DE10327940A1

DE10327940A1 - NC-Bearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10327940A1
Application number: DE2003127940
Authority: DE
Inventors: Dieter Eisenbeis; Wolfgang Kessel; Helmut Dr. Lauckner
Original assignee: Mafell AG
Current assignee: Mafell AG
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-05

Abstract

NC-Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere NC-Fräsvorrichtung, mit einem Werkzeughalter, einem Werkzeugantrieb, einem Achsantrieb für den Werkzeughalter und einer NC-Steuerung für den Achsantrieb, wobei zur Erleichterung der Handhabung der Werkzeughalter, der Werkzeugantrieb, der Achsantrieb und die NC-Steuerung an einem mobilen Träger angeordnet sind, welcher Positioniermittel aufweist, durch welche der Träger relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück positionierbar ist, und wobei der Werkzeughalter durch den Achsantrieb relativ zu dem Träger verfahrbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine NC-Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere NC-Fräsvorrichtung, mit einem Werkzeughalter, einem Werkzeugantrieb, einem Achsantrieb für den Werkzeughalter und einer NC-Steuerung für den Achsantrieb.

Bekannte NC-Bearbeitungsvorrichtungen wie beispielsweise Drei-Achsen-Fräsmaschinen weisen ein Maschinengestell auf, an dem das Fräswerkzeug in drei Achsen beweglich angebracht ist. Das zu bearbeitende Werkstück wird in eine am Maschinengestell vorhandene Werkstückhalterung eingespannt und kann dann bearbeitet werden. Hierbei bewegt sich das Werkzeug NC-gesteuert relativ zum Werkstück, um die gewünschte Bearbeitung vorzunehmen. Über einen Werkzeugantrieb wird das Fräswerkzeug dabei angetrieben.

Für die Bearbeitung von großen Werkstücken werden Auflagetische vorgesehen. Auf diese werden die Werkstücke aufgelegt und befestigt. Nach der Bearbeitung müssen die Werkstücke wieder entnommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine NC-Bearbeitungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine einfache Handhabung ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Werkzeughalter, der Werkzeugantrieb, der Achsantrieb und die NC-Steuerung an einem mobilen Träger angeordnet sind, welcher Positioniermittel aufweist, durch welche der Träger relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück positionierbar ist, und dass der Werkzeughalter durch den Achsantrieb relativ zu dem Träger verfahrbar ist.

Durch die Anordnung der Elemente der NC-Bearbeitungsvorrichtung an einem mobilen Träger anstatt an einem Maschinengestell kann die Bearbeitungsvorrichtung zu einem zu bearbeitenden Werkstück transportiert werden. Erfindungsgemäß wird also nicht das Werkstück zur Bearbeitungsvorrichtung sondern die Bearbeitungsvorrichtung zum Werkstück gebracht. Dies hat insbesondere bei großen Werkstücken Vorteile. Über die Positioniermittel kann dabei die Bearbeitungsvorrichtung relativ zum Werkstück positioniert werden, um eine NC-Bearbeitung zu ermöglichen. Der Werkzeughalter mit dem Werkzeug verfährt hierfür relativ zum Träger in den entsprechenden Achsen.

Die erfindungsgemäße NC-Bearbeitungsvorrichtung weist bevorzugt mindestens zwei Bearbeitungsachsen und eine Zustellachse auf. Damit ergibt sich bereits eine weite Einsatzmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Durch einen am Träger vorgesehenen Schwenkmechanismus, durch welchen der Träger relativ zum Werkstück definiert verschwenkbar ist, können weitere Achsbearbeitungen ermöglicht werden, so dass eine Vier- oder Fünf-Achsen-Bearbeitung durchgeführt werden kann.

Der Träger weist nach einer Ausgestaltung der Erfindung mindestens eine Anschlagkante zur Positionierung an einem Werkstück auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dadurch einfach auf ein Werkstück aufgelegt werden, wobei über die Anschlagkante eine genaue Positionierung sichergestellt wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Träger Befestigungsmittel, insbesondere Spannmittel zur Befestigung an einem Werkstück auf. Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch an vertikalen Werkstücken angebracht werden. Die Bearbeitungsmöglichkeiten werden dadurch weiter erhöht und die Handhabung weiter vereinfacht.

