DE102005063340A1 - Positioniersystem - Google Patents
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Abstract
Um eine Möglichkeit zu schaffen, Werkstücke in effizienter und präziser Weise relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere relativ zu einer Laserbeschriftungsvorrichtung, zu positionieren, wird ein Positioniersystem zur Positionierung von mindestens einem Werkstück relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Laserbeschriftungsvorrichtung, vorgeschlagen, welches Folgendes umfasst: DOLLAR A eine Grundplatte mit einer Vielzahl von Positionierelementaufnahmen für Positionierelemente, DOLLAR A mindestens ein Befestigungselement, das relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung in einer gewünschten Stellung festlegbar ist, und DOLLAR A eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Grundplatte relativ zu dem Befestigungselement von einer Vorbereitungsstellung in eine Arbeitsstellung.
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. - 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 mit einer Grundplatte verschraubt sind.
- 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, ist es günstig, wenn die Grundplatte ein Griffelement aufweist, 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 Positionierelementaufnahmen 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 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 vorteilhafterweise mindestens ein Positionierelement, das mit mindestens einer Positionierelementaufnahme der Grundplatte verbindbar ist.
- Die Lage des betreffenden Positionierelements an der Grundplatte ist dann 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 gegeben, wenn 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.
- Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Positionierelement mit mindestens zwei Positionierzapfen, die quer, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht, zueinander ausgerichtet sind, versehen ist. 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 welchem 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 aus1 , bei in eine Arbeitsstellung eingeschobener Grundplatte; -
3 eine schematische Vorderansicht des Positioniersystems aus2 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 3 in2 ; -
4 eine schematische Seitenansicht des Positioniersystems aus2 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles 4 in2 ; -
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 aus8 ; -
10 eine erste schematische Seitenansicht eines weiteren, nicht rotationssymmetrischen Ausrichtelements; -
11 eine zweite schematische Seitenansicht des weiteren Ausrichtelements, mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles11 in10 ; -
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 aus13 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles14 in13 ; -
15 eine schematische Vorderansicht eines kurzen Positionieranschlags; -
15A eine schematische Seitenansicht des Positionieranschlags aus15 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles15A in15 ; -
16 eine schematische Vorderansicht eines langen Positionieranschlags; -
16A eine schematische Seitenansicht des Positionieranschlags aus16 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles16A in16 ; -
17 eine schematische Vorderansicht einer Positionierablage mit einer Aussparung für ein Werkstück; -
18 eine schematische Seitenansicht der Positionierablage aus17 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles18 in17 ; -
19 eine schematische Vorderansicht einer Positionierablage mit zwei Aussparungen für Werkstücke; -
20 eine schematische Seitenansicht der Positionierablage aus19 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles20 in19 ; -
21 eine schematische Vorderansicht einer Positionierablage mit drei Aussparungen für Werkstücke; -
22 eine schematische Seitenansicht der Positionierablage aus21 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles22 in21 ; -
23 eine schematische Vorderansicht einer Positionierablage mit vier Aussparungen für Werkstücke; -
