DE19641402A1 - Bearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

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

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

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bear­ beitungsmaschine der gattungsgemäßen Art derart zu ver­ bessern, daß mit dieser zusätzlich zu einer Art von Biege­ operationen andere Bearbeitungen möglich sind, um ein Blech­ teil zumindest hinsichtlich seiner Formgebung fertig zu be­ arbeiten.

Diese Aufgabe wird bei einer Bearbeitungsmaschine der ein­ gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Greifer mit der Positioniervorrichtung in einer zweiten Richtung parallel zur Biegeebene und in einer Höhenrichtung senkrecht zur Biegeebene bewegbar ist.

Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird die Möglichkeit ge­ schaffen, mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine mehrere unterschiedliche Biegeoperationen und auch unter­ schiedliche Bearbeitungen des Blechteils durchzuführen. Bei­ spielsweise ist es mit dieser Ausbildung der erfindungsge­ mäßen Bearbeitungsmaschine möglich, einerseits Biegeopera­ tionen durchzuführen, mit welchen ein Randbereich in einer Richtung gebogen wird und andererseits Biegeoperationen, mit welcher ein Randbereich in entgegengesetzte Richtung gebogen wird.

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

Beispielsweise ist vorgesehen, daß die Positioniervorrichtung zur Realisierung der Bewegung in einer der Richtungen eine sich parallel zu einer Längsrichtung erstreckende Längs­ führung aufweist, an welcher ein den Greifer tragender Längs­ schlitten gehalten ist. Mit einer derartigen Positioniervor­ richtung läßt sich in einfacher Art und Weise eine Bewegung des Greifers in der Längsrichtung realisieren, insbesondere dann, wenn eine Bewegbarkeit des Greifers in der Längsrich­ tung über große Strecken realisiert werden soll.

Auch die Verstellung des Greifers senkrecht zur Biegeebene läßt sich in unterschiedlichster Art und Weise realisieren. So wäre es beispielsweise denkbar, den Greifer relativ zum Längsschlitten mit einer geeigneten Höhenverstelleinrichtung in der Höhenrichtung zu positionieren. Noch vorteilhafter ist es jedoch, insbesondere um eine exakte und stabile Positio­ nierung des Greifers zu erhalten, wenn die Längsführung mit­ tels einer Höhenverstelleinrichtung in der Höhenrichtung ver­ stellbar ist. Das heißt, daß die Höhenverstellung des Greifers nicht zwischen dem Längsschlitten und dem Greifer erfolgt, sondern die gesamte Längsführung höhenverstellbar angeordnet ist. Hierdurch wird ferner der Vorteil erreicht, die Höhenverstellung, die mit der geringsten Häufigkeit erforderlich ist, nicht die Dynamik der Bewegung des Greifers in Längsrichtung und Querrichtung, quer zur Biegelinie, be­ einträchtigt, so daß diese Bewegungen sehr schnell durch­ führbar sind.

Vorzugsweise ist die Höhenverstelleinrichtung so ausgebildet, daß sie eine an einem Maschinengestell gehaltene Parallel­ führung für die Längsführung aufweist, so daß die Längs­ führung als Ganzes in der Höhenrichtung in zueinander paral­ lele Positionen bewegbar ist.

Zur Realisierung der Bewegung in einer weiteren der Rich­ tungen, und zuvor in einer quer zur Längsrichtung verlaufen­ den Querrichtung, ist vorzugsweise vorgesehen, daß an dem Längsschlitten eine Querführung mit einem längs dieser beweg­ baren Querschlitten angeordnet ist, so daß der Querschlitten dann seinerseits den Greifer trägt.

Der Greifer selbst könnte in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. Beispielsweise wäre es denkbar, den Greifer als Sauggreifer auszubilden, welcher an dem Werkstück auf einer Seite saugend angreift. Es wäre aber auch denkbar, den Greifer als Magnetgreifer auszubilden, welcher ebenfalls an dem Werkstück auf einer Seite unter Einwirkung magne­ tischer Kräfte angreift, was allerdings voraussetzt, daß das Werkstück aus einem Material ist, welches der magnetischen Anziehung durch einen Magnet unterworfen ist.

