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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum elektrochemischen
Bearbeiten von Werkstücken,
wobei das Werkstück
in ein minusgepoltes Werkzeug eingesetzt wird, ein Arbeitsspalt für einen
Elektrolytdurchfluß gebildet
und das Werkstück
zumindest während
der Bearbeitung durch eine Anode plusgepolt ist.
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Derartige
Verfahren sind bekannt. üblicherweise
wird dabei ein Mehrfachwerkzeug verwendet, wobei eine Mehrzahl von
Werkstücken
nacheinander in das Werkzeug eingesetzt wird, auf dem ent sprechende
Werkstückaufnahmen
angeordnet sind. Dabei ist jedem Werkstück, welches in dem minusgepolten
Werkzeug eingesetzt ist, ein Anodenbolzen zugeordnet. Die Anodenbolzen
sind dabei bekannterweise an einer Betätigungsplatte gehaltert, welche
mittels eines Hubzylinders auf- und abfahrbar ist. Die Werkstücke werden
im Werkzeug positioniert. Dazu fährt
beispielsweise die Betätigungsplatte
herab, um dies zu realisieren und gleichzeitig die Anodenbolzen mit
den Werkstücken
in Kontakt zu bringen. Anschließend
beginnt der Bearbeitungsprozeß.
Wenn dieser beendet ist, fährt
die Betätigungsplatte
mit den Anodenbolzen wieder nach oben, so daß die bearbeiteten Werkstücke aus
dem Werkzeug genommen werden können.
Dieses Verfahren ist anlagentechnisch sehr aufwendig und führt insbesondere
dazu, daß aufgrund
der beweglichen Anordnung der Anoden auch die entsprechenden Kabel
dafür sehr
flexibel und beweglich ausgeführt
sein müssen.
Es kommt dennoch häufig
vor, daß aufgrund
der permanenten Auf- und Abbewegung dieser Betätigungsplatten mit den Anodenbolzen
und den Stromzuführungskabeln diese
brechen beziehungsweise in ihrem Querschnitt verringert werden,
wodurch die Übergangswiderstände enorm
erhöht
werden können,
was wiederum zur Beschädigung
der Kabel und der gesamten Vorrichtung führen kann.
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Es
ist auch ein Verfahren zum elektrochemischen Bearbeiten von Werkstücken, wie
zuvor beschrieben, bekannt, bei dem ein jeweils plusgepolter Anodenbolzen
die Werkstücke
während
ihres Einsetzens und/oder Aushebens in beziehungsweise aus den Werkzeugen
an den Anodenbolzen festhält
und gemeinsam mit diesen relativ zu den Werkzeugen bewegt. Die zuvor
beschriebenen Nachteile einer beweglichen beziehungsweise flexiblen
Ausführung
der Zuführungsgabel
ist auch hier angegeben. Im Weiteren ist der Aufwand für beweglich
ausgeführte
Anodenbolzen auch sehr hoch. Im Weiteren führt die Lösung, bei denen die Werkstücke anodenseitig
mit einem Anodenbolzen kontaktiert werden, zu einer sehr geringen
Berührungsfläche, so
daß auch
hier erhöhte Übergangswiderstände zu verzeichnen
sind, die zu den bereits beschriebenen, nachteiligen Wirkungen führen können.
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Aus
der Druckschrift
EP
292 214 A1 ist ein Verfahren zum elektrochemischen Bearbeiten
von Werkstücken
bekannt, bei dem das Werkstück
in ein minusgepoltes Werkzeug eingeführt wird, wobei ein Arbeitsspalt
für einen
Elektrolytdurchfluss gebildet wird und das Werkstück zumindest
während
der Bearbeitung durch eine Anode plusgepolt ist.
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Aus
der Druckschrift
DE
30 48 897 A1 ist eine Maschine zur elektrolytischen Metallbearbeitung bekannt,
bei der ein Werkstück
positioniert und im Anschluss daran das Werkstück mit dem Pluspol einer Spannungsquelle
(= Anodenpotential) verbunden wird.
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Aus
der Druckschrift
DD 148 600 ist
eine ähnliche
Maschine wie vorher beschrieben bekannt. Auch die aus den vorgenannten
Druckschriften bekannten Lösungen
weisen die vorher beschriebenen nachteiligen Wirkungen auf.
