DE102012022844B4 - Method and device for ultra-precise shaping of a surface - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur ultrapräzisen Formgebung einer Oberfläche mindestens eines Werkstücks mit einer Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μm mittels eines mindestens einen Diamanten (14) aufweisenden Werkzeugs (7), aufweisend die folgenden Schritte: – Erstes lösbares Aufspannen (601) des Werkzeugs (7) in einer ersten Indexposition auf einem Werkzeughalter (5), wobei die Ausrichtung und Position des mindestens einen Diamanten (14) bezüglich des Werkzeughalters (5) durch die erste Indexposition vollständig bestimmt ist, – Erstes spanendes Bearbeiten (603) eines des mindestens einen Werkstücks mit einem des mindestens einen Diamanten (14), wobei das Werkzeug (7) in der ersten Indexposition auf dem Werkzeughalter (5) aufgespannt ist, – Lösen (605) des in der ersten Indexposition auf dem Werkzeughalter (5) aufgespannten Werkzeugs (7), – Zweites lösbares Aufspannen (607) des Werkzeugs (7) in einer zweiten Indexposition auf dem Werkzeughalter (5), wobei die gegenüber der ersten Indexposition veränderte Ausrichtung und/oder Position des mindestens einen Diamanten (14) bezüglich des Werkzeughalters (5) durch die zweite Indexposition vollständig bestimmt ist, und – Zweites spanendes Bearbeiten (609) eines des mindestens einen Werkstücks mit einem des mindestens einen Diamanten (14), wobei das Werkzeug (7) in der zweiten Indexposition auf dem Werkzeughalter (5) aufgespannt ist.The present invention relates to a method for the ultra-precise shaping of a surface of at least one workpiece having a dimensional and dimensional stability below 5 μm by means of a tool (7) having at least one diamond (14), comprising the following steps: - first detachable clamping (601) the tool (7) in a first index position on a tool holder (5), wherein the orientation and position of the at least one diamond (14) with respect to the tool holder (5) by the first index position is completely determined, - first machining (603) of a the at least one workpiece with one of the at least one diamond (14), wherein the tool (7) in the first index position on the tool holder (5) is clamped, - releasing (605) of the in the first index position on the tool holder (5) spanned Tool (7), - second detachable clamping (607) of the tool (7) in a second index position on the tool neck ter (5), wherein the relative to the first index position changed orientation and / or position of the at least one diamond (14) with respect to the tool holder (5) is completely determined by the second index position, and - second machining (609) one of the at least one Workpiece with one of the at least one diamond (14), wherein the tool (7) is clamped in the second index position on the tool holder (5).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur ultrapräzisen Formgebung einer Oberfläche mindestens eines Werkstücks mit einer Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μm mittels eines mindestens einen Diamanten aufweisenden Werkzeugs.The present invention relates to a method and a device for ultra-precise shaping of a surface of at least one workpiece with a dimensional and shape retention below 5 microns by means of a tool having at least one diamond.
Eine Maschine zur ultrapräzisen Bearbeitung von optischen Werkstücken aus Kunststoff mit mehreren an einer Grundplatte eines Werkzeughalters angeordneten Aufnahmen zur lösbaren Befestigung mehrerer Werkzeuge ist aus der
Kunststoffoptiken finden heutzutage zahlreiche Anwendungen, beispielsweise im Automobilbau in optischen Regensensoren, Rückfahrkameras, Navigationsdisplays und LED-Beleuchtungen, bei der Photovoltaik in Fresnellinsenparquets oder in der Medizintechnik bei minimalinvasiven Endoskopen als Wegwerfartikel.Plastic optics are used today as a disposable item, for example in automotive optical rain sensors, reversing cameras, navigation displays and LED lighting, in photovoltaic in Fresnel lens packages or in medical technology in minimally invasive endoscopes.
