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DE69228770T2 - Index-Vorschubsystem - Google Patents

Index-Vorschubsystem

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Publication number
DE69228770T2
DE69228770T2 DE69228770T DE69228770T DE69228770T2 DE 69228770 T2 DE69228770 T2 DE 69228770T2 DE 69228770 T DE69228770 T DE 69228770T DE 69228770 T DE69228770 T DE 69228770T DE 69228770 T2 DE69228770 T2 DE 69228770T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
machining
workpiece
punch
drive means
fluid pressure
Prior art date
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Expired - Fee Related
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DE69228770T
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DE69228770D1 (de
Inventor
Shoji C/O Inst. Of Tech. Precision Saiwai-Ku Kawasaki-Shi Kanagawa-Ken Futamura
Chikara C/O Inst. Of Tech. Precision Saiwai-Ku Kawasaki-Shi Kanagawa-Ken Murata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INST TECH PRECISION ENG
Original Assignee
INST TECH PRECISION ENG
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Publication date
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Priority claimed from JP26983391A external-priority patent/JP3285904B2/ja
Priority claimed from JP11784892A external-priority patent/JP3217444B2/ja
Application filed by INST TECH PRECISION ENG filed Critical INST TECH PRECISION ENG
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Publication of DE69228770D1 publication Critical patent/DE69228770D1/de
Publication of DE69228770T2 publication Critical patent/DE69228770T2/de
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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungssystem mit Indexvorschub zum Stanzen, Biegen, Ziehen sowie zum Ausführen von anderen Bearbeitungsarten an einem Werkstück, beispielsweise in einer Reihe von Systemen zum sequentiellen Durchführen verschiedener Bearbeitungsarten, während das Werkstück zu den aufeinanderfolgenden Bearbeitungsprozessen im Indexvorschub vorgeschoben wird, bis schließlich der gesamte Bearbeitungsprozeß mit dem letzten Prozeß vollendet wird.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Zum Herstellen von Metallblecherzeugnissen einer vorgegebenen Gestalt oder Form durch Stanzen, Biegen, Ziehen, Pressen oder andere Bearbeitungsarten eines Metallbleches, beispielsweise eines Stahlbleches, hat man bisher das Werkstück einigen Vorgängen oder Prozessen unterzogen. Wenn es um die Herstellung einer großen Menge der Metallblecherzeugnisse geht, hat man Vorrichtungen eingesetzt, die mit einem einzigen Metallbearbeitungsstempel- oder -Stößel einige Bearbeitungsvorgänge oder Bearbeitungsstufen dadurch ermöglichen, daß das Werkstück den aufeinanderfolgenden Stufen sequentiell zugeführt wird, wobei dann der gesamte Bearbeitungsvorgang in der letzten Stufe vollendet wird. Diese Art eines metallbearbeitenden Mehrstufen-Werkzeugblocks, der Stufenpresse genannt wird, hat den Vorteil, daß die Bearbeitung mit hoher Effizienz ausgeführt werden kann, weil mit einem einzigen Stempelhub der Presse ein Metallblecherzeugnis fertigestellt werden kann.
  • Während die oben beschriebene herkömmliche Art einer Stufenpresse zahlreiche Vorteile hat, nämlich einen hohen Erzeugnisausstoß, eine kurze Austragzeit beginnend mit der Werkstückbeschickung bis hin zur Fertigstellung mit weniger Zwischenlager produkten, sowie eine Massenproduktion mit einer geringen Anzahl Arbeitskräfte, treten jedoch die nachstehenden Probleme auf. Die Konstruktion des Metallwerkzeugblocks ist extrem komplex, weil eine Vielzahl Stempel/Stößel- Matritze/Gesenksätze in einem einzigen Werkzeugblock integriert werden müssen, was eine hohen Anforderungen genügende Technologie zur Herstellung des Werkzeugblocks bedingt und deshalb mit einer längeren Herstellungszeit und erhöhten Herstellungskosten verbunden ist.
  • Zum Austauschen und Reparieren eines beschädigten metallbearbeitenden Werkzeugblocks und/oder zum Ersetzen eines Teils des Werkzeugblocks muß der gesamte Werkzeugblock zerlegt werden, was äußerst mühsam ist, und dementsprechend zeitaufwendig und arbeitsintentiv ist. Ferner müssen bei einem Fertigungssystem, das zum Herstellen einer großen Vielfalt von Erzeugnissen in kleineren Mengen gedacht ist, bei jeder auch noch so geringen Änderung der Gestaltung und Größe der Werkstücke speziell ausgelegte Metallbearbeitungswerkzeuge hergestellt werden. Dies führt zu hohen Werkzeugherstellungskosten, und es kommt bei der Einführung des sogenannten flexiblen Fertigungssystems (FMS), das in jüngster Zeit zunehmend propagiert wird, zu Schwierigkeiten.
  • Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten hat der Anmelder eine Patentanmeldung betreffend ein Bearbeitungssystem mit Indexvorschub eingereicht, das bezüglich seiner Konstruktion einfach ist und leicht in Teilbereichen einer Anpassung bzw. Nachstellung unterzogen werden kann (vergleiche beispielsweise Japanische Patentanmeldungen Nr. 121,760/1990 und Nr. 121,761/1990). Die Erfindung stellt eine weitere Verbesserung dieser Vorschläge dar.
  • Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht den Hauptteil einer Ausführungsform eines Bearbeitungssystems mit Indexvorschub, das der Erfindung zugrunde liegt. Nach Fig. 1 sind mit den Bezugszahlen 100 bis 500 versehene Bearbeitungseinheiten in der Vorschubrichtung eines Werkstücks (nicht gezeigt) auf einer Grundplatte 1 in Abständen von 2P voneinander angeordnet (P ist ein Vorschubschritt des Werkstücks). In jeder dieser Bearbeitungs einheiten 100 bis 500 ist zum Ausführen von mehreren Bearbeitungsvorgängen jeweils ein Bearbeitungswerkzeugpaar vorgesehen, also ein Paar, das aus einem Stempel, Stößel oder dergleichen und aus einem Gegenstempel, einer Gegenplatte, Matrize oder dergleichen gebildet ist. Es wird jetzt der Aufbau dieses Indexvorschub-Bearbeitungssystems beispielshalber anhand der Bearbeitungseinheit 100 beschrieben. Ein Bearbeitungseinheit-Rahmen 101, der im wesentlichen eine U-förmige Gestalt hat, weist an seinem unteren Ende einen schwalbenschwanzförmigen Fuß 102 auf, der einstückig mit dem übrigen ausgebildet ist, und dazu dient, in eine schwalbenschwanzförmige Nut 103 einzugreifen, die auf der Grundplatte 1 vorgesehen ist. Die Bearbeitungseinheit 100 kann somit in der Werkstückvorschubrichtung durch Verschieben eingestellt werden, wobei die Schwalbenschwanzverbindung eine Verschiebung senkrecht zur Werkstückvorschubrichtung begrenzt. Ferner sind vorgesehen eine Verschiebeeinstellvorrichtung 104, eine Klemme 105 und am oberen Ende des Bearbeitungseinheit- Rahmens 101 ein hydraulischer Zylinder 106. An einer seitlichen Oberfläche des hydraulischen Zylinders 106 ist eine Positionsmeßvorrichtung 107 angeordnet.
