Verfahren zur Inbetriebnahme oder Umrüstung einer Zargenschweissmaschine sowie ein modulares Magazin zum Durchführen des Verfahrens

Abstract

 Zur Inbetriebnahme oder Umrüstung einer Zargenschweissmaschine weist ein modulares Blechstapelmagazin (1) zur Führung und Halterung eines Blechstapels einstellbare Stapelstützen (6,18) mit das unterste Blech untergreifenden Halteflächen (28) auf. Die Stapelstützen (6,18) sind auf einem Rahmen (4) verstellbar angeordnet, der mit einer Blechvereinzelungsvorrichtung lösbar verbunden ist. Um das Abstapeln einzelner Bleche zu erleichtern, sind ausserdem einstellbare Spreizluftzufuhrelemente (22) am Rahmen (4) angebracht. Diese einstellbaren Teile bilden mit dem Rahmen (4) ein auswechselbares Modul, so dass einmal vorgenommene, an sich komplizierte Einstellungen, die ausser dem Blechformat von vielen anderen Parametern abhängig sind, empirisch bewerkstelligt werden und bei Änderung nur eines dieser Parameter neu vorgenommen werden müssen, archiviert werden können, um nach Wartungsarbeiten oder nach Einsatz eines anderen Moduls erneut verwendet werden zu können.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme oder Umrüstung einer Blechverarbeitungsmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein modulares Magazin zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 4.

[0002] Blechstapelmagazine und Blechvereinzelungsvorrichtungen sind bekannt und werden bei vielen Blechverarbeitungsmaschinen benützt und auch beispielsweise bei herkömmlichen Dosenherstellungsmaschinen eingesetzt, Wo höchste Ansprüche an den Vereinzelungsmechanismus bestehen: es sind bei Maschinen mittlerer Leistung bis zu 500, bei Hochleistungsmaschinen bis zu 1000 Bleche pro Minute zu vereinzeln. Die einstellbaren Stapelstützen des Blechstapelmagazins werden z.B. als vier den Blechstapelecken zugeordnete Winkelprofile ausgebildet, die bei einem Formatwechsel jeweils aufeinander abgestimmt werden müssen. Um das Abstapeln einzelner Bleche in der genannten Kadenz zu ermöglichen, ist es auch bekannt, mit Zufuhr von Separier- bzw. Spreizluft zu helfen, dass das einzelne Blech vom Blechstapel einwandfrei abgetrennt wird. Um die Durchbiegung des untersten Blechs, welches durch die Vereinzelungsvorrichtung erfasst und weitertransportiert wird, auf dem notwendigen und genau definierten Mass zu halten, sind das unterste Blech untergreifende Trennrasten exakt zu positionieren; für jedes Blechformat, Blechsorte und jede Blechbeschichtung ist eine andere Positionierung zu wählen. Sowohl die dazu benötigten, einstellbaren Spreizluftelemente, als auch die Stapelstützen zur Führung und Halterung des Blechstapels sind dabei maschinengebunden, d.h. in der Nähe des Magazins an der Maschine selbst angeordnet.

[0003] Zu den genannten Einstellparametern (Separierluft, Trennrasten) gehört auch ein je nach zu vereinzelndem Blech verschiedener, aber dann konstanter Abstand des untersten Blechs zum Vereinzelungsorgan.

[0004] Bei jeder Umstellung auf ein anderes Produkt, sei es ein anderes Format oder ein anderes Blechmaterial, müssen alle Einstellungen völlig neu vorgenommen werden. Dabei werden hohe Ansprüche an die Genauigkeit der Einstellung gestellt, da der Blechstappel einerseits ausreichend im Magazin gehalten werden muss, anderseits aber ein leichtes Abziehen einzelner Bleche durch die Blechvereinzelungsvorrichtung bzw. den Abstapler möglich sein muss. Z.B. je nach Blechformat, Blechmaterial oder Blechdicke (insbesondere dünne, leicht zum Flattern neigende Bleche sind schwer zu beherrschen), aber auch je nach der Beschichtung der Bleche oder je nach Dicke der Oelschicht auf der Blechoberfläche werden jeweils vollkommen unterschiedliche Bedingungen geschaffen, die beim Einstellen z.B. der Stapelstützen, der Spreizluftelemente (Läge und Ausrichtung des Luftstrahls und Blasmenge) und des Abstands vom Vereinzelungsorgan berücksichtigt werden müssen. Bei der Vielzahl der zu berücksichtigenden Parameter kann keine Einstellvorschrift mehr angegeben werden, welche eine einwandfreie Vereinzelung sicherstellt. Die Betriebsvorschriften solcher Maschinen enthalten eine bevorzugte Grundeinstellung und die weitere Anweisung, die Einstellungen so lange zu verbessern, bis alle Parameter empirisch eingestellt und damit das richtige Verhältnis zueinander haben.

