[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneidpresse entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Schneidpresse
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
[0003] Zum wirtschaftlichen Betrieb beispielsweise einer Revolverschneidpresse ist bekanntlich
die Einstellung optimaler oberer und unterer Totpunkte der Hubbewegung des Stanzwerkzeugs
erforderlich. Der obere Totpunkt muß hierbei knapp oberhalb des höchsten Punktes des
jeweiligen Werkstückes eingestellt werden und ist somit unter anderem auch werkstückspezifisch
zu sehen. Das Stanzwerkzeug ist üblicherweise in einer Werkzeugaufnahme gehalten und
weist eine seinem Nachschliffgrad entsprechende Werkzeuglänge auf, die bei der Festlegung
des oberen Totpunktes berücksichtigt werden muß. Es ist in diesem Zusammenhang bekannt,
die Länge des einzelnen Werkstücks vor dem Einsetzen in die Werkzeugaufnahme manuell
zu messen und den ermittelten Meßwert in den entsprechenden Datenspeicher einer den
Hub des Stanzantriebs regelnden Steuerung einzugehen. Der in diesem Sinne korrekt
eingestellte Hub ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schneidkante des Stanzwerkzeugs
im oberen Totpunkt geringfügig oberhalb des Werkstückes und im unteren Totpunkt etwa
an der Unterkante des Schnittzylinders der Matrize des Unterwerkzeugs befindet. Nachteilig
an dieser bekannten Art der Maschineneinstellung ist jedoch, daß sich zahlreiche Fehlermöglichkeiten
ergeben, so z.B. eine fehlerhafte Werkzeuglängenmessung und/oder eine fehlerhafte
Eingabe der gemessenen Werkzeuglänge in den Datenspeicher, gegebenenfalls in Verbindung
mit einer ebenfalls fehlerhaften Zuordnung eines Meßwertes zu der Werkzeugaufnahme
des einzelnen Werkzeugs. Stehen im Ergebnis für die Steuerung keine korrekten Werkzeuglängenwerte
zur Verfügung, ergeben sich keine optimalen Werte für den Hub und es führt dies zu
einem unwirtschaftlichen Betrieb der Presse oder zu Maschinen- und/oder Werkzeugschäden.
[0004] Eine weitere Störquelle des Betriebs dieser Revolverschneidpressen besteht in möglichen
Werkzeugbrüchen, insbesondere im Bereich der Schneidkante des einzelnen Stanzwerkzeugs.
Derartige Störungen werden bei den bisher bekannten Maschinentypen nicht unmittelbar
erkannt, sondern erst im Rahmen nachgeordneter Qualitätskontrollen der bearbeitenden
Werkstücke festgestellt.
[0005] Es ist nach alledem die Aufgabe der Erfindung, eine Schneidpresse mit Hinblick auf
eine vereinfachte, automatisierte Hubeinstellung sowie mit Hinblick auf die Kontrolle
von Werkzeugbrüchen hin auszugestalten. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen
Schneidpresse durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.
