DE102018131186A1 - Verfahren und Bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden Bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen Werkstücks - Google Patents

Verfahren und Bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden Bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen Werkstücks Download PDF

Info

Publication number
DE102018131186A1
DE102018131186A1 DE102018131186.9A DE102018131186A DE102018131186A1 DE 102018131186 A1 DE102018131186 A1 DE 102018131186A1 DE 102018131186 A DE102018131186 A DE 102018131186A DE 102018131186 A1 DE102018131186 A1 DE 102018131186A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
processing device
separating
separating device
plunge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102018131186.9A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102018131186B4 (de
Inventor
Karsten Ruetz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority to DE102018131186.9A priority Critical patent/DE102018131186B4/de
Priority to PCT/EP2019/080502 priority patent/WO2020114705A1/de
Priority to EP19801530.7A priority patent/EP3890918A1/de
Priority to CN201980070760.0A priority patent/CN112912203B/zh
Publication of DE102018131186A1 publication Critical patent/DE102018131186A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102018131186B4 publication Critical patent/DE102018131186B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/002Milling elongated workpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P13/00Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass
    • B23P13/04Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass involving slicing of profiled material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P23/00Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass
    • B23P23/04Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass for both machining and other metal-working operations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C2220/00Details of milling processes
    • B23C2220/56Plunge milling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schneidenden Bearbeitung eines, insbesondere hohlkammerprofilförmigen, Werkstücks (30) mit einer Wandung (52) und wenigstens einem innerhalb der Wandung (52) liegenden Werkstückinnenabschnitt (54), insbesondere einem Trennsteg, mittels einer Bearbeitungsvorrichtung (10), wobei die Bearbeitungsvorrichtung (10) eine Laserbearbeitungseinrichtung (12) und eine zusätzliche Trenneinrichtung (14), insbesondere eine mechanische Trenneinrichtung (14), aufweist, das Verfahren umfassend folgende Schritte:a. Durchtrennen des Werkstückinnenabschnitts (54) in einem Trennbereich (62) des Werkstücks (30) mittels der Trenneinrichtung (14); undb. Durchtrennen der Wandung (52) des Werkstücks (30) im Trennbereich (62) mittels der Laserbearbeitungseinrichtung (12) .

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur schneidenden Bearbeitung eines, insbesondere hohlkammerprofilförmigen, Werkstücks. Die Erfindung betrifft ferner eine dazugehörige Bearbeitungsvorrichtung.
  • Aus der DE 10 2016 106 067 A1 ist eine Bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden Bearbeitung eines rohrförmigen Werkstücks mittels einer Bearbeitungsvorrichtung vorbekannt. Dabei weist die Bearbeitungsvorrichtung eine Zuführeinrichtung zur Zufuhr des zu schneidenden Werkstücks auf. Die Zuführeinrichtung führt das zu schneidende rohrförmige Werkstück einer Laserbearbeitungseinrichtung der Bearbeitungsvorrichtung zum Laserscheiden zu. Dabei werden im Zuge des Laserschneidvorgangs insbesondere nach und nach Rohrteile von den rohrförmigen Werkstücken abschnitten. Abgeschnittene Rohrteile werden über eine Entladeeinrichtung aufgenommen und aus der Laserbearbeitungseinrichtung abgeführt.
  • Mittels der aus der DE 10 2016 106 067 A1 vorbekannten Bearbeitungsvorrichtung können zwar rohrförmige Werkstücke in Rohrteile geschnitten werden. Allerdings können keine Werkstücke geschnitten werden, die neben einer Wandung auch innenliegende Werkstückabschnitte, wie beispielsweise Trennstege, aufweisen. Dies deswegen, da die innerhalb der Wandung eines Werkstücks liegenden Geometrien mangels Zugänglichkeit mit dem Laserschneidkopf der Laserbearbeitungseinrichtung nicht geschnitten werden können, so dass ein Abtrennen einzelner Werkstückteile nicht möglich ist. Insofern können beispielsweise hohlkammerprofilförmige Werkstücke mittels der vorbekannten Bearbeitungsvorrichtung nicht in einzelne Werkstückteile geschnitten werden. Vielmehr erfolgt das Schneiden hohlkammerprofilförmiger Werkstücke insbesondere durch konventionelles Spanabheben mit Fräswerkzeugen mit vergleichsweise geringer Bearbeitungsgeschwindigkeit. Insbesondere bei Werkstücken mit komplexen Bearbeitungskonturen führt dies zu vergleichsweise hohen Fertigungskosten.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunden, den genannten Nachteilen des Standes der Technik Abhilfe zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorgeschlagen wird demnach zunächst ein Verfahren zur schneidenden Bearbeitung eines, insbesondere hohlkammerprofilförmigen, Werkstücks mit einer Wandung und wenigstens einem innerhalb der Wandung liegenden Werkstückinnenabschnitt, insbesondere einem Trennsteg. Die Bearbeitung erfolgt dabei mittels einer Bearbeitungsvorrichtung, wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine Laserbearbeitungseinrichtung und eine zusätzliche Trenneinrichtung, insbesondere eine mechanische Trenneinrichtung, aufweist. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
    1. a. Durchtrennen des Werkstückinnenabschnitts in einem Trennbereich des Werkstücks mittels der Trenneinrichtung; und
    2. b. Durchtrennen der Wandung des Werkstücks im Trennbereich mittels der Laserbearbeitungseinrichtung.