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

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

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

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

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

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

Prinzipiell wäre es möglich, beim Vorsehen eines C-förmigen Greiferbügels die Arme des Greiferbügels aufeinanderzu zu bewegen, um das Werkstück zu greifen.

Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, daß min­ destens eines der Greiferelemente in Richtung auf das andere Greiferelement zu und von diesem weg bewegbar an dem Greifer­ bügel gehalten ist. Diese Lösung eröffnet die Möglichkeit, den Greiferbügel als solchen starr auszuführen und damit lediglich mindestens eines der Greiferelemente relativ zu dem Bügel zu bewegen.

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

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

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

Mit dieser erfindungsgemäßen Lösung wird erstmals die Mög­ lichkeit geschaffen, ein Blechteil nicht nur zu biegen, sondern vielfältig, sogar im Extremfall im wesentlichen voll­ ständig, zu bearbeiten.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Eine besonders zweckmäßige Ausrichtung des Werkstücks ist dadurch möglich, wenn dieses in der Einlegestation auf einen Tisch auflegbar und auf diesem definiert positionierbar ist.

Hinsichtlich des Abtransports des Werkstücks wurden im Zu­ sammenhang mit der bisherigen Beschreibung der einzelnen Aus­ führungsbeispiele ebenfalls keine näheren Angaben gemacht. So wäre es ebenfalls beispielsweise denkbar, den Abtransport des Blechteils dadurch zu lösen, daß dieses von der letzten Arbeitsstation abtransportiert wird. Besonders günstig ist es jedoch, wenn das Werkstück nach Durchlaufen der Arbeits­ stationen in eine Abtransportstation einlegbar ist. Eine der­ artige Lösung hat den großen Vorteil, daß die Abtransport­ station ohne Rücksicht auf die Ausbildung und Arbeitsweise der jeweils letzten Arbeitsstation ausgebildet werden kann und somit auch unterschiedlichste Blechteile von derselben Abtransportstation abtransportiert werden können.

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

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

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

Hinsichtlich der Positioniergenauigkeit bei der erfindungs­ gemäßen Bearbeitungsmaschine ist es jedoch weitaus günstiger, wenn das Werkstück, insbesondere zwischen der Einlegestation und der Abtransportstation, in einer einzigen Ausrichtung relativ zu den Greiferelementen greifbar ist, das heißt, daß kein Umgreifen, beispielsweise zwischen der Einlegestation und der Abtransportstation, erfolgt, und somit das einmalige definierte Positionieren des Werkstücks, beispielsweise in der Einlegestation, zu einer einmaligen definierten Aus­ richtung relativ zu den Greiferelementen führt, die dann für die gesamten Bearbeitungen aufrechterhalten wird, so daß das Erfassen dieser einmaligen Ausrichtung mit der gewünschten Genauigkeit bis zur Beendigung sämtlicher Bearbeitungen in sämtlichen Arbeitsstationen relativ zu den Greiferelementen für die Positionierung des Werkstücks in allen Arbeits­ stationen ausreichend ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine.

In der Zeichnung zeigen:

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

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

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

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Bear­ beitung eines beispielhaften Werkstücks, wobei jeweils auf der linken Seite die Bear­ beitung in der erfindungsgemäßen Bearbei­ tungsmaschine und auf der rechten Seite die Form des Blechteils nach der Bearbeitung dar­ gestellt sind. Dabei-zeigen im einzelnen

Fig. 4a ein Einlegen des Blechteils in der Einlege­ station und Aufnehmen desselben mittels des Greifers;

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

Fig. 4c ein Umbiegen eines gegenüberliegenden zweiten Randbereichs in der ersten Arbeitsstation;

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

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

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

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

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

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

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

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

An den Längsführungsbahnen 42 ist ein als Ganzes mit 44 bezeichneter Längsschlitten in der Längsrichtung Y verfahrbar gelagert. Zum Antrieb des Längsschlittens 44 ist vorzugsweise eine Gewindespindel 46 vorgesehen, deren Spindelmutter 48 fest mit dem Längsschlitten verbunden ist und welche über einen von der Maschinensteuerung 20 angetriebenen Spindel­ antrieb 50 gesteuert antreibbar ist.

