DE102009051558A1

DE102009051558A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme und/oder Bearbeitung einer reliefartigen und/oder glatten Oberfläche eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102009051558A1
Application number: DE200910051558
Authority: DE
Inventors: Hans Rasmusson; Denis Périent
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2009-10-31
Filing date: 2009-10-31
Publication date: 2011-05-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und/oder Bearbeitung einer reliefartigen und/oder glatten Oberfläche eines Werkstücks, mit: einer Vielzahl von stabförmigen Funktionsteilen, aufweisend eine Funktionskomponente und eine Trägerbasis, wobei die Funktionskomponente an der Trägerbasis angebracht ist, einer Halteplatte, mit einer Vielzahl von Öffnungen, in welche jeweils eine Trägerbasis aufnehmbar ist, so dass das je eine stabförmige Funktionsteil durch die Öffnung in der Halteplatte linear geführt wird, so dass Relativbewegungen des stabförmigen Funktionsteils zur Halteplatte möglich sind, zumindest einer Arretiervorrichtung, mit dem das stabförmige Funktionsteil an der Halteplatte arretierbar ist, und einer Stellvorrichtung, zum Durchführen einer Hub- und/oder Senkbewegung des stabförmigen Funktionsteils relativ zur Halteplatte.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und/oder zur Bearbeitung einer reliefartigen und/oder glatten Oberfläche eines Werkstücks sowie ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Vorrichtung.
Bei der Herstellung von beschichteten Bauteilen wird auf eine Grundstruktur ein flächiges Material, wie beispielsweise eine Folie oder ein Dekorbogen aufgebracht. Solche Folien sind im Allgemeinen thermisch verformbar und müssen vor dem Aufbringen thermisch erwärmt werden, um zum einen die gewünschte äußere Endform der Folie oder des Dekorbogens zu erzeugen und, um zum anderen einen guten Sitz der Folie auf dem Grundträger zu gewährleisten.
Aus der DE 10 2006 020 088 A1 ist eine Heizvorrichtung bekannt zum Aufheizen von thermisch verformbaren Bauteilen, mit einer Vielzahl von Brennelementen, zur Beheizung eines Werkstücks. Die Brennelemente sind derart in Längsrichtung der Vorrichtung angeordnet, dass sie einer Kontur der Werkzeugform folgen. Ein in die Werkzeugform eingebrachte Folie wird erwärmt, so dass nach deren Entnahme die äußere Form der Folie der Form des Werkzeuges entspricht. Derartige Heizvorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie nur für ein einziges Werkstück verwendbar sind und somit für jedes von dieser Konturform abweichende Werkstück eine neue Werkzeugform hergestellt werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die an eine bestehende äußere Form eines aufzunehmenden oder zu bearbeitenden Bauteils oder Werkstücks schnell anpassbar ist. Ferner soll die Erfindung ein Verfahren bereitstellen, zur Steuerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Werkzeugvorrichtung zur Aufnahme und/oder Bearbeitung einer reliefartigen und/oder glatten Oberfläche eines Werkstücks mit einer Vielzahl von stabförmigen Funktionsteilen vorgesehen, die weiterhin ausfweist:

– eine Halteplatte, mit einer Vielzahl von Öffnungen in welche jeweils mindestens eine Trägerbasis aufnehmbar ist, so dass mindestens ein stabförmiges Funktionsteil durch die Öffnung in der Halteplatte linear geführt wird, wobei Relativbewegungen des stabförmigen Funktionsteils zur Halteplatte möglich sind,
– einer Vielzahl von Arretiervorrichtungen, wobei jeweils eine Arretiervorrichtung einem Funktionsteil oder einer Gruppe von Funktionsteilen zugeordnet ist, und wobei mit einer Arretiervorrichtung ein jeweils zugeordnetes Funktionsteil oder eine Gruppe Funktionsteilen an der Halteplatte arretierbar und zur Freigabe der Relativbewegung lösbar ist, und
– einer Stellvorrichtung zum Durchführen einer Bewegung jeweils einzelner oder einer Mehrzahl der Funktionsteile zwischen einer Ausgangsposition und einer Arbeitsposition.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Stellvorrichtung zum Durchführen einer Bewegung der Halteplatte gegenüber einer Lagervorrichtung ausgeführt ist, um die Funktionsteile zwischen einer Ausgangsposition und einer Arbeitsposition zu bewegen. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Stellvorrichtung zum Durchführen einer Bewegung jeweils einzelner oder einer Mehrzahl der Funktionsteile relativ zu einer an einer Lagervorrichtung befestigten Halteplatte ausgeführt ist, um die Funktionsteile zwischen einer Ausgangsposition und einer Arbeitsposition zu bewegen. Die Lagervorrichtung kann gegenüber einem Gehäuse oder einem Rahmen bewegbar sein oder an einem Gehäuse oder einem Rahmen befestigt sein.
Die Funktionsteile können insbesondere aus jeweils einer Funktionskomponente und einer Trägerbasis gebildet sein. Ferner kann eine Halteplatte mit einer Mehrzahl oder Vielzahl von Öffnungen, in welche jeweils mindestens ein Funktionsteil oder eine Trägerbasis desselben aufnehmbar ist, vorgesehen sein, so dass mindestens ein stabförmiges Funktionsteil durch die Öffnung von der Halteplatte gehalten und in der Halteplatte derart linear geführt werden kann, dass Relativbewegungen des stabförmigen Funktionsteils zur Halteplatte möglich sind. Die Vorrichtung kann insbesondere eine Vielzahl von Arretiervorrichtungen aufweisen, wobei jeweils eine Arretiervorrichtung einem Funktionsteil oder einer Gruppe von Funktionsteilen zugeordnet ist. Die Arretiervorrichtungen sind vorzugsweise an der Halteplatte angebracht. Mit jeweils einer Arretiervorrichtung ist ein dieser jeweils zugeordnetes Funktionsteil oder eine Gruppe von Funktionsteilen an der Halteplatte arretierbar. Auch ist jede Arretiervorrichtung in eine Freigabestellung bringbar, in der die Funktionsteile unter Anwendung jeweils einer vorbestimmten Minimalkraft relativ zur Haltplatte bewegbar sind, so dass eine Freigabe der Relativbewegung zwischen Funktionsteil und Halteplatte gegeben ist. Die Werkzeugvorrichtung weist vorzugsweise eine Stellvorrichtung zum Durchführen einer Bewegung jeweils einzelner oder einer Mehrzahl der stabförmigen Funktionsteile relativ zur Halteplatte auf. Dabei kann die Stellvorrichtung mit der Halteplatte gekoppelt oder koppelbar sein, so dass die Stellvorrichtung mit den Arretiervorrichtungen in ihrer Arretierstellung die Halteplatte und damit die Funktionsteile in Richtung zum Bearbeitungsbereich und ihre Bearbeitungsstellung schieben kann. Alternativ kann die Stellvorrichtung mit einer Stellplatte gekoppelt oder koppelbar sein, die in Bezug auf die Halteplatte auf der entgegen gesetzt zu dem Bearbeitungsbereich gelegenen Stellbereich gelegen und in diesem gegenüber der Halteplatte bewegbar in der Lagervorrichtung oder dem Gehäuse geführt ist. Die Stellplatte kann insbesondere in Bezug auf die Lage der Halteplatte jenseitig der inneren Enden der Funktionsteile gelegen sein, um diese durch Kontakt mit den inneren Enden bewegen zu können. Durch die Stellvorrichtung können die Funktionsteile durch die Werkzeugvorrichtung von einer an dem Gehäuse oder der Lagervorrichtung eingefahrenen Stellung in eine Bearbeitungsstellung gefahren werden, in der die äußeren oder freien Enden der Funktionsteile jeweils eine vorgegebene Position im Bearbeitungsbereich einnehmen, in dem die aufzunehmende oder zu bearbeitende Konturoberfläche des Werkstücks verläuft. Bei der Ausführungsform mit der Stellplatte können die Funktionsteile auch in eine ausgefahrene Stellung bewegt werden, bei der die äußeren Enden der Funktionsteile einen maximalen Abstand im Vergleich zu ihrer Position in der eingefahrenen Stellung haben.
Die Lagervorrichtung kann insbesondere derart ausgeführt sein, dass je nach der Orientierung der Lagervorrichtung im Raum relativ zur Richtung der Schwerkraft die Ausfahrbewegung oder Einfahrbewegung der Funktionsteile durch Einwirkung der Schwerkraft erfolgen kann.
Nach einer erfindungsgemäßen Anwendung der Vorrichtung zur Aufnahme und/oder Bearbeitung einer Oberfläche eines Werkstücks kann vorgesehen sein, dass in der Ausgangsposition die stabförmigen Funktionsteile derart mit der Führungsplatte und/oder Halteplatte in Verbindung stehen, dass zwischen freien Enden der Funktionskomponenten und der Halteplatte die gleichen Abstände bestehen, und in der Arbeitsposition, in der ein Werkstück mit reliefartiger Oberfläche aufgenommen und/oder bearbeitet wird, die Abstände zwischen dem Werkstück und den freien Enden der Funktionskomponente im Wesentlichen gleich sind.
Die stabförmigen Funktionsteile können insbesondere einen Funktionskomponente und eine Trägerbasis aufweisen, wobei der Funktionskomponente an der Trägerbasis angebracht ist.
Weiterhin kann die Vorrichtung eine Steuervorrichtung zur Ansteuerung der einzelnen Arretiervorrichtungen aufweisen, mit der die Arretiervorrichtungen in einen Freigabezustand überführbar sind, in dem eine Relativbewegung des mit der Arretiervorrichtung arretierbaren stabförmigen Funktionsteils in Bezug zur Halteplatte derart zugelassen ist, dass ein nicht arretiertes stabförmiges Funktionsteil unter Einwirkung der Schwerkraft eine Senkbewegung ausführt, und in einen Arretierzustand überführbar sind, in dem das stabförmige Funktionsteil fest mit der Halteplatte fixiert ist.
Ferner kann die Vorrichtung ein Gehäuse und eine an diesem befestigte Führungsplatte oder in diesem integrierte Führungsplatte aufweisen, durch welche die Trägerbasen linear geführt werden.
Darüber hinaus kann die Stellvorrichtung derart mit der Halteplatte in Wirkverbindung stehen, dass die Stellvorrichtung eine Hub- und/oder Senkbewegung der Halteplatte ausführen kann.
