DE102005033328B4

DE102005033328B4 - Positioniersystem

Info

Publication number: DE102005033328B4
Application number: DE102005033328.1A
Authority: DE
Inventors: Volker Göbel; Peter Steinbach; Michael Kraning
Original assignee: Andreas Maier GmbH and Co KG
Current assignee: Andreas Maier GmbH and Co KG
Priority date: 2005-07-16
Filing date: 2005-07-16
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2025-07-17
Also published as: DE102005033328A1

Abstract

Positioniersystem zur Positionierung von mindestens einem Werkstück (102) relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Laserbeschriftungsvorrichtung, umfassend
eine Grundplatte (116) mit einer Vielzahl von Positionierelementaufnahmen (162) für Positionierelemente (176),
mindestens ein Befestigungselement (104), das relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung in einer gewünschten Stellung festlegbar ist, und
eine Bewegungseinrichtung (179) zum Bewegen der Grundplatte (116) relativ zu dem Befestigungselement (104) von einer Vorbereitungsstellung in eine Arbeitsstellung,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Positioniersystem (100) mindestens ein Positionierelement (176), das mit mindestens einer Positionierelementaufnahme (162) der Grundplatte (116) verbindbar ist, umfasst,
wobei mindestens ein Positionierelement (176) mit mindestens zwei Positionierzapfen (192, 192'), die quer zueinander ausgerichtet sind, zum Einstecken von oben in eine Positionierelementaufnahme (162) der Grundplatte (116) versehen ist, und
dass die Grundplatte (116) ein Griffelement (172) aufweist, an dem eine Bedienperson zum Bewegen der Grundplatte (116) angreifen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Positionierung von Werkstücken relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere relativ zu einer Laserbeschriftungsvorrichtung.
Laserbeschriftungen von Werkstücken spielen in der verarbeitenden Industrie eine große Rolle, da diese Beschriftungsart gut aussieht, individuell gestaltbar ist, eine lange Haltbarkeit aufweist und schnell herstellbar ist.
Bei bekannten Laserbeschriftungsvorrichtungen werden die zu beschriftenden Werkstücke auf einem Maschinentisch der Beschriftungsvorrichtung, beispielsweise mit Hilfe von Positioniermagneten, positioniert. Die Positionierung von Werkstücken auf dem Maschinentisch der Beschriftungsvorrichtung erweist sich jedoch in der Regel als schwierig und langwierig und recht ungenau.
Die DE 78 02 379 U1 offenbart ein Positioniersystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Die DE 199 50 077 A1 offenbart ein Positioniersystem zur Positionierung von Werkstücken relativ zu einer Laserschweißeinrichtung, welches Bearbeitungstische umfasst, die auf Schlitten angeordnet sind und längs linearer Führungen zwischen einer Beladeposition und einer Bearbeitungsposition innerhalb des Arbeitsbereiches einer Bearbeitungsvorrichtung verfahrbar sind. Beide Bearbeitungstische weisen jeweils eine Bauteilauflage auf, auf der Bauteilauflageleisten und als Spannmagnete ausgebildete Befestigungselemente zum Anordnen der Werkstücke vorgesehen sind. Das Positionieren der Werkstücke erfolgt mittels eines bauteilspezifischen Anschlaglineals, das an einem Anschlagrahmen befestigt ist, der seinerseits mit Hilfe einer linearen Führung und eines linearen Antriebs über ein Gestell an einem Aufbaurahmen befestigt ist.
Die DE 298 21 418 U1 offenbart eine Grundplatte zum Aufbau von Vorrichtungen zum Aufspannen von Werkstücken in definierter und reproduzierbarer Lage mit in regelmäßigen Koordinatenabständen ausgebildeten Rasterpunkten, die in Form von konkaven Kugelkalotten gebildet sind. In den Kugelkalotten sind Befestigungsbohrungen, gegebenenfalls mit Gewinde, vorgesehen.
Die DE 83 13 564 U1 offenbart eine Spannplatte zum Aufspannen von Werkstücken mittels in Löchern der Spannplatte drehbarer Exzenter-Spannscheiben.
Die WO 02/11945 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer dreidimensionalen Stütz- und/oder Referenzkonstruktion aus Abstützelementen, die mittels Befestigungsschrauben oder sich verjüngender Zapfen mit Löchern in einer Grundplatte verbunden sind.
Die EP 0 180 866 B1 offenbart eine Positioniervorrichtung für ein Werkstück, welche eine Palette umfasst, an welcher ein Griff zur Handhabung der Palette angebracht ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um Werkstücke in effizienter und präziser Weise relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere relativ zu einer Laserbeschriftungsvorrichtung, zu positionieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Positioniersystem zur Positionierung von mindestens einem Werkstück relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Laserbeschriftungsvorrichtung, nach Anspruch 1 gelöst.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt das Konzept zugrunde, die zu bearbeitenden Werkstücke nicht direkt auf dem Maschinentisch der Bearbeitungsvorrichtung anzuordnen, sondern stattdessen an einem Positioniersystem, welches auf dem kundenseitigen Maschinentisch nur einmalig ausgerichtet werden muss.
Das Positioniersystem umfasst eine Grundplatte zur Aufnahme der zu positionierenden Werkstücke, die in einer außerhalb des Bearbeitungsbereichs der Bearbeitungsvorrichtung liegenden Vorbereitungsstellung gut zugänglich ist, um die zu positionierenden Werkstücke - unter Zuhilfenahme von an der Grundplatte festlegbaren Positionierelementen - in der gewünschten Stelle reproduzierbar an der Grundplatte anzuordnen und anschließend mittels der Bewegungseinrichtung die Grundplatte zusammen mit den daran angeordneten Werkstücken von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung zu bewegen, in welcher dann die Werkstückbearbeitung, beispielsweise die Laserbeschriftung, durchgeführt wird.
Durch die Bewegbarkeit der Grundplatte von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung bzw. von der Arbeitsstellung in die Vorbereitungsstellung ist eine ergonomische und bedienerfreundliche Arbeitsweise gewährleistet, da sich die Bedienperson nicht mehr - wie bisher - in die Bearbeitungsmaschine hineinbücken muss, um Werkstücke direkt auf dem Maschinentisch der Bearbeitungsvorrichtung anzuordnen.
Die Werkstücke können jederzeit auf der Grundplatte des erfindungsgemäßen Positioniersystems reproduzierbar aufgebaut werden, so dass auch bei Wiederholaufträgen eine exakte Positionierung der zu bearbeitenden Werkstücke gewährleistet ist.
Das erfindungsgemäße Positioniersystem kann bei bereits vorhandenen Bearbeitungsvorrichtungen, insbesondere Laserbeschriftungsvorrichtungen, nachgerüstet werden.
Grundsätzlich kann die Grundplatte des Positioniersystems in beliebiger Weise von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung bzw. wieder zurück in die Vorbereitungsstellung bewegt werden.
Insbesondere könnte beispielsweise vorgesehen sein, die Grundplatte von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung zu verschwenken.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Positioniersystems ist jedoch vorgesehen, dass die Grundplatte parallel zu einer Auszugrichtung von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung und/oder von der Arbeitsstellung in die Vorbereitungsstellung verschieblich ist.
