DE102022119648A1

DE102022119648A1 - Vorrichtung und verfahren für die erzeugung von ausbrüchen in schaltschrankgehäusen, insbesondere flachteilen von schaltschrankgehäusen

Info

Publication number: DE102022119648A1
Application number: DE102022119648.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Bach; Tobias Hartmann; Micha Herbert; Christian Knöfler; Hendrik Wätzig
Original assignee: Rittal GmbH and Co KG
Current assignee: Rittal GmbH and Co KG
Priority date: 2022-08-04
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2024-02-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Erzeugung von Ausbrüchen in Schaltschrankgehäusen, insbesondere Flachteilen von Schaltschrankgehäusen, wobei die Vorrichtung (1) einen Bearbeitungskopf (2), vorzugsweise einen Fräskopf, für die spanende Bearbeitung eines Flachteils (100) aufweist, der entlang einer Oberfläche (104) eines zu bearbeitenden Flachteils (100) sowie senkrecht dazu verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) weiterhin eine Reststückentnahme (4) aufweist, die mit dem Bearbeitungskopf (2) verbunden ist und die einen endseitigen Reststückgreifer (5) aufweist, der über eine Verstelleinheit (6) relativ zu dem Bearbeitungskopf (2) verstellbar ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren für die Erzeugung von Ausbrüchen in Flachteilen im Schaltanlagenbau, wobei die Vorrichtung einen Bearbeitungskopf, vorzugsweise einen Fräskopf, für die spanende Bearbeitung eines Flachteils aufweist, der entlang einer Oberfläche eines zu bearbeitenden Flachteils sowie senkrecht dazu verstellbar ist. Ein derartige Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren sind aus der EP 3 223 997 B1 bekannt. Eine ähnliche Vorrichtung beschreibt auch die DE 10 011 754 A1 .
Derartige Vorrichtungen dienen zur Individualisierung standardisierter Schaltschrankgehäuse oder Schaltschrankgehäusebauteile, wie Flachteile. Ein standardisiertes Schaltschrankgehäuse kann beispielsweise ein aus Blech gekantetes und geschweißtes Schaltschrankkleingehäuse sein, das im montierten Zustand als kubischer Hohlkörper in die Vorrichtung eingespannt wird. Ein derartiges Schaltschrankkleingehäuse ist in der DE 10 2016 123 230 B3 beschrieben. Ein beispielhaftes Flachteil zeigt die DE 10 2018 102 488 A1 .
Beispielsweise werden mit den Vorrichtungen rechteckige Ausbrücke in das Flachteil bzw. das Schaltschrankgehäuse eingebracht, um einen Filterlüfter beispielsweise in einer Seitenwand des Gehäuses montieren zu können. Das Ausscheiden des Ausbrauchs bedingt zwangsläufig, dass ein Reststück entsteht, welches kontrolliert von der zumindest teilautomatisiert betriebenen Vorrichtung entfernt werden muss, um eine Kollision beispielsweise eines aus dem Ausbruch herausfallenden Reststücks mit einem Bearbeitungskopf der Vorrichtung zu vermeiden. Das im Stand der Technik bekannte Vorgehen ist dabei, den Ausbruch nicht vollständig auszuschneiden, sondern beim Bearbeiten des Flachteils Stege zurückzulassen, über welche das Reststück in dem Ausbruch gehalten wird. Die Stege können dann in einem nachträglichen manuellen Bearbeitungsschritt etwa mit einem Seitenschneider durchtrennt werden, um das Reststück aus dem Ausbruch herauszutrennen. Die dabei zurückbleibenden Grate können schließlich ebenfalls in einem manuellen Nachbearbeitungsschritt abgetragen werden, um letztendlich einen auch trotz der manuellen Nachbearbeitung weitestgehend maßhaltigen Ausbruch zu schaffen.
Insbesondere die zuvor beschriebenen manuellen Bearbeitungsschritte stehen dem Wunsch entgegen, die Bearbeitung der Flachteile bzw. der Schaltschrankkleingehäuse, insbesondere bei der Einbringung von Durchbrüchen, Ausbrüchen, Bohrungen und dergleichen vollständig automatisiert durchzuführen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art sowie ein entsprechendes Verfahren für die spanende Bearbeitung eines Flachteils oder eines Schaltschrankgehäuses derart weiterzuentwickeln, dass sie insbesondere in Bezug auf das Handling des Reststücks bei der Erstellung von Ausbrüchen eine vollständige Automatisierung erlauben.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der nebengeordnete Anspruch 9 beschreibt ein entsprechendes Verfahren. Vorteilhafte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Demgemäß ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass diese weiterhin eine Reststückentnahme aufweist, die mit dem Bearbeitungskopf verbunden ist und die mindestens einen endseitigen Reststückgreifer aufweist, der über eine Verstelleinheit relativ zu dem Bearbeitungskopf verstellbar ist.