24 eine schematische Seitenansicht der Positionierablage aus23 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles24 in23 ; -
25 eine schematische Draufsicht von oben auf einen Positionierrahmen; -
26 eine schematische Seitenansicht des Positionierrahmens aus25 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles26 in25 ; -
27 eine schematische perspektivische Darstellung des Positionierrahmens aus den25 und26 mit zwei Positionierstiften; -
28 eine schematische Draufsicht von oben auf einen Positionierwinkel; -
29 eine schematische Seitenansicht des Positionierwinkels aus28 , mit der Blickrichtung in Richtung des Pfeiles29 in28 ; -
30 eine schematische perspektivische Darstellung des Positionierwinkels aus den28 und29 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 aus32 ; -
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 bis39 dargestelltes, als Ganzes mit100 bezeichnetes Positioniersystem zur Positionierung von Werkstücken102 (siehe34 bis36 und38 ) relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere relativ zu einer (nicht dargestellten) Laserbeschriftungsvorrichtung, umfasst, wie am besten aus den1 bis6 zu ersehen ist, zwei Befestigungselemente104 in Form zweier parallel zueinander ausgerichteter, im Querschnitt winkelförmiger Befestigungsschienen106 , zwei Tragelemente108 in Form im wesentlichen quaderförmiger, parallel zueinander und parallel zu den Befestigungsschienen106 ausgerichteter Tragprofilleisten110 , die mittels jeweils einer Auszugführung112 längs einer Auszugrichtung114 verschiebbar an jeweils einem Befestigungselement104 gehalten sind, sowie eine von oben auf beide Tragelemente108 aufgelegte Grundplatte116 . - Wie am besten aus den
1 und5 zu ersehen ist, ist das Positioniersystem100 auf einem kundenseitig bereitgestellten Maschinentisch118 , welcher mehrere, parallel zueinander verlaufene T-Nuten120 mit T-förmigem Querschnitt aufweist, mittels T-Nutensteinen122 befestigt, welche in jeweils eine der T-Nuten120 eingreifen und jeweils ein Langloch124 in einem auf der Oberseite des Maschinentisches118 aufliegenden langen Schenkel126 jeweils eines Befestigungselements104 durchsetzen. - Auf diese Weise werden die beiden Befestigungselemente
104 , nachdem sie einmal parallel zur Auszugrichtung114 ausgerichtet worden sind, relativ zu dem Maschinentisch118 und somit relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung fixiert. - Jede der Auszugführungen
112 umfasst drei Führungsschienen, nämlich eine befestigungselementseitige Führungsschiene128 , eine mittels einer (nicht dargestellten) Wälzkörperanordnung längs der Auszugrichtung114 verschieblich an der befestigungselementseitigen Führungsschiene128 gehaltene mittlere Führungsschiene130 und eine mittels einer (nicht dargestellten) Wälzkörperanordnung längs der Auszugrichtung112 verschieblich an der mittleren Führungsschiene130 gehaltene tragelementseitige Führungsschiene132 . - Die befestigungselementseitige Führungsschiene
128 der Auszugführung112 ist mittels mehrerer Befestigungsschrauben134 an einem vertikal zur Oberseite des Maschinentisches118 ausgerichteten kurzen Schenkel136 des Befestigungselements104 festgelegt und mittels zweier Zylinderstifte138 parallel zum Befestigungselement104 ausgerichtet. - An der tragelementseitigen Führungsschiene
132 jeder Auszugführung112 ist jeweils ein Tragelement108 mittels mehrerer Befestigungsschrauben140 und Unterlegscheiben142 festgelegt und mittels zweier Zylinderstifte144 parallel zur tragelementseitigen Führungsschiene132 und damit parallel zur Auszugrichtung114 ausgerichtet. - Jedes der Tragelemente
108 ist an seiner Oberseite mit jeweils zwei Gewindesacklöchern146 versehen, in welche jeweils ein erstes Ausrichtelement148 bzw. ein zweites Ausrichtelement150 mit seinem Außengewinde152 eingedreht ist. - Der Kopf
154 jedes Ausrichtelements148 ,150 steht über die Oberseite des jeweiligen Tragelements108 über. Wenn die Grundplatte116 auf die beiden Tragelemente108 aufgelegt ist, wie beispielsweise in7 dargestellt, so greifen die Köpfe154 der insgesamt vier Ausrichtelemente148 ,150 in jeweils eine an der Grundplatte116 vorgesehene Ausrichtöffnung156 ein, um so die Grundplatte116 so an den Tragelementen108 zu positionieren, dass die seitlichen Ränder158 der Grundplatte116 parallel zur Auszugrichtung114 ausgerichtet sind. - Dabei sind die Köpfe
