DE19757535A1 - Selbsttätiges Bearbeiten der Oberflächen von Werkstücken, insbes. Knöpfen bzw. Knopfrohlingen - Google Patents
Selbsttätiges Bearbeiten der Oberflächen von Werkstücken, insbes. Knöpfen bzw. KnopfrohlingenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft das selbsttätige Bearbeiten von Werkstücken, wie Knöpfen,
Knopfrohlingen und insbesondere eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Die Herstellung von Knöpfen mit auf der Oberfläche ausgebildeten, dreidimensionalen
Mustern bzw. Motiven erfordert ein Bearbeiten, insbesondere Fräsen, in der x-, y- und z-
Richtung. Eine derartige Bearbeitung wird derzeit mit von Hand geführtem oder wahl
weise über Schablonen gesteuertem Fräser oder dergl. Werkzeug vorgenommen. Da
Handarbeit aus Kostengründen nur in Ausnahmefällen in Frage kommt, werden in der
Regel für industriell hergestellte Knöpfe Schablonen erstellt, über die die erforderlichen
Bearbeitungsvorgänge für die Durchführung der Frässchritte vorgenommen werden. Auch
diese Methode ist relativ aufwendig und kompliziert, da die Herstellung der Schablonen
selbst sehr kosten intensiv ist und da die Schablonensteuerung für die Bearbeitung von
Knöpfen hoher Präzision sehr genau gearbeitete Schablonen und Übertragungen erforder
lich macht und für jede Abweichung der Knopfform bzw. des zu bearbeitenden Musters
eine gesonderte Schablone notwendig ist. Bei der Vielzahl von unterschiedlichen Knopf
mustern bedeutet dies eine große Anzahl von Schablonen mit all dem Aufwand, den das
Herstellen, Aufbewahren und Auswählen dieser Schablonen mit sich bringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Bearbeiten, insbesondere Fräsen von Oberflächen von
Knöpfen bzw. Knopfrohlingen in drei Dimensionen, d. h. ein räumliches Muster bzw.
Design der Oberfläche, auf einfache, schnelle und kostengünstige Weise vorzunehmen
und insbesondere unterschiedliche, beliebige räumliche Muster und Darstellungen zu
fräsen.
Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1
erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die mit der Erfindung zu bearbeitenden Knöpfe bzw. Knopfrohlinge haben in der Regel
Scheibenform (rund, oval, eckig) und werden vorzugsweise auf ihrer Oberfläche so
bearbeitet, daß ein dreidimensionales Muster entsteht, das in unterschiedlichster Weise
ausgebildet sein kann. Zum Beispiel kann dieses Muster die Form eines Sternes haben,
der gegenüber der Grundfläche erhaben ist, d. h., daß das gesamte Material entfernt bzw.
weggefräst werden muß, das nicht zur Ausbildung des Sternes beiträgt. Weiterhin kann
der Stern beispielsweise von den Zacken nach innen zur Mitte zu muldenförmig vertieft
sein, so daß mit dem Fräserwerkzeug aus dem Knopfrohling das Material zwischen
Scheibenumfang und Stern weggefräst wird, und entweder im gleichen oder in einem
getrennten Arbeitsgang die Mulde im Stern gefräst wird. Wahlweise kann letzterer Vor
gang durch ein getrenntes Werkzeug, z. B. ein Schleifwerkzeug, vorgenommen werden.
Grundsätzlich kann mit der Erfindung jedes beliebige Muster bzw. jede beliebige Form in
dreidimensionaler (oder auch zweidimensionaler) Ausführung erstellt werden, wobei der
Bearbeitungsvorgang ein Fräsen, Schleifen, Bohren, Hämmern und dergl. einschließen
kann.
Der Knopf bzw. Knopfrohling wird in herkömmlicher Weise auf einem Trägerkopf fest
gelegt, z. B. werden auf einem Revolverkopf mehrere Knöpfe in Umfangsrichtung aufge
setzt und verspannt, damit durch schrittweises Weiterschalten des Revolverkopfes eine
rationelle Bearbeitung erfolgen kann. Die Knöpfe werden zur Bearbeitung an einer Auf
gabestelle selbsttätig auf den Revolverkopf aufgesetzt, der Revolverkopf wird in eine Bear
beitungsposition gedreht, an der der jeweilige Knopf mit Hilfe des Werkzeuges bearbeitet
wird, und die fertig bearbeiteten Knöpfe werden an einer Abgabestelle nacheinander
selbsttätig abgenommen und durch neu aufgesetzte, zu bearbeitende Knöpfe ersetzt.
