EP0703020A2 - Processing machine with movable work piece holding devices - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a processing machine, in particular a punching machine, with a processing head and a workpiece guide which can be moved relative to the workpiece, on which at least two holding devices for the workpiece, which can be fixed in a controlled manner on the workpiece and can be moved relative to the workpiece and the workpiece guide by means of an energy source are provided, the drive means of the holding devices being connected to the energy source via at least one switching element which can be coupled to the workpiece, and the switching element being associated with a stop which is stationary relative to the machining head and the holding device in question when the switching element has hit the stop into a workpiece releasing position is controlled and moved relative to the workpiece in a position with a safety distance from the machining head.
- the workpiece to be processed is fed mechanically or automatically relative to the processing head.
- the holding devices serve to fix the workpiece in a defined position both during the infeed movement and during the machining process.
- the entire workpiece must be accessible to the machining head in order to avoid material losses. This also applies in particular to the workpiece area covered by the holding devices fixed to the workpiece.
- the stop which is stationary relative to the processing head
- the so-called dead-area link an area is defined on the processing machine around the processing head from which the holding devices must be kept away, in particular to avoid damage.
- the above-described movement of the holding devices controlled in the release position relative to the workpiece must accordingly be triggered as soon as the holding device in question reaches the limit of the danger zone around the machining head in the course of the feed movement of the workpiece.
- an electrical switch connected to the workpiece guide is provided on a known processing machine, which switches an electrohydraulic valve when approaching a dead zone gate, via which a displacement drive for the associated holding device is actuated in the form of a hydraulic piston-cylinder unit.
- the holding device is moved into an end position remote from the machining head by means of the hydraulic drive.
- the electrohydraulic valve is switched to a switching position in which the hydraulic drive of the holding device moves it back into its initial position . Clamping jaws provided on the holding device for the workpiece are controlled mechanically coupled with the displacement drive.
- the known processing machine results in a relatively slow actuation of the holding devices. Since the contact between the electrical switch attached to the workpiece guide and the associated dead zone link is maintained regardless of the movement of the holding devices, as long as the switch is in contact with the Dead area backdrop, the holding devices are moved after their release from the workpiece by a uniform, always constant path length into their end position determined by the design of the piston-cylinder unit of the displacement drive. Accordingly, the holding devices bypass the processing head on the known processing machine relatively widely, and it takes a relatively long time before the holding devices can be fixed on the workpiece again after passing through the processing head. Due to the circumstances mentioned, short processing times can disadvantageously not be achieved in the known processing machine.
- the object of the invention is to provide a processing machine which allows workpiece processing to be accelerated compared to the known processing machine.
- the switching element is connected to the associated holding device and has a slide switch, which is supported in the position in the position of the stop in the direction of the stop, the slide switch in at least one slide position connects the energy source to the drive means of the associated holding device and interrupts this connection in at least one further slide position.
- the drive means by means of which the holding devices are moved relative to the workpiece are switched directly by the switching element. Further switching operations associated with additional switching times are eliminated.
- the switching of the switching element is directly coupled to the relative movement of the associated holding device relative to the workpiece.
- the switching slide is transferred to a switching position in which the drive means move the relevant holding device away from the processing head.
- the slide switch moved with the holding device assumes a slide position in which the holding device is stopped.
- the switch slide of the switching element is shifted in the opposite direction of its previous movement with a corresponding design of the stop serving as a dead zone link and finally assumes a switching position in which the holding device in question is moved back into its starting position on the workpiece.
- the holding devices on the known processing machine are only moved away from the workpiece by the distance that is absolutely necessary for safely moving around the processing head.
- the holding devices on the processing machine according to the invention accordingly bypass the processing head directly adjacent to the boundary of its danger zone and can therefore be fixed on the workpiece again within a very short time after passing the processing head. All in all, the inventive method Processing machine therefore realize high processing speeds.
- the advantages of the processing machine according to the invention described above can also be achieved in cases in which the holding devices are moved relative to the workpiece and the workpiece guide by means of electrical drive means.
- the holding devices can each be displaced relative to the workpiece and the workpiece guide by means of a displacement drive with at least one drive piston-drive cylinder unit as the drive means.
- the advantageous effects described above can expediently be achieved in that the drive piston-drive cylinder unit is connected to a drive pressure source via the switching element, with a directional valve with a valve slide being provided as the switching slide as the switching element, which in at least one slide position Releases connection between the drive pressure source and the drive piston-drive cylinder unit and locks in at least one further slide position.
- the drive cylinder is connected to the holding device on a processing machine of this type
- the drive piston is designed as a double-acting piston and connected to the workpiece guide via a piston rod
- the annular space of the drive cylinder is permanently connected to the drive pressure source and the cylinder space at the the side of the drive piston facing away from the annular space can be connected to the drive pressure source or an unpressurized space via the directional valve.
- the valve slide releases the connection between the drive pressure source and the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space; in a further slide position, it blocks this connection and releases the connection between the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space and the unpressurized space.
- the associated holding device In a slide position in which the valve slide releases the connection between the drive pressure source and the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space, the associated holding device is in its initial position on the workpiece. If the valve slide now runs on the stop marking the danger area around the machining head, the valve slide is moved into a slide position in which it blocks the connection between the drive pressure source and the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space and the connection of this cylinder space with releases the unpressurized space. Accordingly, the drive cylinder with the holding device connected to it is displaced relative to the drive piston by means of the drive pressure permanently present in the annular space of the drive cylinder.
- the drive piston displaces the pressure medium present in the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space into the unpressurized space and the holding device finally assumes its position remote from the machining head.
- the valve slide moves back to its starting position.
- the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space is again connected to the drive pressure source. Accordingly, a pressure builds up in this cylinder space, by means of which the drive cylinder is pushed back into its starting position, in which the holding device in question is in its starting position on the workpiece.
- the displacement drive described above can be designed both as a pneumatic and as a hydraulic drive system.
- the last-mentioned embodiment is found in a preferred design of the processing machine according to the invention, on which a hydraulic directional control valve is provided as the switching element.
- the hydraulic displacement drive can be switched directly by means of the hydraulic directional valve.
- valve slide is acted upon by a spring element in the direction of the stop.
- a spring element offers a structurally simple and easy-to-maintain option for applying force to the valve spool.
- valve slide can be acted upon by means of the drive pressure source in the direction of the stop.
- the control of the fixing of the holding devices on the workpiece or the release of the holding devices from the workpiece also offers a possibility of increasing the speed of the workpiece machining.
- the holding devices can be fixed on the workpiece in a controlled manner by means of the respectively assigned switching element.
- the mechanical inertia associated with a direct mechanical coupling of the movement of the holding devices relative to the workpiece and the workpiece guide and the fixing or releasing of the holding devices is avoided in this way.
- the functions "moving the holding devices” and “setting or releasing the holding devices” can be parallelized in time or at least carried out in succession in close succession.
- the holding devices each have at least two clamping jaws, between which the fixed workpiece is held in a clamped manner and at least one of which is rotatably mounted about an axis of rotation and wherein a directional valve with a valve slide is provided as the switching element characterized in that the rotatably mounted clamping jaws on the side of the axis of rotation facing away from the workpiece protrudes from this and is supported on a control cam which rises in the opposite direction of the workpiece and which is connected to a control piston guided in a control cylinder and can be displaced parallel to the workpiece plane thereon, and in that the control cylinder can be connected to a control pressure source via the directional control valve, the valve slide of the directional control valve releasing a connection between the control cylinder and the control pressure source in at least one control position and in at least one position ner further control position blocks this connection.
- one and the same switching element can be used to control the assigned holding device into the position releasing the workpiece or into the position defining the workpiece and for actuating the drive for the movement of the holding device in question relative to the workpiece and the workpiece guide.
- control piston control cylinder units which can be acted upon separately with a control pressure opens up the possibility of fixing or detaching the holding devices on the workpiece, decoupled from their relative movement relative to the workpiece and the workpiece guide.
- control piston is designed as a differential piston and that the space of the control cylinder delimited by the smaller piston area is permanently connected to the control pressure source and the space of the control cylinder delimited by the larger piston area via the directional control valve the control pressure source or an unpressurized space can be connected, the valve spool in a control position releasing the connection between the control pressure source and the control cylinder space delimited by the larger piston area and in at least one further control position blocking this connection and releasing the connection to the unpressurized space.
- the drive pressure source is provided as a control pressure source in a further preferred embodiment of the processing machine according to the invention.
- valve spool is acted upon by a bridging control pressure in a connection that releases the connection between the control cylinder and the control pressure source / or can be moved into a position blocking this connection.
- the holding devices can be controlled into the position in which they release the workpiece, regardless of a contact between the switching element and the stop which is stationary with respect to the machining head. In this position of the holding devices, the workpiece to be machined can be inserted into the holding devices in preparation for the machining process.
- the bypass valve of all switching elements can expediently be acted upon simultaneously with the bypass control pressure, so that the workpiece to be machined can be inserted into all holding devices at the same time.
- the minimization of the set-up times of the processing machine that can be achieved in this way contributes to a minimization of the total duration of the workpiece processing.
