DE10107969A1

DE10107969A1 - Positioner device for work pieces in machine tools has holder fastened to base plate via continuously adjustable adjusting member

Info

Publication number: DE10107969A1
Application number: DE2001107969
Authority: DE
Inventors: Harald Jun Geffers
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-29

Abstract

The device has a holder with clamping element fastened to a base plate with esp. threaded bore fixing points. The holder (2) is fixed to the base plate (4) via an adjusting member (3,5), which is continuously adjustable and may be locked in any position between neighboring fixing points. The adjusting member has a slide, a threaded spindle, a locking device, and a scale. The holder is formed as a column, fixed to the base plate via tongue and groove fastening.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Aufnahme zum Positionieren eines zu bearbeitenden Werkstückes mittels eines Spannelementes, welches an einer, mit regelmäßig zueinander beabstandeten, insbesondere als Gewindebohrungen ausgeführten Fixierpunkten ausgestatteten Grundplatte fixierbar ist.The invention relates to a device with a receptacle for positioning a machining workpiece by means of a clamping element, which on a, with regularly spaced apart, especially as threaded holes Executed fixing points equipped base plate can be fixed.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise durch die DE 41 32 655 A1 bekannt, welche zum Positionieren des Werkstückes ein System aus miteinander zu verbindenden Bauteilen, beispielsweise Säulen oder Kragarme, die auf der Grundplatte zur Verwirklichung von Auflagepunkten fixierbar sind, aufweist. Hierzu ist eine als Führungsschlitz ausgeführte Führungsbahn vorgesehen, in der ein als Gleitstück ausgeführtes Führungselement des weiteren Bauteiles zwangsführbar ist. Im Verlauf der Führungsbahn sind in definierten Abständen Rastpunkte vorgesehen, an denen ein Formschluß herstellbar ist. Zusätzlich kann durch eine Drehbewegung um eine zu der Führungsbahn senkrechte Achse ein Kraftschluß durch Verklemmen herbeigeführt werden. Auf der Grundplatte können so in einfacher Weise auch Säulen angebracht werden, die auf das Werkstück abgestimmte Auflagepunkte, beispielsweise auch einen Kugelkopf, aufweisen.Such a device is known for example from DE 41 32 655 A1, which to position the workpiece, a system of interconnected Components, such as columns or cantilevers, which are used on the base plate Realization of support points can be fixed. For this, one is as Guide slot designed guideway provided in which a as a slider executed guide element of the other component can be positively guided. In the course of Guide tracks are provided at defined intervals, at which a Form fit can be produced. In addition, by rotating one to the other The vertical axis of the guideway causes a frictional connection by jamming become. Columns can also be easily attached to the base plate be the support points matched to the workpiece, for example also one Ball head.

Durch die DE 34 02 260 A1 ist eine im Baukastensystem aufgebaute Fixiervorrichtung bekannt, deren Grundplatte ein Raster aus äquidistanten, rechtwinkligen T-Nuten aufweist. In diese T-Nuten lassen sich Aufbauelemente einsetzen, die mit Stiften formschlüssig in die Nuten eingreifen. Im Kreuzungspunkt der T-Nuten sind Gewindebohrungen angeordnet, in denen die Aufbauelemente in ihrer Position festgelegt werden können.DE 34 02 260 A1 is a fixing device constructed in a modular system known, the base plate is a grid of equidistant, right-angled T-slots having. Construction elements can be used in these T-slots, with pins engage positively in the grooves. At the intersection of the T-slots are Tapped holes arranged in which the structural elements are fixed in their position can be.

Weiterhin zeigt die DE 33 41 542 A1 eine Spanneinrichtung zur Verwendung an Bearbeitungsstationen von Werkzeugmaschinen, die mit einer Grundplatte ausgestattet ist, die in regelmäßigen Abständen Raster bildende Gewindebohrungen aufweist. Furthermore, DE 33 41 542 A1 shows a tensioning device for use Processing stations of machine tools equipped with a base plate is, which has grid-forming threaded holes at regular intervals.

