-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschlagen und Spannen von Werkstücken, mittels einer bekannten, in Nullpunkteinstellung fixierbaren Spanneinrichtung und einem externen Werkstückanschlag, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere zur Anwendung bei der automatisierten spanenden und spanlosen Formgebung von Werkstücken für Groß- und Kleinserien, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
-
Es sind eine Vielzahl von, in Nullpunkteinstellung fixierbaren, Spanneinrichtungen für zu bearbeitende Werkstücke und eine Vielzahl von internen und externen Werkstückanschlägen bekannt. Sie alle sind dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückanschläge an den Spannmitteln der Werkstücke häufig unmittelbar auf dem Aufspanntisch der Werkzeugmaschine fixiert und eingestellt werden müssen. Das hat den Nachteil, daß die Werkzeugmaschinen während des Anschlagens und Spannens der zu bearbeitenden Werkstücke für die Bearbeitung blockiert sind.
-
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß die Werkstückanschläge bei der Bearbeitung eines jeden Werkstücks wieder in eine Ausgangsposition zurückgeführt oder abmontiert werden müssen, weil Sie bei der Bearbeitung dem Werkzeug der Maschine im Wege stehen bzw. die Bearbeitung behindern. Bei der Bearbeitung eines weiteren Werkstücks muß der Werkstückanschlag wieder neu eingestellt und das Werkstück neu gespannt werden. Die bekannten Werkstückanschläge sind darüber hinaus meistens nur auf das Ausrichten der Werkstücks in einer Ebene, beispielsweise in horizontaler oder vertikaler Richtung nutzbar.
-
Auch ist aus der
DE 23 12 113 A eine Einrichtung bekannt, die das Einbringen mehrerer Sägeschnitte in ein längliches Werkstück parallel und rechtwinklig oder in geringen Neigungswinkeln zur Längsachse des Werkstücks erleichtern und eine Vorausbestimmung der Richtung der Sägeschnitte untereinander ermöglichen. Diese Anschlag- und Spanneinrichtung wird, wie viele andere, auf dem Maschinentaufspanntisch einer Sägeeinrichtung angeordnet und das Anschlagen und Spannen des Werkstücks auf diesem vorgenommen, wodurch während des Anschlagen und Spannens der Werkstücke die Maschine blockiert ist. Außerdem ist dieses Anschlagmittel speziell für Sägemaschinen und die Bearbeitungen von langen Werkstücken ausgelegt.
-
Aus der
DE 43 21 387 C2 ist ein Werkstückanschlag offenbart, der die bekannten Werkstückanschläge so weiterbildet, daß er einfach aufgebaut ist, eine einfache Handhabung und eine hohe Wiederholgenauigkeit der Anschlagstellung gewährleisten soll, indem auf einem Maschinenaufspanntisch ein Sockel zum Befestigen einer Führungssäule und ein, an dieser rechtwinklig angeordneten höhenverstellbarer und um die Achse der Führungssäule verschwenkbarer und reproduzierbar feststellbarer Anschlagarm angeordnet ist. Auch dieser Anschlag blockiert beim Anschlagen des Werkstücks die Werkzeugmaschine. Außerdem sind keine in Nullpunktstellung fixierbare Spanneinrichtung vorgesehen.
-
Schließlich sieht die
DE 20 2007 013 386 U1 eine Vorrichtung zum Einspannen und Halten von Werkstücken vor. Sie umfaßt einen Spanner zum Einspannen und Halten des Werkstücks mit einem ersten und zweiten Spannelement, eine Konsole auf welcher der Spanner bewegt werden kann und mindestens ein bewegbares Element, welches in einer vordefierten Position angeordnet ist, das sich in einem Kollisionsbereich mit einem Bewegungsbereich des Spanners befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element so bewegbar ist, daß es nach dem Einspannen des Werkstücks oder nach dem Ausrichten des Spanners aus einem Kollisionsbereich des jeweiligen Spanners bewegt werden kann.
-
Bei dieser Vorrichtung kann zwar das bewegbare Element nach dem Einspannen und Ausrichten des Spanners aus dem Kollisionsbereich des jeweiligen Spanners bewegt werden. Sie ist jedoch, wie die vorgenannten Vorrichtungen auf einem Maschinenaufspanntisch angeordnet und beim Anschlagen und Spannen eines oder mehrerer Werkstücke blockiert sie den Maschinentisch und somit die Bearbeitungsmaschine.
