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EP2086699A1 - Verfahren zur gewinnung von werkstückausschnitten aus einem plattenartigen werkstück - Google Patents

Verfahren zur gewinnung von werkstückausschnitten aus einem plattenartigen werkstück

Info

Publication number
EP2086699A1
EP2086699A1 EP07818794A EP07818794A EP2086699A1 EP 2086699 A1 EP2086699 A1 EP 2086699A1 EP 07818794 A EP07818794 A EP 07818794A EP 07818794 A EP07818794 A EP 07818794A EP 2086699 A1 EP2086699 A1 EP 2086699A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
cutting
cutouts
remaining
cut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP07818794A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2086699B1 (de
Inventor
Stefan Buettner
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.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Publication of EP2086699A1 publication Critical patent/EP2086699A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2086699B1 publication Critical patent/EP2086699B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/06—Making more than one part out of the same blank; Scrapless working
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/10—Incompletely punching in such a manner that the parts are still coherent with the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/003—Simultaneous forming, e.g. making more than one part per stroke
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/04—Processes
    • Y10T83/0448—With subsequent handling [i.e., of product]
    • Y10T83/0457—By retaining or reinserting product in workpiece
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/04—Processes
    • Y10T83/0524—Plural cutting steps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/929—Tool or tool with support
    • Y10T83/9411—Cutting couple type
    • Y10T83/9423—Punching tool
    • Y10T83/9428—Shear-type male tool

Definitions

  • the invention relates to a method for obtaining at least two workpiece cutouts from a plate-like workpiece, in particular of at least two sheet metal cutouts from a sheet, wherein by preparative cutting cutting while moving the workpiece, the connection between the workpiece cutouts and the remainder workpiece by means of a cutting device partially, ie, leaving a Remaining compound is cut, wherein after the preliminary Trennschnei- the final cutting of the workpiece cutouts with the remaining workpiece by means of a cutting device along at least one cutting line is cut by final cutting and the workpiece cutouts are removed after the final cutting of the remaining workpiece.
  • a method for obtaining sheet metal cutouts from a sheet is described in DE-C-38 32 215.
  • a plurality of separating cuts are made on a metal sheet by means of a punching or nibbling device.
  • the sheet in question is moved by means of a sheet metal handling device relative to the punching or nibbling device. Due to the separating cuts the connection between several sheet metal cutouts and a remaining workpiece is partially severed.
  • the sheet is fed to a sheet metal shears.
  • the maximum cutting length of the sheet metal shears corresponds at least to the length or the width of the sheet to be processed.
  • the sheet metal scissors creates a final separating cut on the stationary sheet which extends over the entire width or length of the sheet. Several along the cutting line of the final one
  • the aim of the invention is to provide a method which is extended in terms of its capabilities over the previously known method.
  • this object is achieved by the method according to patent claim 1. Accordingly, the connection between the workpiece cutouts and the remaining workpiece in the direction of the cutting line (s) of the final cutting cutting is already shortened by the preliminary cutting. This shortening is dimensioned such that the remaining remnant connection between the workpiece cutouts and the remainder workpiece lies in the processing area of the cutter for the final cutting cut.
  • This is how it is invented In accordance with this, it is also possible to machine workpieces which are larger than the processing area of the cutting device for the final cutting.
  • the method according to the invention can be carried out in particular with conventional machine tools whose cutting devices used for the final separating sheath have a machining area which is smaller than the workpiece to be machined.
  • the remaining connection between the workpiece cut-outs and the remainder workpiece is simultaneously cut free by the final cutting along the entire cutting line (s).
  • a simultaneous free cutting takes place in the case of a punching free cutting by means of a single punching stroke of a punch. In this way it is avoided that an already cut workpiece cut-out slips during the free cutting of a further workpiece cutout in the stationary remainder workpiece. For a process-safe removal of the cut-cut workpiece cutouts is ensured.
  • the completely cut workpiece cutouts are removed by gravity from the remainder of the workpiece. Accordingly, the workpiece cutouts fall or slip in the discharge direction. The need for handling the workpiece cutouts by means of complex handling devices is eliminated.
  • the cutting according to the invention by the flexibly applicable and process-safe separation process of punching and / or laser cutting takes place.
  • the preliminary separation cutting and the final separation cutting are performed by means of one and the same cutter. In particular, therefore, eliminates an additional transfer of the workpiece between the preparatory and the final cutting.
  • the device for carrying out the method can u. U. get along with a single cutter.
  • the remaining connection between the workpiece cutouts and the remaining workpiece is cut free by the final cutting along cutting lines according to claim 6, which are not arranged in mutual rectilinear extension to each other. Since cuts running in different directions can be made, the workpiece cut-outs to be cut together can be flexibly arranged with respect to each other.
  • the workpiece cutouts are arranged at the final cutting across an opening of a workpiece table supporting the workpiece. A fast and reliable removal of the workpiece cutouts is made possible.
  • a further measure for ensuring a high process reliability of the method according to the invention results from claim 8. Accordingly, the connection between the workpiece cutouts and the remainder workpiece is cut free by the preparatory cutting so that the workpiece cutouts remain surrounded by the remainder of the workpiece.
