AT516843B1

AT516843B1 - Verfahren zum Bearbeiten von zumindest zwei Werkstücken, welche auf einem drehbaren Werkstückträger gespannt sind sowie Werkstückträger und Bearbeitungsmaschine hierfür

Info

Publication number: AT516843B1
Application number: ATA50481/2015A
Authority: AT
Inventors: Reinhard Schachinger
Original assignee: Fill Gmbh
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2016-09-15
Also published as: AT516843A4; MX2016007397A; PL417503A1; DE102016110617A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bearbeiten von zumindest zwei Werkstücken (8a, 8b) mit Hilfe eines rotierenden Werkzeugs (4) einer Bearbeitungsmaschine (2) angegeben. Während des Bearbeitungsprozesses wird der Werkstückträger (5) quer zu einer Spindelachse (B) der Bearbeitungsmaschine (2) gedreht. Die zumindest zwei Werkstücke (8a, 8b) sind dabei in Richtung der Drehachse (A) des Werkstückträgers (5) zueinander versetzt gespannt. Weiterhin wird ein Werkstückträger (5) zur Durchführung des genannten Verfahrens angegeben, welcher zumindest zwei Spannvorrichtungen (7a, 7b) aufweist, welche in Richtung der Drehachse (A) des Werkstückträgers (5) zueinander versetzt angeordnet sind.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von zumindest zwei Werkstücken, welche auf einem drehbaren Werkstückträger gespannt sind, mit Hilfe eines rotierenden Werkzeugs einer Bearbeitungsmaschine. Dabei wird ein erstes Werkstück mit einem rotierenden Werkzeug der Bearbeitungsmaschine bearbeitet, der Werkstückträger gedreht und ein weiteres Werkstück mit einem rotierenden Werkzeug der Bearbeitungsmaschine bearbeitet. Zudem betrifft die Erfindung einen Werkstückträger mit einer Zentrierung um eine Drehachse des Werkstückträgers, Mitteln zum Eingriff eines Antriebs einer Bearbeitungsmaschine und zumindest zwei Spannvorrichtungen, mit deren Hilfe zumindest zwei Werkstücke gleichzeitig am Werkstückträger spannbar beziehungsweise fixierbar sind. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Bearbeitungssystem, welches eine Bearbeitungsmaschine mit einer Spindel zur Aufnahme eines rotierenden Werkzeugs sowie einen Werkstückträger der genannten Art umfasst.

[0002] Ein solches Verfahren, ein solcher Werkstückträger sowie eine solche Bearbeitungsmaschine sind grundsätzlich bekannt. Beispielsweise können Fräs- und/oder Bohrmaschinen mit einem drehbaren Werkstückträger ausgestattet sein, welcher Spannvorrichtungen für mehrere Werkstücke aufweist. Denkbar ist auch, dass in einer Fertigungsstraße mehrere solcher Werkstückträger vorhanden sind, mit denen die darauf gespannten Werkstücke von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert werden. Dadurch können Werkstücke vergleichsweise rationell hergestellt werden.

[0003] Die DE 202 12 865 U1 offenbart in diesem Zusammenhang eine Vorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken, welche zwei Spannvorrichtungen aufweist, in denen jeweils ein Werkstück einspannbar ist. Die Spannvorrichtungen sind radial um eine gemeinsame Drehachse drehbar.

[0004] Die EP1967319A1 offenbart weiterhin eine weitere Vorrichtung zum gleichzeitigen Aufspannen mehrerer Werkstücke auf einer drehbaren Grundplatte eines Bearbeitungszentrums.

[0005] Nachteilig ist an dem bekannten System die eingeschränkte Bearbeitungsmöglichkeit. In der Regel können die Werkstücke auf diese Weise nur von oben bearbeitet werden (das heißt, die Spindelachse und die Drehachse des Werkstückträgers sind zueinander parallel ausgerichtet) oder von der Außenseite des Werkstückträgers her. Es ist aber zum Beispiel nicht möglich, Bohrungen anzufertigen und beidseitig zu entgraten beziehungsweise beidseitig Senkungen anzufertigen, ohne die Werkstücke umzuspannen, im speziellen Bohrungen, die in der Fig. 1 gezeigten Lage angefertigt sind. Der Hersteller etwas komplexerer Bauteile steht also vor der Wahl, entweder nur ein Werkstück pro Werkstückträger zu spannen oder die Werkstücke zwischen Bearbeitungsschritten umzuspannen. Beides vermindert die Produktivität und verteuert die hergestellten Produkte. Insbesondere bei der Massenproduktion führen jedoch schon geringe Erhöhungen des Produktpreises zu erheblichen Wettbewerbsnachteilen.