  • Eine Kassette 108 hat im wesentlichen eine U-förmige Gestalt und ist austauschbar im Bearbeitungseinheit-Rahmen 101 vorgesehen. Im oberen Abschnitt der Kassette ist vertikal verschiebbar ein Stempel oder ein Gegenstempel (nicht gezeigt) und im unteren Abschnitt der Kassette ein Gegenstempel bzw. ein Stempel (nicht gezeigt) vorgesehen. Hierbei handelt es sich um das oben erwähnte Werkzeugpaar aus Stempel und Gegenstempel (Gegenplatte, Matrize oder dergleichen). Die Kassette 108 ist durch Angriff an Positionierteilen 309 und 310 positioniert, die in der Figur bei der Bearbeitungseinheit 300 dargestellt sind. Ferner ist eine Feststell- oder Klemmschraube 111 vorgesehen. Die Kassette 108 wird in einer vorbestimmten Lage im Bearbeitungseinheit-Rahmen 101 positioniert und befestigt, und zwar mit Hilfe der Positionierteile (normalerweise nicht zu sehen, weil verdeckt, vergleiche aber die Bezugszahlen 309 und 310 in der Bearbeitungseinheit 300). Mit Hilfe der Klemmschraube 111 wird die Kassette fest in ihrer Position gehalten. Nachdem die Kassette 108 fest im Bearbeitungseinheit-Rahmen 101 angebracht ist, wird der Betätigungskolben (nicht gezeigt) des hydraulischen Zylinders 106 mit dem vertikal verschiebbaren Stempel oder Bearbeitungswerkzeug, wie oben beschrieben, verbunden.
  • Fig. 2A und 2B sind Schaubilder, die die Bearbeitungszustände eines Werkstücks erläutern sollen. Hierbei ist Fig. 2A eine Ansicht von oben, und Fig. 2B eine Ansicht im Querschnitt von der Seite. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugszahlen versehen wie in Fig. 1. In Fig. 2A und Fig. 2B kennzeichnet die Bezugszahl 2 ein Werkstück, das intermittierend mit einem Schritt P in der Richtung eines in der Figur eingezeichneten Pfeils vorgeschoben wird. Es erfolgt somit ein Indexvorschub des Werkstücks 2 in einen Spalt zwischen einem Bearbeitungswerkzeugpaar, also einem Stempel-Gegenstempel-Paar, das nach der obigen Fig. 1 in der Kassette 108 (und gleichermaßen in den anderen Kassetten) vorgesehen ist. Nach Fig. 1 bis 2B sind die Bearbeitungseinheiten 100 bis 500 derart ausgestaltet, daß zunächst ein Stanzvorgang zum Herstellen von Führungslöchern 3, dann ein Einschnittvorgang zum Ausbilden von bogenförmigen Einschnitten 4 und schließlich ein erster bis dritter Ziehvorgang ausgeführt werden.
  • Die Bearbeitungseinheit 100 hat einen Stempel und Gegenstempel (Gegenplatte, Matrize) zum Stanzen der Führungslöcher 3, und Führungen (nicht gezeigt), die in die Führungslöcher 3 mit Abständen P eingreifen, und zwar auf der stromabgelegenen Seite bezüglich der Vorschubrichtung des Werkstücks 2. Folglich werden beim Betrieb der Bearbeitungseinheit 100 die Führungslöcher 3 sequentiell gestanzt und dann die Führungen in die gestanzten Führungslöcher 3 eingeführt, um zu verhindern, daß das Werkstück 2 in ungewünschter Weise von einem vorgegebenen Ort bzw. einer vorgegebenen Bahn abweicht. Auf diese Weise wird die Bearbeitungsgenauigkeit sichergestellt.
  • Als nächstes werden in der Bearbeitungseinheit 200 die bogenförmigen Einschnitte 4 ausgebildet, und in der Bearbeitungseinheit 300 wird dann der erste Ziehvorgang vorgenommen, wobei ein tassenförmiger Vorsprung 5 gebildet wird und die bogenförmigen Einschnitte 4 hinsichtlich ihrer Breite gedehnt werden, so daß sie in bogenförmige Nuten 6 übergehen. In der Bearbeitungseinheit 400 wird der zweite Ziehvorgang ausgeführt und die Auflagelöcher 7 vorgesehen, und zwar bei gleichzeitiger Vergrößerung der Höhe des Vorsprungs 5. Beim dritten Ziehschritt in der Bearbeitungseinheit 500 wird der Vorsprung auf eine vorbestimmte Höhe gebracht. Oblgeich es in den Figuren nicht dargestellt ist, erfolgt noch ein Kantenschneidvorgang und andere Operationen, um ein Metallblecherzeugnis mit einer vorbestimmten tassenförmigen Gestalt zu fertigen. Selbstverständlich wird auch in den Bearbeitungseinheiten 200 bis 500 zwecks Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Genauigkeit eine Positionierung ausgeführt, und zwar dadurch, daß Führungen in die ausgebildeten Führungslöcher 3 eingreifen.
  • Das oben beschriebene Bearbeitungssystem mit Indexvorschub ist im Vergleich zu herkömmlichen Stufenpressen in einfacher Weise konstruiert und leicht herzustellen. Es bietet den Vorteil, daß selbst in einem Fertigungssystem, bei dem eine große Vielfalt von Erzeugnissen in kleiner Menge herzustellen ist, eine hocheffiziente Bearbeitung erreicht wird. Es treten allderdings die nachstehenden Probleme bei der Indexvorschubbearbeitung einschließlich den Ziehvorgängen auf.
  • Fig. 3A bis 3C sind Querschnittsansichten zur Erläuterung der Ziehvorgänge. Hierbei zeigt Fig. 3A den Zustand vor dem Ziehen, Fig. 3B den Zustand während des Ziehvorganges und Fig. 3C den Zustand im Anschluß an das Ziehen. In Fig. 3A bis Fig. 3C sind ein Stempel 11 und eine Schnittplatte 12 zu sehen, die beide in den in Fig. 1 und Fig. 2A dargestellten Bearbeitungseinheiten 100 und 200 vorkommen können. Ferner sind vorgesehen eine Ziehmatrize und ein Ziehring 13 und ein Ziehstempel 14, die beide in den Bearbeitungseinheiten 300 bis 500 nach Fig. 1 und Fig. 2A vorgesehen sein können. Im Ziehring 13 ist ein Auswerferstift 16 vorgesehen, der durch eine Feder 15 in Richtung nach unten vorgespannt und derart ausgebildet ist, daß er in vertikaler Richtung verschoben werden kann. Der Ziehstempel 14 ist an einer Halteplatte 17 fest angebracht und mit einem Werkstück-Stützkissen 18 ausgerüstet. Das Stützkissen 18 ist mit einer verschiebbaren Platte 20 über eine Stange 19 verbunden, die vertikal verschiebbar durch die Halteplatte 17 geführt ist. Das Stützkissen 18 und die verschiebbare Platte 20 sind durch eine Feder 21 in Richtung nach oben vorgespannt.
