DE19944568A1 - Verfahren zum Bearbeiten von Speichenfelgen für Fahrzeuge - Google Patents
Verfahren zum Bearbeiten von Speichenfelgen für FahrzeugeInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Bearbeiten von Speichenfelgen für Fahrzeuge. Erfindungsgemäß wird eine Hexapod-Bearbeitungsmaschine verwendet, die sechs an ein Maschinengestell angeschlossene, in der Länge stellbewegliche Streben sowie einen von den Streben gehaltenen Spindelträger mit Motorspindel aufweist. Das Werkstück wird auf einem mit einem Drehtisch ausgerüsteten Werkstückträger im Arbeitsraum der Hexapod-Bearbeitungsmaschine positioniert. Die Speichen des zu bearbeitenden Werkstückes werden bei ruhendem Werkstückträger mit einem an die Motorspindel angeschlossenen Werkzeug entgratet. Dazu fährt der Spindelträger durch programmgesteuerte Stellbewegungen der Streben Konturen des Werkstückes nach. Entsprechend können Gußnähte an dem Werkstück entfernt werden. Für eine Bearbeitung des Felgenraumes wird der Werkstückträger rotierend angetrieben. Mit einem am Spindelträger gehaltenen Werkzeug erfolgt die spanende Bearbeitung des rotierenden Werkstückes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeitung von
Speichenfelgen für Fahrzeuge.
Bei den Werkstücken handelt es sich vornehmlich um
einstückige Gußteile aus Leichtmetall, die zur Gewichts
reduzierung sternförmig um eine Nabe angeordnete
Ausnehmungen aufweisen. Die sichtbare Fläche der Gußteile
wird häufig spanend bearbeitet, wobei an den Umlaufkanten
der Ausnehmungen Grate entstehen, die oft in aufwendiger
Handarbeit entfernt werden müssen. Ferner können am
Werkstück optisch störende Gußnähte vorhanden sein.
Schließlich umfaßt die Fertigbearbeitung der Speichenfelgen
auch eine umfangsseitige Bearbeitung des Felgenraumes, an
den große Anforderungen bezüglich der Rundheit gestellt
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
rationellen Bearbeitung von Speichenfelgen anzugeben.
Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein
Verfahren zur Bearbeitung von Speichenfelgen für Fahrzeuge
mit einer Hexapod-Bearbeitungsmaschine, die sechs an ein
Maschinengestell angeschlossene, in der Länge stellbeweg
liche Streben sowie einen von den Streben gehaltenen
Spindelträger mit Motorspindel aufweist,
wobei das Werkstück auf einem mit einem Drehantrieb ausgerüsteten Werkstückträger im Arbeitsraum der Hexapod-Bearbeitungsmaschine positioniert wird,
wobei die Speichen des zu bearbeitenden Werkstückes bei ruhendem Werkstückträger mit einem an die Motor spindel angeschlossenen rotierenden Werkzeug entgratet und/oder Gußnähte an dem Werkstück entfernt werden und dazu der Spindelträger durch programmgesteuerte Stellbewegungen der Streben Konturen des Werkstückes nachfährt und
wobei für eine Bearbeitung des Felgenraumes der Werkstückträger rotierend angetrieben wird und der Felgenraum des Werkstückes mit einem am Spindelträger gehaltenen Werkzeug spanend bearbeitet wird.
wobei das Werkstück auf einem mit einem Drehantrieb ausgerüsteten Werkstückträger im Arbeitsraum der Hexapod-Bearbeitungsmaschine positioniert wird,
wobei die Speichen des zu bearbeitenden Werkstückes bei ruhendem Werkstückträger mit einem an die Motor spindel angeschlossenen rotierenden Werkzeug entgratet und/oder Gußnähte an dem Werkstück entfernt werden und dazu der Spindelträger durch programmgesteuerte Stellbewegungen der Streben Konturen des Werkstückes nachfährt und
wobei für eine Bearbeitung des Felgenraumes der Werkstückträger rotierend angetrieben wird und der Felgenraum des Werkstückes mit einem am Spindelträger gehaltenen Werkzeug spanend bearbeitet wird.