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Ausgehend
von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik ist es Aufgabe der
Erfindung eine Lösung
zur Verfügung
zu stellen, die die Nachteile aus dem Stand der Technik nicht mehr
aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren zum elektrochemischen Bearbeiten von
Werkstücken
gelöst,
wobei das Werkstück
mit einer Haltevorrichtung zu einem minusgepolten Werkzeug transportiert,
in das Werkzeug eingeführt
und in diesem positioniert wird, ein Arbeitsspalt für einen Elektrolytdurchfluss
gebildet und das Werkstück während der
Bearbeitung mit einer Kontaktvorrichtung plusgepolt ist, welches
sich dadurch auszeichnet, dass ein elektrischer, plusgepolter Kontakt
frühestens
während
des Positionierens des Werkstückes
im Werkzeug hergestellt wird, und dass während einer ersten Phase des
Transports des Werkstückes
zum Werkzeug das Werkstück
beziehungsweise die Haltevorrichtung unkontaktiert und daher potentiallos
ist. Damit ist sichergestellt, daß die Kontaktvorrichtung beziehungsweise
der Kontakt im Wesentlichen bewegungsarm beziehungsweise unbeweglich
an einer Vorrichtung zum Durchführen
des Verfahrens positioniert werden kann, so daß tatsächlich der Kontakt zu dem Werkstück erst
dann hergestellt wird, während
dieses beziehungsweise wenn dieses bereits positioniert ist. Der
Vorteil liegt auf der Hand. Die aufwendigen Ausführungen zur beweglichen Anordnung
von Anodenbolzen mit entsprechend dazu notwendigen Greifern entfällt durch
die erfindungsgemäße Lösung, da
die Kontaktvorrichtung im Bereich der Bearbeitung des Werkstückes positioniert
werden kann. Es ist jetzt auch möglich,
daß für die Positionierung
beziehungsweise zum Hereinführen
und Herausnehmen der Werkstücke üblicherweise
bekannte Greifer verwendet werden können, die nicht derart aufwendig
sind, wie die Ausführung
eines Anodenbolzen, welcher das Werkstück auch während der Bearbeitungs kontaktiert.
Es ist auch möglich durch
eine derartige Lösung
auftretende Kabelschäden
im Wesentlichen auszuschließen,
da die Kontaktvorrichtung, wie bereits erwähnt, im Wesentlichen bewegungsarm
beziehungsweise völlig
unbeweglich an einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angeordnet
werden kann. Durch die Vielzahl verschiedener Bearbeitungsstufen,
die während
der elektrochemischen Bearbeitung von Werkstücken üblicherweise zu durchlaufen
sind, multipliziert sich die Kosteneinsparung und die erhöhte Servicefreundlichkeit
entsprechend der Anzahl der jeweiligen Bearbeitungsstufen bei der
Durchführung
des Verfahrens.
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Die
Erfindung zeichnet sich entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung
dadurch aus, daß der Kontakt
mit dem Werkstück
direkt hergestellt wird. Diese Lösung
bietet den Vorteil, daß das
Werkstück mittels
einfacher und üblicher
Greifer jetzt in dem Werkzeug positioniert werden kann. Nach dem
Positionieren wird der Greifer zurückgefahren und das Werkstück wird
direkt mit dem elektrischen, plusgepolten Kontakt in Verbindung
gebracht. Durch eine derartige Anordnung ist der Aufwand für die Anlage selbst
reduzierbar. Das Verfahren kann auch insgesamt sehr günstig durchgeführt werden,
da die Positionierung der Werkstücke
für eine
Bearbeitung wesentlich effizienter gestaltet werden kann. Die zuvor beschriebenen
Vorteile einer relativ bewegungsarmen Anordnung einer Anode sind
in dieser Lösung ebenfalls
zu verzeichnen, wie bei der zuvor beschriebenen Lösung nach
dem Hauptanspruch.
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Erfindungsgemäß ist es
jedoch auch vorgesehen, daß der
Kontakt mit dem Werkstück
indirekt, zum Beispiel über
eine Haltevorrichtung für
das Werkstück
hergestellt wird. Dabei wird dann die Haltevorrichtung erst mit
der Kontaktvorrichtung kontaktiert, während das Werkstück in dem
Werkzeug positioniert wird beziehungsweise wenn es dort bereits positioniert
ist. Auch hierzu ist eine Vielzahl technischer Lösungen möglich, die nachfolgend noch
weiter beschrieben werden. So ist es beispielsweise möglich, einen
Schleifkontakt im Bereich neben oder über der als Greifvorrichtung
ausgebildeten Haltevorrichtung anzuordnen, und die Greifvorrichtung
dann diesen Kontakt passiert, während
sie das Werkstück positioniert
und/oder zustellt.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung ist dadurch angegeben, daß der Kontakt
für die
Bearbeitung nach dem Einsetzen der Werkstücke in die Werkzeuge nur für die Bearbeitungsdauer
geschlossen wird. Dies ist eine besonders vorteilhafte Variante
die gewährleistet,
daß die
Kontaktvorrichtungen, zum Beispiel die Anoden beziehungsweise die
Kontakte in unmittelbarer Nähe
der Bearbeitungsebene beziehungsweise in unmittelbarer Nähe der Werkzeuge
erfolgen kann. Dadurch wird zum einen verhindert, daß die Kontaktvorrichtungen
mit den entsprechenden Stromzuführungen
lange Wege zurücklegen
müssen und
zum anderen wird gleich zeitig die Kontaktsicherheit erhöht. Die
nachteilige Ausführung
von beweglichen Anodenbolzen, die gleichzeitig mit Greifvorrichtungen
ausgestattet sind, entfällt
durch die erfindungsgemäß realisierbare
Lösung.
