DE10120009A1

DE10120009A1 - Werkstückhaltevorrichtung und Werkstückhalteverfahren für eine Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE10120009A1
Application number: DE2001120009
Authority: DE
Inventors: Bernhard Magerl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: DE10120009C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkstückhaltevorrichtung für zumindest ein auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere mehrseitig, zu bearbeitendes Werkstück, umfassend eine relativ zu einem Maschinentisch zur Drehung des Werkstücks um eine erste Achse winkelschaltbare, in einem ersten Gehäuse gelagerte sowie mit einer ersten Halterung in Wirkverbindung stehende erste Antriebsspindel, eine relativ zu dem Maschinentisch im wesentlichen koaxial zur ersten Achse frei drehbare, zur Aufbringung einer Halte- und/oder Klemmkraft gegen die erste Antriebsspindel in axialer Richtung bewegbare, in einem zweiten Gehäuse drehbar gelagerte sowie mit einer zweiten Halterung in Wirkverbindung stehende Stützspindel und eine in einem mittels der Halte- und/oder Klemmkraft kraft- und/oder formschlüssig zwischen der ersten Halterung und der zweiten Halterung einspannbaren dritten Gehäuse, um eine im wesentlichen zur ersten Achse senkrecht stehende zweite Achse winkelschaltbar gelagerte und mit einer dritten Halterung zur Anbringung des Werkstücks in Wirkverbindung stehende zweite Antriebsspindel; und ein Werkstückhalteverfahren für zumindest ein auf einer Werkzeugmaschine zu bearbeitendes Werkstück.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkstückhaltevorrichtung für zumindest ein auf einer Werk zeugmaschine, insbesondere mehrseitig, zu bearbeitendes Werkstück, umfassend eine relativ zu einem Maschinentisch zur Drehung des Werkstücks um eine erste Achse winkelschaltbare, in einem ersten Gehäuse gelagerte sowie mit einer ersten Halterung in Wirkverbindung ste hende erste Antriebsspindel und eine relativ zu dem Maschinentisch im wesentlichen koaxial zur ersten Achse frei drehbare, zur Aufbringung einer Halte- und/oder Klemmkraft gegen die erste Antriebsspindel in axialer Richtung bewegbare, in einem zweiten Gehäuse drehbar gela gerte sowie mit einer zweiten Halterung in Wirkverbindung stehende Stützspindel; sowie ein Werkstückhalteverfahren für zumindest ein auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere mehr seitig, zu bearbeitendes Werkstück, vorzugsweise unter Verwendung einer Werkstückhalte vorrichtung gemäß der Erfindung.

Es sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Werkstückhaltevorrichtungen bekannt, in denen ein Werkstück, welches in verschiedenen Bearbeitungsstellungen mit unterschiedli chen, insbesondere rotierenden Werkzeugen zu bearbeiten ist, gehalten wird. Bei der Bear beitung selbst befindet sich das Werkstück in einer bestimmten Bearbeitungsstellung, in der das Werkstück still steht und die Werkstückhaltevorrichtungen lediglich die Bearbeitungs kräfte abstützen.

Aus der DE 42 37 422 C2 ist beispielsweise eine gattungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung bekannt. Bei dieser Werkstückhaltevorrichtung werden über eine Antriebseinheit Klemm- bzw. Haltekräfte zwischen zwei koaxial angeordneten Spindeln erzeugt. Die erste Spindel ist dabei frei drehbar ausgeführt, während die zweite Spindel winkelschaltbar ausgeführt ist. Die beiden Spindeln stehen jeweils mit einer Werkstückhalterung in Wirkverbindung, wobei die Werkstückhalterung als Klemmstücke mit im wesentlichen nur kraftschlüssig wirkenden Klemmflächen ausgebildet sind, die gegen zwei, einander gegenüberliegende Flächen eines oder mehrerer Werkstücke angepreßt werden, um das oder die Werkstücke zu halten. Wäh rend der Bearbeitung wird die winkelschaltbare Spindel um ihre Achse gedreht und das bzw. die Werkstücke in die gewünschte Bearbeitungsstellung verfahren. Weitere Details ergeben sich aus den Fig. 1 und 2.