Es besteht daher ein großes wirtschaftliches Interesse daran, solche Kunststoffoptiken zum einen mit sehr hoher optischer Qualität und zum anderen sehr kosteneffizient und schnell herzustellen. Besonders bei der Miniaturisierung der Kunststoffoptiken werden sehr komplexe Oberflächengeometrien benötigt, die sich kostengünstig über Replikationsprozesse wie Spritzgussverfahren, Spritzprägen oder Heißprägen herstellen lassen.There is therefore a great economic interest in producing such plastic optics on the one hand with very high optical quality and on the other hand very cost-efficient and fast. Especially in the miniaturization of plastic optics very complex surface geometries are needed, which can be produced inexpensively via replication processes such as injection molding, injection compression or hot stamping.
Mittels Diamantzerspanung lassen sich die Kunststoffoptiken selbst oder beispielsweise eine Spritzgussform für den Spritzguss einer Kunststoffoptik ultrapräzise formen, d. h. mit einer Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μm. Allerdings sind derzeit am Markt erhältliche Maschinensysteme für die Diamantzerspanung wenig produktiv, lediglich die Umsetzung höchster Genauigkeiten steht im Vordergrund. So sind sowohl Einrichteprozesse für Werkzeug und Bauteil als auch Umrüstvorgänge für unterschiedliche Bearbeitungsstrategien rein manuell geprägt. Die Nebenzeiten sind im Vergleich zu konventionellen Zerspanungstechniken extrem lang. Darüber hinaus ist das Risiko hoch, dass durch Fehlbedienung auch wiederkehrende Bauteile nicht prozesssicher umgesetzt werden können.By means of diamond cutting, the plastic optics themselves or, for example, an injection mold for the injection molding of a plastic optical system can be formed in an ultra-precise manner, ie. H. with a dimensional and shape retention below 5 microns. However, currently available on the market machine systems for diamond cutting are less productive, only the implementation of highest accuracies in the foreground. Thus, both set-up processes for tool and component as well as changeover processes for different machining strategies are characterized purely by hand. The non-productive times are extremely long compared to conventional machining techniques. In addition, there is a high risk that recurring components can not be implemented reliably due to incorrect operation.
Um eine Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μm zu erreichen, muss heutzutage die Ausrichtung und Positionierung des Diamanten bezüglich des Werkstücks manuell durch einen erfahrenen Fachmann durchgeführt werden, der mittels eines μ-Hämmerchen und einer Messuhr Werkstück und Werkzeug zueinander ausrichtet und positioniert. Solch ein manueller Prozess kann je nach Erfahrung der einstellenden Person mehrere Stunden in Anspruch nehmen.In order to achieve a dimensional and dimensional stability below 5 microns, nowadays the alignment and positioning of the diamond with respect to the workpiece must be performed manually by a skilled person who aligns and positions workpiece and tool by means of a μ-hammers and a dial gauge. Such a manual process can take several hours depending on the experience of the hiring person.
Sehr häufig ist es für komplexe Oberflächengeometrien notwendig, verschiedene Werkzeuge einzusetzen und zwischen verschiedenen Bearbeitungsschritten die Werkzeuge zu wechseln oder eine andere Achsenausrichtung des Werkzeugs einzustellen. Hierbei ist die manuelle Ausrichtung/Positionierung natürlich besonders unwirtschaftlich, denn sie muss nach jedem Bearbeitungsschritt wiederholt werden. Allerdings besteht auch die Gefahr, dass eine im vorhergehenden Bearbeitungsschritt eingestellte Ausrichtung/Positionierung nicht reproduziert werden kann. Insbesondere dann, wenn verschiedene Personen die manuellen Einstellungen vornehmen, kann eine Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μ]m kaum erreicht werden, da die Werkzeugausrichtung und -positionierung zwischen den Werkzeugwechseln nicht genau genug reproduziert werden kann.Very often it is necessary for complex surface geometries to use different tools and to change tools between different processing steps or to set a different axis orientation of the tool. Of course, manual alignment / positioning is particularly uneconomical because it has to be repeated after each processing step. However, there is also the danger that an alignment / positioning set in the previous processing step can not be reproduced. In particular, when different people make the manual settings, a dimensional and shape accuracy below 5 μ] m can hardly be achieved because the tool alignment and positioning between the tool changes can not be reproduced accurately enough.