Auf dem Längsschlitten 44 sind zwei parallel zueinander ver­ laufende Querführungsbahnen 52 angeordnet, auf welchen ein Querschlitten 54 in einer Querrichtung X quer zur Längsrich­ tung Y verfahrbar ist. Auch dieser Querschlitten 54 ist vor­ zugsweise mittels einer Gewindespindel 56, deren Spindel­ mutter 58 fest am Querschlitten 54 sitzt, in der Querrichtung x verstellbar und durch einen Querspindelantrieb 60 von der Maschinensteuerung 20 ansteuerbar.

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

Ferner ist das untere Greiferelement 66 um eine Achse D dreh­ bar, welche parallel zur Richtung 68 verläuft. Hierzu ist das untere Greiferelement 66 mittels eines Drehantriebs 72 an­ treibbar.

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

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

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

Die Höhenverstelleinrichtung 34 bildet zusammen mit der Längsführung 32, dem Längsschlitten 44 und dem Querschlitten 54 sowie den Antrieben 50 und 60 eine von der Maschinen­ steuerung 20 steuerbare Positioniereinrichtung 82 für den Greifer 62
Die Einlegestation 10 umfaßt ihrerseits, wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt ist, ein Grundgestell 90, welches einen Tisch 92 mit einer Tischfläche 94 trägt, auf welche das noch unbearbeitete Blechteil 16u auflegbar ist. Um eine genaue Positionierung des unbearbeiteten Blechteils 16u zu er­ reichen, sind auf dem Tisch 92 noch Anschlagelemente 96a, 96b und 96c vorgesehen, gegen welche das Blechteil 16u mit den Randbereichen 22a und 22c anlegbar und dadurch eindeutig hin­ sichtlich seiner Lage relativ zu der Längsrichtung Y und der Querrichtung x definiert positionierbar ist.

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

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

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, sind beide Arbeits­ stationen 12a und 12b in einer als Ganzes mit 110 bezeich­ neten Biegezelle angeordnet, welche ein Biegezellengestell 112 aufweist, an welchem eine als Ganzes mit 114 bezeichnete Biegewange um eine Schwenkachse 116 verschwenkbar angeordnet ist, wobei hierzu ein Schwenkantrieb 118 vorgesehen ist.

Auf der Biegewange 114 der Biegezelle 110 sitzt ein der ersten Arbeitsstation 12a zugeordnetes erstes Biegewangen­ werkzeug 120 und außerdem im Abstand von diesem ein zweites, der zweiten Arbeitsstation 12b zugeordnetes Biegewangenwerk­ zeug 122, die durch eine gemeinsame Schwenkbewegung der Biegewange 114 um die Schwenkachse 116 bewegbar sind.

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

Die Unterwange 126 und die Oberwange 130 erstrecken sich doch auch durch den Bereich der ersten Arbeitsstation 12a und tragen dort ebenfalls für die dort dürchzuführenden Biege­ operationen erforderlichen Unterwangenwerkzeuge 128 und Ober­ wangenwerkzeuge 132.

Vorzugsweise definieren die Unterwangenwerkzeuge 128 und die Oberwangenwerkzeuge 132 eine einheitliche, durch beide Arbeitsstationen 12a und 12b hindurchverlaufende Biegekante 140, um welche mittels der Biegewange 114 und der jeweiligen Biegewangenwerkzeuge 120 oder 122 eine Biegeoperation durch­ führbar ist.

Wie ferner in Fig. 1 dargestellt, erstreckt sich die Biege­ kante 140 vorzugsweise parallel zur Längsrichtung Y der Mani­ pulatoreinrichtung 18 und außerdem sind, wie in Fig. 3 darge­ stellt, die Unterwangenwerkzeuge 128 und die Oberwangenwerk­ zeuge 132 so angeordnet, daß sie das Werkstück 16 im ge­ spannten Zustand mit seinem mittigen Bereich 98 in einer Biegeebene 142 liegend fixieren, welche parallel zur Längs­ richtung Y und zur Querrichtung X verläuft.

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

Das schließlich fertig gebogene Blechteil 16g ist nach Durch­ führung sämtlicher Biegeoperationen auf die Abtransport­ station 14 auf legbar. Diese umfaßt zwei parallel zueinander verlaufende Transportbänder 150, mit welchen das auf diese aufgelegte fertig gebogene Blechteil 16g in einer Abtrans­ portrichtung 152 abtransportierbar ist.