- the control of the holding devices is provided independently of a contact between the valve slide and the stop which is stationary with respect to the processing head, that the valve slide has two telescopic slides which are guided towards each other in the direction of displacement, which are displaceable against each other against a restoring force, the first slide valve being assigned to the stop which is stationary relative to the machining head and the second slide valve is actuated by means of the bridging control pressure relative to the first slide valve in which the connection between the control cylinder and the control pressure source is released and / or in which this connection is blocked Position is displaceable.
- the processing machine shown comprises a stand 1 with an upper machine part 2 and a lower machine part 3.
- a workpiece guide 4 is arranged, by means of which a workpiece in the form of a metal sheet 5 in a horizontal plane can be moved relative to a punching station 6 at the front end of the stand 1.
- the punching station 6 essentially consists of a machining head 7 mounted on the machine upper part 2 with a plunger 8 that can be moved up and down, and a die holder 9 supported on the machine bottom part 3, in which a die, not shown, is held.
- the workpiece guide 4 comprises a guide carriage 10 which is driven in the direction of a double arrow 12 by means of a motor 11.
- a pinion mounted on the drive shaft of the motor 11 meshes with a toothed rack 13 attached to the lower machine part 3.
- a transverse rail 14 is guided on the guide carriage 10 such that it can be displaced transversely to the direction of movement thereof in the direction of a double arrow 15.
- the cross rail 14 is driven by a motor 16 which acts on a toothed rack 18 which is fixedly connected to the cross rail 14 via a drive pinion 17.
- a total of six guide housings 19 are rigidly connected to the cross rail 14.
- a holding device in the form of a claw 20 is displaceably guided relative to the guide housing 19 in the direction of the double arrow 12. 2, only four of the total of six guide housings 19 or claws 20 are shown.
- a stop designed as a dead zone link 21 is firmly connected to the die holder 9 and defines a danger zone around the machining head 7.
- the dead zone link 21 is assigned a switching element 22, which is displaceably attached to each of the claws 20.
- the switching element 22 of the lower claw 20 adjacent to the machining head 7 in FIG. 2 runs onto the dead zone link 21.
- this claw 20 is opened and moved linearly in the direction of the cross rail 14 relative to the workpiece and the associated guide housing 19.
- the claw 20 maintains this retracted position as long as the switching element 22 with the dead zone link 21 is in contact.
- the metal sheet 5 is fixed to the workpiece guide 4 during this time by means of the remaining claws 20.
- the contact between the relevant switching element 22 and the dead area link 21 ends, and the claw 20 becomes its starting position on the metal sheet 5 process back and fixed on this.
- a hydraulic directional control valve with a valve spool 23 is used as the switching element 22, which is supported with a corresponding arrangement of the associated claws 20 relative to the machining head 7 via a feeler roller 24 on the dead zone link 21.
- the valve spool 23 can have five spool positions I, II, III, IV, V.
- a drive piston-drive cylinder unit 27 consisting of a drive piston 25 and a drive cylinder 26 is used.
- the drive piston 25 is designed as a double-acting differential piston and via a Piston rod 28 on the guide housing 19 set.
- the drive cylinder 26 is connected to the claw 20.
- the annular space of the drive cylinder 26 is connected via a central bore 29 to a hydraulic pump 30 serving as a drive pressure source and is continuously acted upon by this with hydraulic fluid under drive pressure.
- the cylinder space of the drive cylinder 26 on the side of the drive piston 25 facing away from the annular space is connected via a hydraulic line 31 to a working connection of the directional control valve 22.
- a control cylinder 32 and a control piston 33 form a control piston-control cylinder unit 34.
- the control piston 33 is also designed as a double-acting differential piston.
- the control cylinder space delimited by the smaller piston area is permanently connected to the hydraulic pump 30, which is also used as a control pressure source, via a pressure line 35, which runs partly as a central longitudinal bore inside a guide rod 36 connected to the guide housing 19.
- a hydraulic line 37 connects the control cylinder space delimited by the larger area of the control piston 33 to the second working connection of the directional control valve 22.
- the directional control valve 22 is finally connected to the hydraulic pump 30 via a pump line 38 and connected via a tank line 39 to a pressure-free hydraulic tank, not shown, in the sense of being under ambient pressure.
- a control piston 33 is formed in one piece with the control piston 33 and is provided on its wedge-shaped end facing away from the control piston 33 with a control curve 41 rising in the direction of the control piston 33.
- a clamping jaw 43 of the claw 20 is supported on the control cam 41 by a support roller 42.
- the clamping jaw 43 is rotatably mounted about an axis of rotation 44 and is acted upon on the side remote from the support roller 42 by a compression spring in the form of an expansion spring 45.
- a rigid clamping jaw 46 of the claw 20 serves as a support for the metal sheet 5 and as an abutment for the spreading spring 45.
- the claw 20 is clamped to the metal sheet 5.
- the valve spool 23 is in the slide position I, in which it the hydraulic pump 30 via the pump line 38 and the hydraulic lines 31, 37 with the space of the drive cylinder 26 on the side of the drive piston 25 facing away from the annular space or with the larger area of the Control piston 33 connects limited space of the control cylinder 32.
- the tank line 39 is blocked.
- the same pressure, namely the drive pressure generated by the hydraulic pump 30, is present in the drive cylinder 26 on both sides of the drive piston 25. Due to the different size of the piston or cylinder surfaces acted upon by the drive pressure, however, the drive cylinder 26 is shown in FIGS. 3 and 4 move right end position.
- valve slide 23 now runs with the feeler roller 24 arranged at its front end in the course of the movement of the sheet metal plate 5 accomplished by means of the workpiece guide 4 onto the dead zone link 21, then it is first shifted into the slide position II.
- slide position II the space of the drive cylinder 26 is still connected to the hydraulic pump 30 on the side of the drive piston 25 facing away from the annular space.
- the connection of the hydraulic pump 30 that can be established via the pump line 38 to the control cylinder space delimited by the larger area of the control piston 33 is blocked.
- the valve slide 23 connects the control cylinder space delimited by the larger area of the control piston 33 via the hydraulic line 37 and the tank line 39 to the unpressurized hydraulic tank.
- the control piston 33 displaces the hydraulic fluid from the control cylinder space delimited by the larger area of the control piston 33 under the action of the hydraulic pressure present in the annular space of the control cylinder 32. This is associated with a shift of the tensioning piston 40 in FIGS. 3 and 4 to the left. Actuated by the spreading spring 45, the clamping jaw 43 can now pivot into its open position, in which it releases the metal sheet 5.
- valve slide 23 With continued movement of the workpiece guide 4 in the direction of the dead zone link 21, the valve slide 23 is moved into its slide position IV. In the slide position IV, the connection that can be established via the pump line 38 between the hydraulic pump 30 and the space of the drive cylinder 26 on the side of the drive piston 25 facing away from the annular space is blocked. The claw 20 is still controlled in the open position.
- the dead zone link 21 is mounted opposite the machining head 7 in such a way that the claw 20 is always kept outside the danger zone around the machining head 7.
- the dead zone link 21 is designed such that the contact with the valve slide 23 ends as soon as the claw 20 has passed the machining head 7 with a certain safety distance. As soon as the claw 20 has reached this position, the valve slide 23 is released and this then first passes through the slide positions III and II, in which the opened claw 20 is moved back to the metal plate 5, before it takes up the slide position I again, in which the claw 20 is closed and fixed to the metal sheet 5.
- a reciprocating-piston-cylinder unit 48 indicated in FIG. 3 serves to raise and lower the dead-area link 21.
- Lowering the dead-area link is possible, for example, in cases in which the machining tools at the punching station 6 can be changed with the aid of the workpiece guide 4 and closed
- the workpiece guide 4 must be moved into the vicinity of the machining head 7 or the die holder 9.
- the dead area link 21 is indicated in dashed lines in FIG. 3 in the lowered position.
- the claws 20 must be switched to the open position so that the workpiece guide 4 can be loaded with the metal sheet 5 to be machined before the machining process begins, or so that the metal sheet 5 can be removed from the workpiece guide 4 after the machining has ended. This is by means of the in Figs. 5 and 6 shown devices possible regardless of contact between the valve spool 23 and the dead zone gate 21.
- the valve spool 23 is composed of two part spools 49, 50 which are telescopically guided in the direction of displacement.
- the part spool 49 is assigned to the dead zone link 21 and is moved onto it when it approaches it. This results in the switching operations described above.
- the partial slide 50 guided in the interior of the partial slide 49 can be acted upon by a pneumatic bypass control pressure on a piston 51 via a pressure line 52.
- Control edges 53, 54 of the inner slide member 50 are assigned control edges on the outer slide member 49.
- FIG. 6a shows the mutual arrangement of the control edges 53, 54 on the inner slide part 50 compared to the assigned control edges on the outer slide part 49 in the starting position of the switching element 22.
- the switching element 22 assumes the switching position I according to FIG. 3, ie the associated claw 20 is in its away from the cross rail 14 End position shifted and controlled in the closed position.