Eine Lösung zur Erhöhung der Reproduzierbarkeit der Werkzeugausrichtung und -positionierung beschreibt die
Der Stand der Technik beschreibt allerdings nicht, wie man einen Werkzeugwechsel bei der Diamantzerspanung möglichst effizient und schnell vornimmt.However, the prior art does not describe how to make a tool change in diamond cutting as efficient and fast.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Diamantzerspanung mit einer Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μm zwischen Bearbeitungsschritten einen Werkzeugwechsel effizienter und schneller vornehmen zu können.It is therefore the object of the present invention to be able to carry out a tool change more efficiently and faster in the diamond cutting with a dimensional and shape accuracy below 5 microns between processing steps.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 7. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen bzw. der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.This object is achieved by a method and a device according to the features of
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur ultrapräzisen Formgebung einer Oberfläche mindestens eines Werkstücks mit einer Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μm mittels eines mindestens einen Diamanten aufweisenden Werkzeugs bereitgestellt mit den Schritten:
- – Erstes lösbares Aufspannen des Werkzeugs in einer ersten Indexposition auf einem Werkzeughalter, wobei die Ausrichtung und Position des mindestens einen Diamanten bezüglich des Werkzeughalters durch die erste Indexposition vollständig bestimmt ist,
- – Erstes spanendes Bearbeiten eines des mindestens einen Werkstücks mit einem des mindestens einen Diamanten, wobei das Werkzeug in der ersten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist,
- – Lösen (
605 ) des in der ersten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannten Werkzeugs, - – Zweites lösbares Aufspannen des Werkzeugs in einer zweiten Indexposition auf dem Werkzeughalter, wobei die gegenüber der ersten Indexposition veränderte Ausrichtung und/oder Position des mindestens einen Diamanten bezüglich des Werkzeughalters durch die zweite Indexposition vollständig bestimmt ist, und
- – Zweites spanendes Bearbeiten eines des mindestens einen Werkstücks mit einem des mindestens einen Diamanten, wobei das Werkzeug in der zweiten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist.
- First releasably clamping the tool in a first index position on a tool holder, wherein the orientation and position of the at least one diamond relative to the tool holder is completely determined by the first index position,
- First machining one of the at least one workpiece with one of the at least one diamond, wherein the tool is mounted in the first index position on the tool holder,
- - To solve (
605 ) of the tool clamped in the first index position on the tool holder, - Second releasably clamping the tool in a second index position on the tool holder, the orientation and / or position of the at least one diamond relative to the tool holder being completely determined relative to the first index position being determined by the second index position, and
- - Second machining one of the at least one workpiece with one of the at least one diamond, wherein the tool is clamped in the second index position on the tool holder.
Die Schritte des ersten und zweiten Aufspannens und des Lösens können jeweils wie in der
Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich insbesondere vom Stand der Technik durch den Wechsel der Indexpositionen zwischen dem ersten und zweiten spanenden Bearbeiten, sodass dasselbe Werkzeug in anderer reproduzierbarer Positionierung zum Werkzeughalter und damit zum Werkstück benutzt werden kann. Wenn das Werkzeug mehrere Diamanten aufweist, kann also in der zweiten Indexposition ein zweiter Diamant an die Stelle des ersten Diamanten rücken. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch dann von Vorteil, wenn das Werkzeug nur einen Diamanten aufweist, aber seine Ausrichtung und Positionierung in der zweiten Indexposition benötigt wird. Es muss dafür kein neues Werkzeug auf einer neuen Palette geholt und aufgespannt werden. Darüber hinaus wird durch das erfindungsgemäße Verfahren die Anzahl der benötigten Paletten minimiert, wodurch eine höhere Reproduzierbarkeit der Werkzeugausrichtung und -positionierung und somit eine bessere Maß- und Formhaltigkeit erreicht wird. Vorzugsweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sogar eine Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 1 μm erreicht.The inventive method differs in particular from the prior art by changing the index positions between the first and second machining, so that the same tool can be used in other reproducible positioning of the tool holder and thus the workpiece. Thus, if the tool has multiple diamonds, a second diamond may be substituted for the first diamond in the second index position. The inventive method is also advantageous if the tool has only one diamond, but its alignment and positioning in the second index position is needed. There is no need to fetch and clamp new tools on a new pallet. In addition, the number of required pallets is minimized by the inventive method, whereby a higher reproducibility of the tool alignment and positioning and thus a better dimensional and shape retention is achieved. Preferably, even a dimensional and dimensional stability below 1 μm is achieved with the method according to the invention.