  • the remaining workpiece thus encloses the workpiece cutouts like a frame.
  • Frame-like remnant workpieces have an increased Stability against unwanted deformations. Such deformations can lead to collisions between the remaining workpiece and machine parts. Due to the increased stability of the residual workpiece such collisions are avoided and process-reliable workpiece machining is ensured.
  • the claims 9 and 10 relate to measures by which the time required for the final cutting and the removal of the cut-cut workpiece cutouts is reduced.
  • the residual connection according to the invention between the workpiece cutouts and the remaining workpiece is formed by a common connecting web.
  • the common connecting web By free cutting of the common connecting web, the workpiece cutouts are simultaneously completely cut free from the remainder of the workpiece. The thus cut workpiece cutouts are simultaneously removed from the remainder of the workpiece according to claim 10.
  • Figures Ia to Id a first sheet at different times in the course of a process for obtaining two
  • Figure 2 a second sheet with partially cut away
  • FIG. 3 is a perspective view of a laser
  • Punching press for obtaining sheet metal cutouts from a sheet metal.
  • a machine tool is used, as shown in FIG. 3 and as described in detail below.
  • Figure Ia shows the sheet 1 during the preparatory cutting.
  • the preparatory cutting takes place with moving sheet metal.
  • the two sheet metal cutouts 2, which in each case have three smaller punched holes, are still connected to the remaining workpiece 3 by a residual connection 4 at the time shown.
  • a cutting device of the used machine tool has a processing area 5.
  • the sheet metal cutouts 2 have been separated from the sheet 1 by separating cuts 6 made by the cutting device.
  • the remaining compound 4 between the two sheet metal sections 2 and the remainder of the workpiece 3 in the direction of cursing each other, d. H. rectilinearly extending cutting lines 7 is larger than the processing area 5 of the cutting device according to FIG. Consequently, the residual compound 4 can not be completely separated from the remainder of the workpiece 3 when the metal sheet 1 is stationary.
  • the sheet metal 1 is moved or repositioned relative to the cutting device such that the sheet metal area to be processed enters the processing area 5 of the cutting device. Based on the conditions according to FIG. 1a, the remaining connection 4 between the sheet metal cutouts 2 and the remaining work piece 3 is shortened in the direction of the cutting lines 7. For this purpose, while moving the sheet 1 relative to the cutting device, the sheet metal areas to be processed are brought into the processing area 5 of the cutting device. By means of the cutting device, the separating cuts 6 are lengthened in the direction of the cutting lines 7. Upon completion of the preparatory separation, the conditions set in FIG. 1b are established.
  • FIG. 1c shows sheet metal 1 with sheet-metal cutouts 2 cut free entirely from frame-type remaining workpiece 3. Starting from the situation according to FIG. 1c, the cut-away sheet metal cutouts 2 are simultaneously removed from the frame-like residual workpiece 3. In Id, the remaining workpiece 3 is shown after removal of the sheet metal cutouts 2.
  • the sheet metal cutouts 2 are cut free by the final cutting without intermediate movement of the sheet 1 of the remainder of the workpiece 3 and at the same time with unchanged position of the sheet 1 or remainder workpiece 3 discharged. Due to the joint production of two sheet metal cutouts 2, the production time per sheet section 2 is shortened compared to a single part production. The final free cutting and removal of the sheet metal cutouts 2 takes place at rest Sheet 1, in order to avoid undesired slipping of the completely cut-sheet metal cutouts 2 relative to the residual workpiece 3.
  • FIG. 2 shows further possibilities for releasing sheet metal cutouts from a sheet metal 10. All the sheet metal cutouts shown are in the state immediately before the final cutting cut. They are therefore still partially connected to the remainder of work 11. In the case of the sheet metal 10, the remaining work piece 11 of sheet metal cutouts assigned to one another comprises not only unprocessed sheet metal areas, but also each other, partially cutaway sheet metal cutouts.
  • Sheet metal cutouts 12 have been cut free during preparatory cutting in such a way from the remainder of the work piece 11 that they remain connected to the remainder of the work piece 11 via a common connecting web 13.
  • the joint connecting web 13 of the sheet metal cutouts 12 is cut free with the remaining workpiece 11 by means of the cutting device along the cutting lines 14.
  • the cutting lines 14 are arranged in this case parallel to each other.
  • sheet metal cutouts with other contours can also be cut free. This is exemplified by circular sheet metal cutouts 15. Cutting lines 16, along which the circular sheet metal cutouts 15 are cut free by the final cutting cut, have a curved course and consequently run in different directions. The same applies to cutting lines 17 of sheet metal cutouts 18th
  • Sheet metal cutouts 19 it can be seen how four sheet metal cutouts are to be cut free by preparatory cutting, so that they can be finally cut free when the sheet 10 is stationary.
  • Sheet metal cutouts 20 can each pair completely from the remaining work piece 11 are cut free, wherein between the final cutting edge of a pair and another pair, the sheet 10 must be moved linearly relative to the cutter only in its transverse direction.
  • the cut-together metal sheet cut-outs each have an identical shape. In principle, however, it is also possible to cut out blank sections of different shapes together.
