Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken

Abstract

 Mit dieser Vorrichtung können vor allem schwere und unhandliche Blechtafeln (22) ohne menschliche Kraft von einer Stapeleinrichtung übernommen und einer Abkantpresse (1) für die Bearbeitung zugeführt werden. Mittels universal drehbarer und hin- und herbewegbarer Zangen (16) und eines auf- und abbewegbaren Drehtisches (24) lässt sich jede Blechtafel (22) um eine horizontale Achse direkt wenden und/oder um eine vertikale Achse, mit neuem positioniertem Fassen, indirekt drehen. Damit ist es möglich, jede Kante der Blechtafel (22) für einen Aufwärts- oder einen Abwärtsbug in den Arbeitsbereich des Werkzeuges zu schieben. Ein nach oben verschiebbarer Vertikalschlitten (10) gestattet auch, den Schenkel eines bereits vorhandenen Abwärtsbuges über die Matrize (4) zu heben. Das für eine bestimmte Schenkellänge nötige Vorschubmass wird vom Zangensupport (17) mittels eines linearen Messsystems unmittelbar zur Konsole (15) abgegriffen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken, insbesondere Blechtafeln, vor, in und hinter der Bewegungsebene eines Werkzeuges einer Presse, insbesondere einer Abkantpresse mit mindestens einem Transportschlitten und mindestens einer Zange.

[0002] Mit der DE-AS 28 06 987 ist eine Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken in einem Pressenraum einer Schmiedepresse bekanntgeworden. Der obere von zwei übereinander angeordneten Transportschlitten für eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung bzw. für eine Hin- und Herbewegung trägt, verbunden mit einer Vertikalspindel, einen Abhebeschlitten. Der Abhebeschlitten weist einen Zangenschlitten mit mindestens einer Manipulierzange und mindestens einer Verstellzahnstange auf, welche von einem auf der Vertikalspindel angeordneten Ritzel angetrieben wird, während die Manipulierzange durch eine Stellzylinderkolbenanordnung betätigt wird. Diese Vorrichtung ist geeignet für eine spezielle Bearbeitung von Werkstücken, wie Schmieden, Gesenkschmieden oder Stanzen. Der Nachteil dieser Vorrichtung liegt darin, dass die Manipulierzange das Werkstück für die Bearbeitung im Pressenraum absetzt und sich während des Arbeitshubes ausserhalb des Pressenraumes befindet und das Werkstück für jede nachfolgende Manipulation für eine weitere Bearbeitung neu fassen muss.

[0003] Eine weitere DE-AS 28-47 543 offenbart eine Be- und Entladevorrichtung für Pressen oder ähnliche Werkzeugmaschinen, welche die Aufgabe hat, ein Werkstück von einem Stapelplatz abzuheben, im Pressenraum einer Presse oder einer Stanze abzusetzen, um es nach erfolgter Bearbeitung von der Matrize wieder aufzunehmen und auf einem Stapelplatz abzusetzen. Zur Erzielung eines bestimmten Bewegungsablaufes, mit im wesentlichen geradlinigen horizontalen hin-und hergehenden Bewegungen, mit senkrechten Bewegungen in den beiden Endphasen, dient als Transportarm ein Teil eines Parallelogrammgestänges, das über eine Kurbelschwinge und eine entsprechende Kurvenscheibe gesteuert wird. Die Vorrichtung eignet sich ebenfalls für die Beschickung von Pressen oder Stanzen, bei denen das Werkstück bearbeitet wird, während sich die Beladevorrichtung ausserhalb des Pressenraumes befindet. Der Nachteil der bekannten Vorrichtung liegt ebenfalls darin, dass für jede Umstellung oder die Entladung das Werkstück neu gefasst werden muss.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Manipuliervorrichtung für Pressen, insbesondere Abkantpressen, vorzuschlagen, die es ermöglicht, vor allem schwere und unhandliche Werkstücke, beispielsweise schwere und grosse Blechtafeln, die von einem einzelnen Arbeiter ohne Hilfsmittel nicht mehr, oder nur sehr schwer, bewegt werden können, automatisch und zeitsparend in alle nötigen Positionen zu bringen, die beispielsweise für eine verschiedenartige Abkantung erforderlich sind, wobei gleichgerichtete Kantungen auf der gleichen Blechseite, oder gegengerichtete Kantungen auf der gegenüberliegenden Blechseite, ausgeführt werden können, ohne dass die Zangen die Blechtafeln zwischen den einzelnen Bearbeitungsfolgen verlassen müssen.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichnete Erfindung gelöst.