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Werkstückhaltevorrichtung 1, wie zum Beispiel aus der DE 42 37 422 C2 bekannt und unter dem Handelsnamen "Rotamatik" von der Anmelderin erhältlich. Auf einem Maschinentisch 100 ist über Führungen 105 und Schraubverbindungen 111 ein erstes Gehäuse 110 anbringbar. In diesem ersten Gehäuse 110 ist eine nicht gezeigte, erste winkelschaltbare Antriebsspindel angeordnet, welche über eine erste Antriebseinrichtung 112 antreibbar ist. Mit der Antriebsspindel ist eine erste Halterung 115 verbunden, die verschiede ne Bohrungen aufweist, die einerseits als Zentrierbohrungen 116, 117 oder als Gewindeboh rungen zur Befestigung eines ersten Klemmstücks 118 ausgeführt sind. Darüber hinaus ist auf dem Maschinentisch 100 ein über die Führungen 105 und weitere Schraubverbindungen 121 verbundenes zweites Gehäuse 120 angeordnet. In diesem zweiten Gehäuse 120 ist eine zur ersten Antriebsspindel koaxial angeordnete, frei bewegbare, nicht gezeigte Stützspindel ange ordnet. Über eine zweite Antriebseinrichtung 126 ist die Stützspindel zur Aufbringung von Halte- bzw. Klemmkräften gegen die Antriebsspindel vorschiebbar und mit einem nicht ge zeigten Druckspeichersystem über einen Anschluß 127 verbunden. Die Stützspindel steht in Wirkverbindung mit einer zweiten Halterung 125, welche in ähnlicher Weise wie die erste Halterung 115 verschiedene Bohrungen zur Befestigung eines zweiten Klemmstücks 119 aufweist. Die Klemmstücke 118, 119, weisen zudem Zentrierbohrungen 114 auf.

Zum Einspannen eines Werkstücks in die Werkstückhaltevorrichtung 1 gemäß Fig. 1 wird zunächst der Abstand zwischen den Klemmstücken 118 und 119 der Länge des Werkstücks angepaßt. Dazu werden die Schraubverbindungen 111 und/oder 121, mit denen das bzw. die Gehäuse 110 bzw. 120 auf dem Maschinentisch 100 befestigt ist bzw. sind, gelöst und das bzw. die Gehäuse 110 bzw. 120 entlang der Führungen 105 verschoben. Anschließend wird bzw. werden das bzw. die Gehäuse 110 bzw. 120 mittels der Schraubverbindungen 111 bzw. 121 wieder auf dem Maschinentisch 100 in den Führungen 105 fixiert. Daraufhin wird das Werkstück zwischen die Klemmstücke 118 und 119 plaziert. Anschließend wird die Stütz spindel mittels der zweiten Antriebseinrichtung 126 in Richtung der ersten Antriebsspindel vorgeschoben, um das Werkstück zumindest kraftschlüssig mit den Klemmstücken 118 und 119 zu verbinden.

Durch Winkelschalten der ersten Antriebsspindel kommt es im Betrieb der herkömmlichen Werkstückhaltevorrichtung 1 zu einer Drehung der ersten Halterung 115 und dem darauf be findlichen ersten Klemmstück 118. Aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung mit dem Werkstück wird sowohl das Werkstück als auch das zweite Klemmstück 119 samt der zweiten Halterung 125 der Stützspindel mitgedreht. Somit kann das Werkstück zur Bearbeitung in verschiedenen Bearbeitungsstellungen um die Achse entlang der Verbindungslinie zwischen der ersten Antriebsspindel und der Stützspindel gedreht werden.