Mithilfe der Reststückentnahme kann ermöglicht werden, dass das Reststück, noch bevor es vollständig aus dem Flachteil ausgeschnitten ist, fixiert wird, sodass es nach dem vollständigen Herausschneiden nicht aus dem Flachteil herausfällt. Dies wiederum erlaubt es, die Reststücke rückstandsfrei, d. h. insbesondere gratfrei und ohne die Ausbildung eines Stegs auszuschneiden, sodass auch die zuvor beschriebene Nachbearbeitung entfällt.
Wenn bei der vorliegenden Erfindung ein Flachteil beschrieben wird, kann es sich um ein einzelnes, etwa von einem Schaltschrankrahmengestell demontiertes Flachteil handeln. Es sollen jedoch auch Flachteile von Schaltschrankgehäusen umfasst sein, die nicht von dem Schaltschrankkorpus demontiert werden können, wie es beispielsweise bei Kleingehäusen häufig der Fall ist, die aus einer Blechplatine durch Kanten und Schweißen mit einteiligem, kubischem Gehäusekorpus hergestellt werden. Diese Kleingehäuse können am Stück mit der beschriebenen Vorrichtung und dem beschriebenen Verfahren bearbeitet werden. Das Flachteil kann demgemäß insbesondere auch eine einteilig mit dem Korpus des Schaltschrankgehäuses verbundene Außenwand des Schaltschrankgehäuses sein, etwa eine Seitenwand, eine Rückwand, ein Dach oder ein Boden des Schaltschrankgehäuses.
Um die Bewegung des Bearbeitungskopfes entlang der Schneidbahn durch das Flachteil bzw. entlang der Außenberandung des Ausschnittes zu kompensieren, weist der Reststückgreifer eine Verstelleinheit auf, die dazu eingerichtet ist, den Reststückgreifer relativ zu dem Bearbeitungskopf zu verstellen. Grundsätzlich kann der Reststückgreifer während des vollständigen Schneidprozesses mit dem auszuschneidenden Reststück in Verbindung stehen, um dieses zu fixieren, was jedoch erfordern würde, dass die Bewegung des Bearbeitungskopfes durch den Reststückgreifer entlang der gesamten Bearbeitungsbahn, die beispielsweise der Außenberandung eines Rechteck entsprechen kann, durch eine entsprechend komplexe mehrdimensionale Gegenbewegung kompensiert. Es kann daher zweckmäßig sein, wobei es sich im Übrigen auch als ausreichend herausgestellt hat, dass der Reststückgreifer lediglich während eines Endabschnitts der Schneidbahn bzw. Bearbeitungsbahn mit dem Reststück in Kontakt tritt und dieses fixiert, um die Komplexität der Verstelleinheit zu vereinfachen. Beispielsweise kann der Reststückgreifer lediglich in einem letzten, linearen Endabschnitt der Schneidbahn mit dem Reststück in Kontakt treten, sodass es ausreichend ist, die Verstelleinheit als eine Linearstelleinheit auszubilden, um die Bewegung des Bearbeitungskopfes, bzw. des Werkzeuges des Bearbeitungskopfes entlang des Endabschnitts zu kompensieren, sodass der Reststückgreifer das Reststück positionsfest in dem Ausschnitt halten kann. Demgemäß ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Verstelleinheit eine Linearstelleinheit ist oder aufweist, mit der der Reststückgreifer parallel zu der Oberfläche des zu bearbeitenden Flachteils verstellbar ist.
Die Verstelleinheit kann dazu eingerichtet sein, eine Bewegung des Bearbeitungskopfes entlang einer Oberfläche des zu bearbeitenden Flachteils durch eine entsprechende Gegenbewegung des Reststückgreifers relativ zu dem Bearbeitungskopf zu kompensieren, sodass der Reststückgreifer in Bezug auf das Flachteil positionsfest ist.
Der Reststückgreifer kann beispielsweise mindestens einen Vakuum-Sauggreifer aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Reststückgreifer einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten mit einstellbarer elektrischer Feldstärke aufweisen, oder eine Kombination aus einem Permanentmagneten und einem Elektromagneten.
Der Reststückgreifer kann mindestens einen Vorsprung aufweisen, der über eine vordere Kontaktseite des Reststückgreifers, mit der der Reststückgreifer mit einem zu greifenden Flachteil in Kontakt tritt, vorsteht. Der Vorsprung kann insbesondere dazu eingerichtet sein, ein Verdrehen des Reststücks in einer Ebene parallel zur Oberfläche des zu bearbeitenden Flachteils zu vermeiden, sodass ein Verkanten des Reststücks in dem Ausschnitt und ein Ablösen des Reststücks von dem Reststückgreifer, etwa von mindestens einem Vakuum-Sauggreifer oder mindestens einem Magneten, wirkungsvoll vermieden wird. Der Vorsprung kann dazu eingerichtet sein, in einen komplementären Ausbruch in dem Reststück einzudringen, sodass der Vorsprung und mit dem Vorsprung der Reststückgreifer in der Ebene des Flachteils bzw. des Reststücks in Bezug auf das Flachteil bzw. das Reststück festgelegt ist.