[0006] Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass beispielsweise schwere und unhandliche Blechtafeln für die Beschickung einer Abkantpresse, für die Manipulationen und Umstellungen für das Kanten und eventuell zum Wegführen der bearbeiteten Werkstücke ohne menschliche Kraft, genau wiederholbar, ohne unnötige Verlustzeiten automatisch verschoben werden können, und dass Einzelelemente im Baukastenprinzip der Grundausführung der Vorrichtung, sowohl auf der Zubringer- wie auf der Abzugseite, zugeordnet werden können, wobei deren Anzahl nach Bedarf erweitert werden kann.

[0007] Auf beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird . Es zeigen :

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Manipuliervorrichtung vor einer Abkantpresse aufgestellt;

Fig. 2 einen Grundriss der Manipuliervorrichtung gemäss Fig. 1;

Fig. 3 Einzelheit gemäss Schnitt A-A aus Fig. 1;

Fig. 4 Seitenriss der Einzelheit gemäss Fig. 3.

[0008] In den Figuren 1 und 2 ist mit 1 eine Abkantpresse mit einem Stössel 2, einem Werkzeugstempel 3, einer Matrize 4 und einem Arbeitstisch 5 bezeichnet. Parallel zum Werkzeugstempel 3 sind an der Abkantpresse horizontale Führungen 6 für einen Horizontalschlitten 7 angeordnet. Für die Hin- und Herbewegung des Horizontalschlittens 7 dient eine Zahnstange 8. Mit 10 wird ein Vertikalschlitten bezeichnet, der in vertikalen, am Horizontalschlitten angeordneten Führungen 9 gleitend geführt und durch ein Ritzel 12 auf einer ebenfalls am Horizontalschlitten angeordneten Zahnstange 11 auf- und abbewegbar ist. Am oberen Ende des Vertikalschlittens 10 trägt eine Achse 13 eine kippbar gelagerte Konsole 15, die mit einem Kippzylinder 14 nach oben oder nach unten gekippt werden kann. Die obere Kipplage der Konsole 15 ist in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet und mit 15.1 markiert. Am werkzeugseitigen Ende der Konsole 15 ist eine ausschwenkbare Blechstütze 20 mit einem ausfahrbaren Anschlag 21 vorgesehen. Die Konsole 15 trägt einen in Längsrichtung gleitend geführten, durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit hin- und herbewegten Zangensupport 17. Der Zangensupport 17 trägt eine Zange 16, einen kippbaren Zangentisch 18 und einen Stellzylinder 19, der die Kippbewegung des Zangentisches 18 ausführt. Zwischen zwei Konsolen 15 ist ein höhenverstellbarer Drehtisch 24 stationiert. Eine an den Anschlägen 21 zum Positionieren anliegende Blechtafel wird mit 22 bezeichnet.

[0009] In den Figuren 3 und 4 sind in vergrösserter Darstellung der Zangensupport 17 und die Zange 16 dargestellt. Die in Fig. 3 im Schnitt gezeichnete Konsole 15 besitzt in ihrer Längsrichtung zwei Führungen 15.2 und 15.3, in welchen der Zangensupport 17 gleitend geführt ist. Mit einem zwischen den Führungen 15.2 und 15.3 eingebetteten linearen Messsystem 23 wird die Lage der Zange 16 unmittelbar zur Konsole 15 gemessen. Am Zangensupport 17 ist die Zange 16 mit einem festen Zangenteil 16.1 und einem schliessbaren Zangenteil 16.2 angeordnet. Die Zange 16 ist um eine horizontale Zangenachse 16.3 drehbar und um eine vertikale Zangenachse 16.4 nach vorn oder nach hinten schwenkbar. Die entsprechende Bewegung der Zange 16 wird von einem Antrieb 16.5 angetrieben. Am Zangensupport 17 ist mit einer Drehachse 18.1 der Zangentisch 18 angelenkt, der vom Stellzylinder 19 von einer Ruhelage 18.2 in eine Arbeitslage hochgekippt wird. Der obere Drehpunkt 19.2 des Stellzylinders 19 ist mit dem Zangentisch 18 und der untere Drehpunkt 19.1 mit einem Träger 17.1 des Zangensupports 17 verbunden.

