-
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zum Bewegen eines Werkstücks, insbesondere eines Blechs,
- • mit einem Werkstückträger zur Lagerung eines Werkstücks,
- • mit einer Zustelleinheit, mittels derer der Werkstückträger mit einer Zustellbewegung in eine Zustell-Zielposition zustellbar ist sowie
- • mit einer Vorschubeinheit, mittels derer der Werkstückträger nach und/oder vor dem Erreichen der Zustell-Zielposition mit einer Bearbeitungsbewegung bewegbar ist,
wobei die Zustelleinheit einen motorischen Zustellantrieb mit einem Zustellmotor und die Vorschubeinheit einen motorischen Vorschubantrieb mit einem Vorschubmotor umfasst und wobei der Zustellantrieb ein bei der Zustellbewegung des Werkstückträgers auftretendes Zustellantriebsspiel und der Vorschubantrieb ein bei der Bearbeitungsbewegung des Werkstückträgers auftretendes Vorschubantriebsspiel aufweist.
-
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine maschinelle Anordnung zum Bearbeiten eines Werkstücks, insbesondere eines Blechs, mit einer Bearbeitungsvorrichtung, mit einem Werkstückträger zur Lagerung eines Werkstücks sowie mit einer Antriebsanordnung der vorstehenden Art, mittels derer der Werkstückträger relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung bewegbar und dadurch gegenüber der Bearbeitungsvorrichtung mit einer Zustellbewegung in eine Zustell-Zielposition zustellbar und nach und/oder vor dem Erreichen der Zustell-Zielposition mit einer Bearbeitungsbewegung relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung bewegbar ist.
-
Gattungsgemäßer Stand der Technik ist bekannt aus
DE 195 26 466 C1 . Diese Druckschrift offenbart eine Bearbeitungsanlage zum Verschweißen von Blechen, an welcher eine Palette mit miteinander zu verschweißenden Blechen beladen und anschließend mittels einer Fördervorrichtung in horizontaler Richtung in eine Zielposition nahe einer Schweißvorrichtung transportiert wird. In der nahe der Schweißvorrichtung gelegenen Zielposition wird die mit den Blechen beladene Palette mittels einer Hubvorrichtung von dem anfänglichen Transportniveau auf ein Bearbeitungsniveau abgesenkt. Im Laufe der Absenkbewegung wird die Palette an zwei Vorschubachsen angedockt, indem an den Vorschubachsen vorgesehene Zentrierstifte auf Grund der Absenkbewegung der Palette in palettenseitige Zentrierbuchsen einlaufen. Die an die Vorschubachsen angedockte Palette wird mittels der Vorschubachsen unter der Schweißvorrichtung horizontal hindurchbewegt. Dabei werden die auf der Palette abgelegten Bleche durch die Schweißvorrichtung miteinander verschweißt.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsanordnung bereitzustellen, die mit einfachen konstruktiven Mitteln eine zu Bearbeitungszwecken auszuführende Werkstückbewegung erzeugen kann, im Laufe derer ein Werkstück relativ zu einer Bearbeitungsvorrichtung sowohl zugestellt als auch mit einer Bearbeitungsbewegung bewegt wird.
-
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Antriebsanordnung gemäß Patentanspruch 1 und durch die maschinelle Anordnung gemäß Patentanspruch 14.
-
Im Falle der Erfindung unterscheiden sich eine Zustelleinheit, mittels derer ein Werkstückträger und ein von dem Werkstückträger gelagertes Werkstück gegenüber einer Bearbeitungsvorrichtung zugestellt werden und eine Vorschubeinheit, welche den Werkstückträger und das Werkstück relativ zu der das Werkstück bearbeitenden Bearbeitungsvorrichtung bewegt, durch das Antriebsspiel, das einerseits bei der Zustellbewegung an der Zustelleinheit und andererseits bei der Bearbeitungsbewegung an der Vorschubeinheit auftritt. Im Einzelnen sind die Zustelleinheit und die Vorschubeinheit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung derart ausgebildet, dass das Vorschubantriebsspiel geringer ist als das Zustellantriebsspiel und die Bearbeitungsbewegung des Werkstücks folglich mit höherer Genauigkeit ausgeführt wird als die Zustellbewegung des Werkstücks. Die Erfindung trägt demnach dem Umstand Rechnung, dass die Zustellbewegung des Werkstücks keiner hochgenauen Positionssteuerung bedarf, während für die mittels der Vorschubeinheit erzeugte Bearbeitungsbewegung eine hochgenaue Positionssteuerung unerlässlich ist. Geringeren Genauigkeitsanforderungen an die Werkstückbewegung kann mit einfacheren konstruktiven Mitteln entsprochen werden als höheren Genauigkeitsanforderungen. Dementsprechend kommt die erfindungsgemäße Antriebsanordnung mit einer Zustelleinheit aus, die konstruktiv verhältnismäßig einfach ausgeführt ist. Lediglich die Vorschubeinheit der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung bedarf einer konstruktiv aufwändigeren Gestaltung.