[0006] Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zum Bearbeiten von zumindest zwei Werkstücken, einen verbesserten Werkstückträger sowie eine verbesserte Bearbeitungsmaschine anzugeben. Insbesondere sollen die auf dem Werkstückträger gespannten Werkstücke gut zugänglich und nach Möglichkeit ohne Umspannen herstellbar sein.

[0007] Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Werkstückträger quer zu, insbesondere normal auf, eine Spindelachse der Bearbeitungsmaschine gedreht wird und alle Werkstücke in Richtung der Drehachse des Werkstückträgers zueinander versetzt gespannt sind.

[0008] Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung mit einem Werkstückträger der eingangs genannten Art gelöst, bei dem alle Spannvorrichtungen respektive alle für die zumindest zwei Werkstücke vorgesehenen Positionen in Richtung der Drehachse des Werkstückträgers zueinander versetzt angeordnet sind.

[0009] Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch durch ein Bearbeitungssystem gelöst, welches eine Bearbeitungsmaschine mit einer Spindel zur Aufnahme eines rotierenden Werkzeugs umfasst sowie einen Werkstückträger der oben genannten Art.

[0010] Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist die Zugänglichkeit zu den Werkstücken besonders gut. Vorteilhaft können die auf dem Werkstückträger gespannten Werkstücke auch auf einer zum Zentrum des Werkstückträgers weisenden Fläche gut bearbeitet werden. Insbesondere können auf diese Weise auch Bohrungen von beiden Seiten entgratet oder Senkungen an diesen hergestellt werden, ohne dass dazu die Werkstücke umgespannt werden müssten, im Speziellen Bohrungen, die in der Fig. 1 gezeigten Lage angefertigt sind. Dadurch kann die Produktivität insgesamt erhöht werden, da in einer Fertigungsstraße relativ viele Werkstücke auf relativ wenigen Werkstückträgern unterwegs sein können und die Fertigung der Werkstücke in den allermeisten Fällen in einer Aufspannung erfolgen kann.

[0011] An dieser Stelle wird angemerkt, dass es bei der Drehung des Werkstückträgers im Wesentlichen auf die Stellungen desselben bei der Bearbeitung der Werkstücke ankommt. Das heißt, die Spindelachse der Bearbeitungsmaschine steht bei der Bearbeitung definitionsgemäß quer (insbesondere normal) auf die Drehachse des Werkstückträgers, und die Bearbeitung findet in zumindest zwei verschiedenen Lagen des Werkstückträgers statt. Die Drehbewegung als solche kann, wenn der Werkstückträger geschwenkt wird, auch parallel zur Spindelachse erfolgen, solange Bearbeitungsschritte der genannten Art ausgeführt werden. Selbstverständlich sind zusätzliche Bearbeitungsschritte, bei denen die Spindelachse und die Drehachse des Werkstückträgers parallel stehen, nicht ausgeschlossen.

[0012] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.

[0013] Günstig ist es, wenn die zumindest zwei Werkstücke in Richtung der Drehachse des Werkstückträgers in einem Abstand zueinander versetzt gespannt werden, welcher zumindest der Erstreckung eines Werkstücks in Richtung der genannten Drehachse entspricht. Dadurch ist eine besonders gute Zugänglichkeit der Werkstücke gewährleistet.

[0014] Vorteilhaft ist es auch, wenn die zumindest zwei Werkstücke in einer Richtung normal auf die Drehachse des Werkstückträgers voneinander beabstandet gespannt werden. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn die zumindest zwei Spannvorrichtungen respektive die für die zumindest zwei Werkstücke vorgesehenen Positionen auf dem Werkstückträger in einer Richtung normal auf die Drehachse des Werkstückträgers voneinander beabstandet angeordnet sind. Dadurch sind auch jene Flächen der Werkstücke, welche quer und insbesondere normal zur Achse des Werkstückträgers ausgerichtet sind, für die Bearbeitung gut zugänglich.

[0015] Vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen einem Wechsel der zu bearbeiteten Werkstücke durch Drehen des Werkstückträgers maximal ein Werkzeugwechsel erfolgt. Die Werkstücke können auf diese Weise rationell hergestellt werden, insbesondere bei Verwendung von Bearbeitungsmaschinen mit großen Werkzeugmagazinen, bei denen der Werkzeugwechsel länger dauert als das Drehen des Werkstückträgers.