[0006] Erfindungswesentlich ist hiernach die Anordnung eines, den Verfahrweg des Stanzwerkzeugs
schneidenden Strahlenganges, der zwischen einem Sender und einem Empfänger verläuft,
welche relativ zu dem zu bearbeitenden Werkstück verfahrbar angeordnet sind, so daß
über den Schnittpunkt dieses Strahlenganges mit dem Verfahrweg des Stanzwerkzeugs
ein dem oberen Totpunkt des Stanzhubes zumindest unmittelbar benachbarter Punkt definierbar
ist, der durch entsprechendes Verfahren des aus Sender und Empfänger bestehenden Elementenpaares
in unmittelbarer Nähe der Werkstückoberfläche gelegt werden kann. Die zu stanzenden
Werkstücke weisen in der Regel eine tafelartige Gestalt auf und sind lediglich mit
gewissen Erhebungen, Sicken oder dergleichen versehen, welche bei der Festlegung des
oberen Totpunktes berücksichtigt werden müssen, um ein einwandfreies, d.h. von dem
Stanzwerkzeug unbehindertes Positionieren relativ zu der jeweiligen Bearbeitungsposition
zu ermöglichen. Dieses Positionieren kann in an sich bekannter Weise mittels eines
Koordinatentisches geschehen. Indem der genannte Empfänger ebenso wie ein, die Bewegung
des Stanzwerkzeugs erfassender Weggeber mit einer Steuerung in Verbindung stehen,
ist unabhängig von der konkreten Werkzeuglänge bei eingestellter Position lediglich
des Senders sowie des Empfängers anhand des Zeitpunkts der Unterbrechung des Strahlenganges
durch die Schneidkante des Stanzwerkzeugs in Verbindung mit der über den Weggeber
gelieferten Weginformation der obere Totpunkt automatisch festlegbar, und zwar ohne
daß es der vorherigen Feststellung der jeweiligen Werkzeuglänge bedarf. Aus den übrigen
Maschinendaten ist der untere Totpunkt der Hubbewegung einfach festlegbar, so daß
die erfindunggemäß ausgerüstete Schneidpresse den Vorteil bietet, daß ein nachgeschliffenes
Stanzwerkzeug lediglich in eine Werkzeugaufnahme eingesetzt werden muß, ohne daß vor
dem Beginn des Betriebes umfangreiche, zeit- und kostenaufwändige Justiervorgänge
erforderlich werden. Entsprechend der erforderlichen Meßgenauigkeit ist die Verwendung
eines solchen Strahlenganges bzw. eines solchen Elementenpaares bestehend aus Sender
und Empfänger erforderlich, welches einen scharf gebündelten Strahl erzeugt. Soweit
diese Bedingung erfüllt ist, können grundsätzlich beliebige Strahlungsquellen benutzt
werden, welche den Aufbau einer aus Sender,Strahlengang und Empfänger bestehenden
Strahlungskette ermöglichen. Als Weggeber kann grundsätzlich jedes Meßsystem eingesetzt
werden, welches ausgangsseitig ein vorzugsweise elektrisches Meßsignal in analoger
oder digital kodierter Form mit einer hinreichenden Meßgenauigkeit liefert. Die aus
Sender und Empfänger bestehende Strahlungskette muß darüber hinaus verfahrbar an dem
Maschinengestell der Schneidpresse angeordnet sein, und zwar verfahrbar in Richtung
auf das Werkstück hin, welches im allgemeinen gleichbedeutend ist mit einer Verfahrbarkeit
in Richtung der Verfahrbarkeit des Stanzwerkzeugs. Die konkrete Ausbildung des hierzu
erforderlichen Antriebes kann ebenfalls beliebig vorgenommen werden, soweit eine ausreichende
Einstellgenauigkeit gegeben ist.
[0007] Anwendung finden kann das erfindungsgemäße Prinzip bei grundsätzlich allen Arten
von Schneidpressen, so z.B. Schneidpressen mit einer Einzelkopfstation, jedoch auch
Revolverschneidpressen.
[0008] Sowohl der Stanzantrieb als auch die Antriebe des Senders sowie des Empfängers sind
entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 vorzugsweise als druckmittelbeaufschlagbare
Kolben-Zylinder-Einheiten ausgestaltet. In Verbindung mit Proportionalventilen läßt
sich auf diesem Wege eine genaue Einstellung von Zwischenpositionen innerhalb maximal
möglicher Hubbewegungen erreichen.
[0009] Die Merkmale des Anspruchs 5 stellen den praktisch häufigsten Anwendungsfall der
Erfindung dar. Es ist dies eine Revolverschneidpresse, wobei der genannnte Strahlengang
senkrecht zum Verfahrweg des Stanzwerkzeugs verläuft und wobei die Strahlungskette
in der Nähe der Arbeitsstation angeordnet ist, so daß sich der Strahlengang zwischen
den Revolvertellern und oberhalb des Werkstücks erstreckt. Im letzteren Fall ist davon
ausgegangen, daß sich die Revolverteller vertikal übereinander befinden. Die Erfindung
ist naturgemäß gleichermaßen auch bei um eine horizontale Achse drehbar angeordneten
Revolvertellern gleichermaßen anwendbar.