-
Mit der Zustellbewegung kann ein Werkstückträger beispielsweise ausgehend von einer Beladeposition in eine Zustell-Zielposition nahe einer Bearbeitungsvorrichtung bewegt werden. Bevorzugtermaßen wird der Werkstückträger in diesem Fall unmittelbar in der Zustell-Zielposition von der Vorschubeinheit übernommen und gemeinsam mit dem von dem Werkstückträger gelagerten Werkstück mit einer Bearbeitungsbewegung relativ zu der Bearbeitungsvorrichtung bewegt, die ihrerseits das Werkstück während der Bearbeitungsbewegung bearbeitet. Zusätzlich oder alternativ kann ein mit einem bearbeiteten Werkstück beladener Werkstückträger nach Beendigung der Werkstückbearbeitung und der zu diesem Zweck ausgeführten Bearbeitungsbewegung mit einer Zustellbewegung aus dem Nahbereich der Bearbeitungsvorrichtung abgeführt und dabei in eine als Zustell-Zielposition vorgesehene Entladeposition transferiert werden. Wird der Zustellantrieb zur Bewegung des Werkstückträgers genutzt, kann der Vorschubantrieb ausgeschaltet sein oder leer mitlaufen. Entsprechend kann der Zustellantrieb ausgeschaltet sein oder sich im Leerlauf befinden, wenn der Vorschubantrieb den Werkstückträger bewegt.
-
Von besonderem Vorteil sind die erfindungsgemäße Antriebsanordnung und die erfindungsgemäße maschinelle Anordnung in Anwendungsfällen, in denen ein Werkstück, beispielsweise ein großformatiges Halbzeug, dem Bearbeitungsbereich einer Werkzeugmaschine vor Beginn der eigentlichen Werkstückbearbeitung über einen relativ langen Weg zugeführt werden muss und/oder in denen ein Werkstück der genannten Art nach der Bearbeitung über einen relativ langen Weg aus dem Bearbeitungsbereich einer Werkzeugmaschine abzuführen ist. Die lange Zustellbewegung des mit dem zu bearbeitenden oder mit dem bearbeiteten Werkstück beladenen Werkstückträgers wird erfindungsgemäß mit Hilfe konstruktiv einfacher und entsprechend kostengünstiger Maschinenelemente realisiert. Nach dem Erreichen der Zielposition der langen Zustellbewegung vor der Werkstückbearbeitung werden der Werkstückträger und das Werkstück von der hochgenauen und konstruktiv sowie kostenmäßig entsprechend aufwändigen Vorschubeinheit übernommen, welche dann den Werkstückträger und das Werkstück während der Bearbeitung des Werkstücks mit der zur Erzielung eines adäquaten Bearbeitungsergebnisses erforderlichen Genauigkeit bewegt. Entsprechend übernimmt nach Beendigung der Werkstückbearbeitung die konstruktiv einfacher gestaltete Zustelleinheit den Werkstückträger und das Werkstück von der Vorschubeinheit.
-
Besondere Ausführungsarten der Antriebsanordnung gemäß Patentanspruch 1 und der maschinellen Anordnung gemäß Patentanspruch 14 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 13, 15 und 16.
-
Der Unterschied zwischen dem an der Zustelleinheit auftretenden Zustellantriebsspiel und dem Vorschubantriebsspiel an der Vorschubeinheit kann erfindungsgemäß unterschiedliche konstruktive Ursachen haben.
-
Im Falle der Erfindungsbauart gemäß Patentanspruch 2 sind einerseits ein Zustellgetriebe des Zustellantriebs und andererseits ein Vorschubgetriebe des Vorschubantriebs derart ausgebildet, dass an dem Vorschubgetriebe ein Vorschubgetriebespiel auftritt, das geringer ist als ein an dem Zustellgetriebe auftretendes Zustellgetriebespiel. Der Unterschied zwischen dem Vorschubgetriebespiel und dem Zustellgetriebespiel bedingt zumindest einen Teil eines entsprechenden Unterschieds zwischen dem Vorschubantriebsspiel an der Vorschubeinheit und dem Zustellantriebspiel an der Zustelleinheit.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der hinsichtlich der Genauigkeit der Zustellbewegung und der Vorschubbewegung des Werkstückträgers bestehende Unterschied zusätzlich oder alternativ durch die Bauart des Zustellmotors einerseits und des Vorschubmotors andererseits bedingt sein. Während als Vorschubmotor beispielsweise ein Aggregat mit komplexer, insbesondere numerischer Steuerung in Frage kommt, kann als Vorschubmotor eine Vorrichtung mit verhältnismäßig einfacher Steuerung vorgesehen sein.
