CH665792A5

CH665792A5 - Bezugssystem fuer eine draht-funkenerosions-maschine.

Info

Publication number: CH665792A5
Application number: CH1283/85A
Authority: CH
Inventors: Boerje Ramsbro
Original assignee: 3R Management Ab
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1988-06-15
Also published as: SE8401635D0; DE8508484U1; SE454491B; DE3510419C2; DE3510419A1; JPS60217034A; SE8401635L; US4656326A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung befasst sich mit einem Bezugssystem zur Befestigung eines Werkstücks auf einer Draht-Funkenerosions-Maschine. Heute bekannte Systeme dieser Art besitzen, (wie nachfolgend verdeutlicht) eine Vielzahl von Nachteilen.

Das Prinzip der Draht-Funkenerosions-Bearbeitung, durch welche es möglich ist, harte Metalle mit grosser Genauigkeit und grosser geometrischer Freiheit in der Formgebung zu bearbeiten, hat neue Möglichkeiten in der Werk-zeugfabrikation eröffnet. Auch eine schnelle Herstellung von Prototypteilen und die Erzeugung von kleinen geometrischen Systemen bei der Anfertigung von Elektroden für Senk-Funkenerosions-Bearbeitung sind charakteristische Eigenschaften, die mit der Draht-Funkenerosions-Bearbeitung verbunden sind. Der Anwendungsbereich erstreckt sich deshalb zuerst auf die Anfertigung von Einzelstücken von stark veränderlicher Gestalt und Gewicht, meistens mit sehr hohen Anforderungen an die Arbeitstoleranzen. Die Anforderungen bezüglich Flexibilität, Genauigkeit und Schnelligkeit beim Rüsten und Richten von Werkstücken in der Draht-Funkenerosions-Maschine sind deshalb sehr hoch. Der Draht-Funkenerosions-Bearbeitungsprozess ist ausserdem durch hohe Kapitalkosten und eine relativ niedrige Bearbeitungsgeschwindigkeit charakterisiert. Da sich die Maschine sehr gut für automatischen Betrieb eignet, ist selbstverständlich, dass die Fertigungskosten durch einen möglichst hohen Nutzungsgrad der Maschine gesenkt werden. Dieser hohe Nutzungsgrad erfordert jedoch, dass die Rüstzeit minimiert werden kann. Die Positionierung eines Werkstückes in einer Draht-Funkenerosions-Maschine ist heute das Hauptproblem beim Rüsten, insbesondere wenn man die unterschiedlichen Dimensionen dieser Werkstücke und die oft erheblichen Anforderungen an die Tolerenz berücksichtigt. Selbst unter den im Markt vorhandenen Rüstmitteln, welche in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Wahl und Einstellung am Maschinenwerktisch, ein festgelegtes Bezugssystem zur Werkstückbefestigung darstellen, ist keine Ausrüstung vorhanden, die die vollständige Nutzung der geometrischen und der Förderkapazität der Maschine mit der Hilfe eines Einheitsgrundbezugssystems zur Positionierung und Haltung des Werkstückes ermöglicht. Bisher bekannte Rüstoder Trägersysteme müssen in Abhängigkeit von der Dimension des Werkstücks ausgewählt werden und werden zwecks Bildung eines Einheitsbezugssystems zur Positionierung des Werkstückes in der Maschine in ihrer Position justiert. Deshalb war es nicht möglich, den gesamten Anwendungsbereich der Maschine ohne teures erneutes Rüsten und Ausrichten auf neue Bezugssysteme für neue Werkstücke in der Maschine zu nutzen. Durch die Erfindung, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche dargestellt ist, kann unter Benutzung eines Grundbezugsystems und eines Sekundärbezugsystems jede Werkstückform mit einer sehr hohen Genauigkeit und einem vergleichsweise geringen Zeitaufwand positioniert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsformen unter Bezug auf Zeichnungen im einzelnen beschrieben, von denen Fig. 1 eine Draufsicht auf das Grundbezugssystem mit einem Sekundärbezugssystem bei geplanter Anbringung am Werkstück der Maschine, Fig. 2 eine Seitenansicht der Systeme und Fig. 3 eine andere Ausführungsart des Grundbezugssystems und des Sekundärbezugssystems darstellen.

In den Fig. 2 und 3 bezeichnet 1 den Werktisch der Maschine. Gemäss den erläuternden Beispielen ist das Grundbezugssystem darauf gesetzt. Es besteht aus zwei parallelen Trägern 2. Die Träger 2 sind auf den Werktisch 1 gespannt und bilden jeweils eine ebene, sich parallel zur Oberfläche des Werktisches 1 erstreckende feste, räumlich gut definierte Grundbezugsfläche 3. Die Träger besitzen eine grosse Tragfähigkeit. Aus jeder der Grundbezugsflächen 3 erhebt sich je ein Schwalbenschwanzprofil 4, so dass die beiden Schwalbenschwanzprofile 4 sich parallel zueinander erstrecken.