[0016] Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn ein Werkzeugwechsel erst dann erfolgt, wenn alle Werkstücke auf dem Werkstückträger mit einem (einzigen) Werkzeug bearbeitet wurden. Mit anderen Worten erfolgt die Bearbeitung eines jeden weiteren Werkstücks nach dem Drehen des Drehtellers ohne Werkzeugwechsel. Die Bearbeitung eines jeden weiteren Werkstücks erfolgt somit mit demselben rotierenden Werkzeug, mit dem auch das erste Werkstück bearbeitet wurde. Die Werkstücke können auf diese Weise noch rationeller hergestellt werden, insbesondere bei Verwendung von Bearbeitungsmaschinen mit großen Werkzeugmagazinen, bei denen der Werkzeugwechsel länger dauert als das Drehen des Werkstückträgers.

[0017] Günstig ist es weiterhin, wenn lauter gleiche Werkstücke auf dem Werkstückträger gespannt werden. Auf diese Weise können die Werkstücke besonders rationell hergestellt werden, insbesondere wenn dabei die Anzahl der bei der Bearbeitung nötigen Werkzeugwechsel gering gehalten oder sogar minimiert wird.

[0018] Besonders günstig ist es aber auch, wenn verschiedene, jedoch funktional zusammengehörige Werkstücke auf dem Werkstückträger gespannt werden. Auf diese Weise können bauteilübergreifende Toleranzprobleme verringert werden, die den Zusammenbau von mehre ren Werkstücken/Bauteilen erschweren. Solche Probleme können beispielsweise von systematisch ungenauen Maschinenachsen herrühren (z.B. von einer falschen Längenmessung aufgrund eines linearen Messfehlers) oder aus Temperatureinflüssen, Werkzeugabnutzung und ähnlichem resultieren. Werden funktional zusammengehörige Bauteile/Werkstücke auf verschiedenen Maschinen oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten hergestellt, so können sich die oben genannten Fehler unter ungünstigen Umständen aufaddieren und, wie erwähnt, das Zusammenwirken und/oder den Zusammenbau der funktional zusammengehörigen Werkstücke erschweren. "Funktional zusammengehörige Werkstücke” sind im Rahmen der Erfindung Werkstücke, die bei der späteren bestimmungsgemäßen Benutzung Zusammenwirken. Beispielsweise können darunter Werkstücke verstanden werden, die bei der späteren Nutzung formschlüssig ineinandergreifen.

[0019] Günstig ist es auch, wenn ein Werkstück gespannt wird, dessen Länge wenigstens zehnmal größer ist als dessen Breite und wenigstens zehnmal größer ist als dessen Höhe. Mit anderen Worten weist das gespannte Werkstück in einer Dimension eine Erstreckung auf, die wenigstens zehnmal größer ist als die Erstreckung in den beiden anderen Dimensionen. Das vorgestellte Verfahren eignet sich für diese Klasse von Werkstücken besonders gut, da diese auf nur wenigen Werkstückträgern kompakt angeordnet werden können. Im Stand der Technik muss dagegen häufig, ein Werkstück pro Werkstückträger gespannt werden, um die Zugänglichkeit des Werkstücks bei der Bearbeitung zu verbessern. Dies führt aber bei einem Bearbeitungssystem dazu, dass bei gegebener Länge einer Fertigungsstraße nur wenige Werkstücke unterwegs sein können, oder im Umkehrschluss eine Fertigungsstraße bei gegebener Anzahl an Werkstücken sehr lang ausfällt.

[0020] Günstig ist es darüber hinaus, wenn sich ein Werkstück in einer normal zur Achse des Werkstückträgers liegenden Richtung weiter erstreckt, als eine Spannvorrichtung, mit deren Hilfe das Werkstück am Werkstückträger gespannt wird. Mit anderen Worten ist das Werkstück nicht auf ganzer Länge gespannt. Dadurch ist einerseits das gespannte Werkstück gut zugänglich, andererseits wird dadurch auch der Zugang zu einem dahinter liegenden, anderen Werkstück erleichtert.

[0021] Vorteilhaft ist es zudem, wenn alle Werkstücke in derselben Lage auf dem Werkstückträger gespannt werden. Dadurch braucht der Werkstückträger nicht jedes Mal gedreht werden, wenn die Bearbeitung von einem Werkstück auf ein anderes Werkstück wechselt. Stattdessen können alle Werkstücke von einer Seite fertiggestellt werden, bevor eine Drehung des Werkstückträgers erfolgt.

[0022] Vorteilhaft ist es aber auch, wenn alle Werkstücke um die Achse des Werkstückträgers zueinander verdreht gespannt werden. Insbesondere wenn mehr als zwei Werkstücke pro Werkstückträger gespannt sind, ist der für den Wechsel eines Werkstücks notwendige Drehwinkel relativ klein und der Wechsel kann somit besonders schnell erfolgen.