Weiterhin kann die Steuervorrichtung mit der Stellvorrichtung und der Arretiervorrichtung jeweils funktional verbunden sein und diese eine erste Ansteuerfunktion aufweisen, mit der die Arretiervorrichtungen in einen Freigabezustand überführbar sind, in dem diese eine Relativbewegung einzelner der Vielzahl von arretierbaren stabförmigen Funktionsteile in Bezug zur Halteplatte zulassen, so dass ein nicht arretiertes stabförmiges Funktionsteil unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung eine Bewegung der Funktionsteile gegenüber der Halteplatte durchführt, bei der sich der Abstand zwischen den freien Enden des jeweiligen Funktionsteils und der Halteplatte verringert. Dabei kann weiterhin eine zweite Ansteuerfunktion vorgesehen sein, mit der die Arretiervorrichtung in einen Arretierzustand überführbar ist, in dem diese die Halteplatte mit einzelnen oder einer Mehrzahl von stabförmigen Funktionsteilen arretiert, so dass arretierte stabförmige Funktionsteile eine mit der Halteplatte gleichlaufende Bewegung durchführen, und/oder eine dritte Ansteuerfunktion aufweisen, mit der die Halteplatte eine Bewegung und z. B. eine Hub- und/oder Senkbewegung ausführt und aufgrund von auf einer Arbeitsposition der einzelnen der Mehrzahl von stabförmigen Funktionsteile bezogenen Sollvorgaben vor oder während einer Hubbewegung die den einzelnen stabförmigen Funktionsteile jeweils zugeordneten Arretiervorrichtung über einen Zeitabschnitt in den Freigabezustand gebracht werden, so dass sich die jeweils zugeordneten Funktionsteile aufgrund der Schwerkraft in eine Arbeitsposition bewegen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Vorrichtung ein Gehäuse aufweisen, mit dem die Halteplatte fest verbunden ist, eine Stellplatte, die mit der Stellvorrichtung in Wirkverbindung steht, und auf die sich die Funktionsteile mit freien Enden der Trägerbasen aufstützen, wobei mit der Stellplatte Hub- und/oder Senkbewegungen durchführbar sind, wobei die stabförmigen Funktionsteile mit der Stellplatte gleichlaufende Bewegungen durchführen, wenn die Arretiervorrichtung in einem nicht Arretierzustand sind.
Weiterhin kann die Steuervorrichtung mit der Stellvorrichtung und der Arretiervorrichtung jeweils funktional verbunden sein und diese eine erste Ansteuerfunktion aufweisen, mit der die Arretiervorrichtungen in einen Freigabezustand überführbar sind, in dem diese eine Relativbewegung einzelner der Vielzahl von arretierbaren stabförmigen Funktionsteile in Bezug zur Halteplatte zulassen, so dass ein nicht arretiertes stabförmiges Funktionsteil unter Einwirkung der Schwerkraft eine der Senkbewegung der Halteplatte gleichlaufende Bewegung durchführt, und eine zweite Ansteuerfunktion aufweisen, mit der die Arretiervorrichtung in einen Arretierzustand überführbar ist, in dem diese die Halteplatte mit einzelnen oder einer Mehrzahl von stabförmigen Funktionsteilen arretiert, so dass arretierte stabförmige Funktionsteile zum Stillstand kommen, und/oder eine dritte Ansteuerfunktion aufweist, mit der die Stellplatte eine Hub- und/oder Senkbewegung ausführt und aufgrund von auf einer Arbeitsposition der einzelnen der Mehrzahl von stabförmigen Funktionsteile bezogenen Soll-Positionen vor oder während einer Senkbewegung die den einzelnen stabförmigen Funktionsteile jeweils zugeordneten Arretiervorrichtung über einen Zeitabschnitt in den Freigabezustand gebracht werden, so dass sich die jeweils zugeordneten Funktionsteile aufgrund der Schwerkraft in eine Arbeitsposition bewegen.
Ferner kann an jedem stabförmigen Funktionsteil mindestens ein Sensor vorgesehen sein, mit dem die Ausfahrstellung von Funktionsteilen gegenüber der Halteplatte und/oder die Position von Funktionsteilen relativ gegenüber einer Referenzposition ermittelt werden können, wobei der zumindest eine Sensor mit der Steuervorrichtung funktional verbunden ist, wobei die von den Sensoren erfassten Abstände über Signale an die Steuervorrichtung übertragbar sind.
Weiterhin können die Funktionsteile oder die Funktionskomponenten Funktionsmodule sein, zur Aufnahme und oder Bearbeitung des Werkstücks, insbesondere zur Durchführung von Schweißen, Oberflächenbehandlung, Lacktrocknung, Erodieren und/oder Positionierung.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugvorrichtung zum Aufnehmen und/oder Bearbeiten eines Werkstücks mit einer reliefartigen und/oder einer glatten Oberfläche vorgesehen, wobei die Werkzeugvorrichtung eine Halteplatte und eine Mehrzahl von durch diese geführte und relativ zu dieser bewegbaren stabförmigen Funktionsteilen aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

– Überführung von Arretiervorrichtungen zum Freigeben und Arretieren jeweils eines Funktionsteils oder einer Gruppe von Funktionsteilen gegenüber der Halteplatte in einen Freigabe-Zustand, so dass die freigegebenen Funktionsteile unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung eine Bewegung durchführen kann, bei der sich der Abstand zwischen den freien Enden des jeweiligen Funktionsteils und der Halteplatte verringert,
– Abgleich einer Ist-Position jedes einzelnen der stabförmigen Funktionsteile mit einer vorbestimmten den Arbeitsstellungen entsprechenden Soll-Positionen der stabförmigen Funktionsteile in Relation zu einer Halteplatte, und Überführung der Arretiervorrichtungen in einen Arretierzustand, wenn die Funktionsteile die Soll-Positionen erreicht haben,
– Erzeugen einer Bewegung der Halteplatte mit den daran arretierten Funktionsteilen relativ zu einer Lagerungsvorrichtung zur Herstellung eines Arbeitszustands der Werkzeugvorrichtung mit den in Arbeitsstellung befindlichen Funktionsteilen in einer Soll-Position gegenüber der Lagervorrichtung.

Das Verfahren nach der Erfindung kann weiterhin den folgenden Schritt aufweisen:

– Erzeugen einer Bewegung der Halteplatte mit den daran arretierten Funktionsteilen relativ zu einer Lagerungsvorrichtung zur Herstellung eines Arbeitszustands der Werkzeugvorrichtung mit den in Arbeitsstellung befindlichen Funktionsteilen in einer Soll-Position gegenüber der Lagervorrichtung.

Die Überführung von Arretiervorrichtungen in einen Freigabe-Zustand kann vorgenommen werden, wenn sich die Halteplatte in ihrem Ausgangszustand, in einem Zwischenzustand oder ihrem ausgefahrenen Zustand befindet.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugvorrichtung zum Aufnehmen und/oder Bearbeiten eines Werkstücks mit einer reliefartigen und/oder einer glatten Oberfläche vorgesehen, wobei die Werkzeugvorrichtung eine Halteplatte und eine Mehrzahl von durch diese geführte und relativ zu dieser bewegbaren stabförmigen Funktionsteilen aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

– Überführung von Arretiervorrichtungen zum Freigeben und Arretieren jeweils eines Funktionsteils oder einer Gruppe von Funktionsteilen gegenüber der Halteplatte in einen Freigabe-Zustand, so dass die freigegebenen Funktionsteile unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung eine Bewegung durchführen kann, bei der sich der Abstand zwischen den freien Enden des jeweiligen Funktionsteils und der Halteplatte verringert,
– Abgleich einer Ist-Position jedes einzelnen der stabförmigen Funktionsteile (2) mit einer vorbestimmten den Arbeitsstellungen entsprechenden Soll-Positionen der stabförmigen Funktionsteile in Relation zu einer Halteplatte, und Überführung der Arretiervorrichtungen in einen Arretierzustand, wenn die Funktionsteile die Soll-Positionen erreicht haben,
– Erzeugen einer Bewegung der Halteplatte mit den daran arretierten Funktionsteilen relativ zu einer Lagerungsvorrichtung zur Herstellung eines Arbeitszustands der Werkzeugvorrichtung mit den in Arbeitsstellung befindlichen Funktionsteilen in einer Soll-Position gegenüber der Lagervorrichtung.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Hubbewegung der Halteplatte vor und/oder während der Senkbewegung der Funktionsteile erzeugt wird.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ausgehend von einer Arbeitsstellung der Werkzeugvorrichtung mit einer Soll-Position der Funktionsteile eine Überführung der Arretiervorrichtungen von Funktionsteilen in einen Freigabezustand erfolgt, so dass die Funktionsteile aufgrund ihrer Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung relativ zur Haltplatte in eine Ausgangsstellung bewegt werden, in der die Abstände zwischen den freien Enden des jeweiligen Funktionsteils und der Halteplatte minimal sind, und dass weiterhin eine Überführung der Arretiervorrichtungen in einen Arretierzustand erfolgt.
Die Durchführung einer Hubbewegung der Halteplatte kann vorgesehen sein bis die Halteplatte und/oder die Funktionsteile eine in Bezug zu einem Gehäuse vorbestimmte Position eingenommen haben.
Nach einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugvorrichtung zum Aufnehmen und/oder Bearbeiten eines Werkstücks mit einer reliefartigen und/oder einer glatten Oberfläche auf einer Bearbeitungsseite vorgesehen, wobei die Werkzeugvorrichtung eine Halteplatte und eine Mehrzahl von durch diese geführte und relativ zu dieser bewegbaren stabförmigen Funktionsteilen aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

– Bewegen einer Stellplatte aus einer Ausgangsstellung in Richtung zur Bearbeitungsseite, wobei Arretiervorrichtungen zum Freigeben und Arretieren jeweils eines Funktionsteils oder einer Gruppe von Funktionsteilen gegenüber der Halteplatte in einem Freigabe-Zustand sind, so dass die freigegebenen Funktionsteile in einer ausgefahrene Stellung sind,
– Vorsehen von Arretierzuständen der Arretiervorrichtungen, so dass die Funktionsteile an der Halteplatte gehalten werden,
– Zurückfahren der Stellplatte in dessen Ausgangsstellung,
– Vorsehen von Freigabezuständen der Arretiervorrichtungen, so dass zumindest ein Teil der freigegebenen Funktionsteile unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung eine Bewegung durchführen können, bei der sich der Abstand zwischen den freien Enden des jeweiligen Funktionsteils und der Halteplatte verringert und Abgleich der Ist-Position jedes einzelnen der stabförmigen Funktionsteile mit einer vorbestimmten der Arbeitsstellungen entsprechenden Soll-Positionen der stabförmigen Funktionsteile in Relation zu einer Halteplatte und Überführung der Arretiervorrichtungen in einen Arretierzustand, wenn die Funktionsteile die Soll-Positionen erreicht haben.

