DE102010006079B4

DE102010006079B4 - Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten von Endbereichen von sich entlang einer Längsachse erstreckenden Hohlkörpern

Info

Publication number: DE102010006079B4
Application number: DE102010006079.8A
Authority: DE
Inventors: Joachim Knapp; Prof. Dr. Hinze Wolfgang
Original assignee: EEW PROTEC GmbH; EEW-PROTEC GmbH
Current assignee: Eew-Protec De GmbH
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2021-12-23
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: DE102010006079A1

Abstract

Bearbeitungsvorrichtung für die Endbereiche (5) von sich entlang einer Längsachse erstreckenden Hohlkörpern (3), mit- einem als Fachwerkstruktur aus Kohlefaserbauteilen aufgebauten Tragrahmen (7),- einer an dem Tragrahmen (7) angebrachten ersten Führungsbahn (17), die sich entlang einer ersten Basisachse (21) erstreckt,- einer an dem Tragrahmen (7) angebrachten zweiten Führungsbahn (19), die sich entlang einer zweiten Basisachse (23) erstreckt,- einem entlang der ersten Führungsbahn (17) verfahrbaren ersten Modul (29, 29', 29") mit einer an dem ersten Modul (29, 29', 29") angebrachten Verfahreinheit mit einem daran angebrachten Werkzeugkopf (43, 43', 77), der mittels der Verfahreinheit parallel zu einer horizontal verlaufenden Werkstückachse (15), in der die Längsachsen der Werkstücke (3) während der Bearbeitung verlaufen, und senkrecht zur ersten Führungsbahn (17) parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen (21, 23) aufgespannt wird, verfahrbar ist, und- einer am Tragrahmen (7) angebrachten Verfahreinrichtung (13) zum Verfahren des Tragrahmens (7) entlang einer Auflageebene, wobei die Basisachsen (21, 23)- unter einem Winkel zueinander und senkrecht zu der Werkstückachse (15) angeordnet sind,- sich von einer Verbindungslinie (25) aus erstrecken, die horizontal seitlich beabstandet von der Werkstückachse (15) und parallel dazu verläuft,- in Form eines V verlaufen, das sich zur Werkstückachse (15) hin öffnet, und wobei- sich die erste Basisachse (21) von einem Punkt, der zwischen einer Auflageebene für den Tragrahmen (7) und einer durch die Werkstückachse (15) und parallel zur Auflageebene verlaufenden Mittelebene (27) liegt, zur Verbindungslinie (25) hin erstreckt und- sich die zweite Basisachse (23) von einem Punkt, der oberhalb der durch die Werkstückachse (15) verlaufenden Mittelebene (27) liegt, zur Verbindungslinie (25) hin erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung für die Endbereiche von sich entlang einer Längsachse erstreckenden Hohlkörpern, beispielsweise Flugzeugrumpfelementen.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 1110 680 A1 , der DE 100 27 509 A1 und der CN 101362 302 A bekannt.
Insbesondere bei der Endmontage des Rumpfes von Flugzeugen, speziell wenn dieser aus Kohlefaser-Bauelementen aufgebaut ist, werden die einzelnen Rumpfsegmente bzw. Rumpftonnen, die jeweils zylindrisch aufgebaut sind, an ihren Endbereichen miteinander verbunden. Dieses Verbinden erfolgt u. a. durch Verkleben der im Wesentlichen kreisringförmigen Endbereiche der Außenhaut, wobei die Flächen dieser Endbereiche, die beim Verkleben miteinander zur Anlage kommen, davor so bearbeitet werden müssen, dass die dabei entstehenden Fügeflächen derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Rumpftonnen nach dem Verkleben achsparallel angeordnet sind. Damit ist es erforderlich, die Endbereiche für die spätere Verklebung mit hoher Präzision so zu bearbeiten, dass die dabei entstehenden Flächen benachbarter Rumpftonnen tatsächlich korrekt orientiert sind. Außerdem muss die Qualität der Fügeflächen so sein, dass die spätere Verbindung druckdicht ist.
Um diese Bearbeitung der Endbereiche mit der erforderlichen Präzision zu erreichen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, eine ortsfest angebrachte Vorrichtung zu verwenden, in der die Werkstücke, also die Rumpftonnen, mit deren Längsachsen exakt zu einer durch die Vorrichtung vorgegebenen Werkstückachse ausgerichtet werden müssen. Anschließend werden die Endflächen der Rumpftonnen von einem Bearbeitungskopf bearbeitet, der verfahrbar in einem ortsfest gehaltenen Tragrahmen angebracht ist.
Der Tragrahmen ist in der Regel deswegen ortsfest, weil gewährleistet sein muss, dass der Rahmen unter der Wirkung der hohen Bearbeitungs-, insbesondere Zerspankräfte, und Gewichtskräfte der Bearbeitungsköpfe hinreichend steif ist, um eine präzise Bearbeitung der Endflächen bei der Herstellung der Fügeflächen zu gewährleisten. Aus dieser Steifigkeit resultiert wiederum ein sehr hohes Gewicht des Tragrahmens, was es unmöglich macht, den Tragrahmen beispielsweise verfahrbar auszugestalten, sowie hohe Aufwendungen für Maschinenfundamente erfordert.
Daraus, dass der Tragrahmen mit dem Bearbeitungskopf ortsfest ist, ergibt sich aber auch das Problem, dass die teilweise sehr großen Rumpftonnen in komplizierter Weise und unter großem Aufwand in die Vorrichtung eingebracht und darin ausgerichtet werden müssen. Später, nach der Herstellung der Fügeflächen, müssen die Werkstücke wieder aus der Vorrichtung entfernt und zum eigentlichen Verkleben neu zueinander ausgerichtet werden. Dies bedeutet, dass das Bearbeiten der Endbereiche auch mit einem großen Aufwand für die Positionierung der Werkstücke verbunden ist.
Demnach weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Bearbeitungsvorrichtungen den Nachteil auf, dass sie einen sehr schweren Tragrahmen aufweisen, der es unmöglich macht, die Vorrichtung flexibel einzusetzen. Insbesondere ist ein Bewegen der Vorrichtung nach deren Montage ausgeschlossen.