Es ist weiterhin gegeben, daß es
eine Erleichterung beim Zustellen beziehungsweise Positionieren
der Werkstücke
in den Werkzeugen jetzt durch die erfindungsgemäße Lösung erreicht wird.
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Entsprechend
einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das Werkstück während des
Einsetzens in das Werkzeug und während
des Aushebens aus dem Werkzeug von einer Haltevorrichtung getragen
wird und mit dieser zumindest während
des Einsetzens nur zeitweise gemeinsam eine Relativbewegung gegenüber dem
Werkzeug durchführt.
Diese Variante der Erfindung gewährleistet
beispielsweise, daß durch
das nur zeitweise gemeinsame Durchführen einer Relativbewegung
beispielsweise das Werkstück über dem
Werkzeug positioniert werden kann und dann das Werkstück beispielsweise
aufgrund der Schwerkraft von allein in das Werkzeug gelangt. Die
aufwendigen Lösungen
aus dem Stand der Technik, die als Anodenbolzen ausgebildete Greifvorrichtungen
besitzen, benötigen
für das
Positionieren beziehungsweise Zustellen des Werkstückes eine äußerst genaue
Ausführung,
um das Werkstück
auch mm-genau beziehungsweise μm-genau zu positionieren.
Die jetzt erfindungsgemäß vorgeschlagene
Lösung
gestattet es, diesen Aufwand zu verringern, da es ausreicht, das
Werkstück
in etwa über
den Werkzeugen zu positionieren und diese dann loszulassen. Durch
das Herabfallen beziehungsweise -sinken des Werkstücke aufgrund der
Schwerkraft in das Werkzeug, justiert sich das Werkstück in dem
Werkzeug selbst. Somit kann der Aufwand für die Positioniergenauigkeit
des Greifers doch erheblich verringert werden. Im Übrigen ist
es aufgrund der Ausführung
mit einem separaten Kontakt für
die Anode als Kontaktvorrichtung möglich, günstigere Greiferlösungen einzusetzen.
Dies betrifft beispielsweise auch pneumatische Lösungen, die bei einer Stromkontaktierung
dann durchaus mit Problemen herstellungstechnisch bei den Ausführungen des
Standes der Technik behaftet sind. Die jetzt vorgeschlagene Lösung vereinfacht
diese technische Ausführung
erheblich.
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Die
Kontaktvorrichtung wird entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines direkten oder indirekten Kontaktes bewegt.
Dabei reicht es aus, wenn beispielsweise nur der Kontakt bewegt wird
und ansonsten die gesamte Kabelzuführung bewegungslos an der Vorrichtung
bei der Durchführung des
Verfahrens verbleibt.
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Die
Erfindung zeichnet sich gemäß einer Weiterbildung
dadurch aus, daß die
Kontaktvorrichtung für
die Relativbewegung in eine Warte- beziehungsweise Ruheposition
bewegt wird. Damit wird gewährleistet,
daß der
Kontakt zu dem Werkstück erst
dann hergestellt wird, wenn dies entsprechend der Verfahrensschritte
auch technologisch erst notwendig ist. Die Zustellung und Positionierung
wird durch die Anode als Kontaktvorrichtung beziehungsweise deren
Stromzuführungskabel
nicht behindert. Dabei wird auch die Relativbewegung zwischen dem Greifer
mit Werkstück
und dem Werkzeug durch eine positionierte Kontaktvorrichtung nicht
behindert, da diese ja jetzt in eine Warte- beziehungsweise Ruheposition
bewegt werden kann.
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Das
Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, daß das Werkstück für das Einsetzen
in das Werkzeug über
diesem positioniert und anschließend freigegeben wird. Dabei
wird die Schwerkraft ausgenutzt, in Folge derer das Werkstück in beziehungsweise
auf das Werkzeug dann gelangt, wenn es von dem Greifer beziehungsweise von
der Haltevorrichtung freigegeben ist.
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Die
Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, daß die Haltevorrichtung auf
das zur Bearbeitung positionierte Werkstück auf gesetzt wird und die Kontaktvorrichtung
die Haltevorrichtung anschließend
für die
Bearbeitung kontaktiert, derart, daß die Haltevorrichtung und
dadurch das mit der Haltevorrichtung elektrisch leitend verbundene
Werkstück
zumindest nur während
der Bearbeitung anodisch wirkt. Auch diese Lösung zielt darauf ab, den anlagentechnischen
Aufwand für
die Durchführung
des Verfahrens zu verringern und insbesondere die Störanfälligkeit
weiter zu verringern.
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Eine
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
zeichnet sich dadurch aus, daß die
anodische Kontaktierung vor dem Ausheben des Werkstückes gelöst wird.