-
Es war daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Anschlagen und Spannen von Werkstücken und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, das für die Bearbeitung großer und kleiner Stückzahlen für die spanende und spanlose Formgebung in der Automatisierungstechnik geeignet ist, ein einfaches und präzises Händling und hohe Zeiteinsparungen beim Anschlagen und Spannen der Werkstücke und Spannmittel gewährleistet und bei dem die Werkzeugmaschinen für das Anschlagen und Spannen der Werkstücke nicht blockiert werden.
-
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Anschlagen und Spannen von Werkstücken mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
-
Besonders hervorzuheben ist es, daß das Verfahren auf der Kombination einer bekannten in Nullpunkteinstellung fixierbaren Spanneinrichtung mit einem externen Werkstückanschlag basiert, bei der das Anschlagen und Spannen des jeweiligen Werkstücks extern und getrennt von einer Werkzeugmaschine durchzuführen ist, indem die, mit einem Werkstück bestückte Spanneinrichtung und der Werkstückanschlag auf einer externen gemeinsamen Trägerebene unabhängig voneinander fixiert und miteinander kooperierend zu betätigen sind.
-
Das externe Anschlagen und Spannen von Werkstücken in einer bekannten in Nullpunkteinstellung fixierbaren Spanneinrichtung mit einem kooperierenden externen Werkstückanschlag ist insbesondere dann von großem Vorteil, wenn hohe Stückzahlen bei einer automatisierten spanenden und spanlosen Formgebung von Werkstücken bearbeitet werden müssen. Einerseits entfällt das Anschlagen und Spannen der Werkstücke in der Werkzeugmaschine. Die bereits angeschlagenen und eingespannten Werkstücke müssen nur mit ihrer, in Nullpunkteinstellung fixierten Spanneinrichtung in die, an der Werkzeugmaschine angeordneten komplementären Spannmittelunterlagen eingesetzt werden und die Bearbeitung kann beginnen. In der Zwischenzeit können weitere Werkstücke extern angeschlagen und eingespannt und für den Einsatz in eine Werkzeugmaschine vorbereitet werden.
-
Des weiteren ist es von Vorteil, daß die Spanneinrichtung mit dem angeschlagenen und eingespannten Werkstück von der gemeinsamen Trägerebene abzunehmen und nacheinander gegen eine beliebige Anzahl weiterer, in Nullpunktstellung zu fixierender, mit einem Werkstück bestückter Spanneinrichtungen auszutauschen und das Anschlagen und Spannen beliebig oft zu wiederholen ist. Das führt zu einem rationellen Ablauf und zu hoher Zeiteinsparung beim Anschlagen und Spannen der Werkstücke.
-
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, weil der Werkstückanschlag unabhängig von der Spanneinrichtung extern einzustellen und abzulesen ist, bis zum Anschlagen an das Werkstück heran zuführen und nach dem Spannen von dem Werkstück und der Spanneinrichtung ohne Verstellung oder Demontage zu entfernen ist. Bei hohen Stückzahlen für einen bestimmten Bearbeitungsgang muß der Werkstückanschlag nur einmal eingestellt und nur bei jedem neuen Werkstück wieder an dieses heran geführt und nach dem Spannen wieder von diesem zurück geführt werden. Das gewährleistet ein einfaches und präzises Handling und eine hohe Zeiteinsparung beim Anschlagen und Spannen. Da der erfindungsgemäße Werkstückanschlag nicht an der Spanneinrichtung befestigt werden muß, ist einerseits kein wiederholtes Montieren und Demontieren sowie Anschlagen an jedem Spannmittel eines weiteren Werkstückes erforderlich. Andererseits entstehen keine Störkonturen an den Spanneinrichtungen durch die Befestigung der Werkstückanschläge an den Spannmitteln. Wiederum wird eine erhebliche Zeiteinsparung bewirkt.