  • FIG. 3 shows the machine tool designed as a laser stamping press 30, on which the above method for obtaining sheet metal cutouts from a metal sheet is carried out.
  • the laser punch press 30 has a conventional punching device 31 and a conventional laser cutting device 32 as cutting devices.
  • a sheet metal 33 to be processed is supported on a workpiece table 34 during workpiece machining.
  • the sheet 33 is displaced in the sheet metal plane with respect to the punching device 31 and the laser cutting device 32.
  • the sheet metal area to be processed in each case is displaced into the processing region of the punching device 31 or the laser cutting device 32.
  • sheet metal cutouts 36 are partially separated from a remaining work piece 37 by preliminary cutting, ie, the connection of the sheet metal cutouts 36 with the remaining work piece 37 is cut free, leaving a remaining joint 38.
  • the punching device 31 serves, alternatively or additionally, the laser cutting device 32. Both the punching device 31 and the laser cutting device 32 can also be used for the final cutting.
  • the processing area of the punching device 31 is defined by the size of punching tools 39 inserted on it.
  • the processing region of the laser cutting device 32 is essentially determined by the maximum travel paths of a movement unit, not shown, of the laser cutting device 32.
  • the partially cut-out sheet metal cutouts 36 are positioned for final cutting by means of the coordinate guide 35 with respect to the punching device 31 or the laser cutting device 32 in such a way that their residual connection 38 lies in the processing region of the relevant cutting device.
  • the residual compound 38 is positioned in such a way and the sheet metal cutouts 36 are cut free from the remainder of the workpiece 37 by the preparatory cutting, that the sheet metal cutouts 36, if their
  • Residual compound 38 is located in the processing area of one of the cutting devices, even largely over an opening 41 in the workpiece table 34 are arranged.
  • the opening 41 can be opened and closed by means of a flap 42.
  • the flap 42 is open, after the final cutting cut, the completely cut-out sheet metal cutouts 36 fall out of the remaining workpiece 37 under the action of gravity.
  • the sheet cutouts 36 are removed from the working area of the laser punch press 30 via a flap 42 and a chute 43. A particularly rapid removal of the sheet metal cutouts 36 takes place when the final cutting is performed with the flap 42 open.
  • the cut-free sheet metal cutouts 36 can also be removed from the remaining workpiece 37 by handling devices, not shown, for example by means of a suction frame. Since the final cutting takes place on the stationary sheet, the cut-sheet metal cut-outs can be set before the final cutting on the handling device. For example, suckers of a suction frame are placed immediately before the closing separating cutters created on the cut sheet metal cutouts. Thus, a process-safe removal of sheet metal cutouts is ensured.
  • cut-outs are also removed manually.
  • the machine must be stopped completely with every single manual removal. By at least two sheet metal cutouts are cut and removed together, the downtime of the machine can be reduced.
  • the control program is created using a programming system.
  • a programming software on which the programming system is based causes later workpiece machining to take place in accordance with the above method.
  • the programming software automatically detects or influences the mutual arrangement of the sheet metal cutouts, the separating cuts in the preparatory and final cutting and the removal process of the sheet metal cutouts, so that sheet metal cutouts are cut and removed together.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

Im Rahmen eines Verfahrens zur Gewinnung von wenigstens zwei Werkstückausschnitten (2) aus einem plattenartigen Werkstück (1), insbesondere von wenigstens zwei Blechausschnitten aus einem Blech, wird durch vorbereitendes Trennschneiden unter Bewegen des Werkstückes (1) die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (2) und dem Restwerkstück (3) mittels einer Schneideinrichtung teilweise, d. h. unter Belassen einer Restverbindung (4), freigeschnitten. Nach dem vorbereitenden Trennschneiden wird durch abschließendes Trennschneiden an dem ruhenden Werkstück (1) die Restverbindung (4) der Werkstückausschnitte (2) mit dem Restwerkstück (3) mittels einer Schneideinrichtung entlang wenigstens einer Schnittlinie (7) freigeschnitten. In Richtung dieser Schnittlinie(n) (7) wird durch das vorbereitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (2) und dem Restwerkstück (3) derart verkürzt, dass die verbleibende Restverbindung (4) der Werkstückausschnitte (2) mit dem Restwerkstück (3) in dem Bearbeitungsbereich (5) der Schneideinrichtung liegt, mittels derer das abschließende Trennschneiden ausgeführt wird. Nach dem abschließenden Trennschneiden werden die Werkstückausschnitte (2) von dem Restwerkstück (3) abgeführt.