Es ist daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsvorrichtung für die Endbereiche von Hohlkörpern bereitzustellen, die so ausgestaltet ist, dass sie flexibel einsetzbar ist und nicht die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Nachteile aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem Tragrahmen, mit einer ersten, an dem Tragrahmen angebrachten Führungsbahn, die sich zumindest teilweise entlang einer ersten Basisachse erstreckt, mit einer zweiten, an dem Tragrahmen angebrachten Führungsbahn, die sich zumindest teilweise entlang einer zweiten Basisachse erstreckt, wobei die Basisachsen unter einem Winkel zueinander und senkrecht zu einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Werkstückachse angeordnet sind, in der die Längsachsen der Werkstücke während der Bearbeitung verlaufen, wobei sich die Basisachsen von einer Verbindungslinie aus erstrecken, die beabstandet von der Werkstückachse und parallel dazu verläuft, wobei die Basisachsen in Form eines V verlaufen, das sich zur Werkstückachse hin öffnet, mit einem ersten Modul, das entlang der ersten Führungsbahn verfahrbar ist, wobei an dem ersten Modul eine Verfahreinheit mit einem daran angebrachten Werkzeugkopf angebracht ist, wobei der Werkzeugkopf mittels der Verfahreinheit parallel zur Werkstückachse und senkrecht zur ersten Führungsbahn parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen aufgespannt wird, verfahrbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Basisachsen und damit die Führungsbahnen im Wesentlichen V-förmig angeordnet, und der an der Verfahreinheit angebrachte Werkzeugkopf kann zum einen in der Ebene, die durch die beiden Basisachsen aufgespannt wird, und zum anderen auch senkrecht dazu, nämlich parallel zur Werkstückachse, verfahren werden. Der Werkzeugkopf kann also nicht nur in den Richtungen verfahren werden, die durch die Basisachsen selbst vorgeben sind, sondern auch, zumindest in einem begrenzten Umfang, senkrecht dazu. Durch einen solchen Aufbau wird erreicht, dass zumindest die Hälfte des kreisringförmigen Endbereichs der Werkstücke von dem Werkzeugkopf bearbeitet werden kann, die der Verbindungslinie zugewandt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau bewegt sich das Modul mit dem Werkzeugkopf entlang im Wesentlichen geradlinig ausgebildeter Basisachsen. Dies kann im Unterschied zu einer kreisbahnförmigen Führung mit einer hohen Präzision erfolgen, ohne dass es besonderer Anstrengungen bedarf, um das Führungsbett herzustellen und zu versteifen, wie dies bei einer kreisbahnförmigen Führung der Fall wäre.
Daher kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Tragrahmen vergleichsweise leicht ausgestaltet sein und so Gewicht eingespart werden, wobei es dennoch möglich bleibt, dass der ringförmige Endbereich der Werkstücke in dem Bereich ist, der von dem Arbeitsbereich des Werkzeugkopfs überstrichen wird. Hierbei ist erfindungsgemäß erkannt worden, dass es ausreichend ist, wenn ein ringförmiger, beispielsweise kreisringförmiger Bereich von dem Werkzeugkopf erfasst werden kann.
Dazu kommt, dass die Führungsbahnen in einem geringen Abstand von den zu bearbeitenden ringförmigen Endbereichen angeordnet werden können, und es nicht zu großen Auskragungen des Werkzeugkopfes kommt, was die Anforderungen an die Steifigkeit des Tragrahmens weiter verringert, sodass zusätzlich Gewicht eingespart werden kann.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird damit erreicht, dass diese auch im vollständig montierten Zustand beweglich ausgebildet sein kann und daher flexibler einsetzbar ist, als Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik.
Dabei können die Führungsbahnen so angeordnet sein, dass sich das durch die Basisachsen aufgespannte „V“ nach oben hin öffnet, die Verbindungslinie also „unterhalb“ der Werkstückachse angeordnet ist.
Genauso ist es aber denkbar, dass die Verbindungslinie horizontal seitlich beabstandet von der Werkstückachse verläuft, wobei sich die erste Basisachse von einem Punkt, der zwischen einer Auflageebene für den Tragrahmen und einer durch die Werkstückachse und parallel zur Auflageebene verlaufenden Mittelebene liegt, zur Verbindungslinie hin erstreckt und wobei sich die zweite Basisachse von einem Punkt, der oberhalb der durch die Werkstückachse verlaufenden Mittelebene liegt, zur Verbindungslinie hin erstreckt. In diesem Fall öffnet sich das durch die Basisachsen aufgespannte „V“ von der Seite zum Werkstück. Der Tragrahmen mit den daran angeordneten Führungsbahnen ist damit so aufgebaut, dass er zu der Seite, die in Bezug auf die Werkstückachse der Verbindungslinie gegenüberliegt, offen ist. Dadurch kann ein zylindrischer Hohlkörper von einer Seite in die Bearbeitungsvorrichtung eingebracht oder vorzugsweise die Bearbeitungseinheit von der Seite an den Hohlkörper herangefahren werden, und der der Verbindungslinie zugewandte Teil des Endbereichs kann in einem ersten Schritt bearbeitet werden. Anschließend können das Werkstück oder die Bearbeitungsvorrichtung verfahren werden, sodass dann der zweite Teil der Endfläche bearbeitet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Tragrahmen der Bearbeitungsvorrichtung mit einer Verfahreinrichtung versehen, die ein Verfahren des Tragrahmens und damit der Vorrichtung insgesamt entlang der Auflageebene, vorzugsweise einer Bodenfläche, ermöglicht. In diesem Fall kann die Bearbeitungsvorrichtung beliebig zu einem Hohlkörper ausgerichtet werden.
Des Weiteren kann die Bearbeitungsvorrichtung mit einem zweiten Modul versehen sein, das in Richtung wenigstens der zweiten Basisachse entlang der zweiten Führungsbahn verfahrbar ist, wobei an dem zweiten Modul eine Verfahreinheit mit einem daran angebrachten Werkzeugkopf angebracht ist, wobei der Werkzeugkopf ebenfalls mittels der Verfahreinheit parallel zur Werkstückachse und senkrecht zur zweiten Führungsbahn parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen aufgespannt wird, verfahrbar ist. Bei einem derartigen Aufbau können der obere und der untere Teil des ringförmigen Endbereichs gleichzeitig von jeweils einem Modul bearbeitet werden, sodass sich die Dauer für Bearbeitung eines Endbereichs verringert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verfahreinheit in der Weise ausgestaltet, dass sie eine Pinole aufweist, die sich senkrecht zu der Führungsbahn und damit parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen aufgespannt wird, zu der Werkstückachse hin erstreckt und die in ihrer Erstreckungsrichtung verfahrbar ist, wobei die Pinole außerdem parallel zur Verbindungslinie verfahrbar ist, wobei ein am freien Ende der Pinole angebrachter Schwenkarm vorgesehen ist, der um mindestens eine senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Pinole angeordnete Schwenkachse schwenkbar ist, und wobei am freien Ende des Schwenkarms der Werkzeugkopf angebracht ist.