-
Ergänzend oder alternativ resultiert der erfindungsgemäß bestehende Unterschied zwischen dem Vorschubantriebsspiel an der Vorschubeinheit und dem Zustellantriebspiel an der Zustelleinheit aus einer entsprechenden Gestaltung der Führung des Werkstückträgers einerseits durch die Zustelleinheit und andererseits durch die Vorschubeinheit. Eine Zustellführung(svorrichtung) und eine Vorschubführung(svorrichtung) für den Werkstückträger sind derart ausgeführt, dass das Vorschubführungsspiel geringer ist als das Zustellführungsspiel (Patentanspruch 9).
-
Paarungen eines Vorschubgetriebes und eines Zustellgetriebes, im Falle derer an der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung das Vorschubgetriebespiel geringer ist als das Zustellgetriebespiel und mithin das Vorschubantriebsspiel geringer als das Zustellantriebsspiel sind beispielhaft in den Patentansprüchen 3 bis 7 angegeben.
-
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind als konstruktiv einfach gestaltete Zustellgetriebe Triebstockgetriebe und/oder Zugmittelgetriebe und/oder Schubmittelgetriebe vorgesehen (Patentansprüche 3 bis 5). Als Zugmittelgetriebe kommen erfindungsgemäß insbesondere Getriebebauarten mit einer Rollenkette oder mit einem Zahnriemen als Zustellgetriebeelemente in Frage.
-
Wenigstens eines der genannten Zustellgetriebe kann in Weiterbildung der Erfindung mit einem Vorschubgetriebe in Form eines konstruktiv komplexeren Ritzel-Zahnstange-Getriebes (Patentanspruch 6) und/oder mit einem Vorschubgetriebe in Form eines gleichfalls konstruktiv komplexeren Spindelgetriebes (Patentanspruch 7) kombiniert sein.
-
Erfindungsgemäß außerdem denkbar ist die Kombination eines konstruktiv einfach gestalteten Zustellgetriebes mit einem elektrischen Linearmotor, der seinerseits in der Lage ist, als Teil der Vorschubeinheit hochgenaue Bearbeitungsbewegungen des Werkstückträgers und des von diesem gelagerten Werkstücks zu erzeugen (Patentanspruch 8).
-
Eine in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung für den Werkstückträger vorgesehene Führung mit einer Zustellführung und einer Vorschubführung mit unterschiedlichem Führungsspiel umfasst ausweislich Patentanspruch 10 eine Zustellführung mit einer Zustellführungseinheit sowie eine Vorschubführung, die zusätzlich zu einer Vorschubführungseinheit eine Zusatzführungseinheit aufweist. Die Zustellführungseinheit der Zustellführung und die Vorschubführungseinheit der Vorschubführung sind insofern baugleich, als sie jeweils eine in der Bewegungsrichtung des Werkstückträgers verlaufende und bei Bewegungen des Werkstückträgers gegenüber diesem ortsunveränderliche Führungsbahn sowie ein mit der Führungsbahn zusammenwirkendes Führungselement an dem Werkstückträger umfassen. Die Führungsbahn kann dabei insbesondere durch jeweils eine Führungsschiene gebildet sein, die jeweils mit einer als werkstückträgerseitiges Führungselement denkbaren, drehbar gelagerten Führungsrolle zusammenwirken kann.
-
Eine Reduzierung des Vorschubführungsspiels gegenüber dem Zustellführungsspiel und eine damit verbundene Reduzierung des Vorschubantriebsspiels gegenüber dem Zustellantriebsspiel wird bewirkt durch die Zusatzführungseinheit der Vorschubführung. Die Zusatzführungseinheit kann insbesondere eine profilierte Führungsschiene als stationäres Führungselement und einen an dem Werkstückträger angebrachten und gemeinschaftlich mit dem Werkstückträger bewegten Führungswagen umfassen, der mit geringem Spiel quer zu seiner Bewegungsrichtung auf der profilierten Führungsschiene aufsitzt und an dieser entlang bewegbar ist.
-
Im Falle der Erfindungsbauart gemäß Patentanspruch 11 verlaufen die Zustellführungsbahn der Zustellführungseinheit und die Vorschubführungsbahn der Vorschubführungseinheit in stetiger gegenseitiger Verlängerung. Der Werkstückträger kann folglich mit einer Zustellbewegung und mit einer Bearbeitungsbewegung ohne gegenseitigen Versatz bewegt werden. Im Interesse eines konstruktiv einfachen Aufbaus der Gesamtanordnung wirkt ein gemeinsames werkstückträgerseitiges Führungselement, beispielsweise eine gemeinsame werkstückträgerseitige Führungsrolle, sowohl mit der Zustellführungsbahn der Zustelleinheit als auch mit der Vorschubführungsbahn der Vorschubeinheit zusammen.