[0005] Diese langwierige Arbeiten können nur von einem Fachmann für die Inbetriebnahme der Maschine durchgeführt werden und verursachen jeweils lange Stillstandzeiten der Maschine. Auch nach Wartungsarbeiten, beispielsweise am Abstapler, der ohne Demontage des Blechstapelmagazins und Verstellung der umgebenden Hilfsorgane nicht zugänglich ist, entstehen grosse Produktionsunterbrüche, da danach die Einstellungen jeweils neu vorgenommen, d.h. wieder empirisch bestimmt werden müssen. Insbesondere bei Hochleistungsmaschinen, bei welchen beispielsweise bis zu 1000 Dosen pro Minute hergestellt werden, ergeben sich dadurch nennenswerte Produktionsausfälle.

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Inbetriebnahme oder Umrüstung einer Zargenschweissmaschine vorzuschlagen , das eine Produktionsinbetriebnahme- bzw. Umstellung auf ein anderes Produkt (Blechformat- und/oder Blechmaterialwechsel) in kürzerer Zeit erlaubt und einfach, d.h. ohne Beizug eines Fachmanns, durch das Linienpersonal vorgenommen werden kann.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst; ein Magazin zur Durchführung des Verfahrens besitzt die Merkmale von Anspruch 4.

[0008] Dadurch, dass die Hilfsorgane für die Vereinzelung (Spreizluft, etc.) nicht mehr in der Maschine selbst, sondern auf dem Rahmen eines modularen Magazins eingebaut sind, lassen sich die Einstellungen durch Entfernung des Magazins speichern. Dies wiederum erlaubt, ein modulares Magazin mit Hilfe von Muster- oder Probeblechen z.B. auf einem Prüfstand des Herstellers oder an einem anderen Ort, wo Fachleute zur Verfügung stehen (z.B. an einem zentralen Ort des Linienbetreibers), korrekt einzustellen. Das einsatzfähige Magazin kann dann einfach auf der Maschine montiert werden, so dass die Umrüstungzeit (oder Zeit für die Inbetriebnahme) minimiert ist und der Bedarf nach Fachleuten vor Ort entfällt.

[0009] Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen, modularen Blechstapelmagazins ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

das Blechstapelmagazin in Ansicht;

Fig. 2

das Blechstapelmagazin nach Fig.1 perspektivisch dargestellt;

Fig. 3

eine andere perspektivische Darstellung des Blechstapelmagazins, teilweise im Schnitt.

[0010] In der Zeichnung ist ein Blechstapelmagazin 1 beispielsweise für eine Dosenherstellungsmaschine in ungefülltem Zustand dargestellt. Das Blechstapelmagazin 1 weist einen Rahmen 4 auf, der mittels Stellschrauben 5 (an einer zur Entlastung der Figur nicht näher dargestellten Schweissmaschine bekannter Art, siehe z.B. CH-A 671 945) positioniert ist. Die Schweissmaschine besitzt eine Vereinzelungsvorrichtung z.B. gemäss EP 0 575 707 A1 oder EP 0 406 608 B1, welche ebenfalls nicht dargestellt ist. Durch die Blechvereinzelungsvorrichtung wird in an sich bekannter Weise jeweils das unterste Blech eines von oben in das Blechstapelmagazin 1 eingefüllten Blechstapels (nicht dargestellt) ergriffen, beispielsweise angesaugt, und danach in Richtung des Pfeiles P nach Fig.1 zu einer Weiterverarbeitungsstation transportiert.