Durch die senkrecht zu den Führungsbahnen verfahrbare Pinole mit dem an deren freiem Ende angeordneten Schwenkarm wird ermöglicht, dass durch die Kombination zweier Linearbewegungen, nämlich der des Moduls entlang der jeweiligen Basisachse sowie der Bewegung der Pinole senkrecht dazu, der Werkzeugkopf einem ringförmigen Endbereich, also beispielsweise einem kreisringförmigen oder elliptischen Bereich, in einfacher Weise folgen kann. Dadurch bedarf es keiner dem Verlauf der Endfläche angepassten Führung, wodurch der Einsatz der Vorrichtung auch auf derart geformte Endflächen beschränkt würde.
Schließlich ermöglicht die Verfahrbarkeit der Pinole parallel zu der Verbindungslinie und damit parallel zur Werkstückachse sowie der schwenkbar am freien Ende der Pinole angebrachte Schwenkarm, dass die zwei zu verbindenden Werkstücke und die Bearbeitungsvorrichtung so angeordnet werden, dass die Vorrichtung zwischen den Endbereichen der achsparallel zueinander ausgerichteten Hohlkörper angeordnet ist und dann die gegenüberliegenden Endbereiche bearbeitet werden, ohne dass der Tragrahmen oder die Werkstücke noch einmal verfahren werden müssen.
Daraus ergibt sich dann, wenn der Tragrahmen eine Verfahreinrichtung aufweist, dass sich der Aufwand für die Positionierung der Werkstücke bzw. Hohlkörper deutlich verringert. Diese müssen einmal im Wesentlichen parallel zu der Werkstückachse ausgerichtet werden, wobei es hier durchaus zu kleinen Abweichungen kommen kann. Anschließend wird die Bearbeitungsvorrichtung verfahren, und die zueinander gewandten Endbereiche der Hohlkörper können sukzessive bearbeitet werden, wobei es bereits möglich ist, zwei später miteinander zu verbindende Hohlkörper benachbart zueinander anzuordnen und beide in dieser Anordnung zu bearbeiten.
Um den Arbeitsbereich des Werkzeugkopfs zu erweitern, kann es vorteilhaft sein, wenn das freie Ende der Pinole um deren Erstreckungsrichtung drehbar ist. Dann kann der daran angebrachte Schwenkarm um die durch die Erstreckungsrichtung der Pinole definierte Längsachse drehen und damit aufgrund seiner Schwenkbarkeit beliebig zu der Pinole ausgerichtet werden.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Pinole derart am Modul gehaltert ist, dass sie senkrecht zur Führungsbahn und parallel zur Verbindungslinie verfahren werden kann. Bei einer solchen Ausgestaltung ist sichergestellt, dass auch Endbereiche von Werkstücken bearbeitet werden können, die sich von der eigentlichen Endfläche in axialer Richtung des Werkstücks in dieses hinein erstrecken. Insbesondere wird durch einen solchen Aufbau der Grad der Verfahrbarkeit in Richtung der Verbindungslinie weiter erhöht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Verfahreinheit eine Pinole auf, die 1-förmig mit einem ersten Abschnitt, der sich senkrecht zu der Führungsbahn parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen aufgespannt wird, erstreckt und der entlang seiner Erstreckungsrichtung verfahrbar ist, und einem zweiten, sich senkrecht zu dem ersten Abschnitt erstreckenden Abschnitt am freien Ende des ersten Abschnitts ausgebildet ist, wobei der zweite Abschnitt parallel zu der Werkstückachse verläuft und wobei am freien Ende des zweiten Abschnitts ein Schwenkarm vorgesehen ist, der um eine senkrecht zur Erstreckungsrichtung des zweiten Abschnitts verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist, die um die Längsachse des zweiten Abschnitts drehbar gehaltert ist, und wobei am freien Ende des Schwenkarms der Werkzeugkopf angebracht ist. Auf diese Weise kann die innere Mantelfläche des Hohlkörpers z. B. durch Stirnfräsen bearbeitet werden, wobei die Breite der Mantelfläche in Axialrichtung bestimmend ist für die Länge des zweiten Abschnitts, d. h. den Überstand gegenüber der Pinole in Axialrichtung.
Soll mit einer Bearbeitungseinheit der komplette Umfang bearbeitet werden können und/oder beide gegenüberliegende Endbereiche eines Hohlkörpers (vorn und hinten) oder die beiden Endbereiche der zu fügenden Hohlkörper bearbeitet werden, ist weiterhin vorzugsweise der erste Abschnitt der Pinole um dessen Längsachse drehbar an dem Modul gehaltert. Außerdem kann die Pinole derart am Modul gehaltert sein, dass sie senkrecht zur Führungsbahn und parallel zur Verbindungslinie verfahren werden kann, um die Verfahrbarkeit in dieser Richtung über das Maß, was durch den Schwenkarm vorgegeben ist, zu erhöhen.
In einer Alternative zu einer in axialer Richtung verfahrbaren Pinole kann das Modul einen Schlitten aufweisen, der entlang der Führungsbahn verfahrbar ist, wobei an dem Schlitten ein erster Arm angebracht ist, wobei an dem zweiten, vom Schlitten abgewandten Ende des ersten Arms mindestens ein zweiter Arm mit seinem ersten Ende schwenkbar angebracht ist und wobei am vom ersten Arm abgewandten zweiten Ende des zweiten Arms der Werkzeugkopf schwenkbar angebracht ist.
Bei einer solchen Ausgestaltung ist die Verfahreinheit als Roboterarm ausgebildet, an dessen freiem Ende der Werkzeugkopf angebracht ist. Ein solcher Aufbau ermöglicht es, den Werkzeugkopf in nahezu beliebiger Weise relativ dem zu bearbeitenden Endbereich des Werkstücks auszurichten. Insbesondere ist es möglich, dass dieser Roboterarm ähnlich dem eines herkömmlichen Knickarmroboters ausgebildet ist.
Der an der Bearbeitungsvorrichtung vorgesehene Werkzeugkopf kann u. a. als Bohrkopf, Fräskopf, Hobeleinheit, Schleif- und Polierkopf, Messkopf, Nietkopf, Laserschneidkopf, Abrasiv-Wasserstrahlkopf, Klebeauftragskopf ausgebildet sein. Es sind aber auch darüber hinausgehende Anwendungen denkbar.