Die Bewegungseinrichtung des Positioniersystems kann insbesondere mindestens eine Auszugführung mit mindestens zwei verschieblich aneinander geführten Führungsschienen umfassen, um eine präzise Führung der Grundplatte bei der Bewegung von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung zu gewährleisten.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Auszugführung mindestens drei verschieblich aneinander geführte Führungsschienen umfasst.
Um ein besonders leichtgängiges Verschieben der Grundplatte von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung zu ermöglichen, ist es günstig, wenn mindestens eine Führungsschiene der Auszugführung mittels einer Wälzkörperanordnung, insbesondere mittels einer Kugellagerung, verschieblich an mindestens einer anderen Führungsschiene der Auszugführung geführt ist.
Besonders günstig ist es, wenn die Auszugführung als eine Vollauszugführung ausgebildet ist, d.h. dass die Grundplatte mittels der Auszugführung so weit verschoben werden kann, dass zwischen der in der Vorbereitungsstellung befindlichen Grundplatte und der in der Arbeitsstellung befindlichen Grundplatte keine Überlappung besteht. In diesem Fall kann die Grundplatte so weit aus dem Bearbeitungsbereich der Bearbeitungsvorrichtung herausgezogen werden, dass sie von allen Seiten gut für eine Bestückung mit Positionierelementen und zu positionierenden Werkstücken zugänglich ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Positioniersystems ist vorgesehen, dass die Bewegungseinrichtung mindestens ein Tragelement umfasst, an welchem die Grundplatte in der Arbeitsstellung angeordnet ist.
Wenn die Grundplatte vorteilhafterweise von dem Tragelement lösbar ist, so wird damit der Vorteil erzielt, dass nach dem Lösen der Grundplatte von dem Tragelement die zu bearbeitenden Werkstücke ausnahmsweise direkt auf dem Maschinentisch der Bearbeitungsvorrichtung positioniert werden können, wenn dies aufgrund der Größe der zu bearbeitenden Werkstücke im Einzelfall erforderlich ist, ohne dass hierfür das an dem Maschinentisch ausgerichtete Positioniersystem demontiert werden muss.
Besonders günstig ist es, wenn die Grundplatte von dem Tragelement abhebbar ist. So kann die Grundplatte in einfacher Weise von dem Tragelement gelöst werden, ohne dass hierfür die Verwendung eines Werkzeuges erforderlich ist.
Die Lösbarkeit der Grundplatte von dem Tragelement bietet den weiteren Vorteil, dass die Grundplatte an einem von der Bearbeitungsvorrichtung entfernten Ort mit Positionierelementen und/oder zu positionierenden Werkstücken bestückt werden und anschließend in der Vorbereitungsstellung auf dem Tragelement angeordnet werden kann, um dann in die Arbeitsstellung bewegt zu werden.
Vorzugsweise umfasst das Positioniersystem mindestens ein Ausrichtelement zum präzisen Ausrichten der Grundplatte relativ zu dem Tragelement.
Dabei ist vorteilhafterweise mindestens eines der Ausrichtelemente im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet, um im Zusammenwirken mit einer ebenfalls rotationssymmetrischen Aufnahme an der Grundplatte die Grundplatte gegen eine Bewegung relativ zu dem Tragelement in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen zu sichern.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens ein weiteres der Ausrichtelemente nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist, sondern beispielsweise in Schwertform ausgebildet ist, um eine mechanische Überbestimmung der Lage der Grundplatte an dem Tragelement zu vermeiden.
Die Grundplatte weist vorzugsweise Aufnahmen für die Ausrichtelemente auf, die mit den Ausrichtelementen zum präzisen Ausrichten der Grundplatte relativ zu dem Tragelement zusammenwirken.
Um die Grundplatte in einfacher Weise manuell von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung bewegen zu können, weist die Grundplatte ein Griffelement auf, an dem eine Bedienperson zum Bewegen der Grundplatte angreifen kann.
Ein solches Griffelement kann beispielsweise als ein von der Grundplatte abstehender Handgriff ausgebildet sein.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Positioniersystems ist vorgesehen, dass das Griffelement als eine Durchgangsöffnung in der Grundplatte ausgebildet ist.
Die Positionierelementaufnahmen der Grundplatte, welche zum Festlegen von Positionierelementen an der Grundplatte dienen, können grundsätzlich in beliebiger Weise, beispielsweise als an der Grundplatte vorgesehene Erhebungen, ausgebildet sein, welche mit komplementären Bereichen der Positionierelemente so zusammenwirken, dass die Positionierelemente mit der Grundplatte verbindbar sind.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Positioniersystems Ist vorgesehen, dass zumindest einige, vorzugsweise alle, der Positionierelementaufnahmen als an der Grundplatte vorgesehene Ausnehmungen ausgebildet sind.
Insbesondere können die Positionierelementaufnahmen als an der Grundplatte vorgesehene Positionierbohrungen ausgebildet sein.
Diese Positionierbohrungen können als Durchgangsbohrungen oder als Sackbohrungen ausgeführt sein.
Die Positionierelementaufnahmen sind vorzugsweise in einem regelmäßigen Muster an der Grundplatte angeordnet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Posltionierelementaufnahmen in einem Quadratgittermuster angeordnet sind.
Um eine bestimmte Anordnung von Positionierelementen an der Grundplatte eindeutig beschreiben und somit jederzeit reproduzieren zu können, ist es von Vorteil, wenn die Grundplatte mit Markierungen, beispielsweise mit Kennbuchstaben und/oder Kennzahlen, zur eindeutigen Kennzeichnung jeder Positionierelementaufnahme versehen ist.
Um das Positioniersystem in einfacher Weise relativ zu einem Bearbeitungswerkzeug der Bearbeitungsvorrichtung, beispielsweise relativ zu einem Beschriftungslaser einer Laserbeschriftungsvorrichtung, ausrichten zu können, ist es günstig, wenn die Grundplatte mit einer Markierung zur Anzeige einer Referenzposition an der Grundplatte versehen ist.
Diese Markierung kann insbesondere eine Mittelmarkierung zur Anzeige des Mittelpunktes der Grundplatte sein.
Grundsätzlich kann die Grundplatte des Positioniersystems aus einem beliebigen Material gebildet sein.
Eine besonders stabile und präzise Ausführung des Positioniersystems wird erhalten, wenn die Grundplatte aus einem metallischen Material gebildet ist.
Besonders günstig ist es, wenn die Grundplatte ein magnetisiertes Material umfasst.
Um das Positioniersystem in einfacher Weise an einem Maschinentisch mit einer T-Nut festlegen zu können, umfasst das Positioniersystem günstigerweise mindestens einen T-Nutenstein zum Festlegen des mindestens einen Befestigungselements an einem Maschinentisch mit einer T-Nut.
Um die zu positionierenden Werkstücke in einfacher Weise in reproduzierbarer Lage an der Grundplatte anordnen zu können, umfasst das Positioniersystem mindestens ein Positionierelement, das mit mindestens einer Positionierelementaufnahme der Grundplatte verbindbar ist.
Die Lage des betreffenden Positionierelements an der Grundplatte ist durch Identifizierung der Positionierelementaufnahme oder der Positionierelementaufnahmen, an denen das Positionierelement mit der Grundplatte verbunden ist, eindeutig beschreibbar.