Vorzugsweise weist das Werkzeug mindestens zwei Diamanten auf und das erste spanende Bearbeiten erfolgt mit einem ersten der mindestens zwei Diamanten und das zweite spanende Bearbeiten erfolgt mit einem zweiten der mindestens zwei Diamanten. Das hat den Vorteil, dass für den zweiten Diamanten kein separates Werkzeug mit eigener Palette aufgespannt werden muss, sondern dasselbe Werkzeug in anderer Indexposition benutzt werden kann. Der Diamantwechsel ist dadurch schneller. Man spart sich eine neue Palette und ist damit effizienter. Da auch ein Palettenwechsel einen gewissen Verlust an Wiederholgenauigkeit mit sich bringt, ist der Wechsel der Indexposition auch genauer.Preferably, the tool has at least two diamonds and the first machining is done with a first of the at least two diamonds and the second machining is done with a second of the at least two diamonds. This has the advantage that for the second diamond no separate tool with its own range must be clamped, but the same tool can be used in another index position. The diamond change is faster. You save yourself a new range and is therefore more efficient. Since a pallet change also brings with it a certain loss of repeatability, changing the index position is also more accurate.
Vorzugsweise erfolgt das erste und zweite lösbare Aufspannen jeweils in einer Spannachse, wobei sich die erste und zweite Indexposition durch eine Drehung um die Spannachse unterscheidet. Dies ist eine besonders zuverlässige und einfache Art des Aufspannens, die auch automatisch mit einem Roboterarm durchführbar ist. Dazu alternativ oder in Kombination mit der Drehung können sich die erste und zweite Indexposition auch durch eine Verschiebung senkrecht zur Spannachse unterscheiden. Selbst eine translatorische Überführung der Indexpositionen in Richtung der Spannachse wäre denkbar.Preferably, the first and second releasable clamping in each case takes place in a clamping axis, wherein the first and second index position differs by a rotation about the clamping axis. This is a particularly reliable and simple way of clamping, which can also be carried out automatically with a robot arm. For this purpose, alternatively or in combination with the rotation, the first and second index positions can also differ by a displacement perpendicular to the clamping axis. Even a translatory transfer of the index positions in the direction of the clamping axis would be conceivable.
Vorzugsweise erfolgt das erste und zweite spanende Bearbeiten im Wesentlichen senkrecht zur Spannachse. Alternativ dazu kann die Spannachse auch parallel zur Drehachse der Fräs- oder Drehmaschine verlaufen.Preferably, the first and second machining operations are substantially perpendicular to the clamping axis. Alternatively, the clamping axis can also run parallel to the axis of rotation of the milling or lathe.
Jeder Diamant des Werkzeugs ist vorzugsweise jeweils noch in der Ausrichtung und Positionierung bezüglich des Werkzeugs verstellbar, insbesondere dessen Position in Richtung der Spannachse. Allerdings gibt es bei dieser Verstellbarkeit einen definierten Referenzpunkt, sodass an diesem Referenzpunkt die Ausrichtung und Position jedes Diamanten bezüglich des Werkzeughalters vollständig durch die Indexposition bestimmt ist.Each diamond of the tool is preferably still adjustable in the orientation and positioning with respect to the tool, in particular its position in the direction of the clamping axis. However, with this adjustability, there is a defined reference point, so that at this reference point the orientation and position of each diamond relative to the tool holder is completely determined by the index position.