-
Damit eine Übergabe des Werkstückträgers von der Zustelleinheit an die Vorschubeinheit und/oder von der Vorschubeinheit an die Zustelleinheit erfolgen kann, ist in Weiterbildung der Erfindung eine lösbare Vorschubkupplung (Patentanspruch 12) vorgesehen. Die Vorschubkupplung stellt zur Ausführung der Bearbeitungsbewegung des Werkstückträgers eine lösbare Antriebsverbindung zwischen dem Werkstückträger und einem Vorschubmotor des Vorschubantriebs her. Bei einer Zustellbewegung des mit einem zu bearbeitenden Werkstück beladenen Werkstückträgers im Vorfeld der Werkstückbearbeitung wird der Werkstückträger vorzugsweise unmittelbar in der Zustell-Zielposition an den Vorschubmotor angekuppelt. Nach der Werkstückbearbeitung wird die Vorschubkupplung vorzugsweise bei einer Position des Werkstückträgers gelöst, in welcher der Werkstückträger von der Zustelleinheit unmittelbar übernommen werden kann.
-
Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Bauart der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung weist ausweislich Patentanspruch 13 eine Vorschubeinheit mit einer Bewegungseinheit auf, die mittels der Vorschubkupplung lösbar an den zu bewegenden Werkstückträger angebunden werden kann und die den Vorschubmotor des Vorschubantriebs, ein werkstückträgerseitiges Vorschubgetriebeelement des Vorschubgetriebes sowie ein werkstückträgerseitiges Vorschubführungselement der Vorschubführung umfasst. Das Vorschubgetriebeelement und das Vorschubführungselement der Bewegungseinheit wirken zum Antrieb und zur Führung des Werkstückträgers bei der Bearbeitungsbewegung mit einem bei der Bearbeitungsbewegung des Werkstückträgers stationären Vorschubgetriebeelement beziehungsweise mit einem bei der Bearbeitungsbewegung des Werkstückträgers stationären Vorschubführungselement der Vorschubeinheit zusammen.
-
Patentanspruch 15 betrifft mit einer Laserbearbeitungsanlage eine besonders praxisrelevante Bauart der erfindungsgemäßen maschinellen Anordnung.
-
Gegenstand von Patentanspruch 16 ist eine maschinelle Anordnung, im Falle derer mehrere Bearbeitungsvorrichtungen vorgesehen sind und bei der es sich dementsprechend um eine komplexe Bearbeitungsanlage handelt. Mittels ein und derselben Antriebsanordnung ist ein Werkstückträger relativ zu einer ersten Bearbeitungsvorrichtung und auch relativ zu einer weiteren Bearbeitungsvorrichtung bewegbar und dadurch gegenüber beiden Bearbeitungsvorrichtungen in eine Zustell-Zielposition zustellbar und nach und/oder vor dem Erreichen der jeweiligen Zustell-Zielposition mit einer Bearbeitungsbewegung bewegbar. Jeder der Bearbeitungsvorrichtungen ist eine eigene Vorschubeinheit der Antriebsanordnung zugeordnet. Eine Zustelleinheit ist als gemeinsame Zustelleinheit für beide Bearbeitungsvorrichtungen vorgesehen.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1: eine maschinelle Anordnung zum Laserschneiden von Blechen mit einer Zustelleinheit, mit einer Vorschubeinheit sowie mit einem in einer Beladeposition angeordneten Werkstückträger mit einem auf dem Werkstückträger abgelegten Blech,
- 2: die maschinelle Anordnung gemäß 1 mit dem Werkstückträger und dem von dem Werkstückträger gelagerten Blech in einer Zustell-Zielposition,
- 3: die maschinelle Anordnung gemäß den 1 und 2 mit dem Werkstückträger und dem von dem Werkstückträger gelagerten Blech während der schneidenden Blechbearbeitung,
- 4: einen Zustellantrieb der für den Werkstückträger gemäß den 1 bis 3 vorgesehenen Art,
- 5: die Vorschubeinheit der maschinellen Anordnung gemäß den 1 bis 3 in der Betriebssituation gemäß 2 und
- 6: den Vorschubantrieb und die Vorschubführung der Vorschubeinheit gemäß 5 in gegenüber 5 vergrößerter Darstellung.
-
Ausweislich der 1 bis 3 umfasst eine maschinelle Anordnung 1 zum Bearbeiten, hier zum Laserschneiden eines Werkstücks in Form eines Blechs 2 eine Laserschneidmaschine 3 sowie eine Antriebsanordnung 4.
-
Als Laserschneidmaschine 3 ist eine herkömmliche Laserflachbettmaschine vorgesehen. Die Laserschneidmaschine 3 weist ein Maschinengestell 5 mit Wangen 6 auf, die einen Arbeitsbereich 7 der Laserschneidmaschine 3 seitlich begrenzen. Außerdem lagern die Wangen 7 einen Querträger 8 der Laserschneidmaschine 3, an welchem ein als Bearbeitungsvorrichtung dienender Laserschneidkopf 9 längsbeweglich geführt ist.