154 der ersten Ausrichtelemente148 im wesentlichen rotationssymmetrisch um ihre vertikale Längsachse ausgebildet, um im Zusammenwirken mit einer kreisförmigen Ausrichtöffnung156 die Grundplatte116 gegen eine Bewegung relativ zu den Tragelementen108 sowohl parallel zur Auszugrichtung114 als auch in einer hierzu senkrechten horizontalen Querrichtung160 zu sichern. - Die zweiten Ausrichtelemente
150 jedes Tragelements108 sind hingegen mit einem als Schwert ausgebildeten Kopf154' versehen (siehe10 bis12 ), der durch zwei Paare einander jeweils diametral gegenüberliegender Ausnehmungen aus der rotationssymmetrischen Form des Kopfes154 der ersten Ausrichtelemente148 hervorgeht, um eine mechanische Überbestimmung der Lage der Grundplatte116 an den Tragelementen108 zu verhindern. - Die separat in den
13 und14 dargestellte Grundplatte116 weist die Form einer flachen, ebenen Platte aus einem metallischen Material, vorzugsweise aus einem magnetisierten, rostfreien Stahlblech, auf, die mit einer Vielzahl von Positionierelementaufnahmen162 in Form von Positionierbohrungen164 versehen ist, welche an der Grundplatte116 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 Querrichtung160 verlaufenden Zeile des Quadratgitters eine Kennzahl (beispielsweise von 1 bis 13) zugeordnet, so dass jede Positionierelementaufnahme162 der Grundplatte116 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 Grundplatte116 angebracht, beispielsweise eingraviert. - Die Kennbuchstaben bilden somit erste Markierungen
166 und die Kennzahlen zweite Markierungen168 , durch deren Kombination jede der Positionierelementaufnahmen162 eindeutig bezeichnet werden kann. - Vier der Gitterpunkte des Quadratgitters aus Positionierelementaufnahmen
162 sind nicht mit einer Positionierbohrung164 , sondern stattdessen mit einer der Ausrichtöffnungen156 belegt, welche einen größeren Durchmesser aufweisen als die Positionierbohrungen164 und der Aufnahme jeweils eines der Ausrichtelemente148 ,150 der Tragelemente108 dienen. - Ferner ist ein im wesentlichen mittig an der Grundplatte
116 angeordneter Gitterpunkt des Quadratgitters aus Positionierelementaufnahmen162 nicht mit einer Positionierbohrung164 , sondern stattdessen mit einer Mittelmarkierung170 , beispielsweise in Form eines Markierungskreuzes, versehen. Diese Mittelmarkierung170 dient bei der Montage des Positioniersystems100 an dem Maschinentisch118 als Referenzpunkt zur korrekten Anordnung des Positioniersystems100 relativ zu dem Maschinentisch118 und damit relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung. - Ferner ist die Grundplatte
116 nahe ihres vorderen Randes mit einem Griffelement172 in Form einer Grifföffnung174 versehen, in welche eine Bedienperson mit ihrer Hand eingreifen kann, um die Grundplatte116 in der Auszugrichtung114 auszuziehen oder entgegen der Auszugrichtung114 einzuschieben. - Auf diese Weise kann die Grundplatte
116 aus ihrer in den2 bis4 dargestellten Arbeitsstellung, in welcher die Tragelemente108 vollständig in den Zwischenraum zwischen den Befestigungselementen104 eingeschoben sind, in die in1 dargestellte Vorbereitungsstellung, in welcher die Tragelemente108 vollständig aus dem Zwischenraum zwischen den Befestigungselementen104 herausgezogen sind, ausgezogen werden. - Die Auszugführungen
112 sind somit als Vollauszugführungen ausgebildet, bei denen die tragelementseitigen Führungsschienen132 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 Grundplatte116 von oben und seitlich frei zugänglich, so dass im folgenden noch näher zu beschreibende Positionierelemente176 und zu positionierende Werkstücke102 ungehindert an der Grundplatte116 angeordnet oder von der Grundplatte116 entfernt werden können. Ferner kann in der Vorbereitungsstellung die Grundplatte auf die Tragelemente108 aufgesetzt oder von den Tragelementen abgehoben werden. - Nach Abschluss dieser Vorbereitungsarbeiten kann die Grundplatte