  • Zum Ausführen eines Ziehvorganges mit der obigen Konstruktion werden der Stempel 11 und der Ziehring 13 aus dem in Fig. 3A dargestellten Zustand mit Hilfe des beispielsweise in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Zylinders 106 nach unten verschoben, wobei der in Fig. 3B dargestellte Ziehvorgang ausgeführt wird. Das bedeutet, daß von dem Stempel 11 zusammen mit der Schnittplatte ein Stanzvorgang und vom Ziehring 13 zusammen mit dem Ziehstempel 14 ein Ziehvorgang ausgeführt wird. Während des Ziehvorganges halten der Ziehring 13 und das Werkstück-Stützkissen 18 sowie der Auswerferstift 16 und der Ziehstempel 14 das Werkstück 2 von oben und unten zwischen sich, und der Ziehstempel 14 tritt dann in den Ziehring 13 ein, um den Ziehvorgang auszuführen. Während dieses Ziehvorganges drückt das Werkstück- Stützkissen 18 das Werkstück 2 gegen die untere Stirnfläche des Ziehringes 13, und zwar mit einem vorbestimmten Federdruck. Auf diese Weise wird es dem Werkstück 2 gestattet, an dieser Stelle horizontal bewegt zu werden, um die plastische Deformation des Werkstücks 2 vorzunehmen, und es wird daran gehindert, unerwünschte Verwerfungen oder Falten zu bilden. Die Ziehtiefe oder Ziehhöhe eines ausgebildeten Vorsprungs 5 ist mit dem Symbol h bezeichnet. Nach Vollendung des Ziehvorganges werden der Stempel 11 und der Ziehrring 13 bei der Rückkehrbewegung des hydraulischen Zylinders 106 nach oben geschoben, wie es in Fig. 3C dargestellt ist, so daß das Werkstück 2 einen Indexvorschub vornehmen kann. Es ist erkennbar, daß der Vorsprung 5 mit Hilfe des Auswerferstiftes 16, der durch die Feder 15 nach unten vorbelastet ist, aus dem Ziehring 13 leicht ausgestoßen werden kann.
  • Wie es aus Fig. 3B ersichtlich ist, wird das Werkstück 2 ausgehend von einem Niveau, den es vor dem Ziehvorgang einnimmt, während des Ziehens und der Deformation zwischen dem Stempel 11 und dem Ziehring 13, um die Ziehtiefe h nach unten gestoßen, und es kehrt dann im Anschluß an den Ziehvorgang auf das ursprüngliche Niveau zurück, wie es in Fig. 3C dargestellt ist. Wird das Werkstück 2 in dieser Weise nach oben und unten bewegt, treten in dem Werkstück 2 Zug-, Druck- und Biegespannungen auf, die zu einer Deformation der Erzeugnisse sowie zu einer geringeren Abmessungsgenauigkeit führen können. Eine Vergrößerung der Abstände der Bearbeitungseinheiten würde diese Schwierigkeiten lindern, jedoch die Abmessungen des Gesamtsystems erhöhen, so daß das System einen unerwünscht großen Raumbedarf hätte.
  • Wie es aus Fig. 3A bis Fig. 3C ersichtlich ist, führt der Ziehring 13 einen hin- und hergehenden Hub von 2 h + α bei jedem Ziehvorgang aus. Mit dem Symbol α ist hier ein Spalt gemeint, der so gewählt ist, daß der Indexvorschub des Werkstücks 2 glatt vonstatten geht. Es wird also ein Hub von 2 h + α des Ziehringes 13 benötigt, um eine Ziehtiefe h zu erreichen. Generall gilt, daß mit größer werdendem Hub eines hydraulischen Zylinders auch die erforderliche Energie anwächst. Bei Index-Vorschub-Bearbeitungssystemen, auf die die Erfindung anwendbar ist und die eine Vielzahlbearbeitungseinheiten mit unabhängigen Antriebsvorrichtungen haben, macht es die Verwendung der oben erwähnten hydraulischen Zylinder als Antriebsvorrichtungen erforderlich, daß in den Bearbeitungseinheiten einschließlich denjenigen Bearbeitungseinheiten, die dem Ziehvorgang nachfolgen, Hübe auftreten, die 2 h + α oder noch mehr betragen. Dies stellt ein Problem bezüglich des notwendigerweise höheren Volumens an Betätigungsfluid dar.
  • Ferner ist anzumerken, daß herkömmliche Indexvorschub-Bearbeitungssysteme im allgemeinen streifenförmige Werkstücke handhaben und deshalb in den meisten Fällen Vorgänge wie Biegen, Ziehen, Stanzen, Lochen und andere Metallblechbearbeitungen vornehmen. Aus diesem Grunde ist es schwierig, bestimmte Erzeugnisse zu handhaben, bei denen beispielsweise im Zuge des Indexvorschub-Bearbeitungsprozesses Gewindelöcher vorgesehen werden müssen. Solche Erzeugnisse wurden deshalb in der Weise hergestellt, daß im Anschluß an die Vollendung des Indexvorschub- Bearbeitungsprozesses die Gewindelöcher am Werkstück 2 separat vorgesehen wurden. Dies führte zu erhöhten Kosten.
  • Weil Erzeugnisse, die durch Bearbeitung mit Indexvorschub hergestellt werden, im allgemeinen kleine Abmessungen haben und kontinuierlich gefertigt werden, ist die Menge der in einem Produktionszug hergestellten Erzeugnisse im allgemeinen groß. Das zusätzliche Vorsehen von Gewindelöchern an einer derart großen Menge von Erzeugnissen, die bereits einer Bearbeitung mit Indexvorschub unterzogen worden sind, erfordert nicht nur den Einsatz von speziellen der Bearbeitung dienenden Spann- und Haltevorrichtungen, sondern es wird auch zusätzlich Zeit und Arbeitskraft benötigt, um die Erzeugnisse auf diesen Vorrichtungen zu befestigen, und von Ihnen wieder zu entfernen. Dies ist mit einigen Problemen verbunden, wie beispielsweise erhöhte Bearbeitungskosten und Schwierigkeiten bei der Verbesserung der Abmessungsgenauigkeit aufgrund von Lageänderungen in der Referenzebene.
  • Unabhängige hydraulische Spezialzweckzylinder 106 und andere Gerätschaften sind in einer Vielzahl Bearbeitungseinheiten untergebracht, wie es aus Fig. 1 hervorgeht. Oblgeich diese Anordnung einen unabhängigen Betrieb der Einheiten und die Standardisierung gemeinsamer Komponenten zum Austauschen ermöglicht, muß man, wenn eine besondere Bearbeitungseinheit eine größere Antriebskraft oder Bearbeitungslast benötigt als andere Einheiten, in dieser Einheit einen hydraulischen Zylinder vorsehen, der speziellen Anforderungen genügt. Dies führt nicht nur zu einer Erhöhung der Herstellungskosten, sondern bereitet auch die Schwierigkeit, ein Gleichgewicht mit den anderen hydraulischen Zylindern aufrecht zu erhalten.
  • Oblgeich man als Maßnahme zum Herabsetzen der Antriebskraft oder Bearbeitungslast den besonderen Bearbeitungsprozeß in Mehrfachschritten unterteilen kann, erhöht eine solche Vorgehensweise die Anzahl der Bearbeitungsprozesse und bedingt die Installation zusätzlicher Bearbeitungseinheiten. All dies führt zu höheren Kosten und einer wachsenden Systemgröße.
  • Ferner wird das Arbeitsfluid der hydraulischen Zylinder im allgemeinen unter demselben Druck gehalten, und zwar ein Druck, der beispielsweise 140 kg/cm² beträgt. Bei der oben beschriebenen Werkstückbearbeitung benötigt man jedoch einen hohen Fluiddruck nur während des eigentlichen Bearbeitungsvorganges, also beim Biegen, Ziehen, Stanzen oder Lochen, wohingegen beim lastfreien Bewegen des Stempels oder des Gegenstempels in Richtung auf das Werkstück oder vom Werkstück weg ein hoher Fluiddruck nicht benötigt wird. Zum anderen ist eine hohe Energiemenge zum Anheben des Drucks des Arbeitsfluids in den hydraulischen Zylindern erforderlich. Da herkömmliche hydraulische Zylinder zu allen Zeiten ein unter hohem Druck stehendes Arbeitsfluid benötigen und längere Hübe ausführen, als erforderlich, wird von einer Fluidmenge Gebrauch gemacht, die größer als notwendig ist. Dies ist mit einem entsprechend höheren Energieverbrauch verbunden.