Das Zustellen des Bearbeitungswerkzeuges, z. B. eines Fräsers, eines Schleifwerkzeuges
oder dgl. zum Werkstück, nämlich den Knopf bzw. Knopfrohling oder z. B. einen zu
einem Schmuckstück zu verarbeitenden Stein erfolgt im Falle der Erfindung dadurch, daß
der Werkzeugträger entsprechend den Bewegungen, die das Werkzeug bzw. der Fräser
gegenüber dem Werkstück, nämlich dem Knopf bzw. Knopfrohling, ausführen muß, um
das gewünschte Muster auf der Oberfläche zu erzeugen, durch getrennte motorische
Antriebe in der x-, y- und z-Achse eines Koordinatensystems, dessen Nullpunkt in der
Längsachse des die Ausgangsposition einnehmenden Werkzeuges liegt, gegenüber dem
zu bearbeitenden Knopf verschoben wird. Die entsprechenden Bewegungen der motori
schen Antriebe werden durch elektrische Signale gesteuert, die aus einem PC-Programm
stammen, das über die Tastatur des PC aktiviert wird. Beispielsweise wird über die Tasta
tur ein bestimmtes Knopfmuster als Ganzes angewählt und damit programmgesteuert der
Fräser zur Ausführung der für dieses Muster erforderlichen vollständigen Bewegungsab
läufe in x-, y- und z-Richtung relativ zum Knopf bewegt, bis das Muster fertig herausgear
beitet ist. Dies bedeutet, daß mit einem einzigen Tastendruck über die Programmsteu
erung die gesamte Bearbeitung der Oberfläche des Knopfes erfolgt und selbsttätig abläuft.
Hierfür ist jedem Muster eine Taste bzw. Tastenkombination zugeordnet.
Wahlweise können programmgesteuert Einzelschritte eingegeben werden, die durch das
Programm in entsprechende Bewegungen der Antriebsmotore in x-, y- und/oder z-Rich
tung umgesetzt werden, so daß damit beliebige und wiederholbare Änderungen der
Muster vorgenommen werden können.
Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß eine beliebige Anzahl von
Mustern, Darstellungen oder dgl., jeweils bezogen auf beliebige Knopfformen und
Knopfgrößen, in einem Programm gespeichert werden und durch entsprechenden Tasten
druck programmgesteuert abgerufen werden können, damit auf einfachste, kosten
günstigste und schnellste Weise einmal vorhandene Muster in beliebiger Weise reprodu
ziert werden können, daß aber alternativ auch einzelne Bewegungsvorgänge durch
Tastatur eingegeben und zu neuen Mustern, Darstellungen oder dgl. zusammengesetzt
werden können. Damit entfällt das aufwendige Herstellen von Schablonen für jedes
einzelne Muster, der damit in Verbindung stehende Aufwand für das Speichern derartiger
Schablonen, und ferner auch der Aufwand für das Heraussuchen solcher Schablonen.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines
Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 2 die Darstellung der vom Werkzeug auszuführenden Bewegungen,
Fig. 3 eine Ausführungsform einer der Erfindung zugrundeliegenden Vorrichtung,
Fig. 4 die Darstellung eines beispielsweisen, mit der Erfindung hergestellten Knopfes in
Schrägansicht, und
Fig. 5 die Darstellung nach Fig. 4 in Seitenansicht.
Auf einem Werkstückträger 1, z. B. einem Revolverkopf, sind in Umfangsrichtung die zu
bearbeitenden Knöpfe 2 aufgesetzt und in ihrer Position festgelegt. Ein Fräswerkzeug 3
auf einem Werkzeugaufnahmekopf 4 ist in einer Richtung Wy (längs) auf den Knopf 2 zu
und über eine schlittenartige Anordnung 5, die den Werkzeugträger 4 aufnimmt, in Rich
tungen Wx1 und Wx2 (quer) sowie in vertikaler Richtung Wz verschiebbar angeordnet.
Der Antrieb der den Fräser 3 bzw. die Fräserhalterung 4 aufnehmenden Supporte 5 erfolgt
durch den Antriebsmotor 6 (Mx) über die Leitung 7, den Motor 8 (My) über die Leitung 9
und den Motor 10 (Mz) über die Leitung 11.
Die Motoren werden über Leitungen 12, 13, 14 aus einer Programmanordnung 15 inner
halb eines PC 16 mit Tastatur 17 gespeist, so daß bei einer entsprechenden Betätigung der
einem bestimmten Knopfmuster zugeordneten Taste oder Tastenfolge der Tastatur 17 der
Bewegungsablauf des Fräsers 3 ausgelöst und durchgeführt wird, der das Muster am
Knopf 2 bearbeitet. In Fig. 2 ist mit der Fräseraufnahme das Koordinatensystem, in wel
chem das Fräswerkzeug 3 bzw. die Fräseraufnahme 4 entsprechend bewegt wird, sche
matisch dargestellt.