In Fig. 2 ist der Anbau der herkömmlichen Werkstückhaltevorrichtung 1 von Fig. 1 an einer Werkzeugmaschine 300 in Form einer Fahrständermaschine dargestellt. Die Bezugszeichen in Fig. 2 entsprechen denen der Fig. 1. In der Werkstückhaltevorrichtung 1 von Fig. 2 ist ein Aufspanntisch 138 kraft- sowie formschlüssig mit den Klemmstücken 118 bzw. 119 verbun den. Die formschlüssige Verbindung wird dabei dadurch erreicht, daß der Aufspanntisch 138 an seinen Stirnflächen nicht gezeigte Positionierbolzen aufweist, welche von Zentrierbohrun gen 114 in den Klemmstücken 118 bzw. 119 aufgenommen werden. Auf dem Aufspanntisch 138 sind zwölf Werkstücke 2 angeordnet, von denen lediglich 9 in der Fig. 2 zu sehen sind. Auf der Oberseite der Werkzeugmaschine 300 sind Antriebsvorrichtungen 201, 202, 203 zum Verfahren eines Werkzeugs 200 angeordnet. Mit Hilfe dieser Antriebsvorrichtungen 201, 202, 203 ist es möglich, das Werkzeug 200 in X-Richtung (Antriebsvorrichtung 201), Y-Richtung (Antriebsvorrichtung 202) und/oder Z-Richtung (Antriebsvorrichtung 203) zu verfahren.

Zur Bearbeitung eines bestimmten Werkstücks 2 wird der Aufspanntisch 138 mittels der er sten Antriebsspindel in dem ersten Gehäuse 110 der Werkstückhaltevorrichtung 1 so um die X-Achse gedreht, daß das Werkstück 2 in der gewünschten Bearbeitungsstellung relativ zum Werkzeug 200 ausgerichtet ist. Handelt es sich bei dem Werkzeug 200 beispielsweise um einen Bohrer, so ist es mit dieser herkömmlichen Werkstückhaltevorrichtung 1 jedoch nicht möglich, einen beliebigen Anstellwinkel der Bohrung relativ zur Oberfläche des Werkstücks 2 einzustellen, da keine Drehung um die Y-Achse möglich ist.

Nachteilig bei den bekannten Werkzeughaltevorrichtung ist also, daß eine Drehung eines Werkstücks ausschließlich um eine Achse möglich ist. Bei Verwendung eines Werkzeugs, welches ausschließlich in den drei Raumrichtungen verfahrbar ist, ist es somit nicht möglich, die Oberfläche eines Werkstücks unter einem beliebigen Anstellwinkel zu bearbeiten, ohne ein neues Einspannen des Werkstücks vornehmen zu müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die gattungsgemäße Werkstückhaltevor richtung für Werkzeugmaschinen derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden. Ferner soll ein Werkstückhalteverfahren zur Überwindung be sagter Nachteile geliefert werden.

Die die Werkstückhaltevorrichtung betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine in einem mittels der Halte- und/oder Klemmkraft kraft- und/oder formschlüssig zwischen der ersten Halterung und der zweiten Halterung einspannbaren dritten Gehäuse, um eine im wesentlichen zur ersten Achse senkrecht stehende zweite Achse winkelschaltbar gelagerte und mit einer dritten Halterung zur Anbringung des Werkstücks in Wirkverbindung stehende zweite Antriebsspindel.

Dabei kann vorgesehen sein, daß das erste und/oder zweite Gehäuse am Maschinentisch, ins besondere über zumindest eine Führung, lösbar befestigbar ist bzw. sind, und der Abstand zwischen der ersten und zweiten Halterung, insbesondere stufenlos, durch Verfahren des er sten und/oder zweiten Gehäuses auf dem Maschinentisch einstellbar ist.

Bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß das dritte Gehäuse eine erste Klemmfläche und eine der ersten Klemmfläche gegenüberliegende zweite Klemmfläche aufweist, die erste Klemmfläche und die zweite Klemmfläche im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und die erste Klemmfläche und die zweite Klemmfläche form- und/oder kraftschlüssig zwischen der ersten Halterung und der zweiten Halterung über die zwischen der Stützspindel und der ersten An triebsspindel aufgebaute Halte- und/oder Klemmkraft einspannbar sind.

Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das dritte Gehäuse mit einer vierten Halte rung und einer der vierten Halterung gegenüberliegenden fünften Halterung verbindbar ist, die vierte Halterung die erste Klemmfläche und die fünfte Halterung die zweite Klemmfläche umfaßt.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die erste und/oder zweite Klemmfläche des dritten Gehäuses zumindest eine Zentrierbohrung und/oder zumindest einen Positionierbolzen und die erste und/oder zweite Halterung zumindest einen damit zusammenpassenden Positionierbolzen und/oder zumindest eine damit zusammenpassende Zentrierbohrung aufweisen.

Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, daß die erste Achse durch das dritte Gehäuse und/oder durch das Werkstück verläuft, wobei die Lage der ersten Achse relativ zum dritten Gehäuse und/oder zum Werkstück über die vierte und/oder fünfte Halterung des dritten Ge häuses variierbar ist, und vorzugsweise die vierte und/oder fünfte Halterung in der Länge H senkrecht zur ersten Achse verstellbar ausgeführt ist bzw. sind.

Auch kann vorgesehen sein, daß die vierte und/oder fünfte Halterung mit zumindest einer Verfahreinheit zum Verfahren des dritten Gehäuses relativ zur ersten und/oder zweiten Halte rung, insbesondere senkrecht zur ersten Achse, in Wirkverbindung steht bzw. stehen, wobei vorzugsweise drei Verfahreinheiten für ein Verfahren in die drei Raumrichtungen vorhanden sind.

Dabei kann vorgesehen sein, daß jede Verfahreinheit eine Schwalbenschwanzführung umfaßt.

Bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß auf der zweiten Antriebsspindel, vorzugsweise über zu mindest eine mit der dritten Halterung verbindbare Aufspannfläche, insbesondere bereitge stellt über einen flachen Aufspanntisch, einen Dreiseitenaufspanntisch, einen Sechsseitenauf spanntisch oder dergleichen, über zumindest einen Schraubstock, über zumindest ein Backen futter und/oder zumindest ein Spannzeug das Werkstück befestigbar, vorzugsweise aufspann bar, ist.

Erfindungsgemäß wird auch ein Werkstückhalteverfahren für zumindest ein auf einer Werk zeugmaschine, insbesondere mehrseitig, zu bearbeitendes Werkstück, vorzugsweise unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung, umfassend folgende Schritte geliefert:

a) lösbares kraft- und/oder formschlüssiges Einspannen eines dritten Gehäuses, welches eine um eine zweite Achse winkelschaltbare zweite Antriebsspindel beinhaltet, zwi schen einem ersten Gehäuse für eine um eine erste Achse winkelschaltbare erste An triebsspindel, wobei die erste Achse im wesentlichen senkrecht zur zweiten Achse steht, und einem zweiten Gehäuse für eine Stützspindel, die im wesentlichen koaxial zur ersten Antriebsspindel bewegbar ist;
b) lösbares Befestigen zumindest eines Werkstückes auf der zweiten Antriebsspindel; und
c) Ausrichten des Werkstückes durch Drehen der ersten und/oder zweiten Antriebsspin del.

Eine Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Werkstückhalteverfahrens ist gekennzeich net durch Ausrichten des Werkstückes durch Betätigen zumindest einer Verfahreinheit für eine translatorische Bewegung in einer der drei Raumrichtungen, wobei vorzugsweise drei Verfahreinheiten für eine Translation in alle drei Raumrichtungen betätigt werden.

Schließlich ist ein erfindungsgemäßes Werkstückhalteverfahren gekennzeichnet durch eine Justage mit fünf Freiheitsgraden zur Ausrichtung des Werkstückes im eingespannten Zustand, umfassend eine Drehung der ersten Antriebsspindel, eine Drehung der zweiten Antriebsspin del und Translationen in alle drei Raumrichtungen über die Verfahreinheiten, während zum Einspannen eine Translation der Stützspindel durchgeführt wird.

Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß eine Werkstückhaltevorrichtung so ausgeführt werden kann, daß ein Werkstück auf eine dritte Halterung zwischen einer ersten und einer zweiten Halterung aufbringbar ist, um um zwei, insbesondere zueinander senkrechte Achsen drehbar zu sein und den Verfahrweg eines Werkzeugs zu reduzieren, was der Arbeits zeitverkürzung dient.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschrei bung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand schematischer Zeichnungen im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Werkstückhaltevorrichtung ohne Werkstück, schräg von der Seite;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der herkömmlichen Werkstückhaltevorrichtung von Fig. 1, an eine Werkzeugmaschine montiert und mit Werkstück, schräg von vorne;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrich tung, an eine Werkzeugmaschine montiert, ohne Werkstück, schräg von vorne;

Fig. 4 eine Ansicht wie Fig. 3, mit Werkstück;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Wechselgehäuses für die erfindungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung von Fig. 3, schräg von der Seite; und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines anderen Wechselgehäuses für die erfindungs gemäße Werkstückhaltevorrichtung von Fig. 3, schräg von der Seite.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung 11, welche an eine Werk zeugmaschine 300 anmontiert ist, dargestellt. Die Teile der Werkstückhaltevorrichtung 11, die bereits bei herkömmlichen Werkstückhaltevorrichtungen 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 zum Ein satz kommen, tragen auch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und Fig. 2. Erfindungs gemäß ist ein drittes Gehäuse 130 kraft- und/oder formschlüssig zwischen den Halterungen 115 bzw. 125 der Antriebs- bzw. Stützspindel mittels durch die zweite Antriebseinrichtung 126 aufgebauter Klemm- bzw. Haltekräfte eingespannt. In diesem dritten Gehäuse 130 ist eine nicht gezeigte, zweite Antriebsspindel in Wirkverbindung mit einer dritten Halterung 135 und im wesentlichen senkrecht zu der ersten Antriebsspindel und der Stützspindel angeordnet.

Wird ein Werkstück mit der Halterung 135 verbunden, so ist es mit der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung 11 erstmals möglich, beliebige Anstellwinkel der Oberfläche des Werkstücks zum Werkzeug 200 durch Drehung der ersten und/oder zweiten Antriebsspindel, also um die X- und/oder Y-Achse, einzustellen.

In Fig. 4 ist die Werkstückhaltevorrichtung 11 der Fig. 3 mit einem Werkstück 2 auf einem Backenfutter 137, das mit der dritten Halterungen 135, vorzugsweise mittels Schraubverbin dung, verbunden ist, dargestellt. Mittels des Backenfutters 137 ist es dabei möglich, das Werkstück 2 auf der Halterung 135 der zweiten Antriebsspindel zu befestigen.

In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungform der Werkstückhaltevorrichtung 11 verläuft die Drehachse der ersten Antriebsspindel durch das dritte Gehäuse 130. Wird also die erste An triebsspindel in einem Arbeitsschritt beispielsweise um 90° gedreht, um das Werkstück 2 in eine neue Bearbeitungsstellung zu bringen, so ist es notwendig, das Werkzeug 200 über zu mindest eine der Antriebsvorrichtung 201, 202, 203 zu verfahren, um eine Bearbeitung des Werkstücks 2 zu ermöglichen. Ein solcher zusätzlicher Verfahrweg des Werkzeugs 200 wird durch die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform des dritten Gehäuses 130 für die erfindungs gemäße Werkstückhaltevorrichtung 11 verringert. In dieser Ausführungsform wird das Ge häuse 130 nicht direkt kraft- bzw. formschlüssig zwischen den Halterungen 115 und 125 ein gespannt, sondern es wird zunächst das dritte Gehäuse 130 mit einer vierten und fünften Hal terung 150 bzw. 160, insbesondere mittels Schraubverbindungen 155 bzw. 165, verbunden. Durch Anpassung der Höhe H der zusätzlichen Halterungen 150, 160 ist es möglich, das dritte Gehäuse 130 und damit die dritte Halterung 135 der zweiten Antriebsspindel so anzuordnen, daß die erste Drehachse außerhalb des Gehäuses 130 verläuft, jedoch durch ein auf der Halte rung 135 befestigbares Werkstück. Im oberen Bereich der zusätzlichen Halterung 150, 160 befinden sich Klemmflächen 151, 161, über die die zusätzlichen Halterungen 150, 160 ihrer seits zwischen den Halterungen 115, 125 der Stütz- bzw. Antriebsspindel über durch die erste Antriebseinrichtung 126 aufgebaute Klemm- bzw. Haltekräften einspannbar sind.