[0023] Vorteilhaft ist es aber auch, wenn auf dem Werkstückträger einander gegenüberliegende Werkstücke in Richtung der Drehachse des Werkstückträgers zueinander versetzt gespannt werden, zumindest zwei einander nicht gegenüberliegende Werkstücke aber ohne einen solchen Versatz gespannt werden. Dadurch erstreckt sich die Anordnung der Werkstücke in der Achse des Werkstückträgers nicht so weit. Bei beispielsweise vier Werkstücken pro Werkstückträger erstreckt sich die Anordnung der Werkstücke in der Drehachse des Werkstückträgers nur halb so weit wie bei einer Anordnung der Werkstücke, bei der alle Werkstücke in Richtung der Drehachse des Werkstückträgers zueinander versetzt gespannt werden.

[0024] Generell können die Werkstücke auf dem Werkstückträger zum Beispiel mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder magnetisch gespannt werden.

[0025] An dieser Stelle wird zudem angemerkt, dass sich die zu dem vorgestellten Verfahren offenbarten Ausführungsvarianten und die daraus resultierenden Vorteile gleichermaßen auf den vorgestellten Werkstückträger respektive auf das vorgestellte Bearbeitungssystem beziehen und umgekehrt.

[0026] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0027] Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: [0028] Fig. 1 ein beispielhaftes und schematisch dargestelltes Bearbeitungssystem mit einer

Bearbeitungsmaschine und einem drehbaren Werkstückträger von schräg oben und [0029] Fig. 2 den Werkstückträger aus Fig. 1 von schräg unten.

[0030] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0031] Fig. 1 zeigt ein Bearbeitungssystem 1, das eine Bearbeitungsmaschine 2 mit einer Spindel 3 zur Aufnahme eines rotierenden Werkzeugs 4 sowie einen Werkstückträger 5 umfasst, von schräg oben. Der Werkstückträger 5 umfasst eine Grundplatte 6 sowie darauf angeordnete Spannvorrichtungen 7a, 7b, mit deren Hilfe ein erstes Werkstück 8a und ein zweites Werkstück 8b gespannt sind. Das Spannen erfolgt hier beispielhaft mit Schrauben 9a, 9b, selbstverständlich sind aber beispielsweise auch pneumatische, hydraulische oder magnetische Spannvorrichtungen gleichwertig einsetzbar. In dem Beispiel ist der Werkstückträger 5 zudem auf einer optionalen Halterung 10 angeordnet.

[0032] Das Werkzeug 4 ist um eine erste Achse A drehbar, der Werkstückträger 5 um eine zweite Achse B und die optionale Halterung 10 um eine dritte Achse C. Die Spindelachse A der Bearbeitungsmaschine 1 ist quer zur Werkstückträgerachse B ausgerichtet, insbesondere - wie in der Fig. 1 dargestellt - normal/rechtwinkelig auf die Werkstückträgerachse B. In Richtung dieser Werkstückträgerachse B gesehen, also im dargestellten Beispiel in Richtung z, sind die beiden Werkstücke 8a, 8b zueinander versetzt gespannt.

[0033] Die Fig. 2 zeigt den Werkstückträger 5 von schräg unten. Insbesondere sind in der Fig. 2 eine optionale Zentrierung 11 sowie zwei Bohrungen 12 zu sehen, welche Mittel zum Eingriff eines Antriebs der Bearbeitungsmaschine 1 bilden. Beispielsweise kann es sich bei dem Werkstückträger 5 um ein mobiles Modul handeln, das bei Bedarf zur Bearbeitungsmaschine 1 transportiert und dort gespannt wird. Denkbar ist insbesondere, dass in einem Bearbeitungssystem respektive auf einer Fertigungsstraße mehrere solcher Werkstückträger 5 vorhanden sind, die mit Hilfe eines Förderbands oder ähnlicher Fördermittel von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation transportiert wird. Mit Hilfe von Bolzen, welche in die Bohrungen 12 eingreifen, kann der Werkstückträger 5 gedreht werden. Selbstverständlich können auch andere Mittel zu diesem Zweck vorgesehen sein. Beispielsweise könnte im Bereich der Zentrierung 11 eine Verzahnung vorgesehen sein, in die ein Ritzel der Bearbeitungsmaschine 1 eingreift.

[0034] Ein Verfahren zum Bearbeiten der beiden Werkstücke 8a, 8b weist insbesondere folgende Verfahrensschritte auf: [0035] In einem ersten Schritt werden zumindest zwei zu bearbeitenden Werkstücke 8a, 8b auf dem Werkstückträger 5 gespannt, und zwar in z-Richtung versetzt zueinander. In einem zweiten Schritt wird der Werkstückträger 5 mit den gespannten Werkstücken 8a, 8b in den Wirkbereich der Bearbeitungsmaschine 2 bewegt, sofern sich dieser nicht schon im genannten Wirkbereich befindet. In einem weiteren Schritt wird das erste Werkstück 8a mit dem rotierenden Werkzeug 4 der Bearbeitungsmaschine 2 bearbeitet. Beispielsweise kann es sich bei dem Werkzeug 4 um einen Bohrer, Fräser oder Senker handeln. Sodann wird der Werkstückträger 5 gedreht und das zweite Werkstück 8b mit dem Werkzeug 4 (oder auch einem anderen Werkzeug 4) bearbeitet.