- the inner slide part 50 on the piston 51 is acted upon by pneumatic bypass control pressure.
- the inner slide member 50 moves relative to the outer slide member 49, which, as shown in FIG. 5, is supported on the housing of the control valve 22 until the control edges 53, 54 assume the position shown in FIG. 6b.
- control edges 53, 54 block the hydraulic line 37 against the pump line 38 and at the same time release the connection between the hydraulic line 37 and the tank line 39. Accordingly, the control piston 33 can be displaced to the left in FIG. 3 under the effect of the pressure which is permanently present in the space of the control cylinder 32 which is limited by its smaller area. As already described above, this is associated with a rectified movement of the tensioning piston 40 and consequently a pivoting of the rotatably mounted clamping jaw 43 into the open position. Now the workpiece to be machined can be placed on the rigid jaws 46 of the claw 20.
- FIG. 6c the position of the control edges 53, 54 of the inner slide valve 50 in the operating state of the directional control valve 22 is shown in FIG. 6c, in which the inner slide valve 50 is unloaded and the outer slide valve 49 that has run onto the dead zone link 21 in its position relative to the control cylinder 32 leading hydraulic line 37 locking position is shifted.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine, insbesondere Stanzmaschine, mit einem Bearbeitungskopf sowie einer relativ zu diesem bewegbaren Werkstückführung, an der wenigstens zwei an dem Werkstück gesteuert festlegbare und mittels mit einer Energiequelle in Verbindung stehender Antriebsmittel relativ zu dem Werkstück und der Werkstückführung bewegbare Haltevorrichtungen für das Werkstück vorgesehen sind, wobei die Antriebsmittel der Haltevorrichtungen über jeweils wenigstens ein mit dem Werkstück gekoppelt bewegbares Schaltelement mit der Energiequelle in Verbindung stehen und wobei dem Schaltelement ein gegenüber dem Bearbeitungskopf ortsfester Anschlag zugeordnet ist und die betreffende Haltevorrichtung bei auf den Anschlag aufgelaufenem Schaltelement in eine das Werkstück freigebende Stellung gesteuert und relativ zu dem Werkstück in eine Stellung mit einem Sicherheitsabstand von dem Bearbeitungskopf bewegt ist.The invention relates to a processing machine, in particular a punching machine, with a processing head and a workpiece guide which can be moved relative to the workpiece, on which at least two holding devices for the workpiece, which can be fixed in a controlled manner on the workpiece and can be moved relative to the workpiece and the workpiece guide by means of an energy source are provided, the drive means of the holding devices being connected to the energy source via at least one switching element which can be coupled to the workpiece, and the switching element being associated with a stop which is stationary relative to the machining head and the holding device in question when the switching element has hit the stop into a workpiece releasing position is controlled and moved relative to the workpiece in a position with a safety distance from the machining head.
An einer derartigen Bearbeitungsmaschine wird das zu bearbeitende Werkstück maschinell bzw. automatisiert gegenüber dem Bearbeitungskopf zugestellt. Dabei dienen die Haltevorrichtungen dazu, das Werkstück sowohl während der Zustellbewegung als auch während des Bearbeitungsvorgangs in einer definierten Lage zu fixieren. Gleichzeitig muß etwa zur Vermeidung von Materialverlusten das gesamte Werkstück für den Bearbeitungskopf zugänglich sein. Dies gilt insbesondere auch für denjenigen Werkstückbereich, der von den an dem Werkstück festgelegten Haltevorrichtungen abgedeckt ist.On a processing machine of this type, the workpiece to be processed is fed mechanically or automatically relative to the processing head. The holding devices serve to fix the workpiece in a defined position both during the infeed movement and during the machining process. At the same time, the entire workpiece must be accessible to the machining head in order to avoid material losses. This also applies in particular to the workpiece area covered by the holding devices fixed to the workpiece.
Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, die einzelnen Haltevorrichtungen in eine das Werkstück freigebende Stellung steuern und relativ zu dem Werkstück verschieben zu können, um dadurch eine Bearbeitung des ansonsten von der betreffenden Haltevorrichtung abgedeckten Werkstückbereichs zu ermöglichen. Damit das Werkstück auch bei gelöster Haltevorrichtung verschoben und in einer definierten Bearbeitungslage gehalten werden kann, muß stets wenigstens eine der an der Bearbeitungsmaschine vorgesehenen Haltevorrichtungen an dem Werkstück festgelegt sein.This results in the need to be able to control the individual holding devices into a position releasing the workpiece and to be able to move them relative to the workpiece, in order to thereby enable processing of the workpiece area that is otherwise covered by the relevant holding device. So that the workpiece can be moved even when the holding device is released and held in a defined processing position, at least one of the holding devices provided on the processing machine must always be fixed on the workpiece.
Mittels des gegenüber dem Bearbeitungskopf ortsfesten Anschlags, der sogenannten Totbereichskulisse, wird an der Bearbeitungsmaschine um den Bearbeitungskopf ein Bereich festgelegt, aus dem die Haltevorrichtungen insbesondere zur Vermeidung von Beschädigungen ferngehalten werden müssen. Die vorstehend beschriebene Bewegung der in Freigabestellung gesteuerten Haltevorrichtungen relativ zu dem Werkstück ist dementsprechend auszulösen, sobald die betreffende Haltevorrichtung im Laufe der Zustellbewegung des Werkstücks die Grenze des Gefahrenbereichs um den Bearbeitungskopf erreicht.By means of the stop, which is stationary relative to the processing head, the so-called dead-area link, an area is defined on the processing machine around the processing head from which the holding devices must be kept away, in particular to avoid damage. The above-described movement of the holding devices controlled in the release position relative to the workpiece must accordingly be triggered as soon as the holding device in question reaches the limit of the danger zone around the machining head in the course of the feed movement of the workpiece.
An einer bekannten Bearbeitungsmaschine ist zu diesem Zweck ein mit der Werkstückführung verbundener elektrischer Schalter vorgesehen, der mit Auflaufen auf eine Totbereichskulisse ein elektrohydraulisches Ventil schaltet, über das ein Verschiebeantrieb für die zugeordnete Haltevorrichtung in Form einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit betätigt wird. Mittels des hydraulischen Antriebs wird die Haltevorrichtung in eine von dem Bearbeitungskopf abliegende Endstellung verfahren. Sobald die Werkstückführung im Laufe ihrer Zustellbewegung gegenüber dem Bearbeitungskopf eine Position erreicht hat, in der der Kontakt zwischen dem elektrischen Schalter und der Totbereichskulisse aufgehoben ist, wird das elektrohydraulische Ventil in eine Schaltstellung umgeschaltet, in der der hydraulische Antrieb der Haltevorrichtung diese in ihrer Ausgangslage zurückverschiebt. Mit dem Verschiebeantrieb mechanisch gekoppelt werden an der Haltevorrichtung vorgesehene Klemmbacken für das Werkstück gesteuert.For this purpose, an electrical switch connected to the workpiece guide is provided on a known processing machine, which switches an electrohydraulic valve when approaching a dead zone gate, via which a displacement drive for the associated holding device is actuated in the form of a hydraulic piston-cylinder unit. The holding device is moved into an end position remote from the machining head by means of the hydraulic drive. As soon as the workpiece guide has reached a position in the course of its infeed movement relative to the machining head in which the contact between the electrical switch and the dead zone link is removed, the electrohydraulic valve is switched to a switching position in which the hydraulic drive of the holding device moves it back into its initial position . Clamping jaws provided on the holding device for the workpiece are controlled mechanically coupled with the displacement drive.