[0010] Die vorstehend beschriebene Manipuliervorrichtung arbeitet wie folgt :

[0011] Durch eine nicht dargestellte Ubergabevorrichtung mit einer Greifereinrichtung, die an einem Schlitten mittels einer Bewegungseinrichtung für hin- und hergehendes Arbeitsspiel angeordnet ist, können die Werkstücke im vorliegenden Fall die Blechtafeln auf den höhenverstellbaren Drehtisch abgesetzt werden.

[0012] Es ist aber auch denkbar, dass vor der Manipuliervorrichtung eine nicht dargestellte Greifereinrichtung von einem Blechstapel jeweils eine einzelne Blechtafel abhebt, diese in eine bestimmte Höhenlage bringt, um sie dann von den um 90° nach hinten abgeschwenkten Zangen der erfindungsgemässen Manipuliervorrichtung übernehmen zu lassen. Bei dieser Ubernahme fahren die Zangen gegen die ihnen zugewandte Blechkante. Bevor die Zangenspitzen die Blechkante erreichen, werden die zugehörigen Zangentische durch die Kraft der Stellzylinder aus ihrer Ruhelage aufgeschwenkt und die Blechkante im Bereich der Zangen auf das richtige Niveau angehoben. Nun fährt jedes Zangenmaul über die Blechtafel, bis die Blechkante am Grund des Zangenmauls ansteht und sich der schliessbare Zangenteil gegen den festen Zangenteil bewegt, bis die Blechtafel festgeklemmt ist. Nun wird die Blechtafel von der Greifereinrichtung freigegeben, und die Zangensupports bewegen sich gemeinsam mit der gefassten Blechtafel längsseits in den Führungen der Konsole gegen die Presse, bis die Blechtafel mittig über dem Drehtisch angelangt ist. Die genaue Lage des Zangensupports bzw. der Zangen wird dabei durch ein lineares Messsystem innerhalb der Führungsschienen abgegriffen. Der höhenverstellbare Drehtisch bewegt sich bis zur Berührung mit dem Blech nach oben und übernimmt die Blechtafel, wobei die Halterung des Bleches am Drehtisch mit pneumatischen Saugnäpfen erfolgt. Allfällig nicht überdeckte Saugnäpfe schliessen sich automatisch durch ein integriertes Ventil. Bei der Ubergabe öffnen sich die Zangen, die Zangentische senken sich ab, und die Konsolen entfernen sich mit den Zangensupports genügend weit von der Blechtafel weg, um auf die nächste Transportphase vorbereitet zu werden. Zu diesem Zweck drehen sich die Zangen um 90° in ihre Ausgangslage zurück, und die Zangensupports bewegen sich längs der Blech-Seitenkanten bis in die Achse des Drehtisches. In dieser Position werden die Zangentische wieder aufgeschwenkt, um die seitlichen Blechkanten auf das Niveau zum Einfahren der Zangen anzuheben. Gleichzeitig werden am werkzeugseitigen Ende der Konsolen Blechstützen mit Anschlägen ausgefahren, die nach der nun folgenden Kippbewegung der Konsolen die Blechtafel einerseits unterstützen und anderseits in der Längsrichtung genau positionieren. Nun werden die Zangen auf beiden Seiten über die Seitenkanten der Blechtafel gefahren, bis die Blechkante am Grund des Zangenmauls ansteht und die Blechtafel durch die Schliessbewegung der schliessbaren Zangenteile auch seitlich genau positioniert, gefasst ist. Die werkzeugseitigen Blechstützen und die zugehörigen Blechanschläge werden wieder eingeschwenkt und die Blechtafel in die Horizontallage auf Matrizenhöhe gebracht. Nun beginnt die eigentliche Bearbeitungsphase. Die Blechtafel wird mit Hilfe der Zangen und des in den Führungen gleitend geführten und durch einen Antrieb bewegten Zangensupports über die Matrize geschoben, und zwar um ein für die vorgesehene Kantung vorbestimmtes Mass. Der Werkzeugstempel führt nun seinen Arbeitshub aus, während welchem die Zangen freilaufen können und, zusammen mit den Zangentischen, den Weg beschreiten, den der Blechschenkel durch die Abkantung bestimmt. Während der Werkzeugstempel in seine Ausgangslage zurückgeführt wird, bewegen die Zangen die mit der ersten Abkantung versehene Blechtafel mit Hilfe des Kippzylinders auf Matrizenhöhe in die Horizontallage zurück.