Versetzt zu dem Raster der Gewindebohrungen ist ein weiteres Raster angeordnet, welches aus verschließbaren Hydraulikversorgungsanschlüssen besteht, die im Inneren der Grundplatte durch Leitungen miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann auf die Verlegung von störenden Hydraulikleitungen auf der Oberseite der Grundplatte verzichtet werden.Another grid is arranged offset from the grid of the threaded bores, which consists of lockable hydraulic supply connections, which are inside the base plate are connected to each other by cables. That way you can the laying of disruptive hydraulic lines on the top of the base plate to be dispensed with.

Eine weitere Grundplatte offenbart die DE 38 19 339 A1, wobei die Grundplatte zusätzlich zu einem Raster von gleich verteilten Gewindebohrungen zur kraft- oder formschlüssigen Fixierung in der Aufspannebene eine Profilierung aufweist, durch die eine einfache Positionierung eines Spannelementes in Raststufen zwischen den Gewindebohrungen vorgenommen werden kann.Another base plate is disclosed in DE 38 19 339 A1, the base plate in addition to a grid of equally distributed threaded holes for force or positive fixation in the clamping plane has a profile through which a simple positioning of a clamping element in locking steps between the Tapped holes can be made.

Ferner ist durch die EP 03 38 460 A2 eine Grundplatte für Werkstückhalterungen bekannt, bei der regelmäßige zur Fixierung bestimmte zylindrische Aussparungen elastisch verformbar sind, um auf diese Weise Toleranzen ausgleichen zu können.Furthermore, EP 03 38 460 A2 is a base plate for workpiece holders known in the regular cylindrical recesses intended for fixation are elastically deformable in order to be able to compensate for tolerances in this way.

Als nachteilig bei den genannten Vorrichtungen hat es sich erwiesen, daß insbesondere bei komplexen Werkstücken die erforderliche Vorbereitung und Abstimmung der Aufnahme mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist. Dabei müssen üblicherweise einzelne individuell an das Werkstück angepaßte Aufnahmen angefertigt werden, die dann an den Gewindebohrungen der Grundplatte befestigt werden. Daher eignen sich die bekannten Vorrichtungen nur eingeschränkt für kleine Serien bzw. den Bau von Prototypen, weil dabei bereits geringfügige Veränderungen des Werkstückes eine Neukonstruktion des Spannelementes erforderlich machen.It has been found to be disadvantageous in the devices mentioned that, in particular in the case of complex workpieces, the necessary preparation and coordination of the Recording is associated with considerable effort. This usually requires individual recordings that are individually adapted to the workpiece are made then be attached to the threaded holes in the base plate. Therefore are suitable the known devices only limited for small series or the construction of Prototypes, because even minor changes to the workpiece Make it necessary to redesign the tensioning element.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart auszuführen, daß dadurch eine einfache Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Werkstücke ermöglicht wird. Insbesondere soll die Aufnahme möglichst vielseitig bei unterschiedlichen Werkstoffen flexibel einsetzbar sein.Against this background, the invention has for its object a device type mentioned in such a way that thereby a simple adjustment of the Device on different workpieces is made possible. In particular, the Recording can be used as flexibly as possible with different materials.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved with a device according to the features of Claim 1. The sub-claims relate to particularly expedient Developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei der die Aufnahme mittels eines stufenlos in einer beliebigen Position zwischen einander benachbarten Fixierpunkten festlegbaren Stellgliedes an der Grundplatte fixierbar ist. Hierdurch können mit dem Stellglied beliebige Zwischenpositionen eingestellt werden, so daß mit einer einzigen standardisierten Aufnahme unterschiedliche Werkstücke fixiert werden können. Daher eignet sich die Vorrichtung insbesondere auch zur Anwendung bei kleinen Serien oder auch im Prototypenbau. Die Bauelemente der Vorrichtung können daher wiederverwendet werden, wodurch der Aufwand beim Einsatz der Vorrichtung erheblich reduziert wird. Zugleich kann die Vorrichtung problemlos an geänderte Abmessungen oder Auflagepunkte des Werkstückes angepaßt werden, so daß hierdurch die Vorbereitungszeit verkürzt wird.According to the invention, a device is provided in which the recording is carried out by means of one continuously in any position between adjacent Fixing points of definable actuator can be fixed on the base plate. This can any intermediate positions can be set with the actuator, so that with a different workpieces can be fixed in a single standardized holder. The device is therefore particularly suitable for use in small series or also in prototype construction. The components of the device can therefore can be reused, which considerably increases the effort when using the device is reduced. At the same time, the device can easily change dimensions or support points of the workpiece are adjusted so that the Preparation time is shortened.