[0010] Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb der eingangs dargelegten
Schneidpresse vorzuschlagen, welches einen weitestgehend automatisierten Betrieb bei
der Hubeinstellung sowie der Kontrolle auf mögliche Werkzeugbrüche hin ermöglicht.
Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Verfahren durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils
des Anspruchs 6.
[0011] Man erkennt, daß lediglich die aus Sender und Empfänger bestehende Strahlungskette
relativ zu dem zu bearbeitenden Werkstück auf einen kleinstmöglichen Abstand hin eingestellt
werden muß, wohingegen sämtliche, den Hub betreffende Justiervorgänge automatisiert
ablaufen. Auf diese Weise ergibt sich nicht nur eine Zeit- und Kostenersparnis, sondern
es werden gleichzeitig auch zahlreiche Bedien- und Einstellfehler vermieden.
[0012] Die Merkmale des Anspruchs 7 lassen erkennen, daß die Erfindung gleichzeitig eine
permanente oder zu willkürlichen Zeiten aktivierbare Kontrolle des Betriebs der Schneidpresse
auf mögliche Werkzeugbrüche hin ermöglicht. Ein Werkzeugbruch wird hiernach lediglich
durch Vergleich des Wertes eines Wegelements mit einem vorgebbaren Wert festgestellt,
wobei ersteres Wegelement dem Abstand zwischen dem oberen Totpunkt und dem Schnittpunkt
des Strahlenganges mit dem Verfahrweg des Stanzwerkzeugs entspricht. Verändert sich
dieses Wegelement im Sinne einer Verlängerung, ist dies als Anzeichen für einen Werkzeugbruch
zu werten, welches über die Steuerung in geeigneter Weise zur Anzeige gebracht werden
kann, so daß zu einem frühen Zeitpunkt das verschlissene Werkzeug ausgetauscht und
durch ein einwandfreies Werkzeug ausgewechselt werden kann. Es werden auf diese Weise
Fehlerquellen wie ein Werkzeugbruch zeitlich unmittelbar nach ihrem ersten Auftreten
erkannt, so daß beschleunigt Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
[0013] Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung schematisch
dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgerüsteten Revolverschneidpresse
näher erläutert werden.
[0014] Mit 1 ist die gemeinsame Achse zweier, mit Abstand übereinander angeordneter Revolverteller
2, 3 bezeichnet, die in einem zeichnerisch nicht dargestellten Maschinengestell in
geeigneter Weise gelagert und in definierter Weise um diese Achse antreibbar sind.
Jeder Revolverteller trägt in an sich bekannter Weise im Umfangsbereich eine Vielzahl
von Werkzeugsätzen, wobei das im oberen Revolverteller 2 gehaltene Oberwerkzeug 4
eines einzelnen Werkzeugsatzes im Regelfall aus einem Stempelhalter, einem Stempel
und einem Abstreifer besteht und wobei das in dem unteren Revolverteller gehaltene
Unterwerkzeug 5 zumindest aus einem Matrizenschuh nebst Matrize besteht. Das Ober-
4 und das Unterwerkzeug 5 sind in geeigneter, zeichnerisch nicht näher dargestellter
Weise an dem jeweiligen Revolverteller 1, 2 befestigt.
[0015] In ebenfalls bekannter Weise ist das Oberwerkzeug 4 in einer Drehwinkelstation, welche
die Arbeitsstation bildet, mit einem Stanzantrieb 6 kuppelbar. Der Stanzantrieb ist
als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet, über dessen Kolbenstange 7 die für den Stanzvorgang
benötigte Kraft übertragen wird.