Fig. 3 zeigt die mechanische Vorrichtung zur Betätigung des Fräserwerkzeuges 3 und die
Zuordnung zum Revolverkopf 1. Der Revolverkopf 1 besitzt einen zylinderförmigen Kör
per 18, auf dessen Umfangsfläche Knopfaufnahmen 19 in Umfangsrichtung im gleichen
Abstand hintereinander angeordnet sind, die jeweils eine Knopfklemmvorrichtung 20 zur
Festlegung des Knopfes bzw. Knopfrohlings 21 aufweisen. Die Klemmvorrichtung 20
nimmt selbsttätig über eine Zuführvorrichtung bekannter Bauart den Knopf 21 auf, hält
ihn während des Bearbeitungsvorganges in seiner Position fest und gibt nach Beendigung
der Bearbeitung den Knopf selbsttätig frei, während ein noch nicht bearbeiteter Knopf
selbsttätig in die Klemmvorrichtung 20 eingesetzt wird. Eine derartige Festlegung von
Knöpfen innerhalb eines Revolverkopfes ist in Hinblick auf die Einzelheiten der Ausbil
dung nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.
Das Fräserwerkzeug 3 ist mit seiner Aufnahme- und Antriebsvorrichtung 22 über starre
Halter 23 mit einem horizontal auf den Knopfrohling 21 zu verstellbaren Support 24 (y-
Achse, Pfeil 25) verschiebbar. Der Support 24 mit Fräser 3 ist in einer Führungsvorrich
tung 26 in vertikaler Richtung auf- und abbewegbar (z-Achse, Pfeil 27), und der Support
24 ist in der Führungsanordnung in horizontaler Richtung senkrecht zur Zeichenebene in
Fig. 3 und quer zur Pfeilrichtung 25, wie mit Punkt 28 angedeutet (x-Achse), verschieb
bar. Die Führungsvorrichtung 26 ist an einer Trägerwand bzw. einem Gestell 29 befestigt
und nimmt die Antriebsmotoren 6, 8, 10 für die Bewegungen in der x- y- und z-Richtung
des Fräserwerkzeuges 3 auf. Die Antriebsmotoren werden über Signale gesteuert, die
durch das Programm 15 im PC 16 aktiviert werden.
In den Fig. 4 und 5 ist ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeiteter Knopf
30 dargestellt, dessen Oberfläche 31 das zu bearbeitende bzw. aus dem Knopfmaterial
herauszuarbeitende Muster 32 in Form eines hier beispielsweise dargestellten Sternes auf
weist, der von den Spitzen 33 zur Mitte hin muldenartig vertieft ist, wie mit 34 angedeu
tet. Die Bearbeitung kann dabei durch Fräsen, Schleifen, Bohren, Hämmern oder dergl.
vorgenommen werden.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum selbsttätigen Bearbeiten, insbesondere Fräsen, von räumlichen
Mustern und Darstellungen auf den Oberflächen von Werkstücken, wie Knöpfen,
Knopfrohlingen oder ähnlichen Gegenständen, die zur Bearbeitung in Befestigungs
vorrichtungen von Revolvern oder dergl. eingespannt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das auf die den Knopf aufnehmende Befestigungsplatte
zustellbare Werkzeug, insbesondere ein Fräser, von einem Werkzeugträger aufgenom
men ist, der in der x-, y- und z-Richtung einstellbar und verfahrbar gegenüber dem
positionierten Werkstück angeordnet ist, daß die Einstellbewegung durch Antriebsmo
toren (Mx, My und Mz) erzeugt wird, daß die Motoren programmgesteuert sind, und
daß das Programm die Steuerdaten für die Motorsteuerungen entsprechend den unter
schiedlichen, zu bearbeitenden Mustern oder Designs des Werkstückes aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen
Werkstückmuster oder -designs, insbes. Knöpfe durch Programmwähltasten an einem
PC abrufbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen
des Werkzeuges, insbesondere Fräsers, in den x-, y- und z- Richtungen unmittelbar an
der PC-Tastatur eingebbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bewegungen des Werkzeuges, insbesondere Fräsers, in der x-, y- und z- Richtung
wahlweise unabhängig voneinander durch Tasteneingabe der Einzelbewegungen zur
Erzielung beliebiger Muster bzw. Designs oder durch Tasteneingabe des jeweils
gewünschten, fest vorgegebenen gesamten Musters bzw. Designs über die PC-Tastatur
programmsteuerbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich
zu dem Werkzeug, z. B. Fräser, mindestens ein weiteres Bearbeitungswerkzeug, z. B.
ein Schneid-, Schleif- oder Bohrerwerkzeug vorgesehen ist, das über einen getrennten
motorischen Antrieb programmgesteuert ist.
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