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Die
Erfindung betrifft auch ein aus mehreren Bearbeitungsstufen bestehendes
Bearbeitungsverfahren, wobei zumindest in einer Bearbeitungsstufe ein
Verfahren, wie zuvor beschrieben, eingesetzt wird, welches sich
dadurch auszeichnet, daß ein Werkstück mehrere
der Bearbeitungsstufen durchläuft,
wobei gleichzeitig mehrere Werkstücke in unterschiedlichen Bearbeitungsstufen
bearbeitbar sind, wobei ein Werkstück von einer ersten Haltevorrichtung
in einem ersten Werkzeug eingesetzt beziehungsweise bei dem ersten
Werkzeug positioniert wird und nach der Bearbeitung das Werkstück von einer
zweiten Haltevorrichtung aus dem ersten Werkzeug entnommen wird
und zu einem zweiten Werkzeug transportiert wird. Das so beschriebene
Bearbeitungsverfahren bietet die Möglichkeit ein Werkstück in mehreren
Bearbeitungsstufen nacheinander zu bearbeiten bei gleichzeitiger
Bearbeitung mehrerer Werkstücke.
Das bedeutet, daß immer
dann, wenn sich die Werkstücke
in den Werkzeugen befinden und anodisch kontaktiert werden, gleichzeitig
so viel Werkstücke
bearbeitet werden, wie Werkzeuge zur Verfügung stehen. Der Vorteil des
Verfahrens ist der, daß zunächst die
erste Haltevorrichtung das Werkstück vor einer Warteposition
beziehungsweise Beladeposition ergreift und in ein erstes Werkzeug einsetzt.
Gleichzeitig werden selbstverständlich
die gerade bearbeiteten Werkstücke aus
den jeweiligen Bearbeitungsstufen durch dafür zur Verfügung stehende Haltevorrichtungen
beziehungsweise Greifer ebenfalls aufgenommen und weitertransportiert, nämlich zum
jeweils nächsten
Werkzeug. Nachdem beispielsweise das Werkstück so über dem nächsten Werkzeug angeordnet
ist, daß es
positioniert werden kann, wird es entweder durch die Haltevorrichtung selbst
positioniert oder aber, wie zuvor gemäß einer Ausführungsform
beschrieben, kurzzeitig losgelassen, damit das Werkstück von selbst
in das Werkzeug gelangt. Danach erfolgt ein Rückhub der Haltevorrichtungen
derart, daß die
erste Haltevorrichtung wieder an der Beladeposition steht, die zweite
Haltevorrichtung über
dem ersten Werkzeug, die dritte Haltevorrichtung über dem
zweiten Werkzeug und so weiter.
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Erst
dann erfolgt beispielweise die Kontaktierung, nämlich derart, daß entweder
die Haltevorrichtung auf das Werkstück wieder aufgesetzt wird und dann
der Kontakt hergestellt wird, oder aber die Haltevorrichtung beispielsweise
von einer als Schleifkontakt ausgebildete Anode bereits vor der
eigentlichen Bearbeitungs kontaktiert wird. In dieser Weise erfolgt
ein taktweises Aufnehmen und Umsetzen der jeweiligen Werkstücke aus
den Werkzeugen, welches dadurch gewährleistet werden kann, daß beispielsweise
eine Haltevorrichtung mehr vorhanden ist, als Werkzeuge zur Verfügung stehen.
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Das
jeweils letzte Werkstück
wird von der Haltevorrichtung nach der Bearbeitung ebenfalls angehoben
und weitertransportiert und dann in einer Entladestellung beziehungsweise
-station abgelegt, bevor auch diese Haltevorrichtung wieder auf
die Position des letzten Werkzeuges bewegt wird.
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Eine
Weiterbildung des zuvor beschriebenen Verfahrens zeichnet sich dadurch
aus, daß die
erste Haltevorrichtung vor der Bearbeitung anodisch kontaktiert
wird. Dies führt
auch zu dem Effekt wie bereits vorher beschrieben.
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Die
zweite Haltevorrichtung ist gemäß einer Weiterbildung
der zuvor beschriebenen Verfahrensvarianten elektrisch unkontaktiert
beziehungsweise potentiallos. Selbstverständlich ist es erfindungsgemäß auch vorgesehen,
die zweite Haltevorrichtung zu kontaktieren und die erste nicht.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum elektrochemischen Bearbeiten
von Werkstücken,
mit einer Haltevorrichtung zum Transport des Werkstücks zu einem
minusgepolten Werkzeug, in das das Werkstück unter Bildung eines eines
Arbeitsspaltes zwischen Werkstück
und Werkzeug für
einen Elektrolytdurchfluss mittels der Haltevorrichtung eintransportiert
wird und wobei die Haltevorrichtung eine Relativbewegung zwischen
Werkstück
und Werkzeug durchzuführen
vermag, so dass der Kontakt zu dem Werkstück für die Bearbeitung frühestens
während
der Phase des Positionierens des Werkstückes in dem Werkzeug herstellbar
ist, und das während
einer ersten Phase des Transports des Werkstückes zum Werkzeug das Werkstück beziehungsweise
die Haltevorrichtung unkontaktiert und daher potentiallos ist. Die
Vorrichtung dient dabei auch der Durchführung wenigstens einer der
vorbeschriebenen Verfahrensvarianten. Die Kontaktvorrichtung wird
dabei an der Vorrichtung in der Nähe des Greifers beziehungsweise
in der Nähe
des Werkzeuges oder aber in der Nähe eines am Werkstück ausgebildeten
Anodenkontaktes positioniert, so daß entweder durch eine schleifende
oder zustellende Bewegung der Kontakt zu dem Werkstück für die Bearbeitung
frühestens
in der Phase des Positionierens des Werkstückes hergestellt wird. Damit
wird vermieden, daß aufwendige Anodenkonstruktionen
notwendig sind, um das Werkstück
zu erfassen und zu transportieren und gleichzeitig als Kontaktvorrichtung
beziehungsweise Anode zu fungieren. Durch die jetzt zur Verfügung gestellte
Lösung
ist es möglich,
die Kontaktvorrichtung beziehungsweise Anode relativ einfach auszubilden
und die Greifer ebenfalls in bisher üblicher günstigerer Weise.