Wenn der Vorsprung eine unrunde Außengeometrie aufweist, kann bereits ein einziger Vorsprung ausreichend sein, das zuvor beschriebene Verdrehen des Reststücks parallel zu Oberfläche des Flachteils zu vermeiden. Dies würde jedoch bedingen, dass eine entsprechende unrunde Aufnahme in das Flachteil eingebracht wird, in welche der Vorsprung vorzugsweise formschlüssig eingesetzt werden kann. Um den diesbezüglichen Bearbeitungsaufwand des Flachteils zu verringern, kann bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der Reststückgreifer zwei Vorsprünge aufweist, die unter einem Abstand zueinander angeordnet und jeweils an ihrem Außenumfang bzw. im Querschnitt zu ihrer Längsrichtung kreisrund ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform wäre es dann möglich, die Ausnehmungen zur Aufnahme der Vorsprünge im Flachteil als kreisrunde Löcher vorzusehen, welche ohne nennenswerten Aufwand durch punktuelles Bohren oder Fräsen des Flachteils eingebracht werden können.
So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Reststückgreifer mindestens einen Vakuum-Sauggreifer mit einer Dichtmanschette aufweist, wobei an gegenüberliegenden Seiten der Dichtmanschette jeweils ein Vorsprung angeordnet ist, der über eine vordere Kontaktseite der Dichtmanschette vorsteht. Dabei kann dann der mindestens eine Vorsprung an seinem freien Ende im Querschnitt senkrecht zu seiner Längsrichtung kreisrund ausgebildet sein.
Die Reststückentnahme kann eine weitere Linearstelleinheit aufweisen, mit der der Reststückgreifer senkrecht zu der Oberfläche eines zu bearbeitenden Flachteils verstellbar ist. Mit Hilfe der weiteren Linearstelleinheit ist es möglich, nach dem vollständigen Ausschneiden des Reststücks aus dem Flachteil das Reststück von dem Flachteil abzuheben, sodass das an dem Bearbeitungskopf der Vorrichtung über die Reststückentnahme befestigte Reststück mit dem Bearbeitungskopf parallel zur Oberfläche des Flachteils verlagert werden kann, etwa um das Reststück einer Reststückentsorgung zuzuführen. Ebenso kann die weitere Linearverstellung dazu verwendet werden, um den Reststückgreifer vor dem Bearbeiten, insbesondere vor dem Schneiden eines Endabschnitts der Bearbeitungsbahn dem Reststück anzunähern, sodass der Reststückgreifer das Reststück halten kann, während der Bearbeitungskopf in der zuvor beschriebenen Weise den Endabschnitt der Bearbeitungsbahn durchfährt und damit das Reststück aus dem Flachteil vollständig heraustrennt.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren für die Erzeugung eines Ausbruchs in einem Flachteil im Schaltanlagenbau beschrieben, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

- Bereitstellen eines mit mindestens einem Ausbruch zu versehenden Flachteils und
- spanendes Bearbeiten des Flachteils mit einem Bearbeitungskopf, der entlang einer einen Ausbruch umreißenden, geschlossenen Bearbeitungsbahn auf einer Oberfläche des Flachteils verstellt wird, wobei das Flachteil durchtrennt und ein Reststück aus dem Flachteil ausgeschnitten wird,

Der Endabschnitt kann ein letzter linearer Bahnabschnitt der geschlossenen Bearbeitungsbahn sein, wobei das Ende des Endabschnitts an den Anfang der Bearbeitungsbahn anschließt, sodass eine umlaufend geschlossene Bearbeitungsbahn geschaffen wird, entlang welcher das Reststück vollständig aus dem Flachteil herausgeschnitten ist.
Bei dem spanenden Bearbeiten kann zunächst ein Loch vorgebohrt und anschließend ausgehend von dem vorgebohrten Loch das Flachteil entlang der geschlossenen Bearbeitungsbahn unterbrechungsfrei bis zum Erreichen des Endabschnitts geschnitten werden.
Bei dem spanenden Bearbeiten kann weiterhin mindestens ein weiteres Loch vorgebohrt werden, wobei vor dem spanenden Bearbeiten des Flachteils entlang des Endabschnitts der mindestens eine Vorsprung in das mindestens eine weitere Loch eingeführt wird.