Eine besonders einfache Verbindbarkeit des Positionierelements mit der Grundplatte ist dadurch gegeben, dass mindestens eines der Positionierelemente mit mindestens einem Positionierzapfen zum Einstecken in eine Positionierelementaufnahme der Grundplatte versehen ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Positionierelement mit mindestens zwei Positionierzapfen, die im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, versehen ist.
Mindestens ein Positionierelement ist mit mindestens zwei Positionierzapfen versehen, die quer, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht, zueinander ausgerichtet sind. Ein solches Positionierelement kann in mindestens zwei verschiedenen Lagen reproduzierbar an der Grundplatte festgelegt werden.
Ferner kann das Positioniersystem mindestens ein Positionierelement umfassen, das mit mindestens einer Durchtrittsöffnung für einen Positionierstift versehen ist. In diesem Fall muss das Positionierelement nicht selbst die Mittel zum Verbinden des Positionierelements mit der Grundplatte aufweisen; vielmehr kann vorgesehen sein, dass das betreffende Positionierelement mittels des Positionierstiftes mit der Grundplatte verbunden wird.
Demgemäß umfasst das erfindungsgemäße Positioniersystem vorteilhafterweise mindestens einen Positionierstift zum Festlegen eines Positionierelements an einer Positionierelementaufnahme der Grundplatte.
Der Positionierstift ist besonders einfach mit der Grundplatte verbindbar, wenn er mindestens einen Positionierzapfen zum Einstecken in eine Positionierelementaufnahme der Grundplatte umfasst.
Für die einfache Handhabbarkeit eines solchen Positionierstiftes ist es ferner günstig, wenn er einen Griffbereich umfasst, an weichem eine Bedienperson den Positionierstift ergreifen kann.
Die Form der Positionierelemente des Positioniersystems ist keinerlei Beschränkungen unterworfen.
So kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Positioniersystem mindestens ein leistenförmiges Positionierelement umfasst.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das Positioniersystem mindestens ein Positionierelement umfasst, das mit mindestens einer Aussparung zum Anlegen und/oder Auflegen eines zu positionierenden Werkstücks versehen ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann das Positioniersystem auch mindestens ein rahmenförmiges Positionierelement umfassen.
Ferner kann das Positioniersystem alternativ oder ergänzend hierzu auch mindestens ein winkelförmiges Positionierelement umfassen.
Um auch Werkstücke mit einer komplexen Geometrie einfach und genau reproduzierbar an der Grundplatte anordnen zu können, ist es von Vorteil, wenn das Positioniersystem mindestens ein Positionierelement in Form einer Schablone umfasst, an welcher mindestens ein zu positionierendes Werkstück angeordnet werden kann.
Eine solche Schablone kann insbesondere so ausgebildet sein, dass ein zu positionierendes Werkstück in die Schablone eingelegt und/oder auf die Schablone aufgelegt werden kann.
Eine solche, an ein zu positionierendes Werkstück angepasste Schablone kann im wesentlichen eben ausgebildet sein.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass eine solche Schablone eine dreidimensionale Topographie aufweist, welche vorzugsweise komplementär zu der dreidimensionalen Topographie eines Bereiches des zu positionierenden Werkstücks ausgebildet ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Positioniersystem mindestens ein Positionierelement umfasst, das ein Magnetelement aufweist. Ein solches Positioniermagnetelement kann auch in anderen als den durch die Positionierelementaufnahmen der Grundplatte vorgegebenen Positionen an der Grundplatte angeordnet werden, so dass es insbesondere dazu verwendet werden kann, einen Anschlag für zu positionierende Werkstücke zu bilden, wenn die durch das Raster der Positionierelementaufnahmen der Grundplatte vorgegebenen Positionen Im Einzelfall hierfür nicht ausreichen.
Ferner kann ein solches Positioniermagnetelement auch als Entnahmemagnet dazu dienen, aus ferromagnetischen Materialien bestehende Positionierelemente und/oder Werkstücke von der Grundplatte abzuheben.
Das erfindungsgemäße Positioniersystem erlaubt eine punktgenaue, effiziente und genau reproduzierbare Positionierung von Werkstücken in der Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere der Laserbeschriftungsvorrichtung, mit einer Toleranz von ungefähr 0,1 mm oder weniger.
Da die Grundplatte nach dem Baukastenprinzip mit einer Vielzahl unterschiedlichst geformter Positionierelemente kombiniert werden kann, ist das Positioniersystem äußerst flexibel und kostensparend für die Positionierung beliebig geformter Werkstücke verwendbar.
Darüber hinaus ist es möglich, zusammen mit der Grundplatte speziell auf besondere Werkstücke abgestimmte Positionierschablonen zu verwenden, die ebenfalls mit Verbindungsmitteln versehen sind, um dieselben in genau definierter und reproduzierbarer Weise mit den Positionierelementaufnahmen der Grundplatte zu verbinden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung eines auf einem Maschinentisch angeordneten Positioniersystems mit einer in eine Vorbereitungsstellung ausgezogenen Grundplatte;
2 eine Draufsicht von oben auf das Positioniersystem aus 1, bei in eine Arbeitsstellung eingeschobener Grundplatte;
3 eine schematische Vorderansicht des Positioniersystems aus 2, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 3 in 2;
4 eine schematische Seitenansicht des Positioniersystems aus 2, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 4 in 2;
5 eine schematische perspektivische Darstellung des Positioniersystems mit von den Tragelementen nach oben abgehobener Grundplatte;
6 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung eines Befestigungselements, einer Auszugführung und eines Tragelements des Positioniersystems;
7 eine schematische perspektivische Darstellung des Positioniersystems mit teilweise weggebrochener Grundplatte und einem vergrößerten Ausschnitt, welcher einen Querschnitt durch ein Ausrichtelement für die Grundplatte darstellt;
8 eine schematische Seitenansicht eines Ausrichtelements;
9 eine schematische Draufsicht von oben auf das Ausrichtelement aus 8;
10 eine erste schematische Seitenansicht eines weiteren, nicht rotationssymmetrischen Ausrichtelements;
11 eine zweite schematische Seitenansicht des weiteren Ausrichtelements, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 11 in 10;
12 eine schematische Draufsicht von oben auf das zweite Ausrichtelement;
13 eine schematische Draufsicht von oben auf die Grundplatte des Positioniersystems;
14 eine schematische Vorderansicht der Grundplatte aus 13, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 14 in 13;
15 eine schematische Vorderansicht eines kurzen Positionieranschlags;
15A eine schematische Seitenansicht des Positionieranschlags aus 15, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 15A in 15;
16 eine schematische Vorderansicht eines langen Positionieranschlags;
16A eine schematische Seitenansicht des Positionieranschlags aus 16, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 16A in 16;
17 eine schematische Vorderansicht einer Positionierablage mit einer Aussparung für ein Werkstück;