  • In der EP-A-0 110 594 ist ein System mit Indexvorschub zur maschinellen Bearbeitung offenbart, das den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet. Allerdings wird die Kraft zum Antreiben einer Vielzahl identischer Bearbeitungseinheiten von einem einzigen Elektromotor und nicht von Fluiddruckzylindern bereitgestellt. Andererseits ist in der US-A-3835682 eine hydraulische Presse offenbart, die eine Reihe aneinandergrenzender Fluiddruckzylinder zum Ausüben von Druck auf ein Werkstück aufweist. Die Zylinder können mit separaten hydraulischen Kraftquellen verbunden sein, so daß der von ihnen ausgeübte Druck unterschiedlich eingestellt werden kann. Ein Indexvorschub für das Werkstück ist nicht erwähnt.
  • Aus der US-A-4099436 ist eine Stanze bekannt, die mit einem Zylinder und Kolben betrieben wird, welche in Tandem mit einem zweiten Zylinder und Kolben angeordnet sind. Die Anordnung ist derart, daß der zweite Kolben in den ersten Zylinder getrieben werden kann, wobei die Fluidzufuhr in den ersten Zylinder abgesperrt und der darin herrschende Fluiddruck verstärkt wird, so daß eine große Kraft auf die Stanze ausgeübt werden kann. Der erste und der zweite Zylinder sind allerdings in ein und demselben Gehäuse vorgesehen, und können deshalb nicht voneinander getrennt werden.
  • Kurze Darlegung der Erfindung
  • Ein Ziel der im Anspruch 1 definierten Erfindung ist es, ein Indexvorschub-Bearbeitungssystem vorzusehen, das einen solchen Aufbau hat, daß die Antriebskraft für die Arbeitslast einer besonderen Bearbeitungseinheit wahlweise erhöht werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht ein Indexvorschub- Bearbeitungssystem vor, bei dem Änderungen bezüglich des Bearbeitungsniveaus des Werkstücks vermieden sind und der Energieverbrauch bei der Indexvorschub-Bearbeitung, einschließlich von Zieh- oder Biegevorgängen, vermindert ist.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht ein Indexvorschub-Bearbeitungssystem vor, bei dem die Bearbeitungskosten niedriger sind und die Genauigkeit der Abmessungen der Erzeugnisse einschließlich der Ausbildung von Gewindegängen und Durchführung anderer Bearbeitungsprozesse verbessert ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den hauptsächlichen Teil eines Indexvorschub-Bearbeitungssystems, auf dem die Erfindung beruht.
  • Fig. 2A und 2B zeigen in einer Ansicht von oben und in einer Querschnittsansicht von der Seite den Bearbeitungszustand eines Werkstücks.
  • Fig. 3A bis 3C sind Querschnittsansichten und dienen zur Erläuterung der bei einen Ziehvorgang auftretenden Zustände, wobei Fig. 3A den Zustand vor dem Ziehen, Fig. 3B den Zustand während des Ziehens und Fig. 3C den Zustand im Anschluß an das Ziehen zeigt.
  • Fig. 4 und Fig. 5 zeigen eine Ansicht von vorne im Schnitt und eine Ansicht von der Seite eines Teils einer Ausführungsform des Bearbeitungssystems.
  • Fig. 6 zeigt in einer geschnittenen Ansicht den Zustand eines ersten Ziehschrittes bei dieser Ausführungsform.
  • Fig. 7A bis 7D zeigen geschnittene Ansichten zur Erläuterung eines zweiten Ziehschrittes bei dieser Ausführungsform.
  • Fig. 8 zeigt eine geschnittene Ansicht zur Erläuterung eines Teils einer anderen Ausführungsform des Bearbeitungssystems.
  • Fig. 9 ist eine teilweise geschnittene Ansicht von der Seite eines Teils einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Fig. 10 ist eine Ansicht im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 9.
  • Fig. 11 ist eine vergrößerte längs geschnittene Ansicht und dient zur Erläuterung der an ein in Fig. 9 gezeigtes Relaisteil 85 angrenzenden Umgebung.
  • Fig. 12 ist eine längsgeschnittene Ansicht und zeigt einen Teil eines abgewandelten hydraulischen Zylinders 81 von Fig. 9
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Fig. 4 und Fig. 5 zeigen eine längs geschnittene Ansicht von vorn und eine Ansicht von der Seite eines teils einer Ausführungsform des Bearbeitungssystems. Ein in Fig. 4 und 5 dargestellter Bearbeitungseinheit-Rahmen 301 entspricht demjenigen, der anhand des ersten Ziehvorganges nach Fig. 1 erläutert wurde. Der Bearbeitungseinheit-Rahmen 301 ist an der Grundplatte 1 mittels einer Schwalbenschwanzverbindung befestigt, die einen am Rahmen vorgesehenen schwalbenschwanzförmigen Fuß 302 aufweist, der in eine schwalbenschwanzförmige Nut 303 in der Grundplatte 1 eingreift. Eine Kassette 308 mit Tiefziehwerkzeugen in Form eines Ringes und eines Stempels, was später im einzelnen noch beschrieben wird, ist an einer vorbestimmten Stelle des Bearbeitungseinheit-Rahmens 301 mit Hilfe von Positionierteilen 309 und 310 sowie einer Festklemmschraube 311 fest angebracht. Ein hydraulischer Zylinder 306 dient zum Betätigen des Tiefziehringes, der später noch beschrieben wird.
  • Eine Werkzeughalterung 31 trägt an ihrem unteren Ende den Tiefziehring 32, der dort fest angebracht ist. Die Ring- oder Werkzeughalterung 31 ist vertikal verschiebbar in einer Hülse 33 vorgesehen, die fest in die Kassette 308 eingepaßt ist, und sie ist über ein Verbindungsglied 34 mit einer Stange 35 verbunden, die dem hydraulischen Zylinder 306 zugeordnet ist. Ein vertikal verschiebbarer Auswerferstift 36, ist verschiebbar in die Werkzeughalterung 31 und den das Werkzeug darstellenden Ring 32 eingesetzt und durch eine Feder 37 in Richtung nach unten vorgespannt. Line Positionsmeßvorrichtung 38 ist am oberen Teil des hydraulischen Zylinders 306 vorgesehen.
  • Ein Trag- oder Halteteil 39 ist am unteren Teil der Kassette 308 fest angebracht und trägt ein Werkstück-Stützkissen 40 und einen Stempel 41 in vertikal verschiebbarer Art und Weise. Ein dem Stützkissen zugeordneter hydraulischer Zylinder 42 und ein dem Stempel zugeordneter hydraulischer Zylinder 43 sind im unteren Teil des Bearbeitungseinheit-Rahmens 301 vorgesehen und entweder direkt oder über einer Stange oder ein anderes Verbindungsteil mit dem Stützkisse 40 bzw. dem Stempel 41 verbunden. Eine Positionsmeßvorrichtung 44 ist am unteren Teil des hydraulischen Zylinders 43 für den Stempel vorgesehen. Die Positionsmeßvorrichtungen 38 und 44 erfassen die vertikal verschiebbaren Enden des Ringes 32 und des Stempels 41, so daß die Beaufschlagung und Freigabe von Hydraulikdruck auf den hydraulischen Zylinder 306 und den hydraulischen Zylinder 43 für den Stempel steuerbar ist.