Description

Verfahren zur Gewinnung von Werkstückausschnitten aus einem platten- artiαen Werkstück
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von wenigstens zwei Werkstückausschnitten aus einem plattenartigen Werkstück, insbesondere von wenigstens zwei Blechausschnitten aus einem Blech, wobei durch vorbereitendes Trennschneiden unter Bewegen des Werkstückes die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück mittels einer Schneideinrichtung teilweise, d. h. unter Belassen einer Restverbindung, freigeschnitten wird, wobei nach dem vorbereitenden Trennschnei- den durch abschließendes Trennschneiden an dem ruhenden Werkstück die Restverbindung der Werkstückausschnitte mit dem Restwerkstück mittels einer Schneideinrichtung entlang wenigstens einer Schnittlinie freigeschnitten wird und wobei die Werkstückausschnitte nach dem abschließenden Trennschneiden von dem Restwerkstück abgeführt werden. Ein derartiges Verfahren zur Gewinnung von Blechausschnitten aus einem Blech ist in DE-C-38 32 215 beschrieben. Im Rahmen des vorbekannten Verfahrens werden mittels einer Stanz- bzw. Nibbelvorrichtung eine Vielzahl von Trennschnitten an einem Blech erstellt. Hierzu wird das betref- fende Blech mittels einer Blechhandhabungsvorrichtung relativ zu der Stanz- bzw. Nibbelvorrichtung bewegt. Durch die Trennschnitte wird die Verbindung zwischen mehreren Blechausschnitten und einem Restwerkstück teilweise durchtrennt. Um die Blechausschnitte abschließend freizuschneiden, wird das Blech einer Blechtafelschere zugeführt. Die maximale Schnittlänge der Blechtafelschere entspricht wenigstens der Länge bzw. der Breite des zu bearbeitenden Bleches.
Die Blechtafelschere erstellt an dem ruhenden Blech einen abschließenden Trennschnitt, welcher sich über die gesamte Breite bzw. Länge des BIe- ches erstreckt. Mehrere entlang der Schnittlinie des abschließenden
Trennschnittes mit dem Restwerkstück verbundene Blechausschnitte werden infolgedessen gänzlich von dem Restwerkstück getrennt. Anschließend rutschen die so freigeschnittenen Blechausschnitte zum Abführen auf ein Förderband.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, das gegenüber dem vorbekannten Verfahren in seinen Einsatzmöglichkeiten erweitert ist.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Pa- tentanspruch 1. Demnach wird bereits durch das vorbereitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück in Richtung der Schnittlinie(n) des abschließenden Trennschneidens verkürzt. Diese Verkürzung ist derart bemessen, dass die verbleibende Restverbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück in dem Bearbeitungsbereich der Schneideinrichtung für das abschließende Trennschneiden liegt. Auf diese Weise ist es erfin- dungsgemäß möglich, auch Werkstücke zu bearbeiten, welche größer als der Bearbeitungsbereich der Schneideinrichtung für das abschließende Trennschneiden sind. Infolgedessen kann das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere mit herkömmlichen Werkzeugmaschinen durchgeführt werden, deren für das abschließenden Trennscheiden genutzte Schneideinrichtungen einen Bearbeitungsbereich aufweisen, der kleiner als das zu bearbeitende Werkstück ist.
Besondere Ausführungsarten des Verfahrens nach Patentanspruch 1 erge- ben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 10.
Nach Patentanspruch 2 wird die Restverbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück durch das abschließende Trennschneiden entlang der (den) gesamten Schnittlinie(n) gleichzeitig freige- schnitten. Beispielsweise erfolgt ein gleichzeitiges Freischneiden im Falle eines stanzenden Freischneidens mittels eines einzigen Stanzhubes eines Stanzstempels. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein bereits freigeschnittener Werkstückausschnitt während dem Freischneiden eines weiteren Werkstückausschnittes in dem ruhenden Restwerkstück verrutscht. Damit ist ein prozesssicheres Abführen der freigeschnittenen Werkstückausschnitte sichergestellt.
Im Rahmen des Verfahrens nach Patentanspruch 3 werden die gänzlich freigeschnittenen Werkstückausschnitte unter Schwerkraftwirkung von dem Restwerkstück abgeführt. Demgemäß fallen oder rutschen die Werkstückausschnitte in Abförderrichtung. Die Notwendigkeit einer Handhabung der Werkstückausschnitte mittels aufwändiger Handhabungsvorrichtungen entfällt. Im Falle des Verfahrens nach Patentanspruch 4 erfolgt das erfindungsgemäße Trennschneiden durch die flexibel einsetzbaren und prozesssicheren Trennverfahren des Stanz- und/oder des Laserschneidens.
Nach Patentanspruch 5 werden das vorbereitende Trennschneiden und das abschließende Trennschneiden mittels ein und derselben Schneideinrichtung durchgeführt. Insbesondere entfällt folglich ein zusätzlicher Transfer des Werkstückes zwischen dem vorbereitenden und dem abschließenden Trennschneiden. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann u. U. mit einer einzigen Schneideinrichtung auskommen.
Erfindungsgemäß wird nach Patentanspruch 6 die Restverbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück durch das abschließende Trennschneiden entlang Schnittlinien freigeschnitten, welche nicht in gegenseitiger geradliniger Verlängerung zueinander angeordnet sind. Da in unterschiedlichen Richtungen verlaufende Schnitte erstellt werden können, lassen sich die gemeinsam freizuschneidenen Werkstückausschnitte flexibel zueinander anordnen.
Gemäß Patentanspruch 7 werden die Werkstückausschnitte beim abschließenden Trennschneiden über einer Öffnung eines das Werkstück lagernden Werkstücktisches angeordnet. Ein schnelles und prozesssicheres Abführen der Werkstückausschnitte wird dadurch ermöglicht.