[0011] Zur Führung und Halterung des Blechstapels sind am Rahmen 4 mehrere Stapelstützen 6 bzw. 18 angeordnet. In Pfeilrichtung P betrachtet sind die vorderen Stapelstützen mit 6a, die hinteren mit 6b bezeichnet. Seitlich sind Stapelstützen 18 bzw. 6c,6d angeordnet. Die vorderen Stapelstützen 6a, die hinteren Stapelstützen 6b sowie die seitlichen Stapelstützen 18 sind unten mit nach innen gerichteten, den Blechstapel untergreifenden Halteflächen 28 versehen; die Stapelstützen 6c,6d weisen diese Flächen nicht auf und sind lediglich als Stapelführungen vor allem für den oberen Bereich des Blechstapels vorgesehen. Die Halteflächen 28 definieren die untere Blechstapelkante. Die Höhenlage dieser Blechstapelkante ist gegenüber der Blechvereinzelungsvorrichtung mittels der Stellschrauben 5 einstellbar, was den Abstand des untersten Blechs zum Vereinzelungsorgan bestimmt.

[0012] Um das Einschieben eines Blechstapels in das Blechstapelmagazin 1 zu erleichtern, sind die Stapelstützen 6 oben mit Abschrägungen 11 versehen.

[0013] Der Abstand der vorderen und der hinteren Stapelstützen 6a,6b entspricht z.B. einer Dosenabwicklungsgrösse (π·d), der Abstand der seitlichen Stapelstützen 18; 6c, 6d der Dosen- bzw. Zargenhöhe. Während bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die vorderen, ein Stück bildenden Stapelstützen 6a mittels Schrauben 7 (Fig.3) ortsfest mit dem Rahmen 4 verbunden sind, sind die hinteren, ebenfalls ein Stück bildenden Stapelstützen 6b verstellbar angeordnet zum Einstellen des gewünschten Abstandes. Ein unterer Teil 8 der Stapelstützen 6b wird in entsprechenden Ausnehmungen 9 des Rahmens 4 verschiebbar geführt und mittels Einstellschrauben 10 an gewünschter Stelle fixiert.

[0014] Am Rahmen 4 sind zwei parallele Profilschienen 14 gegenseitig relativ verstellbar angeordnet, an denen mittels Einstellschrauben 15 bzw. 19 (Fig.2 und 3) die seitlichen Stapelführungen 6c bzw. 6d sowie die Stapelstützen 18, jeweils im gewünschten Abstand voneinander, fixierbar sind. An den Profilschienen 14 sind ferner je zwei Spreizluftzufuhrelemente 22 verstellbar angeordnet und mittels Einstellschrauben 23 an gewünschter Stelle fixierbar. Die Stapelstützen 18 sind im unteren Bereich mit austauschbaren Trennrastelementen versehen, die mehrere rillenförmige Trennrasten 20 aufweisen. Jedes Spreizluftzufuhrelement 22 ist im unteren Bereich mit einer höhenverstellbaren Blasdüse 24 ausgestattet, wobei die Blasrichtung durch eine Drehverstellung, Winkelverstellung und Höhenverstellung, vorzugsweise in drei Freiheitsgraden, gegenüber dem Spreizluftzufuhrelement 22 gewählt und zusammen mit der gewünschten Düsenhöhe durch Einstellschrauben 35 festgelegt werden kann. Auch die Spreizluftmenge ist in nicht näher dargestellter, aber konventioneller Weise regulierbar.

[0015] Der der gewünschten Zargenhöhe entsprechende Abstand der seitlich auf den Blechstapel einwirkenden, sich gegenüberliegenden Elemente wird durch die Verstellung der Profilschienen 14 eingestellt.

[0016] Selbstverständlich könnte anstelle von je zwei mit Halteflächen 28 versehenen Stapelstützen 18 pro Blechstapelseite auch nur je ein solches Element pro Seite ausreichen, oder aber mehrere als je zwei verwendet werden.

[0017] Der Rahmen 4 ist mit zwei Traggriffen 30 ausgestattet.