-
Die Antriebsanordnung 4 ist mit einer Zustelleinheit 10 an der einen Seite der Laserschneidmaschine 3 und mit einer Vorschubeinheit 11 an der gegenüberliegenden Seite der Laserschneidmaschine 3 angeordnet. Ein als herkömmliche Werkstückpalette 12 ausgebildeter Werkstückträger der Antriebsanordnung 4 wird mittels der Zustelleinheit 10 mit einer Zustellbewegung und mittels der Vorschubeinheit 11 mit einer Bearbeitungsbewegung bewegt. Sowohl die Zustellbewegung als auch die Bearbeitungsbewegung führt die Werkstückpalette 12 gemeinschaftlich mit dem Blech 2 relativ zu dem Laserschneidkopf 9 der Laserschneidmaschine 3 aus.
-
Die Zustelleinheit 10 weist einen Zustellantrieb 13 mit einem elektrischen Zustellmotor 14 einfacher Bauart sowie mit einem Zustellgetriebe 15 auf, das zwischen dem Zustellmotor 14 und der Werkstückpalette 12 vorgesehen ist ( 4). Die Vorschubeinheit 11 umfasst einen Vorschubantrieb 16 mit einem Vorschubmotor 17 und einem Vorschubgetriebe 18 (6).
-
Weitere Komponenten der Zustelleinheit 10 und der Vorschubeinheit 11 sind eine Zustellführung 19 der Zustelleinheit 10 und eine Vorschubführung 20 der Vorschubeinheit 11.
-
Wie im Einzelnen 4 entnommen werden kann, ist das Zustellgetriebe 15 des Zustellantriebs 13 als Triebstockgetriebe ausgeführt. Ein auf der Motorwelle des Zustellmotors 14 aufsitzendes Triebstockrad 21 des Zustellgetriebes 15 wird mittels des in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Zustellmotors 14 um eine Radachse 22 angetrieben. Ebenso wie der an einem Ständer befestigte Zustellmotor 14 ist das auf der Motorwelle des Zustellmotors 14 aufsitzende Triebstockrad 21 bei mittels des Zustellantriebs 13 erzeugten Bewegungen der Werkstückpalette 12 in deren Zustellbewegungsrichtung stationär.
-
Das Triebstockrad 21 greift in einen Triebstock 23 des Zustellgetriebes 15 ein, der seinerseits an einem Rahmen 24 der Werkstückpalette 12 befestigt ist und sich dort längs einer gestrichelt angedeuteten Bewegungsachse 25 der Werkstückpalette 12 erstreckt. Gebildet wird der Triebstock 23 von einem als Laserteil gefertigten langen Seitenblech 26 und von Bolzen 27, die längs der Bewegungsachse 25 aufeinanderfolgend mit dem Seitenblech 26 verschweißt sind. Zustellbewegungen werden von dem ein werkstückträgerseitiges Zustellgetriebeelement bildendenden Triebstock 23 mitvollzogen.
-
Aufgrund seiner einfachen Bauweise weist das Zustellgetriebe 15 ein verhältnismäßig großes Zustellgetriebespiel auf. Technische Einrichtungen zur Bestimmung der Position der Werkstückpalette 12 während der Zustellbewegung sind im Falle des Zustellantriebs 13 nicht vorgesehen.
-
Technisch komplexer als der Zustellantrieb 13 der Zustelleinheit 10 ist der Vorschubantrieb 16 der Vorschubeinheit 11 ausgeführt.
-
Bei dem Vorschubmotor 17 handelt es sich um einen numerisch hochgenau steuerbaren Elektromotor. Außerdem umfasst der Vorschubantrieb 16 ausweislich 6 als Vorschubgetriebe 18 ein Ritzel-Zahnstange-Getriebe mit einem auf der Motorwelle des Vorschubmotors 17 aufsitzenden und um eine Radachse 28 in einander entgegengesetzten Richtungen antreibbaren Antriebsritzel 29 sowie mit einer Zahnstange 30, mit welcher das Antriebsritzel 29 an einer in 6 nicht im Einzelnen gezeigten Verzahnung kämmt.
-
Die Zustellführung 19 der Zustelleinheit 10 weist ausweislich 2 zwei Führungsschienen 31 auf, die mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander längs der Bewegungsachse 25 der Werkstückpalette 12 verlaufen. Zur Führung der Werkstückpalette 12 bilden die bei Zustellbewegungen der Werkstückpalette 12 stationären Führungsschienen 31 in der Richtung der Zustellbewegungen der Werkstückpalette 12 verlaufende Zustellführungsbahnen für Führungsrollen 32 aus, die als werkstückträgerseitige Zustellführungselemente an dem Rahmen 24 der Werkstückpalette 12 drehbar gelagert sind. In 4 sind die Führungsrollen 32 an der Werkstückpalette 12 ansatzweise zu erkennen. Über höheneinstellbare Auflager 33 sind die Führungsschienen 31 auf der Aufstellfläche der maschinellen Anordnung 1 abgestützt.