Eine weitere Maßnahme zur Gewährleistung einer hohen Prozesssicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus Patentanspruch 8. Demnach wird die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück durch das vorbereitende Trennschneiden derart freigeschnitten, dass die Werkstückausschnitte von dem Restwerkstück um- geben bleiben. Das Restwerkstück umschließt die Werkstückausschnitte also rahmenartig. Rahmenartige Restwerkstücke besitzen eine erhöhte Stabilität gegen unerwünschte Verformungen. Derartige Verformungen können zu Kollisionen zwischen dem Restwerkstück und Maschinenteilen führen. Durch die erhöhte Stabilität des Restwerkstückes werden derartige Kollisionen vermieden und eine prozesssichere Werkstückbearbeitung ist sichergestellt.
Die Patentansprüche 9 und 10 betreffen Maßnahmen, durch welche die für das abschließende Trennschneiden und das Abführen der freigeschnittenen Werkstückausschnitte benötigte Zeit reduziert wird. Nach Patentan- spruch 9 wird die erfindungsgemäße Restverbindung zwischen den Werkstückausschnitten und dem Restwerkstück durch einen gemeinsamen Verbindungssteg ausgebildet. Durch Freischneiden des gemeinsamen Verbindungssteges werden die Werkstückausschnitte gleichzeitig von dem Restwerkstück vollständig freigeschnitten. Die so freigeschnittenen Werkstück- ausschnitte werden nach Patentanspruch 10 gleichzeitig von dem Restwerkstück abgeführt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen
Figuren Ia bis Id: ein erstes Blech zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Laufe eines Verfahrens zur Gewinnung von zwei
Blechausschnitten,
Figur 2: ein zweites Blech mit teilweise freigeschnittenen
Blechausschnitten,
Figur 3: eine perspektivische Darstellung einer Laser-
Stanzpresse zur Gewinnung von Blechausschnitten aus einem Blech. In den Figuren Ia bis Id ist ein plattenartiges Werkstück in Form eines Bleches 1 bei der Gewinnung von zwei Werkstückausschnitten, im Speziellen von zwei Blechausschnitten 2, dargestellt. Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Werkzeugmaschine, wie sie in Figur 3 gezeigt und wie sie nachstehend im Einzelnen beschrieben ist.
Figur Ia zeigt das Blech 1 während des vorbereitenden Trennschneidens. Das vorbereitende Trennschneiden erfolgt bei bewegtem Blech.
Die beiden Blechausschnitte 2, welche jeweils drei kleinere Lochstanzungen aufweisen, sind zu dem dargestellten Zeitpunkt mit dem Restwerkstück 3 noch durch eine Restverbindung 4 verbunden. Eine Schneideinrichtung der verwendeten Werkzeugmaschine besitzt einen Bearbeitungsbereich 5.
Außer in dem Bereich der Restverbindung 4 sind die Blechausschnitte 2 durch von der Schneideinrichtung erstellte Trennschnitte 6 von dem Blech 1 getrennt worden. Die Restverbindung 4 zwischen den beiden Blechausschnitten 2 und dem Restwerkstück 3 in Richtung von miteinander fluch- tenden, d. h. gleichgerichtet verlaufenden Schnittlinien 7 ist gemäß Figur Ia größer als der Bearbeitungsbereich 5 der Schneideinrichtung. Folglich kann die Restverbindung 4 nicht bei ruhendem Blech 1 vollständig vom Restwerkstück 3 getrennt werden.
Um Trennschnitte 6 in einem bei der Position des Bleches 1 gemäß Figur Ia außerhalb des Bearbeitungsbereiches 5 liegenden Blechbereich zu erstellen, wird das Blech 1 gegenüber der Schneideinrichtung derart bewegt bzw. umpositioniert, dass der zu bearbeitende Blechbereich in den Bearbeitungsbereich 5 der Schneideinrichtung gelangt. Ausgehend von den Verhältnissen gemäß Figur Ia wird die Restverbindung 4 zwischen den Blechausschnitten 2 und dem Restwerkstück 3 in Richtung der Schnittlinien 7 verkürzt. Hierzu werden unter Bewegen des Bleches 1 gegenüber der Schneideinrichtung die zu bearbeitenden Blech- bereiche in den Bearbeitungsbereich 5 der Schneideinrichtung gebracht. Mittels der Schneideinrichtung werden die Trennschnitte 6 in Richtung der Schnittlinien 7 verlängert. Mit Beendigung des vorbereitenden Trenn- scheidens stellen sich die Verhältnisse gemäß Figur Ib ein.
In Figur Ib ist das Blech 1 nach dem vorbereitenden Trennschneiden und unmittelbar vor dem abschließenden Trennschneiden dargestellt. Die Blechausschnitte 2 sind nach wie vor mit dem sie umgebenden rahmenartigen Restwerkstück 3 verbunden. Die Restverbindung 4 liegt nun in dem Bearbeitungsbereich 5 der Schneideinrichtung. Das folgende, abschließen- de Trennschneiden der Blechausschnitte 2 wird entlang der Schnittlinien 7 bei ruhendem Blech 1 durchgeführt.