  • Das zu bearbeitende Werkstück kann insbesondere stangenartig ausgebildet sein und demnach eine längliche Form aufweisen.
    Des Weiteren kann das Werkstück insbesondere ein Hohlkammerprofil aufweisen. Somit kann der Werkstückinnenabschnitt insbesondere als wenigstens ein Trennsteg ausgebildet sein, der wenigstens eine erste Kammer des Werkstücks von einer zweiten Kammer trennt. Die Wandung kann insbesondere vollständig umlaufend ausgebildet sein.
  • Mittels des Verfahrens kann insbesondere wenigstens ein Werkstückteil vom Werkstück abgetrennt werden. Denkbar ist, dass eine Vielzahl, insbesondere gleichartiger, Werkstückteile vom Werkstück durch wiederholtes Durchführen der Schritte a. und b. abgetrennt werden.
  • Der Trennbereich ist derjenige Bereich des Werkstücks, in dem die erfindungsgemäßen Schritte a. und b. durchgeführt werden, um insbesondere ein Werkstückteil vom Werkstück abzutrennen.
  • In Schritt a. kann erfindungsgemäß mittels der Trenneinrichtung der im Inneren der Wandung liegende Werkstückinnenabschnitt des Werkstücks im Trennbereich durchtrennt werden. Dieser Werkstückinnenabschnitt ist insbesondere mit dem Laserschneidkopf der Laserbearbeitungseinrichtung nicht zugänglich und kann somit nicht durch Laserschneiden durchtrennt werden. Erfindungsgemäß wird dieser Bereich mittels der Trenneinrichtung durchtrennt. Somit ist die Möglichkeit gegeben, Werkstückteile unter Verwendung der Laserbearbeitungseinrichtung der Bearbeitungsvorrichtung zu durchtrennen, indem die von der Laserbearbeitungseinrichtung zugänglichen Teile des Werkstücks im Trennbereich getrennt werden, und die nicht zugänglichen Teile des Werkstücks im Trennbereich mittels der Trenneinrichtung abgetrennt werden.
  • Gegenüber dem Stand der Technik kann folglich insbesondere eine Geschwindigkeitssteigerung und/oder eine Kostenreduzierung erzielt werden, indem die von der Laserbearbeitungseinrichtung durchtrennbaren Abschnitte des Werkstücks beim Trennvorgang mittels der Laserbearbeitungseinrichtung durchtrennt werden und die nicht zugänglichen Teile mittels der Trenneinrichtung durchtrennt werden. Es findet folglich eine Kombination des Laserschneidvorgangs mit einem weiteren Trennvorgang, ausgeführt mittels der Trenneinrichtung, statt.
  • Falls mehrere Werkstückinnenabschnitte vorhanden sind, beispielsweise zwei Trennstege in einem Hohlkammerprofil, um so insgesamt vier Hohlkammern auszubilden, so werden insbesondere sämtliche Werkstückinnenabschnitte im Trennbereich des Werkstücks in Schritt a. mittels der Trenneinrichtung durchtrennt.
  • In diesem Zusammenhang ist einerseits denkbar, dass Schritt b. vor Schritt a. durchgeführt wird. Allerdings ist insbesondere auch denkbar, dass Schritt a. vor Schritt b. durchgeführt wird. Folglich wird insbesondere zunächst mittels der Trenneinrichtung der Werkstückinnenabschnitt im Trennbereich durchtrennt. Sodann können die weiteren, von der Laserbearbeitungseinrichtung schneidbaren Werkstückabschnitte im Trennbereich durchtrennt werden, um insbesondere ein Werkstückteil vom Werkstück abzuschneiden.