Weiterhin ist im gezeigten Beispiel (siehe Fig. 1) jeder Träger an demjenigen Ende mit einer Schulter 5 versehenen (solch eine Schulter ist in Fig. 2 mit einer gestrichelten Linie angedeutet), welches quer zur Längserstreckung des Schwalbenschwanzprofils 4 liegt. An dem diesem Ende gegenüberliegenden Ende kann eine weitere Schulter 5 vorgesehen sein. Jede Schulter 5 erhebt sich mindestens über die Grundbezugsfläche, vorzugsweise auch über das Schwalbenschwanzprofil 4, endet jedoch unterhalb der Nullhöhe 9 der Maschine. Die Schulter 5 bildet somit eine Referenz für die y- Richtung auf der Grundbezugsfläche 3.

Fig. 1 zeigt in den Trägern 2 vorgesehene Löcher 6 zur Befestigung der Träger auf dem Werktisch mittels Bolzen in

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einer an sich bekannten Weise. Die Grundbezugsfläche 3 ist über dem Werktisch auf einer bestimmten Höhe angeordnet und definiert auf diese Weise die Grundreferenz für die z-Richtung. Durch das Schwalbenschwanzprofil 4 wird die Grundbezugsfläche 3 in zwei sich beiderseits des Schwalbenschwanzprofils 4 erstreckende in einer Ebene liegende Grundbezugsflächenabschnitte 3a, 3b unterteilt. Diese Grundbezugsflächenabschnitte 3a, 3b bilden gemeinsam die erwähnte Grundreferenz für die z-Richtung. Als Grundreferenz für die x-Richtung dient eine der ebenen Flanken des Schwalbenschwanzprofils, im gezeigten Beispiel die von dem jeweils gegenüberliegenden Träger 2 wegweisende Bezugsflanke 4a. Somit stellt das Schwalbenschwanzprofil 4 eine Referenz für die x-Richtung dar. Das Grundbezugssystem ist so geformt, dass keine geometrische oder gewichtsmässige Begrenzung der Maschinenkapazität vorhanden ist. Ausserdem ist das Grundbezugssystem ausserhalb des geometrischen Arbeitsbereichs der Maschine und unterhalb der Arbeitshöhe der unteren Drahtführung der Maschine, der Nullhöhe, angeordnet, die in den Fig. 2 und 3 mit der Strichpunktlinie 9 bezeichnet ist.

Ein sekundäres Bezugssystem kann aus den Bezugsteilen 10 bestehen, die mit dem jeweiligen Träger 2 zusammenwirken. Jedes dieser Bezugsteile 10 besitzt in seiner Unterseite je eine Schwalbenschwanznut, die mit dem Schwalbenschwanzprofil 4 derart zusammenwirken, dass eine der Flanken der Schwalbenschwanznut die Bezugsfläche 4a unterfassen kann. Die Stellung des Bezugsteiles 10 in der x- Richtung ist deshalb eindeutig definiert. Beiderseits der Schwalbenschwanznut weist jedes Bezugsteil 10 ebene und in einer Ebene liegende Standflächen auf, mit denen das Bezugsteil 10 auf den Grundbezugsflächenabschnitten 3a, 3b wie dargestellt (Fig. 2) ruht. Damit ist die Stellung des Bezugsteiles 10 auch in z-Richtung definiert. Die Schulter 5 wird verwendet, um die Position des Bezugsteils 10 in der y-Richtung zu definieren. Durch an sich bekannte Hilfsmittel können die Bezugsteile 10 in einer bestimmten Position an den Trägern 2 arretiert werden.

Fig. 1 zeigt vier Bezugsteile 10, eine Brücke 11, die sich zwischen einem ersten Paar der Bezugsteile erstreckt, und eine andere, schmalere Brücke 12, die sich zwischen dem anderen Paar der Bezugsteile 10 erstreckt.. Die Stellung der jeweiligen Brücken 11,12 in senkrechter Richtung ist durch Bezugsstücke 13 definiert, die auf den Unterseiten der Bezugsteile 10 angebracht sind. Die Positionierung der jeweiligen Brücke in y-Richtung ist durch Schultern 14 bestimmt und die jeweilige Brücke wird durch Arretierungsmittel 15 in ihrer Position verankert. In dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Beispiel besitzen die Brücken 11 und 12 ebenfalls Bezugsstücke 16. Weiterhin zeigt das Beispiel, dass die untere Ebene der Bezugsstücke 13 und 16 die früher erwähnte Nullinie 9 bestimmt.

Durch Auswahl von feststehenden Distanzstücken (Bezugsteile 10) oder mittels einstellbarer Bauteile, welche ausserhalb der Maschine vermessen werden können, kann das Sekundärbezugssystem exakt ausgebildet werden, das das Werkstück unabhängig von seiner Gestalt eindeutig mit einer sehr grossen Genauigkeit positioniert. Selbstverständlich kann das Werkstück somit in der Weise, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, in der exakten Position mit Hilfe weiterer Distanzbauteile und Befestigungsmittel befestigt werden.