[0013] Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es möglich, neben der obenbeschriebenen einfachsten Abkantung die ganze Blechhandhabung für komplizierte Abkantoperationen, inklusive Positionieren auf die richtigen Anschlagmasse, auszuführen. Beispielsweise kann die von zwei gegenüberliegenden Zangen je auf zwei Seiten gefasste Blechtafel ausserhalb des Blechtisches um eine horizontale Achse gewendet werden. Ist eine Drehung um eine vertikale Achse erforderlich, wird die Blechtafel durch die Horizontalbewegung der Zangen über den Drehtisch gefahren und vom hochgefahrenen Drehtisch nach dem Offnen des schliessbaren Zangenteils übernommen. Die Zangen werden genügend zurückgefahren und die Blechtafel mit dem Drehtisch entsprechend gedreht, beispielsweise um 90°, 180° oder 270°. Anschliessend wird die Blechtafel in der neuen Lage von den Zangen wieder übernommen, neu positioniert und gefasst und ist für die weitere Bearbeitung bereit. Sind gegenüberliegende Seiten einer Blechtafel abgekantet und eine weitere Kantung an einer dritten Seite des Bleches erforderlich, können die Zangen um die vertikale Zangenachse um 90° nach vorn gedreht werden, um die Blechtafel an ihrer vierten Seite, also hinten, zu fassen und so die Blechtafel mit der dritten Seite dem Werkzeugstempel der Abkantpresse zuzuführen. Der gleiche Arbeitsgang könnte auch mit speziellen, seitlich angreifenden Zangen ausgeführt werden, die die gekanteten Blechenden umgreifen und die Blechtafel innerhalb der Kantung fassen.

[0014] Damit eine nach unten abgekantete Blechseite für eine weitere auf der gleichen Seite vorgesehene Kantung über die Matrize gschoben werden kann, wird der Vertikalschlitten zusammen mit der Konsole, der Zange und der gefassten Blechtafel mit Hilfe des Zahnstangentriebes soweit vertikal nach oben verschoben, bis die unterste Kante des Bleches die Matrizenhöhe leicht überschreitet. Bei der Zangenbewegung wird die Blechtafel über die Matrize geschoben, bis der richtige Vorschub erreicht ist. Dann senkt sich der Vertikalschlitten wieder bis zur Auflage des Bleches auf der Matrize ab, und die Kantung kann vorgenommen werden.

[0015] Es ist denkbar, dass grosse Blechtafeln mit nur zwei seitlich angeordneten Konsolen durch ihr Eigengewicht in der Mitte stark durchhangen, so dass für einwandfreie Kantungen zusätzliche Stützeinrichtungen erforderlich werden. In diesem Fall ist es ohne weiteres möglich, weitere Einrichtungen wie sie vorstehend beschrieben sind zwischen den beiden Konsolen vorzusehen, die lediglich keine greifenden Zangen aufweisen und nur stützenden Charakter haben.

[0016] Ahnliche Vorrichtungen, wie sie oben für das Zubringen der Blechtafeln in den Arbeitsraum beschrieben sind, könnten auch hinter der Presse für das Wegführen und das Stapeln der fertig bearbeiteten Werkstücke vorgesehen werden.

[0017] Anstelle der in der Oberfläche des Drehtisches zur Halterung der Bleche angeordneten pneumatischen Saugnäpfe könnten für spezielle Anwendung auch Elektromagnete vorgesehen werden.

[0018] Es ist ohne weiteres denkbar, dass die Zange auch um eine zweite, senkrecht zur horizontalen Zangenachse (16.3) verlaufenden horizontalen Zangenachse (16.6) kippbar ausgeführt werden könnte, so dass beispielsweise bereits nach oben oder nach unten gekantete Seitenkanten eines Bleches von den Zangen von oben oder von unten gefasst werden könnten, um eine dritte oder vierte Kante des Bleches dem Abkantwerkzeug zuzuführen.