Wenn der Tragrahmen der Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus einer Fachwerkstruktur aus Kohlefaserbauteilen aufgebaut ist, wird dieser außerordentlich leicht und weist dennoch eine hinreichende Steifigkeit auf, was die Anforderungen an eine mögliche Verfahreinrichtung weiter verringert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart aufgebaut, dass die erste und die zweite Basisachse V-förmig angeordnet sind und die Verbindungslinie der Basisachsen in der Mittelebene liegt, in der auch die Werkstückachse verläuft.
Wenn die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung besonders kostengünstig ausgestaltet sein soll, weist sie lediglich ein erstes Modul auf, das von der ersten Führungsbahn auf die zweite Führungsbahn verfahren werden kann. Dann können nacheinander einzelne Segmente des Endbereichs eines Werkstücks bearbeitet werden. In diesem Fall kann ein Drehgestell im Bereich der Verbindungslinie vorgesehen sein, das einen drehbaren Führungsabschnitt aufweist, der entweder zu der ersten Führungsbahn oder zu der zweiten Führungsbahn, je nach Drehstellung des Drehgestells, ausgerichtet ist. Dann kann das Modul beispielsweise von der ersten Führungsbahn auf den Führungsabschnitt gefahren werden, das Drehgestell verdreht werden und das Modul dann auf die zweite Führungsbahn verschoben werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass zwischen den Führungsbahnen ein gebogener Abschnitt zur Führung des Moduls vorgesehen ist, sodass das einzige Modul von der einen Führungsbahn direkt auf die andere verfahren werden kann.
Schließlich kann der zum Werkstück weisende Teil des Tragrahmens U-förmig mit einer Basis und zwei Schenkeln ausgestaltet sein und sich zu der von der Verbindungslinie weg weisenden Seite der Werkstückachse öffnen, wobei an den Schenkeln des Tragrahmens benachbart zu der Öffnung Kupplungselemente zur lösbaren Verbindung mit dem Tragrahmen einer weiteren Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen sind. Bei einem solchen Aufbau ist es möglich, zwei identisch ausgebildete Bearbeitungsvorrichtungen von beiden Seiten der Längsachse eines Werkstücks an dieses heranzufahren und dann die beiden Hälften der Endfläche parallel zu bearbeiten. Dies erhöht die Genauigkeit und die Steifigkeit der mobilen Bearbeitungseinheiten dadurch, dass ein geschlossenes Profil entsteht.
Alternativ zur Endbereichsbearbeitung eines kompletten Hohlkörpers mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtungen ist es auch möglich, mit einer Bearbeitungsvorrichtung Schalensegmente des Hohlkörpers vor deren Fügung zu einem kompletten Hohlkörper zu bearbeiten. In diesem Fall kann die Bearbeitung sowohl seitlich erfolgen, d. h. die zweite Basisachse liegt oberhalb der durch die Werkstückachse verlaufenden Mittelebene. Der Vorteil der seitlichen Bearbeitung der Schalenelemente besteht darin, dass diese eine beidseitige Zugänglichkeit der stehend angeordneten Schalenelemente für weitere simultan automatisiert und/oder manuell auszuführende Bearbeitungsoperationen erlaubt, die günstiger ist als die Zugänglichkeit von oben und unten („über Kopf‟). Die Bearbeitung kann aber auch von unten erfolgen, d. h. die zweite Basisachse liegt ebenfalls unterhalb der durch die Werkstückachse verlaufenden Mittelebene. Hiermit wird bei größerer Aufstandsfläche der Bearbeitungsvorrichtung eine geringere Bauhöhe erzielt, die aus Gründen der dynamischen Steifigkeit und erreichbaren Genauigkeit vorteilhaft ist.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von in der Zeichnung gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung erläutert, wobei

1 ein erstes Ausführungsbeispiel in perspektivischer Darstellung zeigt,
2 eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels ist,
3 ein Schnitt entlang der Linie III-III in 2 ist,
4 ein Modul aus dem ersten Ausführungsbeispiel in vergrößerter Darstellung zeigt,
5 eine Draufsicht auf ein Modul in dem ersten Ausführungsbeispiel ist,
6 ein Schnitt in der Querschnittsebene eines Werkstücks von einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist,
7 eine vergrößerte Seitenansicht eines Moduls des zweiten Ausführungsbeispiels ist,
8 eine Draufsicht auf ein Modul in dem zweiten Ausführungsbeispiel ist,
9 ein Schnitt in der Querschnittsebene eines Werkstücks von einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist und
10 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Moduls ist und
11 eine Draufsicht auf das Modul aus 10 ist.

Wie in 1 zu erkennen ist, ist das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 dazu vorgesehen, Werkstücke 3 und insbesondere deren Endbereiche 5 zu bearbeiten, wobei es sich bei den Werkstücken 3 um die Segmente handelt, aus denen der Rumpf eines Flugzeugs zusammengesetzt wird, also um sogenannte Rumpftonnen.
Die Erfindung ist aber nicht auf Vorrichtungen beschränkt, die zur Bearbeitung von Rumpftonnen dienen, sondern kann auch im Bereich anderer, sich entlang einer Längsachse erstreckender Hohlkörper wie beispielsweise für die Bearbeitung von Rotorflügeln für Windkraftanlagen, bei Druckbehältern usw. eingesetzt werden. Gemeinsam ist diesen Anwendungen jedoch, dass die Werkstücke vergleichsweise große Abmessungen aufweisen und der zu bearbeitende Endbereich ringförmig aber nicht notwendig kreisringförmig ausgestaltet ist. Alternativ können die Werkstücke auch in Längsrichtung etwa halbgeteilte Schalen von Hohlkörpern sein.
Wie die 1 und 2 zeigen, weist das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 einen Tragrahmen 7 auf, der überwiegend aus einer Fachwerkstruktur aus Kohlefaserelementen aufgebaut ist, sodass der Tragrahmen 7 einerseits sehr steif und andererseits dennoch leicht genug ist, um grundsätzlich noch bewegt werden zu können. Der zu dem Werkstück 3 weisende Teil des Tragrahmens 7 ist in diesem insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel U-förmig ausgebildet und weist eine vertikal verlaufende Basis 9 sowie zwei sich horizontal von den Enden der Basis 9 erstreckende Schenkel 11 auf.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Tragrahmen 7 auf der dem Werkstück 3 abgewandten Seite keine Versteifungsstruktur auf. Dies ist jedoch durchaus denkbar, um Belastungen des oberen Teils des Tragrahmens 7 abzufangen. Dazu können weitere Verstrebungen auf der dem Werkstück 3 abgewandeten Seite vorgesehen sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an dem unteren Schenkel 11 des Tragrahmens 7 eine Verfahreinrichtung 13 vorgesehen, die es ermöglicht, den Tragrahmen 7 entlang einer Auflageebene, also beispielsweise des Bodens einer Montagehalle zu bewegen (siehe 3). Es ist aber auch denkbar, dass die Bearbeitungsvorrichtung ohne eine solche Verfahreinheit auskommt und beispielsweise mit Hilfe eines Krans bewegt wird.