Die Erfindung setzt ein mit der Überlegung, für das
Entgraten sowie zum Entfernen störender Gußnähte eine
Hexapod-Bearbeitungsmaschine zu verwenden. Hexapode, deren
Aufbau aus z. B. DE-A 196 36 100 bekannt ist, zeichnen sich
durch Drehfreiheitsgrade in sechs Achsen aus. Die
Freiheitsgrade für die Führung des Werkzeuges werden
erfindungsgemäß genutzt, um komplizierte Konturen an den zu
bearbeitenden Speichenfelgen nachzufahren. Im Rahmen der
erfindungsgemäßen Lehre ist die Hexapod-Anordnung mit einem
rotierend abtreibbaren Werkstückträger kombiniert. Durch
diese Kombination kann die Hexapod-Anordnung zusätzlich zur
umfangsseitigen Felgenraumbearbeitung des Werkstückes
genutzt werden. Alle für die Endbearbeitung von
Speichenfelgen wesentlichen Arbeitsschritte können
programmgesteuert in einer Bearbeitungsmaschine durchge
führt werden, ohne daß eine Umspannung des Werkstückes
erforderlich ist.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, daß der Spindelträger als
Bearbeitungskopf mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen
Werkzeugen ausgerüstet ist. Vorzugsweise wird das Werkzeug
zwischen den Bearbeitungsvorgängen am Spindelträger jedoch
gewechselt. Für den Werkzeugwechsel können an sich bekannte
Einrichtungen verwendet werden.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können weitere,
zusätzliche Bearbeitungen vorgenommen werden. Ohne weiteres
kann das Verfahren so eingerichtet werden, daß das
Werkstück nach einem Werkzeugwechsel durch programm
gesteuerte Bewegungen des Spindelträgers gebohrt wird. Auf
diese Weise können Bohrungen für Radschrauben und/oder für
ein Reifenventil im Zuge der Fertigbearbeitung angebracht
werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens lehrt die Erfindung, daß für die Beschickung des
Hexapod-Arbeitsraumes ein Drehtisch verwendet wird, der
zwei mit jeweils einem Drehantrieb ausgerüstete Werkstück
träger aufweist. Die Werkstücke werden außerhalb des
Hexapod-Arbeitsraumes auf die Werkstückträger aufgesetzt
bzw. nach der Bearbeitung wieder abgenommen. Die Übergaben
können dabei zeitgleich mit der Bearbeitung eines Werk
stückes im Hexapod-Arbeitsraum erfolgen.
Eine weitere Funktionserweiterung ist möglich, wenn die
Werkstückträger mit Stellantrieben ausgerüstet sind, die
winkelgenaue Stellbewegungen ermöglichen. Durch schritt
weise ausgeführte Drehbewegungen des Werkstückträgers kann
die Ausrichtung des Werkstückes im Hexapod-Arbeitsraum im
Zuge der Werkstückbearbeitung verändert werden. Das hat den
Vorteil, daß Stellbewegungen des Spindelträgers nur in
einem sehr kleinen Arbeitsbereich erforderlich sind.
Gemäß einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Orientierung des in der Übergabestation
auf dem Werkstückträger positionierten Werkstückes
gemessen. Der Meßwert wird mit einem Sollwert verglichen,
und durch eine Drehbewegung des mit einem Stellantrieb
ausgerüsteten Werkstückträgers wird die Ausrichtung des
Werkstückes für die anschließende Bearbeitung korrigiert.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es
zeigen schematisch
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Hexapod-Bearbeitungs
maschine, die zur Bearbeitung von Speichenfelgen
für Fahrzeuge eingesetzt wird,
Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten
Maschine,
Fig. 3 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbei
tetes Werkstück.
Zum grundsätzlichen Aufbau der in den Figuren dargestellten
Hexapod-Bearbeitungsmaschine gehören ein Maschinengestell
1, das einen Arbeitsraum 2 bildet, sechs an das
Maschinengestell 1 gelenkig angeschlossene, in der Länge
stellbewegliche Streben 3, die in den Arbeitsraum 2 ragen
und programmgesteuerte Stellbewegungen ausführen, ein von
den Streben 3 gehaltener Spindelträger 4 mit Motorspindel
14 sowie ein Drehtisch 5 zur Positionierung der zu
bearbeitenden Werkstücke 6 im Hexapod-Arbeitsraum 2. Der
Drehtisch 5 ist mit einem Drehantrieb 7 ausgerüstet und so
angeordnet, daß die zu bearbeitenden Werkstücke 6 in einer
Übergabestation 8 außerhalb des Hexapod-Arbeitsraumes 2 auf
dem Drehtisch 5 positionierbar und durch eine halbe
Umdrehung des Drehtisches 5 in den Arbeitsbereich des
Spindelträgers 4 bewegbar sind. Der Drehtisch 5 weist zwei
drehbeweglich gelagerte Werkstückträger 9 mit jeweils einem
zugeordneten Drehantrieb 10 auf.
