DE19944568C2 - Verfahren zum Bearbeiten von Speichenfelgen für Fahrzeuge - Google Patents

Verfahren zum Bearbeiten von Speichenfelgen für Fahrzeuge

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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.
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 196 36 100 A1 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 (6) 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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