Wie weiter aus 3 zu erkennen ist, erstreckt sich der U-förmige Tragrahmen 7 um eine Werkstückachse 15, mit der die Längsachse eines Werkstücks 3, also einer Rumpftonne, während der Bearbeitung von dessen Endbereichen 5 zusammenfällt. An dem Tragrahmen 7 sind eine erste Führungsbahn 17 sowie eine zweite Führungsbahn 19 angebracht, die sich entlang einer ersten Basisachse 21 bzw. einer zweiten Basisachse 23 erstrecken.
Dabei sind die Führungsbahnen 17, 19 im hier dargestellten ersten Ausführungsbeispiel geradlinig ausgebildet. Die Erfindung ist aber nicht auf exakt geradlinig ausgeführte Führungsbahnen beschränkt, sondern es ist auch denkbar, dass die Führungsbahnen einen leicht gekrümmten Verlauf haben. Es wäre jedoch nicht von der Erfindung umfasst, wenn eine Führungsbahn die Form eines Kreisbahnabschnittes annähme, da dies dazu führen würde, dass der Tragrahmen aus den in der Einleitung genannten Gründen schwieriger und teurer in der geforderten Toleranz zu fertigen wäre.
Die Basisachsen 21, 23 verlaufen unter einem Winkel zueinander und stehen senkrecht auf einer im Wesentlichen horizontal, parallel zur Werkstückachse 15 verlaufenden Verbindungslinie 25, wobei die Verbindungslinie 25 hier an der Basis 9 des Tragrahmens 7 verläuft. Außerdem schneiden die Basisachsen 21, 23 beide die Verbindungslinie 25, wobei sich die erste Basisachse 21 von einem Punkt, der zwischen einer Auflageebene des Tragrahmens 7 und einer durch die Werkstückachse 15 und parallel zu der Auflageebene verlaufenden Mittelebene 27 liegt, zur Verbindungslinie 25 hin erstreckt. Die zweite Basisachse 23 geht von einem Punkt aus, der oberhalb der durch die Werkstückachse 15 verlaufenden Mittelebene 27 liegt, und erstreckt sich ebenfalls zur Verbindungslinie 25 hin.
In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Basisachsen 21, 23 so angeordnet, dass das durch diese aufgespannte V sich zur Seite hin öffnet. Die Erfindung umfasst aber grundsätzlich jede V-förmige Anordnung von Basisachsen, bei der sich das V zur Werkstückachse hin öffnet und insbesondere auch eine solche, bei der die Verbindungslinie unterhalb der Werkstückachse liegt, das V sich also nach oben hin öffnet.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bilden die Basisachsen 21, 23 ein V, wobei beide Führungsbahnen 17, 19 in einer senkrecht zur Werkstückachse 15 liegenden Ebene angeordnet sind und wobei die Verbindungslinie 25 dabei in der Mittelebene 27 liegt.
Es ist aber auch denkbar, dass die Verbindungslinie nicht in der Mittelebene verläuft, sondern oberhalb oder unterhalb davon angeordnet ist.
Außerdem ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass nur zwei Führungsbahnen vorhanden sind, sondern es können auch mehr als zwei Führungsbahnen vorgesehen sein, die dann zusammen einen Abschnitt, insbesondere eine Hälfte des Umfangs, des Hohlkörpers umgeben.
Auf der ersten Führungsbahn 17 ist ein erstes Modul 29 angebracht, das einen ersten Schlitten 31 aufweist, der an der ersten Führungsbahn 17 in Richtung der ersten Basisachse 21 verfahrbar gehaltert ist.
Das erste Modul 29 weist ferner eine Pinole 37 auf, die sich senkrecht zu der Ebene der ersten Führungsbahn 17 zu der Werkstückachse 15 hin erstreckt, wobei die Pinole 37 an einer Halteplatte 33 angebracht ist, die derart gehaltert ist, dass sie senkrecht zur ersten Führungsbahn 17 und parallel zur Werkstückachse 15 relativ zu dem ersten Schlitten 31 verfahren werden kann. Dazu sind auf dem ersten Schlitten 31 sich senkrecht zur ersten Führungsbahn 17 erstreckende Halteschienen 35 vorgesehen, entlang derer die Halteplatte 33 geführt ist (siehe 5)
Die Pinole 37 ist in ihrer Erstreckungsrichtung gegenüber der Halteplatte 33 und damit dem erste Schlitten 31 verfahrbar, sodass sich das freie Ende der Pinole 37 vom Werkstück 3 entfernen oder sich ihm nähern kann. Außerdem kann das freie Ende der Pinole 37 im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel um die Längsachse der Pinole 37 rotiert werden.
Wie aus 4 hervorgeht, ist am drehbaren, freien Ende der Pinole 37 ein Schwenkarm 39 vorgesehen, der um eine am freien Ende der Pinole 37 vorgesehene Schwenkachse 41 verschwenkt werden kann, die parallel zu der Verbindungslinie 25 verlaufen kann. Im vorliegenden Fall ist das freie Ende der Pinole 37 jedoch drehbar, sodass die Schwenkachse 41 dadurch beliebig orientiert in der Ebene der ersten Führungsbahn 17 angeordnet werden kann.
Am von der Pinole 37 abgewandten Ende des Schwenkarms 39 ist dann der eigentliche Werkzeugkopf 43 angebracht, der als Bohrkopf, Fräskopf, Hobeleinheit, Schleif- und Polierkopf, Messkopf, Nietkopf, Laserschneidkopf, Abrasiv-Wasserstrahlkopf, Klebeauftragskopf oder Schweißkopf ausgebildet sein kann. Es sind aber darüber hinaus auch andere Arten von Bearbeitungsköpfen denkbar.
Bei dem hier beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel kann die erste Führungsbahn 17 noch in Richtung der Verbindungslinie 25, also senkrecht zur ersten Basisachse 21 verfahren werden. Dies erfolgt dadurch, dass an den Enden der ersten Führungsbahn 17 Antriebsmotoren 45 vorgesehen sind, über die die erste Führungsbahn 17 gegenüber dem Tragrahmen 7 entlang von Schienen bewegt wird.