Aufgrund des beschriebenen, mehrere Schaltvorgänge umfassenden Funktionsablaufs ergibt sich an der bekannten Bearbeitungsmaschine eine verhältnismäßig träge Betätigung der Haltevorrichtungen. Da der Kontakt zwischen dem an der Werkstückführung angebrachten elektrischen Schalter und der diesem zugeordneten Totbereichskulisse unabhängig von der Bewegung der Haltevorrichtungen aufrecht erhalten bleibt, solange sich der Schalter in Kontakt mit der Totbereichskulisse befindet, werden die Haltevorrichtungen nach dem Lösen von dem Werkstück um eine einheitliche, stets gleichbleibende Weglänge in ihre durch die konstruktive Ausbildung der Kolben-Zylinder-Einheit des Verschiebeantriebs bestimmte Endstellung verfahren. Dementsprechend umfahren die Haltevorrichtungen den Bearbeitungskopf an der bekannten Bearbeitungsmaschine verhältnismäßig weiträumig, und es nimmt verhältnismäßig lange Zeit in Anspruch, ehe die Haltevorrichtungen nach dem Passieren des Bearbeitungskopfes wieder an dem Werkstück festgelegt werden können. Aufgrund der genannten Umstände lassen sich an der bekannten Bearbeitungsmaschine nachteiligerweise keine kurzen Bearbeitungszeiten erzielen.Due to the described functional sequence comprising several switching operations, the known processing machine results in a relatively slow actuation of the holding devices. Since the contact between the electrical switch attached to the workpiece guide and the associated dead zone link is maintained regardless of the movement of the holding devices, as long as the switch is in contact with the Dead area backdrop, the holding devices are moved after their release from the workpiece by a uniform, always constant path length into their end position determined by the design of the piston-cylinder unit of the displacement drive. Accordingly, the holding devices bypass the processing head on the known processing machine relatively widely, and it takes a relatively long time before the holding devices can be fixed on the workpiece again after passing through the processing head. Due to the circumstances mentioned, short processing times can disadvantageously not be achieved in the known processing machine.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Bearbeitungsmaschine zu schaffen, die eine gegenüber der bekannten Bearbeitungsmaschine beschleunigte Werkstückbearbeitung erlaubt.The object of the invention is to provide a processing machine which allows workpiece processing to be accelerated compared to the known processing machine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einer Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art das Schaltelement mit der zugeordneten Haltevorrichtung verbunden ist und einen Schaltschieber aufweist, welcher sich in auf den Anschlag aufgelaufener Stellung in Richtung auf den Anschlag kraftbeaufschlagt an diesem abstützt, wobei der Schaltschieber in wenigstens einer Schieberstellung die Energiequelle mit den Antriebsmitteln der zugeordneten Haltevorrichtung verbindet und in wenigstens einer weiteren Schieberstellung diese Verbindung unterbricht. An einer derartigen Bearbeitungsmaschine werden die Antriebsmittel, mittels derer die Haltevorrichtungen relativ zu dem Werkstück bewegt werden, unmittelbar durch das Schaltelement geschaltet. Weitere, mit zusätzlichen Schaltzeiten verbundene Schaltvorgänge entfallen. Darüber hinaus erfolgt das Schalten des Schaltelementes unmittelbar gekoppelt mit der Relativbewegung der jeweils zugeordneten Haltevorrichtung gegenüber dem Werkstück. Läuft etwa das Schaltelement mit dem Schaltschieber auf den Anschlag auf, der den Gefahrenbereich um den Bearbeitungskopf definiert, so wird der Schaltschieber in eine Schaltstellung überführt, in der die Antriebsmittel die betreffende Haltevorrichtung von dem Bearbeitungskopf wegbewegen. Sobald die Haltevorrichtung im Laufe ihrer Bewegung eine Position außerhalb des Gefahrenbereichs um den Bearbeitungskopf erreicht, nimmt der mit der Haltevorrichtung bewegte Schaltschieber eine Schieberstellung ein, in der die Haltevorrichtung stillgesetzt wird. Nach dem Passieren des Bearbeitungskopfs wird der Schaltschieber des Schaltelements bei entsprechender Ausgestaltung des als Totbereichskulisse dienenden Anschlags in Gegenrichtung seiner vorherigen Bewegung verschoben und nimmt schließlich eine Schaltstellung ein, in der die betreffende Haltevorrichtung in ihre Ausgangslage an dem Werkstück zurückbewegt wird. Dementsprechend werden die Haltevorrichtungen an der bekannten Bearbeitungsmaschine lediglich um die zum sicheren Umfahren des Bearbeitungskopfs unbedingt erforderliche Distanz von dem Werkstück wegbewegt. Die Haltevorrichtungen an der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine umfahren den Bearbeitungskopf dementsprechend unmittelbar benachbart zu der Grenze seines Gefahrenbereichs und können demzufolge nach dem Passieren des Bearbeitungskopfs innerhalb kürzester Zeit wieder an dem Werkstück festgelegt werden. Alles in allem lassen sich an der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine daher hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten realisieren.This object is achieved in that on a processing machine of the type mentioned, the switching element is connected to the associated holding device and has a slide switch, which is supported in the position in the position of the stop in the direction of the stop, the slide switch in at least one slide position connects the energy source to the drive means of the associated holding device and interrupts this connection in at least one further slide position. On such a processing machine, the drive means by means of which the holding devices are moved relative to the workpiece are switched directly by the switching element. Further switching operations associated with additional switching times are eliminated. In addition, the switching of the switching element is directly coupled to the relative movement of the associated holding device relative to the workpiece. If, for example, the switching element with the slide switch runs onto the stop which defines the danger area around the processing head, the switching slide is transferred to a switching position in which the drive means move the relevant holding device away from the processing head. As soon as the holding device reaches a position outside the danger zone around the machining head during its movement, the slide switch moved with the holding device assumes a slide position in which the holding device is stopped. After passing through the processing head, the switch slide of the switching element is shifted in the opposite direction of its previous movement with a corresponding design of the stop serving as a dead zone link and finally assumes a switching position in which the holding device in question is moved back into its starting position on the workpiece. Accordingly, the holding devices on the known processing machine are only moved away from the workpiece by the distance that is absolutely necessary for safely moving around the processing head. The holding devices on the processing machine according to the invention accordingly bypass the processing head directly adjacent to the boundary of its danger zone and can therefore be fixed on the workpiece again within a very short time after passing the processing head. All in all, the inventive method Processing machine therefore realize high processing speeds.
Grundsätzlich lassen sich die vorstehend beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine auch in Fällen erreichen, in denen die Haltevorrichtungen mittels elektrischer Antriebsmittel relativ zu dem Werkstück und der Werkstückführung bewegt werden. An einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine sind die Haltevorrichtungen jedoch jeweils mittels eines Verschiebeantriebs mit wenigstens einer Antriebskolben-Antriebszylinder-Einheit als Antriebsmittel relativ zu dem Werkstück und der Werkstückführung verschiebbar. In diesem Fall lassen sich die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Wirkungen zweckmäßigerweise dadurch erreichen, daß die Antriebskolben-Antriebszylinder-Einheit über das Schaltelement mit einer Antriebsdruckquelle in Verbindung steht, wobei als Schaltelement ein Wegeventil mit einem Ventilschieber als Schaltschieber vorgesehen ist, welcher in wenigstens einer Schieberstellung die Verbindung zwischen der Antriebsdruckquelle und der Antriebskolben-Antriebszylinder-Einheit freigibt und in wenigstens einer weiteren Schieberstellung sperrt.In principle, the advantages of the processing machine according to the invention described above can also be achieved in cases in which the holding devices are moved relative to the workpiece and the workpiece guide by means of electrical drive means. In a preferred embodiment of the processing machine according to the invention, however, the holding devices can each be displaced relative to the workpiece and the workpiece guide by means of a displacement drive with at least one drive piston-drive cylinder unit as the drive means. In this case, the advantageous effects described above can expediently be achieved in that the drive piston-drive cylinder unit is connected to a drive pressure source via the switching element, with a directional valve with a valve slide being provided as the switching slide as the switching element, which in at least one slide position Releases connection between the drive pressure source and the drive piston-drive cylinder unit and locks in at least one further slide position.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an einer Bearbeitungsmaschine dieser Art der Antriebszylinder mit der Haltevorrichtung verbunden, der Antriebskolben als doppeltwirkender Kolben ausgebildet und über eine Kolbenstange mit der Werkstückführung verbunden, der Ringraum des Antriebszylinders mit der Antriebsdruckquelle dauernd verbunden und der Zylinderraum an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens über das Wegeventil mit der Antriebsdruckquelle oder einem drucklosen Raum verbindbar. In wenigstens einer Schieberstellung gibt der Ventilschieber dabei die Verbindung zwischen der Antriebsdruckquelle und dem Zylinderraum an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens frei; in einer weiteren Schieberstellung sperrt er diese Verbindung und gibt die Verbindung zwischen dem Zylinderraum an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens und dem drucklosen Raum frei. In einer Schieberstellung, in der der Ventilschieber die Verbindung zwischen der Antriebsdruckquelle und dem Zylinderraum an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens freigibt, befindet sich die zugeordnete Haltevorrichtung in ihrer Ausgangslage an dem Werkstück. Läuft nun der Ventilschieber auf dem den Gefahrenbereich um den Bearbeitungskopf markierenden Anschlag auf, so wird der Ventilschieber in eine Schieberstellung verschoben, in der er die Verbindung zwischen der Antriebsdruckquelle und dem Zylinderraum an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens sperrt und die Verbindung dieses Zylinderraums mit dem drucklosen Raum freigibt. Demzufolge wird der Antriebszylinder mit der damit verbundenen Haltevorrichtung mittels des in dem Ringraum des Antriebszylinders permanent anstehenden Antriebsdruckes relativ zu dem Antriebskolben verschoben. Dabei verdrängt der Antriebskolben das in dem Zylinderraum an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens anstehende Druckmedium in den drucklosen Raum und die Haltevorrichtung nimmt schließlich ihre von dem Bearbeitungskopf abliegende Stellung ein. Nachdem die Haltevorrichtung den Bearbeitungskopf passiert hat und der Ventilschieber an dem Anschlag freigegeben ist, verschiebt sich der Ventilschieber in seine Ausgangslage zurück. Nunmehr ist erneut der Zylinderraum an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens mit der Antriebsdruckquelle verbunden. Dementsprechend baut sich in diesem Zylinderraum ein Druck auf, mittels dessen der Antriebszylinder in seine Ausgangslage zurückverschoben wird, in der sich die betreffende Haltevorrichtung in ihrer Ausgangslage an dem Werkstück befindet.In an advantageous embodiment of the invention, the drive cylinder is connected to the holding device on a processing machine of this type, the drive piston is designed as a double-acting piston and connected to the workpiece guide via a piston rod, the annular space of the drive cylinder is permanently connected to the drive pressure source and the cylinder space at the the side of the drive piston facing away from the annular space can be connected to the drive pressure source or an unpressurized space via the directional valve. In at least one slide position, the valve slide releases the connection between the drive pressure source and the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space; in a further slide position, it blocks this connection and releases the connection between the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space and the unpressurized space. In a slide position in which the valve slide releases the connection between the drive pressure source and the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space, the associated holding device is in its initial position on the workpiece. If the valve slide now runs on the stop marking the danger area around the machining head, the valve slide is moved into a slide position in which it blocks the connection between the drive pressure source and the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space and the connection of this cylinder space with releases the unpressurized space. Accordingly, the drive cylinder with the holding device connected to it is displaced relative to the drive piston by means of the drive pressure permanently present in the annular space of the drive cylinder. The drive piston displaces the pressure medium present in the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space into the unpressurized space and the holding device finally assumes its position remote from the machining head. After the holding device has passed the processing head and the valve slide on the stop is released, the valve slide moves back to its starting position. Now the cylinder space on the side of the drive piston facing away from the annular space is again connected to the drive pressure source. Accordingly, a pressure builds up in this cylinder space, by means of which the drive cylinder is pushed back into its starting position, in which the holding device in question is in its starting position on the workpiece.
