DE102004001149A1

DE102004001149A1 - Werkstück-Bearbeitungsstation

Info

Publication number: DE102004001149A1
Application number: DE200410001149
Authority: DE
Inventors: Thomas Piller
Original assignee: Piller Entgrattechnik GmbH
Current assignee: Piller Entgrattechnik GmbH
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2005-08-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkstück-Bearbeitungsstation mit einer Werkstück-Aufnahmeeinrichtung und einem Werkzeugträger mit mehreren unterschiedlichen Werkzeugen in mindestens einer Koordinatenrichtung, wobei zur Bearbeitung der Werkstücke in der Werkstück-Aufnahmeeinrichtung mittels einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und den Werkzeugen im Werkzeugträger das Werkstück in vorgegebenen Koordinatenrichtungen in unterschiedlicher Weise bearbeitbar ist. Ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung mit dem Werkstück bei der Bearbeitung feststeht und dass die Werkzeuge mit dem Werkzeugträger zumindest einer vorgebbaren oder vorgegebenen Arbeits-Koordinatenrichtung in nebeneinander angeordneten Werkzeug-Aufnahmen dieser Koordinatenrichtung auswechselbar aufnehmbar und mittels Verstelleinrichtungen mit zugeordneten Antriebseinheiten individuell und unabhängig voneinander in der gewählten Arbeits-Koordinatenrichtung axial verstellbar und/oder in Betrieb setzbar sind, dann wird mit einem einfachen Aufbau eine für unterschiedliche Werkstücke verwendbare Bearbeitungsstation mit vielfachen Anpassungsmöglichkeiten geschaffen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkstück-Bearbeitungsstation mit einer Werkstück-Aufnahmeeinrichtung und einem Werkzeugträger mit mehreren unterschiedlichen Werkzeugen in mindestens einer Koordinatenrichtung, wobei zur Bearbeitung der Werkstücke in der Werkstück-Aufnahmeeinrichtung mittels einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und den Werkzeugen im Werkzeugträger das Werkstück in vorgegebenen Koordinatenrichtungen in unterschiedlicher Weise bearbeitbar ist.

Eine Werkzeug-Bearbeitungsstation dieser Art ist durch die DE 43 42 593 C2 bekannt und ist zum Reinigen von Werkstücken ausgelegt. Dabei wird ein feststehender Werkzeugträger verwendet, der in zwei Koordinatenrichtungen Werkzeug-Aufnahmen für den Einsatz unterschiedlicher Werkzeuge, wie Spritzdüsen, Entgratbürsten und dgl. aufweist. Das zu bearbeitende Werkstück wird von einem 3D-programmgesteuerten Greifarm gefasst und beim Betrieb an die feststehenden Werkzeuge des Werkzeugträgers herangeführt. Zudem führt der Greifarm die für die Vorgänge am Werkstück erforderlichen Verstellwege aus, um die Werkzeuge in Bohrungen und Aufnahmen des Werkstückes einführen zu können.

Diese bekannte Werkstück-Bearbeitungsstation erfordert einen komplizierten 3D-programmgesteuerten Greifarm mit entsprechend aufwändiger Programmsteuerung und ist dennoch mit den feststehenden Werkzeugen im Werkzeugträger nur für die Bearbeitung einheitlicher Werkstücke optimal. Zudem sind nicht alle Seiten des Werkstückes für eien Bearbeitung zugänglich, da der Greifarm dies verhindert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Werkstück-Bearbeitungsstation der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die für die Bearbeitung erforderlichen Bewegungsabläufe mit einfachen Verstellmechanismen realisiert und an die Anforderungen für unterschiedliche Werkstücke angepasst werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung mit dem Werkstück bei der Bearbeitung feststeht, und dass die Werkzeuge mit dem Werkzeugträger zumindest einer vorgebbaren oder vorgegebenen Arbeits-Koordinatenrichtung in nebeneinander angeordneten Werkzeug-Aufnahmen dieser Koordinatenrichtung auswechselbar aufnehmbar und mittels Verstelleinrichtungen mit zugeordneten Antriebseinheiten individuell und unabhängig voneinander in der gewählten Arbeits-Koordinatenrichtung axial verstellbar und/oder in Betrieb setzbar sind.