Nach dem Einführen des Vorsprungs in das mindestens eine weitere Loch kann der Reststückgreifer an der Oberfläche des Flachteils fixiert werden.
Das Fixieren des Reststückgreifers an der Oberfläche des Flachteils kann das Erzeugen eines Vakuums zwischen der Oberfläche des Flachteils und mindestens einem Vakuum-Sauggreifer des Reststückgreifers aufweisen.
Nach dem Bearbeiten des Flachteils kann das Reststück vollständig aus dem Flachteil ausgeschnitten sein, woraufhin das Reststück mit dem Reststückgreifer senkrecht zur Oberfläche des Flachteils von dem Flachteil abgehoben wird.
Nach dem Abheben des Reststücks von der Oberfläche des Flachteils kann das Reststück von dem Flachteil entfernt und einer Reststückentsorgung zugeführt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Bearbeitungskopf parallel zur Oberfläche verstellt wird, bis das Reststück vertikal oberhalb von der Reststückentsorgung angeordnet ist, woraufhin das Reststück von dem Reststückgreifer gelöst wird. Das Lösen des Reststückgreifers kann aufweisen, dass ein Vakuum mindestens eines Vakuum-Sauggreifers des Reststückgreifers unterbrochen wird. Wenn der Reststückgreifer einen Permanentmagneten aufweist, kann das Lösen des Reststücks von dem Reststückgreifer das Entfernen des Magneten von dem Reststück aufweisen. Das Fixieren des Reststücks kann analog das Annähern des Permanentmagneten an das Reststück aufweisen. Wenn der Reststückgreifer einen Elektromagneten aufweist, kann das Lösen des Reststücks von dem Reststückgreifer das Unterbrechen eines Spulenstroms des Elektromagneten aufweisen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:

1 in perspektivischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
2 eine schematische Veranschaulichung der Schrittabfolge bei der Erzeugung von Ausbrüchen gemäß dem Stand der Technik;
3 in der Seitenansicht eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bearbeitungskopfes;
4 in perspektivischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reststückentnahme;
5 in perspektivscher Explosionsdarstellung eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reststückentnahme;
6 eine schematische Veranschaulichung der Schrittabfolge bei der Erzeugung von Ausbrüchen in Flachteilen gemäß der Erfindung; und
7 eine schematische Veranschaulichung der Bearbeitungsbahn bei der Erzeugung eines Ausschnitts gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die 1 zeigt eine bekannte Vorrichtung 1 zur spanenden Bearbeitung eines flächigen Werkstücks, beispielsweise einer Montageplatte für den Innenausbau eines Schaltschranks. Die Vorrichtung weist einen Maschinenständer 3.2 auf, der an seiner Vorderseite A eine Auflagefläche 3.1 für ein Werkstück, etwa ein Flachteil oder ein Schaltschrankgehäuse (nicht dargestellt) aufweist. Bei der bekannten Vorrichtung 1 ist die Auflagefläche 3.1 von als Bürstenelemente ausgebildeten Gegenhaltern 3 gebildet. Ein zu bearbeitendes Werkstück kann auf die Auflagefläche 3.1 aufgelegt und im Randbereich mit Haltepratzen fixiert werden. Die Bürstenelemente bilden einen Schwingungsdämpfer, der bei der Bearbeitung des Werkstücks ein Vibrieren des Werkstücks dämpft. Für die Bearbeitung des Werkstücks ist ein Bearbeitungskopf 2 parallel zu der Auflagefläche 3.1 verfahrbar. Der Bearbeitungskopf 2 kann beispielsweise einen Fräser für die Einbringung von Löchern, Ausschnitten und dergleichen in die Montageplatte aufweisen und beispielsweise in der Art ausgebildet sein, wie es aus der DE 10 2008 014 358 A1 bekannt ist.
Um eine Fräskontur zu erstellen, existieren unterschiedliche Lösungen. Entweder kann eine bereits erstelle Kontur aus einer Maschinendatenbank geladen werden, oder es können von einem Anwender in einem Bearbeitungsprogramm einfache Rechtecke, Kreise oder dergleichen eingefügt oder freihändig erzeugt werden. Nach dem Erstellen des Bearbeitungsprogramms wird das Werkstück in der zuvor beschriebenen Weise in der Vorrichtung aufgespannt. Bei Flachteilen wird das Werkstück häufig stehend, etwa um 10° geneigt, bearbeitet und über z-Winkel-Spanner auf der Auflagefläche 3.1 fixiert. Kubische Bauteile, etwa Schaltschrankkleingehäuse, können auf die Auflagefläche 3.1 aufgelegt und mit Pneumatikspannern befestigt werden.