  • Unter Bezugnahme auf die oben beschriebene Konstruktion wird zunächst der hydraulische Zylinder 306 betätigt, um den Ring 32 und den Auswerferstift 36 so lange abzusenken, bis deren untere Enden in Berührung mit dem Werkstück 2 kommen, wobei das Werkstück 2 auf dem Halteteil 39, dem Stützkissen 40 und dem Stempel 41 aufliegt. Dann wird Arbeitsfluid in den hydraulischen Stützkissenzylinder 42 und den hydraulischen Stempelzylinder 43 eingelassen, wodurch das Stützkissen 40 und der Stempel 41 nach oben bewegt werden. Auf diese Weise wird das Werkstück 2 fest zwischen dem Stützkissen 40 und dem Ring 32 gehalten, während der Stempel 41 gegen die Vorspannkraft der Feder 37 in den Ring 32 eindringt, um den ersten Ziehvorgang auszuführen (die Ausbildung des Vorsprungs 5 nochmals (s. Fig. 2B) durch die Bearbeitungseinheit 300 in Fig. 2A).
  • Fig. 6 ist eine Ansicht von der Seite und zeigt den Zustand beim ersten Ziehvorgang. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugszahlen belegt wie in Fig. 4 und Fig. 5. Wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist selbst nach dem Eintritt des Stempels 41 in den Ring 32 beim ersten Ziehschritt das Niveau des Werkstücks 2 im wesentlichen das gleiche wie vor der Bearbeitung, so daß im Gegensatz zu dem in Fig. 3B dargestellten Bearbeitungszustand in einem herkömmlichen System keine unerwünschten Deformationen im Werkstück 2 auftreten.
  • Wenn nach Vollendung des ersten Ziehvorganges der hydraulische Druck im hydraulischen Stützkissen-Zylinder 42 und im hydraulischen Stempel-Zylinder 43 abgesenkt wird, kommt es zu einer Freigabe durch das Stützkissen 40 und der Stempel 41 wird abgesenkt. Dadurch kann sich der Auswerferstift 36 unter der Einwirkung der Feder 37 nach unten verschieben. Gleichzeitig mit diesem Vorgang oder im Anschluß an den Ablauf einer gewissen Zeitspanne wird der hydraulische Zylinder 306 in der entgegengesetzten Richtung beaufschlagt, so daß der Ring 32 angehoben und das Werkstück 2 unter der Einwirkung der Kraft der Feder 37 aus dem Ring 32 austritt, wobei eine Rückkehr in den in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Zustand eintritt und der erste Ziehvorgang vollendet ist.
  • Fig. 7A bis Fig. 7D sind geschnittene Ansichten, die den Zustand beim zweiten Ziehvorgang zeigen. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugszahlen versehen wie in Fig. 6. Nach Vollendung des ersten in Fig. 6 dargestellten Ziehvorganges wird das Werkstück 2 zu der Bearbeitungseinheit 400 mit Indexvorschub weiter bewegt, und zwar zum Ausführen des zweiten Ziehvorgangs des Vorsprungs 5, wie es aus Fig. 1 sowie Fig. 2A bis Fig. 2B ersichtlich ist. In Fig. 7A bis Fig. 7D haben die Komponententeile dieselben Bezugszahlen wie diejenigen in Fig. 6, um das Verständnis zu erleichtern.
  • Wenn gemäß Fig. 7A der Ring 32 und der Auswerferstift 36 abgesenkt werden, gerät der Auswerferstift 36 in Berührung mit dem oberen Ende des Vorsprungs 5, der während des ersten Ziehvorganges ausgebildet wurde. Wie es aus Fig. 7B hervorgeht, werden dann das Stützkissen 40 und der Stempel 41 angehoben, die beide in den Vorsprung 5 eintreten, und das obere Ende des Vorsprungs 5 erreichen. In diesem Zustand wird dann der Stempel 41 weiter angehoben, so daß er in den Ring 32 eintritt und dabei einen Teil des zweiten Ziehvorganges ausführt, wobei die Höhe des Vorsprungs 5 vergrößert wird, wie es aus Fig. 7C hervorgeht.
  • Bei dem betrachteten Fall drückt das Stützkissen 40 den äußeren Rand des oberen Endes des Vorsprungs 5 mit einem vorbestimmten Druck gegen den Ring 32, wobei das Werkstück 2 gleiten und sich plastisch deformieren kann, jedoch die Erzeugung von Falten verhindert wird. Der Tiefziehring 32 wird dann abgesenkt, wie es aus Fig. 7D hervorgeht, um mit dem zweiten Ziehvorgang fortzufahren und ihn schließlich zu beenden, wobei das Werkstück 2 zwischen dem Ring und dem Stützkissen 40 gehalten wird. Nach Vollendung des zweiten Ziehvorganges wird der Stempel 41 abgesenkt und der Ring 32 angehoben. Dabei wird der Auswerferstift 36 im Ring 32 nach unten bewegt, wodurch das obere Ende des Vorsprungs 5 nach unten gedrückt wird, bis ein Zustand erreicht ist, der demjenigen nach Fig. 7A entspricht. Während des zweiten Ziehvorganges bleibt das Werkstück im wesentlichen auf dem selben Niveau, wie es auch für den ersten Ziehvorgang der Fall war. Beim dritten Ziehvorgang erfolgen im wesentlichen die oben beschriebenen gleichen Prozeduren.
  • Obgleich die Beschreibung bei diesem Ausführungsbeispiel auf einen Ziehvorgang abgestellt worden ist, gilt prinzipiell das gleiche auch für Biege- und Preßvorgänge. Obgleich die Beschreibung auf ölhydraulische Zylinder als Antriebsmittel verweist, können auch andere Arten Fluiddruckzylinder eingesetzt werden, die beispielsweise von Luft, Wasser und dergleichen Gebrauch machen, oder es können anstelle der hydraulischen Zylinder auch andere Antriebsmittel eingesetzt werden. Die Abstände zwischen den Bearbeitungseinheiten betragen generell mP (m ist eine ganze positive Zahl). Im Bedarfsfall können jedoch diese Abstände geändert werden.
  • Fig. 8 ist eine geschnittene Ansicht und zeigt einen Teil einer anderen Ausführungsform des Bearbeitungssystems. In Fig. 8 ist eine Gewindeschneideinheit 50 zu sehen, die in derselben Weise wie die Bearbeitungseinheiten 100 bis 500 oder die Kassette 108 und dergleichen ausgebildet sein kann, und auf der Grundplatte 1 direkt oder mittels eines Bearbeitungseinheit-Rahmens 101 und dergleichen vorgesehen sein kann. Die Gewindeschneideinheit 50 ist mit Abständen von mP zwischen irgendwelchen Bearbeitungseinheiten vorgesehen. Eine Kassettenbasis 51 ist in Form eines Kastens ausgebildet, an dessen oberen Ende mittels eines Tisches 52 eine Spindeleinheit abgestützt ist. Der Tisch 52 ist mit Hilfe einer Einstellschraube 54 horizontal verschiebbar auf der Kassettenbasis 51 angeordnet. Die Einstellschraube 54 kann mit Hilfe eines Handgriffes 55 gedreht werden.