Bei den erfindungsgemäßen Verfahren kann weiterhin ein Auslesen eines vorbestimmten Reliefs einer Oberfläche eines Werkstücks entsprechenden Datensatzes aus einem Speicher vorgesehen sein, wobei in diesem Datensatz Soll-Positionen der einzelnen stabförmigen Funktionsteile gespeichert sind und auf der Basis dieses Datensatzes Durchführung des Verfahrens.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügten Figuren schematisch und nicht einschränkend beschrieben, die zeigen:
1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit einer Mehrzahl von Funktionsteilen, die in einer in einer Lagervorrichtung bewegbaren Haltplatte geführt sein, wobei die Werkzeugvorrichtung in einer Ausgangsposition mit den Funktionsteilen in einer eingefahrenen Stellung gezeigt ist,
2 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung in einer Arbeitsposition, wobei die Werkzeugvorrichtung eine in einer Lagervorrichtung fixierte Halteplatte und eine zu dieser bewegbaren Stellplatte zur Verstellung der Funktionsteile aufweist,
3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung in einer Ausgangsposition,
4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung in einer Arbeitsposition,
5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung, die ähnlich der ersten Ausführungsform derselben gestaltet ist, wobei die Funktionsteile an der Lagervorrichtung mittels Vorspannvorrichtungen in ihre eingefahrene Stellung vorgespannt sind, so dass diese entgegen der Schwerkraftrichtung eingefahren werden können,
6 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung, die ähnlich der zweiten Ausführungsform derselben gestaltet ist, wobei die Funktionsteile an ihrem inneren Ende eine Anlagevorrichtung aufweisen, so dass diese aufgrund der Schwerkraftrichtung nur bis zu einer maximal ausgefahrenen Stellung ausgefahren werden können.
Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung zur Aufnahme oder Bearbeitung einer Werkzeugkontur in einem Bearbeitungsbereich. Eine Mehrzahl oder Vielzahl von Funktionsteilen 2 sind nebeneinander angeordnet und in jeweils einer entsprechenden Öffnung oder Aufnahme einer Halteplatte 1 gegenüber dieser bewegbar eingesetzt. Dabei weist ein äußeres oder oberes Ende 2c jedes der Funktionsteile 2 zum Bearbeitungsraum oder in die Bearbeitungsrichtung und ein in der Längsrichtung des Funktionsteils 2 gesehen entgegen gesetzt zum äußeren Ende gelegenes inneres oder unteres oder rückseitiges Ende 2d auf.
Die Halteplatte 1 ist in einem Gehäuse oder einer Lagervorrichtung 11 angeordnet, das bzw. die als geschlossene oder offene Rahmenkonstruktion ausgebildet sein kann. Die Ausrichtung kann dabei derart sein, dass die äußeren Enden 2c der Funktionsteile 2 in entgegen die Schwerkraftrichtung G (1 bis 4) oder in die Schwerkraftrichtung G (5 und 6) gerichtet sind.
Die Funktionsteile 2 können aus einer Funktionskomponente 2a und einer Trägerbasis 2b gebildet sein. Alternativ können die Funktionsteile selbst die Funktionskomponente sein. Bei der Bildung der Funktionsteile 2 aus einer Funktionskomponente 2a und einer Trägerbasis 2b ist die Funktionskomponente 2a in einem oberen Bereich des Funktionsteils 2 vorgesehen und an einem oberen Ende der Trägerbasis 2b angebracht. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die Funktionskomponente 2a auch integral mit dem Funktionsteil 2 ausgebildet sein. Integral ist in diesem Sinne insbesondere als einstückig zu verstehen, so dass das Funktionsteil 2 aus einem Bauteil gebildet ist.
Die Trägerbasen 2b der Funktionsteile 2 sind in Öffnungen oder Ausnehmungen, also generell Aufnahmen, die sich in einer Halteplatte 1 befinden oder an dieser ausgebildet und angeordnet sind, linear bewegbar geführt, so dass die Funktionsteile 2 Bewegungen relativ zu der Halteplatte 1 zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung durchführen können. Die für den jeweiligen Anwendungsfall oder Fall der Bearbeitung eines Werkstücks vorbestimmte Bearbeitungsstellung liegt zwischen der eingefahrenen Stellung und der ausgefahrenen Stellung und kann auch die eingefahrene oder ausgefahrene Stellung sein. Für jede Trägerbasis 2b ist in der Halteplatte 1 eine spezifische Öffnung vorgesehen. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können jedoch auch mehrere Trägerbasen 2b oder Funktionsteile 2 in einer Öffnung gemeinsam geführt sein.
Z. B. an der Unterseite der Halteplatte 1, d. h. an derjenigen Seite der Halteplatte 1, die dem Bearbeitungsraum B und den äußeren Enden 2c abgewandt ist, sind Arretiervorrichtungen 3 vorgesehen, mit denen jeweils ein Funktionsteil 2, bzw. eine Trägerbasis 2b mit der Halteplatte 1 arretiert werden kann. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können die Arretiervorrichtungen an einer Oberseite der Halteplatte 1 oder in der Halteplatte 1 angeordnet sein. In einem Arretierzustand ist das Funktionsteil 2 an der Halteplatte 1 fixiert, so dass zwischen diesen Bauteilen keine Relativbewegungen durchführbar sind. Wenn sich die Arretiervorrichtung 3 in einem Freigabe Zustand befindet, kann das durch die Arretiervorrichtung 3 entarretierte Funktionsteil 2 aufgrund der Schwerkraft eine Relativbewegung nach unten durchführen, deren Richtung der Wirkrichtung der Gewichtkraft entspricht wie in 1, durch den Pfeil G, dargestellt. Um eine Senkbewegung durchführen zu können müssen die Funktionsteil 2 aus ihrer tiefsten Position zunächst angehoben werden. Als tiefste Position ist die Position zu verstehen in der die Funktionsteile 2 von der Führungsplatte 6 den geringst möglichen Abstand einnehmen. In der tiefsten Position kann ein Funktionsteil 2 selbst wenn die dazugehörige Arretiervorrichtung 3 sich in einem entarretierten Zustand befindet unter Einwirkung der Schwerkraft nicht absinken, da es zum Beispiel mit der Führungsplatte 6 oder einem Anschlagelement in Kontakt steht.
Die Trägerbasen 2b der Funktionsteile 2 sind darüber hinaus in einer Führungsplatte 6 geführt, wobei wie oben mit Bezug auf die Halteplatte 1 beschrieben auch hier Öffnungen in der Führungsplatte 6 vorgesehen sind, durch die jeweils eine Trägerbasis 2b geführt ist. Die Führungsplatte 6 kann in dem Gehäuse 11 integriert sein und dient zur Stabilisierung und Sicherung der Ausrichtung der Funktionsteile 2. Die Führungsplatte 6 ist ortsfest und damit unbeweglich mit dem Gehäuse 11 der Vorrichtung verbunden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann mit einer Stellvorrichtung 4 kann die Position der Halteplatte 1 verstellt werden, wobei im Wesentlichen die Höhe der Halteplatte 1 bezogen auf das Gehäuse 11 variiert wird. Die Stellvorrichtung 1 kann dabei als ein Elektromotor ausgeführt sein, der über beispielsweise einen Spindelantrieb mit der Halteplatte 1 verbunden ist. Es können hier auch Verbindungselemente wie Riemen- oder Kettentriebe verwendet werden, mit denen die Höhenposition der Halteplatte 1 verändert werden kann. Die Stellvorrichtung 4 ist in einem Bodenbereich des Gehäuses 11 vorgesehen und fest mit diesem verbunden.
Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine Steuervorrichtung 8 auf mit der zum einen die Arretiervorrichtungen 3 und zum anderen die Stellvorrichtung 4 ansteuerbar ist. Dabei empfängt die Steuervorrichtung 8 von diesen jeweils Statussignale, die den aktuellen Ist-Zustand angeben und sendet an die Arretiervorrichtungen 3 bzw. an die Stellvorrichtung 4 Kommandosignale aus. Dadurch kann die Steuervorrichtung 8 die Arretiervorrichtungen 3 aus einem Arretierzustand in einen Freigabe Zustand überführen und umgekehrt. Ferner kann die Steuervorrichtung 8 die Stellvorrichtung 4 so antreiben, dass diese Hub- und/oder Senkbewegung der Halteplatte 1 durchführt.
Im Folgenden soll die Funktionsweise der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 und 2 dargestellt werden. In der 1 ist die Vorrichtung in einer Ausgangsposition dargestellt. Die Funktionsteile 2 sind in einer Position dargestellt, die ihrer tiefsten Position relativ zu der Vorrichtung entspricht.
Um die Vorrichtung in eine Arbeitsposition zu überführen muss jedes der Funktionsteile 2 seine jeweilige Soll-Position einnehmen. In einem ersten Schritt gibt die Steuervorrichtung 8 ein Kommandosignal an die Stellvorrichtung 4 aus, durch welches die Haltplatte 1 in Bewegung gesetzt wird. Die Halteplatte 1 führt eine Hubbewegung durch, bis eine Soll-Position der Halteplatte 1 erreicht wird, vorauf die Hubbewegung von der Steuervorrichtung 8 durch Ausgabe eines weiteren Kommandosignals angehalten wird. Diese Soll-Position entspricht einer vorbestimmten Position in der die Halteplatte 1 eine vorbestimmte Höhe relativ zu Gehäuse 11 aufweist, wobei die Halteplatte ihren höchsten, d. h. vom Gehäuse am weitesten entfernten Abstand oder einen beliebigen anderen jedoch nicht die niedrigste Höhe, d. h. den geringsten Abstand zum Gehäuse einnehmen kann. Anschließend gibt die Steuervorrichtung 8 ein weiteres Kommandosignal aus, mit dem die Arretiervorrichtung 3 eines jeweiligen Funktionsteils 2 in einen Freigabe-Zustand überführt werden. Damit kann das Funktionsteil 2 in Richtung der Schwerkraft durch die Halteplatte 1 durchrutschen, bis es eine Soll-Position erreicht. Wenn das Funktionsteil 2 in einer Soll-Position ist, gibt die Steuervorrichtung 8 ein zweites Kommandosignal an die Arretiervorrichtung 3 aus und überführt diese in einen Arretierzustand. In diesem Zustand ist das Funktionsteil 2 mit der Halteplatte 1 fixiert. Dieser Vorgang wird für jedes der Funktionsteile 2 durchgeführt, bis alle Funktionsteile 2 in ihren jeweiligen Soll-Positionen in Relation zur Halteplatte 1 überführt sind. Schließlich gibt die Steuervorrichtung 8 ein Kommandosignal an Nun ist die Vorrichtung in einer Arbeitsposition in der die Annordnung der freien Enden 2c dem Verlauf einer reliefartigen Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstückes 20 entspricht.