Der vorstehend beschriebene Verschiebeantrieb kann sowohl als pneumatisches als auch als hydraulisches Antriebssystem ausgeführt sein. Die letztgenannte Ausführungsform findet sich an einer bevorzugten Bauart der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine, an der als Schaltelement ein hydraulisches Wegeventil vorgesehen ist. Mittels des hydraulischen Wegeventils läßt sich der hydraulische Verschiebeantrieb unmittelbar schalten.The displacement drive described above can be designed both as a pneumatic and as a hydraulic drive system. The last-mentioned embodiment is found in a preferred design of the processing machine according to the invention, on which a hydraulic directional control valve is provided as the switching element. The hydraulic displacement drive can be switched directly by means of the hydraulic directional valve.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ventilschieber mittels eines Federelementes in Richtung auf den Anschlag kraftbeaufschlagt ist. Ein Federelement bietet eine konstruktiv einfache und wartungsfreundliche Möglichkeit zur Kraftbeaufschlagung des Ventilschiebers. Ergänzend oder alternativ zu der Beaufschlagung mittels eines Federelementes kann der Ventilschieber mittels der Antriebsdruckquelle in Richtung auf den Anschlag kraftbeaufschlagt sein.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the valve slide is acted upon by a spring element in the direction of the stop. A spring element offers a structurally simple and easy-to-maintain option for applying force to the valve spool. In addition or as an alternative to the action by means of a spring element, the valve slide can be acted upon by means of the drive pressure source in the direction of the stop.
Neben dem Antrieb der Haltevorrichtungen relativ zu dem Werkstück und der Werkstückführung bietet auch die Steuerung der Festlegung der Haltevorrichtungen an dem Werkstück bzw. des Lösens der Haltevorrichtungen von dem Werkstück eine Möglichkeit, die Geschwindigkeit der Werkstückbearbeitung zu erhöhen. Je schneller die mit der Werkstückführung in Richtung auf den Bearbeitungskopf bewegte Haltevorrichtung vor Erreichen des Bearbeitungskopfs von dem Werkstück gelöst werden kann und je schneller die gelöste Haltevorrichtung nach Passieren des Bearbeitungskopfs wieder an dem Werkstück festgelegt werden kann, desto schneller kann das Werkstück gegenüber dem Bearbeitungskopf zugestellt werden, ohne daß die Sicherheit seiner Festlegung an der Werkstückführung beeinträchtigt würde.In addition to driving the holding devices relative to the workpiece and the workpiece guide, the control of the fixing of the holding devices on the workpiece or the release of the holding devices from the workpiece also offers a possibility of increasing the speed of the workpiece machining. The faster the holding device moved with the workpiece guide in the direction of the machining head can be detached from the workpiece before reaching the machining head, and the faster the released holding device can be fixed on the workpiece again after passing through the machining head, the faster the workpiece can be delivered to the machining head be without affecting the security of its fixation on the workpiece guide.
Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist daher vorgesehen, daß die Haltevorrichtungen mittels des jeweils zugeordneten Schaltelementes gesteuert an dem Werkstück festlegbar sind. Die mit einer unmittelbaren mechanischen Kopplung der Bewegung der Haltevorrichtungen relativ zu dem Werkstück und der Werkstückführung und dem Festlegen bzw. Lösen der Haltevorrichtungen verbundene mechanische Trägheit wird auf diese Art und Weise vermieden. Bei entsprechender Ausbildung des Schaltelementes lassen sich die Funktionen "Bewegen der Haltevorrichtungen" und "Festlegen bzw. Lösen der Haltevorrichtungen" zeitlich parallelisieren oder doch zumindest in enger zeitlicher Abfolge nacheinander ausführen.In the case of a preferred embodiment of the processing machine according to the invention, it is therefore provided that the holding devices can be fixed on the workpiece in a controlled manner by means of the respectively assigned switching element. The mechanical inertia associated with a direct mechanical coupling of the movement of the holding devices relative to the workpiece and the workpiece guide and the fixing or releasing of the holding devices is avoided in this way. With a corresponding design of the switching element, the functions "moving the holding devices" and "setting or releasing the holding devices" can be parallelized in time or at least carried out in succession in close succession.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine, an der die Haltevorrichtungen jeweils wenigstens zwei Klemmbacken aufweisen, zwischen denen das festgelegte Werkstück klemmend gehalten ist und von denen wenigstens einer um eine Drehachse drehbar gelagert ist und wobei als Schaltelement ein Wegeventil mit einem Ventilschieber vorgesehen ist, zeichnet sich dadurch aus, daß der drehbar gelagerte Klemmbacken an der dem Werkstück abgewandten Seite der Drehachse diese überragt und sich an einer in Gegenrichtung des Werkstücks ansteigenden Steuerkurve abstützt, welche mit einem in einem Steuerzylinder geführten Steuerkolben verbunden und an diesem parallel zu der Werkstückebene verschiebbar ist und daß der Steuerzylinder über das Wegeventil mit einer Steuerdruckquelle verbindbar ist, wobei der Ventilschieber des Wegeventils in wenigstens einer Steuerstellung eine Verbindung zwischen dem Steuerzylinder und der Steuerdruckquelle freigibt und in wenigstens einer weiteren Steuerstellung diese Verbindung sperrt. An einer derartigen Bearbeitungsmaschine kann ein und dasselbe Schaltelement zum Steuern der zugeordneten Haltevorrichtung in die das Werkstück freigebende bzw. in die das Werkstück festlegende Stellung sowie zum Betätigen des Antriebs für die Bewegung der betreffenden Haltevorrichtung relativ zu dem Werkstück und der Werkstückführung genutzt werden. Durch die Verwendung separat mit einem Steuerdruck beaufschlagbarer Steuerkolben-Steuerzylinder-Einheiten wird die Möglichkeit eröffnet, die Haltevorrichtungen entkoppelt von ihrer Relativbewegung gegenüber dem Werkstück und der Werkstückführung an dem Werkstück festzulegen oder von diesem zu lösen. Bei entsprechender Anordnung der Steuerkanten an dem Ventilschieber des Wegeventils ist sichergestellt, daß die Funktionen "Werkstück freigeben", "Haltevorrichtung von dem Werkstück wegbewegen", "Haltevorrichtung zu dem Werkstück hinbewegen" und "Haltevorrichtung festlegen" zeitlich eng aufeinanderfolgend ablaufen können.Another embodiment of the processing machine according to the invention, on which the holding devices each have at least two clamping jaws, between which the fixed workpiece is held in a clamped manner and at least one of which is rotatably mounted about an axis of rotation and wherein a directional valve with a valve slide is provided as the switching element characterized in that the rotatably mounted clamping jaws on the side of the axis of rotation facing away from the workpiece protrudes from this and is supported on a control cam which rises in the opposite direction of the workpiece and which is connected to a control piston guided in a control cylinder and can be displaced parallel to the workpiece plane thereon, and in that the control cylinder can be connected to a control pressure source via the directional control valve, the valve slide of the directional control valve releasing a connection between the control cylinder and the control pressure source in at least one control position and in at least one position ner further control position blocks this connection. On such a processing machine, one and the same switching element can be used to control the assigned holding device into the position releasing the workpiece or into the position defining the workpiece and for actuating the drive for the movement of the holding device in question relative to the workpiece and the workpiece guide. The use of control piston control cylinder units which can be acted upon separately with a control pressure opens up the possibility of fixing or detaching the holding devices on the workpiece, decoupled from their relative movement relative to the workpiece and the workpiece guide. With an appropriate arrangement of the control edges on the valve slide of the directional valve, it is ensured that that the functions "release workpiece", "move the holding device away from the workpiece", "move the holding device towards the workpiece" and "set the holding device" can run in close succession in time.