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Nun
ist es dazu möglich,
daß entweder
die Kontaktvorrichtung beweglich angeordnet ist oder aber daß die Kontaktvorrichtung
feststehend an der Vorrichtung sich befindet und durch das Werkstück oder
die Haltevorrichtung jeweils zur Bearbeitung kontaktiert wird. Diese
gegenüber
dem Stand der Technik den Aufwand in eindrucksvoller Weise reduzierende
Lösung
zeichnet sich des Weiteren auch durch eine geringere Störanfälligkeit
aus. Dadurch, daß entweder
die Kontaktvorrichtung nur gering bewegt wird oder aber garnicht
bewegt wird ist es möglich,
die Kabel im Wesentlichen bewegungsfrei beziehungsweise bewegungsarm
an der Vorrichtung anzuordnen. Bei den Lösungen nach dem Stand der Technik
war es häufig
erforderlich entweder sehr aufwendige, flexible Kabel einzusetzen,
welche nach gewissen Zeitzyklen jedoch ebenfalls aufgrund von Ermüdungserscheinungen
auszuwechseln waren, oder aber die Kabel in gegebenenfalls einfacherer Ausführung des öfteren zu
wechseln, um Brüche
und damit Kontaktschwierigkeiten beziehungsweise erhöhte Übergangswiderstände zu vermeiden.
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Eine
Weiterbildung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zeichnet sich
demnach dadurch aus, daß die
Kontaktvorrichtung zur Kontaktschließung bewegbar ist. Dies kann
technisch unterschiedlich in mehreren Varianten gelöst werden.
So ist es beispielsweise möglich,
eine Kontaktvorrichtung teleskopisch auszubilden. Es ist weiterhin
möglich,
die Kontaktvorrichtung als Abklappkontakt auszubilden, bei der die
Kabel nicht mitbewegt werden oder es ist auch möglich, die Kontaktvorrichtung
in Art eines Prismas auszuführen,
welche beispielsweise dann die Führungsstange
einer Haltevorrichtung prismenartig umfaßt und so einen hervorragenden
Kontakt zu der Haltevorrichtung respektive zu dem Werkzeug dann
herstellt.
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Die
Erfindung ist jedoch auf die bewegliche Ausführung einer Kontaktvorrichtung
nicht beschränkt.
Vielmehr ist es gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Kontakt schließung durch
die Bewegung der Haltevorrichtung an die im Wesentlichen stillstehende
Anode erfolgt. Auch hier sind wieder mehrere Möglichkeiten gegeben. Beispielsweise
ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
einen Schleifkontakt auszubilden. In gleicher Weise kann jedoch
auch eine Bewegung der Haltevorrichtung oder eines Teiles der Haltevorrichtung auf
die Kontaktvorrichtung hin erfolgen.
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Dabei
ist es auch vorgesehen, daß an
dem Werkstück,
gemäß einer
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wenigstens eine Kontaktfläche
für einen
Kontakt mit der Kontaktvorrichtung vorgesehen ist. In gleicher Weise
ist es selbstverständlich
auch möglich,
diesen Kontakt beziehungsweise die Kontaktfläche entsprechend einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung an der Haltevorrichtung anzuordnen.
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Wie
bereits erwähnt,
zeichnet sich eine Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, daß die Kontaktvorrichtung
als Schleifkontakt und die Kontaktfläche hierzu korrespondierend
ausgebildet ist.
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Es
ist weiterhin vorgesehen, die Kontaktvorrichtung beispielsweise
als Kontaktbolzen oder Klappbolzen oder dergleichen auszubilden.
