DE3714855A1 - Bedienungsmaschine zum manipulieren von werkstuecken im pressenraum einer umformpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Bedienungsma­ schine zum Manipulieren von Werkstücken nach den drei räumlichen Koordinaten im Pressenraum einer Umformpresse mit einer Mehrzahl von quer zur Beschickrichtung nebeneinander angeordneten Umform­ stationen in der Umformpresse, - mit verfahrbarem Maschinengestell, im Maschinengestell bewegbarem Manipulatorschlitten aus in der Ebe­ ne nach zwei räumlichen Koordinaten bewegbarer Grundplatte und aufundnieder dazu bewegbarer Hubplatte, an dem Manipulatorschlit­ ten gelagerten Manipulatorzangen und Antriebseinrichtung für die Bewegungen der Grundplatte bzw. der Hubplatte, wobei die Antriebs­ einrichtung einen Hubstelltrieb für die Aufundniederbewegung der Hubplatte, einen Beschickstelltrieb für die in Beschickrichtung sowie zurück erfolgende Bewegung und einen Querstelltrieb für die Bewe­ gung quer zur Beschickrichtung und zurück aufweist und wobei im Maschinengestell ein Antriebsmotor für diese Bewegungen angeordnet ist, der unmittelbar oder über ein Getriebe auf eine Hauptantriebs­ welle arbeitet, an die Stelltriebe mechanisch angeschlossen sind. Es versteht sich, daß in bezug auf die Gestaltung des Manipulator­ schlittens im einzelnen bei einer gattungsgemäßen Bedienungsmaschine mehrere Möglichkeiten bestehen. So kann die Hubplatte mit der Grund­ platte verfahrbar sein und, z. B. über Bolzen, die durch die Grund­ platte hindurchgeführt sind, unmittelbar oder über eine Tragplatte die Manipulatorzangen tragen. Es kann aber auch die Grundplatte auf der lediglich heb- und senkbaren Hubplatte relativ nach Maßgabe ihrer beiden Koordinaten bewegbar sein und die Manipulatorzangen tragen. Bezüglich der Führung der genannten Bauteile wird die bei sogenannten Kreuzschlittenführungen übliche Technologie angewendet. Die Manipulatorzangen sind den einzelnen Umformstationen zugeordnet. Die Werkstücke erfahren in den Umformstationen eine Folge von unter­ schiedlichen, einem vorgegebenen Umformprogramm entsprechenden Umformarbeitsgängen und werden dazu vor der Umformpresse in einer Übergabestation von einer Manipulatorzange zur nächsten übergeben und von den Manipulatorzangen in die Umformstationen eingeführt sowie im Rahmen dieser Maßnahmen erforderlichenfalls gedreht. Dazu sind die Manipulatorzangen um ihre Achse drehbar. Nach Maßgabe der Werkstücke und des Umformprogramms sind genaue kinematische Zusammenhänge und Stellwege einzuhalten.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Bedienungsmaschine (DE 28 06 887) ist für die Kinematik der Zusammenhänge ein Antrieb mit Rechteck­ kinematik vorgesehen und die Grundplatte sowie die Hubplatte sind über komplizierte Getriebe miteinander gekoppelt. Die verschiedenen Stelltriebe sind in diese Anordnung integriert und nicht unabhängig voneinander. Das läßt eine Änderung im kinematischen Ablauf sowie eine Änderung der Stellwege nach Maßgabe unterschiedlicher Werk­ stücke und/oder Umformprogramme nicht zu. Bei elektronisch gesteuer­ ten Bedienungsmaschinen arbeitet man mit Stelltrieben, die vonein­ ander unabhängig sind und Schrittmotore für die einzelnen Stellbewe­ gungen aufweisen. Die einzelnen Stellbewegungen sind über einen Mikroprozessor und dessen Programm gesteuert. Der hier erforderliche Aufwand ist erheblich, zumal die einzelnen Stellwege überwacht und abgefragt werden müssen. Die Elektronik erweist sich im harten Schmiedebetrieb häufig als störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Be­ dienungsmaschine so weiter auszubilden, daß auf einfache Weise eine Änderung im kinematischen Ablauf sowie eine Änderung der Stellwege durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung,

