DE102005062107B3

DE102005062107B3 - Bearbeitungsanlage mit einer Bearbeitungszelle

Info

Publication number: DE102005062107B3
Application number: DE102005062107A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Schleicher
Original assignee: Ludwig Schleicher Maschb GmbH; Ludwig Schleicher Maschinenbau Industrie- und Anlagenbau GmbH
Current assignee: LUDWIG SCHLEICHER ANLAGENBAU GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2025-12-24

Abstract

Es wird Bearbeitungsanlage (10) mit einer Bearbeitungszelle (12) beschrieben, in der mindestens eine Werkstückaufnahme (14) für ein zu bearbeitendes Werkstück (16) vorgesehen ist, und die durch eine Wand (18) begrenzt ist, die mindestens eine Zugangsöffnung (20) aufweist. Auf der Bearbeitungszelle (12) ist eine Strahlquelle (24) vorgesehen. In der Bearbeitungszelle (12) ist unter der Strahlquelle (24) eine den von der Strahlquelle (24) emittierten Bearbeitungsstrahl (28) gegen die mindestens eine Werkstückaufnahme (14) lenkende Strahlumlenkeinrichtung (26) vorgesehen, wobei die Strahlquelle (24) und die Strahlumlenkeinrichtung (26) entlang einer ersten Achse (30) voneinander beabstandet vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsanlage mit einer Bearbeitungszelle, in der mindestens eine Werkstückaufnahme für ein zu bearbeitendes Werkstück vorgesehen ist, und die durch eine Wand begrenzt ist, die mindestens eine Zugangsöffnung aufweist.

Aus der DE 101 03 630 A1 der Anmelderin ist eine solche Bearbeitungsanlage bekannt. Bei dieser bekannten Bearbeitungsanlage ist in der Bearbeitungszelle ein Bearbeitungsroboter angeordnet. Ein solcher Bearbeitungsroboter bedingt einen entsprechenden Investitionsaufwand.

Die DE 39 05 551 C2 offenbart eine Bearbeitungsanlage mit einer Bearbeitungszelle für die Oberflächenbehandlung von Kurbelwellen. Hierbei umfaßt die Bearbeitungsanlage eine Bearbeitungszelle, eine Strahlquelle, eine Strahlumlenkeinrichtung, eine Steuereinrichtung und einen Rechner. In der Bearbeitungskammer ist eine Werkstückaufnahme, bestehend aus zwei Spannteilen, zur Aufnahme einer zu bearbeitenden Kurbelwelle vorgesehen. Die Kurbellwelle ist um die Drehachse mittels eines Antriebsmotors mit Antriebsachse drehbar. Außerhalb der Bearbeitungszelle befindet sich die Strahlquelle zur Erzeugung eines Laserstrahls. Der Laserstrahl wird mittels der Strahlumlenkeinrichtung auf die Kurbelwelle gerichtet. Die Umlenkung des Laserstrahls erfolgt in der Strahlumlenkeinrichtung mittels Spiegel, die mit Stellmotoren justiert werden. Die Steuerung der Stellmotoren, der Strahlquelle und des Antriebmotors erfolgt mittels des Rechners und der Steuereinrichtung. Diesem Rechner werden die für die Bearbeitung der Kurbelwelle benötigte Informationen durch einen Sensor und durch einen Drehzahlmesser übermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungsanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die relativ einfach ausgebildet ist, und bei der der Investitionsaufwand vergleichsweise gering ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, d.h. dadurch gelöst, dass die Bearbeitungsanlage mit einer Bearbeitungszelle, in der mehrere Werkstückaufnahmen für ein zu bearbeitendes Werkstück vorgesehen sind, und die durch eine Wand begrenzt ist, die mindestens eine Zugangsöffnung aufweist, und auf der Bearbeitungszelle eine Strahlquelle vorgesehen ist, wobei vorgesehen ist, dass in der Bearbeitungszelle unter der Strahlquelle eine den von der Strahlquelle emittierten Bearbeitungsstrahl gegen die Werkstückaufnahme lenkende Strahlumlenkreinrichtung vorgesehen ist, wobei die Strahlquelle und die Strahlumlenkeinrichtung entlang einer ersten Achse voneinander beabstandet vorgesehen sind, dass die Strahlumlenkeinrichtung um die erste Achse um 360° drehbar ist und/oder dass die Werkstückaufnahmen um die erste Achse um 360° drehbar sind.

Die erfindungsgemäße Bearbeitungsanlage kann für Schweiß- oder Schneidarbeiten an zu bearbeitenden Werkstücken dienen.

Dadurch, dass auf der Bearbeitungszelle nur eine Strahlquelle und in der Bearbeitungszelle unter der Strahlquelle eine Strahlumlenkeinrichtung vorgesehen ist, die den von der Strahlquelle emittierten Bearbeitungsstrahl zum zu bearbeitenden Werkstück lenkt, ist die erfindungsgemäße Bearbeitungsanlage vergleichsweise einfach ausgebildet, woraus entsprechend geringe Herstellungskosten für die Bearbeitungsanlage resultieren.