  • Um dabei den Werkstückinnenabschnitt zu erreichen, ist insbesondere bei umlaufenden Wandungen denkbar, dass von der Trenneinrichtung zunächst ein Wandungsbereich im Trennbereich durchtrennt wird bis der Werkstückinnenabschnitt erreicht ist und sodann der Werkstückinnenabschnitt durchtrennt wird. Daraufhin kann durch Laserschneiden ein Werkstückteil vollends vom Werkstück abgetrennt werden.
  • Denkbar ist, dass die Trenneinrichtung als mechanische Trenneinrichtung ausgebildet ist. Dabei kann die Trenneinrichtung ein radiales Fräswerkzeug aufweisen, um insbesondere mit vergleichsweise geringer Vorschubgeschwindigkeit und vergleichsweise geringen Zustelltiefen den Werkstückinnenabschnitt im Trennbereich zu durchtrennen. Dabei wäre beispielsweise die Zuhilfenahme eines Gegenhalters, der auftretende Reaktionskräfte auf das Werkstück aufnimmt, denkbar. Denkbar wäre auch, dass die mechanische Trenneinrichtung eine Säge, beispielsweise eine Kreissäge, Bandsäge und/oder eine Stichsäge umfasst, um den Werkstückinnenabschnitt im Trennbereich zu durchtrennen.
  • Schließlich wäre auch denkbar, dass die Trenneinrichtung zur Ausführung eines Brennschneidvorgangs und/oder eines Wasserstrahlschneidvorgangs ausgebildet und eingerichtet ist, um mittels des Brennschneidvorgangs und/oder des Wasserstrahlschneidvorgangs den Werkstückinnenabschnitt im Trennbereich zu durchtrennen.
  • Denkbar ist allerdings insbesondere, dass die Trenneinrichtung einen Tauchfräser umfasst, um in Schritt a. den Werkstückinnenabschnitt im Trennbereich mittels eines Tauchfräsvorgangs zu durchtrennen. Dadurch kann eine vergleichsweise kraftarme Durchtrennung des Werkstückinnenabschnitts durchgeführt werden. Das Tauchfräsen hat, beispielsweise gegenüber einem radialen Fräsen, die Vorteile einer geringen Reaktionskraft auf das Werkstück und einer vergleichsweise geringen Schwingungsanregung des Werkstückes. Weiterhin weist das Tauchfräsen durch die vergleichsweise geringen auftretenden Bearbeitungskräfte eine besondere Eignung bei geringer Werkstückstabilität und/oder bei langen Werkzeugüberhängen auf. So ist beispielsweise denkbar, dass das Werkstück mittels eines Durchschiebefutters mit vergleichsweise geringer Spannkraft der Laserbearbeitungseinrichtung und der mechanischen Trenneinrichtung zugeführt wird, sodass beispielsweise ein Wegfräsen des Werkstückinnenabschnitts durch eine radiale Fräsbewegung vergleichsweise aufwendig teuer und schwierig zu bewerkstelligen ist.
  • Vorteilhaft ist auch, wenn die Trenneinrichtung eine Bearbeitungsspindel umfasst, an der der Tauchfräser angeordnet ist, wobei die Bearbeitungsspindel in Schritt a. mit einer Drehzahl von wenigstens 4000 U/min, insbesondere von wenigstens 6000 U/min, betrieben wird. Eine derartige Bearbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht insbesondere ein vergleichsweise wirtschaftliches Durchtrennen des Werkstücksinnenabschnitts im Trennbereich in Schritt a.
  • Besonders bevorzugt ist, wenn der Tauchfräser in Schritt a. mit einem Vorschub von wenigstens 0,5 m/min, insbesondere wenigstens 1,2 m/min, betrieben wird. Ein derartiger Vorschub kann insbesondere eine hinreichend hohe und damit wirtschaftliche Bearbeitungsgeschwindigkeit ermöglichen.
  • Besonders bevorzugt ist weiter, wenn der Tauchfräser in Schritt a. mit einer Umfangsgeschwindigkeit von wenigstens 100 m/min betrieben wird. Auch eine derart hohe Umfangsgeschwindigkeit kann zu einer wirtschaftlichen Betriebsweise des Verfahrens beitragen.
  • Besonders bevorzugt ist ferner, wenn die Bearbeitungsvorrichtung ein Spannfutter mit wenigstens einer Spannbacke zum Spannen und Verlagern des Werkstücks aufweist, wobei die Spannkraft der Spannbacke maximal 2,5 kN, insbesondere maximal 2,0 kN, beträgt. Trotz dieser vergleichsweise geringen Spannkraft kann insbesondere ein Tauchfräsvorgang durchgeführt werden. Ein Tauchfräsvorgang ermöglicht insbesondere eine kraftarme Bearbeitung des Werkstücks. Dies insbesondere aufgrund der vergleichsweise geringen Reaktionskraft auf das Werkstück und einer vergleichsweise geringen Schwingungsanregung des Werkstücks.