[0036] Wie erwähnt, sind die beiden Spannvorrichtungen 7a, 7b respektive die für die zwei Werkstücke 8a, 8b vorgesehenen Positionen in Richtung der Drehachse A des Werkstückträgers 5 zueinander versetzt angeordnet. Daher können beide Werkstücke 8a, 8b in einer Aufspannung allseitig bearbeitet werden. Lediglich im Bereich der Spannvorrichtungen 7a, 7b können die Werkstücke 8a, 8b nur einseitig bearbeitet werden. Vorteilhaft können auf diese Weise beispielsweise Senkungen an Bohrungen in den Werkstücken 8a, 8b, die in der x-Richtung, y-Richtung oder in einer aus diesen beiden Komponenten zusammengesetzten Richtung verlaufen, beidseitig angefertigt werden.

[0037] Vorzugsweise werden die beiden Werkstücke 8a, 8b in einem Abstand in Richtung der Drehachse A des Werkstückträgers zueinander versetzt gespannt, welcher zumindest der Erstreckung eines Werkstücks 8a, 8b in Richtung der genannten Drehachse A entspricht. Mit anderen Worten entspricht der Höhenversatz der beiden Werkstücke 8a, 8b in z-Richtung zumindest der Erstreckung des ersten Werkstücks 8a in dieser Richtung, also dessen Höhe. Auf diese Weise kann auch das zweite Werkstück 8b auf der Rückseite auf der vollen Höhe bearbeitet werden.

[0038] Grundsätzlich können die Werkstücke 8a, 8b direkt übereinander gespannt werden, von Vorteil ist es aber, wenn die beiden Spannvorrichtungen 7a, 7b respektive die für die zumindest zwei Werkstücke 8a, 8b vorgesehenen Positionen in einer Richtung normal auf die Drehachse A des Werkstückträgers 5 voneinander beabstandet angeordnet sind und somit die beiden Werkstücke 8a, 8b in einer Richtung normal auf die Drehachse A des Werkstückträgers 5 voneinander beabstandet gespannt werden. In der Fig. 1 ist dies die x-Richtung. Auf diese Weise können die Oberseiten oder auch die Unterseiten der Werkstücke 8a, 8b gut bearbeitet werden. Insbesondere können Bohrungen in Richtung der Achse A des Werkstückträgers 5 hergestellt werden, wenn der Werkstückträger 5 mit Hilfe der drehbaren Halterung 10 um 900 verschwenkt wird.

[0039] Generell wird zu der Fig. 1 angemerkt, dass es sich bei dem gezeigten Bearbeitungssystem 1 um eine stark vereinfachte und rein schematische Darstellung handelt. In dem konkret dargestellten Beispiel wird angenommen, dass das Werkzeug 4 respektive ein Bearbeitungskopf in x-, y- und z-Richtung verschoben werden kann, wohingegen der Werkstückträger 5 und die Halterung 10 gedreht werden können. Dadurch wird ein 5-Achs-Bearbeitungssystem 1 realisiert, mit dem die allermeisten Bearbeitungsaufgaben bewältigt werden können. Die Mechanik zur Bewegung des Werkzeugs 4, des Werkstückträgers 5 und der Halterung 10 ist an sich bekannt und daher nicht im Detail dargestellt. Beispielsweise kann der Bearbeitungskopf Teil einer Portalfräse oder einer Universalfräsmaschine sein. Parallelkinematische Antriebe und Antriebe basierend auf serieller Kinematik sind gleichermaßen einsetzbar. Wenn der Werkstückträger 5 nicht mobil ist und sich entlang einer Fertigungsstraße bewegt, sondern stationär im Bewegungsbereich der Bearbeitungsmaschine 2 verbleibt, entspricht dessen Funktion im Wesentlichen der eines Rundtisches. Die Drehachse A des Werkstückträgers 5 ist zwar vorteilhafter vertikal ausgerichtet, zwingend ist dies aber nicht. Denkbar ist vielmehr auch, dass die Achse A des Werkstückträgers 5 horizontal ausgerichtet ist.