Nachdem das Werkstück befestigt ist, werden erste Löcher 107 in das Werkstück eingebracht, wie dies in 2 dargestellt ist, wo das Werkstück als ein Flachteil 100 ausgebildet ist. Die Löcher 107 dienen einerseits als Startpunkte für die Fräskonturen und andererseits für die Ausbildung von jeweils einem Steg pro Seite des rechteckigen Ausbrauchs 101. Die Bearbeitungsbahn 102 weist vier Teilbahnen auf, die jeweils ausgehend von einem der Löcher 107 bis nahe bei einem weiteren Loch 107 gefräst werden, um einen schmalen Steg 103 auszubilden, der einerseits noch breit genug ist, um das Reststück zu halten, andererseits jedoch auch schmal genug ist, dass er nach dem automatisierten Fräsen einfach manuell, etwa mit einem Seitenschneider, herausgetrennt werden kann. Nachdem sämtliche der vorliegend vier Teilbahnen 102 unter Ausbildung von vier Stegen 103 gefräst worden sind, werden die Stege 103 manuell, beispielsweise mit einem Seitenschneider durchtrennt, sodass das Reststück 105 aus dem Flachteil 100 herausgelöst wird, wie dies im Schritt 4 gezeigt ist. Die verbleibenden Reststege 103 können manuell nachbearbeitet, beispielsweise abgefeilt werden, sodass der im Schritt 5 gezeigte rechteckige Ausbruch 101 erzeugt ist.
Zur Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten handwerklichen Nachbearbeitung und damit zur Erhöhung der Automatisierung der Erzeugung von Ausbrüchen im Schaltanlagenbau ist in 3 eine Ausführungsform eines Bearbeitungskopfes 2 gezeigt, der neben der Bearbeitungsmaschine 2.1 mit dem Werkzeug 2.2 zur Erzeugung der Löcher und Fräskonturen weiterhin eine Reststückentnahme 4 aufweist, die mit dem Bearbeitungskopf 2 fest verbunden ist und die einen endseitigen Reststückgreifer 5 aufweist, der über eine Verstelleinheit 6 relativ zu dem Bearbeitungskopf 2 verstellbar ist. Vorliegend ist die Verstelleinheit 6 als eine Linearstelleinheit ausgebildet, welche eine Verstellung des Reststückgreifers 5 parallel zur Werkstückebene und damit senkrecht zur Zeichnungsebene ermöglicht. Darüber hinaus weist die Reststückentnahme 4 eine Verstellung in z-Richtung senkrecht zur Oberfläche eines zu bearbeitenden Flachteils, also vorliegend parallel zur Zeichnungsebene, auf, sodass der Reststückgreifer 5 bedarfsweise dem Flachteil angenähert und von diesem wieder entfernt bzw. ein herausgelöstes und an dem Reststückgreifer 5 fixiertes Reststück von dem Flachteils abgehoben werden kann. Der Reststückgreifer 5 ist vorliegend als ein Vakuum-Sauggreifer 7 ausgebildet, der an gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Vorsprung 8 aufweist (es ist in der gezeigten Seitenansicht nur ein Vorsprung 8 zu erkennen). Der Vorsprung 8 steht über eine vordere Kontaktseite 9 des Reststückgreifers, die vorliegend als eine Dichtmanschette 10 des Vakuum-Sauggreifers 7 ausgebildet ist, vor. Anstelle eines Vakuum-Sauggreifers 7 können mehrere Vakuum-Sauggreifers 7 vorgesehen sein.
Weitere Einzelheiten beispielhafter Reststückentnahmen 4 sind mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben. Beispielsweise kann die Verstelleinheit 6 als eine Linearstelleinheit ausgebildet sein, welche einen entlang einer horizontalen oder vertikalen x-Richtung verstellbaren Schlitten 6.1 aufweist, an dem der Reststückgreifer 5 angeordnet ist, sodass dieser entsprechend in der genannten x-Richtung verstellbar ist, um eine Vorschubbewegung des Bearbeitungskopfes 2 entlang einer Bearbeitungsbahn in x-Richtung bzw. antiparallel dazu auf der Oberfläche des Flachteils zu kompensieren. Der Reststückgreifer 5 wiederum weist einen Vakuum-Sauggreifer 7 mit einer Dichtmanschette 10 an seinem vorstehend Außenumfang auf, über welche der Vakuum-Sauggreifer 7 fluidisch dichtend an einem flächigen Werkstück, beispielsweise an einem Flachteil, zur Anlage gebracht werden kann. Der Vakuum-Sauggreifer 7 weist einen Vakuumanschluss 7.1 auf, der in dem von der Dichtmanschette 10 umschlossenen Bereich mündet, um einen Unterdruck zwischen der Dichtmanschette 10 und einem Flachteil 100, insbesondere einem Reststück auszubilden.