116 , die zusammen mit den Tragelementen108 einen verschiebbaren Positioniertisch178 bildet, in die Arbeitsstellung innerhalb der Bearbeitungsvorrichtung eingeschoben werden, in welcher dann die jeweils vorzunehmende Bearbeitung, beispielsweise eine Laserbeschriftung der positionierten Werkstücke102 , durchgeführt werden kann. - Die Auszugführungen
112 und die Tragelemente108 bilden zusammen eine Bewegungseinrichtung179 zum Bewegen der Grundplatte116 relativ zu den Befestigungselementen104 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 Befestigungselements104 jeweils ein Anschlag180 in Form eines Anschlagwinkels182 mit einem Haltemagneten184 vorgesehen, an welchem das rückwärtige Ende des jeweils zugeordneten Tragelements108 anschlägt, wenn sich die Grundplatte116 in der Arbeitsstellung befindet, wobei die Tragelemente108 und/oder die Grundplatte116 in der Arbeitsstellung durch die Haltemagnete184 gehalten werden. - Um die zu bearbeitenden Werkstücke
102 exakt und reproduzierbar, mit einer Toleranz von ungefähr 0,1 mm, an der Grundplatte116 positionieren zu können, umfasst das Positioniersystem100 ferner die in den15 bis31 dargestellten Positionierelemente176 , welche im folgenden im einzelnen beschrieben werden. - So zeigen die
15 und15A einen Positionieranschlag, welcher eine Anschlagplatte188 mit seitlichen Anschrägungen190 sowie zwei von einem unteren Rand der Anschlagplatte188 nach unten abstehende zylindrische Positionierzapfen192 umfasst. - Zwischen den Positionierzapfen
192 ist an der Unterseite des Positionieranschlags186 eine trapezförmige Ausnehmung193 vorgesehen. - Der Durchmesser der Positionierzapfen
192 ist jeweils geringfügig kleiner als der Durchmesser einer der Positionierbohrungen164 an der Grundplatte116 , so dass die Positionierzapfen192 bei der Positionierung des Positionieranschlags186 an der Grundplatte116 in jeweils eine der Positionierbohrungen164 eingesteckt werden können. Der Abstand der Mittelachsen beider Positionierzapfen192 entspricht dabei einem ganzzahligen Vielfachen des Mittelpunktabstandes a einander benachbarter Positionierelementaufnahmen162 in dem Quadratgitter von Positionierelementaufnahmen162 an der Grundplatte116 (siehe13 ). - Die
16 und16A zeigen einen ähnlichen Positionieranschlag186 , welcher lediglich eine größere Gesamtlänge und einen größeren Abstand zwischen den Mittelachsen der Positionierzapfen192 aufweist als der in den15 und15A dargestellte Positionieranschlag186 . - Die
17 bis24 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Positionierablagen194 , welche sich hinsichtlich ihrer Länge unterscheiden. - Jede der Positionierablagen
194 umfasst eine Ablageplatte196 , die mit seitlichen Anschrägungen198 und mit einer oder mehreren, beispielsweise V-förmigen, Aussparungen200 zum Auflegen oder Anlegen eines zu positionierenden Werkstückes102 versehen ist. - Die in
17 dargestellte Positionierablage194 weist nur eine solche Aussparung200 auf, während die in den19 ,21 und23 dargestellten Positionierablagen194 jeweils zwei, drei bzw. vier solcher Aussparungen200 aufweisen. - Ferner ist jede der Positionierablagen
194 an ihrem unteren Rand mit zwei Positionierzapfen192 und an ihrer Rückseite mit zwei weiteren Positionierzapfen192' versehen, wobei dieses Paar weiterer Positionierzapfen192' senkrecht zu den Mittelachsen der Positionierzapfen192 verlaufende Mittelachsen aufweist, so dass jede der Positionierablagen194 wahlweise in einer von zwei Lagen an der Grundplatte116 positionierbar ist, nämlich in einer ersten Lage, in welcher die Positiunierzapfen192 in Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 eingesteckt sind und die Positionierablage194 mit ihrer Unterseite202 an der Oberseite der Grundplatte116 anliegt, und in einer zweiten Lage, in welcher die weiteren Positionierzapfen192' in Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 eingreifen und die Positionierablage194 mit ihrer Rückseite204 an der Oberseite der Grundplatte116 anliegt. - Zwischen den Positionierzapfen
