DE102013104890A1

DE102013104890A1 - Verfahren zur Konturenbearbeitung eines Werkstücks sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102013104890A1
Application number: DE102013104890.0A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Mkm Internat Maschb GmbH; Mkm International Maschinenbau GmbH
Current assignee: Mkm Internat Maschb GmbH; Mkm International Maschinenbau GmbH
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2014-11-13

Abstract

Ein Verfahren zur Konturenbearbeitung eines vorzugsweise flächigen Werkstücks (6), wobei das Werkstück (6) von mehreren, an einem Bearbeitungstisch (1) befestigten Saugspannern (3) gehalten wird, ist so ausgebildet, dass die Saugspanner (3) entsprechend einer vorgegebenen Konturierung (7) am Bearbeitungstisch (1) positioniert werden.

Description

Um Werkstücke, insbesondere flächige, beispielsweise Platten aus Holz oder einem Holzwerkstoff bearbeiten zu können, vor allem zur Konturenbearbeitung, d.h. zur Herstellung verschiedenster Konturformen, werden diese flächigen Werkstücke mittels Saugspannern gehalten, die an einem Bearbeitungstisch befestigt sind.
Dabei kann ein solcher Bearbeitungstisch als Spanntraverse ausgebildet sein, mit einer Vielzahl verschieblich positionierter Saugspanner, wobei, zum Spannen des flächigen Werkstücks mehrere solcher Spanntraversen vorgesehen sind.
Um eine behinderungsfreie Bearbeitung des Werkstücks zu ermöglichen, ist aus der DE 203 08 354 U1 entnehmbar, die Saugspanner entsprechend einer programmgesteuerten Anzeige zu positionieren, wobei diese Anzeige als Leuchtband mit einzeln aktivierbaren Leuchtmitteln, insbesondere LEDs ausgebildet sein kann, die nach Aktivierung die genaue Position angeben, zu der der jeweilige Saugspanner zu verschieben ist.
Damit wird verhindert, dass die Saugspanner in einem vom Bearbeitungswerkzeug beaufschlagten Bereich angeordnet werden, so dass es dann zu Bearbeitungskonflikten käme.
Allerdings ist diese Art der Einstellung bzw. Positionierung der Saugspanner äußerst mühselig und den heutigen Anforderungen an eine insbesondere rationelle Arbeitsweise nicht mehr entsprechend.
Hierzu zählt auch die bekannte Konstruktion eines Saugspanners als Bestandteil einer Vakuumspannvorrichtung, wie sie aus der DE 101 24 315 C1 bekannt ist.
Dabei sind die Saugspanner dauerhaft installiert, d.h. jeweils einem Saugventil zugeordnet, auch wenn sie aufgrund der Werkstückskontur nicht zum Einsatz kommen.
In diesem Fall bildet der Saugkanal, über den in Korrespondenz mit dem Saugventil ein Unterdruck zum Werkstück hergestellt wird, eine Öffnung, durch die Schmutz, insbesondere auch beim Bearbeiten anfallende Späne, in das Innere der Vakuumspannvorrichtung gelangen, was letztendlich zu deren Verstopfung und damit zur Funktionsunfähigkeit, zumindest jedoch zur Funktionsbeeinträchtigung führt.
In jedem Fall sind Reinigungsarbeiten erforderlich, die einen kontinuierlichen Fertigungsablauf in einem erheblichen Maße behindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so weiterzuentwickeln, dass mit geringem konstruktivem und fertigungstechnischem Aufwand eine kostengünstigere Verarbeitung der Werkstücke möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.
Das neue Verfahren erlaubt eine wesentlich einfachere und schnellere, konturgenaue Aufspannung des Werkstücks, wobei die Vorgabe der Konturierung rechnergesteuert erfolgt.