Alternativ zu der beschriebenen Vorgehensweise kann um die Vorrichtung an die Kontur eines Werkstückes 20 mit einer reliefartigen Oberfläche anzupassen zuerst die Stellvorrichtung 4 angetrieben werden, so dass die Halteplatte 1 eine Hubbewegung entgegen der Richtung Gewichtskraft durchführt. In diesem Stadium befinden sich alle Arretiervorrichtungen 3 noch in einem Arretierzustand.
Wenn ein Funktionsteil 2 eine Sollposition erreicht hat, wird die Arretiervorrichtung 3 die das Funktionsteil 2 an der Halteplatte 1 fixiert in einen Freigabe Zustand überführt, so dass das Funktionsteil 2 in dieser Position verweilt. Es entsteht dadurch eine Relativbewegung des Funktionsteils 2 zur Halteplatte 1, wobei während der Hubbewegung der Halteplatte 1 eine Senkbewegung des Funktionsteils 2 stattfindet. Wenn die Halteplatte 1 ihre Endposition erreicht hat, die einer Soll-Position der Halteplatte 1 entspricht wird die Bewegung der Halteplatte 1 angehalten und die Arretiervorrichtung 3 wieder in einen Arretierzustand überführt. Dieser Prozess wird bei allen Funktionsteilen 2 durchgeführt, so dass sich in einer Arbeitsposition der Vorrichtung, die oberen freien Enden 2c der Funktionsteile 2 die dem Werkstück zugewandt sind den Konturverlauf der Oberfläche des Werkstücks nachbilden. Die Arbeitsposition ist in der 2 dargestellt. Die dem Werkstück 20 zugewandten freien Enden 2c der Funktionsteile 2 halten in dieser Position bis auf geringfügige Toleranzabweichungen den gleichen Abstand zum Werkstück 20 ein. Dieser Abstand kann jedoch auch den Wert null betragen, wenn eine berührungslose Aufnahme bzw. Bearbeitung des Werkstücks 20 nicht unbedingt notwendig ist.
In dieser Arbeitsposition kann das Werkstück 20 bearbeitet werden. Hierfür sind als Funktionskomponente 2a verschiedene Funktionsmodule vorgesehen, die alternativ auf der Trägerbasis positioniert werden können. Für die Aufheizung des Werkstücks 20 können Heizvorrichtungen, insbesondere Mikrobrenner als Funktionsmodul an dem Funktionsteil 2 montiert sein. Es sind jedoch auch Schweißvorrichtungen, Lötvorrichtungen, Errodiervorrichtungen, Vorrichtungen zum Trocknen von Lacken und/oder Vorrichtungen zur Oberflächenbehandlung als Funktionsmodule für den jeweiligen Einsatz denkbar.
Beispielhaft und nicht einschränkend soll hier die Verwendung von Heizvorrichtungen in Form von Mikrobrennelemente dargestellt werden. Wenn die Vorrichtung sich in einer Arbeitsposition befindet kann das Werkstück 20 eingebracht werden. Die Steuervorrichtung 8 kann dabei auch mit den Heizvorrichtungen verbunden sein und ein Kommandosignal ausgeben, so dass die Heizvorrichtungen der Funktionsteile 2 das Werkstück 20 aufheizen. Wenn der Heizvorgang beendet ist, kann das Werkstück 20 aus der Vorrichtung entnommen werden.
Nachdem das Werkstück 20 bearbeitet wurde, muss die Vorrichtung zurück in ihre Ausgangsposition überführt werden. Dafür wird die Stellvorrichtung 4 so angesteuert, dass eine Senkbewegung durchgeführt wird, bei der die Funktionsteile 2 und die Halteplatte 1 zunächst gleichzeitig eine Senkbewegung durchführen. Während dieser Senkbewegung erreichen die Funktionsteile 2 ihre Ausgangsposition in dem sie den kleinstmöglichen Abstand erreichen, den sie zu der Führungsplatte 6 aufweisen können. Diese Position ist gleichzeitig die tiefste Position die ein Funktionsteil 2 einnehmen kann. Wenn während einer Senkbewegung der Halteplatte 1 ein Funktionsteil 2 diese tiefste Position erreicht, so gibt die Steuervorrichtung 8 ein Signal aus, durch dass die Arretiervorrichtung 3, die diesem Funktionsteil 2 zugeordnet ist, in einen Freigabe Zustand überführt wird. Dies hat zur Folge, dass die Funktionsteile 2 auf der Führungsplatte 6 zur Auflage kommen, wobei die Halteplatte 1 ihre Senkbewegung fortsetzten kann. Nachdem alle Funktionsteile 2 ihre Ausgangslage erreicht haben, wird die Senkbewegung der Halteplatte 1 gestoppt und gegebenenfalls die Arretiervorrichtungen wieder in einen Arretierzustand überführt. Alternativ hierzu kann die Halteplatte 1 auch weiter abgesenkt werden, bis sie ihren tiefsten Punkt erreicht. Damit ist die Vorrichtung wieder in ihre Ausgangsposition überführt, die auch in 1 dargestellt ist.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können auch zuerst die Arretiervorrichtungen 3 in einen Freigabe-Zustand überführt werden, so dass alle Funktionsteile 2 eine Senkbewegung durchführen, bis sie ihren tiefsten Punkt erreicht haben. Dieser tiefste Punkt oder tiefste Position entspricht der Ausgangsstellung der Funktionsteile 2. Anschließend wird die Halteplatte 1 derart mit der Steuervorrichtung angesteuert, dass sie eine Senkbewegung durchführt, bis sie ihre tiefste Position im Gehäuse 11 erreicht hat. In dieser Position können die Arretiervorrichtungen 3 wieder in einen Arretier-Zustand überführt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung transportierbar ist, ohne das die Gefahr besteht, dass die Funktionsteile 2 ungewollte Bewegungen durchführen.
In einer weiteren, nicht dargestellten Alternative der ersten Ausführungsform können Fixiervorrichtungen an der Führungsplatte 6 vorgesehen sein, wobei mit jeweils einer einzelnen Fixiervorrichtung jeweils ein Funktionsteil 2 ortsfest an der Führplatte 6 fixiert werden kann. Wenn sich diese Ausführungsform in der Ausgangsposition befindet, sind die Fixiervorrichtungen in einem ersten Zustand, in dem eine translatorische Bewegung zwischen dem Funktionsteil 2 und dem entsprechenden Fixiervorrichtung möglich ist. Die Arretiervorrichtungen 3 sind dabei in einem Arretierzustand. Um die Vorrichtung aus einem Ausgangszustand in einen Arbeitszustand zu überführen wird mit Hilfe der Steuereinrichtung 4 eine Hubbewegung der Halteplatte 1 erzeugt, wodurch auch die Funktionsteile 2 eine Hubbewegung durchführen. An den Funktionsteilen 2 sind Sensoren befestigt, welche die Position der Funktionsteile 2 relativ zu der Führungsplatte 6 oder relativ zu einem Referenzobjekt erfassen und Daten an die Steuervorrichtung 8 ausgeben. Diese Daten werden ausgewertet, um zu erfassen ob sich das Funktionsteil 2 in einer Soll-Position befindet. Sobald ein Funktionsteil 2 eine Soll-Position erreicht hat, wird das entsprechende Fixiervorrichtung in einen Fixierzustand überführt, so dass keine Relativbewegungen zwischen Funktionsteil 2 und Führungsplatte 6 möglich sind. Das Fixiervorrichtung erzeugt dabei eine höhere Reibung als die Arretiervorrichtung 3, so dass während das Funktionsteil 2 relativ zur Führungsplatte 6 keine Bewegung mehr durchführt, die Halteplatte 1 weiterhin eine Relativbewegung zum Funktionsteil 2 durchführen kann, obwohl die Arretiervorrichtung 3 in einem Arretierzustand 3 sind. Wenn die Vorrichtung in einer Arbeitposition überführt wurde, sind alle Funktionsteile 2 in ihrer Soll-Position. Alternativ hierzu können die Arretiervorrichtungen 3 in einen Freigabe-Zustand überführt werden, wenn die Fixiervorrichtungen in einen Zustand überführt werden, in dem sie die Funktionsteile 2 an der Führungsplatte 6 fixieren, so dass die Halteplatte 1 nahezu reibungsfrei an der Trägerbasen 2b entlang gleiten kann. Um die Funktionsteile 2 aus ihrer Soll-Position wieder in ihre Ausgangsposition zu überführen, wird zuerst das Fixiervorrichtung eines jeweiligen Funktionsteils in einen Zustand überführt, in dem es eine Relativbewegung des Funktionsteils 2 zulässt. Anschließend kann einerseits die dem Funktionsteil 2 entsprechende Arretiervorrichtung 3 in einen Freigabe-Zustand überführt werden, so dass unter Einwirkung der Schwerkraft das Funktionsteil 2 in seine Ausgangsposition fällt. Andererseits kann mit der Steuereinheit 8 die Halteplatte 1 derart angesteuert werden, dass die Halteplatte 1 eine Senkbewegung durchführt, so dass die Funktionsteile 2 ebenfalls eine Senkbewegung durchführen. Wenn ein Funktionsteil 2 seine Ausgangsposition erreicht hat, d. h. eine tiefste Position in der Vorrichtung eingenommen hat, kann entweder die jeweilige Arretiervorrichtung 3 in einen Freigabe-Zustand überführt werden, so dass die Halteplatte 1 nahezu reibungsfrei eine Senkbewegung durchführen kann, oder das Fixiervorrichtung in einen Fixier-Zustand überführt werden. Dadurch wird das Funktionsteil 2 in seiner Ausgangsposition fixiert und die Halteplatte 1 kann weiterhin ihre Senkbewegung durchführen, da die Arretiervorrichtung 3 gegenüber dem Trägerelement eine geringere Reibungskraft erzeugt wie die Fixiervorrichtung. Für die Ermittlung des Zustands, dass das Funktionsteil 2 sich in einer Ausgangsposition befindet wird der oben beschriebene Sensor verwendet.