Das Werkzeug steht bei der Bearbeitung fest und die Werkzeuge in den Werkzeug-Aufnahmen des Werkzeugträgers führen lediglich lineare Verstellbewegungen und Rotationsbewegungen aus, die auf einfache Weise an die Erfordernisse unterschiedlicher Werkstücke angepasst werden können.

Nach einer einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Werkzeugträger mit den Werkzeugen zur Änderung der Arbeits-Koordinatenrichtung um eine horizontale oder vertikale Schwenkachse um 90° verschwenkbar ist. Auf diese Weise können die Werkzeuge einer Arbeits-Koordinatenrichtung auch zur Bearbeitung einer anderen Seite des Werkstückes verwendet werden.

Eine weitere individuelle Anpassungsmöglichkeit der Werkzeuge kann dadurch geschaffen werden, dass die Ausgangspositionen der Werkzeug-Aufnahmen in Arbeits-Koordinatenrichtung im Werkzeugträger veränderbar und einstellbar ist. Der axiale Verstellhub der Werkzeug-Aufnahmen kann mittels der Verstelleinrichtungen oder der Antriebseinheiten auch einstellbar sein.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die in die Werkzeug-Aufnahmen eingesetzten Werkzeuge zusätzlich zu dem axialen Verstellhub in Arbeits-Koordinatenrichtung in Drehbewegungen versetzbar sind, so dass eine kombinierte Längs- und Rotationsbewegung für die Werkzeuge ausführbar sind.

Auch die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung kann in die Anpassung der Bearbeitung an verschiedene Anforderungen dadurch einbezogen werden, dass die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung als Drehtisch ausgebildet ist, auf dessen Tischebene die Werkstücke festlegbar sind, wobei die Tischebene parallel zur Arbeits-Koordinatenrichtung ausgerichtet ist und die zu bearbeitende Seite der Werkstücke senkrecht dazu steht. Zudem wird dadurch die Abnahme der bearbeiteten Werkzeuge in einer vorgegebenen Stellung am Drehtisch erleichtert.

Die Werkzeuge in den Werkzeug-Aufnahmen können dadurch an verschiedene Bearbeitungsstellen in der Arbeits-Koordinatenrichtung angepasst werden, dass die Werkzeug-Aufnahmen mit ihren axialen Verstellachsen mit den dazu gehörigen Verstelleinrichtungen und Antrieben unabhängig voneinander im Werkzeugträger in den anderen Koordinatenrichtungen verstell- und festlegbar sind. Auf diese Weise ist es einfach möglich, die Werkzeuge auf die beliebig verteilten Bearbeitungsstellen einer Seite des Werkstückes einzustellen.