Auf diese Art kann mit dem Grundbezugssystem das Sekundärbezugssystem zur Positionierung und Haltung des Werkstückes ausserhalb der Maschine aufgebaut werden. Mittels feststehender Zubehörteile oder durch Justierung von Zubehörteilen, welche ausserhalb der Maschine vermessen werden können, und zusammen das Sekundärbezugssystem bilden, ist es möglich, auf diese Weise jeden Werkstücktyp innerhalb des Kapazitätsbereichs der Maschine und in deren senkrechtem Arbeitsbereich zu positionieren.

Fig. 3 zeigt ein Grundbezugssystem in Form eines durch einen Distanzsockel 16 getragenen Trägers 2, wobei auf dem Grundbezugssystem das Sekundärbezugssystem angeordnet ist aus den ausserhalb der Maschine gegeneinander justierbaren Zubehörteilen 17—21 besteht, womit das Werkstück 22 in die beabsichtigte Position gebracht wird. Die Teile 17 — 21 können mit Führungen (Schwalbenschwänze und entsprechende Schwalbenschwanznuten), die für die beabsichtigte Funktion in zweckmässiger Weise angebracht sind, und mit Arretierungsmitteln an sich bekannter Ausführungsarten versehen sein. Die Zubehörteile besitzen Bezugsflächen und Bezugsschultern zur genauen Festlegung der x-, y- und z-Richtungen in genauer Beziehung zu dem in der Maschine genau festgelegten Grundbezugssystem. Wie in Fig. 3 bezeichnet, kann das Grundbezugssystem auf diese Weise aus lediglich einem Träger mit einem möglichen Distanzsockel bestehen und das Sekundärbezugssystem aus Zubehörteilen, die an diesem separaten Träger befestigt sind.

Das Grundbezugssystem ist in der x-Richtung auch der Grundwinkelbezug in der Grundebene, wodurch es möglich ist, die horizontale Winkelposition jedes Werkstückes in einem Sekundärbezugssystem mittels geeigneter Zubehörteile festzulegen.

Die zu dem Grundbezugs- und Sekundärbezugssystem gehörenden Bauteile können im Rahmen der Erfindung auch in anderen Ausführungsarten, als die hier gezeigten, ausgeführt sein, um sicherzustellen, dass die grundlegende Idee der Erfindung gewahrt bleibt, solange durch diese anderen Ausführungsarten vom Erfindungsgedanken Gebrauch gemacht wird. Die Zeichnung, die Zusammenfassung sowie die Ansprüche sind als selbstständige Offenbarungsmittel der Erfindung zu betrachten.

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PATENTANSPRÜCHE

1. Bezugssystem zur Befestigung eines Werkstücks auf einer Draht-Funkenerosions-Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein dauerhaft montiertes und in Abhängigkeit von der Koordinatenbewegung der Maschine eindeutig justiertes Grundbezugssystem, welches eine Grundbezugsfläche (3) bildet, die eine über der Höhe des Arbeitstisches (1) aber ganz unter dem vertikalen Arbeitsbereich der Maschine angeordnete Ebene bestimmt und Endanschläge (4, 5) zur Bildung der die x- und y-Richtungen der Ebene bestimmenden Referenzen enthält, sowie ein Sekundärbezugssystem vorgesehen sind, das befestigte, separate Bezugsteile (10—12,

17 — 21) aufweist, welche direkt oder ausserhalb der Maschine zusammengesetzt auf das Grundbezugssystem montiert, eine feste, gewünschte und vorgegebene Höhe innerhalb des vertikalen Arbeitsbereiches der Maschine bestimmen.
2. Bezugssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundbezugssystem mindestens zwei Träger (2) aufweist, die mit einem an der nach oben weisenden Fläche (3) angeordneten, die Ebene bestimmenden und längs des Trägers (2) verlaufenden Schwalbenschwanzprofil versehen sind.
3. Ein Bezugssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundbezugssystem zwei parallele Träger (2) aufweist, die mit an der nach oben weisenden Fläche (3) angeordneten, die Ebene bestimmende und längs der Träger verlaufende Schwalbenschwanzprofilen versehen sind.
4. Bezugssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärbezugssystem mindestens ein Bezugsbauteil (10,17) aufweist, welches an einem Träger (2) feststellbar ist und Nuten besitzt, die mit dem Schwalbenschwanzprofil (4) zusammenwirken.
5. Bezugssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bezugsbauteil zwei Teile (10), die dem betreffenden Träger anfügbar sind, und eine Brücke (11,12) aufweist, die sich zwischen diesen erstreckt und an den genannten Teilen feststellbar ist.
6. Bezugssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Brücke (11,12) mittels zusätzlicher Teile (16) die unterste Ebene (9) bestimmt, in welcher die Maschine arbeiten kann.
7. Bezugssystem nach einem der Ansprüche 3 — 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Anschläge durch die Schwalbenschwanznuten (4) und der andere durch eine Schulter (5) gebildet ist, welche mindestens an einem Ende des betreffenden Trägers (2) feststellbar ist.