Die Bestückung des Bearbeitungstisches mit den Saugspannern im Sinne der Erfindung kann automatisch, beispielsweise mittels eines Roboters erfolgen oder manuell. In letzterem Fall sind den rasterförmig, d.h. gleichmäßig über den Bearbeitungstisch verteilten Saugventilen LEDs zugeordnet, und zwar jeweils eine, die entsprechend der Vorgabe aktiviert werden, so dass optisch erkennbar ist an welcher Position die Saugspanner mit den Saugventilen in Verbindung gebracht werden müssen.
Je nach Erfordernis können innerhalb der von der Kontur eingeschlossenen Fläche des Bearbeitungstisches neben der dem Konturverlauf angeordneten Reihe mehrere weitere Saugspanner positioniert werden, während außerhalb der Kontur keine Saugspanner angeordnet sind.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beinhaltet den genannten Bearbeitungstisch, der bevorzugt als Platte ausgebildet ist mit rasterartig, vorzugsweise gleichmäßig verteilten Aufnahmebohrungen, in denen jeweils ein Saugventil verdreh- und verschiebegesichert gehalten ist.
Jedem Saugventil zugeordnet ist eine an eine Saugpumpe angeschlossene Saugleitung. Das Saugventil ist als Tastventil ausgebildet, mit einem äußeren Saugkörper, der bevorzugt zylinderförmig ausgebildet ist und zumindest eine Radialöffnung aufweist, die deckungsgleich mit einem Abzweig der Saugleitung in Verbindung steht.
In einer Stufenbohrung des Saugkörpers ist axial verschiebbar eine mit einer Durchgangsbohrung versehene Innenhülse gelagert, die bei Nichtfunktion der Vakuumspanneinrichtung die Radialbohrung des Saugkörpers v erschließt. Zum Öffnen der Radialbohrung, d.h. zur Betätigung des Saugspanners, wird dieser auf das Saugventil aufgesetzt, wobei der Saugspanner einen Stößel aufweist, mit dem die Innenhülse aus ihrer Schließposition gegenüber der Saugleitung in eine Offen-Position verschoben wird.
Für einen sicheren Halt des Saugspanners ist an diesem auf seiner dem Saugventil zugewandten Seite ein Magnet angeordnet, durch den der Saugspanner mit der für die Bearbeitung des Werkstücks notwendigen Haltekraft gehalten wird.
Der kleinere lichte Durchmesser der Stufenbohrung des Saugkörpers ist gegenüber der Durchgangsbohrung der Innenhülse so bemessen, dass bei nicht montiertem Saugspanner ein im Wesentlichen glatter Durchgang durch den Bearbeitungstisch gegeben ist, so dass anfallende Schmutzpartikel, wie Bearbeitungsspäne oder dergleichen, ungehindert passieren können. Eine Verstopfung, wie beim Stand der Technik, ist damit ausgeschlossen und sind somit erforderliche Reinigungsarbeiten entbehrlich.
Prinzipiell kann der Saugkörper unter Bildung einer Saugkammer, für den Fall, dass der Saugkörper mehrere umfänglich verteilte Radialbohrungen aufweist, von einer Außenhülse umschlossen sein, so dass die Vakuumspanneinrichtung auch an anderer Stelle als an einem Bearbeitungstisch eingesetzt werden kann.
Bei Verwendung in einem Bearbeitungstisch kann auf die Außenhülse verzichtet werden, da zur Bildung der Saugkammer die Lochlaibung der Aufnahmebohrung des Bearbeitungstisches als Außenbegrenzung dient.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und eine Vakuumspanneinrichtung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Teilausschnitt eines mit Vakuumspanneinrichtungen bestückten Bearbeitungstisches in einer perspektivischen Ansicht
2 den Bearbeitungstisch nach 1 mit einem bearbeiteten Werkstück, gleichfalls perspektivisch dargestellt
3 einen Schnitt durch den Bearbeitungstisch in einer Nichtfunktionsstellung
4 einen Schnitt durch den Bearbeitungstisch in einer Funktionsstellung.
In den 1 und 2 ist ein Bearbeitungstisch 1 dargestellt, der eine Vielzahl gleichmäßig, in Form eines Rasters angeordneter Aufnahmebohrungen 8 (3) aufweist, in denen jeweils ein Saugventil 4 fest gehalten ist, das Teil einer Vakuumspanneinrichtung ist und das in Funktionsstellung, wie in den 1, 2 und 4 erkennbar ist, mit einem Saugspanner 3 in Wirkverbindung steht.