Die Hexapod-Bearbeitungsmaschine wird zur Bearbeitung von
Speichenfelgen für Fahrzeuge eingesetzt. Bei den
Werkstücken handelt es sich um Gußteile aus einer Leicht
metallegierung, die zur Gewichtsreduzierung sternförmig um
eine Nabe angeordnete Ausnehmungen aufweisen (Fig. 3). Die
sichtbare Fläche der Werkstücke 6 ist spanend bearbeitet
worden, wobei an den Kanten der Ausnehmungen Grate
entstanden sind, die im Zuge der Fertigbearbeitung entfernt
werden müssen. Ferner können störende Gußnähte vorhanden
sein, die ebenfalls beseitigt werden müssen. Ferner bedarf
der Felgenraum 11 der Speichenfelge einer spanenden
Bearbeitung, wobei an die Rundheit große Anforderungen
gestellt werden. Schließlich sind im Zuge der
Fertigbearbeitung Bohrungen 12 für Radschrauben sowie eine
Ventilbohrung 13 anzubringen.
Das zu bearbeitende Werkstück 6 wird in der Übergabestation
8 durch eine nicht dargestellte Beschickungseinrichtung auf
einem Werkstückträger 9 des Drehtisches 5 aufgesetzt und
anschließend durch eine halbe Umdrehung des Drehtisches 5
in den Arbeitsraum 2 der Hexapod-Bearbeitungsmaschine
bewegt. Hier werden die Speichen des zu bearbeitenden
Werkstückes 6 bei ruhendem Werkstückträger 9 mit einem an
die Motorspindel 14 angeschlossenen rotierenden Werkzeug
entgratet und/oder Gußnähte an dem Werkstück entfernt. Dazu
fährt der Spindelträger 4 durch programmgesteuerte
Stellbewegungen der Streben 3 Konturen des Werkstückes 6
nach. Für eine Bearbeitung des Felgenraumes 11, die vor
oder im Anschluß an die Bearbeitung der Speichen
durchgeführt werden kann, wird der Werkstückträger 9
rotierend angetrieben und werden Flächen des Felgenraumes
11 mit einem am Spindelträger 4 gehaltenen Werkzeug spanend
bearbeitet. Das Werkzeug kann mit einer entsprechenden
Haltevorrichtung am Spindelträger befestigt sein. Im Rahmen
der Erfindung liegt es auch, daß das Werkzeug gewechselt
und zur Bearbeitung des Felgenraumes 11 durch Drehen oder
Drehfräsen ein Werkzeug in die Motorspindel 14 eingesetzt
wird.
Die Bohrungen 12, 13 des Werkstückes 6 werden ebenfalls
unter Verwendung der Hexapod-Anordnung hergestellt. Nach
einem Werkzeugwechsel wird das Werkstück 6 durch
programmgesteuerte Bewegungen des Spindelträgers 4 gebohrt.
Die beiden Werkstückträger 9 des Drehtisches 5 können
ferner mit Stellantrieben ausgerüstet sein, mit denen
winkelgenaue Schrittbewegungen ausgeführt werden können.
Durch eine schrittweise ausgeführte Drehbewegung des
Werkstückträgers 9 kann die Ausrichtung des Werkstückes 6
im Zuge der Werkstückbearbeitung verändert werden.
In der Übergabestation 8 ist eine Meßeinrichtung 15
vorgesehen, mit der die Orientierung des in der
Übergabestation 8 auf dem Werkstückträger 9 positionierten
Werkstückes 6 gemessen wird. Der Meßwert wird mit einem
Sollwert verglichen. Durch eine Drehbewegung des mit einem
Stellantrieb ausgerüsteten Werkstückträgers 9 wird die
Ausrichtung des Werkstückes 6 für die anschließende
Bearbeitung korrigiert.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Hexapod-
Bearbeitungsmaschine besitzt einen besonders vorteilhaften
Aufbau zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das den Arbeitsraum 2 bildende Maschinengestell 1 weist
eine rechteckförmige Grundfläche und einen oberseitigen
Rechteckrahmen aus Horizontalträgern 16 auf. Die
verstellbeweglichen Streben 3 sind paarweise an drei
Längsseiten des Maschinengestells 1 angeordnet und an die
oberen Horizontalträger 16 angeschlossen. Durch die
Anordnung der Streben 3 an lediglich drei Längsseiten weist
die Maschine eine strebenfreie Frontseite auf, die den
Einbau des Drehtisches 5 erlaubt. Während die
maschinengestellseitigen Anschlußgelenke 17 aller Streben
in einer Angriffsebene angeordnet sind, sind die
Anschlußgelenke 18 am Spindelträger auf zwei
unterschiedlichen Ebenen verteilt. Jeweils drei Streben
sind in einer ersten Angriffsebene angeordnet, während die
anderen Streben eine zweite Angriffsebene bilden. Die
oberen Horizontalträger 16 des Maschinengestells 1 weisen
eine bearbeitete Anschlußfläche für die Anschlußgelenke 17
der Streben 3 auf und sind so ausgebildet, daß die
Anschlußgelenke 17 in Trägerlängsrichtung verstellbar an
den Anschlußflächen befestigt sind.