18 eine schematische Seitenansicht der Positionierablage aus 17, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 18 in 17;
19 eine schematische Vorderansicht einer Positionierablage mit zwei Aussparungen für Werkstücke;
20 eine schematische Seitenansicht der Positionierablage aus 19, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 20 in 19;
21 eine schematische Vorderansicht einer Positionierablage mit drei Aussparungen für Werkstücke;
22 eine schematische Seitenansicht der Positionierablage aus 21, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 22 in 21;
23 eine schematische Vorderansicht einer Positionierablage mit vier Aussparungen für Werkstücke;
24 eine schematische Seitenansicht der Positionierablage aus 23, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 24 in 23;
25 eine schematische Draufsicht von oben auf einen Positionierrahmen;
26 eine schematische Seitenansicht des Positionierrahmens aus 25, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 26 in 25;
27 eine schematische perspektivische Darstellung des Positionierrahmens aus den 25 und 26 mit zwei Positionierstiften;
28 eine schematische Draufsicht von oben auf einen Positionierwinkel;
29 eine schematische Seitenansicht des Positionierwinkels aus 28, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 29 in 28;
30 eine schematische perspektivische Darstellung des Positionierwinkels aus den 28 und 29 mit drei Positionierstiften;
31 eine schematische Seitenansicht eines Positionierstiftes mit einem Positionierzapfen und einem ungefähr kugelförmigen Griffteil;
32 eine schematische Seitenansicht eines Positioniermagneten;
33 eine schematische perspektivische Darstellung des Positioniermagneten aus 32;
34 eine schematische perspektivische Darstellung der Grundplatte des Positioniersystems mit einem daran angeordneten Positionierwinkel, einem daran angeordneten Positionieranschlag und mehreren daran angeordneten Positionierablagen sowie mehreren positionierten Werkstücken;
35 eine schematische perspektivische Darstellung der Grundplatte des Positioniersystems mit einem daran angeordneten Positionierwinkel, einem daran angeordneten Positionieranschlag, mehreren daran angeordneten Positionierablagen sowie mehreren positionierten Werkstücken;
36 eine schematische perspektivische Darstellung der Grundplatte des Positioniersystems mit mehreren daran angeordneten Positionierablagen und einem daran angeordneten Positionieranschlag sowie zwei daran positionierten Werkstücken;
37 eine schematische perspektivische Darstellung der Grundplatte des Positioniersystems mit einem daran angeordneten Positionierwinkel, einem daran angeordneten Positionierrahmen und zwei daran angeordneten Positioniermagneten;
38 eine schematische perspektivische Darstellung der Grundplatte des Positioniersystems mit mehreren daran angeordneten dreidimensionalen Positionierschablonen sowie auf den Positionierschablonen abgelegten Werkstücken; und
39 eine schematische perspektivische Darstellung der Grundplatte des Positioniersystems mit zwei daran angeordneten flachen Positionierschablonen, die jeweils zur Aufnahme mehrerer zu positionierender Werkstücke vorgesehen sind.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Ein in den 1 bis 39 dargestelltes, als Ganzes mit 100 bezeichnetes Positioniersystem zur Positionierung von Werkstücken 102 (siehe 34 bis 36 und 38) relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere relativ zu einer (nicht dargestellten) Laserbeschriftungsvorrichtung, umfasst, wie am besten aus den 1 bis 6 zu ersehen ist, zwei Befestigungselemente 104 in Form zweier parallel zueinander ausgerichteter, im Querschnitt winkelförmiger Befestigungsschienen 106, zwei Tragelemente 108 in Form im wesentlichen quaderförmiger, parallel zueinander und parallel zu den Befestigungsschienen 106 ausgerichteter Tragprofilleisten 110, die mittels jeweils einer Auszugführung 112 längs einer Auszugrichtung 114 verschiebbar an jeweils einem Befestigungselement 104 gehalten sind, sowie eine von oben auf beide Tragelemente 108 aufgelegte Grundplatte 116.
Wie am besten aus den 1 und 5 zu ersehen ist, ist das Positioniersystem 100 auf einem kundenseitig bereitgestellten Maschinentisch 118, welcher mehrere, parallel zueinander verlaufene T-Nuten 120 mit T-förmigem Querschnitt aufweist, mittels T-Nutensteinen 122 befestigt, welche in jeweils eine der T-Nuten 120 eingreifen und jeweils ein Langloch 124 in einem auf der Oberseite des Maschinentisches 118 aufliegenden langen Schenkel 126 jeweils eines Befestigungselements 104 durchsetzen.
Auf diese Weise werden die beiden Befestigungselemente 104, nachdem sie einmal parallel zur Auszugrichtung 114 ausgerichtet worden sind, relativ zu dem Maschinentisch 118 und somit relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung fixiert.
Jede der Auszugführungen 112 umfasst drei Führungsschienen, nämlich eine befestigungselementseitige Führungsschiene 128, eine mittels einer (nicht dargestellten) Wälzkörperanordnung längs der Auszugrichtung 114 verschieblich an der befestlgungselementseitigen Führungsschiene 128 gehaltene mittlere Führungsschiene 130 und eine mittels einer (nicht dargestellten) Wälzkörperanordnung längs der Auszugrichtung 114 verschieblich an der mittleren Führungsschiene 130 gehaltene tragelementseitige Führungsschiene 132.
Die befestigungselementseftige Führungsschiene 128 der Auszugführung 112 ist mittels mehrerer Befestigungsschrauben 134 an einem vertikal zur Oberseite des Maschinentisches 118 ausgerichteten kurzen Schenkel 136 des Befestigungselements 104 festgelegt und mittels zweier Zylinderstifte 138 parallel zum Befestigungselement 104 ausgerichtet.
An der tragelementseitigen Führungsschiene 132 jeder Auszugführung 112 ist jeweils ein Tragelement 108 mittels mehrerer Befestigungsschrauben 140 und Unterlegscheiben 142 festgelegt und mittels zweier Zylinderstifte 144 parallel zur tragelementseitigen Führungsschiene 132 und damit parallel zur Auszugrichtung 114 ausgerichtet.
Jedes der Tragelemente 108 ist an seiner Oberseite mit jeweils zwei Gewindesacklöchern 146 versehen, in welche jeweils ein erstes Ausrichtelement 148 bzw. ein zweites Ausrichtelement 150 mit seinem Außengewinde 152 eingedreht ist.
Der Kopf 154 jedes Ausrichtelements 148, 150 steht über die Oberseite des jeweiligen Tragelements 108 über. Wenn die Grundplatte 116 auf die beiden Tragelemente 108 aufgelegt ist, wie beispielsweise in 7 dargestellt, so greifen die Köpfe 154 der insgesamt vier Ausrichtelemente 148, 150 in jeweils eine an der Grundplatte 116 vorgesehene Ausrichtöffnung 156 ein, um so die Grundplatte 116 so an den Tragelementen 108 zu positionieren, dass die seitlichen Ränder 158 der Grundplatte 116 parallel zur Auszugrichtung 114 ausgerichtet sind.
Dabei sind die Köpfe 154 der ersten Ausrichtelemente 148 im wesentlichen rötätionssymmetrisch um ihre vertikale Längsachse ausgebildet, um im Zusammenwirken mit einer kreisförmigen Ausrichtöffnung 156 die Grundplatte 116 gegen eine Bewegung relativ zu den Tragelementen 108 sowohl parallel zur Auszugrichtung 114 als auch in einer hierzu senkrechten horizontalen Querrichtung 160 zu sichern.