Als zweckmäßig hat es sich bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsanlage erwiesen, wenn die Strahlquelle auf der Bearbeitungszelle zentral und ortsfest vorgesehen ist.

Die Strahlumlenkeinrichtung ist in Bezug zur Strahlquelle in Richtung der ersten Achse, bei der es sich üblicherweise um eine z-Achse handelt, vorzugsweise linear verstellbar vorgesehen, um ein zu bearbeitendes Werkstück mit dem Bearbeitungsstrahl entsprechend zu erreichen. Dem selben Zwecke ist es dienlich, wenn die Strahlumlenkeinrichtung um die erste Achse zumindest begrenzt verschwenkbar oder vorzugsweise um 360° drehbar ist. Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn die Strahlumlenkeinrichtung um eine zweite Achse schwenkbar ist, die zur ersten Achse senkrecht orientiert ist.

Eine solche Ausbildung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsanlage ermöglicht es, mit dem Bearbeitungsstrahl ein großflächiges zu bearbeitendes Werkstück an jeder zu bearbeitenden Stelle zu erreichen. Dem selben Zwecke kann es dienlich sein, wenn die mindestens eine Werkstückaufnahme um eine dritte Achse drehbar ist, die zur ersten Achse parallel orientiert ist. Außerdem kann die mindestens eine Werkstückaufnahme um eine vierte Achse schwenkbar sein, die von der ersten Achse beabstandet und zur ersten Achse senkrecht orientiert (- windschief) ist. Das heißt, diese vierte Achse ist zur dritten Achse, um die die Werkstückaufnahme drehbar sein kann, senkrecht orientiert. Außerdem kann die mindestens eine Werkstückaufnahme in Richtung der vierten Achse linear verstellbar sein.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die erfindungsgemäße Bearbeitungsanlage eine Anzahl Werkstückaufnahmen aufweist, die von der ersten Achse radial beabstandet und um die erste Achse um 360° drehbar sind. Die Werkstückaufnahmen können hierbei von der ersten Achse radial gleichmäßig oder ungleichmäßig beabstandet sein.

Bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsanlage ist es zweckmäßig, wenn die mindestens eine Zugangsöffnung mit einem Türelement verschließbar ist. Vorzugsweise ist die Wand der Bearbeitungszelle mit einer Anzahl Zugangsöffnungen ausgebildet.

Der Strahlumlenkeinrichtung kann eine Strahlfokussiereinrichtung nachgeordnet sein. Das kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn die Strahlquelle eine Laserstrahlquelle ist. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, dass die Strahlquelle eine Flüssigkeitsstrahlquelle ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch verdeutlichten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Bearbeitungsanlage.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht der Bearbeitungsanlage, und
2 eine Ansicht der Bearbeitungsanlage in Blickrichtung von oben.
Die 1 und 2 zeigen eine Ausbildung der Bearbeitungsanlage 10 mit einer Bearbeitungszelle 12, in der eine Anzahl Werkstückaufnahmen 14 für zu bearbeitende Werkstücke 16 vorgesehen sind. Die Bearbeitungszelle 12 ist durch eine Wand 18 begrenzt, die Zugangsöffnungen 20 (siehe 2) aufweist. Die jeweilige Zugangsöffnung 20 ist mit einem Türelement 22 verschließbar.
Auf der Bearbeitungszelle 12 ist eine Strahlquelle 24 zentral ortsfest vorgesehen. In der Bearbeitungszelle 12 ist unter der Strahlquelle 24 eine Strahlumlenkeinrichtung 26 vorgesehen, die den von der Strahlquelle 24 emittierten Bearbeitungsstrahl 28 gegen die jeweilige Werkstückaufnahme 14 bzw. gegen das jeweilige an der Werkstückaufnahme 14 temporär befestigte, zu bearbeitende Werkstück 16 lenkt.
Die Strahlumlenkeinrichtung 26 ist in Richtung der ersten Achse 30, bei der es sich um eine z-Achse handelt, von der Strahlquelle 24 beabstandet bzw. in Bezug zur Strahlquelle 24 in Richtung der ersten Achse 30 linear verstellbar. Das ist durch den Doppelpfeil 32 in 1 angedeutet.
Die Strahlumlenkeinrichtung 26 ist außerdem um die erste Achse 30 um 360° drehbar. Das ist durch den bogenförmigen Doppelpfeil 34 verdeutlicht.
Die Strahlumlenkeinrichtung 26 kann außerdem um eine zweite Achse 36 schwenkbar sein, die zur ersten Achse 30, d.h. zur Zeichnungsebene der 1 senkrecht orientiert ist.
Die Werkstückaufnahmen 14 sind jeweils um eine zugehörige dritte Achse 38 drehbar. Die jeweilige dritte Achse 38 ist zur ersten Achse 30 parallel orientiert und von dieser radial beabstandet. Die dritten Achsen 38 sind von der ersten Achse 30 vorzugsweise radial gleich weit beabstandet.
Die jeweilige Werkstückaufnahme 14 kann außerdem um eine zur dritten Achse 38 senkrecht orientierte vierte Achse 40 schwenkbar sein. Die jeweilige vierte Achse 40 ist zur ersten Achse 30 also windschief orientiert.
Die jeweilige Werkstückaufnahme 14 kann außerdem in Richtung der vierten Achse 40 linear verstellbar sein. Das ist in 2 durch den Doppelpfeil 42 verdeutlicht.
Die Werkstückaufnahmen 14 sind karussellartig angeordnet und um die erste Achse 30 um 360° drehbar. Das ist in 2 durch den bogenförmigen Doppelpfeil 44 verdeutlicht.
In 1 ist mit der Bezugsziffer 46 eine Strahlfokussiereinrichtung schematisch verdeutlicht, die der Strahlumlenkeinrichtung 26 nachgeordnet ist, um den von der Strahlquelle 24 emittierten Bearbeitungsstrahl 28 am jeweiligen zu bearbeitenden Werkstück 16 zu fokussieren. Bei der Strahlquelle 24 handelt es sich vorzugsweise um eine Laserstrahlquelle. Bei der Strahlquelle 24 kann es sich beispielsweise auch um eine Flüssigkeitsstrahlquelle handeln.

