DE19958937A1

DE19958937A1 - Precision fixing process for pallets etc. on machine table, involving use of pre-centering elements

Info

Publication number: DE19958937A1
Application number: DE1999158937
Authority: DE
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: DE19958937C2

Abstract

The precision fixing process fixes a component (2) such as a pallet to a machine table (3) by means of at least one clamping bolt (5) fitted in a clamping point. Before the bolt is inserted in the component, it is pre-centered in the clamping point by pre-centering elements (7, 8) and lifting modules (6). The bolt is then inserted by lowering the modules.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur po sitionsgenauen Fixierung von Paletten, Platten, Werkstüc ken und dergleichen an einem Maschinentisch, bei dem an dem zu fixierenden Bauteil wenigstens ein Spannbolzen po sitionsgenau angebracht wird und der Spannbolzen in eine am Maschinentisch vorgesehene Spannstation einfahren wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Spannein richtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for po Precise fixation of pallets, plates, workpieces ken and the like on a machine table at which the component to be fixed at least one clamping bolt po is attached precisely and the clamping bolt in one Retract the clamping station provided on the machine table becomes. Furthermore, the invention relates to a span direction to carry out the procedure.

Die Bearbeitung von insbesondere metallischen Werkstücken ist häufig komplex und kann eine Vielzahl von zerspanen den und spanlosen Arbeitsgängen an unterschiedlichen Be arbeitungsmaschinen umfassen, um aus einem Rohling das fertige Bauteil herzustellen. Insbesondere bei automati sierten Fertigungsabläufen ist es dabei wesentlich, daß das Werkstück bei jedem Arbeitsgang eine definierte Lage an der jeweiligen Werkzeugmaschine einnimmt. Um das Umspannen zu erleichtern, ist es in der Praxis üblich und insbesondere auch aus der DE 197 57 430 C1 bekannt, das zu bearbeitende Werkstück zunächst auf eine Lochraster platte, Palette oder Grundplatte aufzuspannen und dann die ganze Einheit über einen oder mehrere Spannbolzen, die an der Unterseite der Lochrasterplatte vorgesehen und als Zentrierelemente ausgebildet sind, an der jeweiligen Werkzeugmaschine festzuspannen, indem die Spannbolzen in entsprechende Spannstationen, die am Maschinentisch vor gesehen sind, eingesetzt werden. Auf diese Weise kann die Lage der Spannstationen als fester Maschinenparameter be rücksichtigt werden, so daß es lediglich erforderlich ist, jeweils das Werkzeugstück exakt an der jeweiligen Platte bzw. Palette zu positionieren. Das eigentliche Fest- und Umspannen der Einheit aus Werkstück und Palette an den Maschinen kann dann sehr schnell und unproblema tisch erfolgen, ohne daß eine weitere Positionierung not wendig ist.The processing of metallic workpieces in particular is often complex and can machine a wide range and non-cutting operations on different loading work machines include to cut the blank manufacture finished component. Especially with automati Based manufacturing processes, it is essential that the workpiece has a defined position for each work step on the respective machine tool. To span to facilitate, it is common in practice and in particular also known from DE 197 57 430 C1, the Workpiece to be machined first on a perforated grid plate, pallet or base plate and then the whole unit via one or more clamping bolts, provided on the underside of the breadboard and are designed as centering elements on the respective Machine tool by tightening the clamping bolt in corresponding clamping stations in front of the machine table seen are used. In this way, the Position of the clamping stations as fixed machine parameters be taken into account so that it is only required is the tool piece exactly on the respective Position the plate or pallet. The real thing Clamping and reclamping the unit from workpiece and pallet on the machines can then be done very quickly and easily be done table without further positioning not is agile.