Die zweiten Ausrichtelemente 150 jedes Tragelements 108 sind hingegen mit einem als Schwert ausgebildeten Kopf 154' versehen (siehe 10 bis 12), der durch zwei Paare einander jeweils diametral gegenüberliegender Ausnehmungen aus der rotationssymmetrischen Form des Kopfes 154 der ersten Ausrichtelemente 148 hervorgeht, um eine mechanische Überbestimmung der Lage der Grundplatte 116 an den Tragelementen 108 zu verhindern.
Die separat in den 13 und 14 dargestellte Grundplatte 116 weist die Form einer flachen, ebenen Platte aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem magnetisierten, rostfreien Stahlblech, auf, die mit einer Vielzahl von Positionierelementaufnahmen 162 in Form von Positionierbohrungen 164 versehen ist, welche an der Grundplatte 116 in einem regelmäßigen Muster oder Raster, beispielsweise in einem Quadratgittermuster, angeordnet sind.
Dabei ist jeder parallel zur Auszugrichtung 114 verlaufenden Spalte des Quadratgitters ein Kennbuchstabe (beispielsweise von A bis Q) und jeder längs der Querrichtung 160 verlaufenden Zeile des Quadratgitters eine Kennzahl (beispielsweise von 1 bis 13) zugeordnet, so dass jede Positionierelementaufnahme 162 der Grundplatte 116 durch die Kombination eines Kennbuchstabens mit einer Kennzahl eindeutig identifizierbar ist.
Zur einfachen Orientierung an der Grundplatte 116 sind die Kennbuchstaben in Verlängerung der jeweiligen Spalte und die Kennzahlen in Verlängerung der jeweiligen Reihe des Quadratgitters am Rande der Grundplatte 116 angebracht, beispielsweise eingraviert.
Die Kennbuchstaben bilden somit erste Markierungen 166 und die Kennzahlen zweite Markierungen 168, durch deren Kombination jede der Positionierelementaufnahmen 162 eindeutig bezeichnet werden kann.
Vier der Gitterpunkte des Quadratgitters aus Positionierelementaufnahmen 162 sind nicht mit einer Positionierbohrung 164, sondern stattdessen mit einer der Ausrichtöffnungen 156 belegt, welche einen größeren Durchmesser aufweisen als die Positionierbohrungen 164 und der Aufnahme jeweils eines der Ausrichtelemente 148, 150 der Tragelemente 108 dienen.
Ferner ist ein im wesentlichen mittig an der Grundplatte 116 angeordneter Gitterpunkt des Quadratgitters aus Positionierelementaufnahmen 162 nicht mit einer Positionierbohrung 164, sondern stattdessen mit einer Mittelmarkierung 170, beispielsweise in Form eines Markierungskreuzes, versehen. Diese Mittelmarkierung 170 dient bei der Montage des Positioniersystems 100 an dem Maschinentisch 118 als Referenzpunkt zur korrekten Anordnung des Positioniersystems 100 relativ zu dem Maschinentisch 118 und damit relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung.
Ferner ist die Grundplatte 116 nahe ihres vorderen Randes mit einem Griffelement 172 in Form einer Grifföffnung 174 versehen, in welche eine Bedienperson mit ihrer Hand eingreifen kann, um die Grundplatte 116 in der Auszugrichtung 114 auszuziehen oder entgegen der Auszugrichtung 114 einzuschieben.
Auf diese Weise kann die Grundplatte 116 aus ihrer in den 2 bis 4 dargestellten Arbeitsstellung, in welcher die Tragelemente 108 vollständig in den Zwischenraum zwischen den Befestigungselementen 104 eingeschoben sind, in die in 1 dargestellte Vorbereitungsstellung, in welcher die Tragelemente 108 vollständig aus dem Zwischenraum zwischen den Befestigungselementen 104 herausgezogen sind, ausgezogen werden.
Die Auszugführungen 112 sind somit als Vollauszugführungen ausgebildet, bei denen die tragelementseitigen Führungsschienen 132 vollständig aus dem Zwischenraum zwischen den befestigungselementseitigen Führungsschienen herausgezogen werden können.
In der Vorbereitungsstellung, in welcher sich die Grundplatte 116 außerhalb der Bearbeitungsvorrichtung befindet, ist die Grundplatte 116 von oben und seitlich frei zugänglich, so dass im folgenden noch näher zu beschreibende Positionierelemente 176 und zu positionierende Werkstücke 102 ungehindert an der Grundplatte 116 angeordnet oder von der Grundplatte 116 entfernt werden können. Ferner kann in der Vorbereitungsstellung die Grundplatte auf die Tragelemente 108 aufgesetzt oder von den Tragelementen abgehoben werden.
Nach Abschluss dieser Vorbereitungsarbeiten kann die Grundplatte 116, die zusammen mit den Tragelementen 108 einen verschiebbaren Positioniertisch 178 bildet, in die Arbeitsstellung innerhalb der Bearbeitungsvorrichtung eingeschoben werden, in welcher dann die jeweils vorzunehmende Bearbeitung, beispielsweise eine Laserbeschriftung der positionierten Werkstücke 102, durchgeführt werden kann.
Die Auszugführungen 112 und die Tragelemente 108 bilden zusammen eine Bewegungseinrichtung 179 zum Bewegen der Grundplatte 116 relativ zu den Befestigungselementen 104 von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung und wieder zurück.
Um zu verhindern, dass der Positioniertisch 178 über die Arbeitsstellung hinaus in die Bearbeitungsvorrichtung eingeschoben wird, ist am rückwärtigen Ende jedes Befestigungselements 104 jeweils ein Anschlag 180 in Form eines Anschlagwinkels 182 mit einem Haltemagneten 184 vorgesehen, an welchem das rückwärtige Ende des jeweils zugeordneten Tragelements 108 anschlägt, wenn sich die Grundplatte 116 in der Arbeitsstellung befindet, wobei die Tragelemente 108 und/oder die Grundplatte 116 in der Arbeitsstellung durch die Haltemagnete 184 gehalten werden.
Um die zu bearbeitenden Werkstücke 102 exakt und reproduzierbar, mit einer Toleranz von ungefähr 0,1 mm, an der Grundplatte 116 positionieren zu können, umfasst das Positioniersystem 100 ferner die in den 15 bis 31 dargestellten Positionierelemente 176, welche im folgenden im einzelnen beschrieben werden.
So zeigen die 15 und 15A einen Positionieranschlag, welcher eine Anschlagplatte 188 mit seitlichen Anschrägungen 190 sowie zwei von einem unteren Rand der Anschlagplatte 188 nach unten abstehende zylindrische Positionierzapfen 192 umfasst.
Zwischen den Positionierzapfen 192 ist an der Unterseite des Positionieranschlags 186 eine trapezförmige Ausnehmung 193 vorgesehen.
Der Durchmesser der Positionierzapfen 192 ist jeweils geringfügig kleiner als der Durchmesser einer der Positionierbohrungen 164 an der Grundplatte 116, so dass die Positionierzapfen 192 bei der Positionierung des Positionieranschlags 186 an der Grundplatte 116 in jeweils eine der Positionierbohrungen 164 eingesteckt werden können. Der Abstand der Mittelachsen beider Positionierzapfen 192 entspricht dabei einem ganzzahligen Vielfachen des Mittelpunktabstandes a einander benachbarter Positionierelementaufnahmen 162 in dem Quadratgitter von Positionierelementaufnahmen 162 an der Grundplatte 116 (siehe 13).