  • Ferner kann die Bearbeitungsvorrichtung ein Durchschiebefutter mit wenigstens einer Spannbacke zum Führen des Werkstücks aufweisen, wobei die Spannkraft der Spannbacke maximal 2,5 kN, insbesondere maximal 2,0 kN, betragen kann. Trotz der vergleichsweise geringen Spannkraft ist insbesondere eine Bearbeitung mittels eines Tauchfräsvorgangs möglich.
  • Vorteilhafterweise besteht das Werkstück aus Aluminium oder umfasst Aluminium. Folglich können insbesondere Hohlkammerprofile aus Aluminium mittels des Verfahrens besonders wirtschaftlich in einzelne Werkstückteile durchtrennt werden.
  • Denkbar ist allerdings auch, dass die verfahrensgemäß zu bearbeitenden Werkstücke aus anderen gängigen Werkstoffen bestehen oder andere gängige Werkstoffe umfassen. Derart gängige Werkstoffe können neben Aluminium auch Baustahl, Edelstahl, Kupfer und/oder Messing sein. Zusätzlich oder alternativ können derart gängige Werkstoffe auch Kunststoffe, Gummi-Materialien, Holz und/oder Verbundmaterialien sein.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Bearbeitungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine Laserbearbeitungseinrichtung und eine zusätzliche Trenneinrichtung, insbesondere eine mechanische Trenneinrichtung, aufweist. Die Bearbeitungsvorrichtung weist folglich zum einen die Möglichkeit des Laserschneidens mittels der Laserbearbeitungseinrichtung auf. Aufgrund des Vorsehens der zusätzlichen Trenneinrichtung können allerdings auch Werkstückabschnitte eines Werkstücks durchtrennt werden, die mittels der Laserbearbeitungseinrichtung nicht geschnitten werden können, insbesondere aufgrund einer Unzugänglichkeit mittels eines Laserschneidkopfs der Laserbearbeitungseinrichtung. Insofern können mit der Bearbeitungsvorrichtung auf Grund des kombinierten Vorsehens einer Laserbearbeitungseinrichtung und einer weiteren Trenneinrichtung insgesamt insbesondere Hohlkammerprofile in einzelne Stücke getrennt werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Trenneinrichtung einen Tauchfräser. Ein derartiger Tauchfräser ermöglicht insbesondere das Durchtrennen innenliegender Geometrien von Werkstücken, die mittels der Laserbearbeitungseinrichtung nicht durchtrennbar sind. Mittels des Tauchfräsens kann ein Trennvorgang innenliegender Werkstückabschnitte mit vergleichsweise geringen auftretenden Reaktionskräften auf das Werkstück und vergleichsweise geringer Schwingungsanregungen des Werkstücks erfolgen. Dabei können innenliegende Geometrien insbesondere auch dann durchtrennt werden, wenn die Spannkraft in einem Spannfutter der Bearbeitungsvorrichtung vergleichsweise gering sind und beispielsweise bei maximal ca. 2 kN pro Spannbacke des Spannfutters liegen.
  • Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Trenneinrichtung eine Bearbeitungsspindel umfasst, an der der Tauchfräser anordenbar ist oder angeordnet ist. Mittels einer derartigen Trenneinrichtung ist vergleichsweise schnell und kostengünstig eine Durchtrennung innenliegender Geometrien von zu durchtrennenden Werkstücken, insbesondere von Hohlkammerprofilen, möglich.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Perspektivansicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit Laserbearbeitungseinrichtung und einer Trenneinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
    • 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines mittels der Bearbeitungsvorrichtung nach 1 zu bearbeitenden Werkstücks;
    • 3 (a) Darstellung nach 2 mit schematischer Darstellung eines Trennvorgangs mittels der Trenneinrichtung gemäß 1, und (b) schematische Draufsicht auf die Darstellung gemäß 3a;
    • 4 Darstellung basierend auf 3a mit schematischer Darstellung eines Trennvorgangs mittels der Laserbearbeitungseinrichtung gemäß 1; und
    • 5 Perspektivische Darstellung eines, mittels der in den 3 und 4 gezeigten Trennvorgänge, abgetrennten Werkstückteils des in 2 gezeigten Werkstücks.
  • 1 zeigt schematisch vereinfacht eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Bearbeitungsvorrichtung. Diese umfasst eine Laserbearbeitungseinrichtung 12. Ferner umfasst diese eine zusätzliche Trenneinrichtung 14.