-
Aufgrund der einfachen konstruktiven Gestaltung weist die Zustellführung 19 der Zustelleinheit 10 ein verhältnismäßig großes Zustellführungsspiel auf.
-
Die Vorschubführung 20 der Vorschubeinheit 11 umfasst zum einen eine mit der Zustellführung 19 baugleiche Führungseinheit 34 (2). Die Führungseinheit 34 weist zwei parallele Führungsschienen 35 auf, die sich mit gegenseitigem Abstand längs der Bewegungsachse 25 der Werkstückpalette 12 erstrecken und gleichfalls an höhenverstellbaren Auflagern 33 befestigt sind. Die Führungsschienen 35 der Führungseinheit 34 verlaufen in stetiger Verlängerung der Führungsschienen 31 der Zustellführung 19 und sind baugleich mit den Führungsschienen 31 der Zustellführung 19. Zur Führung der Werkstückpalette 12 wirken die Führungsschienen 35 der Führungseinheit 34 als stationäre Vorschubführungsbahnen mit den werkstückträgerseitigen Führungsrollen 32 an der Werkstückpalette 12 zusammen.
-
Zusätzlich zu der Führungseinheit 34 umfasst die Vorschubführung 20 eine Zusatzführungseinheit 36, die im Detail in 6 dargestellt ist.
-
Demnach umfasst die Zusatzführungseinheit 36 profilierte zusätzliche Führungsschienen 37, die als stationäre Vorschubführungselemente längs der Bewegungsachse 25 der Werkstückpalette 12 verlaufen sowie zwei Führungswagen 38, von denen jeweils einer in Querrichtung der Bewegungsachse 25 der Werkstückpalette 12 annähernd spielfrei auf einer der Vorschubführungsbahnen ausbildenden zusätzlichen Führungsschienen 37 aufsitzt.
-
Aufgrund der Zusatzführungseinheit 36 ist das Vorschubführungsspiel der Vorschubführung 20 gegenüber dem Zusatzführungsspiel der Zusatzführung 19 deutlich reduziert. Im Zusammenspiel mit dem hochgenauen Vorschubantrieb 16 sorgt die Zusatzführungseinheit 36 der Vorschubführung 20 für eine exakte Positionierung der Werkstückpalette 12 und des von dieser gelagerten Blechs 2.
-
Ebenso wie die Führungsrollen 32 an der Werkstückpalette 12 bilden die Führungswagen 38 der Zusatzführungseinheit 36 der Vorschubführung 20 werkstückträgerseitige Vorschubführungselemente, welche die Bewegungen der Werkstückpalette 12 längs der Bewegungsachse 25 mitvollziehen. Zu diesem Zweck sind die Führungswagen 38 Teil einer an die Werkstückpalette 12 ankuppelbaren Bewegungseinheit 39 der Vorschubeinheit 11.
-
Gemäß 6 sind die Führungswagen 38 der Zusatzführungseinheit 36 der Vorschubführung 20 mit einer Grundplatte 40 der Bewegungseinheit 39 verschraubt. An der Grundplatte 40 ist außerdem der Vorschubmotor 17 des Vorschubantriebs 16 angeflanscht. Über die Motorwelle des Vorschubmotors 17 ist das Antriebsritzel 29 des Vorschubgetriebes 18 an der Grundplatte 40 der Bewegungseinheit 39 gelagert. Bei dem Antriebsritzel 29 handelt es sich demnach um ein werkstückträgerseitiges Vorschubgetriebeelement des Vorschubgetriebes 18.
-
An einem zu der Werkstückpalette 12 hin weisenden Vorsprung 41 (5) ist die Grundplatte 40 der Bewegungseinheit 39 mit einem vorschubantriebsseitigen Kupplungselement 42 einer Vorschubkupplung 43 versehen. Mittels der Vorschubkupplung 43 kann die Werkstückpalette 12 lösbar mit der Bewegungseinheit 39 und folglich mit dem Vorschubmotor 17 des Vorschubantriebs 16 antriebsverbunden werden. Ein werkstückträgerseitiges Kupplungselement 44 der Vorschubkupplung 43 wirkt zum Ankuppeln der Werkstückpalette 12 an die Bewegungseinheit 39 mit dem an der Bewegungseinheit 39 vorgesehenen vorschubantriebsseitigen Kupplungselement 42 zusammen. Bei der Vorschubkupplung 43 handelt es sich um eine gesteuert schaltbare Kupplung herkömmlicher Bauart.