[0018] Aus dem beschriebenen Aufbau ergibt sich folgende Wirkungsweise:

[0019] Der zur Weiterverarbeitung bestimmte Blechstapel muss im Blechstappelmagazin 1 zuverlässig gehalten werden, dennoch muss beim Abstapeln ein leichtes Abziehen des untersten Blechs gewährleistet sein. Vor allem Doppelbleche, d.h. ein Abziehen zweier, während dem Vereinzelungsvorgang aneinanderklebender Bleche, sind zu vermeiden. Um dieser Anforderung Rechnung zu tragen, werden hohe Ansprüche an die Genauigkeit der Einstellung des Blechstappelmagazins 1 gestellt. Die Einstellgenauigkeit ist besonders dann wichtig, wenn es sich um Hochleistungsmaschinen handelt, bei denen beispielsweise bis zu 1000 Stück pro Minute bearbeitet werden. Da ist nicht nur ein präzises Einstellen der Stapelstützen 6,18 mit vorzugsweise 0.3 mm Genauigkeit relativ zueinander entsprechend dem zu verarbeitenden Blechformat unumgänglich; die Blechvereinzelung muss durch das Anbringen von Trennrasten 20 und durch die Verwendung der Separier- bzw. Spreizluft zusätzlich unterstützt werden. Dabei können für die Einstellung nur begrenzt Betriebsvorschriften erstellt werden, da neben dem Blechformat, Blechdicke und Blechmaterial noch etliche weitere Gegebenheiten die Anforderungen an die Einstellung der Stapelstützen 6, 18 und der Spreizluftelemente 22 beeinflussen. So spielt beispielsweise die Oberflächenbeschaffenheit des Blechs eine wesentliche Rolle; je nach dem, ob es sich um lackierte oder unlackierte Bleche handelt, ob und wie die Bleche bedruckt sind, ob sie verölt sind, ob sie flattern, je nach Blechhärte etc. muss jeweils eine optimale Einstellung empirisch gesucht werden. Ein wichtiges Merkmal ist z.B. besonders bei grösseren Blechen der gewichtsbedingte Durchhang des untersten Blechs, der durch die Verstellung der seitlichen Stapelstützen 18 entlang der Profilschiene 14 beeinflusst und durch die Einstellung des Abstands des Rahmens 4 gegenüber der Blechvereinzelungsvorrichtung (Stellschrauben 5) berücksichtigt wird.

[0020] Diese komplizierte Blechmagazineinstellung kann nur von einem Fachmann durchgeführt werden. Beim Formatwechsel oder bei Änderung nur eines der vorstehend erwähnten Parameter müssen alle Einstellungen nochmals durchgeführt werden: Die Einstellparameter beeinflussen sich gegenseitig, so dass die Aenderung des einen Parameters eine Aenderung des anderen Parameters bedingt.

[0021] Erfindungsgemäss sind die einstellbaren Stapelstützen 6, 18, die Trennrasten 28 und Spreizluftelemente 22 sowie die als Stellschrauben ausgebildeten Abstandselemente 5 auf dem in einfacher Weise vom Abstapler abnehmbaren Rahmen 4 angeordnet und bilden somit ein Modul, das mit den bestehenden Einstellungen archiviert werden kann. So bleiben die gefundenen Magazineinstellungen beim zeitweiligen Formatwechsel erhalten. Für jedes für die Produktion vorgesehene Format kann ein solches Modul bereitstehen. Der Modulwechsel kann dann einfach und rasch auch durch einen weniger qualifizierten Operateur durchgeführt werden, ohne dass lange Stillstandzeiten verursacht werden. Auch nach Wartungsarbeiten, beispielsweise am Abstapler, der nun durch die Abnehmbarkeit des Rahmens 4 leicht zugänglich ist, kann die Maschine rasch wieder in Betrieb gesetzt werden, ohne dass die langwierigen Magazineinstellungen neu vorgenommenwerden müssen. Selbst wenn eine neue Einstellung nötig ist, weil beispielsweise nicht genug Module vorhanden sind, so kann sie ausserhalb der mit einem anderen Modul weiter laufenden Maschine vorgenommen werden. Um die Bedeutung dieser Verbesserung zu verdeutlichen, muss man bedenken, dass ein Stillstand von einer Stunde bei einer Hochleistung- Dosenherstellungsmaschine einen Ausfall von heute bis zu 60 000 Dosen zur Folge hat.

[0022] Ein weiterer Vorteil bietet sich darin, dass der Kunde die Maschine mit mehreren vorgesehenen Modulen übernehmen kann, ohne die komplizierten Einstellungen selber durchführen zu müssen.