• - daß der Hubstelltrieb einen zweiarmigen Hubbewegungs-Stellhebel aufweist, dessen einer Hebelarm mit der Hubplatte verbunden ist und dessen anderer Hebelarm an einer Hubbewegungs-Steuerkurven­ scheibe anliegt,
• - daß der Beschickstelltrieb einen zweiarmigen Beschickbewegungs- Stellhebel aufweist, dessen einer Hebelarm mit der Grundplatte verbunden ist und dessen anderer Hebelarm an einer Beschickbe­ wegungs-Steuerkurve anliegt,
• - daß die Hubbewegungs-Steuerkurvenscheibe und die Beschickbewe­ gungs-Steuerkurvenscheibe auf der Hauptantriebswelle angeordnet sind und
• - daß der Querstelltrieb von einer Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe gesteuert ist, die ebenfalls von der Hauptantriebswelle angetrie­ ben ist.

Bei der erfindungsgemäßen Bedienungsmaschine sind die Steuerkur­ venscheiben leicht gegen andere austauschbar und relativ zueinander unterschiedlich einstellbar. Auf diese Weise können ohne Schwierig­ keiten durch unterschiedliche Steuerkurvenscheiben unterschiedliche Stellwege und durch die Einstellung der Steuerkurvenscheiben zuein­ ander unterschiedliche kinematische Abläufe verwirklicht werden. Soweit bei der Bewegung nach den drei räumlichen Koordinaten Re­ lativbewegungen der beschriebenen Aggregate zueinander erforderlich sind, sind diese verwirklicht.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkei­ ten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Erfindung, die sich durch Einfachheit und Funktions­ sicherheit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hubbe­ wegungs-Stellhebel auf einen Lenkerhebel arbeitet, der an eine Hub­ schwinge angeschlossen ist, die einerseits im Maschinengestell ge­ lagert und andererseits an die Hubplatte angeschlossen ist. Es ver­ steht sich, daß die aus der Kinematik resultierenden Freiläufe ver­ wirklicht werden müssen, beispielsweise über Langlöcher oder sonsti­ ge Ausgleichseinrichtungen. Der Beschickbewegungs-Stellhebel ist zweckmäßigerweise über eine Kulissenführung, die solchen Ausgleich bewirkt, an die Grundplatte angeschlossen.

Für die Steuerung der Querbewegung bestehen im Rahmen der Erfin­ dung mehrere Möglichkeiten. Eine ist dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe auf die Hauptantriebswelle aufgesetzt und über ein Umlenkhebelgetriebe mit die Querbewegungs- Steuerkurvenscheibe abfahrendem Winkelhebel und Umlenkeinrichtung auf einen Querbewegungs-Stellhebel arbeitet, der über eine Kulissen­ führung an die Grundplatte angeschlossen ist. Eine andere Ausfüh­ rungsform ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe auf eine rechtwinklig zur Hauptantriebswelle angeordnete Querbewegungswelle aufgesetzt ist, die über ein Kegelradgetriebe an die Hauptantriebswelle angeschlos­ sen ist, und daß von der Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe ein Querbewegungs-Stellhebel gesteuert ist, der über eine Kulissenführung an die Grundplatte angeschlossen ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bedienungsmaschine vor einer angedeuteten Umformpresse teilweise im Schnitt,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf die Grundplatte der Bedienungsmaschine nach Fig. 1 mit nur teilweise angedeuteten Manipulatorzan­ gen,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt des oberen Teils der in Fig. 2 darge­ stellten Bedienungsmaschine zwischen zwei Manipulatorzangen,

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt in Richtung C-C durch den Gegenstand nach Fig. 2 und

Fig. 7 einen Schnitt in Richtung D-D durch den Gegenstand der Fig. 6, ausschnittsweise.

Die in den Figuren dargestellte Bedienungsmaschine dient zum Mani­ pulieren von Werkstücken 1 nach den drei räumlichen Koordinaten im Pressenraum 2 einer Umformpresse 3. Bei der Umformpresse 3 mag es sich insbes. um eine Schmiedepresse handeln. Die Umformpresse 3 besitzt eine Mehrzahl von quer zur Beschickrichtung nebeneinander in Reihe oder auch versetzt zueinander angeordneten Umformstationen, die im Pressenraum 2 angeordnet, aber nicht gezeichnet sind.