Das mindestens eine Werkstück ist vorzugsweise ein optisches Element aus Kunststoff oder eine Spritzgussform für ein optisches Element aus Kunststoff. Das erfindungsgemäß Verfahren eignet sich insbesondere zur Bearbeitung solcher Flächen, da dort eine besonders hohe Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μm gefordert wird.The at least one workpiece is preferably an optical element made of plastic or an injection mold for a plastic optical element. The process according to the invention is particularly suitable for processing such surfaces, since a particularly high dimensional and dimensional stability below 5 μm is required there.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur ultrapräzisen Formgebung einer Oberfläche mindestens eines Werkstücks mit einer Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 5 μm bereitgestellt mit:
- – einem Werkzeug, das mindestens einen Diamanten aufweist, und
- – einem Werkzeughalter,
wobei die Ausrichtung und Position des mindestens einen Diamanten bezüglich des Werkzeughalters durch die erste Indexposition vollständig bestimmt ist, und wobei die gegenüber der ersten Indexposition unterschiedliche Ausrichtung und/oder Position des mindestens einen Diamanten bezüglich des Werkzeughalters durch die zweite Indexposition vollständig bestimmt ist.According to a second aspect of the invention, there is provided an apparatus for ultra-precise shaping of a surface of at least one workpiece having a dimensional and dimensional stability below 5 μm, comprising:
- A tool comprising at least one diamond, and
- A tool holder,
wherein the orientation and position of the at least one diamond with respect to the tool holder is completely determined by the first index position, and wherein the relative to the first index position different orientation and / or position of the at least one diamond with respect to the tool holder is completely determined by the second index position.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich insbesondere durch die Aufspannbarkeit des Werkzeugs in verschiedenen Indexpositionen, die die Ausrichtung und/oder Position der Diamanten vollständig bestimmt, sodass dasselbe Werkzeug in anderer Positionierung zum Werkzeughalter und damit zum Werkstück benutzt werden kann. Wenn das Werkzeug mehrere Diamanten aufweist, kann also in der zweiten Indexposition ein zweiter Diamant an die Stelle des ersten Diamanten rücken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch dann von Vorteil, wenn das Werkzeug nur einen Diamanten aufweist, aber seine Ausrichtung und Positionierung in der zweiten Indexposition benötigt wird. Es muss dafür kein neues Werkzeug auf einer neuen Palette geholt und aufgespannt werden. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die Anzahl der benötigten Paletten minimiert, wodurch eine höhere Reproduzierbarkeit der Werkzeugausrichtung und -positionierung und somit eine bessere Maß- und Formhaltigkeit erreicht wird. Vorzugsweise wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sogar eine Maß- und Formhaltigkeit unterhalb von 1 μm erreicht.The device according to the invention differs in particular by the clamping of the tool in different index positions, which completely determines the orientation and / or position of the diamonds, so that the same tool can be used in a different position to the tool holder and thus to the workpiece. Thus, if the tool has multiple diamonds, a second diamond may be substituted for the first diamond in the second index position. The device according to the invention is also advantageous if the tool has only one diamond, but its alignment and positioning in the second index position is needed. There is no need to fetch and clamp new tools on a new pallet. In addition, the number of required pallets is minimized by the inventive device, whereby a higher reproducibility of the tool alignment and positioning and thus a better dimensional and shape retention is achieved. Preferably, even a dimensional and dimensional stability below 1 μm is achieved with the device according to the invention.
Vorzugsweise weist das Werkzeug mindestens zwei Diamanten auf, und ein Werkstücks ist mit einem ersten der mindestens zwei Diamanten spanend bearbeitbar, wenn das Werkzeug in der ersten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist, und wobei ein Werkstück (dasselbe oder ein anderes) mit einem zweiten der mindestens zwei Diamanten spanend bearbeitbar ist, wenn das Werkzeug in der zweiten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist. Das hat den Vorteil, dass für den zweiten Diamanten kein separates Werkzeug mit eigener Palette aufgespannt werden muss, sondern dasselbe Werkzeug in anderer Indexposition benutzt werden kann. Der Diamantwechsel ist dadurch schneller. Man spart sich eine neue Palette und ist damit effizienter. Da auch ein Palettenwechsel einen gewissen Verlust an Wiederholgenauigkeit mit sich bringt, ist der Wechsel der Indexposition auch genauer.Preferably, the tool has at least two diamonds, and a workpiece is machinable with a first of the at least two diamonds when the tool is clamped in the first index position on the tool holder, and wherein one workpiece (same or another) is connected to a second one of the two at least two diamonds machinable when the tool is clamped in the second index position on the tool holder. This has the advantage that for the second diamond no separate tool with its own range must be clamped, but the same tool can be used in another index position. The diamond change is faster. You save yourself a new range and is therefore more efficient. Since a pallet change also brings with it a certain loss of repeatability, changing the index position is also more accurate.