Figur Ic zeigt das Blech 1 mit gänzlich von dem rahmenartigen Restwerkstück 3 freigeschnittenen Blechausschnitten 2. Ausgehend von der Situati- on gemäß Figur Ic werden die freigeschnittenen Blechausschnitte 2 gleichzeitig von dem rahmenartigen Restwerkstück 3 abgeführt. In Figur Id ist das Restwerkstück 3 nach Entnahme der Blechausschnitte 2 dargestellt.
Die Blechausschnitte 2 werden durch das abschließende Trennschneiden ohne zwischenzeitliches Bewegen des Bleches 1 von dem Restwerkstück 3 freigeschnitten und zugleich bei unveränderter Position des Bleches 1 bzw. Restwerkstückes 3 abgeführt. Aufgrund der gemeinsamen Fertigung von zwei Blechausschnitten 2 verkürzt sich die Fertigungszeit pro Blechaus- schnitt 2 im Vergleich zu einer Einzelteilfertigung. Das abschließende Freischneiden und das Abführen der Blechausschnitte 2 erfolgt bei ruhendem Blech 1, um ein unerwünschtes Verrutschen der gänzlich freigeschnittenen Blechausschnitte 2 gegenüber dem Restwerkstück 3 zu vermeiden.
Weitere Möglichkeiten, Blechausschnitte aus einem Blech 10 freizuschnei- den, zeigt Figur 2. Alle dargestellten Blechausschnitte befinden sich in dem Zustand unmittelbar vor dem abschließenden Trennschneiden. Sie sind demnach noch teilweise mit dem Restwerkstück 11 verbunden. Im Falle des Bleches 10 umfasst das Restwerkstück 11 einander zugeordneter Blechausschnitte nicht nur unbearbeitete Blechbereiche, sondern auch je- weils andere, teilweise freigeschnittene Blechausschnitte.
Blechausschnitte 12 sind beim vorbereitenden Trennschneiden derart von dem Restwerkstück 11 freigeschnitten worden, dass sie über einen gemeinsamen Verbindungssteg 13 mit dem Restwerkstück 11 verbunden bleiben. Durch abschließendes Trennschneiden wird der gemeinsame Verbindungssteg 13 der Blechausschnitte 12 mit dem Restwerkstück 11 mittels der Schneideinrichtung entlang der Schnittlinien 14 freigeschnitten. Die Schnittlinien 14 sind in diesem Fall parallel zueinander angeordnet.
Neben rechteckigen Blechausschnitten können auch Blechausschnitte mit anderen Konturen freigeschnitten werden. Beispielhaft wird dies durch kreisförmige Blechausschnitte 15 verdeutlicht. Schnittlinien 16, entlang derer die kreisförmigen Blechausschnitte 15 durch das abschließende Trennschneiden freigeschnitten werden, besitzen einen gekrümmten Ver- lauf und verlaufen folglich in unterschiedlichen Richtungen. Gleiches gilt für Schnittlinien 17 von Blechausschnitten 18.
Anhand von Blechausschnitten 19 ist ersichtlich, in welcher Weise vier Blechausschnitte durch vorbereitendes Trennschneiden freizuschneiden sind, damit sie bei ruhendem Blech 10 abschließend freigeschnitten werden können. Blechausschnitte 20 können jeweils paarweise gänzlich von dem Restwerkstück 11 freigeschnitten werden, wobei zwischen dem abschließenden Trennschneiden eines Paares sowie eines weiteren Paares das Blech 10 lediglich in seiner Querrichtung linear gegenüber der Schneideinrichtung verschoben werden muss.
Im Falle der in Figur 2 beispielhaft dargestellten Blechausschnitte 12, 15, 18, 19 und 20 weisen die gemeinsam freigeschnittenen Blechausschnitte jeweils eine identische Form auf. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, Blechausschnitte unterschiedlicher Form gemeinsam abschließend freizu- schneiden.
Figur 3 zeigt die als Laser-Stanzpresse 30 ausgebildete Werkzeugmaschine, auf welcher das vorstehende Verfahren zur Gewinnung von Blechausschnitten aus einem Blech durchgeführt wird. Die Laser-Stanzpresse 30 weist als Schneideinrichtungen eine herkömmliche Stanzvorrichtung 31 und eine herkömmliche Laserschneidvorrichtung 32 auf. Ein zu bearbeitendes Blech 33 lagert während der Werkstückbearbeitung auf einem Werkstücktisch 34. Mittels einer herkömmlichen Koordinatenführung 35 wird das Blech 33 gegenüber der Stanzvorrichtung 31 und der Laser- schneidvorrichtung 32 in der Blechebene verschoben. Durch die Bewegung des Bleches 33 gegenüber der Stanzvorrichtung 31 und der Laserschneidvorrichtung 32 wird der jeweils zu bearbeitende Blechbereich in den Bearbeitungsbereich der Stanzvorrichtung 31 oder der Laserschneidvorrichtung 32 verschoben.