Zum grundsätzlichen Aufbau der Bedienungsmaschine gehören
ein verfahrbares Maschinengestell 4,
ein im Maschinengestell 4 bewegbarer Manipulatorschlitten 5 aus in der Ebene nach zwei räumlichen Koordinaten beweg­ barer Grundplatte 6 und aufundnieder bewegbarer Hubplatte 7,
an dem Manipulatorschlitten 5 gelagerte Manipulatorzangen 8, die um ihre Achse 8 drehbar sein können und
eine Antriebseinrichtung für die Bewegung der Grundplatte 6 bzw. der Hubplatte 7.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Antriebseinrichtung einen Hubstelltrieb 10 für die Aufundniederbewegung der Hubplatte 7, einen Beschickstelltrieb 11 für die in Beschickrichtung sowie zurück erfol­ gende Bewegung und einen Querstelltrieb 12 für die Bewegung quer zur Beschickrichtung und zurück aufweist. Im Maschinengestell 4 befindet sich ein Antriebsmotor 13 für diese Bewegungen. Der Antriebs­ motor 13 arbeitet unmittelbar oder über ein Getriebe auf eine Haupt­ antriebswelle 14, an die die Stelltriebe 10, 11, 12 mechanisch ange­ schlossen sind.

lnsbes. bei einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 4 und 5 er­ kennt man, daß der Hubstelltrieb 10 einen zweiarmigen Hubbewegungs- Stellhebel 10 a, 10 b aufweist, dessen einer Hebelarm 10 a mit der Hub­ platte 7 verbunden ist und dessen anderer Hebelarm 10 b an einer Hubbewegungs-Steuerkurvenscheibe 10 c anliegt. Man erkennt fernerhin, daß der Beschickstelltrieb 11 einen zweiarmigen Beschickbewegungs- Stellhebel 11 a, 11 b aufweist, dessen einer Hebelarm 11 a mit der Grundplatte 6 verbunden ist und dessen anderer Hebelarm 11 b an einer Beschickbewegungs-Steuerkurve 11 c anliegt. Die Hubbewegungs- Steuerkurvenscheibe 10 c und die Beschickbewegungs-Steuerkurvenschei­ be 11 c sind auf der Hauptantriebswelle 14 angeordnet. Insbes. in den Fig. 6 und 7 erkennt man, daß der Querstelltrieb 12 von einer Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe 12 a gesteuert ist, die ebenfalls von der Hauptantriebswelle 14 angetrieben ist.

Im Ausführungsbeispiel arbeitet der Hubbewegungs-Stellhebel 10 a, 10 b auf einen Lenkerhebel 10 d, der an eine Hubschwinge 10 e ange­ schlossen ist, die einerseits im Maschinengestell 4 gelagert und an­ dererseits mit Ausgleichslangloch 10 f an die Hubplatte 7 angeschlos­ sen ist. Der Beschickbewegungs-Stellhebel 11 a, 11 b ist über eine Kulissenführung 11 d an die Grundplatte 6 angeschlossen.

Im Ausführungsbeispiel ist auch die Querbewegungs-Steuerkurvenschei­ be 12 a auf die Hauptantriebswelle 14 aufgesetzt und über ein Umlenk­ hebelgetriebe mit einem die Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe 12 a abfahrendem Winkelhebel 12 b und einer Umlenkeinrichtung 12 c, die auf einen Querbewegungs-Stellhebel 12 d arbeitet, der über eine Ku­ lissenführung 12 e an die Grundplatte 6 angeschlossen ist. Anhand der Fig. 6 und 7 kann man sich unmittelbar vorstellen, daß die Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe 12 a auch auf eine rechtwinklig zur Hauptantriebswelle 14 angeordnete Querbewegungswelle aufgesetzt sein könnte, die über ein Kegelradgetriebe an die Hauptantriebswelle 14 angeschlossen ist. Dann könnte die Querbewegungs-Steuerkurven­ scheibe 12 a unmittelbar einen Querbewegungs-Stellhebel steuern, der über eine Kulissenführung 12 e an die Grundplatte 6 angeschlossen ist.