Die Funktion einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine wird am Beispiel des Blechteils 16 in den Fig. 4a bis 4g dargestellt.

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

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

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

Durch Bewegen der Biegewange 114 von einer Biegeausgangs­ stellung aus, in welcher diese vor der Unterwange 126 steht (Fig. 3), in der Biegeschwenkrichtung 144 erfolgt mittels des ersten Biegewangenwerkzeugs 120 ein Hochbiegen des Randbe­ reichs 22a aus der Biegeebene 142 heraus in Richtung des Oberwangenwerkzeugs 132.

Nach dem Hochbiegen des Randbereichs 22a wird die Oberwange 130 entgegengesetzt zur Spannrichtung 134 soweit nach oben bewegt, daß durch Bewegung des Blechteils 16 in der Biege­ ebene 142 in X-Richtung und gleichzeitigem Drehen um die Achse D der Randbereich 22b in die Arbeitsstation 12a einge­ legt wird, um ein Biegen längs der Biegelinie 24b durchzu­ führen. Hierzu ist es erforderlich, um die Achse D um 180° zu drehen und durch Bewegen des Werkstücks 16 in X-Richtung die Biegelinie 24b mit der Biegekante 140 zur Deckung zu bringen. Durch eine Bewegung der Oberwange 130 in der Spannrichtung 134 erfolgt ein Spannen des Werkstücks 16 und durch ein anschließendes Bewegen der Biegewange 114 in der Biege­ schwenkrichtung 144 ein erneutes Hochbiegen des Randbereichs 22b aus der Biegeebene 142 heraus, so daß der Randbereich 22b parallel zum Randbereich 22a steht, wie in Fig. 4c darge­ stellt.

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

Ferner ist das Oberwangenwerkzeug 120 in der ersten Arbeits­ station 12a so zu dimensionieren, daß es in der Lage ist, zwischen die hochgestellten Randbereiche 22a und 22b einzu­ greifen.

Ist die Biegelinie 24c die längste aller Biegelinien 24, so ist das Oberwangenwerkzeug 120 so zu dimensionieren, daß dieses exakt zwischen die hochgestellten Randbereiche 22a und 22b eingreifen kann.

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

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

Ausgehend von der Stellung des Blechteils 16 in Fig. 4d ist hierzu nach Umbiegen des Randbereichs 22c ein Drehen des Blechteils 16 um die Achse D um 180° erforderlich und gleich­ zeitig eine entsprechende Korrektur der Lage des Blechteils in X-Richtung.

Als nächstes erfolgt ein Biegen des Randbereichs 22e, welcher schmäler ist als der Randbereich 22d und, wie in Fig. 4f dar­ gestellt, ein Biegen um eine Biegelinie 24e erfordert, welche parallel zur Biegelinie 24d verläuft, jedoch in Richtung der Biegelinie 24c versetzt angeordnet ist.

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

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

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

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

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

Claims (23)

1. Bearbeitungsmaschine für Werkstücke aus Flachmaterial, insbesondere Blechteile, umfassend eine Arbeitsstation, die als Biegestation ausgebildet ist, in welcher das parallel zu einer Biegeebene ausgerichtete Werkstück zur Durchführung einer Biegeoperation mittels einer Unter­ wange und einer Oberwange einspannbar ist und mittels einer Biegewange längs einer Biegekante biegbar ist, sowie eine Manipulatoreinrichtung mit einem Greifer zum Halten des Werkstücks und mit einer Positioniervorrich­ tung für den Greifer, mit welcher dieser in einer ersten Richtung quer zur Biegekante in der Biegeebene bewegbar und um eine senkrecht auf der Biegeebene stehende Achse drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (62) mit der Positioniervorrichtung (82) in einer zweiten Richtung (Y) parallel zur Biegeebene (142) und in einer Höhenrichtung (Z) senkrecht zur Biegeebene (142) bewegbar ist.

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

3. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längsführung (32) mittels einer Höhen­ verstelleinrichtung (34) in der Höhenrichtung (Z) ver­ stellbar ist.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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