-
In 1 ist die Werkstückpalette 12 in einer Beladeposition angeordnet. 1 zeigt die Verhältnisse unmittelbar nachdem das Blech 2 manuell oder automatisiert auf die Werkstückpalette 12 aufgelegt worden ist.
-
Ausgehend von diesen Verhältnissen wird die Werkstückpalette 12 gemeinschaftlich mit dem auf der Werkstückpalette 12 abgelegten Blech 2 mittels der Zustelleinheit 10 längs der Bewegungsachse 25 in Richtung auf die Laserschneidmaschine 3 bewegt. Zu diesem Zweck wird der Zustellmotor 14 der Zustelleinheit 10 betätigt und der Zustellmotor 14 treibt die Werkstückpalette 12 über das Zustellgetriebe 15 mit einer entsprechenden Zustellbewegung an. Die mittels des Zustellantriebs 13 der Antriebsanordnung 4 bewirkte Zustellbewegung wird mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit ausgeführt. Bei der Zustellbewegung wird die Werkstückpalette 12 durch die Zustellführung 19, im Einzelnen durch die Führungsschienen 31 der Zustellführung 19 und die an der Werkstückpalette 12 drehbar gelagerten Führungsrollen 32 der Zustellführung 19 geführt.
-
Während der Zustellbewegung der Werkstückpalette 12 wird die Bewegungseinheit 39 der Vorschubeinheit 11 aus ihrer Ausgangsposition gemäß 1 in die Übernahmeposition gemäß 2 bewegt. Aufgrund der konstruktiven Gestaltung des Vorschubantriebs 16 und der Vorschubführung 20 der Vorschubeinheit 11 fährt die Bewegungseinheit 39 die in einer numerischen Steuerung der maschinellen Anordnung 1 hinterlegte Übernahmeposition hochgenau an.
-
Die mittels der Zustelleinheit 10 erzeugte Zustellbewegung der Werkstückpalette 12 endet, sobald die Werkstückpalette 12 auf die in der Übernahmeposition angeordnete Bewegungseinheit 39 aufläuft und damit ihre Zustell-Zielposition erreicht hat (2).
-
Die Zustell-Zielposition der Werkstückpalette 12 ist im Koordinatensystem der numerischen Steuerung der maschinellen Anordnung 1 über die in der numerischen Steuerung der maschinellen Anordnung 1 hinterlegte Übernahmeposition der Bewegungseinheit 39 hochgenau definiert. Nachdem das Blech 2 mit definierter Anordnung auf der Werkstückpalette 12 abgelegt ist, nimmt auch das Blech 2 auf der in der Zustell-Zielposition befindlichen Werkstückpalette 12 eine im Koordinatensystem der numerischen Steuerung der maschinellen Anordnung 1 genau definierte Position ein.
-
Ist die Werkstückpalette 12 in die Zustell-Zielposition eingefahren, so wird die Vorschubkupplung 43 geschaltet und dadurch die Werkstückpalette 12 mit der Bewegungseinheit 39 der Vorschubeinheit 11 antriebsverbunden. Der Zustellantrieb 13 der Zustelleinheit 10 ist nun abgeschaltet und der Vorschubantrieb 16 bewegt mittels der Bewegungseinheit 39 die Werkstückpalette 12 und das auf dieser aufliegende Blech 2 ausgehend von der Zustell-Zielposition in der für die schneidende Bearbeitung des Blechs 2 erforderlichen Weise mit einer Bearbeitungsbewegung längs der Bewegungsachse 25.
-
Zu Beginn der Bearbeitungsbewegung der Werkstückpalette 12 befindet sich das Triebstockrad 21 noch an einem Fortsatz 45 des Triebstocks 23 (4) mit dem Triebstock 23 im Eingriff. Der Zustellantrieb 13 läuft bei der Bearbeitungsbewegung der Werkstückpalette 12 anfänglich leer mit, bis der Eingriff des Triebstockrads 21 in den Fortsatz 45 des Triebstocks 23 aufgrund eines entsprechenden Fortschritts der Bearbeitungsbewegung endet.
-
Bei der Bearbeitungsbewegung bewegen sich die Werkstückpalette 12 und das Blech 2 relativ zu dem in der Zwischenzeit eingeschalteten Laserschneidkopf 9 der Laserschneidmaschine 3.
-
Ausgehend von der exakt definierten Zustell-Zielposition wird die Bearbeitungsbewegung der Werkstückpalette 12 und des Blechs 2 aufgrund der entsprechenden konstruktiven Gestaltung der Vorschubeinheit 11, im Einzelnen des Vorschubantriebs 16 und der Vorschubführung 20, mit hoher Genauigkeit ausgeführt. Der Bearbeitungsbewegung der Werkstückpalette 12 und des Blechs 2 längs der Bewegungsachse 25 können in Abhängigkeit von der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe Bewegungen des Laserschneidkopfs 9 längs des Querträgers 8 der Laserschneidmaschine 3 überlagert werden.