  • Die Laserbearbeitungseinrichtung 12 umfasst eine Laserstrahlquelle 15 zum Erzeugen eines Laserstrahls 16, einen Laserschneidkopf 18, sowie eine Strahlführung 20, die den Laserstrahl 16 von der Laserstrahlquelle 15 zum Laserschneidkopf 18 führt.
  • Die Trenneinrichtung 14 ist neben bzw. unterhalb des Laserschneidkopfs 18 angeordnet. Diese umfasst eine, in 3 gezeigte, um eine Rotationsachse 22 drehbare Spindel 24. An der Spindel 24 ist ein Tauchfräser 26 lösbar angeordnet.
  • Die Bearbeitungsvorrichtung 10 umfasst ferner eine Zuführeinrichtung 28 zur seitlichen Zufuhr eines von der Bearbeitungsvorrichtung 10 zu schneidenden Werkstücks 30. Der Vorgang des Abtrennens eines Werkstückteils vom Werkstück 30 wird später noch detailliert beschrieben werden. Die Zuführeinrichtung 28 umfasst eine Beladeeinrichtung 32 zur Lagerung von Werkstücken 30, bevor diese geschnitten werden. Die Zuführeinrichtung 28 umfasst ferner eine Halteeinrichtung 34 zur Halterung und Verlagerung des Werkstücks 30. Die Halteeinrichtung 34 ist motorisch angetrieben und in eine Vorschubrichtung (X-Richtung) 36 vor und zurück verlagerbar. Die Zuführeinrichtung 28 umfasst weiterhin ein Maschinenbett 38 mit Führungsschienen 40, an denen die Halteeinrichtung 34 verlagerbar angeordnet ist. Die Halteeinrichtung 34 weist ferner ein Spannfutter 42 mit vier Spannbacken 44 auf. Das Spannfutter 42 dient zur Halterung des Werkstücks 30. Die Werkstücke 30 werden dabei jeweils mit einer Spannkraft bis maximal ca. 2 bis 2,5 kN pro Spannbacke 44 eingespannt. Das Spannfutter 42 ist dabei, wie durch den Doppelpfeil 46 angedeutet, drehbar, um ein eingespanntes Werkstück 30 zu drehen. Die Zuführeinrichtung 28 umfasst ferner eine am Maschinenbett 38 angeordnete Werkstückabstützung 48 zur Stützung des Werkstücks 30. Schließlich umfasst die Zuführeinrichtung 28 ein Durchschiebefutter 50, durch welche das Werkstück 30 der Laserbearbeitungseinrichtung 12 bzw. der Trenneinrichtung 14 zugeführt wird. Das Durchschiebefutter 50 weist ebenfalls Spannbacken auf, wobei das durchgeführte Werkstück 30 mit einer Spannkraft bis maximal ca. 2 bis 2,5 kN pro Spannbacke eingespannt wird.
  • Die Bearbeitungsvorrichtung 10 umfasst ferner eine Entladeeinrichtung 51, um ein abgeschnittenes Werkstückteil abzuführen.
  • Neben der Trenneinrichtung 14 ist ein Werkzeugmagazin 53 vorgesehen. Dieses Magazin 53 kann beispielsweise als Linear- oder Revolvermagazin ausgebildet sein. In diesem Magazin 53 können verschiedene Werkzeuge, wie beispielsweise Bohrer, Fließbohrer, Gewindeschneidwerkzeuge oder Gewindeformwerkzeuge angeordnet sein. Folglich kann anstelle eines Tauchfräsers 26 beispielsweise auch ein anderes Werkzeug an der Spindel 24 angeordnet werden, um beispielsweise ein Gewinde in einem abzutrennenden Werkzeugteil vorzusehen.
  • Insgesamt ist die Bearbeitungsvorrichtung 10 zur Ausführung des folgenden Verfahrens ausgebildet:
  • Das Werkstück 30 ist als Hohlkammerprofil ausgebildet und ist in 2 schematisch perspektivisch gezeigt. Das Werkstück 30 kann insbesondere als Aluminium-Hohlkammerprofil ausgebildet sein. Folglich weist das Werkstück 30 insbesondere eine rechteckige oder quadratische Außenkontur auf. Das Werkstück 30 umfasst eine umlaufende Wandung 52. Innerhalb der Wandung ist ein Werkstückinnenabschnitt 54 angeordnet, der als Trennsteg ausgebildet ist und folglich das Werkstück 30 in zwei Hohlkammern 56, 58 unterteilt.