In der 2 ist ein Werkstück 6 in Form einer Platte, beispielsweise einer Platte aus Holz oder einem Holzwerkstoff dargestellt, aus dem ein konturiertes Werkstück hergestellt werden soll, beispielsweise mittels eines Fräsers.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Saugspanner 3, wie in 1 dargestellt, weitgehend entsprechend der vorgegebenen Kontur des auszuschneidenden flächigen Werkstücks 6 am plattenförmigen Bearbeitungstisch 1 positioniert, wobei zur sicheren Halterung des ausgeschnittenen Werkstücks 6 auch innerhalb der Kontur Saugspanner 3 positioniert sind.
Jedem Saugventil 4 ist eine optische Anzeige in Form einer LED 5 zugeordnet, die rechnergesteuert schaltbar sind. D.h., die Konturierung des zu fertigenden Werkstücks 6 ist in einem Prozessrechner hinterlegt, wobei angegeben ist, welche Saugventile 4 bzw. welche zugeordnete LED 5 der gewünschten Konturierung am nächsten kommen.
Dementsprechend werden die LEDs 5 geschaltet, so dass erkennbar ist, welches Saugventil 4 mit einem Saugspanner 3 bestückt werden muss. Danach wird das insoweit unbearbeitete Werkstück 6 aufgelegt und durch die über die Saugspanner 3 aufgebrachte Saugkraft gehalten.
Hierzu ist das Saugventil 4, wie in den 3 und 4 sehr deutlich zu erkennen ist, an eine mit einer Vakuumpumpe verbundene Saugleitung 14 angeschlossen, die in den Bearbeitungstisch 1 eingelassen ist und über einen Abzweig 15 mit dem Saugventil 4 verbunden ist.
Das Saugventil 4 weist einen Saugkörper 9 auf, der in die zugeordnete Aufnahmebohrung 8 des Bearbeitungstisches 1 eingelassen ist, wobei zwischen dem Saugkörper 9 und der Laibung der Aufnahmebohrung 8 ein Saugraum 11 gebildet ist, in den Radialbohrungen 10 des Saugkörpers 9, die über den Umfang verteilt angeordnet sind, münden.
Im oberen und unteren Endbereich sind jeweils Ringdichtungen 12 am Saugkörper 9 gehalten, durch die der Saugraum nach außen hin abgedichtet ist.
In einer Stufenbohrung 17 des Saugkörpers 9 ist axial verschiebbar eine Innenhülse 13 gelagert, die bei nicht montiertem Saugspanner 3, wie in der 3 dargestellt, die Radialbohrungen 10 dicht verschließt.
Dabei ist die Hülse 13 mit einer axialen Durchgangsbohrung 16 versehen, die auf ihrer dem Saugspanner 3 zugewandten Seite in den im Durchmesser kleineren Bereich der Stufenbohrung 17 des Saugkörpers 9 übergeht.
Zum Spannen des Werkstücks 6 wird, wie beschrieben, entsprechend der Vorgabe, der Saugspanner 3 auf das Saugventil 4 gesetzt. Dabei drückt ein Stößel 18, der durch den Saugkörper 9 geführt wird, gegen die Innenhülse 13 und schiebt diese axial nach unten, unter Freigabe der Radialbohrungen 10, so dass über einen Saugkanal 19 des Saugspanners 3 ein Unterdruck zum aufliegenden Werkstück 6 erzeugt wird, wobei hierzu eine umlaufende Dichtung 20 an der Stirnseite des Saugspanners 3 zur Erzeugung des Unterdrucks beiträgt.
Beim Abnehmen des Saugspanners 3, der im Übrigen magnetisch am Saugventil 4 gehalten ist, wird die Innenhülse 13 federbelastet in ihre Ausgangsposition zurückgedrückt, an der sie am Grund der Stufenbohrung 17 anliegt.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungstisch
2: Vakuumspannvorrichtung
3: Saugspanner
4: Saugventil
5: LED
6: Werkstück
7: Kontur
8: Aufnahmebohrung
9: Saugkörper
10: Radialbohrung
11: Saugraum
12: Ringdichtung
13: Innenhülse
14: Saugleitung
15: Abzweig
16: Durchgangsbohrung
17: Stufenbohrung
18: Stößel
19: Saugkanal
20: Dichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 20308354 U1 [0003]
DE 10124315 C1 [0006]