Es versteht sich, daß der Manipulatorschlitten einerseits in der Zei­ chenebene der Fig. 1 und 4 und außerdem orthogonal dazu bewegbar ist, wie es die gekreuzten Doppelpfeile in Fig. 2 andeuten. In Fig. 1 erkennt man auch die für diese Querbewegung vorgesehenen Füh­ rungsstangen 15 mit Führungsblöcken 16. Der Querbewegungs-Stell­ hebel 12 d greift entsprechend an.

Claims (5)

1. Bedienungsmaschine zum Manipulieren von Werkstücken nach den drei räumlichen Koordinaten im Pressenraum einer Umformpresse mit einer Mehrzahl von quer zur Beschickrichtung nebeneinander ange­ ordneten Umformstationen in der Umformpresse, - mit
verfahrbarem Maschinengestell,
im Maschinengestell bewegbarem Manipulatorschlitten aus in der Ebene nach zwei räumlichen Koordinaten bewegbarer Grund­ platte und aufundnieder dazu bewegbarer Hubplatte,
an dem Manipulatorschlitten gelagerten Manipulatorzangen und
Antriebseinrichtung für die Bewegungen der Grundplatte bzw. der Hubplatte,
wobei die Antriebseinrichtung einen Hubstelltrieb für die Aufundnie­ derbewegung der Hubplatte, einen Beschickstelltrieb für die in Be­ schickrichtung sowie zurück erfolgende Bewegung und einen Querstell­ trieb für die Bewegung quer zur Beschickrichtung und zurück auf­ weist und wobei im Maschinengestell ein Antriebsmotor für diese Be­ wegungen angeordnet ist, der unmittelbar oder über ein Getriebe auf eine Hauptantriebswelle arbeitet, an die Stelltriebe mechanisch angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Hubstelltrieb (10) einen zweiarmigen Hubbewegungs-Stell­ hebel (10 a, 10 b) aufweist, dessen einer Hebelarm (10 a) mit der Hubplatte (7) verbunden ist und dessen anderer Hebelarm (10 b) an einer Hubbewegungs-Steuerkurvenscheibe (10 c) anliegt,
• - daß der Beschickstelltrieb (11) einen zweiarmigen Beschickbewe­ gungs-Stellhebel (11 a, 11 b) aufweist, dessen einer Hebelarm (11 a) mit der Grundplatte (6) verbunden ist und dessen anderer Hebel­ arm (11 b) an einer Beschickbewegungs-Steuerkurve (11 c) anliegt,
• - daß die Hubbewegungs-Steuerkurvenscheibe (10 c) und die Beschick­ bewegungs-Steuerkurvenscheibe (11 c) auf der Hauptantriebswelle (14) angeordnet sind und
• - daß der Querstelltrieb (12) von einer Querbewegungs-Steuerkurven­ scheibe (12 a) gesteuert ist, die ebenfalls von der Hauptantriebs­ welle (14) angetrieben ist.

2. Bedienungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubbewegungs-Stellhebel (10 a, 10 b) auf einen Lenkerhebel (10 d) arbeitet, der an eine Hubschwinge (10 e) angeschlossen ist, die einerseits im Maschinengestell (4) gelagert und andererseits an die Hubplatte (7) angeschlossen ist.

3. Bedienungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickbewegungs-Stellhebel (11 a, 11 b) über eine Kulissenführung (11 d) an die Grundplatte (6) angeschlossen ist.

4. Bedienungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe (12 a) auf die Hauptantriebswelle (14) aufgesetzt und über ein Umlenkhebel­ getriebe mit die Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe (12 a) abfahren­ dem Winkelhebel (12 b) und Umlenkeinrichtung (12 c) auf einen Quer­ bewegungs-Stellhebel (12 d) arbeitet, der über eine Kulissenführung (12 e) an die Grundplatte (6) angeschlossen ist.

5. Bedienungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbewegungs-Steuerkurvenscheibe (12 a) auf eine rechtwinklig zur Hauptantriebswelle (14) angeordnete Quer­ bewegungswelle aufgesetzt ist, die über ein Kegelradgetriebe an die Hauptantriebswelle (14) angeschlossen ist, und daß von der Querbe­ wegungs-Steuerkurvenscheibe (12 a) ein Querbewegungs-Stellhebel (12 d) gesteuert ist, der über eine Kulissenführung (12 a) an die Grundplat­ te (6) angeschlossen ist.