[0023] Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass erfindungsgemäss auch ein Modulwechsel von einer Maschine zu einer anderen Maschine möglich ist.

[0024] Das erfindungsgemässe Blechstapelmagazin ist besonders für Dosenschweissmaschinen geeignet, die mit sehr hohen Taktzahlen arbeiten, aber nicht auf solche beschränkt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Inbetriebnahme oder Umrüstung einer Blechverarbeitungsmaschine, insbesondere Zargenschweissmaschine im Hinblick auf zu verarbeitende, insbesondere schweissende Bleche von vorbestimmten Eigenschaften, wie insbesondere Format und/oder Legierung und/oder Oberflächenbeschaffenheit, wobei zu verarbeitende Bleche mittels einer Vereinzelungsvorrichtung aus einem Blechmagazin vereinzelt und zu einer Bearbeitungsstation weitertransportiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Blechmagazin ein modulares, transportables und mit der Maschine verbindbares Magazin mit mindestens einem Hilfsorganen für die Vereinzelung der Bleche verwendet und an der Maschine installiert wird, wobei der oder die Betriebsparameter des mindestens einen Hilfsorgans im Hinblick auf die Eigenschaften des zu verarbeitenden Blechs bereits betriebsfähig voreingestellt worden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter

- Separierluft (vorzugsweise Einstellung einer Luftdüse)

- Durchbiegung des untersten Blechs in Magazinstapel (vorzugsweise Einstellung der Trennrasten)

- Abstand des untersten Blechs vom Vereinzelungsorgan (vorzugsweise Einstellung eines Abstandselements)

im Hinblick auf ein vorbestimmtes, zu verarbeitendes Blech voreingestellt worden sind.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Hinblick auf ein Wechsel der zu verarbeitenden Bleche das modulare Magazin entfernt und mit der bestehenden Einstellung der Betriebsparameter gelagert wird, solange, bis es für die Bearbeitung gleicher Bleche wiederum in der Zargenschweissmaschine eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter anhand von Probeblechen in einem Maschinenprüfstand eingestellt, das für ein vorbestimmtes Blech betriebsbereite modulare Magazin dem Linienbetreiber zugestellt oder zur Schweissmaschine gebracht und dann sofort an dieser betriebsfähig installiert oder bis zur Verwendung zwischengelagert wird.

5. Modulares Magazin für eine Blechverarbeitungsmaschine, welche ein Vereinzelungsorgan für mit hoher Kadenz aus dem Magazin zu vereinzelnde Bleche aufweist, mit einstellbaren Stapelstützen 6 für die Aufnahme von Blechstapeln verschiedenen Formats, gekennzeichnet durch einen Rahmen 4 mit einem oder mehreren Hilfsorganen für die Vereinzelung bzw. den Abzug einzelner Bleche durch das Vereinzelungsorgan.

6. Modulares Magazin nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch als Hilfsorgan ausgebildete, auf dem Rahmen angeordnete, verstellbare Trennrastelemente für vorbestimmte Durchbiegung des abzugsbereiten Blechs durch ortsgenaues Stützen.

7. Modulares Magazin nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch auf dem Rahmen angeordnete, mit mindestens einem, vorzugsweise drei Freiheitsgraden verstellbaren Trennluftelemente zum Einwirken auf die unmittelbar in Reihenfolge abzuziehenden Bleche durch das Vereinzelungsorgan.

8. Modulares Magazin nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch nur an einer oder nur an einander gegenüberliegenden Blechseiten angreifende, verstellbare Stapelstützen 6.

9. Modulares Magazin nach Anspruch 5 für eine Blechverarbeitungsmaschine mit Mitteln zum Lagern des modularen Magazins in definierter Lage gegenüber dem Vereinzelungsorgan, gekennzeichnet durch Abstandselemente zum Zusammenwirken mit den Mitteln zum Lagern des Magazins für eine vorbestimmte Lage des Rahmens gegenüber dem Vereinzelungsorgan.

10. Modulares Magazin nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente als höhenverstellbare, im Rahmen angeordnete Stellschrauben ausgebildet sind.

11. Blechverarbeitungsmaschine, insbesondere Zargenschweissmaschine mit einem modularen Magazin nach Anspruch 5.

Zeichnung