10: Bearbeitungsanlagen
12: Bearbeitungszelle (von 10)
14: Werkstückaufnahmen (in 12 für 16)
16: zu bearbeitende Werkstücke
18: Wand (von 12)
20: Zugangsöffnungen (in 18)
22: Türelement (für 20)
24: Strahlquelle (auf 12)
26: Strahlumlenkeinrichtung (in 12 für 28)
28: Bearbeitungsstrahl
30: erste Achse (zwischen 24 und 26)
32: Doppelpfeil (bei 26)
34: bogenförmiger Doppelpfeil (bei 26)
36: zweite Achse (von 26)
38: dritte Achse (von 14)
40: vierte Achse (von 14)
42: Doppelpfeil (bei 14)
44: bogenförmiger Doppelpfeil (um 30 für 14)
46: Strahlfokussiereinrichtung (zwischen 26 und 14)

Claims

Bearbeitungsanlage mit einer Bearbeitungszelle (12), in der mehrere Werkstückaufnahmen (14) für ein zu bearbeitendes Werkstück (16) vorgesehen sind, und die durch eine Wand (18) begrenzt ist, die mindestens eine Zugangsöffnung (20) aufweist, und auf der Bearbeitungszelle (12) eine Strahlquelle (24) vorgesehen ist, wobei vorgesehen ist, dass in der Bearbeitungszelle (12) unter der Strahlquelle (24) eine den von der Strahlquelle (24) emittierten Bearbeitungsstrahl (28) gegen die Werkstückaufnahme (14) lenkende Strahlumlenkreinrichtung (26) vorgesehen ist, wobei die Strahlquelle (24) und die Strahlumlenkeinrichtung (26) entlang einer ersten Achse (30) voneinander beabstandet vorgesehen sind, dass die Strahlumlenkeinrichtung (26) um die erste Achse (30) um 360° drehbar ist und/oder dass die Werkstückaufnahmen (14) um die erste Achse (30) um 360° drehbar sind.
Bearbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlquelle (24) auf der Bearbeitungszelle (12) zentral ortsfest vorgesehen ist.
Bearbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlumlenkreinrichtung (26) in Bezug zur Strahlquelle (24) in Richtung der erste Achse (30) linear verstellbar vorgesehen ist.
Bearbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlumlenkeinrichtung (26) um eine zweite Achse (36) schwenkbar ist, die zur ersten Achse (30) senkrecht orientiert ist.
Bearbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Werkstückaufnahme (14) um eine dritte Achse (38) drehbar ist, die zur ersten Achse (30) parallel orientiert ist.
Bearbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Werkstückaufnahme (14) um eine vierte Achse (40) schwenkbar ist, die von der ersten Achse (30) beabstandet und zur ersten Achse (30) senkrecht orientiert (- windschief) ist.
Bearbeitungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Werkstückaufnahme (14) in Richtung der vierten Achse (40) linear verstellbar ist.
Bearbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zugangsöffnung (20) mit einem Türelement (22) verschließbar ist.
Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (18) der Bearbeitungszelle (12) eine Anzahl Zugangsöffnungen (20) aufweist,
Bearbeitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlumlenkeinrichtung (26) eine Strahlfokussiereinrichtung (46) nachgeordnet ist.
Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlquelle (24) ein Laserstrahlquelle ist.
Bearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlquelle (24) eine Flüssigkeitsstrahlquelle ist.