Dabei ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung dann erreicht, wenn das Stellglied einen Schlitten aufweist. Die Aufnahme wird dabei an dem Schlitten zwischen den Fixierpunkten in die gewünschte Position verfahren. Die erforderlichen Koordinaten können dabei beispielsweise aus den Konstruktionsdaten des Werkstückes unmittelbar auf die Stellgröße des Schlittens übertragen werden.A particularly advantageous embodiment of the device is then achieved if the actuator has a carriage. The recording is on the sled move to the desired position between the fixing points. The necessary Coordinates can, for example, from the design data of the workpiece are directly transferred to the manipulated variable of the slide.

Besonders günstig ist es dabei auch, wenn zwei Stellglieder zu einem Kreuzschlitten kombinierbar sind. Hierdurch spannen die beiden Stellglieder ein Koordinatensystem auf, welches eine einfache und genaue Einstellung der erforderlichen Position gestattet. Dabei sind auch Zwischenpositionen abseits der durch die Fixierpunkte festgelegten Raster einstellbar.It is also particularly advantageous if two actuators form a cross slide can be combined. As a result, the two actuators span a coordinate system, which allows easy and precise adjustment of the required position. There are also intermediate positions beyond those defined by the fixing points Grid adjustable.

Eine weitere besonders praxisnahe Abwandlung der vorliegenden Erfindung wird geschaffen, indem das Stellglied eine mittels einer Steuereinheit betätigbare Gewindespindel aufweist. Hierdurch können die wesentlichen Abmessungen des zu fixierenden Werkstückes aus dem jeweiligen rechnerinternen Modell unmittelbar auf die Vorrichtung übertragen und dort eine fehlerfreie Festlegung der Aufnahme realisiert werden. Ein manueller Eingriff ist somit verzichtbar.Another particularly practical modification of the present invention is created by the actuator being operable by means of a control unit Has threaded spindle. This allows the essential dimensions of the fixing workpiece from the respective computer-internal model directly on the Transfer device and realizes an error-free definition of the recording become. Manual intervention is therefore unnecessary.

Eine weitere besonders zweckmäßige Ausgestaltung wird auch erreicht, indem das Stellglied eine Arretierung aufweist. Hierdurch wird die mittels des Stellgliedes festgelegte Position der Aufnahme auch bei hohen äußeren Krafteinwirkungen nicht unerwünscht verändert. Mögliche Fertigungstoleranzen durch eine derart fehlerbehaftete Aufnahme sind daher ausgeschlossen.Another particularly useful embodiment is also achieved by the Actuator has a lock. This means that the actuator fixed position of the recording even with high external forces undesirably changed. Possible manufacturing tolerances due to such an error Admission is therefore excluded.

Weiterhin ist es auch besonders günstig, wenn das Stellglied um eine Achse schwenkbar ausgeführt ist. Hierdurch wird neben der beliebigen Position der Aufnahme auch die Orientierung des Werkstückes im Raum frei festlegbar. Die somit erreichbaren Freiheitsgrade gestatten eine individuelle Anpassung an alle möglichen Formgebungen, durch welche die Einsatzmöglichkeiten wesentlich erweitert werden.Furthermore, it is also particularly advantageous if the actuator can be pivoted about an axis is executed. As a result, in addition to the arbitrary position of the recording, the Orientation of the workpiece in the room freely definable. The thus attainable Degrees of freedom allow individual adaptation to all possible shapes, through which the possible uses are significantly expanded.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Stellglied eine Skalierung aufweist. Hierdurch wird eine einfache Voreinstellung ohne zusätzliche Hilfsmittel ermöglicht, um so eine nachträgliche Anpassung an das Werkstück zu vermeiden. Die Skalierung unterteilt dabei insbesondere den Abstand zwischen den benachbarten Fixierpunkten in ein Dezimalsystem gleicher Wegstrecken.It is particularly advantageous if the actuator has a scaling. This enables a simple presetting without additional aids to avoid subsequent adaptation to the workpiece. The scaling divides in particular the distance between the adjacent fixing points into a decimal system of equal distances.