Die 16 und 16A zeigen einen ähnlichen Positionieranschlag 186, weicher lediglich eine größere Gesamtlänge und einen größeren Abstand zwischen den Mittelachsen der Positionierzapfen 192 aufweist als der in den 15 und 15A dargestellte Positionieranschlag 186.
Die 17 bis 24 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Positionierablagen 194, welche sich hinsichtlich ihrer Länge unterscheiden.
Jede der Positionierablagen 194 umfasst eine Ablageplatte 196, die mit seitlichen Anschrägungen 198 und mit einer oder mehreren, beispielsweise V-förmigen, Aussparungen 200 zum Auflegen oder Anlegen eines zu positionierenden Werkstückes 102 versehen ist.
Die in 17 dargestellte Positionierablage 194 weist nur eine solche Aussparung 200 auf, während die in den 19, 21 und 23 dargestellten Positionierablagen 194 jeweils zwei, drei bzw. vier solcher Aussparungen 200 aufweisen.
Ferner ist jede der Positionierablagen 194 an ihrem unteren Rand mit zwei Positionierzapfen 192 und an ihrer Rückseite mit zwei weiteren Positionierzapfen 192' versehen, wobei dieses Paar weiterer Positionierzapfen 192' senkrecht zu den Mittelachsen der Positionierzapfen 192 verlaufende Mittelachsen aufweist, so dass jede der Positionierablagen 194 wahlweise in einer von zwei Lagen an der Grundplatte 116 positionierbar ist, nämlich in einer ersten Lage, in welcher die Positionierzapfen 192 in Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 eingesteckt sind und die Positionierablage 194 mit ihrer Unterseite 202 an der Oberseite der Grundplatte 116 anliegt, und in einer zweiten Lage, in welcher die weiteren Positionierzapfen 192' in Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 eingreifen und die Positionierablage 194 mit ihrer Rückseite 204 an der Oberseite der Grundplatte 116 anliegt.
Zwischen den Positionierzapfen 192 an der Unterseite der Positionierablage 194 ist jeweils eine trapezförmige Ausnehmung 206 vorgesehen.
Auch bei den Positionierablagen 194 entspricht der Abstand der Mittelachsen jedes Paares von Positionierzapfen 192 bzw. 192' einem ganzzahligen Vielfachen des Mittelpunktabstandes a zwischen einander benachbarten Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116.
Die 25 bis 27 zeigen einen im wesentlichen quadratischen Positionierrahmen, der in seinen vier Eckbereichen mit jeweils einer Durchtrittsöffnung 210 versehen ist, deren Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der Positionierbohrungen 164 an der Grundplatte 116 entspricht.
Der Positionierrahmen 208 ist mittels zweiter Positionierstifte 212 an der Grundplatte 116 festlegbar, von denen einer separat in 31 dargestellt ist. Dieser Positionierstift 212 umfasst einen Positionierzapfen 192 und einen im wesentlichen kugelförmigen Griffbereich 214, der beispielsweise aus einem elastischen Material gebildet sein kann, so dass eine Bedienperson den Positionierstift 212 an dem Griffbereich 214 ergreifen und so handhaben kann.
Jeweils ein Positionierstift 212 ist mit seinem Positionierzapfen 192 durch eine Durchtrittsöffnung 210 im Positionierrahmen 208 in eine Positionierbohrung 164 an der Grundplatte 116 einsteckbar.
Werden zwei Positionierstifte 212 durch Durchtrittsöffnungen 210 am Positionierrahmen 208 hindurch in mit den Durchtrittsöffnungen 210 fluchtende Positionierbohrungen 164 der Grundplatte 116 eingesteckt, so ist die Lage des Positionierrahmens 208 an der Grundplatte 116 festgelegt.
Die 28 bis 30 zeigen einen Positionierwinkel 216, der in den Endbereichen seiner beiden Schenkel 218 und in dem Eckbereich, in welchem die beiden Schenkel 218 zusammentreffen, mit jeweils einer Durchtrittsöffnung 210 für den Durchtritt eines Positionierzapfens 192 eines Positionierstiftes 212 versehen ist.
Der Positionierwinkel 216 ist mittels mindestens zwei Positionierstiften 212, deren Positionierzapfen 192 durch Durchtrittsöffnungen 210 des Positionierwinkels 216 hindurch in mit den Durchtrittsöffnungen 210 fluchtende Positionierbohrungen 164 der Grundplatte 116 eingreifen, an der Grundplatte 116 festlegbar.
Die 32 und 33 zeigen ein Positioniermagnetelement 220, das einen Sockel 222, mit welchem das Positioniermagnetelement 220 an der Oberseite der Grundplatte 116 absetzbar ist, und einen Griffbereich 224 umfasst, an welchem eine Bedienperson das Positioniermagnetelement 220 ergreifen kann.
Dieses Positioniermagnetelement 220 enthält einen Magneten und haftet aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen diesem Magneten und der magnetisierten oder magnetisierbaren Grundplatte 116 an der Grundplatte 116.
Da das Positioniermagnetelement 220 auch in anderen als den durch die Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 vorgegebenen Positionen an der Grundplatte 116 angeordnet werden kann, kann es dazu verwendet werden, einen Anschlag für zu positionierende Werkstücke 102 zu bilden, wenn die durch das Raster der Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 vorgegebenen Positionen im Einzelfall hierfür nicht ausreichen.
Ferner kann das Positioniermagnetelement 220 als Entnahmemagnet dazu dienen, aus ferromagnetischen Materialien bestehende Positionierelemente 176 und/oder Werkstücke 102 von der Grundplatte 116 abzuheben.
In den 34 bis 37 sind verschiedene Anwendungsmöglichkeiten der vorstehend beschriebenen Positionierelemente 176 bei der Positionierung von Werkstücken 102 an der Grundplatte 116 dargestellt.
Insbesondere ist in 34 die Positionierablage 194 aus 23 mit den Positionierzapfen 192' an ihrer Rückseite 204 so in die Positionierelementaufnahmen F5 bzw. F9 eingesteckt, dass sie mit ihrer Rückseite 204 an der Oberseite der Grundplatte 116 anliegt. Mehrere zylindrische Werkstücke 102a, deren Zylinderachse vertikal ausgerichtet ist, sind an jeweils zwei Stellen gegen den Rand jeweils einer Aussparung 200 der Positionierablage 194 angelegt, so dass die Lage dieser Werkstücke 102a relativ zu der Grundplatte 116 reproduzierbar festliegt.
Ferner sind drei weitere Positionierablagen 194 der in den 17 bis 21 gezeigten Art so mit ihren an der jeweiligen Unterseite 202 angeordneten Positionierzapfen 192 in Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 eingesteckt, dass ihre Ablageplatten 196 vertikal ausgerichtet sind und drei Aussparungen 200 in den drei Positionierablagen 194 so miteinander fluchten, dass ein im wesentlichen zylindrisches Werkstück 102b im Bereich dieser Aussparungen 200 auf die Positionierablagen 194 aufgelegt werden kann, wodurch die Lage des Werkstücks 102b relativ zu der Grundplatte 116 in der Querrichtung 160 festliegt.