Die Werkstück-Bearbeitungsstation kann für unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge eingesetzt werden. So können bei einer Werkzeugmaschine die Werkzeug-Aufnahmen der Arbeits-Koordinatenrichtung mit Werkzeugen zum Bohren, Fräsen und dgl., wie Bohrer, Fräser und dgl., bestückt werden. Bei einer Wasser-Hochdruck-Entgratungsmaschine können die Werkzeug-Aufnahmen der Arbeits-Koordinatenrichtung mit Werkzeugen zum Entgraten, Entspanen und Reinigen, wie Düsen, Bürsten und dgl., bestückt werden. Die Werkzeuge werden nach dem auszuführenden Bearbeitungsvorgang ausgewählt.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in Einzelheiten erläutert.
Bei dem Ausführungsbeispiel sind in der horizontalen Koordinatenrichtung X drei Werkzeug-Aufnahmen WA1, WA2 und WA3 nebeneinander angeordnet und in der senkrecht dazu stehenden Arbeits-Koordinatenrichtung Y verstellbar in einem Werkzeugträger WT untergebracht. Diese Werkzeug-Aufnahmen WA1, WA2 und WA3 sind mittels individueller Verstelleinrichtungen VE1, VE2 und VE3 sowie dazugehöriger Antriebseinheiten A1, A2 und A3 unabhängig voneinander verstellbar und/oder in Betrieb setzbar. Die Verstelleinrichtungen VE1, VE2 und VE3 verstellen in Verbindung mit den Antriebseinheiten A1, A2 und A3 die Werkzeug-Aufnahmen WA1, WA2 und WA3 entlang ihrer Verstellachsen Y1, Y2 und Y3 in Arbeits-Koordinatenrichtung Y. Dabei können die Ausgangspositionen der Werkzeug-Aufnahmen WA1, WA2 und WA3 unterschiedlich sein, d.h. in den Verstellachsen Y1, Y2 und Y3 unterschiedilch an dem Werkzeugträger WT vorstehen. Außerdem können die Verstelleinrichtungen VE1, VE2 und VE3 mit den Antriebseinheiten A1, A2 und A3 so eingestellt sein, dass die Werkzeug-Aufnahmen WA1, WA2 und WA3 einen einheitlichen und konstanten axialen Verstellhub in den Verstellachsen Y1, Y2 und Y3 ausführen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Einstellung so gewählt ist, dass die axialen Verstellhübe unterschiedlich eingestellt werden können, um die Arbeitsbedingungen der Werkzeuge W1, W2 und W3 an die Gegebenheiten des zu bearbeitenden Werkstückes anzupassen.
Es ist leicht einzusehen, dass die Arbeits-Koordinatenrichtung auf einfache Weise durch Verschwenken des Werkzeugträgers WT um 90° verändert werden kann. Wird der Werkzeugträger WT um eine horizontale Schwenkachse, die parallel zu der Koordinatenrichtung X verläuft, verschwenkt, dann ist die Arbeits-Koordinatenrichtung vertikal, d.h. in Koordinatenrichtung Z der Zeichnung, ausgerichtet. Bei einer Verschwenkung des Werkzeugträgers WT um eine vertikale Schwenkachse lässt sich die Arbeits-Koordinatenrichtung in die Koordinatenrichtung X bringen. Dabei werden die Werkzeuge W 1, W2 und W3 in den Werkzeug-Aufnahmen WA1, WA2 und WA3 für die Bearbeitung des Werkstückes in den jeweils neuen Arbeits-Koordinatenrichtungen ausgenützt. Es genügt in vielen Fällen, mit einem Werkzeugträger WT, der nur in einer Koordinatenrichtung mehrere Werkzeug-Aufnahmen WA1, WA2 und WA3 besitzt, ein Werkstück in mehreren Koordinaten zu bearbeiten, wenn der Werkzeugträger WT die erforderlichen Schwenkbewegungen ausführt.
Um die Anpassungsmöglichkeiten der Werkstück-Bearbeitungsstation noch zu erhöhen, kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Abstand der Verstellachsen Y1, Y2 und Y3 in der Koordinatenrichtung X verändert werden kann. Dazu sind die Einheiten aus Werkzeug-Aufnahme, Verstelleinrichtung und Antriebseinheit in der Koordinatenrichtung X im Werkzeugträger WT verstellbar und in den gewünschten Abständen festlegbar.
Die Lage der Verstellachsen Y1, Y2 und Y3 in Koordinatenrichtung Z kann ebenfalls verändert werden, so dass in der der Arbeits-Koordinatenrichtung Y zugeordneten Bearbeitungsseite des Werkstückes die Werkzeuge W1, W2 und W3 auf die zu bearbeitenden Stellen in den Koordinatenrichtungen X und Z ausgerichtet und eingestellt werden können.
Die Werkstück-Bearbeitungsstation ist daher auf unterschiedliche Raster der Bearbeitungsstellen am Werkstück einstellbar, wobei die Möglichkeiten unterschiedlicher Ausgangspositionen in den Verstellachsen, konstante oder verschiedene Verstellhübe und Umschaltung auf andere Arbeits-Koordinatenrichtungen beibehalten wird.
Die Wahl der in die Werkzeug-Aufnahmen WA1, WA2 und WA3 einsetzbaren Werkzeuge W1, W2 und W3 richtet sich nach den Bearbeitungsvorgängen des Werkstückes. So können bei einer Werkzeugmaschine Bohrer, Fräser, Schleifer und dgl. verwendet werden. Bei einer Wasser-Hochdruck-Entgratungsmaschine können die unterschiedlichsten Düsen, Bürsten und dgl. eingesetzt werden.