Versorgungs- und Steuereinrichtungen für die Stell-, und
Drehantriebe, Kühl-, Hydraulik- und Pneumatikaggregate sind
in einem Schaltschrank 19 untergebracht, der an einer
Längsseite des Maschinengestells 1 befestigt ist. Das
Maschinengestell 1 mit Schaltschrank 19 und Drehtisch 5
bildet eine verladefähige Baugruppe.
Der Hexapod-Arbeitsraum 2 ist durch eine oberhalb des
Drehtisches 5 angeordnete Schutztür 20 von der
Übergabestation 8 abgetrennt. Ferner entnimmt man der Fig.
1, daß an den Längsseiten des Maschinengestells 1 ein
Späneförderer 21 sowie eine Zugangstür 22 zum Arbeitsraum 2
angeordnet sind.
Claims (6)
1. Verfahren zum Bearbeiten von Speichenfelgen für
Fahrzeuge mit einer Hexapod-Bearbeitungsmaschine, die sechs
an ein Maschinengestell angeschlossene, in der Länge
stellbewegliche Streben (3) sowie einen von den Streben (3)
gehaltenen Spindelträger (4) mit Motorspindel (14)
aufweist,
wobei das Werkstück (16) auf einem mit einem Drehantrieb (10) ausgerüsteten Werkstückträger (9) im Arbeitsraum (2) der Hexapod-Bearbeitungsmaschine positioniert wird,
wobei die Speichen des zu bearbeitenden Werkstückes (6) bei ruhendem Werkstückträger (9) mit einem an die Motorspindel (14) angeschlossenen rotierenden Werkzeug entgratet und/oder Gußnähte an dem Werkstück (6) entfernt werden und dazu der Spindelträger (4) durch programmgesteuerte Stellbewegungen der Streben (3) Konturen des Werkstückes (6) nachfährt und
wobei für eine Bearbeitung des Felgenraumes (11) der Werkstückträger (9) rotierend angetrieben wird und der Felgenraum (11) des Werkstückes (16) mit einem am Spindelträger (4) gehaltenen Werkzeug spanend bearbei tet wird.
wobei das Werkstück (16) auf einem mit einem Drehantrieb (10) ausgerüsteten Werkstückträger (9) im Arbeitsraum (2) der Hexapod-Bearbeitungsmaschine positioniert wird,
wobei die Speichen des zu bearbeitenden Werkstückes (6) bei ruhendem Werkstückträger (9) mit einem an die Motorspindel (14) angeschlossenen rotierenden Werkzeug entgratet und/oder Gußnähte an dem Werkstück (6) entfernt werden und dazu der Spindelträger (4) durch programmgesteuerte Stellbewegungen der Streben (3) Konturen des Werkstückes (6) nachfährt und
wobei für eine Bearbeitung des Felgenraumes (11) der Werkstückträger (9) rotierend angetrieben wird und der Felgenraum (11) des Werkstückes (16) mit einem am Spindelträger (4) gehaltenen Werkzeug spanend bearbei tet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Werkzeug zwischen
den Bearbeitungsvorgängen am Spindelträger (4) gewechselt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Werkstück
(6) nach einem Werkzeugwechsel durch programmgesteuerte
Bewegungen des Spindelträgers (4) gebohrt wird.
4. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei für
die Beschickung des Hexapod-Arbeitsraumes (2) ein Drehtisch
(5) verwendet wird, der zwei mit jeweils einem Drehantrieb
(10) ausgerüstete Werkstückträger (9) aufweist, wobei die
Werkstücke (6) in einer Übergabestation (8) außerhalb des
Hexapod-Arbeitsraumes (2) auf die Werkstückträger (9)
aufgesetzt sowie nach der Bearbeitung abgenommen werden und
wobei die Übergaben zeitgleich mit der Bearbeitung eines
Werkstückes (6) im Hexapod-Arbeitsraum (2) erfolgen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die
Werkstückträger (9) mit Stellantrieben ausgerüstet sind und
die Ausrichtung des Werkstückes (6) im Hexapod-Arbeitsraum
(2) durch eine schrittweise ausgeführte Drehbewegung des
Werkstückträgers (9) im Zuge der Werkstückbearbeitung
verändert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die
Orientierung des in der Übergabestation (8) auf dem
Werkstückträger (9) positionierten Werkstückes (6) gemessen
wird, der Meßwert mit einem Sollwert verglichen wird und
durch eine Drehbewegung des mit einem Stellantrieb
ausgerüsteten Werkstückträgers (9) die Ausrichtung des
Werkstückes (6) für die anschließende Bearbeitung
korrigiert wird.
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