  • Eine am Tisch 52 fest angebrachte Leitspindelmutter 56 dient zur Aufnahme einer Leitspindelschraube 57. Ein Spindelmotor 58 ist über eine an seiner Ausgangswelle 59 vorgesehene Kupplung 60 mit der Hauptspindelschraube 57 verbunden. In der Kupplung 60 befindet sich eine in axialer Richtung erstreckende Nut 61, in der sich ein am oberen Ende der Leitspindelschraube 57 vorgesehener Stift 62 gleitend verschieben kann. Weiterhin sind vorgesehen ein Positionsfühler-Mitnehmer 63, ein Fühler 64 für eine obere Grenze, ein Fühler 65 für eine untere Grenze und ein Gewinde- Schneider-Halter 66, der am unteren Ende der Leitspindelschraube 57 vorgesehen ist und dazu dient, einen austauschbaren Gewindeschneider 67 zu halten. Am Gewindeschneiderhalter 66 ist ein Werkstückgegenhalter 68 so vorgesehen, daß er gegenüber dem Gewindeschneiderhalter drehbar ist. Auf dem unteren Teil der Kassettenbasis 51 ist eine Stützplatte 69 vorgesehen, die eine Werkstückführung 70 trägt, die beispielsweise eine auf dem Kopf stehende L-Form hat, um das Werkstück 2 in einer solchen Weise zu führen, daß das Werkstück 2 bei der gezeigten Darstellung in einer zur Papierebene senkrechten Richtung verschoben werden kann.
  • Als nächstes soll die Betriebsweise des Ausführungsbeispiels mit der obigen Konstruktion beschrieben werden. Beim Betrieb des in Fig. 8 dargestellten Spindelmotors 58 führt die über die Kupplung 60 und den Stift 62 angetriebene Leitspindelschraube 57 eine Drehbewegung aus, wobei der Werkstückgegenhalter 68 und der vom Gewindeschneiderhalter 66 gehaltene Gewindeschneider 67 zusammen mit der Leitspindelschraube nach unten bewegt werden. Sobald der Werkstückgegenhalter 68 in Berührung mit der Oberfläche des Werkstücks 2 kommt, stellt der Werkstückgegenhalter 68 seine Drehbewegung ein und drückt das Werkstück 2 nach unten gegen die Stützplatte 69, und zwar unter der Einwirkung einer Druckfeder 68a. Der Gewindeschneider 67 setzt seine Abwärtsbewegung fort und bildet im Werkstück ein Gewindeloch (nicht gezeigt) aus. Nach Beendigung des Gewindeschneidvorganges durch den Gewindeschneider 67 betätigt der Positionsfühler-Mitnehmer 63 den Fühler 65 für die untere Grenze, wodurch die Drehrichtung des Spindelmotors 58 umgekehrt und die Leitspindelschraube 57 angehoben wird. Dabei drückt der Werkstückgegenhalter 68 immer noch gegen das Werkstück 2 und wird vom Gewindeschneiderhalter 66 erst dann angehoben, nachdem der Gewindeschneider 67 vom Werkstück 2 zurückgezogen worden ist. Sobald der Positionsfühler-Mitnehmer 63 den Fühler 64 für die obere Grenze betätigt, wird der Spindelmotor 58 abgeschaltet, und der betrachtete Gewindeschneidvorgang ist beendet. Das Werkstück 2 wird dann durch Indexvorschub um eine vorbestimmte Strecke zwecks Durchführung des nächsten Gewindeschneidvorgangs geschoben.
  • Obgleich die obige Beschreibung auf die Ausbildung eines Innengewindes mit einem entsprechenden Gewindeschneider gerichtet ist, könnte man mit der prinzipiell selben Anordnung auch ein Außengewinde auf einem runden Vorsprung eines Werkstücks schneiden. Ferner kann man die Leitspindelschraube und die Leitspindelschraubenmutter durch andere geeignete Vorschub- oder Stoßvorrichtungen ersetzen, um andere maschinelle Bearbeitungsoperationen ausführen zu können, wie beispielsweise Bohren, Versenken, Anfasen, Plansenken, Sicken, Riefen und dergleichen.
  • Fig. 9 ist eine geschnittene Ansicht von der Seite und zeigt einen Teil einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 10 ist ein Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 9. Gemäß Fig. 9 und Fig. 10 ist der Bearbeitungseinheit-Rahmen 301 der dort gezeigten Bearbeitungseinheit 300 an der Grundplatte 1 dadurch angebracht, daß der schwalbenschwanzförmige Fuß 302 des Rahmens in die an der Grundplatte 1 vorgesehene schwalbenschwanzförmige Nut 303 eingreift, und diese Schwalbenschwanzverbindung mit einer Feststell- oder Klemmvorrichtung 304 festgesichert ist. Die Kassette 308 ist austauschbar im Bearbeitungseinheit-Rahmen 301 vorgesehen, wie es später noch beschrieben wird. Ein hydrauli scher Zylinder 306 stellt eine Hilfsantriebsvorrichtung dar, die am oberen Ende des Bearbeitungseinheit-Rahmens 301 vorgesehen ist. Der hydraulische Zylinder 306 ist auch üblicherweise am Bearbeitungseinheit-Rahmen 301 als Antriebsvorrichtung vorgesehen, wird jedoch nach der Erfindung als Hilfsantriebsvorrichtung eingesetzt, um den hydraulischen Druck zu verstärken, wie es stärker noch beschrieben wird.
  • Als nächstes soll der Aufbau der Kassette 308 erläutert werden. In eine flache Grundplatte 71 ist ein Werkzeughalter 72 mit einem austauschbaren Werkzeug 73 eingelassen. Der Werkzeughalter 72 und das Werkzeug 73 sind nach Art einer zueinander passenden Vorsprung/Ausnehmung/Anordnung ausgebildet und bezüglich eines Referenzteils 74 radial ausgerichtet. An den vier Enden der Grundplatte 71 sind Führungsstangen 75 vorgesehen. An den oberen Enden der Führungsstangen 75 ist eine Befestigungsplatte 76 angebracht. Ferner sind vorgesehen eine verschiebbare Halterungsplatte 77 und eine einen Abstreifer tragende Platte 78, die längs der Führungsstangen 74 verschiebbar ist. Ein Stempel 79, der zusammen mit dem Werkzeug 73 in Form einer Schnittplatte ein Werkzeugpaar darstellt, ist an der verschiebbaren Halterungsplatte 77 in einer solchen Weise befestigt, daß er durch die Abstreiferplatte 78 läuft. Die verschiebbare Halterungsplatte 77 und die Abstreiferplatte 78 sind über Stützstifte 80 in einer solchen Weise miteinander verbunden, daß sie gegeneinander verschiebbar sind.
  • Ein hydraulischer Zylinder 81, der die Hauptantriebsvorrichtung darstellt, ist am oberen Ende der Befestigungsplatte 76 fest angebracht, und enthält einen vertikal verschiebbaren Kolben 84 mit einer daran befestigten Kolbenstange 83. Die Stange 83 ist über ein Hubeinstellteil 86 mit der verschiebbaren Halterungsplatte 77 verbunden. Ferner sind vorgesehen ein Positionierteil 310, ein Festklemmteil 311, eine auf der Grundplatte 1 vorgesehene Skala 312 und eine Positionsmeßvorrichtung 313. Die hydraulischen Zylinder 306 und 81 haben eine solche Konstruktion, daß die Kolben 307 und 84 dadurch individuell antreibbar sind, daß ein Arbeitsfluid von einer hydraulischen Schaltung über Selektorventile 91 und 92 sowie zugehörige Leitungen 91a, 91b, 92a und 92b zuführbar und entnehmbar ist.