In ähnlicher Weise wie an der ersten Führungsbahn 17 ist auch an der zweiten Führungsbahn 19 ein zweites Modul 47 mit einem zweiten Schlitten 49 vorgesehen, das ebenfalls eine in deren Erstreckungsrichtung gegenüber dem Schlitten 49 verfahrbare Pinole 51 aufweist, die ebenfalls an einer nicht näher bezeichneten und senkrecht zur zweiten Führungsbahn 19 verfahrbaren Halteplatte angebracht ist. Am freien Ende der Pinole 51 ist wiederum ein Werkzeugkopf 53 über einen Schwenkarm schwenkbar angebracht. Darüber hinaus ist auch die zweite Führungsbahn 19 mit Hilfe von Antriebsmotoren 55 in Richtung der Verbindungslinie 25 verfahrbar.
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Module 29, 47 vorgesehen, wobei an beiden Führungsbahnen 17, 19 jeweils ein Modul angebracht ist. Es ist aber auch denkbar, dass nur ein einziges Modul vorhanden ist, das von einer Führungsbahn zur anderen verfahren werden kann. Dazu kann im Bereich der Verbindungslinie ein Drehgestell oder ein gebogener Schienenabschnitt vorgesehen sein, um ein solches Umsetzen zu ermöglichen. Eine solche Vorrichtung wird im Zusammenhang mit 9 beschrieben.
Außerdem ist darauf zu achten, dass in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel zusätzlich sowohl die Führungsbahnen 17, 19 als auch die Pinolen 37, 51 in Richtung der Verbindungslinie 25 verfahrbar sind. Dies ist aber für die grundsätzlich geforderte Verfahrbarkeit in dieser Richtung nicht notwendig. Diese ergibt sich nämlich schon aus der Schwenkbarkeit des Schwenkarms 39.
Mit der zuvor beschriebenen Bearbeitungsvorrichtung 1 kann nun bei der Bearbeitung der Endbereiche 5 von Rumpftonnen 3 wie folgt vorgegangen werden. [0068] Aufgrund der Verfahreinrichtung 13 kann der Tragrahmen 7 mit den daran beweglich gehalterten Werkzeugköpfen 43, 53 so an einen Flugzeugrumpf gefahren werden, dass die beiden Führungsbahnen 17, 19 im Bereich der einen Hälfte des kreisringförmigen Endbereichs 5 der Rumpftonne sind, wie dies in den 1 und 3 gezeigt ist. Die Positionierung der Bearbeitungsvorrichtung 1 bzw. der Werkzeugköpfe 43 und 53 relativ zum Werkstück kann dabei beispielsweise mit Hilfe eines GPS-Systems, alternativ mittels eines Lasertrackers oder eines Laserradars erfolgen. Die Verriegelung der Bearbeitungsvorrichtung 1 auf dem Fußboden kann beispielsweise durch mechanische Indizierungselemente oder durch Magnete erfolgen.
Anschließend kann der Endbereich 5 durch eine Überlagerung der Verfahrbewegung der Pinolen 37, 51 entlang ihrer Erstreckungsrichtung und der Verfahrbewegung der Schlitten 31, 49 entlang der Führungsbahnen 17, 19 bearbeitet werden, um die Fügeflächen herzustellen.
Nachdem auf der einen Seite der Längsachse der Rumpftonne 3 die Fügefläche fertiggestellt ist, kann der Tragrahmen 7 auf die gegenüberliegende Seite verfahren werden, sodass auch die zweite Hälfte bearbeitet werden kann.
Da die Pinolen 37, 51 auch in Richtung der Verbindungslinie 25 und damit senkrecht zu den Führungsbahnen 17, 19 verfahrbar sind und durch die Schwenkarme 39 der Bereich, der von den Werkzeugköpfen 43,53 erreicht werden kann, sich um die Längsachse der Pinolen 37, 51 erstreckt, ist auch eine Anordnung möglich, bei der zwei miteinander zu verbindende Rumpftonnen 3 so angeordnet werden, dass sich die später zu verbindenden Endbereiche 5 gegenüberliegen. Anschließend wird der Tragrahmen 7 von einer Seite der Längsachse an die Tonnen gefahren, und durch Verfahren der Pinolen 37, 51 können nacheinander beide Endbereiche 5 bearbeitet werden, ohne dass der Tragrahmen 7 erneut verfahren werden muss. Wenn bei beiden Rumpftonnen 3 die Endbereiche 5 auf der einen Seite der vertikal durch die Längsachse verlaufenden Schnittebene bearbeitet sind, wird der Tragrahmen 7 auf die andere Seite verfahren, und die andere Hälfte wird bearbeitet.
Es ist allerdings auch denkbar, dass zwei der zuvor beschriebenen Bearbeitungsvorrichtungen 1 in der Weise kombiniert werden, dass die freien Enden der Schenkel 11 der Tragrahmen 7 über Kupplungselemente miteinander verbunden werden, sodass die Kombination der Bearbeitungsvorrichtungen 1 die gesamten Endflächen der einander gegenüberliegenden Rumpftonnen erfasst.
In jedem Fall müssen die Rumpftonnen 3 erst nach der vollständigen Bearbeitung der Endflächen 5 wieder bewegt werden, wobei hier nur eine Bewegung entlang der Längsachse erforderlich ist, um die Rumpftonnen miteinander zu verbinden. Auf diese Weise wird durch die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung 1 der Aufwand für die Positionierung der Werkstücke 3 deutlich verringert.
Die 6, 7 und 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ebenfalls einen Tragrahmen 7 aufweist, der aus einer Fachwerkstruktur aus Kohlefaserelementen aufgebaut und U-förmig ausgebildet ist. Er weist ebenfalls eine vertikal verlaufende Basis 9 sowie zwei sich horizontal von den Enden der Basis erstreckenden Schenkel 11 auf. Der Tragrahmen 7 hat eine erste Führungsbahn 17 und eine zweite Führungsbahn 19, die sich entlang einer ersten Basisachse 21 bzw. einer zweiten Basisachse 23 erstrecken und ebenfalls V-förmig angeordnet sind.