Zunächst werden Blechausschnitte 36, wie vorstehend beschrieben, durch vorbereitendes Trennschneiden teilweise von einem Restwerkstück 37 getrennt, d. h. die Verbindung der Blechausschnitte 36 mit dem Restwerkstück 37 wird unter Belassen einer Restverbindung 38 freigeschnitten. Zum vorbereitenden Trennschneiden dient die Stanzvorrichtung 31, alternativ oder ergänzend die Laserschneidvorrichtung 32. Sowohl die Stanzvorrichtung 31 als auch die Laserschneidvorrichtung 32 können auch für das abschließende Trennschneiden eingesetzt werden. Dabei wird der Bearbeitungsbereich der Stanzvorrichtung 31 durch die Größe von an ihr eingesetzten Stanzwerkzeugen 39 definiert. Der Bearbeitungsbereich der Laserschneidvorrichtung 32 wird im Wesentlichen durch die maximalen Verfahrwege einer nicht näher dargestellten Bewegungseinheit der Laserschneidvorrichtung 32 bestimmt. Mittels der Bewegungseinheit der Laserschneidvorrichtung 32 wird eine Laserschneiddüse 40 zu- sammen mit einem nicht dargestellten Laserschneidstrahl in der Blechebene gegenüber dem Blech 33 entlang den Schnittlinien über relativ kleine Verfahrwege bewegt.
Die teilweise freigeschnittenen Blechausschnitte 36 werden zum abschlie- ßenden Trennschneiden mittels der Koordinatenführung 35 derart gegenüber der Stanzvorrichtung 31 oder der Laserschneidvorrichtung 32 positioniert, dass ihre Restverbindung 38 in dem Bearbeitungsbereich der betreffenden Schneideinrichtung liegt.
Bei dem abschließenden Trennschneiden durch Stanzschneiden werden Trennschnitte erstellt, indem eine Schneidkante an einem Stanzstempel bei einem Stanzhub auf eine der Restverbindungen 38 einwirkt. Dabei wird die betreffende Restverbindung 38 entlang sämtlicher Schnittlinien weitgehend gleichzeitig durchtrennt. Im Falle des Stanzschneidens mittels einer in Hubrichtung des Arbeitshubes geneigten Schneidkante an einem schergeschrägten Schneidstempel wird der Trennschnitt zwar entlang sämtlicher Schnittlinien während eines einzigen Stanzhubes erstellt. Das Durchtrennen der Restverbindung 38 zwischen dem Blech 33 und den Blechausschnitten 36 erfolgt aber zeitlich gestreckt. Beim abschließenden Trennschneiden durch Laserschneiden wird ein Trennschnitt durch kontinuierliches Verfahren des Laserschneidstrahles entlang der Schnittlinien mittels der nicht dargestellten Bewegungseinheit erstellt. Folglich wird das Blech 33, vergleichbar mit dem Stanzschneiden mittels eines schergeschrägten Schneidstempels, an verschiedenen Stellen entlang der Schnittlinien zeitlich versetzt durchtrennt.
Die Restverbindung 38 ist derart positioniert und die Blechausschnitte 36 werden derart durch das vorbereitende Trennschneiden von dem Rest- Werkstück 37 freigeschnitten, dass die Blechausschnitte 36, wenn ihre
Restverbindung 38 im Bearbeitungsbereich einer der Schneideinrichtungen liegt, selbst weitgehend über einer Öffnung 41 in dem Werkstücktisch 34 angeordnet sind.
Die Öffnung 41 ist mittels einer Klappe 42 offen- und schließbar. Bei geöffneter Klappe 42 fallen nach dem abschließenden Trennschneiden die gänzlich freigeschnittenen Blechausschnitte 36 unter Schwerkraftwirkung aus dem Restwerkstück 37. Über eine Klappe 42 und eine Rutsche 43 werden die Blechausschnitte 36 aus dem Arbeitsbereich der Laser- Stanzpresse 30 abgeführt. Ein besonders schnelles Abführen der Blechausschnitte 36 erfolgt, wenn das abschließende Trennschneiden bei geöffneter Klappe 42 durchgeführt wird.
Alternativ zu dem Ausschleusen durch die Öffnung 41 des Werkstückti- sches 34 können die freigeschnittenen Blechausschnitte 36 auch durch nicht dargestellte Handhabungsvorrichtungen, beispielsweise mittels eines Saugerrahmens, aus dem Restwerkstück 37 entnommen werden. Da das abschließende Trennschneiden am ruhenden Blech erfolgt, können die freizuschneidenden Blechausschnitte bereits vor dem abschließenden Trennschneiden an der Handhabungsvorrichtung festgelegt werden. Beispielsweise werden Sauger eines Saugerrahmens unmittelbar vor dem ab- schließenden Trennschneiden an die freizuschneidenen Blechausschnitte angelegt. Somit ist eine prozesssichere Entnahme der Blechausschnitte sichergestellt.
Häufig werden freigeschnittene Blechausschnitte auch manuell entnom- men. Aus Sicherheitsgründen muss bei jeder einzelnen manuellen Entnahme die Maschine vollständig angehalten werden. Indem zumindest zwei Blechausschnitte gemeinsam freigeschnitten und entnommen werden, werden die Stillstandzeiten der Maschine reduziert.