Die Klemmfläche 151 weist Zentrierbohrungen 152 bzw. 153 auf, die zur Aufnahme von Po sitionierbolzen, welche auf der zweiten Halterung 125 angeordnet sind, dienen. Darüber hin aus weist die erste Klemmfläche 151 eine konische Randfläche 154 auf, mit der ebenfalls eine Zentrierung der Halterung 150 relativ zu der zweiten Halterung 125 erreicht wird. Die zweite Klemmfläche 161 ist analog zu der ersten Klemmfläche 151 mit Zentrierbohrungen 162 bzw. 163 ausgebildet.

Wird ein Werkstück auf der dritten Halterung 135 befestigt, so werden die notwendigen Ver fahrwege des Werkzeugs 200 zur Bearbeitung des Werkstücks nach Drehung der ersten An triebsspindel deutlich reduziert, was eine schnellere Bearbeitung des Werkstücks ermöglicht.

In der in Fig. 6 dargestellten vorteilhaften Ausführungsform des dritten Gehäuses 130 für die Werkstückhaltevorrichtung 11 von Fig. 3 ist das dritte Gehäuse 130 über die vierte und fünfte Halterung 150, 160 zwischen der ersten und zweiten Halterung 11 S. 125 der Stütz- bzw. An triebsspindel kraft- und/oder formschlüssig einspannbar. Zum Einspannen wird zunächst das dritte Gehäuse 130 zwischen die erste und zweite Halterung 115, 125 positioniert, und dann wird die Stützspindel mittels der zweiten Antriebseinrichtung 126 zum Aufbau einer Halte kraft in Richtung der ersten Halterung 115 der ersten Antriebsspindel verfahren. Mittels dieser Haltekraft wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der ersten und fünften Halterung 115 und 160 sowie der zweiten und vierten Halterung 125 und 150 hergestellt. Formschlüs sigkeit der Verbindung kann über spezielle ineinandergreifende Formen der Halterungen 115 und 160 bzw. 125 und 150 realisiert werden. Um eine erste Zentrierung zu erreichen, weisen die vierte und fünfte Halterung 150, 160 Postitionierbohrungen 152, 153 zur Aufnahme von Positionierbolzen der zweiten bzw. ersten Halterung 125, 115 auf. Die vierte und fünfte Hal terung 150, 160 umfassen zudem Verfahreinheiten 156, 157, 166, 167. Nach Aufbau der Haltekraft ist es mittels dieser Verfahreinheiten 156, 157, 166, 167 möglich, die Lage des dritten Gehäuses 130 und damit die Lage der dritten Halterung 135 samt einem darauf ange brachten Werkstück so zu justieren, daß sich das Werkstück zum Bearbeitungsbeginn in einer bestimmten vorher definierten Position befindet.

Ist es unerwünscht, daß ein Werkstück während der Bearbeitung in der erfindungsgemäßen Werkstückhaltevorrichtung 11 um die Drehachse der zweiten Antriebsspindel gedreht wird, so kann das dritte Gehäuse 130 einfach ausgebaut werden, indem die durch die zweite An triebseinrichtung 126 aufgebauten Klemm- bzw. Haltekräfte abgebaut, die Stützspindel zur Entnahme des dritten Gehäuses 130 von der ersten Antriebsspindel zurückgezogen und damit die Verbindung zwischen der ersten sowie zweiten Halterung 115 und 125 mit dem dritten Gehäuse 130 bzw. der vierten und fünften Halterung 150 und 160 gelöst wird. Danach ist es möglich, ein Werkstück in der gleichen Art wie in der herkömmlichen Werkstückhaltevor richtung 1 der Fig. 1 bzw. 2 einzubauen.