[0016] Mit dem Stanzantrieb 6 ist in der zeichnerischen Darstellung das Stanzwerkzeug 8
gekuppelt, welches bei der Durchführung des Stanzvorgangs mit der zugeordneten Matrize
9 des jeweiligen Unterwerkzeugs zusammenwirkt. Die Lage des Stanzantriebes 6 definiert
die Arbeitsstation der Schneidpresse und es erstreckt sich die Achse 8' des in der
Arbeitsstation befindlichen Werkzeugsatzes parallel zur Achse 1 der Revolverteller
3, 4.
[0017] Das zu stanzende Werkstück 10, hier ein tafelartiges Blech ist für die Durchführung
des Stanzvorgangs beispielsweise mittels eines zeichnerisch nicht dargestellten Koordinatentisches
in eine vorausbestimmte Position relativ zu der Arbeitsstation verfahren und wird
in dieser Position in geeigneter Weise gehalten. Zur Durchführung des Stanzvorgangs
wird das Stanzwerkzeug 8 in Richtung der Achse 8' auf das Werkstück 10 hin, durch
dieses hindurch und anschließend wieder in seine Ausgangslage zurückgeführt. Der Hub
des Stanzwerkzeugs 8 wird derart festgelegt, daß im oberen Totpunkt sich die Unterkante
bzw. Schneidkante des Stanzwerkzeugs 8 geringfügig oberhalb der Oberseite des Werkstücks
10 befindet und daß im unteren Totpunkt sich diese Schneidkante im Bereich der Unterkante
des Matrizenprofils des Unterwerkzeugs befindet. Mit 11 ist ein, die Bewegung der
Kolbenstange 7 erfassender Weggeber bezeichnet, der mit einer zeichnerisch nicht dargestellten
Steuerung in Verbindung steht. Der Weggeber 11 führt ausgangsseitig ein vorzugsweise
elektrisches Meßsignal. Es ist die Druckmittelbeaufschlagung des Stanzantriebs 6 derart
bemessen, daß innerhalb dessen Maximalhubes die Einstellung beliebiger Wege und insbesondere
beliebige Zwischenhübe möglich ist. Dies kann beispielsweise mit proportional arbeitenden
Wegeventilen erreicht werden. Der Stanzantrieb 6 ermöglicht in Verbindung mit der
genannten Steuerung somit eine dem Einzelfall genau angepaßte Hubeinstellung.
[0018] Mit 12 ist ein, seitlich bezüglich der Revolverteller, insbesondere der Arbeitsstation
angeordneter Sender bezeichnet, der mit einem diesem gegenüberliegenden, sich ebenfalls
seitlich bezüglich der Arbeitsstation befindlichen Empfänger 13 zusammenwirkt. Der
Sender 12 bildet mit dem Empfänger 13 einen, den Verfahrweg des Stanzwerkzeugs 8 in
der Arbeitsstation schneidenden Strahlengang 14.
[0019] Mit 15, 16 sind druckmittelbeaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheiten bezeichnet,
deren Zylinder in geeigneter Weise an dem Maschinengestell der Revolverschneidpresse
befestigt sind und deren Kolben mit Führungsteilen 17, 18 in fester Verbindung stehen,
an denen jeweils der Sender 12 bzw. der Empfänger 13 angebracht sind. Die Kolben-Zylinder-Einheiten
15, 16 erstrecken sich parallel zur Achse 1 der Revolverschneidpresse. Wesentlich
ist, daß die Kolben-Zylinder-Einheiten 15, 16 dahingehend steuerbar sind, daß beliebige
Positionen des Senders 12 und des Empfängers 13 entlang des Verschiebeweges einstellbar
sind oder daß ein fester unterer Totpunkt angefahren wird, dessen Position der Steuerung
bekannt ist. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 15, 16 stehen mit der Steuerung in Verbindung,
über welche die Ausfahrpositionen der Führungsteile 17, 18 beispielsweise unter Zwischenanordnung
von Proportionalventilen steuerbar sind. oder es wird die Kolben-Zylinder-Einheit
dahingehend gesteuert, daß deren fester untere Totpunkt angefahren wird. Wesentlich
ist in diesem Zusammenhang ferner, daß die Ausfahrpositionen des Senders 12 sowie
des Empfängers 13 stets dahingehend ausgelegt sind, daß sich der Strahlengang 14 parallel
zu den Ebenen der Revolverteller 2, 3 erstreckt und sich geringfügig oberhalb der
Hochstellungen 19 befindet.