[0040] Neben der dargestellten Bauform eines Bearbeitungssystems 1 sind selbstverständlich auch andere Bauformen möglich. Beispielsweise können der Bearbeitungskopf und damit das Werkszeug 4 um eine Achse oder mehrere Achsen schwenkbar sein. Das heißt, die Lage der Spindelachse B im Raum kann verändert werden. Denkbar ist auch, dass die Halterung 10 nicht drehbar ist, sondern starr. Möglich ist beispielsweise auch, dass der Bearbeitungskopf und damit das Werkzeug 4 (bis auf dessen Drehbewegung um die Spindelachse B) still stehen und stattdessen der Werkstückträger 5 respektive die Halterung 10 in einer oder mehreren der Richtungen x, y und/oder z bewegt werden kann.

[0041] In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel sind zwei gleiche Werkstücke 8a und 8b gespannt. Auf diese Weise können die Werkstücke 8a, 8b besonders rationell hergestellt werden, insbesondere wenn dabei die Anzahl der bei der Bearbeitung nötigen Werkzeugwechsel gering gehalten oder sogar minimiert wird. Dies ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht die einzig vorstellbare Möglichkeit.

[0042] Günstig ist es nämlich auch, wenn verschiedene, jedoch funktional zusammengehörige Werkstücke 8a, 8b auf dem Werkstückträger 5 gespannt werden. Auf diese Weise können bauteilübergreifende Toleranzprobleme verringert werden, die den Zusammenbau von mehreren Werkstücken 8a, 8b / Bauteilen erschweren. Solche Probleme können beispielsweise durch systematisch ungenaue Maschinenachsen (z.B. einer falschen Längenmessung aufgrund eines linearen Messfehlers), Temperatureinflüssen, Werkzeugabnutzung und ähnlichem verursacht sein. Werden funktional zusammengehörige Bauteile / Werkstücke 8a, 8b auf verschiedenen Maschinen oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten hergestellt, so können sich die oben genannten Fehler unter ungünstigen Umständen aufaddieren und, wie erwähnt, das Zusammenwirken und/oder den Zusammenbau der funktional zusammengehörigen Werkstücke 8a, 8b erschweren. Durch die quasi gleichzeitige Bearbeitung solcher Werkstücke 8a, 8b auf einer Bearbeitungsmaschine 2 können Probleme der genannten Art praktisch ausgeschlossen werden.

[0043] In der Fig. 1 sind lediglich zwei Werkstücke 8a und 8b auf dem Werkstückträger 5 gespannt. Dies ist jedoch nicht die einzig vorstellbare Möglichkeit. Denkbar ist auch, dass mehr als zwei Werkstücke 8a und 8b auf dem Werkstückträger 5 gespannt, sind. Dabei gibt es wiederum mehrere Möglichkeiten: [0044] Möglich ist es, alle Werkstücke 8a, 8b in derselben Lage auf dem Werkstückträger 5 zu spannen. Würde in der Fig. 1 ein drittes Werkstück auf dem Werkstückträger 5 gespannt werden, so wäre dies parallel zu den beiden anderen Werkstücken 8a, 8b ausgerichtet. Dadurch braucht der Werkstückträger 5 nicht jedes Mal gedreht werden, wenn die Bearbeitung von einem Werkstück 8a, 8b auf ein anderes Werkstück 8a, 8b wechselt. Stattdessen können alle Werkstücke 8a, 8b von einer Seite fertiggestellt werden, bevor eine Drehung des Werkstückträgers 5 erfolgt.

[0045] In diesem Fall ist es insbesondere auch von Vorteil, wenn alle Werkstücke 8a, 8b in Richtung der Drehachse A des Werkstückträgers 5 zueinander versetzt gespannt werden. Ein drittes, in der Fig. 1 hinzukommendes Werkstück würde somit weder auf Höhe des ersten Werkstücks 8a, noch auf Höhe des zweiten Werkstücks 8b positioniert werden, sondern auf anderer Höhe. Dadurch ist die Zugänglichkeit zu allen Werkstücken 8a, 8b besonders gut.

[0046] Denkbar ist es aber auch, wenn alle Werkstücke 8a, 8b um die Achse des Werkstückträgers 5 zueinander verdreht gespannt werden. Beispielsweise könnten vier Werkstücke 8a, 8b um jeweils 90° zueinander verdreht auf dem Werkstückträger 5 angeordnet sein, beispielsweise in Form eines Rings oder in Form eines Sterns. Der für den Wechsel eines Werkstücks 8a, 8b notwendige Drehwinkel des Werkstückträgers 5 ist somit relativ klein, und der Wechsel des Werkstücks 8a, 8b kann somit besonders schnell erfolgen. Denkbar ist wiederum, dass alle Werkstücke 8a, 8b auf unterschiedlicher Höhe positioniert werden, was sich insbesondere bei sternförmiger Anordnung der Werkstücke 8a, 8b auf dem Werkstückträger 5 anbietet.