Das Werkzeug kann vorzugsweise sowohl in der ersten und als auch in der zweiten Indexposition in einer Spannachse auf dem Werkzeughalter aufspannbar sein, wobei sich die erste und zweite Indexposition durch eine Drehung um die Spannachse unterscheidet. Dies ist eine besonders zuverlässige und einfache Art des Aufspannens, die auch automatisch mit einem Roboterarm durchführbar ist. Dazu alternativ oder in Kombination mit der Drehung können sich die erste und zweite Indexposition durch eine Verschiebung senkrecht zur Spannachse unterscheiden. Selbst eine translatorische Überführung der Indexpositionen in Richtung der Spannachse wäre denkbar.The tool can preferably be clamped both in the first and in the second index position in a clamping axis on the tool holder, wherein the first and second index position differs by a rotation about the clamping axis. This is a particularly reliable and simple way of clamping, which can also be carried out automatically with a robot arm. For this purpose, alternatively or in combination with the rotation, the first and second index positions can differ by a displacement perpendicular to the clamping axis. Even a translatory transfer of the index positions in the direction of the clamping axis would be conceivable.
Vorzugsweise ist eines des mindestens einen Werkstücks im Wesentlichen senkrecht zur Spannachse sowohl dann spanend bearbeitbar, wenn das Werkzeug in der ersten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist, als auch dann, wenn das Werkzeug in der zweiten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist. Alternativ dazu kann die Spannachse auch parallel zur Drehachse der Fräs- oder Drehmaschine verlaufen.Preferably, one of the at least one workpiece is substantially machinable both perpendicular to the clamping axis when the tool is clamped in the first index position on the tool holder, as well as when the tool is clamped in the second index position on the tool holder. Alternatively, the clamping axis can also run parallel to the axis of rotation of the milling or lathe.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen das Werkzeug und der Werkzeughalter mindestens zwei formkorrespondierende Paare von Fixierelementen auf,
wobei sich der männliche Teil jedes Paares von Fixierelementen entweder am Werkzeug oder am Werkzeughalter befindet und der weibliche Teil jedes Paares von Fixierelementen umgekehrt entweder am Werkzeughalter oder am Werkzeug,
wobei der männliche Teil eines ersten der mindestens zwei Paare von Fixierelementen in den weiblichen Teil des ersten Paars von Fixierelementen greift, wenn das Werkzeug in der ersten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist,
wobei der männliche Teil des ersten Paars von Fixierelementen in den weiblichen Teil eines zweiten der mindestens zwei Paare von Fixierelementen greift, wenn das Werkzeug in der zweiten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the tool and the tool holder have at least two shape-matching pairs of fixing elements,
the male part of each pair of fixing elements being either on the tool or on the tool holder and the female part of each pair of fixing elements being on the other side either on the tool holder or on the tool,
wherein the male part of a first of the at least two pairs of fixing elements engages in the female part of the first pair of fixing elements when the tool is mounted in the first indexing position on the tool holder,
wherein the male part of the first pair of fixing elements engages the female part of a second of the at least two pairs of fixing elements when the tool is mounted in the second indexing position on the tool holder.
Vorzugsweise sind dabei die Paare von Fixierelementen jeweils in Form eines Kegelsitzes mit Anschlag in Spannrichtung ausgebildet. Alternativ oder in Kombination dazu können die Paare von Fixierelementen auch eine Hirth-Verzahnung zwischen dem Werkzeug und dem Werkzeughalter bilden.Preferably, the pairs of fixing elements are each formed in the form of a conical seat with stop in the clamping direction. Alternatively or in combination, the pairs of fixing elements can also form a Hirth toothing between the tool and the tool holder.
Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn das Werkzeug in N ≥ 2 Indexpositionen in einer Spannachse auf dem Werkzeughalter aufspannbar ist,
wobei das Werkzeug und der Werkzeughalter N formkorrespondierende Paare von Fixierelementen aufweisen, und
wobei die Paare von Fixierelementen N-zählig rotationssymmetrisch um die Spannachse angeordnet sind.It is also advantageous if the tool can be clamped in N ≥ 2 index positions in a clamping axis on the tool holder,
wherein the tool and the tool holder N have form-matching pairs of fixing elements, and
wherein the pairs of fixing elements are arranged N-fold rotationally symmetrical about the clamping axis.
Vorzugsweise greift der männliche Teil eines n-ten Paars von Fixierelementen in den weiblichen Teil eines k-ten der mindestens N Paare von Fixierelementen, wenn das Werkzeug in einer m-ten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist,
wobei N ≥ 2 und k, n, m ∈ (1, ..., N) und k = ((n + m – 2)modN) + 1.Preferably, the male part of an n-th pair of fixing elements engages the female part of a k-th of the at least N pairs of fixing elements when the tool is mounted in an m-th index position on the tool holder,
where N ≥ 2 and k, n, m ∈ (1, ..., N) and k = ((n + m - 2) modN) + 1.
Beispielsweise im Falle von N = 4 gibt es 4 Indexpositionen und 4 Paare von Fixierelementen.For example, in the case of N = 4, there are 4 index positions and 4 pairs of fixation elements.
Wenn das Werkzeug nun in der ersten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist, greift der männliche Teil eines ersten Pars in den weiblichen Teil des ersten Paars,
wenn das Werkzeug in der zweiten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist, greift der männliche Teil des ersten Paars in den weiblichen Teil des zweiten Paars,
wenn das Werkzeug in der dritten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist, greift der männliche Teil des ersten Paars in den weiblichen Teil des dritten Paars,
wenn das Werkzeug in der vierten Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist, greift der männliche Teil des ersten Paars in den weiblichen Teil des vierten Paars.When the tool is now clamped in the first index position on the tool holder, the male part of a first par engages in the female part of the first pair,
when the tool is clamped in the second index position on the tool holder, the male part of the first pair engages in the female part of the second pair,
when the tool is clamped in the third index position on the tool holder, the male part of the first pair engages in the female part of the third pair,
when the tool is clamped in the fourth index position on the tool holder, the male part of the first pair engages in the female part of the fourth pair.
Bei solch einer Konfiguration mit 4 Indexpositionen und 4 Paaren von Fixierelementen wären vorzugsweise die 4 Paare von Fixierelementen um 90° um die Spannachse herum versetzt zueinander 4-zählig rotationssymmetrisch angeordnet. Vorzugsweise sind also sind die N ≥ 2 Paare von Fixierelementen um 360°/N um die Spannachse herum versetzt zueinander N-zählig rotationssymmetrisch angeordnet.In such a configuration with 4 index positions and 4 pairs of fixing elements, the four pairs of fixing elements would preferably be offset by 90 ° relative to each other by 90 ° around the clamping axis in a rotationally symmetrical manner. Preferably, therefore, the N ≥ 2 pairs of fixing elements are arranged around the clamping axis around the clamping axis in an N-fold rotationally symmetrical manner about the clamping axis.