  • Ein Zwischenverbindungs- oder Relaisteil 85 hat einen Aufbau, der anhand von Fig. 11 im einzelnen noch erläutert wird, und es ist zwischen einer Kolbenstange 314, die einstückig mit dem Kolen 307 des hydraulischen Zylinders 306 ausgebildet ist, und dem hydraulischen Zylinder 81 vorgesehen. Wie es aus Fig. 11 hervorgeht, ist eine Relaisstange 93 an ihrem oberen Teil mit einem einstückig angeformten Flansch 94 versehen und die Relaisstange ist in einer solchen Weise vorgesehen, daß sie in den hydraulischen Zylinder 81 eintreten kann. Am oberen Ende des hydraulischen Zylinders 81 ist ein beispielsweise U-förmiges Halterungsteil vorgesehen, das die durch eine Schraubenfeder 96 in Richtung nach oben vorgespannte Relaisstange 93 beherbergt. Die Relaisstange 93 ist in einer solchen Weise vorgesehen, daß ihr unteres Ende bei einer Stelle endet, die geringfügig oberhalb einer Öffnung 97 (der Leitung 92a) für das Arbeitsfluid des hydraulischen Zylinders 81 liegt. Auf der Oberseite des Flansches 94 befindet sich ein Berührungs- oder Kontaktteil 98, das mit der Stange 314 lose in Berührung bringbar ist. Der hydraulische Zylinder 306 bildet die bereits erwähnte Hilfsantriebsvorrichtung.
  • Die Arbeitsweise des den obigen Aufbau habenden Ausführungsbeispiels wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 9 bis 11 erläutert. Nach Einstellung der Arbeitsposition des Stempels 79 mit Hilfe der Hubeinstellvorrichtung 86 wird das Arbeitsfluid von der hydraulischen Schaltung dem oberen Abschnitt des hydraulischen Zylinders 81 über das Selektorventil 92 und die Leitung 92a zugeführt. Dadurch wird der Kolben 84 zusammen mit der Stange 83 nach unten bewegt, und zwar mit dem Ergebnis, daß die Abstreiferplatte 78 in Berührung mit einem Werkstück (nicht gezeigt) kommt. Der Stempel 79 und das Gegenwerkzeug 73 können dann eine gewünschte Bearbeitung am Werkstück vornehmen, wie beispielsweise Stanzen, Biegen, Ziehen, Pressen und dergleichen.
  • Bei der letzten Stufe eines beispielshalber in Betracht gezogenen Ziehvorganges, in welchem Fall eine noch größere Antriebskraft erforderlich ist, wird dem oberen Abschnitt des hydraulischen Zylinders 306, der die Hilfsantriebsvorrichtung bildet, mit Hilfe einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) über die Leitung 91a und das Selektorventil 91 das Arbeitsfluid zugeführt und zwar ausgelöst durch ein Erfassungsignal, das von einer Positionserfassungsvorrichtung (nicht gezeigt) erzeugt wird, die überprüft, ob der Kolben 84 und die Stange 83 des hydraulischen Zylinders 81, der die Hauptantriebsvorrichtung bildet, eine vorbestimmte Position erreicht haben. Aufgrund der Arbeitsfluidzufuhr wird die mit dem Kolben 307 verbundene Stange 314 nach unten bewegt und kommt im Verlaufe dieser Bewegung in Berührung mit dem Ende in Fig. 11 dargestellten Kontaktteil 98, woraufhin auch die Relaisstange 93 abgesenkt wird. Die Relaisstange 93 tritt dann gegen die Druckkraft der Schraubenfeder 96 in den hydraulischen Zylinder 81 ein.
  • Darüber hinaus kommt es beim Absenken der Relaisstange 93 zu einem Abschließen der Öffnung 97 der Rohrleitung 92a, wodurch das Arbeitsfluid im oberen Teil des hydraulischen Zylinders 81 eingeschlossen wird. Dies bedeutet, daß jetzt eine größere Druckkraft auf die Stange 83 ausgeübt werden kann, weil der Druck des Arbeitsfluids im hydraulischen Zylinder 81 mit dem Eintreten der Relaisstange 93 in den hydraulischen Zylinder 81 erhöht wird. Unter der Annahme, daß die Querschnittsfäche des Kolbens 84 und diejenige der Relaisstange 93 gleich A&sub1; bzw. A&sub2; betragen, kann der Druck des Arbeitsfluids im hydraulischen Zylinder 81 um das A&sub1;/A&sub2;-fache gesteigert werden. Beträgt beispielsweise der Druck des Arbeitsfluids in den Rohrleitungen 81a und 92a gleich 140 kg/cm² und ist A&sub1;/A&sub2; = 3, dann kann der Druck des Arbeitsfluids im hydraulischen Zylinder 81 auf 420 kg/cm² erhöht werden.
  • Erreicht dann der Stempel 79 seine unterste Position, wird die Zufuhr von Arbeitsfluid zum oberen Teil der hydraulischen Zylinder 306 und 81 unterbunden, und aufgrund der Wirkung der Selektorventile 91 und 92 kommt es zu einer Zufuhr von Arbeitsfluid zu den unteren Abschnitten der Zylinder 306 und 81. Dadurch wird zunächst der Stempel 79 angehoben und dann auch die Absteiferplatte 78 nach oben bewegt, bis der Stempel 79 bei seiner obersten Position zum Anhalten kommt. Nachdem alle Bearbeitungseinheiten ihre obersten Positionen erreicht haben, wird das Werkstück bei der Darstellung gemäß Fig. 2A und Fig. 2B im Indexbetrieb nach links verschoben, so daß dann die nächste Bearbeitung vorgenommen werden kann. Wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 die Stange 314 angehoben, kommt es auch zu einer Aufwärtsbewegung der Relaisstange 93 unter der Einwirkung der Vorspannkraft der Schraubenfeder 96 sowie unter der Einwirkung des Drucks des Arbeitsfluids im hydraulischen Zylinder 81. Die Relaisstange kommt dann zu einem Halt, sobald der Flansch 94 in Berührung mit der Haltevorrichtung 95 kommt, wobei es dann zu einer Trennung des unteren Endes der Stange 314 vom Kontaktteil 98 kommt.
  • Auf diese Weise werden das untere Ende der Stange 314 und das Kontaktteil 98 im inaktiven Zustand voneinander getrennt, so daß es in diesem Zustand auch möglich ist, die in Fig. 9 dargestellte Kassette ohne weiteres auszutauschen bzw. zu ersetzen. Weiterhin sei bemerkt, daß der Betrieb 314 und der Relaisstange 93 durch eine ungenaue axiale Ausrichtung dieser beiden Stangen 314 und 93 kaum beeinträchtigt wird.
  • Fig. 12 ist ein Längsschnitt durch den wesentlichen Teil einer Abwandlung des in Fig. 9 und Fig. 11 dargestellten hydraulischen Zylinders 81. Gleiche Teile sind mit denselben Bezugszahlen versehen wie in Fig. 9 und Fig. 11. Bei der Abwandlung nach Fig. 12 ist die Öffnung 97 der Rohrleitung 92a nahe bei der oberen Position des Kolbens 84 im hydraulischen Zylinder 81 vorgesehen, und in der Leitung 92a befindet sich ein Rückschlagventil 99. Das Arbeitsfluid, das in den oberen Abschnitt oberhalb des Kolbens 84 in den hydraulischen Zylinder 81 gelangt ist, wird deshalb in diesem Abschnitt abgeschlossen, sobald die Relaisstange 93 abgesenkt wird. Auf diese Weise kann gleichermaßen wie bei dem in Fig. 11 dargestellten Fall der Druck des Arbeitsfluids erhöht werden. Die Folge davon ist, daß eine große Druckkraft auf die Stange 83 ausgeübt werden kann.