-
Von besonderer Bedeutung ist das Verfahren zum Anschlagen und Spannen, weil die Einstellung und das Ablesen der Einstellung am Werkstückanschlag in horizontaler und vertikaler Richtung sowie in unterschiedlichen Winkeln im Bereich von 180° zur horizontalen Ebene, über eine digitale Anzeige frei wählbar und ablesbar ist. Der Werkstückanschlag ist deshalb nicht auf einzelne Einstellungsebenen beschränkt und flexibel für verschiedene Anschlagerfordernisse anpassungsfähig.
-
Hervorzuheben ist darüber hinaus die Vorrichtung, gemäß Anspruch 2, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der auf einer externen Trägerplatte mit bodenseitig angeordneten Rastelementen einerseits eine beliebige handelsübliche, in Nullpunkteinstellung befindliche, Basisplatte kraftschlüssig angeordnet ist, auf die eine, mit einem Werkstück bestückte, Spanneinrichtung mit Rastelementen, die mit Aufnahmeöffnungen in der Basisplatte komplementär sind, auf die Basisplatte aufsteckbar ist und andererseits der Werkstückanschlag fest fixiert, unabhängig von der Spanneinrichtung extern einzustellen und abzulesen ist. Die Kombination des externen Werstückanschlags mit einer in Nullpunkteinstellung befindlichen, Basisplatte gewährleistet eine hohe Unabhängigkeit und Zeiteinsparung beim Anschlagen der Werkstücke und Spanneinrichtungen. Des weiteren sind beliebige, in Nullpunkteinstellung zu fixierende, Spanneinrichtungen mit einem, mit der Basisplatte komplementären Unterbau einsetzbar und es muß nur noch das Werkstück in der Spanneinrichtung für die Bearbeitung angeschlagen und eingespannt werden. Vorteilhaft bei diesem Vorrichtungsaufbau ist es auch, daß der Werstückanschlag flexibel für die Bearbeitung eines beliebigen Werkstücks und beliebiger in Nullpunkteinstellung zu fixierender Spanneinrichtungen nutzbar ist. Dieser Vorteil wird insbesondere durch den konstruktiven Aufbau des externen Werkstückanschlags, gemäß Anspruch 3, erreicht, der ein Basis- und Verbindungsteil mit Aufnahmeöffnungen, ein Verbindungsteil mit vertikaler und horizontaler Langlochöffnung, ein Schlittenunterteil mit eingeformter Führungsnut, ein Schlittenoberteil mit angeformter Feder und ein Halteteil zur Aufnahme einer digitalen Regel- und Anzeigeeinrichtung aufweist. Der Werkstückanschlag kann so an die Spanneinrichtung und das Werkstück heran geführt und nach dem Anschlagen und Spannen wieder von der Spanneinrichtung und dem Werkstück weg geführt werden. Das ermöglicht das Herausheben der Spanneinrichtung mit dem angeschlagenen und gespannten Werkstück und nacheinander den Austausch durch weitere Spanneinrichtungen mit vorgespanntem Werkstücken zum Anschlagen und Spannen.
-
Von Bedeutung ist auch der konstruktive Aufbau des erfindungsgemäßen Werkstückanschlags, nach Anspruch 4, bei dem das Basis- und Verbindungsteil mit der Trägerplatte und das Verbindungsteil mit dem Schlittenunterteil kraftschlüssig verbunden sind und das Verbindungsteil zusammen mit dem Schlittenunterteil, dem in der Führungsnut geführten Schlittenoberteil und dem darauf angeordneten Halteteil mit der Regel- und Anzeigeeinrichtung, über die vertikale und horizontale Langlochöffnung mit einem Verriegelungselement zu lösen, horizontal, vertikal sowie in verschiedenen Winkeln zur horizontalen Ebene im Bereich von 180° stufenlos einzustellen und festzustellen sind. Damit wird gewährleistet, daß ein Werkstückanschlag für die unterschiedlichsten Einstellebenen und Bearbeitungen flexibel einsetzbar ist.
-
Ein besonderer Vorteil des Werkstückanschlags besteht darin, daß, gemäß Anspruch 5, die Regel- und Anzeigeeinrichtung einen skalierten Meßfühler verbunden mit der digitalen Anzeige aufweist und der Meßfühler mit einer Verriegelung lösbar, zum Werkzeug und zur Spanneinrichtung hin und zurück zu verschieben und wieder festzustellen ist. Dieser konstruktive Aufbau gestattet ein einfaches und präzises Regeln und feststellen des Anschlags und vor allem ein deutliches Ablesen der eingestellten Werte beim Anschlagen des Werkstücks.
-
Ein weiterer Vorteil wird durch die mögliche Anordnung eines Raststifts in dafür vorgesehenen Öffnungen im Schlittenoberteil und Schlittenunterteil, nach Anspruch 6, gewährleistet, indem das Schlittenoberteil mit dem darauf angeordneten Halteteil und der Regel- und Anzeigeeinrichtung beim Anschlagen fest fixiert wird.
-
Schließlich ist der vorzugsweise mechanisch zu bedienende Werkzeuganschlag, gemäß Anspruch 7, auch pneumatisch oder hydraulisch zu bedienen.
-
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden, wobei gleiche Teile mit gleichen Ziffern gekennzeichnet sind. Die Zeichnungen zeigen dabei in
-
1 die perspektivische Vorderansicht der Trägerplatte mit bodenseitigen Rastelementen, mit Basisplatte zur Aufnahme einer Spanneinrichtung und gegenüberliegend einem extern fixierten Werkstückanschlag,
-
2 die perspektivische Vorderansicht eines externen Werkstückanschlags in Anschlagstellung,
-
3 die perspektivische Vorderansicht einer mit einem Werkstück bestückten in Nulleinstellung zu fixierenden Spanneinrichtung,
-
4 die perspektivische Vorderansicht der Trägerplatte mit bodenseitigen Rastelementen und im Nulleinstellung fixierter Spanneinrichtung mit vorgespanntem Werkstück einerseits und extern und gegenüberliegend fixiertem Werkstückanschlag andererseits, im Ruhezustand,
-
5 die perspektivische Vorderansicht der Trägerplatte mit bodenseitigen Rastelementen, mit in Nulleinstellung fixierter Spanneinrichtung und vorgespanntem Werkstück einerseits und extern und gegenüberliegend fixiertem Werkstückanschlag andererseits, im Anschlagzustand.
-
Im Ausführungsbeispiel, gemäß 1, wird beispielhaft eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Anschlagen und Spannen von Werkstücken dargestellt, deren Grundlage eine Trägerplatte 4 mit bodenseitig angeordneten Rastelementen 4.2 bildet. Auf der Trägerplatte 4 ist einerseits eine beliebig wählbare Basisplatte 4.1 mit beliebig anordenbaren Aufnahmeöffnnungen 4.1.1 zur Aufnahme einer beliebigen, in Nullpunkteinstellung fixierbaren Spanneinrichtung 2 mit einem vorgespannten Werkstück 1 und gegenüberliegend ein externer Werkstückanschlag 3 kraftschlüssig angeordnet.
-
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Werkstückanschlag 3 vorzugsweise mit mechanischer Bedienbarkeit. Dieser weist ein Verbindungssteil 3.2 mit einer vertikalen Langlochöffnung 3.2.1 und einer, in der Zeichnung nicht näher dargestellten, horizontalen Langlochöffnung, ein Schlittenunterteil 3.3 mit eingeformter Führungsnut 3.3.1, ein Schlittenoberteil 3.4 mit angeformter Feder 3.4.1 und ein Halteteil 3.5 zur Aufnahme einer digitalen Regel- und Anzeigeeinrichtung 3.6 auf, die über ein Verriegelungselement 3.3.2, die vertikale Langlochöffnung 3.2.1 und die horizontale Langlochöffnung am Verbindungsteil 3.2 mit dem Basis- und Verbindungsteil 3.1 lösbar verbunden ist und über das Basis- und Verbindungsteil 3.1 krafschlüssig mit der Trägerplatte 4 verbunden ist. In 3 ist eine in Nulleinstellung fixierbare Spanneinrichtung 2, vorzugsweise ein Zentrierspanner, mit bodenseitigen Rastelementen 2.1 dargestellt, in der zwischen zwei Spannbacken ein Werkstück 1 vorgespannt ist.
-
4 zeigt eine Trägerplatte 4 mit bodenseitigen Rastelementen 4.2, auf der einerseits ein erfindungsgemäßer Werkstückanschlag 3 in Ruhezustand und gegenüberliegend ein in Nullpunkteinstellung fixierbares Spannelement 2, das mit seinen bodenseitigen Rastelementen 2.1 in die Aufnahmeöffnungen 4.1.1 der Basisplatte 4.1 eingerastet ist. Die Rastelemente 4.2 der Trägerplatte 4 sind als stabile Standfüße oder erforderlichenfalls auch als Rastelemente zum einrasten in einer weiteren, in Nullpunktstellung fixierte Bodenplatte nutzbar. Der, entsprechend der am Werkstück 1 vorzunehmenden, spanenden oder spanlosen Verformungen, mit Hilfe der Verriegelung 3.5.1 des skalierten Meßfühler 3.6.1 und der vorzugsweisen digitalen Anzeige 3.6.2 der Regel- und Anzeigeeinrichtung 3.6, eingestellte Werkstückanschlag 3 kann nun durch Verschieben des Schlittenoberteils 3.4 in Richtung Spanneinrichtung 2 und Werkstück 1, gemäß 5, bewegt und mit dem skalierten Meßfühler 3.6.1 an dem Werkstück 1 angeschlagen werden. Um das Schlittenoberteil 3.4 während des Anschlagens und Spannens fest zu fixieren, wird der Raststift 3.7 über die Durchgangsöffnung 3.4.1 in die Öffnung 3.3.3 des Schlittenunterteils 3.3 gesteckt. Das Werkstück 1 in der Spanneinrichtung 2 wird gelockert und bei Erreichung der an der digitalen Anzeige 3.6.2 abzulesenden Einstellwerte fest eingespannt. Nun wird der Raststift 3.7 wieder aus der Öffnung 3.3.3 des Schlittenunterteils 3.3 und der Durchgangsöffnung 3.4.1 des Schlittenoberteils 3.4 entnommen und das Schlittenoberteil 3.4 zusammen mit der Regel- und Anzeigeeinrichtung 3.6 in seine Ausgangsstellung, gemäß 4, zurückgeschoben. Je nach Erfordernis kann der Werkstückanschlag 3 mit Hilfe des Verriegelungselements 3.3.2 über die Langlochöffnung 3.2.1 vertikal oder in einem Winkel zur horizontalen Ebene bis zu 180° verstellt werden. Eine horizontale Verschiebung des Werkstückanschlags 3 kann über eine, in den Zeichnungen nicht nähte dargestellte, horizontal verlaufende Langlochöffnung im Verbindungsteil 3.2 vorgenommen werden.
-
Bei Einhaltung des Grundprinzips der Vorrichtung bestehend aus Trägerplatte 4, einerseits einer, in Nullpunkteinstellung fixierte beliebige Basisplatte 4.1 mit bedarfsweise angeordneten Aufnahmeöffnungen 4.1.1 zur Aufnahme und zum Austausch von beliebigen in Nulleinstellung fixierbaren Spannmitteln 2 und gegenüberliegend ein extern fixierter unabhängig, einstellbarer und abzulesender Werksückanschlag 3, kann selbstverständlich auch der Werkstückanschlag 3 bei unterschiedlichen Erfordernissen einen, vom Ausführungsbeispiel abgewandelten konstruktiven Aufbau, aufweisen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Werkstück,
- 2
- in Nullpunkteinstellung fixierbare Spanneinrichtung,
- 2.1
- Rastelemente,
- 3
- Werkstückanschlag,
- 3.1.1
- Basis- und Verbindungsteil,
- 3.1.2
- Aufnahmeöffnungen,
- 3.2
- Verbindungsteil,
- 3.2.1
- vertikale Langlochöffnung,
- 3.3
- Schnittenunterteil,
- 3.3.1
- Führungsnut,
- 3.3.2
- Verriegelungselement,
- 3.3.3
- Öffnungen,
- 3.4
- Schlittenoberteil,
- 3.4.1
- Durchgangsöffnung,
- 3.5
- Halteteil,
- 3.5.1
- Verriegelung,
- 3.6
- Regel- und Anzeigeeinrichtung,
- 3.6.1
- skalierter Meßfühler,
- 3.6.2
- digitale Anzeige,
- 3.7
- Raststift,
- 4
- Trägerplatte,
- 4.1
- Basisplatte,
- 4.1.1
- Aufnahmeöffnungen
- 4.2
- Rastelemente