[0020] Erfindungsgemäß wird der Strahlengang 14 zur Definition des oberen Totpunktes des
Stanzhubes benutzt, worauf im folgenden noch näher eingegangen werden wird.
[0021] Zur Festlegung des oberen Totpunktes des Stanzhubes werden zunächst der Sender 12
sowie der Empfänger 13 durch entsprechende Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheiten
15, 16 in ihre, in der Zeichnung dargestellte werkstückspezifische Position verfahren.
Diese Position ist dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang mit geringstmöglichem
Abstand oberhalb der höchsten Ausformung bzw. Hochstellungen 19 des Werkstücks 10
verläuft. Falls die Kolben-Zylinder-Einheiten 15,16 stets dahingehend gesteuert werden,
daß diese deren festen unteren Totpunkt anfahren, ist dieser derart plaziert, daß
er sich geringfügig oberhalb der größtmöglichen Hochstellungen 19 befindet. Bei diesen
Hochstellungen handelt es sich um Rillen oder sonstige, aus der Ebene des Werkstücks
10 oberseitig herausragende Strukturelemente. Es wird nunmehr durch entsprechende
Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 6 das in der Arbeitsstation befindliche
Stanzwerkzeug 8 in seiner Achsrichtung in Richtung auf das Werkstück 10 hin verfahren,
wobei der Verfahrweg über den Weggeber 11 erfaßt und der Steuerung kontinuierlich
übertragen wird. Sobald die Werkzeugschneidkante des Stanzwerkzeugs den Strahlengang
14 unterbricht wird über den Empfänger 13 ein diesen Zustand anzeigendes Signal der
Steuerung übertragen, wobei aus diesem Signal in Verbindung mit der über den Weggeber
11 erfaßten Weginformation durch die Steuerung der obere Totpunkt des Stanzhubes festgelegt
wird. Aus der Position dieses oberen Totpunktes in Verbindung mit der bekannten Position
des Unterwerkzeugs ist über die Steuerung der optimale Stanzhub, insbesondere die
Lage von oberem und unterem Totpunkt errechenbar und es wird die Revolverschneidpresse
in der Folge mit den, diesem konkreten Stanzwerkzeug zugeordneten Stanzhub betrieben.
Dieser obere Totpunkt ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Werkzeugschneidkante
geringfügig oberhalb des Lichtstrahles 14 befindet, so daß ausgehend von diesem oberen
Totpunkt bis zur Unterbrechung des Strahlenganges 14 ein definiertes Wegelement durchfahren
werden muß. Dieses Wegelement, welches der Steuerung als Rechengröße durch Auswertung
der Signale des Weggebers 11 sowie des Empfängers 13 zur Verfügung steht, bleibt unverändert,
solange sich keine Veränderungen in Bereich der Schneidkante des Stanzwerkzeugs 8
ergeben. Kommt es jedoch im Verlauf des Betriebs des jeweiligen Stanzwerkzeugs zu
Brüchen im Bereich dieser Schneidkante, ist diese "Werkzeugveränderung" anhand der
hiermit verbundenen Verlängerung des genannten Wegelementes sofort als solche erkennbar,
wobei dieser Erkennungsvorgang über die Steuerung in geeigneter Weise sichtbar oder
wahrnehmbar gemacht werden kann.