[0047] Denkbar ist aber auch, dass auf dem Werkstückträger 5 einander gegenüberliegende Werkstücke 8a, 8b in Richtung der Drehachse A des Werkstückträgers 5 zueinander versetzt gespannt werden, zumindest zwei einander nicht gegenüberliegende Werkstücke 8a, 8b aber ohne einen solchen Versatz gespannt werden. Diese Möglichkeit bietet sich insbesondere für die ringförmige Anordnung der Werkstücke 8a, 8b auf dem Werkstückträger 5 an. Dadurch erstreckt sich die Anordnung der Werkstücke 8a, 8b in der Achse A des Werkstückträgers 5 weniger weit als dies bei einer Anordnung der Werkstücke 8a, 8b der Fall wäre, bei der alle Werkstücke 8a, 8b in Richtung der Drehachse A des Werkstückträgers 5 zueinander versetzt gespannt werden. Selbstverständlich ist aber auch letzteres möglich.

[0048] Generell ist es von Vorteil, wenn zwischen einem Wechsel der zu bearbeiteten Werkstücke 8a, 8b durch Drehen des Werkstückträgers 5 maximal ein Wechsel des Werkzeugs 4 erfolgt. Die Werkstücke 8a, 8b können auf diese Weise rationell hergestellt werden, insbesondere bei Verwendung von Bearbeitungsmaschinen 2 mit großen Werkzeugmagazinen, bei denen der Werkzeugwechsel länger dauert als das Drehen des Werkstückträgers 5. Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Werkzeugwechsel erst dann erfolgt, wenn alle Werkstücke 8a, 8b auf dem Werkstückträger 5 mit einem (einzigen) Werkzeug 4 bearbeitet wurden. Die Werkstücke 8a, 8b können auf diese Weise noch rationeller hergestellt werden, insbesondere unter obiger Annahme.

[0049] Generell ist es auch von Vorteil, wenn die Länge des Werkstücks 8a, 8b wenigstens zehnmal größer ist als dessen Breite und wenigstens zehnmal größer ist als dessen Höhe, so wie dies in der Fig. 1 der Fall ist. Die Vorteile des vorgestellten Verfahrens treten an dieser Stelle besonders hervor, da dadurch mehrere längliche Werkstücke 8a, 8b kompakt auf einem Werkstückträger 5 gespannt werden können. Bei gegebener Länge einer Fertigungsstraße können somit sehr viele Werkstücke 8a, 8b unterwegs sein, wodurch die Produktivität gesteigert wird. Im Umkehrschluss kann eine Fertigungsstraße bei gegebener Anzahl an Werkstücken 8a, 8b sehr kurz ausfallen, wodurch Investitionskosten verringert werden.

[0050] Generell ist es auch von Vorteil, wenn sich ein Werkstück 8a, 8b in einer normal zur Achse A des Werkstückträgers 5 liegenden Richtung y weiter erstreckt, als eine Spannvorrichtung 7a, 7b, mit dessen Hilfe das Werkstück 8a, 8b am Werkstückträger 5 gespannt wird. Mit anderen Worten ist das Werkstück 8a, 8b nicht auf ganzer Länge gespannt. In der Fig. 1 wird ist dadurch nicht nur das zweite gespannte Werkstück 8b gut zugänglich, sondern es wird auch der Zugang zum ersten Werkstück 8a erleichtert, wenn dies nach einer Drehung des Werkstückträgers 5 um 180° hinter dem zweiten Werkstück 8b liegt. Bei ausreichender Länge des Werkzeugs 4 kann dieses unter dem zweiten Werkstück 8b hindurch geführt werden und die Rückseite des ersten Werkstücks 8a bearbeiten und beispielsweise eine in der x-Richtung verlaufende Bohrung entgraten.

[0051] In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass sich Richtungsangaben, die das Werkstück 8a, 8b betreffen, jeweils auf die dargestellte Lage des Werkstücks 8a, 8b beziehen und dass diese Lageangaben bei Drehung des Werkstückträgers 5 entsprechend anzupassen sind. Beispielsweise ist eine Bohrung, die in der in der Fig. 1 dargestellten Lage in x-Richtung verläuft, nach einer Drehung des Werkstückträgers 5 um 90° in y-Richtung ausgerichtet und so weiter. Ähnlich verhält es sich bei einer Drehung der Halterung 10.

[0052] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Werkstückträgers 5 und eines erfindungsgemäßen Bearbeitungssystems 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

[0053] Insbesondere wird festgehalten, dass die dargestellten Vorrichtungen in der Realität auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen können.