Die zuvor beschriebene Verfahrensweise hat sich in der Praxis zwar durchaus bewährt, ist jedoch ungeeignet, wenn sehr große und schwere Platten, Paletten oder Werkstücke gespannt werden sollen, da diese nur mit Hilfe von Zu satzmaschinen wie beispielsweise Gabelstaplern, Kränen und dergleichen transportiert werden können, weshalb es praktisch unmöglich ist, einen an der Unterseite einer solchen Platte vorgesehenen Spannbolzen sauber in eine Spannstation einzuführen. Problematisch ist insbesondere, daß schon ein leichtes Verkanten der sehr schweren Bau teile dazu führt, daß der Spannbolzen und auch der empfindliche Spannmechanismus der Spannstation hohen Kräften ausgesetzt werden, so daß diese beschädigt werden können.The procedure described above has in the Practice has proven itself, but is unsuitable if very large and heavy plates, pallets or workpieces to be excited because these can only be done with the help of Zu typesetting machines such as forklifts, cranes and the like can be transported, which is why is practically impossible, one at the bottom of one such plate provided clamping bolts clean in a Introduce tensioning station. The main problem is that already a slight tilting of the very heavy building parts leads to the fact that the clamping bolt and also the sensitive Clamping mechanism of the clamping station high forces exposed so that they can be damaged.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ver fahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auch sehr schwere Platten, Paletten, Werkstücke etc. schnell und lagegenau gespannt werden können. Des weiteren soll eine Spanneinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.The object of the present invention is therefore a Ver drive of the type mentioned at the beginning, with the very heavy plates, pallets, workpieces etc. quickly and can be tensioned precisely. Furthermore should a tensioning device for performing this method can be specified.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bauteil vor dem Einfahren des Spannbolzens in die Spann station durch Zentrierelemente, die an der Bauteilunter seite sowie an wenigstens drei am Maschinentisch angeord neten Hubmodulen vorgesehen sind, vorzentriert wird und das Einfahren des Spannbolzens in die Spannstation dann durch Absenken der drei Hubmodule erfolgt. Erfindungsge mäß werden schwere Bauteile wie Paletten oder Platten so mit zunächst mit einem Gabelstapler, einem Kran oder der gleichen auf den Hubmodulen abgelegt, wobei sie durch die Zentriereinrichtungen eine Vorpositionierung erfahren. Da die hierzu vorgesehenen Zentrierelemente und Zentrierein richtungen lediglich eine Zentrierfunktion, jedoch keine Spannfunktion besitzen und zudem auch nur eine Vorzen trierung, d. h. eine relativ grobe Zentrierung vornehmen müssen, können sie entsprechend stabil ausgebildet sein, so daß die Gefahr von Beschädigungen aufgrund eines Ver kantens des zu spannenden Bauteils gering ist. Nach dem Ablegen und Vorpositionieren werden dann die an der Un terseite des zu spannenden Bauteils vorgesehenen Spannbolzen in die zugehörigen Spannstationen am Maschinen tisch eingefahren, indem die Hubmodule gleichzeitig abge senkt werden. Dieses Absenken über die Hubmodule geht we sentlich genauer vonstatten als die bisherige Positionie rung über einen Gabelstapler, einen Kran oder derglei chen, so daß eine hohe Lagegenauigkeit und zudem über die Vorzentrierung eine hohe Positionsgenauigkeit, des Bau teils während der Absenkbewegung sichergestellt wird, mit der Folge, daß die Spannbolzen relativ genau in die Spannstationen geführt werden, wobei dann über die Spann bolzen und entsprechende Paßflächen der Spannstationen die endgültige, hochgenaue Positionierung erfolgt.This object is achieved in that the Component before the clamping bolt is inserted into the clamping station through centering elements attached to the component side and at least three on the machine table Neten lifting modules are provided, is pre-centered and then retracting the clamping bolt into the clamping station by lowering the three lifting modules. Invention Ge Heavy components such as pallets or plates become like this with first with a forklift, a crane or the same placed on the lifting modules, whereby by the Centering devices experience a pre-positioning. There the centering elements and centering provided directions only a centering function, but not Have tensioning function and also only a Vorzen tration, d. H. make a relatively rough centering must be designed to be stable, so that the risk of damage due to a ver edge of the component to be clamped is low. After this Placing and prepositioning will then take place at the Un underside of the clamping bolt provided for clamping into the associated clamping stations on the machine retracted table by simultaneously lifting modules be lowered. This lowering via the lifting modules is possible much more precise than the previous position with a forklift, crane or the like chen, so that a high positional accuracy and also about the Pre-centering high position accuracy, of construction partially ensured during the lowering movement with the consequence that the clamping bolt is relatively accurate in the Clamping stations are carried out, then over the clamping bolts and corresponding mating surfaces of the clamping stations the final, highly precise positioning takes place.