An gegenüberliegenden Seiten weist der Vakuum-Sauggreifer 7 jeweils einen Vorsprung 8 auf, der stabförmig mit im Wesentlichen kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist. Wie mit Bezug auf die 6 erläutert ist, kann der Reststückgreifer 5 mit Hilfe der Vorsprünge 8 in entsprechende Bohrungen 108 des Reststücks eingreifen, sodass der Reststückgreifer 5 in der Ebene des Flachteils 100 bzw. des Reststücks in Bezug auf das Reststück verdrehsicher gehalten ist. Um ein wahlweises Annähern und Entfernen des Reststückgreifers 5 an das Flachteil 100 bzw. von dem Flachteil 100 weg zu ermöglichen, insbesondere, um den Reststückgreifer 5 zwischen einer Betriebsstellung und einer Außerbetriebsstellung hin und her zu bewegen, weist die Reststückentnahme 4 eine weitere Linearstelleinheit 12 auf, die in z-Richtung, d. h. senkreicht zur Oberfläche 104 des Flachteils 100 verstellbar ist.
Für die Erzeugung eines Ausbruchs 101 ist mit Bezug auf die 6 eine erfindungsgemäße und beispielhafte Schrittabfolge beschrieben. Nachdem das Flachteil 100 mit seiner Oberfläche 104 bereitgestellt, etwa auf einem Maschinenständer einer Bearbeitungsmaschine fixiert worden ist, werden in einem ersten Schritt 1 ein einziges erstes Loch 107 und im vorliegenden Fall zwei zweite Löcher 108 erzeugt. Das erste Loch 107 dient als Einstich für einen Fräser, wobei aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Reststückentnahme dieses einzige Einstichloch 107 hinreichend ist, da insbesondere die segmentierte Heraustrennung des Reststücks 105 unter Zurücklassung von Stegen nicht mehr erforderlich ist. Die beiden zweiten Löcher 108 dienen dazu, Vorsprünge 8 (vgl. 4 und 5) eines Reststückgreifers 5 aufzunehmen, sodass der Reststückgreifer 5 in Bezug auf das Flachteil 100 bzw. ein entstehendes Reststück 105 verdrehgesichert ist, wenn der Reststückgreifer 5 an der Oberfläche 104 fixiert ist und dabei mit seinen Vorsprüngen in die weiteren Löcher 108 eintritt.
Wie mit Bezug auf den zweiten Schritt veranschaulicht ist, wird nach dem Einbringen der ersten und zweiten Löcher 107,108 der Umriss des Ausschnittes bis auf einen Endabschnitt 106 in einem durchgängigen Fräsprozess ausgeschnitten. Dabei muss der Reststückgreifer 5 noch nicht mit dem Flachteil bzw. dem Reststück 105 in Verbindung stehen, da das noch nicht vollständig ausgeschnittene Reststück 105 noch ausreichend in dem Ausbruch 101 gehalten ist. Insbesondere ist die Erzeugung von Haltestegen, mit denen das Reststück 105 in dem Ausbruch 101 gehalten ist, entbehrlich.
Nachdem das Reststück 105 bis auf den Endabschnitt 106 aus dem Flachteil 100 ausgeschnitten ist, wird in einem dritten Schritt der Reststückgreifer 5 der Reststückentnahme 4 der Oberfläche 104 des Flachteils 100 angenähert, mithin aus einer Außerbetriebsstellung in eine Betriebsstellung überführt, und an der Oberfläche 104 fixiert, wobei der Reststückgreifer 5 mit seinen beigeordneten Vorsprüngen 8 in die zweiten Löcher 108 eintritt, sodass die bereits zuvor beschriebene Verdrehsicherung gewährleistet ist. Dazu muss der Bearbeitungskopf, insbesondere ein Werkzeug dieses, nicht von dem Flachteil 100 abgehoben werden, sodass das Werkzeug, beispielsweise ein Fräskopf, in das Flachteil eingetaucht bleiben kann, beispielsweise in Fräsvorschubrichtung unmittelbar dem Endabschnitt 106 vorgelagert. Für die Annäherung des Reststückgreifers 5 kann mit Hilfe der weiteren Linearverstellung 12 (vgl. 4 und 5) der Reststückgreifer 5 dem Flachteil 100 angenähert werden.
Nachdem der Reststückgreifer 5 an das Flachteils 100 angenähert und an dem Flachteil 100 fixiert worden ist, kann der Endabschnitt 106 ebenfalls gefräst werden, wozu der Bearbeitungskopf 2 entlang des Endabschnitts 106 der Bearbeitungsbahn 102 weiter vorgeschoben wird. Zum Ausgleich der Vorschubbewegung des Bearbeitungskopfs 2 führt die Verstelleinheit 6 (vgl. 4 und 5) eine Ausgleichsbewegung aus, sodass der Reststückgreifer 5 relativ zu dem Bearbeitungskopf 2 verstellt wird und in Bezug auf das Flachteil 100 positionsfest ist. Dazu kann beispielsweise bei einer der in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen der Reststückentnahme der Schlitten 6.1 in der x-Richtung festgehalten werden, während ein Unterteil der Verstelleinheit 6, auf welcher der Schlitten 6.1 linear verstellbar ist, relativ zu dem Schlitten verstellt wird.