[0054] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass der Werkstückträger 5 und das Bearbeitungssystems 1 zum besseren Verständnis teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

[0055] Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

[0056] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass der Werkstückträger 5 und das Bearbeitungssystems 1 zum besseren Verständnis teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

[0057] Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Bearbeitungssystem 2 Bearbeitungsmaschine 3 Spindel 4 Werkzeug 5 Werkstückträger 6 Grundplatte 7a, 7b Spannvorrichtung 8a, 8b Werkstück 9a, 9b Schraube 10 Halterung 11 Zentrierung 12 Bohrung A Achse Werkstückträger B Spindelachse C Drehachse Halterung

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Bearbeiten von zumindest zwei Werkstücken (8a, 8b), welche auf einem drehbaren Werkstückträger (5) gespannt sind, mit Hilfe eines rotierenden Werkzeugs (4) einer Bearbeitungsmaschine (2), umfassend die Schritte Bearbeiten eines ersten Werkstücks (8a) mit einem rotierenden Werkzeug (4) der Bearbeitungsmaschine (2), Drehen des Werkstückträgers (5) und Bearbeiten eines weiteren Werkstücks (8b) mit einem rotierenden Werkzeug (4) der Bearbeitungsmaschine (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (5) quer zu einer Spindelachse (B) der Bearbeitungsmaschine (2) gedreht wird und alle Werkstücke (8a, 8b) in Richtung der Drehachse (A) des Werkstückträgers (5) zueinander versetzt gespannt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Werkstücke (8a, 8b) in Richtung der Drehachse (A) des Werkstückträgers (5) in einem Abstand zueinander versetzt gespannt werden, welcher zumindest der Erstreckung eines Werkstücks (8a, 8b) in Richtung der genannten Drehachse (A) entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Werkstücke (8a, 8b) in einer Richtung normal auf die Drehachse (A) des Werkstückträgers (5) voneinander beabstandet gespannt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Wechsel der zu bearbeiteten Werkstücke (8a, 8b) durch Drehen des Werkstückträgers (5) maximal ein Wechsel des Werkzeugs (4) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel des Werkzeugs (4) erst dann erfolgt, wenn alle Werkstücke (8a, 8b) auf dem Werkstückträger (5) mit diesem Werkzeug (4) bearbeitet wurden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass lauter gleiche Werkstücke (8a, 8b) auf dem Werkstückträger (5) gespannt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene, jedoch funktional zusammengehörige Werkstücke (8a, 8b) auf dem Werkstückträger (5) gespannt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstück (8a, 8b) gespannt wird, dessen Länge (y) wenigstens zehnmal größer ist als dessen Breite (x) und wenigstens zehnmal größer ist als dessen Höhe (z).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Werkstück (8a, 8b) in einer normal zur Achse (A) des Werkstückträgers (5) liegenden Richtung (y) weiter erstreckt, als eine Spannvorrichtung (7a, 7b), mit deren Hilfe das Werkstück (8a, 8b) am Werkstückträger (5) gespannt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Werkstücke (8a, 8b) in derselben Lage auf dem Werkstückträger (5) gespannt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Werkstücke (8a, 8b) um die Achse (A) des Werkstückträgers (5) zueinander verdreht gespannt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Werkstückträger (5) einander gegenüberliegende Werkstücke (8a, 8b) in Richtung der Drehachse (A) des Werkstückträgers (5) zueinander versetzt gespannt werden, zumindest zwei einander nicht gegenüberliegende Werkstücke (8a, 8b) aber ohne einen solchen Versatz gespannt werden.
13. Werkstückträger (5), umfassend eine Zentrierung (11) um eine Drehachse (A) des Werkstückträgers (5), Mittel (12) zum Eingriff eines Antriebs einer Bearbeitungsmaschine (2) und zumindest zwei Spannvorrichtungen (7a, 7b), mit deren Hilfe zumindest zwei Werkstücke (8a, 8b) gleichzeitig am Werkstückträger (5) fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass alle Spannvorrichtungen (7a, 7b) respektive alle für die zumindest zwei Werkstücke (8a, 8b) vorgesehenen Positionen in Richtung der Drehachse (A) des Werkstückträgers (5) zueinander versetzt angeordnet sind.
14. Werkstückträger (5) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Spannvorrichtungen (7a, 7b) respektive die für die zumindest zwei Werkstücke (8a, 8b) vorgesehenen Positionen in einer Richtung normal auf die Drehachse (A) des Werkstückträgers (5) voneinander beabstandet angeordnet sind.
15. Bearbeitungssystem (1), umfassend eine Bearbeitungsmaschine (2) mit einer Spindel (3) zur Aufnahme eines rotierenden Werkzeugs (4) sowie einen Werkstückträger (5) nach Anspruch 13 oder 14. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen