DE102011114693A1 - Mechanical or power-operated clamping device for e.g. clamping workpieces of large dimensions on table to mechanically machine workpieces on milling machine, has device for producing force that is aligned against clamping force - Google Patents
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Abstract
Description
Anwendungsgebiet:Field of use:
Die Erfindung betrifft ein Verstellsystem für eine Spanneinrichtung zum Spannen und Fixieren von zu bearbeitenden Werkstücken, Werkzeugen und dergleichen auf einem Maschinentisch.The invention relates to an adjustment system for a clamping device for clamping and fixing of workpieces to be machined, tools and the like on a machine table.
Stand der Technik:State of the art:
Spannvorrichtungen für die mechanische Bearbeitung von Werkstücken großer Abmessungen auf Fräsmaschinen und dergleichen müssen zur optimalen Verteilung von Bearbeitungsaufmaßen das Werkstück räumlich bewegen können. Dazu werden Einstell- bzw. Verstellbewegungen von Auf und Anlageelementen sowie Spannelementen nach Vermessung der Werkstücklage oder nach Anrissen am Werkstück notwendig.Clamping devices for the machining of workpieces of large dimensions on milling machines and the like must be able to spatially move the workpiece for optimal distribution of machining allowances. This adjustment or adjustment of up and contact elements and clamping elements after measuring the workpiece position or after cracks on the workpiece are necessary.
Die Vermessung der Werkstücklage kann nach dem Beladen der Spannvorrichtung außerhalb oder teilautomatisiert z. B. mittels Tastern in der Fräsmaschine erfolgen. Bestimmte Ausgleichsvorgänge lassen sich üblicherweise virtuell durch eine, in der Regel achsparallele, Koordinatenverschiebung innerhalb der Fräsmaschine vermeiden. Über diese Möglichkeiten hinausgehende Ausgleichsbewegungen des Werkstücks werden üblicherweise manuell über z. B. Spindeln/Gewindebolzen o. ä. realisiert und finden typischerweise im ungespannten Zustand des Werkstücks statt.The measurement of the workpiece position, after loading the tensioning device outside or partially automated z. B. done by means of buttons in the milling machine. Certain compensation processes can usually be avoided virtually by a, usually axis-parallel, coordinate shift within the milling machine. Beyond these possibilities compensatory movements of the workpiece are usually manually z. B. spindles / threaded bolt o. Ä. Realized and typically take place in the untensioned state of the workpiece.
Das eigentliche Spannen des Werkstücks erfolgt typischerweise manuell über mechanische Elemente.The actual clamping of the workpiece is typically done manually via mechanical elements.
Bekannt sind weiterhin verstellbare Spannvorrichtungen im Sinne einer Einstellung auf ein neues Werkstück mit anderen geometrischen Eigenschaften. Derartige Spannvorrichtungen sind z. B. in der Firmenschrift ”Kostyrka-Universal Holding Fixture” beschrieben, jedoch nicht Aufgabe der hier beschriebenen Erfindung.Also known are adjustable tensioning devices in terms of adjustment to a new workpiece with other geometric properties. Such clamping devices are z. As described in the company publication "Kostyrka-Universal Holding Fixture", but not the object of the invention described herein.
Nachteile des Standes der Technik:Disadvantages of the prior art:
Nachteil der bekannten Lösungen ist der notwendige zeitaufwendige Arbeitsschritt des manuellen Verstellens der Spannvorrichtung zur optimalen Ausrichtung des Werkstücks für die mechanische Bearbeitung. Je nach Aufbau der Fräsmaschine werden ein wiederholtes Ein- und Ausschleusen und jeweils ein entsprechendes wiederholtes Spannen und Lösen des Werkstücks in der Spannvorrichtung notwendig. Das Verstellen des Werkstücks im gelösten Zustand ist wegen der beim Neigen oder Verschieben des Werkstücks entstehenden Reibkräfte und der Veränderung von Spannweiten durch die geänderte Werkstücklage zur Vermeidung von unerwünschten Verspannungen des Werkstücks notwendig.Disadvantage of the known solutions is the necessary time-consuming operation of the manual adjustment of the clamping device for optimal alignment of the workpiece for mechanical processing. Depending on the structure of the milling machine, repeated insertion and removal and, in each case, a corresponding repeated clamping and releasing of the workpiece in the clamping device become necessary. The adjustment of the workpiece in the released state is necessary because of the resulting during tilting or moving the workpiece friction forces and the change of spans due to the changed workpiece position to avoid unwanted distortion of the workpiece.
Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spanneinrichtung zu schaffen, die die Nachteile der vorgenannten Lösungen beseitigt und ein automatisiertes Ausrichten des Werkstücks innerhalb der Spannvorrichtung im gespannten Zustand erlaubt.The object of the invention is to provide a clamping device which eliminates the disadvantages of the aforementioned solutions and allows automated alignment of the workpiece within the clamping device in the tensioned state.
Lösung der Aufgabe:Solution of the task:
Die Aufgabe wird durch eine Spanneinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by a clamping device with the features of
Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:
Die Vorteile der Erfindung bestehen in folgenden Punkten:
- • Das Verstellen der Spannvorrichtung kann automatisiert ohne manuellen Eingriff erfolgen.
- • Zum Verstellen wird die Spannkraft der mechanischen Spannung des Werkstücks selbsttätig gesteuert innerhalb der Spannvorrichtung soweit reduziert, dass ein verspannungsfreies Bewegen des Werkstücks möglich ist. Je nach Anwendungsfall und Wirkungsrichtung der Schwerkraft kann die Reduzierung bis zum Lösen des Werkstücks erfolgen.
- • Nach dem Ende des Verstellvorgangs wird die zur Bearbeitung notwendige Höhe der Spannkraft wieder hergestellt.
- • Die Reduzierung und der Wiederaufbau der Spannkraft erfolgen über ein einfaches Federspannsystem mit einer Entlastungseinheit z. B. über ein hydraulisches System.
- • Die Spannkrafterhaltung über ein Federsystem bietet eine selbsttätige Anpassung an, nach dem Verstellen der Spannvorrichtung, geringfügig veränderte Spannweiten sowie einen Nachspanneffekt.
- • Zur Verringerung von Werkstückverspannungen nach der Schruppbearbeitung kann zur Feinbearbeitung des Werkstücks eine Spannkraftreduzierung vorgenommen werden.
- • The adjustment of the clamping device can be automated without manual intervention.
- • To adjust the clamping force of the mechanical stress of the workpiece is automatically controlled within the clamping device reduced so that a tension-free movement of the workpiece is possible. Depending on the application and the direction of gravity, the reduction can take place until the workpiece is released.
- • After the end of the adjustment process, the necessary amount of clamping force is restored.
- • Reduction and rebuilding of the clamping force are performed by means of a simple spring tensioning system with a relief unit z. B. via a hydraulic system.
- • The clamping force maintenance via a spring system offers an automatic adaptation, after the adjustment of the clamping device, slightly changed spans and a tensioning effect.
- • To reduce workpiece tensions after roughing, a clamping force reduction can be used to finish the workpiece.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen:Description of exemplary embodiments:
Die Spanneinrichtung –
Die Spannspindel
Im ungespannten Zustand zieht das Federpaket
Beim Spannen und Betätigen der Spannspindel
Zum Verstellen der Schlitteneinheit
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