In vorteilhafter Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine der beschriebenen Art ist vorgesehen, daß der Steuerkolben als Differenzkolben ausgebildet ist und daß der von der kleineren Kolbenfläche begrenzte Raum des Steuerzylinders mit der Steuerdruckquelle dauernd verbunden ist und der von der größeren Kolbenfläche begrenzte Raum des Steuerzylinders über das Wegeventil mit der Steuerdruckquelle oder einem drucklosen Raum verbindbar ist, wobei der Ventilschieber in einer Steuerstellung die Verbindung zwischen der Steuerdruckquelle und dem von der größeren Kolbenfläche begrenzten Steuerzylinderraum freigibt und in wenigstens einer weiteren Steuerstellung diese Verbindung sperrt und die Verbindung mit dem drucklosen Raum freigibt.In an advantageous embodiment of a processing machine according to the invention of the type described it is provided that the control piston is designed as a differential piston and that the space of the control cylinder delimited by the smaller piston area is permanently connected to the control pressure source and the space of the control cylinder delimited by the larger piston area via the directional control valve the control pressure source or an unpressurized space can be connected, the valve spool in a control position releasing the connection between the control pressure source and the control cylinder space delimited by the larger piston area and in at least one further control position blocking this connection and releasing the connection to the unpressurized space.
Zur Vereinfachung des Aufbaus ist an einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine als Steuerdruckquelle die Antriebsdruckquelle vorgesehen.To simplify the construction, the drive pressure source is provided as a control pressure source in a further preferred embodiment of the processing machine according to the invention.
Stützt sich der drehbar gelagerte Klemmbacken über eine Stützrolle an der Steuerkurve ab, so wird hierdurch die an der Kontaktfläche zwischen der Steuerkurve und dem zugeordneten Klemmbacken auftretende Reibung vermindert, und es ergibt sich ein leichtgängiger mechanischer Verschwenkantrieb für den Klemmbacken.If the rotatably mounted clamping jaws are supported on the cam by means of a support roller, the friction occurring at the contact surface between the cam and the associated clamping jaw is reduced, and there is a smooth mechanical pivoting drive for the clamping jaw.
Damit an erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschinen das zu bearbeitende Werkstück vor Beginn des Bearbeitungsvorgangs möglichst einfach und zeitsparend an der Werkstückführung festgelegt werden kann, ist in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Ventilschieber mittels eines Überbrückungssteuerdrucks beaufschlagt in eine die Verbindung zwischen dem Steuerzylinder und der Steuerdruckquelle freigebende und/oder in eine diese Verbindung sperrende Stellung verschiebbar ist. Mittels des Überbrückungssteuerdrucks lassen sich die Haltevorrichtungen unabhängig von einem Kontakt zwischen dem Schaltelement und dem gegenüber dem Bearbeitungskopf ortsfesten Anschlag in diejenige Stellung steuern, in der sie das Werkstück freigeben. In dieser Stellung der Haltevorrichtungen kann zur Vorbereitung des Bearbeitungsvorgangs das zu bearbeitende Werkstück in die Haltevorrichtungen eingelegt werden. Zweckmäßigerweise sind die Ventilschieber sämtlicher Schaltelemente gleichzeitig mit dem Überbrückungssteuerdruck beaufschlagbar, so daß das zu bearbeitende Werkstück in sämtliche Haltevorrichtungen gleichzeitig eingelegt werden kann. Die auf diese Art und Weise erreichbare Minimierung der Rüstzeiten der Bearbeitungsmaschine trägt zu einer Minimierung der Gesamtdauer der Werkstückbearbeitung bei.So that the workpiece to be machined can be fixed to the workpiece guide as simply and time-saving as possible before the start of the machining process on the machine tools according to the invention, it is provided in an expedient embodiment of the invention that the valve spool is acted upon by a bridging control pressure in a connection that releases the connection between the control cylinder and the control pressure source / or can be moved into a position blocking this connection. By means of the bridging control pressure, the holding devices can be controlled into the position in which they release the workpiece, regardless of a contact between the switching element and the stop which is stationary with respect to the machining head. In this position of the holding devices, the workpiece to be machined can be inserted into the holding devices in preparation for the machining process. The bypass valve of all switching elements can expediently be acted upon simultaneously with the bypass control pressure, so that the workpiece to be machined can be inserted into all holding devices at the same time. The minimization of the set-up times of the processing machine that can be achieved in this way contributes to a minimization of the total duration of the workpiece processing.
Im Falle einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist zur Steuerung der Haltevorrichtungen unabhängig von einem Kontakt zwischen dem Ventilschieber und dem gegenüber dem Bearbeitungskopf ortsfesten Anschlag vorgesehen, daß der Ventilschieber zwei teleskopartig in Verschieberichtung aneinander geführte Teilschieber aufweist, welche gegen eine Rückstellkraft gegeneinander verschiebbar sind, wobei der erste Teilschieber dem gegenüber dem Bearbeitungskopf ortsfesten Anschlag zugeordnet und der zweite Teilschieber mittels des Überbrückungssteuerdrucks beaufschlagt relativ zu dem ersten Teilschieber in die die Verbindung zwischen dem Steuerzylinder und der Steuerdruckquelle freigebende und/oder in die diese Verbindung sperrende Stellung verschiebbar ist.In the case of a further preferred embodiment of the processing machine according to the invention, the control of the holding devices is provided independently of a contact between the valve slide and the stop which is stationary with respect to the processing head, that the valve slide has two telescopic slides which are guided towards each other in the direction of displacement, which are displaceable against each other against a restoring force, the first slide valve being assigned to the stop which is stationary relative to the machining head and the second slide valve is actuated by means of the bridging control pressure relative to the first slide valve in which the connection between the control cylinder and the control pressure source is released and / or in which this connection is blocked Position is displaceable.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Stanzmaschine mit Werkstückführung in der Seitenansicht,
- Fig. 2
- eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Werkstückebene in Fig. 1,
- Fig. 3
- das hydraulische Schaltscheme einer Werkstück-Haltevorrichtung an der Stanzmaschine nach den Fign. 1 und 2,
- Fig. 4
- eine Schnittdarstellung einer Werkstück-Haltevorrichtung an der Stanzmaschine nach den Fign. 1 und 2 einschließlich des Schaltelements der Werkstück-Haltevorrichtung,
- Fig. 5
- eine vergrößerte Schnittdarstellung des Schaltelements nach Fig. 4 und
- Fig. 6a bis Fig. 6c
- den Ausschnitt A aus Fig. 5 in verschiedenen Schaltstellungen.
- Fig. 1
- a punching machine with workpiece guide in side view,
- Fig. 2
- 2 shows a partial plan view of the workpiece plane in FIG. 1,
- Fig. 3
- the hydraulic circuit diagram of a workpiece holding device on the punching machine according to FIGS. 1 and 2,
- Fig. 4
- a sectional view of a workpiece holding device on the punching machine according to FIGS. 1 and 2 including the switching element of the workpiece holding device,
- Fig. 5
- an enlarged sectional view of the switching element according to FIGS. 4 and
- 6a to 6c
- the section A from Fig. 5 in different switching positions.