Des Weiteren sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein erstes Modul 29' und ein zweites Modul 47' vorgesehen, die entlang der ersten bzw. der zweiten Führungsbahn 17, 19 verfahren werden können. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weisen die Module 29', 47' jedoch keine Pinolen auf, sondern es sind jeweils Roboterarme vorgesehen, die an dem Schlitten 31', 49' des jeweiligen Moduls 29', 47' angebracht sind und den Werkzeugkopf 43', 53' tragen. Grundsätzlich können die Roboterarme zwei- oder mehrgelenkig sein. Insbesondere ist es denkbar, dass der Roboterarm ähnlich dem eines herkömmlichen Knickarmroboters ausgestaltet ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an einer an dem Schlitten 31', 49' angebrachten Halteplatte 33' ein erster Arm 57 angebracht, wobei an dem zweiten, vom Schlitten abgewandten Ende des ersten Arms 57 ein zweiter Arm 59 schwenkbar angebracht ist. Am vom ersten Arm 57 abgewandten, zweiten Ende des zweiten Arms 59 ist dann der Werkzeugkopf 43', 53' wiederum schwenkbar angebracht. Außerdem kann der erste Arm 57 gegenüber der Halteplatte 33' gedreht werden, sodass die Arme 57, 59 und der Werkzeugkopf 43', 53' nahezu beliebig im Raum ausgerichtet werden können. Schließlich kann, wie beim ersten Ausführungsbeispiel auch, die Halteplatte 33' gegenüber dem Schlitten 31', 49' senkrecht zur Führungsbahn 17,19 und parallel zur Werkstückachse 15 verfahren werden, wobei hier wieder Halteschienen 35 vorgesehen sind, die die Halteplatte 33' verschiebbar halten.
Damit erlaubt auch die zuvor beschriebene, durch Schwenk- und/oder Roboterarme gebildete Verfahreinheit, dass der Werkzeugkopf 43', 53' parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen 21, 23 aufgespannt wird, und senkrecht zu der jeweiligen Führungsbahn 17,19 verfahren werden kann. Damit können auch mit diesem Ausführungsbeispiel die ringförmigen Endbereiche 5 von zylindrischen oder auch konischen Hohlkörpern (z. B. die Einführschrägen) bearbeitet werden, ohne dass große Auskragungen gegeben sind. Dabei kann die Winkelorientierung des Werkzeugkopfes 43, 53 zum Werkstück ggf. durch zusätzliche Dreh- und Schwenkarme (Handachsen) am freien Ende erreicht werden.
Schließlich ist in 9 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der U-förmige Tragrahmen 7 mit der Verfahreinheit 13 wiederum eine erste und eine zweite Führungsbahn 17,19 auf, die sich entlang einer ersten bzw. einer zweiten Basisachse 21, 23 erstrecken und V-förmig angeordnet sind. Die beiden Führungsbahnen 17,19 sind über ein gebogenes Zwischenelement 61 miteinander verbunden, sodass das Modul 29 von der ersten Führungsbahn 17 auf die zweite Führungsbahn 19 verfahren werden kann.
Demnach weist dieses Ausführungsbeispiel lediglich ein erstes Modul 29 auf, das im Übrigen so aufgebaut ist, wie die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen (siehe 4 und 5). Aber auch diese Vorrichtung ist in der Lage, den der Verbindungslinie 25 zugewandten Teil des ringförmigen Endbereichs 5 eines Werkstücks mittels des Werkzeugkopfs 43 zu bearbeiten.
In den 10 und 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines entlang einer der Führungsbahnen 17, 19 verfahrbaren Moduls 29" dargestellt.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Schlitten 31" vorgesehen, der entlang der jeweiligen Führungsbahn 17, 19 verfahr gehaltert ist und an dem eine Halteplatte 33" derart verschiebbar angebracht ist, dass diese senkrecht zu der jeweiligen Führungsbahn 17, 19 parallel zur Verbindungslinie 25 verfahren werden kann.
Im Unterschied zu dem in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist dieses jedoch an der Halteplatte 33" eine I-förmige Pinole 37' auf, die einen ersten Abschnitt 63 umfasst, der sich senkrecht zu der jeweiligen Führungsbahn 17, 19 parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen 21, 23 aufgespannt wird, erstreckt und der entlang seiner Erstreckungsrichtung mittels einer Hubeinheit 65 verfahrbar ist. Außerdem weist die Pinole 37' eine zweiten, sich senkrecht zu dem ersten Abschnitt 63 erstreckenden Abschnitt 67 am freien Ende des ersten Abschnitts 63 auf, wobei der zweite Abschnitt 67 parallel zu der Verbindungslinie 25 verläuft. Da aber der erste Abschnitt 63 mittels eines Drehgelenks 69 an der Hubeinheit 65 befestigt ist, kann der erste Abschnitt 63 um dessen Längsachse gegenüber der Halteplatte 33" gedreht werden.
Am durch das freie Ende des zweiten Abschnitts 67 gebildeten freien Ende der Pinole 37' ist ein weiteres Drehgelenk 71 vorgesehen, sodass eine daran gehalterte Schwenkachse 73, an der der Schwenkarm 75 mit dem Werkzeugkopf 77 befestigt ist, gegenüber dem zweiten Abschnitt 67 gedreht werden kann. So kann der Werkzeugkopf 77 nahezu beliebig zu einem Werkstück ausgerichtet werden.
Der Werkzeugkopf 77 kann wiederum u. a. als Bohrkopf, Fräskopf, Hobeleinheit, Schleif- und Polierkopf, Messkopf, Nietkopf, Laserschneidkopf, Abrasiv-Wasserstrahlkopf, Klebeauftragskopf ausgebildet sein.
Mit einem derartigen Modul 29" kann die innere Mantelfläche des Hohlkörpers z. B. durch Stirnfräsen bearbeitet werden, wobei die Breite der Mantelfläche in Axialrichtung vorgibt, wie lang der zweite Abschnitt 67 sein muss.
Den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass der Tragrahmen 7 aufgrund der Verwendung von im Wesentlichen gradlinig ausgebildeten Führungsbahnen 17, 19, die keine aufwendige Stabilisierung benötigen, deutlich leichter als beim Stand der Technik ausgebildet sein kann. Da die Führungsbahnen 17, 19 außerdem nur in einem geringen Abstand von den zu bearbeitenden ringförmigen Endbereichen angeordnet sein können, kommt es nicht zu großen Auskragungen beim dem Werkzeugkopf, was die Anforderungen an die Steifigkeit des Tragrahmens weiter verringert, sodass zusätzlich Gewicht eingespart werden kann. Damit kann die Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere wenn sie mit einer Verfahreinrichtung versehen ist, deutlich flexibler eingesetzt werden, als dies beim Stand der Technik der Fall ist.

