2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601, 604) benachbart zur Werkzeugaufnahme des Oberwerkzeuges (11) und/oder des Unterwerkzeuges (9) an der Antriebsanordnung (17, 26) positioniert ist.
  3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine an der oberen Antriebsanordnung (17) vorgesehene Messvorrichtung (609) auf das Unterwerkzeug (9) ausgerichtet ist und/oder dass die zumindest eine Messvorrichtung (604) an der unteren Antriebsanordnung (26) auf das Oberwerkzeug (11) ausgerichtet ist.
  4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601, 604) eine Messachse (602, 605) aufweist, welche in gleicher Richtung wie die Positionsachse (35, 48) des gegenüberliegenden Oberwerkzeuges (11) oder Unterwerkzeuges (9) ausgerichtet ist.
  5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601, 604) als ein berührungsloser Sensor oder als ein Abtastsensor ausgebildet ist.
  6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der berührungslose Sensor als ein optischer Abstandssensor, insbesondere ein Linienlaser oder eine Kameraeinrichtung, insbesondere CCD-Kamera, ausgebildet ist.
  7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (604) an einem Konsolenschlitten (606) der unteren Antriebsanordnung (26) vorgesehen ist.
  8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601) an einem Doppelkeil (126) der oberen Antriebsanordnung (17) vorgesehen ist.
  9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (601, 604) an einer Austrittsseite eine Abdeckung aufweist oder zur Austrittsseite an der Messvorrichtung (601, 604) eine Abdeckung positioniert ist, welche für einen Messvorgang abnehmbar ist.
  10. Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen, mit einer Werkzeugmaschine (1),
    - bei der ein Oberwerkzeug (11), welches entlang einer Hubachse (14) mit einer Hubantriebsvorrichtung (13) in Richtung auf ein mit dem Oberwerkzeug (11) zu bearbeitenden Werkstück (10) und in Gegenrichtung bewegbar ist, mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (17) entlang einer senkrecht zur Hubachse (14) verlaufenden oberen Positionierachse (16) positioniert wird,
    - bei der ein Unterwerkzeug (9), welches zum Oberwerkzeug (11) ausgerichtet ist, mit mindestens einer motorischen Antriebsanordnung (26) entlang einer unteren Positionierachse (25) positioniert wird, die senkrecht zur Hubachse (14) des Oberwerkzeuges (11) ausgerichtet ist,
    - bei der mit einer Steuerung (15), die motorischen Antriebsanordnungen (17, 26) zum Verfahren des Ober- und Unterwerkzeuges (11, 9) angesteuert werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass zumindest eine an der oberen Antriebsanordnung (17) vorgesehene Messvorrichtung (601), die in Richtung auf die untere Antriebsanordnung (26) ausgerichtet ist, entlang der oberen Positionierachse (16) und/oder zumindest eine an der unteren Antriebsanordnung (26) angeordnete Messvorrichtung (604), die in Richtung auf die obere Antriebsanordnung (17) ausgerichtet ist, entlang der unteren Positionierachse (25) jeweils unabhängig voneinander verfahrbar angesteuert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (11) und/oder das Unterwerkzeug (9) mit einer Verfahrbewegung entlang der Positionierachse (16, 25) und/oder mit einer Drehbewegung um die Hubachse (14, 30) und/oder mit einer Hubbewegung entlang der Hubachse (14, 30) überlagert angesteuert wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe des Oberwerkzeugs (11) oder des Unterwerkzeugs (9) durch Überfahren einer Messachse (602, 605) der gegenüberliegenden Messvorrichtung (601, 604) durch die Verfahrbewegung des Oberwerkzeugs (11) oder Unterwerkzeugs (9) entlang der oberen und/oder unteren Positionierachse (16, 25) erfasst wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung einer Messung an dem Oberwerkzeug (11) oder an dem Unterwerkzeug (9) das Oberwerkzeug (11) oder das Unterwerkzeug (9) zur Messachse (602, 605) der gegenüberliegenden Messvorrichtung (601, 604) benachbart positioniert oder zur Messachse (602, 605) ausgerichtet wird und darauffolgend eine Messstrategie angesteuert wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Messvorrichtung (601, 604) erfassten Daten in einer Auswerteeinrichtung verarbeitet und mit Daten von Werkzeugen in einem Datenspeicher der Steuerung verglichen und ausgewertet werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug und Unterwerkzeug (11, 9) nach der Durchführung einer Messung am Werkzeugkörper (39) des Oberwerkzeuges (11) und/oder des Gegenwerkzeugkörpers am Unterwerkzeug (9) in eine Arbeitsposition zueinander für einen nachfolgenden Bearbeitungsprozess verfahren werden.
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