192 an der Unterseite der Positionierablage194 ist jeweils eine trapezförmige Ausnehmung206 vorgesehen. - Auch bei den Positionierablagen
194 entspricht der Abstand der Mittelachsen jedes Paares von Positionierzapfen192 bzw.192' einem ganzzahligen Vielfachen des Mittelpunktabstandes a zwischen einander benachbarten Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 . - Die
25 bis27 zeigen einen im wesentlichen quadratischen Positionierrahmen, der in seinen vier Eckbereichen mit jeweils einer Durchtrittsöffnung210 versehen ist, deren Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der Positionierbohrungen164 an der Grundplatte116 entspricht. - Der Positionierrahmen
208 ist mittels zweiter Positionierstifte212 an der Grundplatte116 festlegbar, von denen einer separat in31 dargestellt ist. Dieser Positionierstift212 umfasst einen Positionierzapfen192 und einen im wesentlichen kugelförmigen Griffbereich214 , der beispielsweise aus einem elastischen Material gebildet sein kann, so dass eine Bedienperson den Positionierstift212 an dem Griffbereich214 ergreifen und so handhaben kann. - Jeweils ein Positionierstift
212 ist mit seinem Positionierzapfen192 durch eine Durchtrittsöffnung210 im Positionierrahmen208 in eine Positionierbohrung164 an der Grundplatte116 einsteckbar. - Werden zwei Positionierstifte
212 durch Durchtrittsöffnungen210 am Positionierrahmen208 hindurch in mit den Durchtrittsöffnungen210 fluchtende Positionierbohrungen164 der Grundplatte116 eingesteckt, so ist die Lage des Positionierrahmens208 an der Grundplatte116 festgelegt. - Die
28 bis30 zeigen einen Positionierwinkel216 , der in den Endbereichen seiner beiden Schenkel218 und in dem Eckbereich, in welchem die beiden Schenkel218 zusammentreffen, mit jeweils einer Durchtrittsöffnung210 für den Durchtritt eines Positionierzapfens192 eines Positionierstiftes212 versehen ist. - Der Positionierwinkel
216 ist mittels mindestens zwei Positionierstiften212 , deren Positionierzapfen192 durch Durchtrittsöffnungen210 des Positionierwinkels216 hindurch in mit den Durchtrittsöffnungen210 fluchtende Positionierbohrungen164 der Grundplatte116 eingreifen, an der Grundplatte116 festlegbar. - Die
32 und33 zeigen ein Positioniermagnetelement220 , das einen Sockel222 , mit welchem das Positioniermagnetelement220 an der Oberseite der Grundplatte116 absetzbar ist, und einen Griffbereich224 umfasst, an welchem eine Bedienperson das Positioniermagnetelement220 ergreifen kann. - Dieses Positioniermagnetelement
220 enthält einen Magneten und haftet aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen diesem Magneten und der magnetisierten oder magnetisierbaren Grundplatte116 an der Grundplatte116 . - Da das Positioniermagnetelement
220 auch in anderen als den durch die Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 vorgegebenen Positionen an der Grundplatte116 angeordnet werden kann, kann es dazu verwendet werden, einen Anschlag für zu positionierende Werkstücke102 zu bilden, wenn die durch das Raster der Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 vorgegebenen Positionen im Einzelfall hierfür nicht ausreichen. - Ferner kann das Positioniermagnetelement
220 als Entnahmemagnet dazu dienen, aus ferromagnetischen Materialien bestehende Positionierelemente176 und/oder Werkstücke102 von der Grundplatte116 abzuheben. - In den
34 bis37 sind verschiedene Anwendungsmöglichkeiten der vorstehend beschriebenen Positionierelemente176 bei der Positionierung von Werkstücken102 an der Grundplatte116 dargestellt. - Insbesondere ist in
34 die Positionierablage194 aus23 mit den Positionierzapfen192' an ihrer Rückseite204 so in die Positionierelementaufnahmen F5 bzw. F9 eingesteckt, dass sie mit ihrer Rückseite204 an der Oberseite der Grundplatte116 anliegt. Mehrere zylindrische Werkstücke102a , deren Zylinderachse vertikal ausgerichtet ist, sind an jeweils zwei Stellen gegen den Rand jeweils einer Aussparung200 der Positionierablage104 angelegt, so dass die Lage dieser Werkstücke102a relativ zu der Grundplatte116 reproduzierbar festliegt. - Ferner sind drei weitere Positionierablagen