Nachfolgend soll eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 3 und 4 erläutert werden. Gleiche Bezugszeichen wie in den 1 und 2 bezeichnen im Wesentlichen funktionsgleiche Bauteile. Die Ausgangstellung der zweiten Ausführungsform ist in der 3 gezeigt. Die Halteplatte 1 ist abweichend von der ersten Ausführungsform mittels einer Befestigungsvorrichtung 10 ortfest mit dem Gehäuse 11 verbunden. Wie auch in der ersten Ausführungsform sind die Funktionsteile 2 in der Halteplatte 1 linear geführt. Die Funktionsteile 2 stützen sich mit ihren unteren freien Enden 2d, welche freie Enden sind, die von den Funktionskomponenten 2a abgewandt sind, auf einer Stellplatte 9 ab.
Zur Anpassung der Vorrichtung an die Kontur einer Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstücks 20 wird die Stellvorrichtung 4 derart angesteuert, dass die Haltevorrichtung 1 eine Senkbewegung durchführt. Wenn die Arretiervorrichtungen 3 in einem Freigabe Zustand sind werden die Funktionsteile 2 aufgrund der auf sie wirkenden Gewichtkraft auf die Stellplatte 9 gedrückt und führen somit ebenfalls eine Senkbewegung aus. Wenn die Funktionsteile 2 eine Soll-Position erreichen wird die diesem Funktionsteil 2 zugeordnete Arretiervorrichtung 3 von der Steuervorrichtung 8 so angesteuert, dass das Funktionsteil 2 arretiert wird und somit an der Halteplatte 1 fixiert ist. Nicht fixierte Funktionsteile 2 folgen weiter der Senkbewegung der Halteplatte 1 und werden fixiert, sobald sie ihre jeweilige Soll-Position erreichen. Wenn mehrere Funktionsteile 2 zeitgleich ihre Soll-Position erreichen, wird der beschriebene Prozess an jedem Funktionsteil 2 gleichzeitig durchgeführt.
Sobald die Vorrichtung eine Arbeitsposition erreicht hat, in der die Bearbeitung eines Werkstücks 20 möglich ist wird die Senkbewegung der Stellplatte 9 angehalten. Diese Arbeitsposition ist in 4 dargestellt. Wenn alle Funktionsteile 2 arretiert sind kann in dieser Position auf einen Kontakt zwischen, der Stellplatte 9 und der Trägerbasis 2b verzichtet werden und die Stellplatte 9 in eine vollständig abgesenkte Position überführt werden.
In dieser Position kann die Aufnahme bzw. die Bearbeitung des Werkstücks 20 erfolgen, wobei für die Bearbeitung die selben Funktionsmodule 2a verwendet werden können, die oben mit Bezug zur ersten Ausführungsform erläutert wurden.
Nachdem das Werkstück 20 bearbeitet wurde, wird die Vorrichtung wieder in die in 3 dargestellte Ausgangsposition überführt. Hierfür gibt die Steuervorrichtung 8 ein Kommandosignal an die Stellvorrichtung 4 aus, so dass eine Hubbewegung der Stellplatte 9 ausgeführt wird. Sobald die Stellplatte mit einem unteren Bereich einer Trägerbasis in Kontakt tritt, wird die Arretiervorrichtung 3 dieses Funktionsteils 2 in einen Freigabe Zustand überführt. Damit fungiert die Stellplatte 9 als Mitnehmer und überträgt die Hubbewegung der Stellplatte 9 auf nunmehr entarretierte Funktionsteile 2. Auf diese Weise werden alle Funktionsteile 2 in ihre Ausgangsposition überführt. Bis die Vorrichtung die in 3 gezeigte Ausgangsposition eingenommen hat.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Vorrichtung in ihre Ausgangsposition überführt werden, wobei zuerst die Stellplatte 9 in ihre Ausgangsposition zurückgefahren wird. Anschließend werden die Arretiervorrichtungen 3 in einen Freigabe-Zustand überführt, so dass die Funktionsteile 3 eine Senkbewegung durchführen und ebenfalls in ihre Ausgangsposition gleiten. Anschließen können die Arretiervorrichtungen 3 wieder in einen Arretier-Zustand überführt werden.
Wahlweise können in dieser Endposition die Arretiervorrichtungen 3 in einen Arretierzustand überführt werden und anschließend die Stellplatte 9 in ihre tiefste Position zurückgefahren werden.
In beiden Ausführungsformen können die Arretiervorrichtungen 3 als mechanische, elektrische oder elektromagnetische Arretiervorrichtungen ausgeführt sein.
Die im vorgehenden beschriebenen Ausführungsformen können mit der Steuervorrichtung 8 wahlweise gesteuert oder geregelt betrieben werden. Dies bedingt jedoch die Verwendung verschiedener Sensoren.
Im Folgenden soll die Regelung der Vorrichtung beschrieben werden. In einer derartigen Ausführungsform sind an den freien Enden 2c der Funktionsteile 2 Sensoren 10 vorgesehen, welche die absolute Position der Funktionsteil 2 in Bezug zum Werkstück oder im Bezug zum Rahmen 11 erfassen. Die absolute Position eines Funktionsteils 2 kann auch durch Ermittlung der Position in Bezug auf ein Referenzobjekt oder in Bezug auf ein anderes Funktionsteil ermittelt werden. Im Folgenden soll die Funktion der Sensoren am Beispiel von Abstandssensoren beschrieben werden, die einen Abstand der freien Enden 2c zur zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks 20 erfassen. Hierbei wird bevor die Vorrichtung an die Kontur des Werkstücks 20 angepasst wird, ein Werkstück 20 in die Nähe der Vorrichtung gebracht, so dass die Sensoren 10 einen Abstand detektieren können. Dieser Abstand wird während der oben beschriebenen Relativbewegung permanent erfasst und in Form eines Signals an die Steuervorrichtung 8 übertragen. Sobald der Ist-Abstand einem Soll-Abstand entspricht, d. h. das Funktionsteil 2 eine Soll-Position erreicht hat gibt die Steuervorrichtung 8 ein Kommandosignal an die entsprechende Arretiervorrichtung 3, aus der das jeweilige Funktionsteil 2 arretierbar ist, aus. Die Arretiervorrichtung 3 fixiert darauf hin das Funktionsteil 2 mit der Halteplatte 1.
Damit kann eine Regelung realisiert werden, die in Abhängigkeit der Entfernung des Werkstücks 20 von der Vorrichtung die genaue Position der Funktionsteile 2 justieren kann. Diese Regelung kann sowohl in einer Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform wie auch gemäß der zweiten Ausführungsform Verwendung finden.
Nachfolgend soll die Steuerung der Vorrichtung gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben werden. Mit dieser Steuerung kann die Vorrichtung vorab, d. h. bevor ein Werkstück 20 eingebracht wird an dessen Konturform angepasst werden. Die Konturform der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks 20 ist in einem Speicher in Form eines Datensatzes hinterlegt. Dieser Datensatz enthält Positionsinformationen für jedes einzelne Funktionsteil 2. In einem ersten Schritt wird dieser Datensatz von der Steuervorrichtung 8 ausgelesen. Anschließend steuert die Steuervorrichtung 8 die Stellvorrichtung 4 und die Arretiervorrichtungen 3 wie oben beschrieben an, um jedes einzelne Funktionsteil 2 in eine vorbestimmte Soll-Position zu Überführen. Die Arretiervorrichtungen 3 werden dabei in einen Arretierzustand überführt, wenn die Funktionsteile 2 und die Halteplatte 1 eine Soll-Position erreichen. Während des Steuerungsvorgangs wird die Ist-Position jedes einzelnen Funktionsteils 2 mit Hilfe eines Positionssensors 10 erfasst. Dieser Sensor 10 kann beispielsweise den Abstand eines freien Endes 2c der Funktionskomponente 2a zu der Halteplatte 1 erfassen. Alternativ kann der Sensor 10 Höhenmarkierungen auf der Trägerbasis 2b detektieren und daraus den Abstand eines freien Endes 2c von der Halteplatte 1 oder der Führungsplatte 6 ableiten. Wenn der jeweilige Sensor 10 eines Trägeteils 2 erkennt, dass das Funktionsteil 2 eine vorbestimmte Soll-Position und damit eine vorbestimmte Soll-Höhe erreicht hat wird ein Status-Signal von dem Sensor 10 an die Steuervorrichtung ausgesendet. Die Steuervorrichtung gibt darauf hin ein Kommandosignal an die eine Arretiervorrichtung 3 aus, die demselben Funktionsteil 2 zugeordnet ist, wie auch der Sensor 10. Aufgrund dieses Kommandosignals wird die Arretiervorrichtung 3 zuerst in einen Freigabe Zustand und anschließend in einen Arretierzustand überführen. Dieser Vorgang wird für jedes Funktionsteil 2 durchgeführt, bis die Vorrichtung in eine Arbeitsposition überführt ist. In dieser Position kann dann ein Werkstück 20 aufgenommen und/oder bearbeitet werden, dessen Oberfläche reliefartig ausgestaltet ist und dadurch dem eingestellten Verlauf der freien Enden 2c an der Vorrichtung entspricht.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Dauer einer Freigabe-Zeitspanne von dem Zeitpunkt wenn eine Arretiervorrichtung 3 entarretiert wird zu dem Zeitpunkt in dem die Arretiervorrichtung 3 in einen Arretierzustand überführt wird gesteuert. Unter Berücksichtigung der Sinkgeschwindigkeit eines Funktionsteils 2 in einem Freigabe-Zustand, kann so durch einstellen der Freigabe-Zeitspanne die Soll-Position des Funktionsteils 2 bestimmt werden. Nachdem die Zeitspanne verstrichen ist sendet die Steuervorrichtung 8 ein Kommandosignal an die Arretiervorrichtung, so dass diese in einen Arretierzustand überführt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass mit einer einzigen Bewegung der Halteplatte 1, jedes Funktionsteil 2 unabhängig von einem anderen Funktionsteil 2 in eine Soll-Position überführt wird und dadurch eine dreidimensionale Kontur ohne Hinterschnitte eingestellt werden kann. Dadurch kann sowohl Energie, wie auch Zeit gespart werden, da keine einzelnen Antriebe für jedes Funktionsteil benötigt werden.