Wie den Fign. 1 und 2 zu entnehmen ist, umfaßt die dargestellte Bearbeitungsmaschine einen Ständer 1 mit einem Maschinenoberteil 2 sowie einem Maschinenunterteil 3. In dem Zwischenraum zwischen dem Maschinenoberteil 2 und dem Maschinenunterteil 3 ist eine Werkstückführung 4 angeordnet, mittels derer ein Werkstück in Form einer Blechtafel 5 in einer horizontalen Ebene relativ zu einer Stanzstation 6 am vorderen Ende des Ständers 1 verschoben werden kann.As the fig. 1 and 2, the processing machine shown comprises a
Die Stanzstation 6 besteht im wesentlichen aus einem an dem Maschinenoberteil 2 gelagerten Bearbeitungskopf 7 mit einem auf und ab bewegbaren Stempel 8 sowie aus einer auf dem Maschinenunterteil 3 abgestützten Matrizenaufnahme 9, in der eine nicht dargestellte Matrize gehalten ist. Die Werkstückführung 4 umfaßt einen Führungswagen 10, der mittels eines Motors 11 angetrieben in Richtung eines Doppelpfeils 12 verfahrbar ist. Zu diesem Zweck kämmt ein auf der Antriebswelle des Motors 11 montiertes Ritzel mit einer an dem Maschinenunterteil 3 angebrachten Zahnstange 13. Eine Querschiene 14 ist an dem Führungswagen 10 quer zu dessen Bewegungsrichtung in Richtung eines Doppelpfeils 15 verschiebbar geführt. Angetrieben wird die Querschiene 14 über einen Motor 16, der über ein Antriebsritzel 17 eine mit der Querschiene 14 fest verbundene Zahnstange 18 beaufschlagt.The punching
An der der Stanzstation 6 zugewandten Seite sind mit der Querschiene 14 insgesamt sechs Führungsgehäuse 19 starr verbunden. Im Innern der Führungsgehäuse 19 ist jeweils eine Haltevorrichtung in Form einer Pratze 20 relativ zu dem Führungsgehäuse 19 in Richtung des Doppelpfeils 12 verschiebbar geführt. In Fig. 2 sind lediglich vier der insgesamt sechs Führungsgehäuse 19 bzw. Pratzen 20 gezeigt. Ein als Totbereichskulisse 21 ausgebildeter Anschlag ist mit der Matrizenaufnahme 9 fest verbunden und definiert einen Gefahrenbereich um den Bearbeitungskopf 7. Der Totbereichskulisse 21 zugeordnet ist ein an jeder der Pratzen 20 mit dieser jeweils verschiebbar angebrachtes Schaltelement 22.On the side facing the punching
Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist eine lückenlose Bearbeitung der Randbereiche der Blechtafel 5 nur möglich, wenn die einzelnen Haltevorrichtungen 20 vorübergehend von der Blechtafel 5 gelöst werden. Nur unter dieser Voraussetzung ist der ansonsten von der betreffenden Haltevorrichtung 20 abgedeckte Bereich der Blechtafel 5 für den Stempel 8 des Bearbeitungskopfs 7 zugänglich.As can be seen in particular from FIG. 2, seamless machining of the edge regions of the
Wird die Blechtafel 5 durch Verschieben der Querschiene 14 beispielsweise in Fig. 2 nach oben bewegt, so läuft das Schaltelement 22 der in Fig. 2 dem Bearbeitungskopf 7 benachbarten unteren Pratze 20 auf die Totbereichskulisse 21 auf. Infolgedessen wird diese Pratze 20 geöffnet und relativ zu dem Werkstück und dem zugehörigen Führungsgehäuse 19 linear in Richtung auf die Querschiene 14 verfahren. Diese zurückgezogene Stellung behält die Pratze 20 bei, solange sich das Schaltelement 22 mit der Totbereichskulisse 21 in Kontakt befindet. Die Blechtafel 5 ist während dieser Zeit mittels der übrigen Pratzen 20 an der Werkstückführung 4 festgelegt. Sobald die in Fig. 2 untere Pratze 20 den Bearbeitungskopf 7 der Stanzmaschine mit einem durch die Totbereichskulisse 21 vorgegebenen Abstand passiert hat, endet der Kontakt zwischen dem betreffenden Schaltelement 22 und der Totbereichskulisse 21, und die Pratze 20 wird in ihre Ausgangslage an der Blechtafel 5 zurückverfahren und an dieser festgelegt.If the
Die technischen Mittel, die den vorstehend beschriebenen Funktionsablauf ermöglichen sowie deren Zusammenwirken sind in Fig. 3 im Prinzip und insbesondere in Fig. 4 im einzelnen veranschaulicht.The technical means which enable the functional sequence described above and their interaction are illustrated in principle in FIG. 3 and in particular in FIG. 4 in detail.
Als Schaltelement 22 wird ein hydraulisches Wegeventil mit einem Ventilschieber 23 verwendet, der sich bei entsprechender Anordnung der zugeordneten Pratze 20 gegenüber dem Bearbeitungskopf 7 über eine Tastrolle 24 an der Totbereichskulisse 21 abstützt. Der Ventilschieber 23 kann fünf Schieberstellungen I, II, III, IV, V einnehmen.A hydraulic directional control valve with a
Zur Verschiebung der Pratze 20 relativ zu der Blechtafel 5 und dem Führungsgehäuse 19 und somit relativ zu der Werkstückführung 4 dient eine aus einem Antriebskolben 25 sowie einem Antriebszylinder 26 bestehende Antriebskolben-Antriebszylinder-Einheit 27. Der Antriebskolben 25 ist als doppeltwirkender Differenzkolben ausgebildet und über eine Kolbenstange 28 an dem Führungsgehäuse 19 festgelegt. Der Antriebszylinder 26 ist mit der Pratze 20 verbunden.To move the
Der Ringraum des Antriebszylinders 26 ist über eine zentrale Bohrung 29 an eine als Antriebsdruckquelle dienende Hydraulikpumpe 30 angeschlossen und wird von dieser permanent mit unter Antriebsdruck stehender Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt. Der Zylinderraum des Antriebszylinders 26 an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens 25 ist über eine Hydraulikleitung 31 mit einem Arbeitsanschluß des Wegeventils 22 verbunden.The annular space of the
Ein Steuerzylinder 32 sowie ein Steuerkolben 33 bilden eine Steuerkolben-Steuerzylinder-Einheit 34. Auch der Steuerkolben 33 ist als doppeltwirkender Differenzkolben ausgebildet. Der von der kleineren Kolbenfläche begrenzte Steuerzylinderraum ist über eine Druckleitung 35, die teilweise als zentrale Längsbohrung im Innern einer mit dem Führungsgehäuse 19 verbundenen Führungsstange 36 verläuft, permanent mit der auch als Steuerdruckquelle genutzten Hydraulikpumpe 30 verbunden. Eine Hydraulikleitung 37 verbindet den von der größeren Fläche des Steuerkolbens 33 begrenzten Steuerzylinderraum mit dem zweiten Arbeitsanschluß des Wegeventils 22.A
Das Wegeventil 22 schließlich ist über eine Pumpenleitung 38 an die Hydraulikpumpe 30 angeschlossen und über eine Tankleitung 39 mit einem nicht dargestellten, drucklosen, im Sinne von unter Umgebungsdruck stehenden, Hydrauliktank verbunden.The
Mit dem Steuerkolben 33 einstückig ausgebildet ist ein Spannkolben 40, der an seinem dem Steuerkolben 33 abgewandten, keilförmigen Ende mit einer in Richtung auf den Steuerkolben 33 ansteigenden Steuerkurve 41 versehen ist. An der Steuerkurve 41 stützt sich über eine Stützrolle 42 ein Klemmbacken 43 der Pratze 20 ab. Der Klemmbacken 43 ist um eine Drehachse 44 drehbar gelagert und wird an der von der Stützrolle 42 abliegenden Seite von einer Druckfeder in Form einer Spreizfeder 45 beaufschlagt. Ein starrer Klemmbacken 46 der Pratze 20 dient als Auflager für die Blechtafel 5 sowie als Widerlager für die Spreizfeder 45.A
In der in den Fign. 3 und 4 dargestellten Ausgangslage ist die Pratze 20 klemmend an der Blechtafel 5 festgelegt. Der Ventilschieber 23 befindet sich in der Schieberstellung I, in der er die Hydraulikpumpe 30 über die Pumpenleitung 38 und die Hydraulikleitungen 31, 37 mit dem Raum des Antriebszylinders 26 an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens 25 bzw. mit dem von der größeren Fläche des Steuerkolbens 33 begrenzten Raum des Steuerzylinders 32 verbindet. Die Tankleitung 39 ist gesperrt. Auf beiden Seiten des Antriebskolbens 25 steht in dem Antriebszylinder 26 derselbe Druck, nämlich der von der Hydraulikpumpe 30 erzeugte Antriebsdruck an. Aufgrund der unterschiedlichen Größe der von dem Antriebsdruck beaufschlagten Kolben- bzw. Zylinderflächen ist der Antriebszylinder 26 jedoch in seine in den Fign. 3 und 4 rechte Endstellung verfahren. Entsprechendes gilt für die mit dem Antriebszylinder 26 verbundene Pratze 20. Aufgrund entsprechender Druck-Flächen-Verhältnisse an der Steuerkolben-Steuerzylinder-Einheit 34 nimmt der mit dem Steuerkolben 33 einstückig ausgebildete Spannkolben 40 ebenfalls seine in den Fign. 3 und 4 rechte Endstellung ein. In dieser Stellung beaufschlagt der Spannkolben 40 über die Steuerkurve 41 den Klemmbacken 43 in Schließrichtung.In the in Figs. 3 and 4 shown starting position the