  • Um ein Werkstückteil 60 (in 5 als Einzelteil gezeigt) vom Werkstück 30 abzutrennen, wird das Werkstück 30 so verlagert, dass ein Trennbereich 62 (vgl. 3) des Werkstücks 30 von der Bearbeitungseinrichtung 14 bearbeitbar ist. Der Trennbereich 62 ist folglich derjenige Bereich des Werkstücks 30, an dem das Werkstückteil 60 vom verbleibenden Werkstück 30 abgetrennt werden soll.
  • Sodann wird zunächst mittels des Tauchfräsers 26 ein Wandabschnitt 64 im Trennbereich 62 der Wandung 52 durchbohrt bis der Trennsteg 54 erreicht ist. Sodann wird, wie in 3b besonders deutlich erkennbar ist, der Trennsteg 54 im Trennbereich 62 durchtrennt. Dies erfolgt soweit bis die Innenseite der gegenüberliegenden Wandung 52 erreicht ist (vgl. 3b). Insgesamt wird bei dem Tauchfräsvorgang folglich vergleichsweise kraftarm eine kreiszylindrische Bohrung in das Werkstück 30 eingebracht. Der Tauchfräsvorgang kann dabei mit einem Tauchfräser mit einem Durchmesser von 6 mm bei einer Drehzahl von 6000 Umdrehungen pro Minute durchgeführt werden, was einer Umfangsgeschwindigkeit von 113 pro Minute entspricht. Der Vorschub kann dabei beispielsweise 1,2 m/min betragen.
  • Sodann wird, wie in 4 gezeigt ist, mittels der Laserbearbeitungseinrichtung 12 ein Laserschnitt 66 entlang des Umfangs 65 des Werkstücks 30 im Trennbereich 62 durchgeführt, um das Werkstückteil 60 vom Werkstück 30 abzutrennen. Im Zuge dieses Laserschnitts 66 wird die Wandung 52 im Trennbereich 62 über den gesamten Umfang 65 durchtrennt.
  • Insgesamt findet folglich die Abtrennung des Werkstückteils 60 durch eine Kombination eines Tauchfräsvorgangs mit einem Laserschneidvorgang statt.
  • Mittels des Tauchfräsvorgangs wird dabei zunächst der im Inneren der Wandung 52 liegende Trennsteg 54 im Trennbereich 62 durchtrennt. Dieser innenliegende Bereich des hohlkammerprofilförmigen Werkstücks 30 ist mit Laserstrahlung mangels Zugänglichkeit mittels des Laserschneidkopfs 18 nicht durchtrennbar. Der gesamte übrige, von der Laserstrahlung 18 schneidbare Teil des Werkstücks 30 wird sodann in besonders effizienter und schneller Weise durch Laserschneiden geschnitten. Insgesamt kann folglich eine Bearbeitung von hohlkammerprofilartigen Werkstücken mittels einer Laserbearbeitungseinrichtung 12 ermöglicht werden, indem die von der Laserbearbeitungseinrichtung 12 nicht durchtrennbaren Bereiche im Bedarfsfall durch den Tauchfräsvorgang mittels der Trenneinrichtung 14 abgetrennt werden.
  • Dadurch kann insgesamt ein effizientes Bearbeiten, insbesondere Abtrennen, von Werkstückteilen 60 von hohlkammerprofilartigen Werkstücken 30 durchgeführt werden.
  • 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 102016106067 A1 [0002, 0003]

Claims (13)

  1. Verfahren zur schneidenden Bearbeitung eines, insbesondere hohlkammerprofilförmigen, Werkstücks (30) mit einer Wandung (52) und wenigstens einem innerhalb der Wandung (52) liegenden Werkstückinnenabschnitt (54), insbesondere einem Trennsteg, mittels einer Bearbeitungsvorrichtung (10), wobei die Bearbeitungsvorrichtung (10) eine Laserbearbeitungseinrichtung (12) und eine zusätzliche Trenneinrichtung (14), insbesondere eine mechanische Trenneinrichtung (14), aufweist, das Verfahren umfassend folgende Schritte: a. Durchtrennen des Werkstückinnenabschnitts (54) in einem Trennbereich (62) des Werkstücks (30) mittels der Trenneinrichtung (14); und b. Durchtrennen der Wandung (52) des Werkstücks (30) im Trennbereich (62) mittels der Laserbearbeitungseinrichtung (12).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt a. vor Schritt b. durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Trenneinrichtung (14) einen Tauchfräser (26) umfasst, um in Schritt a. den Werkstückinnenabschnitt (54) im Trennbereich (62) mittels eines Tauchfräsvorgangs zu durchtrennen.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Trenneinrichtung (14) eine Bearbeitungsspindel (24) umfasst, an der der Tauchfräser (26) angeordnet ist, wobei die Bearbeitungsspindel (24) in Schritt a. mit einer Drehzahl von wenigstens 4000 U/min, insbesondere von wenigstens 6000 U/min, betrieben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Tauchfräser (26) in Schritt a. mit einem Vorschub von wenigstens 0,5 m/min, insbesondere wenigstens 1,2 m/min, betrieben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4 oder 5, wobei der Tauchfräser (26) in Schritt a. mit einer Umfangsgeschwindigkeit von wenigstens 100 m/min betrieben wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsvorrichtung (10) ein Spannfutter (42) mit wenigstens einer Spannbacke (44) zum Spannen und Verlagern des Werkstücks (30) aufweist, wobei die Spannkraft der Spannbacke (44) maximal 2,5 kN, insbesondere maximal 2,0 kN, beträgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsvorrichtung (10) ein Durchschiebefutter (50) mit wenigstens einer Spannbacke zum Führen des Werkstücks (30) aufweist, wobei die Spannkraft der Spannbacke maximal 2,5 kN, insbesondere maximal 2,0 kN, beträgt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkstück (30) aus Aluminium besteht oder Aluminium umfasst.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Werkstück (30) aus Baustahl, Edelstahl, Kupfer, Messing, Kunststoff, Gummi-Material, Holz und/oder Verbundmaterial besteht, oder eines der vorgenannten Materialien umfasst.