194 der in den17 bis21 gezeigten Art so mit ihren an der jeweiligen Unterseite202 angeordneten Positionierzapfen192 in Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 eingesteckt, dass ihre Ablageplatten196 vertikal ausgerichtet sind und drei Aussparungen200 in den drei Positionierablagen194 so miteinander fluchten, dass ein im wesentlichen zylindrisches Werkstück102b im Bereich dieser Aussparungen200 auf die Positionierablagen194 aufgelegt werden kann, wodurch die Lage des Werkstücks102b relativ zu der Grundplatte116 in der Querrichtung160 festliegt. - Die Positionierung des Werkstücks
102b längs der Auszugrichtung114 erfolgt mittels eines Positionieranschlags186 der in15 gezeigten Art, welcher mit seinen beiden Positionierzapfen192 in Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 eingesteckt ist und dessen Anschlagplatte188 parallel zur Querrichtung160 verläuft. - Das Werkstück
102b wird entgegen der Auszugrichtung114 so weit nach hinten geschoben, bis seine hintere Stirnfläche an der Vorderseite des Positionieranschlags186 anliegt, wodurch die Lage des Werkstücks102b relativ zu der Grundplatte116 auch längs der Auszugrichtung114 reproduzierbar festliegt. - Ferner sind in der Darstellung der
34 eine weitere Positionierablage194 sowie ein Positionierwinkel216 mit drei Positionierstiften212 an der Grundplatte116 festgelegt; diese weiteren Positionierelemente176 werden bei diesem Anwendungsbeispiel jedoch nicht zur Positionierung von Werkstücken102 verwendet. - Die in
35 dargestellte Positionieranordnung umfasst eine Positionierablage194 mit drei Aussparungen200 , ähnlich der in21 dargestellten Positionierablage, jedoch mit Aussparungen200 , die statt eines V-förmigen Querschnitts einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen und somit zur Aufnahme von zylindrischen Werkstücken102c größeren Durchmessers geeignet sind. Diese Positionierablage194 ist mit den an ihrer Rückseite204 angeordneten Positionierzapfen192' in die Positionierelementaufnahmen F3 und K3 eingesteckt, so dass sie mit ihrer Rückseite204 an der Oberseite der Grundplatte116 anliegt. Drei zylindrische Werkstücke102c mit vertikaler Zylinderachse sind so an die Positionierablage194 angelegt, dass sie dieselbe an jeweils zwei Stellen des Randes einer Aussparung200 berühren und somit in ihrer Lage relativ zu der Grundplatte116 reproduzierbar festgelegt sind. - Ferner umfasst die Positionieranordnung eines weitere Positionierablage
194 mit vier Aussparungen200 und eine Positionierablage194 mit nur einer Aussparung200 , welche mit einer der Aussparungen200 der anderen Positionierablage194 fluchtet, so dass ein im wesentlichen zylindrisches Werkstück102d mit horizontaler Zylinderachse im Bereich dieser Aussparungen200 auf den Positionierablagen194 abgelegt werden kann. - In axialer Richtung wird die Lage des Werkstücks
102d mittels eines Positionieranschlags186 festgelegt, an dessen Anschlagplatte188 die hintere Stirnfläche des Werkstücks102d anliegt. - Ferner sind in
35 noch zwei weitere Positionierablagen194 sowie ein Positionierwinkel216 mit drei Positionierstiften212 dargestellt, welche in dieser Anordnung jedoch nicht zum Positionieren von Werkstücken102 verwendet werden. - Die in
36 dargestellte Positionieranordnung umfasst eine Positionierablage194 mit zwei Aussparungen200 mit trapezförmigem Querschnitt, deren rückwärtige Positionierzapfen192' in die Positionierelementaufnahmen F3 und L3 eingesteckt sind, so dass diese Positionierablage194 mit ihrer Rückseite204 an der Oberseite der Grundplatte116 anliegt. Ein im wesentlichen zylindrisches Werkstück102e ist so an diese Positionierablage194 angelegt, dass es mit seinem Umfang zwei Stellen des Randes einer der Aussparungen200 berührt und somit in seiner Lage relativ zu der Grundplatte116 reproduzierbar festgelegt ist. - Ein weiteres im wesentlichen zylindrisches Werkstück