-
In 3 ist die maschinelle Anordnung 1 während der Bearbeitung des Blechs 2 durch den Laserschneidkopf 9 dargestellt. Ein mittels des Laserschneidkopfs 9 an dem Blech 2 erstellter Trennschnitt ist der Einfachheit halber nicht gezeigt.
-
Abgebrochen dargestellt sind in den 1 bis 3 die Führungsschienen 35 und die zusätzlichen Führungsschienen 37 der Vorschubführung 20 sowie die Zahnstange 30 des Vorschubantriebs 16. Dementsprechend besteht die Möglichkeit, eine Bearbeitungsbewegung der Werkstückpalette 12 auszuführen, aufgrund derer das Blech 2 längs der Bewegungsachse 25 über seine gesamte Länge für den Laserschneidkopf 9 zur schneidenden Bearbeitung zugänglich ist.
-
Nach Beendigung der Bearbeitung des Blechs 2 wird die Werkstückpalette 12 mit dem nun bearbeiteten Blech 2 mittels der Bewegungseinheit 39 der Vorschubeinheit 11 zurück in die Position gemäß 2 bewegt. Dabei wird an dem Fortsatz 45 des Triebstocks 23 zwischen dem Triebstock 23 an der Werkstückpalette 12 und dem Triebstockrad 21 an dem Zustellmotor 14 ein Formschluss hergestellt und nach dem Lösen der Vorschubkupplung 43 kann die Werkstückpalette 12 mittels des Zustellantriebs 13 mit einer schnellen Zustellbewegung zurück in die Position gemäß 1 bewegt werden. Diese neue Zustell-Zielposition ist nun als Entladeposition der Werkstückpalette 12 vorgesehen. Die Produkte der zuvor durchgeführten Bearbeitung des Blechs 2 werden manuell oder automatisiert von der Werkstückpalette 12 abgenommen.
-
Die mittels der Antriebsanordnung 4 ausgeführte Bewegung der Werkstückpalette 12 ist demnach aufgeteilt in einen Zustellanteil und in einen Bearbeitungsanteil. Die verhältnismäßig langen Zustellbewegungen werden mittels der einfachen und kostengünstigen Bauteile der Zustelleinheit 10 mit hinreichender Genauigkeit, wenn auch mit einem verhältnismäßig großen Zustellantriebsspiel realisiert. Die hochgenaue Bearbeitungsbewegung der Werkstückpalette 12 übernimmt die technisch komplexere und kostenaufwändigere Vorschubeinheit 11, die ein gegenüber dem Zustellantriebsspiel deutlich reduziertes Vorschubantriebsspiel aufweist. Die Länge der kostenintensiven Bewegungsachse des Werkstückträgers 12 ist auf die Bearbeitungslänge des Blechs 2 begrenzt.
-
In dem im Einzelnen beschriebenen Beispielsfall wird mittels der Zustelleinheit 10 der Antriebsanordnung 4 die Werkstückpalette 12 mit dem unbearbeiteten Blech 2 aus der Beladeposition zu der Laserschneidmaschine 3 und mit dem bearbeiteten Blech 2 von der Laserschneidmaschine 3 in die Entladeposition bewegt. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Zustelleinheit 10 im Rahmen einer vollautomatischen Werkstückbearbeitung für den Transfer der Werkstückpalette 12 mit dem unbearbeiteten und/oder dem bearbeiteten Blech 2 zwischen der Laserschneidmaschine 2 und einem Lagergestell eines automatisierten Werkstücklagers einzusetzen und/oder mittels der Zustelleinheit 10 Bearbeitungsmaschinen eines mehrere Bearbeitungsmaschinen umfassenden komplexen Bearbeitungszentrums aneinander anzubinden.
-
In dem letztgenannten Fall kann sich beispielsweise eine maschinelle Anordnung ergeben, die gegenüber der in 1 dargestellten maschinellen Anordnung 1 um eine weitere Bearbeitungsmaschine, insbesondere eine weitere Laserschneidmaschine 3 sowie um eine weitere Vorschubeinheit 11 ergänzt ist. Die weitere Bearbeitungsmaschine schließt sich dabei an der von der in 1 abgebildeten Laserschneidmaschine 3 abliegenden Seite der dargestellten Zustelleinheit 10 unmittelbar an diese an. Die Zustelleinheit 10 ist dann als gemeinsame Zustelleinheit 10 beiden Bearbeitungsmaschinen zugeordnet. Auf die weitere Bearbeitungsmaschine folgt an deren von der gemeinsamen Zustelleinheit 10 abliegenden Seite unmittelbar die weitere Vorschubeinheit 11 in der aus 1 ersichtlichen Weise.
-
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
-