Claims

Bearbeitungsvorrichtung für die Endbereiche (5) von sich entlang einer Längsachse erstreckenden Hohlkörpern (3), mit - einem als Fachwerkstruktur aus Kohlefaserbauteilen aufgebauten Tragrahmen (7), - einer an dem Tragrahmen (7) angebrachten ersten Führungsbahn (17), die sich entlang einer ersten Basisachse (21) erstreckt, - einer an dem Tragrahmen (7) angebrachten zweiten Führungsbahn (19), die sich entlang einer zweiten Basisachse (23) erstreckt, - einem entlang der ersten Führungsbahn (17) verfahrbaren ersten Modul (29, 29', 29") mit einer an dem ersten Modul (29, 29', 29") angebrachten Verfahreinheit mit einem daran angebrachten Werkzeugkopf (43, 43', 77), der mittels der Verfahreinheit parallel zu einer horizontal verlaufenden Werkstückachse (15), in der die Längsachsen der Werkstücke (3) während der Bearbeitung verlaufen, und senkrecht zur ersten Führungsbahn (17) parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen (21, 23) aufgespannt wird, verfahrbar ist, und - einer am Tragrahmen (7) angebrachten Verfahreinrichtung (13) zum Verfahren des Tragrahmens (7) entlang einer Auflageebene, wobei die Basisachsen (21, 23) - unter einem Winkel zueinander und senkrecht zu der Werkstückachse (15) angeordnet sind, - sich von einer Verbindungslinie (25) aus erstrecken, die horizontal seitlich beabstandet von der Werkstückachse (15) und parallel dazu verläuft, - in Form eines V verlaufen, das sich zur Werkstückachse (15) hin öffnet, und wobei - sich die erste Basisachse (21) von einem Punkt, der zwischen einer Auflageebene für den Tragrahmen (7) und einer durch die Werkstückachse (15) und parallel zur Auflageebene verlaufenden Mittelebene (27) liegt, zur Verbindungslinie (25) hin erstreckt und - sich die zweite Basisachse (23) von einem Punkt, der oberhalb der durch die Werkstückachse (15) verlaufenden Mittelebene (27) liegt, zur Verbindungslinie (25) hin erstreckt.
Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem zweiten Modul (47, 47', 29"), das entlang der zweiten Führungsbahn (19) verfahrbar ist, wobei an dem zweiten Modul (47, 47', 29") eine Verfahreinheit mit einem daran angebrachten Werkzeugkopf (53, 53', 77) angebracht ist, wobei der Werkzeugkopf (53, 53', 77) mittels der Verfahreinheit parallel zur Werkstückachse (15) und senkrecht zur zweiten Führungsbahn (19) parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen (21, 23) aufgespannt wird, verfahrbar ist.
Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahreinheit eine Pinole (37) aufweist, die sich senkrecht zu der Führungsbahn (17, 19) parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen (21, 23) aufgespannt wird, zu der Werkstückachse (15) hin erstreckt und die in ihrer Erstreckungsrichtung verfahrbar ist, wobei die Pinole (37) parallel zur Verbindungslinie (25) verfahrbar ist, wobei ein am freien Ende der Pinole (37) angebrachter Schwenkarm (39) vorgesehen ist, der um eine senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Pinole (37) angeordnete Schwenkachse (41) schwenkbar ist, und wobei am freien Ende des Schwenkarms (39) der Werkzeugkopf (43, 53) angebracht ist.
Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das freie Ende der Pinole (37) um deren Erstreckungsrichtung drehbar ist.
Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, wobei die Pinole (37) derart am Modul (29, 47) gehaltert ist, dass sie senkrecht zur Führungsbahn (17, 19) und parallel zur Verbindungslinie (25) verfahren werden kann.
Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Verfahreinheit eine Pinole (37') aufweist, wobei die Pinole (37') 1-förmig mit einem ersten Abschnitt (63), der sich senkrecht zu der Führungsbahn (17, 19) parallel zu der Ebene, die durch die Basisachsen (21, 23) aufgespannt wird, erstreckt und der entlang seiner Erstreckungsrichtung verfahrbar ist, und einem zweiten, sich senkrecht zu dem ersten Abschnitt (63) erstreckenden Abschnitt (67) am freien Ende des ersten Abschnitts (63) ausgebildet ist, wobei der zweite Abschnitt (67) parallel zu der Verbindungslinie (25) verläuft und wobei am freien Ende des zweiten Abschnitts (67) ein Schwenkarm (75) vorgesehen ist, der um eine senkrecht zur Erstreckungsrichtung des zweiten Abschnitts (67) verlaufende Schwenkachse (73) schwenkbar ist, die um die Längsachse des zweiten Abschnitts (67) drehbar gehaltert ist, und wobei am freien Ende des Schwenkarms (75) der Werkzeugkopf (77) angebracht ist.
Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste Abschnitt (63) der Pinole (37') um dessen Längsachse drehbar am Modul (29") gehaltert ist.
Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Pinole (37') derart am Modul (29") gehaltert ist, dass sie senkrecht zur Führungsbahn (17, 19) und parallel zur Verbindungslinie (25) verfahren werden kann.
Bearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Modul (29', 47') einen Schlitten (31', 49') aufweist, der entlang der Führungsbahn (17, 19) verfahrbar ist, wobei an dem Schlitten (31', 49') ein erster Arm (57) angebracht ist, wobei an dem zweiten, vom Schlitten (31', 49') abgewandten Ende des ersten Arms (57) ein zweiter Arm (59) schwenkbar angebracht ist und wobei am vom ersten Arm (57) abgewandten zweiten Ende des zweiten Arms (59) der Werkzeugkopf (43', 53') schwenkbar angebracht ist.
Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Werkzeugkopf (43, 43', 53, 53', 77) als Bohrkopf, Fräskopf, Hobeleinheit, Schleif- und Polierkopf, Messkopf, Nietkopf, Laserschneidkopf, Abrasiv-Wasserstrahlkopf, Klebeauftragskopf oder Schweißkopf ausgebildet ist.
Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungslinie (25) in einer horizontal durch die Werkstückachse (15) verlaufenden Mittelebene (27) verläuft.
Bearbeitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Modul (29, 29', 29") von der ersten Führungsbahn (17) auf die zweite Führungsbahn (19) verfahren werden kann.
Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei im Bereich der Verbindungslinie (25) ein Drehgestell vorgesehen ist, um das Modul (29, 29', 29") zwischen der ersten auf der zweiten Führungsbahn (17, 19) umzusetzen.