Eine besonders gut geeignete Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch geschaffen, daß die Aufnahme als eine an der Grundplatte fixierbare Säule ausgeführt ist. Hierdurch können auch komplexe Werkstücke mit mehrfach gekrümmten Oberflächen fixiert werden. Die Säule kann dabei zusätzlich um ihre Längsachse oder eine hierzu senkrecht angeordnete Achse schwenkbar sein, wobei zur Vereinfachung ein maximaler Winkel von 90° vorgesehen werden kann, sofern die Anordnung der Säule in einer der durch das Raster der Fixierpunkte bestimmten Richtung wahlweise erfolgen kann.A particularly suitable further development of the device according to the invention is created in that the receptacle as a column fixable on the base plate is executed. As a result, even complex workpieces with multi-curved can be Surfaces are fixed. The column can additionally about its longitudinal axis or an axis arranged perpendicular thereto can be pivoted, with a for simplification maximum angle of 90 ° can be provided, provided the arrangement of the column in one of the directions determined by the grid of the fixing points optionally take place can.

Eine besonders vorteilhafte Abwandlung der vorliegenden Erfindung wird auch erreicht, indem die Aufnahme in Abhängigkeit des durch die Fixierpunkte bestimmten Koordinatensystems derart bemessene Anschlüsse für zumindest eine weitere Aufnahme aufweist, durch die ein Vielfaches einer durch den Abstand der Fixierpunkte bestimmten Einheitslänge festlegbar ist. Hierdurch können einzelne Aufnahmen nach Art eines Baukastens zu einer größeren Aufnahme kombiniert werden, ohne daß dadurch die Einstellung der gewünschten Werte erschwert wird. Zweckmäßigerweise entspricht dabei die Anschlusslänge dem einfachen oder mehrfachen Abstand der Fixierpunkte.A particularly advantageous modification of the present invention is also achieved by taking the picture depending on the fixation points Coordinate system connections dimensioned in this way for at least one further one Has recording, through which a multiple of the distance of the fixing points certain unit length can be determined. This allows individual recordings according to Art of a modular system can be combined into a larger picture without this the setting of the desired values is difficult. Appropriately corresponds the connection length is the single or multiple spacing of the fixing points.

Besonders praxisnah ist es auch, wenn mehrere der Aufnahmen wahlweise kombinierbar sind. Auf diese Weise kann die Positionierung des Werkstückes mit Hilfe einer beliebigen Kombination aus unterschiedlichen Grundelementen erfolgen, wodurch der Aufwand beim Einsatz der Vorrichtung erheblich verringert ist.It is also particularly practical if several of the recordings can be optionally combined are. In this way, the positioning of the workpiece with the help of any Combination of different basic elements take place, reducing the effort is significantly reduced when using the device.

Dabei ist es auch besonders praktisch, wenn die Aufnahme mittels einer durch Keilnut und Keilfeder gebildeten Verbindung an der Grundplatte fixierbar ist. Auf diese Weise entsteht durch die Verbindung eine die Position mit hoher Genauigkeit festlegende, formschlüssige Verbindung, indem die Keilfeder in der Keilnut durch die aufgebrachte Fixierkraft selbsttätig zentriert wird. Die erreichbare Genauigkeit bei der Fixierung des Werkstückes kann dadurch weiter gesteigert wird.It is also particularly practical if the recording by means of a keyway and wedge-formed connection is fixable on the base plate. In this way the connection creates a position that defines the position with high accuracy, positive connection by the key in the keyway through the applied Fixing force is centered automatically. The achievable accuracy in fixing the Workpiece can thereby be further increased.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention permits numerous embodiments. To further clarify your The basic principle is shown in the drawing and is shown below described. This shows in

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Stellglied; Figure 1 is a front view of a device according to the invention with an actuator.