Die im vorgenannten Merkmale und Ausführungsbeispiele der Erfindung können beliebig miteinander kombiniert werden.
Die 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung, die ähnlich der Ausführungsform derselben gestaltet ist, die in den 1 und 2 dargestellt sind. Die Funktionsteile sind an der Lagervorrichtung oder dem Gehäuse 11 mittels einer Rückstellvorrichtung 30 z. B. in Form von Vorspannvorrichtungen 31 in ihre Ausgangsstellung oder eingefahrene Stellung rückführbar sind. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass jeweils eine Vorspannvorrichtung 31 mit dem inneren Ende jeweils eines Funktionsteils 2 verbunden ist. Mit der Vorspannvorrichtung 31 sind die Funktionsteile 2 aus ihrer ausgefahrenen Stellung in ihre eingefahrene Stellung vorgespannt, so dass diese entgegen der Schwerkraftrichtung eingefahren werden können. Auf diese Weise kann die Werkzeugsvorrichtung nach der Erfindung auch in einer Orientierung angewendet werden, bei der die äußeren Enden 2c der Funktionsteile in die Schwerkraftrichtung weisen. Die Vorspannvorrichtung 31 kann jeweils durch ein Federelement oder durch einen Druckluftzylinder realisiert sein.
Die 6 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung, die ähnlich der zweiten, in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsform derselben gestaltet ist, bei der die Halteplatte am Gehäuse fixiert ist. Die Funktionsteile 2 weisen an ihrem inneren Ende jeweils eine Anlagevorrichtung 40 zur Anlage an die der Halteplatte 1 abgewandten Fläche oder Unterseite der Stellplatte 9 auf. Die Anlagevorrichtung 40 hat im Prinzip die Form einer Querschnittserweiterung des jeweiligen Funktionsteils, so dass die Anlagevorrichtung 40 bei allen Verstellpositionen der Funktionsteile in Bezug auf die Erstreckung der Stellplatte jenseits des Ortes der Halteplatte gelegen ist. Dabei ist die Stellplatte zwischen der Halteplatte und den Anlagevorrichtungen 40 bei den Verstellpositionen der Funktionsteile gelegen. Auf diese Weise können die Funktionsteile 2 aufgrund ihrer Schwerkraft in ihre ausgefahrene Stellung gebracht werden, wenn die Stellplatte 9 in einer Position nahe der Halteplatte 1 gelegen ist (6), und können ausgehend von dieser Stellung die Funktionsteile 2 mittels der Stellplatte 9 in ihre eingefahrene Stellung mit den Arretiervorrichtungen in ihrer Freigabestellung zurückbewegt werden, wenn die Stellplatte 9 derart bewegt wird, dass sich diese von der Haltplatte 1 entfernt. Wenn die Stellplatte 9 daraufhin in ihre Stellung nahe der Halteplatte 1 bewegt wird und anschließend zumindest eine Arretiervorrichtung in ihre gelöste Stellung gebracht wird, bewegt sich das jeweils an der betätigte Arretiervorrichtung angeordnete Funktionsteil 2 aufgrund ihrer Schwerkraft in eine ausgefahrene Stellung. Durch Vergleich der Soll-Position mit der Ist-Position der zumindest einen Funktionsteils kann die Arretiervorrichtung zu einem Zeitpunkt in ihre arretierte Stellung gebracht werden, wenn das jeweils zugeordnete Funktionsteil 2 ihre vorgegebenen Soll-Position oder Bearbeitungsstellung erreicht hat. Auf diese Weise kann die Werkzeugsvorrichtung nach der Erfindung auch in einer Orientierung angewendet und dabei insbesondere die Funktionsteile in ihre Bearbeitungsstellung gebracht werden, bei der die äußeren Enden 2c der Funktionsteile 2 in die Schwerkraftrichtung weisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Funktionsteile von einer Ausgangsposition oder eingefahrenen Position in einen ausgefahrenen Zustand gebracht, in dem die äußeren Enden der Funktionsteile derart angeordnet sind, dass diese innerhalb vorgegebenen Abweichungen Punkte einer Linie und insbesondere Kurve oder einer Fläche darstellen. Die Funktionsteile können somit in einer Reihe oder in Matrixform aufgestellt sein. Dadurch können die Funktionsteile in ihrer ausgefahrenen Stellung näherungsweise oder genau in Anlage gebracht werden mit der Konturfläche eines Werkstücks, um dieses zu tragen, aufzunehmen und/oder zu bearbeiten. Das erfindungsgemäße Verfahren oder Werkzeug ist somit wegen seiner vielfachen möglichen Anwendungsweisen vorteilhaft und wirtschaftlich nutzbar.
Der durch die äußeren Enden 2c gebildete Verlauf kann also ein gewünschte Profil darstellen, wobei die Funktionsteile dabei z. B. direkt eine Arbeitsposition einnehmen oder durch quasi simultane Bewegung sämtliche Funktionsteile zwischen der Arbeitsposition und/oder einer Stand-by-Position bewegbar ist. Dabei können entsprechende Ansteuersignale vorgesehen sein, mit denen spezifische Arretiervorrichtungen in einen Freigabe- oder Arretier-Zustand gebracht werden können. Diese Ansteuersignale können über vorgegebene Zeitangaben erfolgen oder in Abhängigkeit einer Differenz oder eines Verhältnisses zwischen Soll-Positionen und von Sensoren ermittelten Ist-Positionen gebildet und als Kommando verwendet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel einer Werkzeugvorrichtung nach der 1 und gegebenenfalls mit oder ohne einer Vorspannvorrichtung zum Vorspannen von Funktionsteilen in eine eingefahrene Stellung (vgl. 5) ist die Ausgangssituation, dass sämtliche Funktionsteile oder eine Gruppe derselben gegenüber der Halteplatte 1 eingefahren und nicht arretiert sind. Die Halteplatte ist dabei ebenfalls in einem Ausgangszustand oder einem eingefahrenen Zustand (1).
Nach einem Ausführungsbeispiel wird in einem weiteren Schritt die Halteplatte 1 in der Lagervorrichtung oder einem Rahmen oder Gehäuse 11 nach oben bewegt. Dies kann insbesondere mittels einer Antriebsvorrichtung 4 erfolgen. Alternativ kann dies auch manuell oder durch Schwerkraft erfolgen. Die Funktionsteile können vor der Ausfahrbewegung der Halteplatte 1 in ihre Bearbeitungsstellung gebracht werden. Dies kann aufgrund der Freigabestellung der Arretiervorrichtungen aufgrund der Schwerkraft der Funktionsteile erfolgen, wobei während der Relativbewegung der Funktionsteile gegenüber der Halteplatte 1 die Arretiervorrichtungen in ihren Arretierungszustand gebracht werden, sobald die Funktionsteile 2 ihre Bearbeitungsstellung erreicht haben. Auch kann vorgesehen sein, dass die Funktionsteile 23 mit einer vorgegebenen Maximalkraft an ihrem inneren Ende 2d gehalten werden und mit der Halteplatte 1 mitgenommen werden, wenn bei Erreichen einer Soll-Position der Funktionsteile gegenüber der Halteplatte 1 die jeweiligen Arretierungsvorrichtungen in ihren Arretierungszustand gebracht werden. Noch nicht arretierte Funktionsteile bleiben somit in ihrer Ausgangsposition bis auch diese jeweils arretiert werden. Wenn sämtliche für die Bearbeitung vorgesehene Funktionsteile oder eine jeweilige Gruppe von Funktionsteilen arretiert worden sind, wird ein vorgegebener Konturverlauf durch deren äußeren Enden 2c dargestellt.
Nach einem weiteren Verfahren oder einer weiterer Vorrichtung gemäß 5 wirken Vorspannvorrichtungen, die die Funktionsteile gegenüber der Halteplatte 1 in eine eingefahrene Stellung vorspannen, der Schwerkraft G entgegen, wenn die Funktionsteile mit ihren äußeren Enden 2c nach unten weisen. Dabei kann in der Ausgangssituation vorgesehen sein, dass alle Funktionsteile gegenüber der Halteplatte 1 in einer eingefahrenen Stellung gelegen sind und sich dabei die Halteplatte in einer eingefahrenen Stellung befindet, in der diese von dem Bearbeitungsraum entfernt ist. Die Arretierungsvorrichtungen sind dabei nicht im Arretierungszustand. Anschließend wird die Halteplatte 1 manuell oder mittels einer Antriebsvorrichtung oder, bei der Orientierung der Werkzeugvorrichtung wie in der 5 gezeigt, aufgrund der Schwerkraft in Richtung zum Bearbeitungsbereich bewegt. Vor und/oder während dieser werden nach und nach Funktionsteile arretiert, wenn für diese jeweils mittels der Sensorik erkannt wird, dass die Funktionsteile in Bezug auf Halteplatte 1 eine Soll-Stellung eingenommen haben. Die Arretierung der Funktionsteile ist dabei derart vorgesehen, dass die arretierten Funktionsteile 2 mit der Bewegung der Halteplatte 1 mitgenommen werden. Noch nicht arretierte Funktionsteile 2 bleiben somit in ihrer Ausgangsposition bis auch diese an der Halteplatte 1 arretiert werden. Wenn alle für die jeweils vorgesehene Bearbeitung zu verwendenden Funktionsteile bzw. die zumindest eine Gruppe von Funktionsteile arretiert worden sind, ist das mittels der für die einzelnen Funktionsteile vorgesehenen Soll-Positionen vorgegebene Profil, das die äußeren Enden der Funktionsteile darstellen sollten, realisiert.
Generell kann in diesem Zustand vorgesehen sein, dass die Halteplatte 1 in der Lagervorrichtung 11 in eine Stellung bewegt wird, bei der die Bearbeitung oder Behandlung oder Aufnahme eines Werkstücks vorgesehen und vorzunehmen ist.