[0022] Eine derartige Werkzeugbruchkontrolle kann regelmäßig bzw. automatisch oder zu vorgebbaren
Zeitpunkten durch den Benutzer der Schneidpresse eingeleitet werden.
1. Schneidpresse mit einem Stanzantrieb (6) zumindest für das in der Arbeitsposition
befindliche, zwecks Bearbeitung in Richtung auf ein Werkstück (10) hin verfahrbare
Stanzwerkzeug (8) eines Werkzeugsatzes, wobei der Stanzantrieb (6) hubveränderbar
ausgebildet ist und mit einer Steuerung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
- daß der Verfahrweg des Stanzwerkzeugs (8) von dem Strahlengang (14) zwischen einem
Sender (12) und einem Empfänger (13) geschnitten wird,
- daß sowohl der Sender (12) als auch der Empfänger (13) relativ zu dem Werkstück
(10) verfahrbar an dem Maschinengestell der Schneidpresse angeordnet sind,
- daß der Stanzantrieb (6) mit einem, den Verfahrweg des Stanzwerkzeugs (8) erfassenden
Weggeber (11) ausgerüstet ist und
- daß sowohl der Weggeber (11) als auch der Empfänger (13) mit der Steuerung in Verbindung
stehen.
2. Schneidpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- daß ein Werkzeugsatz in an sich bekannter Weise aus einem Oberwerkzeug (4), welches
mit dem Stanzantrieb (6) kuppelbar ist und einem Unterwerkzeug (5) besteht, wobei
das Oberwerkzeug (4) wenigstens das Stanzwerkzeug (8), nämlich einen Stempel und das
Unterwerkzeug (5) wenigstens eine Matrize beinhaltet,
- daß der Strahlengang (14) senkrecht zu dem Verfahrweg des Stanzwerkzeugs (8) oberhalb
des Werkstücks (10) verläuft und
- daß die Position des Senders (12) sowie des Empfängers (13) nach Maßgabe eines geringstmöglichen
Abstands oberhalb des höchsten Punkts des Werkstücks (10) eingestellt ist.
3. Schneidpresse nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stanzantrieb (6) als druckmittelbeaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit ausgestaltet
ist.
4. Schneidpresse nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl der Sender (12) als auch der Empfänger (13) unter Mitwirkung von druckmittelbetätigbaren
Kolben-Zylinder-Einheiten (15,16) verfahrbar angeordnet ist.
5. Schneidpresse nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- daß in an sich bekannter Weise eine Vielzahl von Werkzeugsätzen im peripheren Bereich
zweier, übereinander angeordneter, zueinander koaxialer Revolverteller (2,3) angeordnet
sind und
- daß sich der Sender (12) sowie der Empfänger (13) seitlich neben der Arbeitsstation
der Revolverteller (2,3) befinden.
6. Verfahren zum Betrieb einer Schneidpresse gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
- daß das Stanzwerkzeug (8) mittels des Stanzantriebs (6) in Richtung auf den Strahlengang
(14) hin verfahren wird,
- daß über die Steuerung anhand des Zeitpunkts der Unterbrechung des Strahlengangs
(14) durch die Schneidkante des Stanzwerkzeugs (8) in Verbindung mit der Weginformation
des Weggebers (11) sowie von Daten betreffend die Position eines Unterwerkzeugs der
obere Totpunkt der Hubbewegung des Stanzvorgangs und der Hub festgelegt werden und
- daß die Schneidpresse nach Maßgabe dieses werkzeug- und werkstückspezifischen Hubes
betrieben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
- daß der obere Totpunkt der Hubbewegung um ein kleinstmögliches Wegelement oberhalb
des Strahlenganges (14) festgelegt wird und
- daß dieses Wegelement ausgehend von dem oberen Totpunkt bis zur Unterbrechung des
Strahlenganges während des Betriebs der Schneidpresse kontinuierlich oder zu wählbaren
Zeitpunkten mit einem vorgebbaren Wert zwecks Erkennung eines Werkzeugbruchs verglichen
wird.