  11. Bearbeitungsvorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsvorrichtung (10) eine Laserbearbeitungseinrichtung (12) und eine zusätzliche Trenneinrichtung (14), insbesondere eine mechanische Trenneinrichtung, aufweist.
  12. Bearbeitungsvorrichtung (10) nach Anspruch 11, wobei die Trenneinrichtung (14) einen Tauchfräser (26) umfasst.
  13. Bearbeitungsvorrichtung (10) nach Anspruch 12, wobei die Trenneinrichtung (14) eine Bearbeitungsspindel (24) umfasst, an der der Tauchfräser (26) anordenbar oder angeordnet ist.
DE102018131186.9A 2018-12-06 2018-12-06 Verfahren und Bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden Bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen Werkstücks Active DE102018131186B4 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018131186.9A DE102018131186B4 (de) 2018-12-06 2018-12-06 Verfahren und Bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden Bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen Werkstücks
PCT/EP2019/080502 WO2020114705A1 (de) 2018-12-06 2019-11-07 Verfahren und bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen werkstücks
EP19801530.7A EP3890918A1 (de) 2018-12-06 2019-11-07 Verfahren und bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen werkstücks
CN201980070760.0A CN112912203B (zh) 2018-12-06 2019-11-07 用于对呈空心腔轮廓形式的工件进行切割加工的方法和加工装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018131186.9A DE102018131186B4 (de) 2018-12-06 2018-12-06 Verfahren und Bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden Bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen Werkstücks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102018131186A1 true DE102018131186A1 (de) 2020-06-10
DE102018131186B4 DE102018131186B4 (de) 2020-06-18

Family

ID=68531537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018131186.9A Active DE102018131186B4 (de) 2018-12-06 2018-12-06 Verfahren und Bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden Bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen Werkstücks

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3890918A1 (de)
CN (1) CN112912203B (de)
DE (1) DE102018131186B4 (de)
WO (1) WO2020114705A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008017764U1 (de) * 2007-07-17 2010-07-22 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Maschinelle Anordnung zum Bearbeiten von stabartigen Werkstücken mit einer Einrichtung zur Werkstückabstützung
DE102010003807A1 (de) * 2010-04-09 2011-10-13 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Rohrbearbeitungsmaschinen-Spannfutter und Überwachungsverfahren dafür
DE102012209079B3 (de) * 2012-05-30 2013-09-26 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bearbeitung von stabartigen Werkstücken, Bearbeitungsmaschine und Abstützeinrichtung
DE102016104107A1 (de) * 2016-03-07 2017-09-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Einrichtung zur Abstützung von Werkstücken, eine Werkstückabstützung sowie eine maschinelle Anordnung zur Bearbeitung von Werkstücken
DE102016204161A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-14 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Laserbearbeitungsmaschine
DE102016106067A1 (de) 2016-04-04 2017-10-05 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren und Bearbeitungsmaschine zum schneidenden Bearbeiten von plattenförmigen oder stabförmigen Werkstücken

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1160036A1 (de) * 2000-05-18 2001-12-05 Visteon Global Technologies, Inc. Verfahren zur Bearbeitung von Öffnungen in Werkstücken
CN102632313B (zh) * 2012-03-14 2013-10-23 中色十二冶金建设有限公司 H型钢的z字型切口的切割方法
CN105382492A (zh) * 2015-11-27 2016-03-09 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种异形结构轴类零件的车铣复合加工工艺
DE102016208872A1 (de) * 2016-05-23 2017-11-23 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Maschine zum trennenden Bearbeiten eines plattenförmigen Werkstücks und Verfahren zum Ausdrücken eines freigetrennten Werkstückteils