Die Sensorik kann aus Sensoren gebildet sein, von denen jeweils einer einem Funktionsteile zugeordnet ist. Auch kann bei einer anderen Ausführungsform die Stellung der Funktionsteile gruppenweise durch einen Sensor erfasst werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßem Vorrichtungen, das auch der 1 entnehmbar ist, ist in einer Ausgangssituation vorgesehen, dass alle Funktionsteile 2 gegenüber der Halteplatte 1 in einer eingefahrenen Stellung gelegen sind und sich die Halteplatte 1 dabei ebenfalls in einer eingefahrenen Stellung befindet. Daraufhin wird die Halteplatte 1 manuell oder mittels einer Antriebsvorrichtung 4 in Richtung des Beareitungsbereichs für die äußeren Enden der Funktionsteile 2 (in der 1 entgegen der Schwerkraftrichtung G) bewegt. Vor und/oder während dieser Bewegung oder Hubbewegung (1) sind alle Funktionsteile 2 durch die jeweiligen Arretierungsvorrichtungen arretiert, die noch nicht ihre Soll-Position erreicht haben und dadurch mit der Bewegung der Halteplatte mitgehoben. Wenn ein Funktionsteil sein Soll-Position erreicht hat, wird die zugehörige Arretiervorrichtung in einen Freigabezustand überführt. Vorausgesetzt die Sollposition dieses Funktionsteils oder einer Gruppe von Funktionsteilen ist abweichend von der Ausgangsposition, wird dieses Funktionsteil oder die Gruppe von Funktionsteilen die Soll-Position verlassen und dann zwangsläufig wieder arretiert und mit der Bewegung der Halteplatte 1 wieder mitgeführt bis die Soll-Position erreicht ist. Wenn alle Funktionsteil bzw Gruppe von Funktionsteile ihre jeweilige Soll-Position erreicht hat, stellen die äußeren Enden der Funktionsteile den gewünschten Verlauf dar.
Eine Variante dieses Verfahrens kann der Werkzeug-Vorrichtung nach der 5 entnommen werden, bei der die Schwerkraft der Funktionsteile durch Vorspannvorrichtungen 31 ergänzt oder kompensiert, d. h. wirkungslos gemacht werden kann. Bei dem Verfahren sind hierbei in der Ausgangssituation die Funktionsteile mit ihren äußeren Enden 2c in Scherkraftrichtung G orientiert, in der eingefahrenen Stellung („oben” gelegen in der Draufsicht auf die 5) und nicht arretiert durch die Arretierungsvorrichtungen. Weiterhin ist auch die Halteplatte 1 in ihrer eingefahrenen Stellung (also in der Darstellung der 5 „oben” gelegen). Dann wird die Halteplatte 1 durch eine Antriebsvorrichtung oder manuell in ihre ausgefahrene Stellung bewegt und dabei nach „unten” in Richtung zum Bearbeitungsraum gefahren. Vor und/oder während dieser Bewegung der Haltplatte, die als „Senkbewegung” bezeichnet werden kann, sind alle Funktionsteile arretiert, die noch nicht ihre Soll-Position erreicht haben, so dass diese Funktionsteile 2 mit der Bewegung der Halteplatte mitbewegt werden. Wenn ein Funktionsteil 2 seine Soll-Position erreicht hat, wird die Arretiervorrichtung in einen Freigabezustand überführt. Vorausgesetzt, dass die Sollpositionen dieser Funktionsteile oder der Gruppe von Funktionsteilen von der jeweiligen Ausgangsposition abweichen, wird dieses Funktionsteil oder die Gruppe von Funktionsteilen deren Soll-Position verlassen, dann wieder an der Halteplatte 1 arretiert und mit der Bewegung der Halteplatte 1 wieder mitgeführt, bis ihr Soll-Position erreicht ist. Wenn jedes der Funktionsteile bzw. die Gruppe von Funktionsteilen ihre Soll-Position erreicht haben, hat man auch das gewünschte Profil die Funktionsteile erreicht.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das bzw. die der 3 entnehmbar ist, sind zunächst die Funktionsteile in einer eingefahrenen Stellung und durch die Arretierungsvorrichtungen arretiert. Die Stellplatte 9 befindet sich in einer eingefahrenen oder in Bezug auf die Bearbeitungsbereich zurückgefahrenen Stellung.
Die Arretiervorrichtungen werden in Freigabezustand gebracht, so dass die Funktionsteile gegenüber der Halteplatte 1 bewegbar sind, und durch die Stellplatte in eine ausgefahrene Stellung bewegt. Durch Zurückfahren der Stellplatte 9 fahren die Funktionsteile 2 gegenüber der Halteplatte 1 aufgrund der Schwerkraft G zurück und werden dabei einzelnen an der Halteplatte 1 arretiert, sobald das jeweilige Funktionsteil seine Soll-Position erreicht hat. Die Ausführungsform der Werkzeugvorrichtung nach der 6 sieht vor, dass sich die Funktionsteile zunächst in ihrer Ausgangsstellung oder zurückgefahrenen Stellung befinden und die Stellplatte 9 von der eingfahrenen Stellung in ihre ausgefahren Stellung (6) bewegt wird. Aufgrund der Schwerkraft G bewegen sich die Funktionsteile 2 von ihrer eingefahrenen in ihre ausgefahrene Stellung und werden dabei arretiert, wenn diese ihre Soll-Position erreiht haben, so dass auf diese Weise die äußeren Enden 2c der Funktionsteile 2 ein Soll-Profil darstellen.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren kann auch vorgesehen sein, dass die Funktionsteile aus einer ersten Bearbeitungsstellung, bei der die äußeren Enden 2c ein erstes Profil darstellen, in eine zweite Bearbeitungsstellung, bei der die äußeren Enden 2c ein zweites Profil darstellen, oder in eine Standby-Position, bei der die äußeren Enden 2c eine Zwischenstellung einnehmen, übergeführt werden. Dies kann – je nach den bei diesem Wechsel vorzunehmenden relativen Positionsveränderungen der Funktionsteile 2 – durch Einsatz der Halteplatte 1 bzw. der Stellplatte 9 erfolgen, je nach dem, ob ein oder mehrere Funktionsteile entgegen die Schwerkraft bzw. entgegen einer Vorspannkraft zu bewegen ist, um in das jeweilige Funktionsteil in eine dem zweiten Profil bzw. der Zwischenstellung entsprechende Position zu bringen.
Generell kann vorgesehen sein, dass die Kommandos zum Arretierung oder Freigaben der Arretierungsvorrichtungen über den beschriebenen Soll-Ist-Vergleich in Bezug auf die Positionen der jeweiligen Funktionsvorrichtungen oder durch Erzeugen der Kommandos aufgrund für jede zu erreichende Position der Funktionsteile 2 ermittelter Zeitabschnitte erfolgt, nach denen jeweils die aufgrund der Freigabe von Arretierungsvorrichtung das jeweilige Funktionsteil einen Soll-Weg zurückgelegt hat, um von seiner Ist-Position in seine Soll-Position zu gelangen.
Bei denjenigen Ausführungsformen, bei denen eine Bewegung von Funktionsteilen 2 aufgrund von deren Schwerkraft vorgesehen ist, sind die Öffnungen in der Halteplatte und die Funktionsteile derart ausgeführt, dass die Funktionsteile 2 sich in vorbestimmter Weise in den Öffnungen bewegen. Bei dem Einstellen von Soll-Positionen der Funktionsteile 2 aufgrund von zeitlichen Vorgaben, ist das Zusammenwirken zwischen den Funktionsteilen 2 und den Öffnungen derart einstellt, dass sich aufgrund der Schwerkraft der Funktionsteile eine vorbestimmte Bewegungsgeschwindigkeit der Funktionsteile 2 in den Öffnungen einstellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006020088 A1 [0003]

Claims

Werkzeugvorrichtung zur Aufnahme und/oder Bearbeitung einer reliefartigen und/oder glatten Oberfläche eines Werkstücks, mit: – einer Vielzahl von stabförmigen Funktionsteilen (2), – einer Halteplatte (1), mit einer Vielzahl von Öffnungen in welche jeweils mindestens eine Trägerbasis (2b) aufnehmbar ist, so dass mindestens ein stabförmiges Funktionsteil (2) durch die Öffnung in der Halteplatte (1) linear geführt wird, wobei Relativbewegungen des stabförmigen Funktionsteils (2) zur Halteplatte (1) möglich sind, – einer Vielzahl von Arretiervorrichtungen (3), wobei jeweils eine Arretiervorrichtung (3) einem Funktionsteil (2) oder einer Gruppe von Funktionsteilen zugeordnet ist, und wobei mit einer Arretiervorrichtung (3) ein jeweils zugeordnetes Funktionsteil (2) oder eine Gruppe Funktionsteilen an der Halteplatte (1) arretierbar und zur Freigabe der Relativbewegung lösbar ist, und – einer Stellvorrichtung (4) zum Durchführen einer Bewegung jeweils einzelner oder einer Mehrzahl der Funktionsteile (2). zwischen einer Ausgangsposition und einer Arbeitsposition.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (4) zum Durchführen einer Bewegung der Halteplatte (1) gegenüber einer Lagervorrichtung (11) ausgeführt ist, um die Funktionsteile (2) zwischen einer Ausgangsposition und einer Arbeitsposition zu bewegen.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (4) zum Durchführen einer Bewegung jeweils einzelner oder einer Mehrzahl der Funktionsteile (2) relativ zu einer an einer Lagervorrichtung (11) befestigten Halteplatte (1) ausgeführt ist, um die Funktionsteile (2) zwischen einer Ausgangsposition und einer Arbeitsposition zu bewegen.
Werkzeugvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Steuervorrichtung (8) aufweist zur Ansteuerung der einzelnen Arretiervorrichtungen (3), mit der die Arretiervorrichtungen (3) in einen Freigabezustand überführbar sind, in dem eine Relativbewegung des mit der jeweiligen Arretiervorrichtung (3) arretierbaren stabförmigen Funktionsteils (2) in Bezug zur Halteplatte (1) derart zugelassen ist, dass ein nicht arretiertes stabförmiges Funktionsteil (2) unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung (31) eine Bewegung ausführt, bei der sich der Abstand zwischen den freien Enden (2c) des jeweiligen Funktionsteils (2) und der Halteplatte (1) verringert oder vergrößert, und in einen Arretierzustand überführbar sind, bei dem das stabförmige Funktionsteil (2) an der Halteplatte (1) fixiert ist.