Durch definiertes Versetzen des Trägers ergibt sich außerdem die Möglichkeit, den Arbeitsbereich über den Bereich des Trägers hinaus zu vergrößern.

Bevorzugt ist der Träger als Rahmen ausgebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dadurch besonders leicht ausgebildet werden und ist trotzdem ausreichend stabil.

An dem Rahmen sind insbesondere zwei zueinander parallele Schenkel vorgesehen, längs welcher der Werkzeughalter mit dem Werkzeugantrieb verfahrbar ist. Hierfür ist der Werkzeughalter bevorzugt auf einem zwischen den beiden parallelen Schenkeln des Rahmens angeordneten Querträger angeordnet, der längs der beiden Schenkel verfahrbar ist. Wird auch der Werkzeughalter mit dem Werkzeugantrieb verfahrbar auf dem Querträger angeordnet, ergibt sich eine Art Kreuzschlittenanordnung für eine Zwei-Achs-Bearbeitung.

Die Zustellachse ist bevorzugt im Werkzeughalter integriert. Damit ergibt sich ein besonders einfacher und Platz sparender Aufbau.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Werkzeughalter gemeinsam mit dem Werkzeugantrieb lösbar mit dem Träger verbunden. Dies ermöglicht einen einfachen Werkzeugwechsel, indem der Werkzeughalter und der Werkzeugantrieb einschließlich Werkzeug vom Träger gelöst werden und das Werkzeug dann einfach ausgetauscht wird. Die Verbindung kann bevorzugt über einen Bajonettverschluss erfolgen.

Die Steuerung der erfindungsgemäßen NC-Bearbeitungsvorrichtung weist bevorzugt einen Speicher für das Bearbeitungsprogramm auf. Dadurch ist ein separater Speicher, insbesondere ein externer Computer entbehrlich, der für die erforderlichen Aufgaben überdimensioniert wäre.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Steuerung mit dem Speicher auf einer gemeinsamen Platine zusammengefasst ist.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Steuerung eine Schnittstelle zur Eingabe eines Bearbeitungsprogramms, insbesondere über den Plotterausgang eines handelsüblichen Computers auf. Damit kann ein Fräsprogramm einfach von einem CAD-Programm an die erfindungsgemäße Vorrichtung übergeben werden. Der sonst erforderliche Arbeitsschritt einer NC-Programmierung und der Schritt einer Umsetzung in den Postprozessor entfallen daher vorteilhafterweise.

Die erfindungsgemäße Steuerung kann im Übrigen auch als CNC-Steuerung ausgebildet sein.

Zur Dateneingabe, insbesondere von Taschen, welche für Seitenbeschläge gefräst werden, kann auch ein Lesegerät für Chipkarten in die Vorrichtung eingebaut sein. Die Dateneingabe ist dadurch besonders einfach.

Ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt als einzige Figur
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen NC-Bearbeitungsvorrichtung im Einsatz an einer Türzarge.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung umfasst einen Trägerrahmen 1 mit zwei zueinander parallelen ersten Schenkeln 2 und zwei diese verbindenden Querschenkel 3. Auf der Oberseite der Querschenkel 3 ist jeweils ein Haltegriff 4 angebracht. Grundsätzlich könnte auch nur ein Querschenkel vorgesehen sein.
Längs der beiden parallelen Schenkel 2 des Trägerrahmens 1 ist ein Querträger 5 verschiebbar angeordnet. Die beiden parallelen Schenkel 2 sind hierfür schienenartig ausgebildet, und der Querträger 5 ist an seinen beiden Enden jeweils mit einem Schlitten 6 verbunden, der in den Schienenführungen 7 der beiden parallelen Schenkel 2 verfahrbar ist.
Der Querträger 5 weist ebenfalls eine Schienenführung 8 auf. In dieser ist ein weiterer Schlitten 9 verfahrbar, der einen Werkzeughalter 10 und einen Werkzeugantrieb 11 trägt. Außerdem ist an dem Schlitten 9 eine Absaugdüse 12 angebracht. Der Werkzeughalter 10 mit dem Werkzeugantrieb ist beispielsweise über einen Bajonettverschluss mit dem Schlitten 9 verbunden. Er kann dann einfach vom Schlitten 9 gelöst werden, um einen Werkzeugwechsel vorzunehmen.
Ein Antrieb 13 ist zum Verfahren des Schlittens 9 seitlich am Querträger 5 angebracht, und ein Antrieb 14 zum Verfahren des Querträgers 5 seitlich an einem der beiden parallelen Schenkel 2. Der andere Schenkel 2 trägt eine Steuerungseinrichtung 15. Ein weiterer Antrieb 26 zum Bewegen des Werkzeughalters 10 samt Werkzeug und Werkzeugantrieb 11 senkrecht zum Rahmen 1 ist seitlich des Werkzeugshalters 10 am Schlitten 9 angebracht. Die Stromversorgung der Antriebe 11, 13, 14, 26 und ihre Steuerung erfolgt über Kabel 16, die abschnittsweise durch einen der beiden als Hohlprofil ausgebildeten Querschenkel 3 geführt sind.
Auf seiner Unterseite ist der Rahmen 1 des Weiteren mit vier Anschlagstutzen 17, 18 versehen, die jeweils in einem Eckbereich des Rahmens 1 angeordnet sind. Die an einem der beiden parallelen Schenkel 2 angeordneten Anschlagstutzen 18 sind dabei jeweils mit einer Spannvorrichtung 19 in Art einer Spannzange versehen, die einen durch eine Gewindebohrung 20 hindurch geführten Gewindestift 21 mit Handgriff 22 aufweist. Das durch die Gewindebohrung 20 hindurch geführte Ende der Spannvorrichtung 19 kann sich an einem Werkstück, beispielsweise der in 1 dargestellten Türzarge 23 abstützen. Durch gleichzeitige Anlage der beiden Anschlagstutzen 17 an dem anderen der beiden parallelen Schenkel 2 an der Türzarge 23 kann der Halterahmen 1, wie dargestellt, an der Türzarge festgespannt werden.
Der dargestellte Trägerrahmen 1 ist außerdem noch mit einer Schwenkeinrichtung 24 versehen, durch welche der Rahmen 1 relativ zum Werkstück 23 definiert verschwenkbar ist, wie mit Doppelpfeil 25 in 1 dargestellt ist.
Die Steuerung 15 enthält eine Platine, auf welcher alle Steuerungsfunktionen und der Speicher für das Bearbeitungsprogramm zusammengefasst sind. Die Eingabe des Steuerprogramms erfolgt insbesondere direkt vom Plotterausgang eines handelsüblichen Personal Computers mittels einer entsprechenden Steckverbindung oder beispielsweise über einen Kartenleser. Das Bearbeitungsprogramm mit den abzufahrenden Konturen kann daher von einem gängigen CAD-Programm übernommen werden. Eine spezielle NC-Programmierung und eine Umsetzung in einen Postprozessor ist dann nicht erforderlich. Das Bearbeitungsprogramm kann vom Her steller der Bearbeitungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden oder vom Benutzer selbst erstellt werden, oder es können geeignete Programme von Dritten erstellt werden.
Zum Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird diese auf ein zu bearbeitendes Werkstück 23 aufgesetzt. Bei horizontaler Anordnung der Vorrichtung genügt dabei ein einfacher Anschlag, während bei vertikaler Anordnung die Spannvorrichtung 19 zum Einsatz kommt. Nach Positionierung der Vorrichtung und gegebenenfalls Verspannung kann die Bearbeitung des Werkstückes 23 beginnen. Die Bearbeitung erfolgt nach Zustellung des Werkzeugs längs der im Werkzeughalter integrierten Z-Achse gemäß einem in die Steuerung 15 der Vorrichtung eingegebenen Programm längs der Bearbeitungsachsen X und Y. Um ein größeres Werkstück über den Bereich des Trägerrahmens 1 hinaus zu bearbeiten, kann dieser relativ zum Werkstück definiert versetzt werden. Auf diese Weise können auch größere Werkstücke bearbeitet werden. Nach definiertem Verschwenken des Trägerrahmens 1 mittels der Schwenkvorrichtung 24 relativ zum Werkstück 23 kann eine Bearbeitung desselben in einer oder zwei weiteren Achsen erfolgen. Damit können beispielsweise Kanten von zwei Seiten bearbeitet werden, wobei lediglich eine 2½- oder 3-Achsen-Steuerung erforderlich ist.
Zum Auswechseln eines Werkzeuges wird der Werkzeughalter 10 zusammen mit dem Werkzeug und dem Werkzeugantrieb 11 von dem Schlitten 9 gelöst. Sodann wird das Werkzeug ausgetauscht, und anschließend der Werkzeughalter 10 zusammen mit dem neuen Werkzeug und dem Werkzeugantrieb 11 wieder auf den Schlitten 9 aufgesteckt und verrastet. Nun kann die Bearbeitung mit dem neuen Werkzeug fortgesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach im Aufbau und erleichtert die Handhabung insbesondere bei der Bearbeitung großer Werkstücke. Hierfür wird die Vorrichtung zum Werkstück gebracht und nicht das Werkstück zur Bearbeitungsvorrichtung. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine NC-Bearbeitung und auch eine CNC-Bearbeitung von Werkstücken möglich. Die Vorrichtung kann einfach und leicht ausgestaltet werden, und ist im Übrigen kostengünstig in der Herstellung.