Wenn das Werkzeug beispielsweise in der dritten (m) Indexposition auf dem Werkzeughalter aufgespannt ist, greift der männliche Teil eines vierten (n) Paars in den weiblichen Teil des zweiten (k = ((4 + 3 – 2)mod4) + 1 = 2) Paars. In der dritten (m) Indexposition greift beispielsweise der männliche Teil des dritten (n) Paares in den weiblichen Teil des ersten (k = ((3 + 3 – 2)mod4) + 1 = 1) Paares. Dies gilt vorzugsweise für alle Kombinationen aus k, n, m ∈ (1, ..., N), wenn N >= 2.For example, if the tool is clamped in the third (m) index position on the toolholder, the male portion of a fourth (n) pair will engage the female portion of the second (k = ((4 + 3-2) mod4) + 1 = 2 ) Pair. For example, in the third (m) index position, the male part of the third (n) pair is in the female part of the first (k = ((3 + 3-2) mod4) + 1 = 1) pair. This is preferably true for all combinations of k, n, m ∈ (1, ..., N), if N> = 2.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. It shows
In
In z-Richtung vor dem Werkstückhalter
Der Werkzeughalter
Das auf dem Werkzeughalter
In den einzelnen Werkzeugstationen
In den
In
In der gezeigten Ausführungsform befindet sich der männliche Teil
In der ersten Indexposition lässt sich willkürlich festlegen, dass der männliche Teil
Da die Paare untereinander identisch und 4-zählig rotationssymmetrisch um die Spannachse y angeordnet sind, sind vier Indexpositionen des Werkstücks möglich und es greift in jeder Indexposition m der männliche Teil eines n-ten Paars von Fixierelementen in den weiblichen Teil eines k-ten der vier Paare von Fixierelementen, wobei k, n, m ∈ (1, ..., 4) und k = ((n + m – 2)mod4) + 1 ist.Since the pairs are arranged identically and four times rotationally symmetrically about the clamping axis y, four index positions of the workpiece are possible, and in each index position m, the male part of an n-th pair of fixing elements engages the female part of a k-th of the four Pairs of fusing elements, where k, n, m ∈ (1, ..., 4) and k = ((n + m - 2) mod4) + 1.
In
In
In
In
Der erste Schritt ist ein erstes lösbares Aufspannen
Ein zweiter Schritt umfasst ein erstes spanendes Bearbeiten
Ein Dritter Schritt ist das Lösen
Schließlich folgt ein zweites spanendes Bearbeiten
Die anhand von Ausführungsbeispielen oben beschriebene Erfindung hat folgende Vorteile: Wenn das Werkzeug
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WerkstückhalterWorkpiece holder
- 33
- Vorrichtungcontraption
- 55
- Werkzeughaltertoolholder
- 77
- WerkzeugTool
- 99
- DruckluftanschlussCompressed air connection
- 1111
- Werkzeugstationen)Tool stations)
- 1212
- Palette am WerkzeugPalette on the tool
- 1414
- Diamantendiamonds
- 1515
- Auflageflächensupport surfaces
- 1616
- konische Flächenconical surfaces
- 1717
- männlicher Teil der Fixierelementemale part of the fixing elements
- 1919
- weiblicher Teil der Fixierelementefemale part of the fixing elements
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210022844 DE102012022844B4 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Method and device for ultra-precise shaping of a surface |
Applications Claiming Priority (1)
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DE201210022844 DE102012022844B4 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Method and device for ultra-precise shaping of a surface |
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DE102012022844B4 true DE102012022844B4 (en) | 2015-03-26 |
Family
ID=50678709
Family Applications (1)
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DE201210022844 Active DE102012022844B4 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Method and device for ultra-precise shaping of a surface |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109249047A (en) * | 2018-10-11 | 2019-01-22 | 徐州振丰原喷灌设备有限公司 | A kind of lathe tools clamp system |
Citations (3)
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EP0922529B1 (en) * | 1997-12-11 | 2002-11-06 | Parotec AG | Unit for releasable connection of parts of a palletising device and a palletising device itself |
EP1916060A1 (en) * | 2006-10-26 | 2008-04-30 | Satisloh AG | Machine for machining optical work pieces, in particular plastic spectacle lenses |
WO2012034910A1 (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-22 | Parotec Ag | Device for mounting an object in a defined position |
-
2012
- 2012-11-23 DE DE201210022844 patent/DE102012022844B4/en active Active
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R086 | Non-binding declaration of licensing interest | ||
R016 | Response to examination communication | ||
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|
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