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Selbstverständlich ist
es erfindungsgemäß auch vorgesehen,
daß die
Kontaktvorrichtung beispielsweise teleskopisch in einem Spannelement
angeordnet ist, welches beabstandet zu dem Werkstück beziehungsweise
zu der Haltevorrichtung oder dessen Führungsstangen an der Vorrichtung
angeordnet ist. Zur Schließung
des Kontaktes wird dann mit Hilfe des Spannelementes die Kontaktvorrichtung
mit dem Werkstück
beziehungsweise der Haltevorrichtung oder dessen Führungsstange
in Kontakt gebracht. Hierbei sind sowohl flächige Kontakte als auch prismenartig
ausgebildete Kontaktflächen
möglich.
Bevorzugt sind dabei die Kontaktflächen aus einem verschleißarmen und
elektrisch gut leitenden Material ausgebildet. Die Stromzuführung kann
bei der zuvor beschriebenen Variante selbstverständlich dann über das
Spannelement an die Anode angelegt werden. Damit wird sichergestellt,
daß die
Kabel tatsächlich ortsfest
und unbeweglich an der Vorrichtung angeordnet werden können, so
daß die
beschriebenen Brucherscheinungen oder Ermüdungserscheinungen nicht auftreten
können.
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Ein
weiterer Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch
angegeben, daß die
Haltevorrichtung derart ausgebildet ist, daß die Relativbewegung für den Transport
und das Positionieren des Werkstücks
unterbrechbar ist. Das bedeutet, daß man erfindungsgemäß numehr
während
des Transportes des Werkstückes
von einem Werkzeug zum anderen oder von der Beladestation beziehungsweise
-position zum ersten Werkzeug die Relativbewegung unterbrechbar
ist. Dadurch kann beispielsweise das Werkstück über dem Werkzeug grob ausgerichtet
werden, um dann die Haltevorrichtung von dem Werkstück zu lösen, so
daß das
Werkstück
aufgrund der Gravitationskraft in das Werkzeug gelangt. Dann kann
die Haltevorrichtung die Bewegung weiter fortsetzen, und beispielsweise
wieder auf das Werkstück aufgesetzt
werden. In gleicher Weise ist es jedoch auch möglich, nach dem Abwerfen des
Werkstückes einen
Rückhub
durchzuführen,
um in die vorhergehende Position zu gelangen, wo beispielsweise
die erste Haltevorrichtung nicht mit einer Anode kontaktiert wird
und die zweite Haltevorrichtung, welche dann auf das erste Werkstück aufgesetzt
wird, mittels eines elektrischen Kontaktes verbunden wird, so daß ein Stromfluß erfolgen
kann.
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Die
Haltevorrichtung ist entsprechend einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
als Greifer ausgebildet und weist Mittel zum Greifen und Freigeben
des Werkstückes
auf.
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Dabei
ist es bevorzugt, wenn die Haltevorrichtung in wenigstens zwei Achsen
bewegbar ist.
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Erfindungsgemäß wurde
auch gefunden, daß es
von Vorteil ist, wenn die Haltevorrichtung als Rohr ausgebildet
ist, welches das Werkstück
zumindestens an dessen oberen Ende umfaßt. Beispielsweise dann, wenn
die Haltevorrichtung zeitweise als Verbindungselement zwischen der
Anode und dem Werkstück
wirkt, ist es von Vorteil, wenn die Haltevorrichtung als Rohr ausgebildet
ist, weil dadurch die Kontaktfläche
zu dem Werkstück
wesentlich günstiger,
nämlich
größer ist,
als dies bei einer punktweisen Kontaktierung möglich ist.
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Von
Vorteil ist es auch, wie entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgeschlagen, wenn die Kontaktvorrichtung in einer Ebene der Vorrichtung
angeordnet ist, die ein kurzzeitiges Zustellen beziehungsweise Kontaktieren
mit dem Werkstück
und/oder der Haltevorrichtung ermöglicht. Dies kann beispielsweise
in einer Ebene oberhalb der Bearbeitungsebene beziehungsweise der
Ebene, in welcher das oder die Werkzeuge angeordnet sind, sein.
Es kann aber auch beispielsweise vorgesehen sein, daß sich die Kontaktvorrichtung
beispielsweise auf einer Plattform befindet, die die Greifer beziehungsweise
Haltevorrichtungen trägt
und der Kontakt dann beispielsweise über eine Führungsstange hergestellt wird.
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Entsprechend
einer Variante der Erfindung ist es dazu vorgesehen, wenn an der
Kontaktvorrichtung wenigstens ein Mittel zum Zustellen vorgesehen ist.
Dies kann beispielsweise eine Spannvorrichtung sein. Es kann aber
auch, wie entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen,
eine teleskopische Ausbildung eines Kontaktbolzens sein. Es ist
jedoch erfindungsgemäß auch vorgesehen,
daß dieses
Mittel zum Zustellen durch ein Gelenk angegeben ist, mittels dessen
die Kontaktvorrichtung wegklappbar beziehungsweise wegschwenkbar
ist.