Claims

Verfahren zur Konturenbearbeitung eines vorzugsweise flächigen Werkstücks (6), wobei das Werkstück (6) von mehreren, an einem Bearbeitungstisch (1) befestigten Saugspannern (3) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugspanner (3) entsprechend einer vorgegebenen Konturierung (7) am Bearbeitungstisch (1) positioniert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Saugspanner (3) durch einen Roboter oder manuell erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugspanner (3) jeweils mit einem im Bearbeitungstisch (1) befestigten Saugventil verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die manuelle Positionierung der Saugspanner (3) anhand optischer Signale erfolgt, die jeweils einem entsprechenden Saugventil (4) zugeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maschinelle Positionierung oder die Schaltung der optischen Anzeigen rechnergesteuert erfolgt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungstisch (1) plattenförmig ausgebildet ist, mit einer Vielzahl gleichmäßig und rasterartig angeordneter Aufnahmebohrungen (8), in denen jeweils ein Saugventil (4) fest gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Saugventil (4) eine optische Anzeige, vorzugsweise in Form einer LED (5) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (4) an eine im Bearbeitungstisch (1) angeordnete Saugleitung (14) angeschlossen ist, die mit einer Vakuumpumpe verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand des Saugventils (4) und die Laibung der Aufnahmebohrung (8) eine Saugkammer (11) begrenzen, die mit der Saugleitung (14) und den Radialbohrungen (10) in Verbindung steht.
An einem Bearbeitungstisch befestigbare Vakuumspannvorrichtung (2) mit einem an eine Saugpumpe anschließbaren Saugventil (4) und einem damit korrespondierenden Saugspanner (3), an dem in Funktion ein zu bearbeitendes Werkstück (6) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (4) als Tastventil mit einem äußeren, zumindest eine Radialbohrung aufweisenden Saugkörper (9) und einer darin axial verschiebbar gelagerten, mit einer axialen Durchgangsöffnung (16) versehenen Innenhülse (13) ausgebildet ist.
Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (13) in einer Stufenbohrung (17) des Saugkörpers (9) angeordnet ist.
Vakuumspannvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse (13) in Nichtfunktionsstellung federbelastet am Grund der Stufenbohrung (17) anliegt unter Verschluss der Radialbohrung (10).
Vakuumspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Durchmesser der kleineren Bohrung der Stufenbohrung (17) geringfügig größer ist als der lichte Durchmesser der Durchgangsbohrung (16) der Innenhülse (13).
Vakuumspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugspanner (3) einen Stößel (18) aufweist, der am zugeordneten Ende der Innenhülse (13) anliegt und mit dem die Innenhülse (13) gegenüber dem Saugkörper (9) unter Freigabe der Radialbohrung (10) verschiebbar ist.
Vakuumspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugspanner (3) einen Saugkanal (19) aufweist, der mit der Stufenbohrung (17) in Verbindung steht.
Vakuumspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugspanner (3) lösbar mit dem Saugventil (4) verbunden ist.
Vakuumspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugspanner (3) mittels eines Magneten am Saugventil (4) gehalten ist.