Fig. 2 ein anderes zum Einsatz bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung bestimmtes, um eine Achse schwenkbares Stellglied. Fig. 2 shows another actuator intended for use in the device shown in Fig. 1, pivotable about an axis.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer Vorderansicht. Zu erkennen ist eine Aufnahme 2, die mittels eines Stellgliedes 3 an einer Grundplatte 4 fixiert ist. Dabei ist die als Säule ausgeführte Aufnahme 2 mittels zwei zu einem Kreuzschlitten kombinierten Stellgliedern 5, 6 in Richtung eines durch nicht dargestellte Fixierpunkte in der Grundplatte 4 aufgespannten Rasters verschiebbar. Auf diese Weise können beliebige Zwischenpositionen zwischen den Fixierpunkten ohne eine konstruktive Änderung an der Aufnahme 2 erreicht werden, um damit beliebig geformte Werkstücke fixieren zu können. Die Aufnahme 2 wird hierzu aus mehreren Grundbauelementen 7, 8 zu der erforderlichen Größe zusammengesetzt, deren Anschlusslängen einer durch den Abstand der Fixierpunkte bestimmten Einheitslänge entsprechen. Daher können die Grundbauelemente 7, 8 nach Art eines Baukastens kombiniert und nach Gebrauch einer weiteren Verwendung zugeführt werden. Fig. 1 shows a device 1 according to the invention shows in a front view. A receptacle 2 can be seen , which is fixed to a base plate 4 by means of an actuator 3 . In this case, the receptacle 2 designed as a column can be displaced by means of two actuators 5 , 6 combined to form a cross slide in the direction of a grid spanned by fixing points (not shown) in the base plate 4 . In this way, any intermediate positions between the fixing points can be achieved without a design change to the receptacle 2 in order to be able to fix workpieces of any shape. For this purpose, the receptacle 2 is composed of several basic components 7 , 8 to the required size, the connection lengths of which correspond to a unit length determined by the spacing of the fixing points. Therefore, the basic components 7 , 8 can be combined in the manner of a modular system and can be used again after use.

Fig. 2 zeigt ein anderes, zur Kombination mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 1 bestimmtes Stellglied 9, welches um eine Achse 10 schwenkbar ausgeführt ist. Hierdurch kann eine beliebige Orientierung der in Fig. 1 gezeigten Aufnahme 2 eingestellt werden. FIG. 2 shows another actuator 9 intended for combination with the device 1 shown in FIG. 1, which is designed to be pivotable about an axis 10 . As a result, any orientation of the receptacle 2 shown in FIG. 1 can be set.

Das Stellglied 9 weist hierzu eine Gewindespindel 11 auf, durch die eine gewünschte Neigung eingestellt und selbst unter hohen äußeren Krafteinwirkungen zuverlässig gehalten werden kann. Durch die Gestaltung des Stellgliedes 9 entsteht kein Versatz bezüglich des durch die Fixierpunkte aufgespannten Koordinatensystems, wodurch der Einsatz in Praxis wesentlich vereinfacht wird. For this purpose, the actuator 9 has a threaded spindle 11 , by means of which a desired inclination can be set and held reliably even under high external forces. Due to the design of the actuator 9 , there is no offset with respect to the coordinate system spanned by the fixing points, which considerably simplifies use in practice.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Vorrichtung
contraption

22

Aufnahme
admission

33

Stellgliedes
actuator

44

Grundplatte
baseplate

55

Stellglied
actuator

66

Stellglied
actuator

77

Grundbauelement
basic component

88th

Grundbauelement
basic component

99

Stellglied
actuator

1010

Achse
axis

1111

Gewindespindel
screw

Claims

1. Device with a receptacle for positioning a workpiece to be machined by means of a clamping element which can be fixed to a base plate equipped with regularly spaced fixing points, in particular designed as threaded bores, characterized in that the receptacle ( 2 ) can be infinitely variable in any Position between adjacent fixing points fixable actuator ( 3 , 5 , 9 ) on the base plate ( 4 ) can be fixed.

2. Device according to claim 1, characterized in that the actuator ( 3 , 5 ) has a carriage.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that two actuators ( 3 , 5 ) can be combined to form a cross slide.

4. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 3 , 5 ) has a threaded spindle operable by means of a control unit.

5. The device according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the actuator has a lock.

6. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 9 ) is designed to be pivotable about an axis.

7. The device according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that the actuator has a scale.

8. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 2 ) is designed as a column on the base plate ( 4 ) fixable.

9. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 2 ), depending on the coordinate system determined by the fixing points, has such dimensioned connections for at least one further receptacle ( 2 ), through which a multiple of the distance of the fixing points certain unit length can be determined.

10. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that several of the receptacles ( 2 ) can be optionally combined.

11. The device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 2 ) can be fixed to the base plate ( 4 ) by means of a connection formed by a keyway and keyway.