[0019] Anstelle eines an der Antriebseinheit der Konsole angeordneten Freilaufes, welcher die Mitbewegung der Zange und des Zangensupports mit der Bewegung des gefassten Blechschenkels beim Abkanten ermöglicht, könnte auch eine Einrichtung vorgesehen sein, bei welcher die Antriebseinheit, vor allem bei dünnen Blechen, so schaltbar ist, dass die Zange während des Biegevorganges auf das Werkstück eine vom Werkzeug wegziehende, einstellbare Kraft ausübt, damit das Blech beim Kanten gestreckt bleibt.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Manipulieren von Werkstücken (22), insbesondere Blechtafeln, vor, in und hinter der Bewegungsebene eines Werkzeuges (3) einer Presse (1), insbesondere einer Abkantpresse mit mindestens einem Transportschlitten und mindestens einer Zange (16), dadurch gekennzeichnet, dass an der Presse (1) mindestens ein horizontal und parallel zur Bewegungsebene des Werkzeuges (3) hin- und herverschiebbarer Horizontalschlitten (7) angeordnet ist, wobei am Horizontalschlitten (7) eine in der Projektion in einer senkrecht zur Bewegungsebene des Werkzeuges (3) verlaufenden Ebene angeordnete, um eine an einem auf- und abbewegbaren Vertikalschlitten (10) befestigte Achse (13) kippbare und einen senkrecht zum Werkzeug (3) hin-und herbewegbaren Zangensupport (17) tragende Konsole (15) vorgesehen ist, und dass mindestens vor der Presse (1) ein drehbarer, auf- und abbewegbarer Drehtisch (24) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Horizontalschlitten (7) mit einem motorisch angetriebenen, in eine horizontal und parallel zur Bewegungsebene des Werkzeuges an der Presse fest angeordnete Zahnstange (8) eingreifendes Zahnritzel bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Horizontalschlitten (7) ein den Vertikalschlitten (10) auf- und abbewegender elektromechanischer oder hydraulischer Antrieb (11, 12) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Vertikalschlitten (10) ein die Konsole (15) auf- und abkippender elektromechanischer oder hydraulischer Antrieb (14) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Konsole (15) eine den Zangensupport (17) hin- und herbewegende Antriebseinheit angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Konsole (15) angeordnete Antriebseinheit eine, während des Biegevorganges eine einstellbare, von der Zange (16) auf das Werkstück (22) wirkende, vom Werkzeug wegziehende Kraft ausübende Einrichtung aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Konsole (15) angeordnete Antriebseinheit auskuppelbar oder mit einer, der Zange (16) eine freie, während des Biegevorganges dem Hochkippen des Werkstückes (22) folgende Bewegung ermöglichende, Freilaufeinrichtung ausgerüstet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Konsole (15) ein die Position der Zange (16) bestimmendes, lineares Messsystem (23) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Blech-Zufuhrseite entgegengesetzten Ende der Konsole eine ausschwenkbare Blechstütze (20) mit einem ausfahrbaren Anschlag (21) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem gegen die Blech-Zufuhrseite gerichteten Ende der Konsole eine ausschwenkbare Blechstütze (20) mit einem ausfahrbaren Anschlag (21) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zange (16) einen festen Zangenteil (16.1) und einen pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch betätigten schliessbaren Zangenteil (16.2) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zange (16) um eine vertikale Zangenachse (16.4) schwenkbar angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zange (16) um eine, die vertikale Zangenachse (16.4) senkrecht schneidende horizontale Zangenachse (16.3) drehbar angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zange (16) um eine, die vertikale Zangenachse (16.4) und die horizontale Zangenachse (16.3) senkrecht schneidende, zweite horizontale Zangenachse (16.6) kippbar angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Zangensupport (17) ein hydraulisch oder mechanisch aufklappbarer Zangentisch (18) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberfläche des Drehtisches (24) das Werkstück (22) haltende, pneumatische Saugnäpfe angeordnet sind, wobei jedem Saugnapf ein, einen nicht überdeckten Saugnapf schliessendes Ventil zugeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberfläche des Drehtisches (24) mindestens ein das Werkstück (22) haltender Elektromagnet angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der feste (16.1) und/oder der schliessbare Zangenteil (16.2) eine, eine abgekantete Blechkante umgreifbare Aussparung aufweist.

Zeichnung