Nachdem die Bearbeitungsbahn 102 nach Abschluss des Schritts 4 vollständig abgefahren worden und damit das Reststück 105 vollständig aus dem Flachteil 100 herausgetrennt ist, kann der Bearbeitungskopf 2 samt seinem Werkzeug 2.2 und der Reststückentnahme 4 senkrecht zum Flachteil 100 von dem Flachteil 100 abgehoben werden, was durch den Schritt 5 veranschaulicht ist. Anschließend kann das Reststück 105 mit dem Bearbeitungskopf 2 beispielsweise seitlich von dem Flachteil 100 weggeführt werden, um es beispielsweise vertikal oberhalb einer Reststückentsorgung 109 (vgl. 1) anzuordnen, woraufhin das Reststück 105 von dem Reststückgreifer 5 freigegeben wird, sodass das Reststück 105 aufgrund der Schwerkraft in die Reststückentsorgung 109 fällt.
Die 7 veranschaulicht gemäß einer Ausführungsform die Bearbeitungsbahn 102 für die Erzeugung eines rechteckigen Ausbruchs 101 in einem Flachteil 100. Ausgehend von einem ersten Bohrloch 107 startet der Fräsvorgang zunächst in der Zeichnungsdarstellung nach links, woraufhin eine 90°-Richtungsänderung erfolgt und der Fräskopf weiter vertikal nach oben geführt wird. Eine weitere 90°-Richtungsänderung setzt den Fräsprozess in Vorschubrichtung horizontal nach rechts fort. Eine weitere 90°-Richtungsänderung setzt den Fräsprozess vertikal nach unten fort, bis das Fräswerkzeug an dem Anfang des Endabschnitts 106 gekommen ist, wie dies in 7 gezeigt ist. Daran anschließend wird in der zuvor beschriebenen Weise der Reststückgreifer 5 an dem Reststück 105 fixiert, sodass das Reststück 105 bei dem weiteren Fräsen des Endabschnitts, woraufhin das Reststück 105 vollständig aus dem Flachteil 100 herausgelöst wird, in dem Ausbruch 101 fixiert wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Bearbeitungskopf
2.1: Bearbeitungsmaschine
2.2: Werkzeug
3: Gegenhalter
3.1: Auflagefläche
3.2: Maschinenständer
4: Reststückentnahme
5: Reststückgreifer
6: Verstelleinheit
6.1: Schlitten
7: Vakuum-Sauggreifer
7.1: Vakuumanschluss
8: Vorsprung
9: Kontaktseite
10: Dichtmanschette
11: freies Ende
12: Linearstelleinheit
100: Flachteil
101: Ausbruch
102: Bearbeitungsbahn
103: Steg
104: Oberfläche
105: Reststück
106: Endabschnitt
107: erstes Loch
108: zweites Loch
109: Reststückentsorgung
x: horizontale Vorschubrichtung
z: senkrechter Vorschub
A: Vorderseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3223997 B1 [0001]
DE 10011754 A1 [0001]
DE 102016123230 B3 [0002]
DE 102018102488 A1 [0002]
DE 102008014358 A1 [0026]

Claims

Vorrichtung (1) für die Erzeugung von Ausbrüchen (101) in Schaltschrankgehäusen, insbesondere Flachteilen (100) von Schaltschrankgehäusen, wobei die Vorrichtung (1) einen Bearbeitungskopf (2), vorzugsweise einen Fräskopf, für die spanende Bearbeitung eines Flachteils (100) aufweist, der entlang einer Oberfläche (104) eines zu bearbeitenden Flachteils (100) sowie senkrecht dazu verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) weiterhin eine Reststückentnahme (4) aufweist, die mit dem Bearbeitungskopf (2) verbunden ist und die mindestens einen endseitigen Reststückgreifer (5) aufweist, der über eine Verstelleinheit (6) relativ zu dem Bearbeitungskopf (2) verstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der die Verstelleinheit (6) eine Linearstelleinheit ist oder aufweist, mit der der mindestens eine Reststückgreifer (5) parallel (x) zu einer Oberfläche (104) eines zu bearbeitenden Flachteils (100) verstellbar ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Verstelleinheit (6) dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Bearbeitungskopfes (2) entlang einer Oberfläche (104) eines zu bearbeitenden Flachteils (100) durch eine entsprechende Gegenbewegung des Reststückgreifers (5) relativ zu dem Bearbeitungskopf (2) zu kompensieren, sodass der Reststückgreifer (5) in Bezug auf das Flachteil (100) positionsfest ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Reststückgreifer (5) einen Vakuum-Sauggreifer (7) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei der der Reststückgreifer (5) mindestens einen Vorsprung (8) aufweist, der über eine vordere Kontaktseite (9) des Reststückgreifers (5), mit der der Reststückgreifer (5) mit einem zu greifenden Flachteil (100) in Kontakt tritt, vorsteht.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, bei der der Reststückgreifer (5) einen Vakuum-Sauggreifer (7) mit einer Dichtmanschette (10) aufweist, wobei an gegenüberliegenden Seiten der Dichtmanschette (10) jeweils ein Vorsprung (8) angeordnet ist, der über eine vordere Kontaktseite (9) der Dichtmanschette (10) vorsteht.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, bei der der mindestens eine Vorsprung (8) an seinem freien Ende (11) im Querschnitt senkrecht zu seiner Längsrichtung kreisrund ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, bei der die Reststückentnahme (4) eine weitere Linearstelleinheit (12) aufweist, mit der der Reststückgreifer (5) senkrecht (z) zu der Oberfläche (104) eines zu bearbeitenden Flachteils (100) verstellbar ist.