CN106077974B (zh) * 2016-08-16 2017-11-28 深圳市铭镭激光设备有限公司 一种管材激光切割机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008017764U1 (de) * 2007-07-17 2010-07-22 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Maschinelle Anordnung zum Bearbeiten von stabartigen Werkstücken mit einer Einrichtung zur Werkstückabstützung
DE102010003807A1 (de) * 2010-04-09 2011-10-13 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Rohrbearbeitungsmaschinen-Spannfutter und Überwachungsverfahren dafür
DE102012209079B3 (de) * 2012-05-30 2013-09-26 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Bearbeitung von stabartigen Werkstücken, Bearbeitungsmaschine und Abstützeinrichtung
DE102016104107A1 (de) * 2016-03-07 2017-09-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Einrichtung zur Abstützung von Werkstücken, eine Werkstückabstützung sowie eine maschinelle Anordnung zur Bearbeitung von Werkstücken
DE102016204161A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-14 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Laserbearbeitungsmaschine
DE102016106067A1 (de) 2016-04-04 2017-10-05 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren und Bearbeitungsmaschine zum schneidenden Bearbeiten von plattenförmigen oder stabförmigen Werkstücken

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018131186B4 (de) 2020-06-18
CN112912203A (zh) 2021-06-04
WO2020114705A1 (de) 2020-06-11
EP3890918A1 (de) 2021-10-13
CN112912203B (zh) 2023-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3439822B1 (de) Verfahren zum schneidenden bearbeiten von plattenförmigen oder stabförmigen werkstücken
DE2523751C2 (de) Revolverdrehmaschine
EP2279819B1 (de) Vorrichtung zum mechanischen Bearbeiten von rohr- oder stangenförmigen Werkstücken
EP0491242A1 (de) Werkzeugmaschine zur abtragenden Werkstückbearbeitung mittels Laserstrahls
WO1998008648A1 (de) Bohr- und fräswerk zum verarbeiten von werkstoffstangen
DE2062668A1 (de) Numerisch gesteuerte Drehmaschine
DE8316943U1 (de) Zweispindeldrehmaschine
DE3415332A1 (de) Verfahren zum herstellen eines raeumwerkzeugs
DE202013009805U1 (de) Vorrichtung zum Anfasen eines Werkstücks
DE2816222A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ablaengen und bearbeiten von stangenfoermigem hohl- und vollmaterial
EP3081324A1 (de) Langdrehautomat mit zwei nc-gesteuerten bearbeitungsachsen und verfahren zum bearbeiten von werkstücken auf einem langdrehautomat mit zwei nc-gesteuerten bearbeitungsachsen
DE102018131186B4 (de) Verfahren und Bearbeitungsvorrichtung zur schneidenden Bearbeitung eines hohlkammerprofilförmigen Werkstücks
EP0888842A1 (de) Rotierendes Schaftwerkzeug
EP2036642A2 (de) Vorrichtung zum mechanischen Umfangsbearbeiten von ring- oder büchsenförmigen Werkstücken
DE102010027199A1 (de) Drehkranzeinheit für ein Profilbearbeitungszentrum
EP2206569B1 (de) Verfahren zur Herstellung mehrerer bearbeiteter Werkstücke aus einem Rohteil
EP3332900A1 (de) Verfahren sowie werkzeugmaschine zum spanenden bearbeiten eines werkstücks
DE19635682A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abstechen von Ringen
EP0028705A1 (de) Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung eines rotationssymmetrischen Metallwerkstückes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102010033859B4 (de) Verfahren zum Abstechen von Rohrstücken und Drehmaschine zur Durchführung des Verfahrens
DE102009053679A1 (de) Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines rohrförmigen Werkstücks
DE102016009991A1 (de) Gewindeschneidkopf
DE524457C (de) Verfahren zur Herstellung von Gewinden in zwei entgegengesetzt kegelige Flaechen eines Werkstueckes mittels zweier das Werkstueck von beiden Seiten angreifender Werkzeuge
DE382868C (de) Verfahren zur Nutzbarmachung der durch Erzeugen einer Ringnut ausgestochenen Kerne von Metallhohlkoerpern
EP1440753A1 (de) Verfahren zum Spannen eines Werkstücks auf einer Werkzeugmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final