  • Obgleich die obige Beschreibung auf ölhydraulische Zylinder als Antriebsvorrichtung für die Bearbeitungseinheiten Bezug nimmt, können auch andere Arbeitsfluide eingesetzt werden, wie beispielsweise Luft, Wasser und dergleichen. Ferner wurde die Beschreibung anhand eines Falles erläutert, bei dem zwei Stufen hydraulischer Zylinder vorgesehen sind. Stattdessen können aber auch drei oder noch mehr Stufen hydraulischer Zylinder in Abhängigkeit davon vorgesehen sein, wie groß die aufzubringende Antriebskraft sein soll. Weiterhin ist der Aufbau der Kassetten nicht auf solche begrenzt, die auf der Grundplatte eine von Führungsstangen getragene Befestigungsplatte aufweisen. Es können auch andere Ständerarten verwendet werden, wie beispielsweise hohle, tunnelförmige oder eckige, solange sichergestellt ist, daß die Konstruktion eine maschinelle Bearbeitungsvorrichtung beherbergen kann und der Vorschub eines bandförmigen Werkstücks gewährleistet ist.
  • Die nach Aufbau und Arbeitsweise oben erläuterte Erfindung hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen.
  • 1. Der Hub der Antriebsvorrichtung und der Energieverbrauch können bei maschinellen Bearbeitungsvorgängen mit Indexvorschub einschließlich von Zieh- und Biegevorgängen vermindert werden.
  • 2. Da das Werkstück im wesentlichen auf demselben Nieveau bearbeitet wird, treten im Werkstück keine unerwünschten Deformationen und Verspannungen auf, so daß die Bearbeitungsgenauigkeit besser wird.
  • 3. Da der Hub beim Ziehen und auch bei anderen Bearbeitungsvorgängen klein ist, können die metallischen Werkzeuge und auch andere Werkzeuge leichter hergestellt werden, und die Abmessungsgenauigkeit wird verbessert.
  • 4. Da die maschinelle Bearbeitung im Verein mit einem Indexvorschub des Werkstücks ausgeführt wird, ist die Bearbeitungseffizienz hoch, und es wird eine Kostenverminderung erreicht.
  • 5. Im Vergleich zur Bearbeitung einzelner Erzeugnisse werden keine diesbezüglichen maschinellen Einspannvorrichtungen benötigt, so daß der zusätzliche Zeit- und Arbeitsaufwand zum Installieren und Entfernen maschineller Einspannvorrichtungen ge ringer ist, was auch mit einer Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit einhergeht.
  • 6. Da die erfindungsgemäße Konstruktion von einer solchen Art ist, daß eine Hilfsantriebsvorrichtung nur dann betätigt wird, wenn für die maschinelle Bearbeitung eine größere Antriebskraft erforderlich ist, braucht man ein Hochdruck-Arbeitsfluid nicht separat bereitzustellen, und der Energieverbrauch kann vermindert werden.
  • 7. Da die Bearbeitungsposition der Antriebsvorrichtung jeder Bearbeitungseinheit gesteuert wird, kann der Verbrauch an Arbeitsfluid herabgesetzt und die zur Bearbeitung erforderliche Zeit verringert werden.
  • 8. Da die Hauptantriebsvorrichtung und die Hilfsantriebsvorrichtung separat in Kassetten bzw. in Bearbeitungseinheit-Rahmen vorgesehen sind, kann man dem verstärkten Druck durch Erhöhen der Festigkeit der Kassetten Rechnung tragen, und es ist nicht erforderlich, die Bearbeitungseinheit-Rahmen zu verstärken. Dies gestattet die Verwendung von standardisierten Bearbeitungseinheit-Rahmen.
  • 9. Selbst wenn die Antriebskraft oder Arbeitslast einer besonderen Bearbeitungseinheit erhöht werden muß, ist im wesentlichen eine Änderung der Antriebsvorrichtung des Bearbeitungseinheit- Rahmens nicht erforderlich. Dies bedeutet, daß das gesamte System kompakt ausgebildet werden kann.
  • 10. Da eine Kassette einen relativ großen Raum bereitstellt, kann eine Vielzahl Bearbeitungsvorrichtungen in ein und dieselbe Kassette einbezogen werden, und zwar teilweise auch aufgrund des unter 1. aufgeführten Umstands. Dadurch wird es ermöglicht, daß auch Erzeugnisse mit größeren Abmessungen mit Indexvorschub weiterbewegt werden können.
  • 11. Selbst wenn eine Bearbeitungsvorrichtung in einer Kassette ersetzt werden muß, kann die Positionierung von Komponententeilen rasch und mit hoher Präzision erfolgen, wodurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit des gesamten Systems verbessert werden kann.

Claims (2)

1. System mit Indexvorschub zur maschinellen Bearbeitung, aufweisend eine Konstruktion, bei der entsprechend einer Vielzahl maschineller Bearbeitungsprozesse mehrere Bearbeitungseinheiten (100, 200, 300, 400, 500), in denen Kassetten (108, 308) mit Vielfachtyp-Bearbeitungsmitteln (67, 69; 73, 79) auswechselbar vorgesehen sind, in der Vorschubrichtung eines zu bearbeitenden Werkstücks (2) in Abständen mP voneinander angeordnet sind, wobei m eine vorgegebene positive ganze Zahl und P der Vorschubschritt des Werkstücks ist; die maschinellen Bearbeitungsprozesse von den Bearbeitungseinheiten in Übereinstimmung mit dem Indexvorschub des Werkstücks aufeinanderfolgend ausgeführt werden; wobei wenigstens eine der Kassetten, die in irgendeiner der Bearbeitungseinheiten montiert ist, ein Antriebsmittel (81, 83, 84) mit einem Fluiddruckzylinder (81) zum Antreiben des Bearbeitungsmittels (73, 79) in dieser Kassette (308) aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsantriebsmittel (306, 307, 314) in wenigstens dieser einen Bearbeitungseinheit zum Erhöhen der Antriebskraft des Antriebsmittels (81, 83, 84) vorgesehen ist, das in wenigstens dieser einen Kassette (308) enthalten ist und ein Hauptantriebsmittel bildet, und zwar durch Erhöhen des Fluiddrucks in dem Fluiddruckzylinder (81) in einer solchen Weise, daß ein vorgespanntes Betätigungsglied (93, 98), das in einer Halterung (95) auf dem Hauptantriebsmittel (81, 83, 84) vorgesehen ist, derart angeordnet ist, daß es von dem Hilfsantriebsmittel (306, 307, 314) in den Fluiddruckzylinder (81) des Hauptantriebsmittels (81, 83, 84) getrieben wird und in den Fluiddruckzylinder (81) des des Hauptantriebsmittels (81, 83, 84) eingespeistes Fluid von dem Betätigungsglied (93, 98) abgesperrt wird, wenn dieses in den Fluiddruckzylinder (81) eintritt.
2. System mit Indexvorschub zur maschinellen Bearbeitung nach Anspruch 1, bei dem das Hilfsantriebsmittel (306, 307, 314) einen Fluiddruckzylinder (306) enthält.
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