Die Positionierung des Werkstücks 102b längs der Auszugrichtung 114 erfolgt mittels eines Positionieranschlags 186 der in 15 gezeigten Art, welcher mit seinen beiden Positionierzapfen 192 in Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 eingesteckt ist und dessen Anschlagplatte 188 parallel zur Querrichtung 160 verläuft.
Das Werkstück 102b wird entgegen der Auszugrichtung 114 so weit nach hinten geschoben, bis seine hintere Stirnfläche an der Vorderseite des Positionieranschlags 186 anliegt, wodurch die Lage des Werkstücks 102b relativ zu der Grundplatte 116 auch längs der Auszugrichtung 114 reproduzierbar festliegt.
Ferner sind in der Darstellung der 34 eine weitere Positionierablage 194 sowie ein Positionierwinkel 216 mit drei Positionierstiften 212 an der Grundplatte 116 festgelegt; diese weiteren Positionierelemente 176 werden bei diesem Anwendungsbeispiel jedoch nicht zur Positionierung von Werkstücken 102 verwendet.
Die in 35 dargestellte Positionieranordnung umfasst eine Positionierablage 194 mit drei Aussparungen 200, ähnlich der in 21 dargestellten Positionierablage, jedoch mit Aussparungen 200, die statt eines V-förmigen Querschnitts einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen und somit zur Aufnahme von zylindrischen Werkstücken 102c größeren Durchmessers geeignet sind. Diese Positionierablage 194 ist mit den an ihrer Rückseite 204 angeordneten Positionierzapfen 192' in die Positionierelementaufnahmen F3 und K3 eingesteckt, so dass sie mit ihrer Rückseite 204 an der Oberseite der Grundplatte 116 anliegt. Drei zylindrische Werkstücke 102c mit vertikaler Zylinderachse sind so an die Positionierablage 194 angelegt, dass sie dieselbe an jeweils zwei Stellen des Randes einer Aussparung 200 berühren und somit in ihrer Lage relativ zu der Grundplatte 116 reproduzierbar festgelegt sind.
Ferner umfasst die Positionieranordnung eines weitere Positionierablage 194 mit vier Aussparungen 200 und eine Positionierablage 194 mit nur einer Aussparung 200, welche mit einer der Aussparungen 200 der anderen Positionierablage 194 fluchtet, so dass ein im wesentlichen zylindrisches Werkstück 102d mit horizontaler Zylinderachse im Bereich dieser Aussparungen 200 auf den Positionierablagen 194 abgelegt werden kann.
In axialer Richtung wird die Lage des Werkstücks 102d mittels eines Positionieranschlags 186 festgelegt, an dessen Anschlagplatte 188 die hintere Stirnfläche des Werkstücks 102d anliegt.
Ferner sind in 35 noch zwei weitere Positionierablagen 194 sowie ein Positionierwinkel 216 mit drei Positionierstiften 212 dargestellt, welche in dieser Anordnung jedoch nicht zum Positionieren von Werkstücken 102 verwendet werden.
Die in 36 dargestellte Positionieranordnung umfasst eine Positionierablage 194 mit zwei Aussparungen 200 mit trapezförmigem Querschnitt, deren rückwärtige Positionierzapfen 192' in die Positionierelementaufnahmen F3 und L3 eingesteckt sind, so dass diese Positionierablage 194 mit Ihrer Rückseite 204 an der Oberseite der Grundplatte 116 anliegt. Ein im wesentlichen zylindrisches Werkstück 102e ist so an diese Positionierablage 194 angelegt, dass es mit seinem Umfang zwei Stellen des Randes einer der Aussparungen 200 berührt und somit in seiner Lage relativ zu der Grundplatte 116 reproduzierbar festgelegt ist.
Ein weiteres im wesentlichen zylindrisches Werkstück 102f mit horizontaler Zylinderachse liegt auf zwei Positionierablagen 194 auf und mit seiner hinteren Stirnfläche an der Vorderseite eines Positionieranschlags 186 an, so dass auch dieses Werkstück 102f in axialer Richtung und in lateraler Richtung relativ zu der Grundplatte 116 reproduzierbar festliegt.
Ferner umfasst die Positionieranordnung aus 36 noch eine weitere Positionierablage 194, welche aber bei dieser Anordnung nicht zur Positionierung eines Werkstücks 102 verwendet wird.
37 zeigt eine Positionieranordnung, bei welcher ein Positionierwinkel 216 mit drei Positionierstiften 212 und ein Positionierrahmen 208 mit zwei Positionierstiften 212 an der Grundplatte 116 festgelegt sind. (Nicht dargestellte) Werkstücke 102 können an die Ränder des Positionierwinkels 216 bzw. des Positionierrahmens 208 angelegt werden, um deren Position relativ zur Grundplatte 116 reproduzierbar festzulegen.
Ferner sind in 37 zwei Positioniermagnetelemente 220 dargestellt, welche in zwischen den Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 liegenden Bereichen an der Oberseite der Grundplatte 116 anhaften.
Die in 38 dargestellte Positionieranordnung umfasst mehrere Positionierelemente 176 in Form von dreidimensional ausgeformten Schablonen 226, welche in der Draufsicht ungefähr rechteckig ausgebildet sind, eine im wesentlichen ebene Unterseite aufweisen, mit welcher die Schablonen 226 an der Oberseite der Grundplatte 116 anliegen, und an ihrer Oberseite mit einer zu der Unterseite von zu positionierenden Werkstücken 102g, 102h bzw. 102i komplementären Topographie versehen sind, so dass die zu positionierenden Werkstücke 102g, 102h bzw. 102i mit komplexer dreidimensionaler Geometrie auf die jeweils angepasste Schablone 226 aufgelegt werden können und durch diese Schablone 226 in ihrer Lage relativ zu der Grundplatte 116 reproduzierbar festgelegt sind.
Jede der Schablonen 226 weist Durchtrittsöffnungen 210 für den Durchtritt von (nicht dargestellten) Positionierstiften 212 zur Festlegung der jeweiligen Schablone 226 an Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 auf.
Diese Durchtrittsöffnungen 210 können in einem Rahmenbereich der Schablone 226 (wie bei der Schablone 226a) oder an einem von der Schablone 226 abstehenden Vorsprung 228 (wie bei der Schablone 226b) angeordnet sein.
Die Schablonen 226 sind vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet und können durch ein Gießverfahren in der gewünschten, an das jeweils zu positionierende Werkstück 102 angepassten Form hergestellt werden.
Die Positionieranordnung aus 39 umfasst zwei im wesentlichen ebene Schablonen 230, die jeweils Ausnehmungen 232 aufweisen, in welche mehrere (nicht dargestellte) zu positionierende Werkstücke einlegbar sind, um dieselben in ihrer Lage relativ zu der Grundplatte 116 reproduzierbar festzulegen.
Jede der ebenen Schablonen 230 weist Durchtrittsöffnungen 210 für den Durchtritt von (nicht dargestellten) Positionierstiften 212 auf, mittels welcher die betreffende ebene Schablone 230 an Positionierelementaufnahmen 162 der Grundplatte 116 festlegbar ist.