Claims

Werkstück-Bearbeitungsstation mit einer Werkstück-Aufnahmeeinrichtung und einem Werkzeugträger mit mehreren unterschiedlichen Werkzeugen in mindestens einer Koordinatenrichtung, wobei zur Bearbeitung der Werkstücke in der Werkstück-Aufnahmeeinrichtung mittels einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und den Werkzeugen im Werkzeugträger das Werkstück in vorgegebenen Koordinatenrichtungen in unterschiedlicher Weise bearbeitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung mit dem Werkstück bei der Bearbeitung feststeht, und dass die Werkzeuge (W1, W2, W3) mit dem Werkzeugträger (WT) zumindest einer vorgebbaren oder vorgegebenen Arbeits-Koordinatenrichtung (z.B. Y) in nebeneinander angeordneten Werkzeug-Aufnahmen (WA1, WA2, WA3) dieser Koordinatenrichtung auswechselbar aufnehmbar und mittels Verstelleinrichtungen (VE1, VE2, VE3) mit zugeordneten Antriebseinheiten (A1, A2, A3) individuell und unabhängig voneinander in der gewählten Arbeits-Koordinatenrichtung (Y) axial verstellbar und/oder in Betrieb setzbar sind.
Werkstück-Bearbeitungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (WT) mit den Werkzeugen (W1, W2, W3) zur Änderung der Arbeits-Koordinatenrichtung (Y) um eine horizontale oder vertikale Schwenkachse um 90° verschwenkbar ist (in Z oder X).
Werkstück-Bearbeitungsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangspositionen der Werkzeug-Aufnahmen (WA1, WA2, WA3) in Arbeits-Koordinatenrichtung (Y) im Werkzeugträger (WT) veränderbar und einstellbar ist.
Werkstück-Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitshub der Werkzeug-Aufnahmen (WA1, WA2, WA3) im Werkzeugträger (WT) mittels der Verstelleinrichtungen (VE1, VE2, VE3) und/oder der Antriebseinheiten (A1, A2, A3) konstant vorgebbar oder veränderbar ist.
Werkstück-Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Werkzeug-Aufnahmen (WA1, WA2, WA3) eingesetzten Werkzeuge (W1, W2, W3) zusätzlich zu dem axialen Verstellhub in Arbeits-Koordinatenrichtung (Y) in Drehbewegungen versetzbar sind.
Werkstück-Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung als Drehtisch ausgebildet ist, auf dessen Tischebene die Werkstücke festlegbar sind, wobei die Tischebene parallel zur Arbeits-Koordinatenrichtung (Y) ausgerichtet ist und die zu bearbeitende Seite der Werkstücke senkrecht dazu steht.
Werkstück-Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeug-Aufnahmen (WA1, WA2, WA3) mit ihren axialen Verstellachsen (Y1, Y2, Y3) mit den dazugehörigen Verstelleinrichtungen (VE1, VE2, VE3) und Antrieben (A1, A2, A3) unabhängig voneinander im Werkzeugträger (WT) in den anderen Koordinatenrichtungen (X und Z) verstell- und festlegbar sind.
Werkstück-Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Werkzeugmaschine die Werkzeug-Aufnahmen (WA1, WA2, WA3) der Arbeits-Koordinatenrichtung (Y) mit Werkzeugen (W1, W2, W3) zum Bohren, Spanen, Fräsen und dgl., wie Bohrer, Fräser, Schleifer und dgl. bestückt sind.
Werkstück-Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Wasser-Hochdruck-Entgratungsmaschine die Werkzeug-Aufnahmen (WA1, WA2, WA3) der Arbeits-Koordinatenrichtung (Y) mit Werkzeugen (W1, W2, W3) zum Entgraten, Entspanen, Reinigen und dgl., wie Düsen, Bürsten und dgl., bestückt sind.