1: Trägerrahmen
2: Schenkel
3: Querschenkel
4: Haltegriff
5: Querträger
6: Schlitten
7: Führungsschiene
8: Führungsschiene
9: Schlitten
10: Werkzeughalter
11: Werkzeugantrieb
12: Absaugdüse
13: Antrieb
14: Antrieb
15: Steuerung
16: Kabel
17: Anschlagstutzen
18: Anschlagstutzen
19: Spannvorrichtung
20: Gewindebohrung
21: Gewindestift
22: Handgriff
23: Türzarge
24: Schwenkvorrichtung
25: Doppelpfeil
26: Antrieb

Claims

NC-Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere NC-Fräsvorrichtung, mit einem Werkzeughalter (10), einem Werkzeugantrieb (11), einem Achsantrieb (13, 14, 26) für den Werkzeughalter (10) und einer NC-Steuerung (15) für den Achsantrieb (13, 14, 26), dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (10), der Werkzeugantrieb (11), der Achsantrieb (13, 14, 26) und die NC-Steuerung (15) an einem mobilen Träger (1) angeordnet sind, welcher Positioniermittel (17, 18) aufweist, durch welche der Träger (1) relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück (23) positionierbar ist, und dass der Werkzeughalter (10) durch den Achsantrieb (13, 14, 26) relativ zu dem Träger (1) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bearbeitungsachsen (X, Y) und eine Zustellachse (Z) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) mit einem Schwenkmechanismus (24) versehen ist, durch welchen der Träger (1) relativ zum Werkstück (23) definiert verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) mindestens eine Anschlagkante (17, 18) zur Positionierung an einem Werkstück (23) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) Befestigungsmittel (19), insbesondere Spannmittel, zur Befestigung an einem Werkstück (23) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) als Rahmen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1) zwei zueinander parallele Schenkel (2) aufweist, längs welcher der Werkzeughalter (10) mit dem Werkzeugantrieb (11) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querträger (5) längs der parallelen Schenkel (2) verfahrbar ist, auf welchem wiederum der Werkzeugträger (10) mit dem Werkzeugantrieb (11) in dessen Längsrichtung verfahrbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Werkzeughalter (10) eine Zustellachse (Z) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (10) gemeinsam mit dem Werkzeugantrieb (11) lösbar mit dem Träger (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (10) mit dem Werkzeugantrieb (11) über einen Bajonettverschluss mit dem Träger (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (15) einen Speicher für das Bearbeitungsprogramm umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (15) mit dem Speicher auf einer Platine zusammengefasst ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (15) eine Schnittstelle zur Eingabe eines Bearbeitungsprogramms, insbesondere von dem Plotterausgang eines handelsüblichen Computers oder von einem anderen Speichermedium, beispielsweise einer Chipkarte, aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Vorrichtung ein Lesegerät für Chipkarten eingebaut ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung als CNC-Steuerung ausgebildet ist.