Läuft nun der Ventilschieber 23 mit der an seinem vorderen Ende angeordneten Tastrolle 24 im Laufe der mittels der Werkstückführung 4 bewerkstelligten Bewegung der Blechtafel 5 auf die Totbereichskulisse 21 auf, so wird er zunächst in die Schieberstellung II verschoben. In der Schieberstellung II ist nach wie vor der Raum des Antriebszylinders 26 an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens 25 mit der Hydraulikpumpe 30 verbunden. Gesperrt ist in der Schieberstellung II die über die Pumpenleitung 38 herstellbare Verbindung der Hydraulikpumpe 30 mit dem von der größeren Fläche des Steuerkolbens 33 begrenzten Steuerzylinderraum.If the
Eine fortgesetzte Bewegung des Wegeventils 22 in Richtung auf die Totbereichskulisse 21 führt zu einer Verschiebung des Ventilschiebers 23 in seine Schieberstellung III. In der Schieberstellung III verbindet der Ventilschieber 23 den von der größeren Fläche des Steuerkolbens 33 begrenzten Steuerzylinderraum über die Hydraulikleitung 37 und die Tankleitung 39 mit dem drucklosen Hydrauliktank. In dieser Schaltstellung des Wegeventils 22 verdrängt der Steuerkolben 33 unter der Wirkung des in dem Ringraum des Steuerzylinders 32 anstehenden Hydraulikdruckes die Hydraulikflüssigkeit aus dem von der größeren Fläche des Steuerkolbens 33 begrenzten Steuerzylinderraum. Damit verbunden ist eine Verschiebung des Spannkolbens 40 in den Fign. 3 und 4 nach links. Von der Spreizfeder 45 beaufschlagt kann nun der Klemmbacken 43 in seine Öffnungsstellung verschwenken, in der er die Blechtafel 5 freigibt.A continued movement of the
Bei fortgesetzter Bewegung der Werkstückführung 4 in Richtung auf die Totbereichskulisse 21 wird der Ventilschieber 23 in seine Schieberstellung IV überführt. In der Schieberstellung IV ist die über die Pumpenleitung 38 herstellbare Verbindung zwischen der Hydraulikpumpe 30 und dem Raum des Antriebszylinders 26 an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens 25 gesperrt. Die Pratze 20 ist nach wie vor in Öffnungsstellung gesteuert.With continued movement of the
Bei fortgesetztem Auflaufen des Ventilschiebers 23 auf die Totbereichskulisse 21 wird schließlich der Raum des Antriebszylinders 26 an der dem Ringraum abgewandten Seite des Antriebskolbens 25 über den Ventilschieber 23 mit der drucklosen Tankleitung 39 verbunden. In dieser Schaltstellung V des Wegeventils 22 kann der Antriebskolben 25 unter der Wirkung des in dem Ringraum anstehenden und von der Hydraulikpumpe 30 erzeugten Antriebsdruckes die auf der Gegenseite anstehende Hydraulikflüssigkeit verdrängen. Dementsprechend verschiebt sich der Antriebszylinder 26 gemeinsam mit der damit verbundenen Pratze 20 in den Fign. 3 und 4 nach links. Die zuvor bereits geöffnete Pratze 20 wird folglich von der Blechtafel 5 wegbewegt und gegenüber dem Bearbeitungskopf 7 der Stanzstation 6 zurückgezogen. Diese Rückzugsbewegung endet, sobald der mit der Pratze 20 bewegte Ventilschieber 23 von der Totbereichskulisse 21 so weit entfernt ist, daß er von der Kraft einer symbolisierten Feder 47 beaufschlagt von der Schieberstellung V in die Schieberstellung IV zurückverschoben wird.When the
Die Totbereichskulisse 21 ist gegenüber dem Bearbeitungskopf 7 derart angebracht, daß die Pratze 20 stets außerhalb des Gefahrenbereichs um den Bearbeitungskopf 7 gehalten wird. Außerdem ist die Totbereichskulisse 21 derart ausgebildet, daß der Kontakt mit dem Ventilschieber 23 endet, sobald die Pratze 20 den Bearbeitungskopf 7 mit einem gewissen Sicherheitsabstand passiert hat. Sobald die Pratze 20 diese Position erreicht hat, wird der Ventilschieber 23 freigegeben und dieser durchläuft dann zunächst die Schieberstellungen III und II, in denen die geöffnete Pratze 20 an die Blechtafel 5 zurückverfahren wird, ehe er wieder die Schieberstellung I einnimmt, in der die Pratze 20 geschlossen und an der Blechtafel 5 festgelegt wird.The
Eine in Fig. 3 angedeutete Hubkolben-Hubzylinder-Einheit 48 dient zum Heben und Senken der Totbereichskulisse 21. Ein Absenken der Totbereichskulisse ist beispielsweise in Fällen zu ermöglichen, in denen die Bearbeitungswerkzeuge an der Stanzstation 6 mit Hilfe der Werkstückführung 4 gewechselt werden können und zu diesem Zweck die Werkstückführung 4 in den Nahbereich des Bearbeitungskopfs 7 bzw. der Matrizenaufnahme 9 verfahren werden muß. In Fig. 3 gestrichelt angedeutet ist die Totbereichskulisse 21 in der abgesenkten Stellung.A reciprocating-piston-
Damit die Werkstückführung 4 vor Beginn des Bearbeitungsvorgangs mit der zu bearbeitenden Blechtafel 5 beladen werden kann bzw. damit die Blechtafel 5 nach Beendigung der Bearbeitung von der Werkstückführung 4 abgenommen werden kann, sind die Pratzen 20 in Öffnungsstellung zu schalten. Dies ist mittels der in den Fign. 5 und 6 dargestellten Einrichtungen unabhängig von einem Kontakt zwischen dem Ventilschieber 23 und der Totbereichskulisse 21 möglich.The
Wie in Fig. 5 dargestellt, ist der Ventilschieber 23 aus zwei in Verschieberichtung teleskopartig aneinander geführten Teilschiebern 49, 50 zusammengesetzt` Der Teilschieber 49 ist der Totbereichskulisse 21 zugeordnet und wird bei Auflaufen auf diese verschoben. Dabei ergeben sich die vorstehend beschriebenen Schaltvorgänge.As shown in FIG. 5, the
Der im Innern des Teilschiebers 49 geführte Teilschieber 50 ist an einem Kolben 51 über eine Druckleitung 52 mit einem pneumatischen Überbrückungssteuerdruck beaufschlagbar. Steuerkanten 53, 54 des inneren Teilschiebers 50 sind Steuerkanten an dem äußeren Teilschieber 49 zugeordnet.The
Fig. 6a zeigt die gegenseitige Anordnung der Steuerkanten 53, 54 an dem inneren Teilschieber 50 gegenüber den zugeordneten Steuerkanten an dem äußeren Teilschieber 49 in der Ausgangsstellung des Schaltelementes 22. In dieser Ausgangsstellung nimmt das Schaltelement 22 die Schaltstellung I gemäß Fig. 3 ein, d.h. die zugeordnete Pratze 20 ist in ihre von der Querschiene 14 abliegende Endstellung verschoben und in Schließstellung gesteuert. Soll nun die Pratze 20 geöffnet werden, um das Einlegen eines zu bearbeitenden Werkstücks zu ermöglichen, so wird der innere Teilschieber 50 an dem Kolben 51 mit pneumatischem Überbrückungssteuerdruck beaufschlagt. Infolgedessen verschiebt sich der innere Teilschieber 50 relativ zu dem äußeren Teilschieber 49, der sich wie aus Fig. 5 ersichtlich an dem Gehäuse des Steuerventils 22 abstützt, bis die Steuerkanten 53, 54 die in Fig. 6b gezeigte Stellung einnehmen. In dieser Stellung sperren die Steuerkanten 53, 54 die Hydraulikleitung 37 gegen die Pumpenleitung 38 und geben gleichzeitig die Verbindung zwischen der Hydraulikleitung 37 und der Tankleitung 39 frei. Dementsprechend kann der Steuerkolben 33 unter der Wirkung des in dem von seiner kleineren Fläche begrenzten Raum des Steuerzylinders 32 permanent anstehenden Druckes in Fig. 3 nach links verschoben werden. Damit verbunden ist, wie bereits vorstehend beschrieben, eine gleichgerichtete Bewegung des Spannkolbens 40 und demzufolge ein Verschwenken des drehbar gelagerten Klemmbackens 43 in Öffnungsstellung. Nunmehr kann das zu bearbeitende Werkstück auf dem starren Klemmbacken 46 der Pratze 20 abgelegt werden.6a shows the mutual arrangement of the control edges 53, 54 on the
Infolge einer Entlastung des Kolbens 51 von dem zuvor wirkenden pneumatischen Überbrückungssteuerdruck verschiebt sich der innere Teilschieber 50 in seine Ausgangslage zurück, in der die Steuerkanten 53, 54 die in Fig. 6a dargestellte Lage einnehmen. Nunmehr ist die Pumpenleitung 38 wieder mit der Hydraulikleitung 37 verbunden, und die Hydraulikpumpe 30 beaufschlagt den von der größeren Fläche des Steuerkolbens 33 begrenzten Raum des Steuerzylinders 32. Infolgedessen wird der Steuerkolben 33 in die in Fig. 3 dargestellte Ausgangslage zurückverschoben, in der der schwenkbare Klemmbacken 43, über den Spannkolben 40 betätigt, das zu bearbeitende Werkstück beaufschlagt.As a result of the
Der Vollständigkeit halber ist in Fig. 6c die Lage der Steuerkanten 53, 54 des inneren Teilschiebers 50 in demjenigen Betriebszustand des Wegeventils 22 dargestellt, in dem der innere Teilschieber 50 unbelastet und der auf die Totbereichskulisse 21 aufgelaufene äußere Teilschieber 49 in seine die zu dem Steuerzylinder 32 führende Hydraulikleitung 37 sperrende Stellung verschoben ist.For the sake of completeness, the position of the control edges 53, 54 of the
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