102f mit horizontaler Zylinderachse liegt auf zwei Positionierablagen194 auf und mit seiner hinteren Stirnfläche an der Vorderseite eines Positionieranschlags186 an, so dass auch dieses Werkstück102f in axialer Richtung und in lateraler Richtung relativ zu der Grundplatte116 reproduzierbar festliegt. - Ferner umfasst die Positionieranordnung aus
36 noch eine weitere Positionierablage194 , welche aber bei dieser Anordnung nicht zur Positionierung eines Werkstücks102 verwendet wird. -
37 zeigt eine Positionieranordnung, bei welcher ein Positionierwinkel216 mit drei Positionierstiften212 und ein Positionierrahmen208 mit zwei Positionierstiften212 an der Grundplatte116 festgelegt sind. (Nicht dargestellte) Werkstücke102 können an die Ränder des Positionierwinkels216 bzw. des Positionierrahmens208 angelegt werden, um deren Position relativ zur Grundplatte116 reproduzierbar festzulegen. - Ferner sind in
37 zwei Positioniermagnetelemente220 dargestellt, welche in zwischen den Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 liegenden Bereichen an der Oberseite der Grundplatte116 anhaften. - Die in
38 dargestellte Positionieranordnung umfasst mehrere Positionierelemente176 in Form von dreidimensional ausgeformten Schablonen226 , welche in der Draufsicht ungefähr rechteckig ausgebildet sind, eine im wesentlichen ebene Unterseite aufweisen, mit welcher die Schablonen226 an der Oberseite der Grundplatte116 anliegen, und an ihrer Oberseite mit einer zu der Unterseite von zu positionierenden Werkstücken102g ,102h bzw.102i komplementären Topographie versehen sind, so dass die zu positionierenden Werkstücke102g ,102h bzw.102i mit komplexer dreidimensionaler Geometrie auf die jeweils angepasste Schablone226 aufgelegt werden können und durch diese Schablone226 in ihrer Lage relativ zu der Grundplatte116 reproduzierbar festgelegt sind. - Jede der Schablonen
226 weist Durchtrittsöffnungen210 für den Durchtritt von (nicht dargestellten) Positionierstiften212 zur Festlegung der jeweiligen Schablone226 an Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 auf. - Diese Durchtrittsöffnungen
210 können in einem Rahmenbereich der Schablone226 (wie bei der Schablone226a ) oder an einem von der Schablone226 abstehenden Vorsprung228 (wie bei der Schablone226b ) angeordnet sein. - Die Schablonen
226 sind vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet und können durch ein Gießverfahren in der gewünschten, an das jeweils zu positionierende Werkstück102 angepassten Form hergestellt werden. - Die Positionieranordnung aus
39 umfasst zwei im wesentlichen ebene Schablonen230 , die jeweils Ausnehmungen232 aufweisen, in welche mehrere (nicht dargestellte) zu positionierende Werkstücke einlegbar sind, um dieselben in ihrer Lage relativ zu der Grundplatte116 reproduzierbar festzulegen. - Jede der ebenen Schablonen
230 weist Durchtrittsöffnungen210 für den Durchtritt von (nicht dargestellten) Positionierstiften212 auf, mittels welcher die betreffende ebene Schablone230 an Positionierelementaufnahmen162 der Grundplatte116 festlegbar ist. - Die ebenen Schablonen
230 sind vorzugsweise aus einem Stahlblechmaterial gebildet und können beispielsweise durch Ausstanzen der Außenkontur und der Ausnehmungen232 hergestellt werden. - Die Montage des Positioniersystems
100 an dem Maschinentisch118 der Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere der Laserbeschriftungsvorrichtung, erfolgt dadurch, dass das Positioniersystem100 mit in der Arbeitsstellung befindlicher Grundplatte116 zunächst grob auf dem Maschinentisch118 positioniert wird und anschließend die T-Nutensteine122 an die Befestigungselemente104 angelegt werden. - Darauf wird der Beschriftungslaser des Laserbeschriftungssystems in seine Mittelposition gebracht, und das Positioniersystem
100 wird so ausgerichtet, dass der Laserstrahl an der Mittelmarkierung170 der Grundplatte116 auf die Grundplatte116 auftrifft. - In dieser Stellung werden die T-Nutensteine
122 leicht angezogen. - Anschließend wird eine rechteckige Platte an den beiden Schenkeln
218 eines an der Grundplatte116 festgelegten Positionierwinkels216 angelegt, und auf dieser Platte wird mit Hilfe des Beschriftungslasers eine in der Auszugrichtung114 verlaufende erste Linie und eine in der Querrichtung160 verlaufende zweite Linie gezogen. - Nach Vermessung dieser beiden Linien wird eine Feinjustierung der Lage der Befestigungselemente