Es wird also erfindungsgemäß erstmals eine Werkstückhaltevorrichtung und ein Verfahren zur Ausrichtung eines Werkstücks bereitgestellt, welche bzw. welches es ermöglicht, beliebi ge Anstellwinkel eines Werkzeugs relativ zu einer jeden zu bearbeitenden Oberfläche eines Werkstücks einzustellen, ohne daß ein neues Einspannen des Werkstücks notwendig ist, in dem das Werkstück um zwei im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen gedreht werden kann. Zudem können erfindungsgemäß Bearbeitungszeiten durch Verminde rung von Verfahrwegen eines Werkzeugs reduziert werden.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Werkstückhaltevorrichtung in einem Gehäuse zumindest beherbergt werden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offen barten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombi nation für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen we sentlich sein.

Bezugszeichenliste

1

Werkstückhaltevorrichtung

2

Werkstück

11

Werkstückhaltevorrichtung

100

Maschinentisch

105

Führung

110

erstes Gehäuse

111

Schraubverbindung

112

erste Antriebseinrichtung

114

Zentrierbohrung

115

erste Halterung

116

Zentrierbohrung

117

Zentrierbohrung

118

erstes Klemmstück

119

zweites Klemmstück

120

zweites Gehäuse

121

Schraubverbindung

125

zweite Halterung

126

zweite Antriebseinrichtung

127

Anschluß

130

drittes Gehäuse

135

dritte Halterung

137

Backenfutter

138

Aufspanntisch

150

vierte Halterung

151

erste Klemmfläche

152

Zentrierbohrung

153

Zentrierbohrung

154

konische Randfläche

155

Schraubverbindung

156

Verfahreinheit

157

Verfahreinheit

158

Schwalbenschwanzführung

160

fünfte Halterung

161

zweite Klemmfläche

162

Zentrierbohrung

163

Zentrierbohrung

165

Schraubverbindung

166

Verfahreinheit

167

Verfahreinheit

168

Schwalbenschwanzführung

170

Spann

200

Werkzeug

201

Antriebsvorrichtung

202

Antriebsvorrichtung

203

Antriebsvorrichtung

300

Werkzeugmaschine
H Höhe der Halterung

Claims

1. Werkstückhaltevorrichtung (1) für zumindest ein auf einer Werkzeugmaschine (300), ins besondere mehrseitig, zu bearbeitendes Werkstück (2). umfassend eine relativ zu einem Maschinentisch (100) zur Drehung des Werkstücks (2) um eine erste Achse winkelschaltbare, in einem ersten Gehäuse (110) gelagerte sowie mit einer ersten Halterung (115) in Wirkverbindung stehende erste Antriebsspindel und eine relativ zu dem Maschinentisch (100) im wesentlichen koaxial zur ersten Achse frei drehbare, zur Aufbringung einer Hal te- und/oder Klemmkraft gegen die erste Antriebsspindel in axialer Richtung bewegbare, in einem zweiten Gehäuse (120) drehbar gelagerte sowie mit einer zweiten Halterung (125) in Wirkverbindung stehende Stützspindel, gekennzeichnet durch eine in einem mittels der Halte- und/oder Klemmkraft kraft- und/oder formschlüssig zwi schen der ersten Halterung (115) und der zweiten Halterung (125) einspannbaren dritten Gehäuse (130), um eine im wesentlichen zur ersten Achse senkrecht stehende zweite Ach se winkelschaltbar gelagerte und mit einer dritten Halterung (135) zur Anbringung des Werkstücks (2) in Wirkverbindung stehende zweite Antriebsspindel.

2. Werkstückhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Gehäuse (110, 120) am Maschinentisch (100), insbesondere über zumindest eine Führung (105), lösbar befestigbar ist bzw. sind, und der Abstand zwi schen der ersten und zweiten Halterung (115, 125), insbesondere stufenlos, durch Verfah ren des ersten und/oder zweiten Gehäuses (110, 120) auf dem Maschinentisch (100) ein stellbar ist.

3. Werkstückhaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gehäuse (130) eine erste Klemmfläche (151) und eine der ersten Klemmfläche gegenüberliegende zweite Klemmfläche (161) aufweist, die erste Klemmfläche (151) und die zweite Klemmfläche (161) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und die er ste Klemmfläche (151) und die zweite Klemmfläche (161) form- und/oder kraftschlüssig zwischen der ersten Halterung (115) und der zweiten Halterung (125) über die zwischen der Stützspindel und der ersten Antriebsspindel aufgebaute Halte- und/oder Klemmkraft einspannbar sind.

4. Werkstückhaltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gehäuse (130) mit einer vierten Halterung (150) und einer der vierten Halterung (150) gegenüberliegenden fünften Halterung (160) verbindbar ist, die vierte Halterung (150) die erste Klemmfläche (151) und die fünfte Halterung (160) die zweite Klemmflä che (161) umfaßt.

5. Werkstückhaltevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Klemmfläche (151, 161) des dritten Gehäuses (130) zumindest eine Zentrierbohrung (152, 153, 162, 163) und/oder zumindest einen Positionierbolzen und die erste und/oder zweite Halterung (115, 125) zumindest einen damit zusammenpas senden Positionierbolzen und/oder zumindest eine damit zusammenpassende Zentrierboh rung (116, 117) aufweisen.

6. Werkstückhaltevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Achse durch das dritte Gehäuse (130) und/oder durch das Werkstück (2) verläuft, wobei die Lage der ersten Achse relativ zum dritten Gehäuse (130) und/oder zum Werk stück (2) über die vierte und/oder fünfte Halterung (150, 160) des dritten Gehäuses (130) variierbar ist, und vorzugsweise die vierte und/oder fünfte Halterung (150, 160) in der Länge H senkrecht zur ersten Achse verstellbar ausgeführt ist bzw. sind.

7. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte und/oder fünfte Halterung (150, 160) mit zumindest einer Verfahreinheit (156, 157, 166, 167) zum Verfahren des dritten Gehäuses (130) relativ zur ersten und/oder zweiten Halterung (115, 125), insbesondere senkrecht zur ersten Achse, in Wirkverbin dung steht bzw. stehen, wobei vorzugsweise drei Verfahreinheiten (156, 157, 166, 167) für ein Verfahren in die drei Raumrichtungen vorhanden sind.

8. Werkstückhaltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verfahreinheit (156, 157, 166, 167) eine Schwalbenschwanzführung (158) umfaßt.

9. Werkstückhaltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß auf der zweiten Antriebsspindel, vorzugsweise über zumindest eine mit der dritten Halte rung (135) verbindbare Aufspannfläche, insbesondere bereitgestellt über einen flachen Aufspanntisch, einen Dreiseitenaufspanntisch, einen Sechsseitenaufspanntisch oder der gleichen, über zumindest einen Schraubstock, über zumindest ein Backenfutter (137) und/oder zumindest ein Spannzeug das Werkstück (2) befestigbar, vorzugsweise auf spannbar, ist.

10. Werkstückhalteverfahren für zumindest ein auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere mehrseitig, zu bearbeitendes Werkstück, vorzugsweise unter Verwendung einer Werk stückhaltevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend folgende Schritte:

11. Werkstückhalteverfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Ausrichten des Werkstückes durch Betätigen zumindest einer Verfahreinheit für eine translatorische Bewegung in einer der drei Raumrichtungen, wobei vorzugsweise drei Verfahreinheiten für eine Translation in alle drei Raumrichtungen betätigt werden.

12. Werkstückhalteverfahren nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Justage mit fünf Freiheitsgraden zur Ausrichtung des Werkstückes im eingespannten Zustand, umfassend eine Drehung der ersten Antriebsspindel, eine Drehung der zweiten Antriebsspindel und Translationen in alle drei Raumrichtungen über die Verfahreinheiten, während zum Einspannen eine Translation der Stützspindel durchgeführt wird.