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Eine
Vorrichtung wie zuvor beschrieben zeichnet sich entsprechend einer
vorteilhaften Variante der Erfindung dadurch aus, daß die Haltevorrichtung
derart ausgebildet ist, daß sie
für das
Beladen das Werkstück
von oben an das Werkzeug heranführt
und die Haltevorrichtung das Werkstück freigibt, derart, daß das Werkstück unter
Gravitationswirkung auf das Werkzeug fällt und die Haltevorrichtung dann
nachfährt
und das Werkstück
wieder zumindest berührt.
Auf die anlagentechnischen Verbesserungen dieser Variante wurde
bereits mehrfach hingewiesen.
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Wie
bereits mehrfach erwähnt
ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
eine feste beziehungsweise unbewegliche Anordnung der Anodenstromkabel zu
gewährleisten.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeichnet durch
mehrere, in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstufen angeordnete
Anzahl von Werkzeuge, die der Anzahl X der vorgesehenen Bearbeitungsschritte
beziehungsweise -stufen entspricht, mit in einer von den Bearbeitungsstufen
unterschiedlichen Ebene angeordneten Greifern beziehungsweise Haltevorrichtungen
mit der Anzahl X + 1, die sowohl in der Transferrichtung für die Bearbeitung,
vorzugsweise taktweise vor und zurück, als auch in vertikaler
Richtung nach unten und oben für das
Positionieren bewegbar sind und die in Bearbeitungsstellung mit
ortsfest angeordneten Kontaktvorrichtungen kontaktierbar sind. Diese
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erlaubt das gleichzeitige Bearbeiten mehrerer Werkstücke in unterschiedlichen
Bearbeitungsstufen, wobei ein taktweiser Weitertransport von einer
Stufe in die nächst Bearbeitungsstufe
ermöglicht
ist. Der erste Greifer greift dabei ein erstes Werkstück in einer
Beladeposition und transportiert dieses in beziehungsweise über das
erste Werkzeug. Nachdem das Werkstück über oder in diesem positioniert
ist, führt
der erste Greifer einen Rückhub
zu der Beladestation beziehungsweise -stellung aus. In gleicher
Weise erfolgte vorher ein Weitertransport eines Werkstückes, welches
gerade in der ersten Bearbeitungsstufe bearbeitet worden war zur
zweiten Bearbeitungsstufe beziehungsweise eines Werkstückes aus
der dritten Bearbeitungsstufe in eine vierte, wobei jeweils der
Greifer oder die Haltevorrichtung dann wieder auf seine ursprüngliche (erste)
Position zurückschwenkt
und dort entweder für
eine Bearbeitung auf dem jetzt neu positionierten Werkstück angeordnet
wird oder aber in einer Warteposition verbleibt, um das Kontaktieren
des Werkstückes
mit einer Anode zu ermöglichen,
die lediglich für die
notwendige Bearbeitungsdauer an dem Werkstück verbleibt.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens
eine Be- und Entladestation für
die Werkstücke
vorgesehen ist. Diese Be- und Entladepositionen dienen der Beschickung
beziehungsweise dann dem Entnehmen der fertig bearbeiteten Werkstücke.
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Die
Erfindung stellt auch eine Bearbeitungsanlage mit mehreren Bearbeitungsstufen
zur Verfügung,
wobei zumindest in einer Bearbeitungsstufe eine Vorrichtung nach
einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Varianten vorgesehen
ist, und ein Werkstück
mehrere der Bearbeitungsstufen nacheinander durchläuft, wobei
das Werkstück
von einer zunächst
potentiallosen, anodisch unkontaktierten ersten Haltevorrichtung
in oder an dem Werkzeug positioniert wird, wobei das Werkstück und/oder
die erste Haltevorrichtung während
der Bearbeitung anodisch kontaktiert ist und nach der Bearbeitung
eine zweite, zunächst
potentiallose, anodisch unkontaktierte Haltevorrichtung das Werkstück aus dem
ersten Werkzeug herausfördern
und weiter zum Beispiel zu einem zweiten Werkzeug transportiert.
Auch diese Bearbeitungsanlage ermöglicht ein gleichzeitig stufenweises
Bearbeiten mehrerer Werkstücke
in der entsprechenden Vorrichtung oder Bearbeitungsanlage.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen
weiter beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3a, 3b ein
Detail mit einem Anodenprisma als Kontakt und
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4a, 4b ein
Detail mit einer als Bolzen ausgeführten Anode als Kontakt.
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Die 1 zeigt
eine dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum elektrochemischen Bearbeiten von Werkstücken. Mit dem Bezugszeichen 1 ist
hierbei das Werkzeug bezeichnet, in dem sich in dieser Darstellung
das nicht sichtbare Werkstück 2 befindet. Oberhalb
des Werkzeuges 1 befindet sich in einer positionierten
Stellung die Haltevorrichtung 4. Die Haltevorrichtung 4 ist
dabei an Führungsstangen 8 geführt. Seitlich
an der Haltevorrichtung ist auf dem Gestell 6 ein Spannelement 5 angeordnet,
welches die Kontaktvorrichtung 3 zu positionieren vermag.