104 am Maschinentisch118 durchgeführt. Anschließend wird nochmals die Übereinstimmung der Mittelmarkierung170 an der Grundplatte116 mit der Mittellage des Beschriftungslasers überprüft. - Schließlich werden die T-Nutensteine
122 fest angezogen, so dass die Befestigungselemente104 am Maschinentisch118 in der gewünschten Lage und Ausrichtung fixiert sind.
Claims (39)
- 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 einen T-Nutenstein (122 ) zum Festlegen des mindestens einen Befestigungselements (104 ) an einem Maschinentisch (118 ) mit einer T-Nut (120 ) umfasst. - 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 die Grundplatte (
116 ) ein Griffelement (172 ) aufweist, an dem eine Bedienperson zum Bewegen der Grundplatte (116 ) angreifen kann. - Positioniersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Griffelement (
172 ) als eine Durchgangsöffnung (174 ) in der Grundplatte (116 ) ausgebildet ist. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Positionierelementaufnahmen (
162 ) als an der Grundplatte (116 ) vorgesehene Ausnehmungen ausgebildet sind. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierelementaufnahmen (
162 ) an der Grundplatte (116 ) in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind. - Positioniersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierelementaufnahmen (
162 ) in einem Quadratgittermuster angeordnet sind. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, 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 19, 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 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (
116 ) aus einem metallischen Material gebildet ist. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (
116 ) ein magnetisiertes Material umfasst. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (
100 ) mindestens ein Positionierelement (176 ) umfasst, das mit mindestens einer Positionierelementaufnahme (162 ) der Grundplatte (116 ) verbindbar ist. - Positioniersystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Positionierelement (
176 ) mit mindestens einem Positionierzapfen (192 ,192' ) zum Einstecken in eine Positionierelementaufnahme (162 ) der Grundplatte (116 ) versehen ist. - Positioniersystem nach Anspruch 24, 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 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Positionierelement (
176 ) mit mindestens zwei Positionierzapfen (192 ,192' ), die quer, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht, zueinander ausgerichtet sind, versehen ist. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 26, 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 27, 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 28, 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 28 oder 29, 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 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (
100 ) mindestens ein leistenförmiges Positionierelement (186 ,194 ) umfasst. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 31, 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 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (
100 ) mindestens ein rahmenförmiges Positionierelement (208 ) umfasst. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (
100 ) mindestens ein winkelförmiges Positionierelement (216 ) umfasst. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 34, 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 35, 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 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (
230 ) im wesentlichen eben ausgebildet ist. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (
226 ) eine dreidimensionale Topographie aufweist. - Positioniersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniersystem (
100 ) mindestens ein Positionierelement (220 ) umfasst, das ein Magnetelement aufweist.
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