Werkzeugvorrichtung einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Funktionsteile einen Funktionskomponente und eine Trägerbasis aufweisen, wobei der Funktionskomponente an der Trägerbasis angebracht ist.
Werkzeugvorrichtung einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse (11) und eine an diesem befestigte Führungsplatte (6) oder in diesem integrierte Führungsplatte (6) aufweist, durch welche die Trägerbasen (2b) linear geführt werden.
Werkzeugvorrichtung einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Stellvorrichtung (4) derart mit der Halteplatte (1) in Wirkverbindung steht, dass die Stellvorrichtung (4) eine Hub- und/oder Senkbewegung der Halteplatte (1) ausführen kann.
Werkzeugvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (8) mit der Stellvorrichtung (4) und der Arretiervorrichtung (3) jeweils funktional verbunden ist und diese aufweist: – eine erste Ansteuerfunktion, mit der die Arretiervorrichtungen (3) in einen Freigabezustand überführbar sind, in dem diese eine Relativbewegung einzelner der Vielzahl von arretierbaren stabförmigen Funktionsteile (2) in Bezug zur Halteplatte (1) zulassen, so dass ein nicht arretiertes stabförmiges Funktionsteil (2) unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung (31) eine Bewegung durchführt, bei der sich der Abstand zwischen den freien Enden (2c) des jeweiligen Funktionsteils (2) und der Halteplatte (1) verringert, und – eine zweite Ansteuerfunktion, mit der die Arretiervorrichtung (3) in einen Arretierzustand überführbar ist, in dem diese die Halteplatte (1) mit einzelnen oder einer Mehrzahl von stabförmigen Funktionsteilen (2) arretiert, so dass arretierte stabförmige Funktionsteile (2) mit der Halteplatte (1) mitbewegt werden, und/oder – eine dritte Ansteuerfunktion, mit der die Halteplatte (1) eine Hub- und/oder Senkbewegung ausführt und aufgrund von auf einer Arbeitsposition der einzelnen der Mehrzahl von stabförmigen Funktionsteile (2) bezogenen Soll-Positionen vor oder während einer Hubbewegung die den einzelnen stabförmigen Funktionsteile (2) jeweils zugeordneten Arretiervorrichtung (3) über einen Zeitabschnitt in den Freigabezustand gebracht werden, so dass sich die jeweils zugeordneten Funktionsteile aufgrund der Schwerkraft in eine Arbeitsposition bewegen.
Werkzeugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Gehäuse (11) mit dem die Halteplatte (1) fest verbunden ist, eine Stellplatte (9), die mit der Stellvorrichtung (4) in Wirkverbindung steht, und auf die sich die Funktionsteile (2) mit freien Enden (2d) der Trägerbasen (2b) aufstützen, wobei mit der Stellplatte (9) Hub- und/oder Senkbewegungen durchführbar sind, wobei die stabförmigen Funktionsteile (2) mit der Stellplatte (9) gleichlaufende Bewegungen durchführen, wenn die Arretiervorrichtung (3) in einem nicht Arretierzustand sind.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Steuervorrichtung (8) mit der Stellvorrichtung (4) und der Arretiervorrichtung (3) jeweils funktional verbunden ist und diese aufweist: – eine erste Ansteuerfunktion, mit der die Arretiervorrichtungen (3) in einen Freigabezustand überführbar sind, in dem diese eine Relativbewegung einzelner der Vielzahl von arretierbaren stabförmigen Funktionsteile (2) in Bezug zur Halteplatte (1) zulassen, so dass ein nicht arretiertes stabförmiges Funktionsteil (2) unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspanneinrichtung eine Bewegung der Funktionsteile (2) gegenüber der Halteplatte (1) durchführt, und – eine zweite Ansteuerfunktion, mit der die Arretiervorrichtung (3) in einen Arretierzustand überführbar ist, in dem diese die Halteplatte (1) mit einzelnen oder einer Mehrzahl von stabförmigen Funktionsteilen (2) arretiert, so dass arretierte stabförmige Funktionsteile (2) zum Stillstand kommen, und/oder – eine dritte Ansteuerfunktion, mit der die Stellplatte (9) eine Hub- und/oder Senkbewegung ausführt und aufgrund von auf einer Arbeitsposition der einzelnen der Mehrzahl von stabförmigen Funktionsteile (2) bezogenen Sollvorgaben vor oder während einer Senkbewegung die den einzelnen stabförmigen Funktionsteile (2) jeweils zugeordneten Arretiervorrichtung (3) über einen Zeitabschnitt in den Freigabezustand gebracht werden, so dass sich die jeweils zugeordneten Funktionsteile aufgrund der Schwerkraft in eine Arbeitsposition bewegen.
Werkzeugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei an jedem stabförmigen Funktionsteil (2) mindestens ein Sensor (10) vorgesehen ist, mit dem die Ausfahrstellung von Funktionsteilen (2) gegenüber der Halteplatte (1) und/oder die Position von Funktionsteilen (2) relativ gegenüber einer Referenzposition ermittelt werden können, wobei der zumindest eine Sensor (10) mit der Steuervorrichtung funktional verbunden ist, so dass die von den Sensoren (10) erfassten Abstände über Signale an die Steuervorrichtung (8) übertragbar sind.
Werkzeugvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Funktionskomponentee (2a) Funktionsmodule sind, zur Aufnahme und oder Bearbeitung des Werkstücks, insbesondere zur Durchführung von Schweißen, Oberflächenbehandlung, Lacktrocknung, Erodieren und/oder Positionierung.
Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugvorrichtung zum Aufnehmen und/oder Bearbeiten eines Werkstücks mit einer reliefartigen und/oder einer glatten Oberfläche, wobei die Werkzeugvorrichtung eine Halteplatte (1) und eine Mehrzahl von durch diese geführte und relativ zu dieser bewegbaren stabförmigen Funktionsteilen (2) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Überführung von Arretiervorrichtungen (3) zum Freigeben und Arretieren jeweils eines Funktionsteils (2) oder einer Gruppe von Funktionsteilen (2) gegenüber der Halteplatte (1) in einen Freigabe-Zustand, so dass die freigegebenen Funktionsteile (2) unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung eine Bewegung durchführen kann, bei der sich der Abstand zwischen den freien Enden (2c) des jeweiligen Funktionsteils (2) und der Halteplatte (1) verringert oder vergrößert, – Abgleich einer Ist-Position jedes einzelnen der stabförmigen Funktionsteile (2) mit einer vorbestimmten den Arbeitsstellungen entsprechenden Soll-Positionen der stabförmigen Funktionsteile (2) in Relation zu einer Halteplatte (1), – Überführung der Arretiervorrichtungen (3) in einen Arretierzustand, wenn die Funktionsteile (2) die Soll-Positionen erreicht haben.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin vorsieht: – Erzeugen einer Bewegung der Halteplatte (1) mit den daran arretierten Funktionsteilen (2) relativ zu einer Lagerungsvorrichtung zur Herstellung eines Arbeitszustands der Werkzeugvorrichtung mit den in Arbeitsstellung befindlichen Funktionsteilen (2) in einer Soll-Position gegenüber der Lagervorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Hubbewegung der Halteplatte (1), vor und/oder während der Senkbewegung der Funktionsteile (2) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, mit den Schritten: – ausgehend von einer Arbeitsstellung der Werkzeugvorrichtung mit einer Soll-Position der Funktionsteile (2) Überführung der Arretiervorrichtungen (3) von Funktionsteilen (2) in einen Freigabezustand, so dass die Funktionsteile aufgrund ihrer Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung relativ zur Haltplatte (1) in eine Ausgangsstellung bewegt werden, in der die Abstände zwischen den freien Enden (2c) des jeweiligen Funktionsteils (2) und der Halteplatte (1) minimal sind und – Überführung der Arretiervorrichtungen (3) in einen Arretierzustand.
Verfahren nach Anspruch 13, mit dem Schritt: – Durchführen einer Hubbewegung der Halteplatte (1) bis die Halteplatte (1) und/oder die Funktionsteile (2) eine in Bezug zu einer Lagervorrichtung (11) vorbestimmte Position eingenommen haben.
Verfahren nach Anspruch 13 bis 17, mit dem Schritt: Auslesen eines vorbestimmten Reliefs einer Oberfläche eines Werkstücks (20) entsprechenden Datensatzes aus einem Speicher, wobei in diesem Datensatz Soll-Positionen der einzelnen stabförmigen Funktionsteile (2) gespeichert sind und auf der Basis dieses Datensatzes Durchführung des Verfahrens.
Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugvorrichtung zum Aufnehmen und/oder Bearbeiten eines Werkstücks mit einer reliefartigen und/oder einer glatten Oberfläche auf einer Bearbeitungsseite, wobei die Werkzeugvorrichtung eine Halteplatte (1) und eine Mehrzahl von durch diese geführte und relativ zu dieser bewegbaren stabförmigen Funktionsteilen (2) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Bewegen einer Stellplatte (9) aus einer Ausgangsstellung in Richtung zur Bearbeitungsseite, wobei Arretiervorrichtungen (3) zum Freigeben und Arretieren jeweils eines Funktionsteils (2) oder einer Gruppe von Funktionsteilen (2) gegenüber der Halteplatte (1) in einem Freigabe-Zustand sind, so dass die freigegebenen Funktionsteile (2) in einer ausgefahrene Stellung sind, – Vorsehen von Arretierzuständen der Arretiervorrichtungen (3), so dass die Funktionsteile an der Halteplatte (1) gehalten werden, – Zurückfahren der Stellplatte (9) in dessen Ausgangsstellung, – Vorsehen von Freigabezuständen der Arretiervorrichtungen (3), so dass zumindest ein Teil der freigegebenen Funktionsteile (2) unter Einwirkung der Schwerkraft oder einer Vorspannvorrichtung eine Bewegung durchführen können, bei der sich der Abstand zwischen den freien Enden (2c) des jeweiligen Funktionsteils (2) und der Halteplatte (1) verringert und Abgleich der Ist-Position jedes einzelnen der stabförmigen Funktionsteile (2) mit einer vorbestimmten der Arbeitsstellungen entsprechenden Soll-Positionen der stabförmigen Funktionsteile (2) in Relation zu einer Halteplatte (1) und Überführung der Arretiervorrichtungen (3) in einen Arretierzustand, wenn die Funktionsteile (2) die Soll-Positionen erreicht haben.