In dieser Darstellung ist die Kontaktvorrichtung 3 so positioniert,
daß der
Kontakt mit der Haltevorrichtung 4 hergestellt ist. Die
Darstellung in der 1 zeigt den Zustand, in dem
sich die gesamte Vorrichtung während
des Bearbeitungsvorganges beziehungsweise während der Bearbeitungsdauer
befindet. Die Haltevorrichtung 4 ist an einer Trägerplatte 7 gehalten
beziehungsweise geführt.
Dort befinden sich auch die Betätigungselemente
wie Druckluftzylinder, beispielsweise zur Betätigung der Haltevorrichtung.
Das Spannelement 5 ist so ausgeführt, daß es die Kontaktvorrichtung 3 erst
nach der Positionierung der Haltevorrichtung 4 auf dem
Werkzeug 1 mit dem darin befindlichen Werkstück 2 verbindet.
Wenn die Positionierung exakt erfolgt ist, stellt beispielsweise
das Spannelement 5 dann den Anodenbolzen in eine vordere,
kontaktierende Stellung mit der Haltevorrichtung. Für das Herausheben
des Werkstückes 2 aus dem
Werkzeug 1 wird die Kontaktvorrichtung 3 dann wieder
in eine Wartebeziehungsweise Ruheposition durch das Spannelement
bewegt. Das Spannelement 5 kann beispielsweise mittels
elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Kraft bewegt werden.
Ganz klar ersichtlich ist in dieser Ausführungsform der Erfindung die
Möglichkeit
des Positionierens der Kontaktvorrichtung erst nach dem Positionieren des
Werkstückes
beziehungsweise der Haltevorrichtung 4. Die Kontaktvorrichtung
bleibt in einer feststehenden Stellung und wird nicht mit dem Greifer
beziehungsweise der Haltevorrichtung 4 mitbewegt. Somit
wird Verhindert, daß die
Stromkabel zur Zuführung
des Stroms an die Kontaktvorrichtung mitbewegt werden, wodurch keine
Ermüdungserscheinungen
an diesen Kabeln auftreten können.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die
Haltevorrichtung 4 nicht als Kontaktvorrichtung beziehungsweise
Anode mit entsprechenden Greifern auszubilden ist, sondern als normaler
Greifer beispielsweise ausgeführt
werden kann. Es ist weiterhin möglich,
das Werkstück
für die Positionierung
in dem Werkzeug 1 bereits oberhalb der Endstellung aus
der Haltevorrichtung zu lösen, um
das Werkstück
aufgrund des eigenen Gewichtes dann in das Werkzeug 1 zu
bewegen. Erst danach wird die Haltevorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel
auf das Werkstück
aufgesetzt und dann entweder nachfolgend oder gleichzeitig die Kontaktvorrichtung 3,
zum Beispiel die Anode positioniert, wodurch der Stromfluß in gang
gesetzt werden kann. Gleichzeitig mit dem Stromdurchfluß wird selbstverständlich der
zu dem Verfahren notwendige Elektrolytdurchfluß in gang gesetzt.
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Die 2 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Teiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Dabei ist die Vorrichtung im unteren Teil geschnitten gezeichnet.
In der Haltevorrichtung 4 ist ein Teil des Werkstückes 2 sichtbar.
Das Werkstück 2 wird
dabei über
einen Teil der Haltevorrichtung 4 oder direkt über die
Kontaktfläche 9 von
der Kontaktvorrichtung kontaktiert. Dies geschieht über das
Anodenprisma 3/1, welches an der Führungsstange 8 anliegt.
Damit wird die Führungsstange 8 zum
leitenden Element und kontaktiert, wie bereits erwähnt, dann die
Haltevorrichtung 4 im unteren Teil beziehungsweise das
Werkstück
direkt. Die Ausführungsform
mit einem Anodenprisma 3/1 bietet den Vorteil, daß die Kontaktfläche und
damit der elektrische Kontakt sehr sicher ist aufgrund der Größe des Prismas
beziehungsweise auch des Angreifens an einem Teil des Umfanges.
Es erfolgt dabei nicht nur einer punktuelle Kontaktierung, sondern
eine flächenmäßige Kontaktierung.
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Die 3a und 3b zeigen
Ausschnitte der zuletzt beschriebenen Variante der Erfindung. Dabei
wird das Anodenprisma 3/1 von dem Spannelement 5 mit
der Führungsstange 8 in
Verbindung gebracht. In der 3a ist
dabei ein offener Kontakt dargestellt und in der 3b ein
geschlossener Kontakt.
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Die 4a und 4b zeigen
einen Detailausschnitt aus der in 1 beschriebenen
Variante der Ausführung
der Kontaktvorrichtung 3 als Anodenbolzen. Der Anodenbolzen
wird ebenfalls von einem Spannelemente 5 vor- und zurückbewegt,
wodurch der Kontakt der Haltevorrichtung 4 an der Kontaktfläche 9 hergestellt
wird. Die 4a zeigt dabei den offenen und
die 4b den geschlossenen Kontakt.