Die ebenen Schablonen 230 sind vorzugsweise aus einem Stahlblechmaterial gebildet und können beispielsweise durch Ausstanzen der Außenkontur und der Ausnehmungen 232 hergestellt werden.
Die Montage des Positioniersystems 100 an dem Maschinentisch 118 der Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere der Laserbeschriftungsvorrichtung, erfolgt dadurch, dass das Positioniersystem 100 mit in der Arbeitsstellung befindlicher Grundplatte 116 zunächst grob auf dem Maschinentisch 118 positioniert wird und anschließend die T-Nutensteine 122 an die Befestigungselemente 104 angelegt werden.
Darauf wird der Beschriftungslaser des Laserbeschriftungssystems in seine Mittelposition gebracht, und das Positiohiersystem 100 wird so ausgerichtet, dass der Laserstrahl an der Mittelmarkierung 170 der Grundplatte 116 auf die Grundplatte 116 auftrifft.
In dieser Stellung werden die T-Nutensteine 122 leicht angezogen.
Anschließend wird eine rechteckige Platte an den beiden Schenkeln 218 eines an der Grundplatte 116 festgelegten Positionierwinkels 216 angelegt, und auf dieser Platte wird mit Hilfe des Beschriftungslasers eine in der Auszugrichtung 114 verlaufende erste Linie und eine in der Querrichtung 160 verlaufende zweite Linie gezogen.
Nach Vermessung dieser beiden Linien wird eine Feinjustierung der Lage der Befestigungselemente 104 am Maschinentisch 118 durchgeführt. Anschließend wird nochmals die Übereinstimmung der Mittelmarkierung 170 an der Grundplatte 116 mit der Mittellage des Beschriftungslasers überprüft.
Schließlich werden die T-Nutensteine 122 fest angezogen, so dass die Befestigungselemente 104 am Maschinentisch 118 in der gewünschten Lage und Ausrichtung fixiert sind.

Claims

Positioniersystem zur Positionierung von mindestens einem Werkstück (102) relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Laserbeschriftungsvorrichtung, umfassend eine Grundplatte (116) mit einer Vielzahl von Positionierelementaufnahmen (162) für Positionierelemente (176), mindestens ein Befestigungselement (104), das relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung in einer gewünschten Stellung festlegbar ist, und eine Bewegungseinrichtung (179) zum Bewegen der Grundplatte (116) relativ zu dem Befestigungselement (104) von einer Vorbereitungsstellung in eine Arbeitsstellung, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein Positionierelement (176), das mit mindestens einer Positionierelementaufnahme (162) der Grundplatte (116) verbindbar ist, umfasst, wobei mindestens ein Positionierelement (176) mit mindestens zwei Positionierzapfen (192, 192'), die quer zueinander ausgerichtet sind, zum Einstecken von oben in eine Positionierelementaufnahme (162) der Grundplatte (116) versehen ist, und dass die Grundplatte (116) ein Griffelement (172) aufweist, an dem eine Bedienperson zum Bewegen der Grundplatte (116) angreifen kann.
Positioniersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (116) parallel zu einer Auszugrichtung (114) von der Vorbereitungsstellung in die Arbeitsstellung und/oder von der Arbeitsstellung in die Vorbereitungsstellung verschieblich ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (179) mindestens eine Auszugführung (112) mit mindestens zwei verschieblich aneinander geführten Führungsschienen (128, 130, 132) umfasst.
Positioniersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auszugführung (112) mindestens drei verschieblich aneinander geführte Führungsschienen (128, 130, 132) umfasst.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Führungsschiene (128, 130, 132) der Auszugführung (112) mittels einer Wälzkörperanordnung verschieblich an mindestens einer anderen Führungsschiene (128, 130, 132) der Auszugführung (112) geführt ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auszugführung (112) als eine Vollauszugführung ausgebildet ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass die Bewegungseinrichtung (179) mindestens ein Tragelement (108) umfasst, an welchem die Grundplatte (116) in der Arbeitsstellung angeordnet ist.
Positioniersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (116) von dem Tragelement (108) lösbar ist.
Positioniersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (116) von dem Tragelement (108) abhebbar ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein Ausrichtelement (148, 150) zum Ausrichten der Grundplatte (116) relativ zu dem Tragelement (108) umfasst.
Positioniersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Ausrichtelemente (148) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, das mindestens eines der Ausrichtelemente (150) nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (116) Aufnahmen (156) für die Ausrichtelemente (148, 150) aufweist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Griffelement (172) als eine Durchgangsöffnung (174) in der Grundplatte (116) ausgebildet ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Positionierelementaufnahmen (162) als an der Grundplatte (116) vorgesehene Ausnehmungen ausgebildet sind.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierelementaufnahmen (162) an der Grundplatte (116) in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind.
Positioniersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierelementaufnahmen (162) in einem Quadratgittermuster angeordnet sind.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (116) mit Markierungen (166, 168) zur eindeutigen Kennzeichnung jeder Positionierelementaufnahme (162) versehen ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (116) mit einer Markierung (170) zur Anzeige einer Referenzposition an der Grundplatte (116) versehen ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (116) aus einem metallischen Material gebildet ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (116) ein magnetisiertes Material umfasst.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens einen T-Nutenstein (122) zum Festlegen des mindestens einen Befestigungselements (104) an einem Maschinentisch (118) mit einer T-Nut (120) umfasst.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Positionierelement (176) mit mindestens zwei Positionierzapfen (192, 192'), die im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, versehen ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Positionierelement (176) mit mindestens zwei Positionierzapfen (192, 192'), die im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind, versehen ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein Positionierelement (176) umfasst, das mit mindestens einer Durchtrittsöffnung (210) für einen Positionierstift (212) versehen ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens einen Positionierstift (212) zum Festlegen eines Positionierelements (176) an einer Positionierelementaufnahme (162) der Grundplatte (116) umfasst.
Positioniersystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Positionierstift (212) mindestens einen Positionierzapfen (192) zum Einstecken in eine Positionierelementaufnahme (162) der Grundplatte (116) umfasst.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Positionierstift (212) einen Griffbereich (214) umfasst, an welchem eine Bedienperson den Positionierstift (212) ergreifen kann.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein leistenförmiges Positionierelement (186, 194) umfasst.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein Positionierelement (194) umfasst, das mit mindestens einer Aussparung (200) zum Anlegen und/oder Auflegen eines zu positionierenden Werkstücks (102) versehen ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein rahmenförmiges Positionierelement (208) umfasst.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein winkelförmiges Positionierelement (216) umfasst.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein Positionierelement in Form einer Schablone (226, 230) umfasst, an welcher mindestens ein zu positionierendes Werkstück (102) angeordnet werden kann.
Positioniersystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (226, 230) so ausgebildet ist, dass ein zu positionierendes Werkstück (102) in die Schablone (230) eingelegt und/oder auf die Schablone (226) aufgelegt werden kann.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (230) im Wesentlichen eben ausgebildet ist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (226) eine dreidimensionale Topographie aufweist.
Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (100) mindestens ein Positionierelement (220) umfasst, das ein Magnetelement aufweist.