Verfahren für die Erzeugung von Ausbrüchen (101) in Schaltschrankgehäusen, insbesondere Flachteilen (100) von Schaltschrankgehäusen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: - Bereitstellen mindestens eines mit mindestens einem Ausbruch (101) zu versehenden Flachteils (100) oder eines ein Flachteil (100) aufweisenden Schaltschrankgehäuses; - spanendes Bearbeiten des Flachteils (100) mit einem Bearbeitungskopf (2), der entlang einer einen Ausbruch (101) umreißenden, geschlossenen Bearbeitungsbahn (102) auf einer Oberfläche (104) des Flachteils (100) verstellt wird, wobei das Flachteil (100) durchtrennt und ein Reststück (105) aus dem Flachteil (100) ausgeschnitten wird; dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei dem spanenden Bearbeiten des Flachteils (100) entlang eines Endabschnitts (106) der geschlossenen Bearbeitungsbahn (102) das Reststück (105) von einem Reststückgreifer (5) einer mit dem Bearbeitungskopf (2) verbundenen Reststückentnahme (4) fixiert wird, während eine Bewegung des Bearbeitungskopfs (2) zumindest entlang des Endabschnitts (106) durch eine entsprechende Gegenbewegung des Reststückgreifers (5) relativ zu dem Bearbeitungskopf (2) kompensiert wird, sodass der Reststückgreifer (5) in Bezug auf das Flachteil (100) positionsfest gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem bei dem spanenden Bearbeiten zunächst ein Loch (107) vorgebohrt und anschließend ausgehend von dem vorgebohrten Loch (107) das Flachteil (100) entlang der geschlossenen Bearbeitungsbahn (102) unterbrechungsfrei bis zum Erreichen des Endabschnitts (106) geschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem bei dem spanenden Bearbeiten mindestens ein weiteres Loch (108) vorgebohrt wird, wobei vor dem spanenden Bearbeiten des Flachteils (100) entlang des Endabschnitts (106) der mindestens eine Vorsprung (8) in das mindestens eine weitere Loch (108) eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem nach dem Einführen des Vorsprungs (8) in das mindestens eine weitere Loch (108) der Reststückgreifer (5) an der Oberfläche (104) des Flachteils (100) fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Fixieren des Reststückgreifers (5) an der Oberfläche (104) des Flachteils (100) das Erzeugen eines Vakuums zwischen der Oberfläche (104) des Flachteils (100) und einem Vakuum-Sauggreifer (7) des Reststückgreifers (5) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem nach dem Bearbeiten des Flachteils (100) das Reststück (105) vollständig aus dem Flachteil (100) ausgeschnitten ist, woraufhin das Reststück (105) mit dem Reststückgreifer (5) senkrecht zur Oberfläche (104) des Flachteils (100) von dem Flachteil (100) abgehoben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem nach dem Abheben des Reststücks (105) von der Oberfläche (104) des Flachteils (100) das Reststück (105) von dem Flachteils (100) entfernt und einer Reststückentsorgung (109) zugeführt wird, indem der Bearbeitungskopf (2) parallel zur Oberfläche (104) verstellt wird, bis das Reststück (105) vertikal oberhalb von der Reststückentsorgung (109) angeordnet ist, woraufhin das Reststück (105) von dem Reststückgreifer (5) gelöst wird, vorzugsweise indem ein Vakuum eines Vakuum-Sauggreifers (7) des Reststückgreifers (5) unterbrochen wird.