Unabhängig von der Art und Weise des Abführens der Blechausschnitte 36 werden alle während eines abschließenden Trennschneidvorgangs freigeschnittenen Blechausschnitte 36 aus dem Restwerkstück 37 entnommen, bevor das Blech 33 für eine nachfolgende Werkstückbearbeitung mittels der Koordinatenführung 35 erneut bewegt wird. Dadurch wird ein uner- wünschtes Verrutschen der freigeschnittenen Blechausschnitte 36 gegenüber dem Restwerkstück 37 vermieden.
Die zuvor beschriebenen Abläufe an der Laser-Stanzpresse 30 werden mittels einer numerischen Steuereinheit 44 aufeinander abgestimmt ge- steuert. Hierzu wird ein in der numerischen Steuereinheit 44 hinterlegtes Steuerprogramm abgearbeitet.
Das Steuerprogramm wird mit Hilfe eines Programmiersystems erstellt. Bei der Generierung des Steuerprogramms bewirkt eine dem Program- miersystem zugrunde liegende Programmiersoftware, dass eine spätere Werkstückbearbeitung gemäß dem vorstehenden Verfahren erfolgt. Die Programmiersoftware ermittelt bzw. beeinflusst automatisch die gegenseitige Anordnung der Blechausschnitte, die Trennschnitte bei dem vorbereitenden und abschließenden Trennschneiden sowie den Entnahmevorgang der Blechausschnitte, so dass Blechausschnitte gemeinsam freigeschnitten und entnommen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Gewinnung von wenigstens zwei Werkstückausschnitten (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) aus einem plattenartigen Werkstück (1, 10, 33), insbesondere von wenigstens zwei Blechausschnitten aus einem Blech, wobei durch vorbereitendes Trennschneiden unter Bewegen des Werkstückes (1, 10, 33) die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) und dem Restwerkstück (3, 11, 37) mittels einer Schneideinrichtung (31, 32) teilweise, d. h. unter Belassen einer Restverbindung (4, 14, 38), freigeschnitten wird, wobei nach dem vorbereitenden Trennschneiden durch abschließendes Trennschneiden an dem ruhenden Werkstück (1, 10, 33) die Restverbindung (4, 14, 38) der Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) mit dem Restwerkstück (3, 11, 37) mittels einer Schneideinrichtung (31, 32) entlang wenigstens einer Schnittlinie (7, 14, 16, 17) freigeschnitten wird und wobei die Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) nach dem abschließenden Trennschneiden von dem Restwerkstück (3, 11, 37) abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch das vorbe- reitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) und dem Restwerkstück (3, 11, 37) in Richtung der Schnittlinie(n) (7, 14, 16, 17) des abschließenden Trennschneidens derart verkürzt wird, dass die verbleibende Restverbindung (4, 14, 38) der Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) mit dem Restwerkstück (3, 11, 37) in einem Bearbeitungsbereich (5) der Schneideinrichtung (31, 32) liegt, mittels derer das abschließende Trennschneiden ausgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass durch das abschließende Trennschneiden die Restverbindung (4, 14, 38) der
Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) mit dem Rest- werkstück (3, 11, 37) entlang der (den) gesamten Schnittlinie(n) (7, 14, 16, 17) gleichzeitig freigeschnitten wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20,
36) nach dem abschließenden Trennschneiden von dem Restwerkstück (3, 11, 37) durch Schwerkraftwirkung abgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das vorbereitende Trennschneiden und/oder das abschließende Trennschneiden stanzend und/oder laserschneidend durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das vorbereitende Trennschneiden und das abschließende Trennschneiden mittels ein und derselben Schneideinrichtung (31, 32) durchgeführt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass durch das abschließende Trennschneiden die
Restverbindung entlang Schnittlinien (14, 16, 17) freigeschnitten wird, welche in unterschiedlichen Richtungen verlaufen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass bei dem abschließenden Trennschneiden die
Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) über einer Öffnung (41) in einem das Werkstück lagernden Werkstücktisch (34) angeordnet werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das vorbereitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) und dem Restwerkstück derart freigeschnitten wird, dass die Werkstückausschnitte (2, 12, 15, 17, 19, 20, 36) von dem Restwerkstück (3, 11, 37) umgeben bleiben.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das vorbereitende Trennschneiden die Verbindung zwischen den Werkstückausschnitten (12, 20) und dem Restwerkstück unter Belassen eines Verbindungssteges (gemeinsa- mer Verbindungssteg) (13) zwischen den Werkstückausschnitten
(12, 20) und dem Restwerkstück (11) freigeschnitten wird, welcher die Restverbindung zwischen mehreren Werkstückausschnitten (12, 20) und dem Restwerkstück (11) herstellt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das abschließende Trennschneiden der gemeinsame Verbindungssteg (13) zwischen den Werkstückausschnitten (12, 20) und dem Restwerkstück (11) freigeschnitten wird und die derart gänzlich freigeschnittenen Werkstückausschnitte (12, 20) von dem Restwerkstück (11) gleichzeitig abgeführt werden.
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