Durch den erfindungsgemäßen, zweistufigen Vorgang mit ei ner Vorpositionierung und einem anschließenden Absenken der drei Hubmodule können im Ergebnis Beschädigungen der Spannbolzen bzw. der zugehörigen Spanneinrichtungen wei testgehend verhindert werden, so daß es möglich ist, die an sich bekannte Technik der Schnellspannung auch bei sehr großen und schweren Werkstücken bzw. Paletten einzu setzen.By the two-step process according to the invention with egg ner pre-positioning and a subsequent lowering of the three lifting modules can damage the Clamping bolt or the associated clamping devices white be prevented from being tested, so that it is possible to per se known technique of quick clamping also very large and heavy workpieces or pallets put.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zen triereinrichtungen an den Hubmodulen und die damit zusam menwirkenden Zentrierelemente so ausgestaltet sind, daß sie eine Positionsabweichung von maximal 0,04 mm zulas sen. Diese Genauigkeit liegt weit unter der Zentrierge nauigkeit eines Spannbolzens in der zugehörigen Spannein richtung, wo Toleranzen von wenigen Tausendstel bis Ein hundertsel mm üblich sind. In an embodiment of the invention it is provided that the Zen trier devices on the lifting modules and the related men acting centering elements are designed so that they allow a positional deviation of maximum 0.04 mm sen. This accuracy is far below the centering accuracy of a clamping bolt in the associated clamping unit direction, where tolerances from a few thousandths to one hundredths of a millimeter are common.

Beispielsweise können die Zentriereinrichtungen als Pfan nenstössel zur Aufnahme jeweils eines Kugelzentrierbol zens ausgebildet sein. Die Hubmodule können pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sein, ein motorischer Antrieb ist selbstverständlich aber auch möglich.For example, the centering devices can be used as pans tappet for holding one ball centering bolt each be zens trained. The lifting modules can be pneumatic or can be operated hydraulically, a motor drive is of course also possible.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Be zugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigtWith regard to further advantageous embodiments of the Invention is based on the subclaims and the successor lowing description of an embodiment under Be reference to the attached drawing. In the Drawing shows

Fig. 1 in schematischer Vorderansicht eine Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Spanneinrich tung beim Absenken einer zu spannenden Platte, Fig. 1 shows a schematic front view of an approximate shape of an exporting Spanneinrich invention tung when lowering a plate to be clamped,

Fig. 2 die Spanneinrichtung aus Fig. 1, in der die zu spannende Platte vorzentriert sind und Fig. 2 shows the clamping device from Fig. 1, in which the plate to be clamped are pre-centered and

Fig. 3 die Spanneinrichtung aus Fig. 1 mit der Platte 2 im gespannten Zustand. Fig. 3 shows the tensioning device from Fig. 1 with the plate 2 in the tensioned state.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Spanneinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die zum hochge nauen Positionieren und Fixieren von großen und auch schweren Bauteilen, hier einer Platte 2, an einem Maschi nentisch 3 dient. Die Spanneinrichtung 1 umfaßt mehrere Spannstationen 4, von denen in der Zeichnung nur eine dargestellt ist. Die Spannstationen 4 dienen dazu, jeweils einen an der Unterseite der zu spannenden Platte 2 vorgesehenen Spannbolzen 5 hochgenau zu positionieren und zu fixieren, wie dies allgemein bekannt und insbesondere auch in der DE 197 57 430 C1 im einzelnen beschrieben ist. Die Spannstationen 4 haben auch den konstruktiven Aufbau der aus dieser Druckschrift bekannten Spannstati on, so daß insofern auf die DE 197 57 430 C1 voll inhal tich Bezug genommen wird.In Figs. 1 to 3 show a clamping device 1 is shown according to the present invention, the nauen hochge for positioning and fixing of large and heavy components, in this case a plate 2, 3 is used in a nentisch Maschi. The clamping device 1 comprises a plurality of clamping stations 4 , of which only one is shown in the drawing. The clamping stations 4 serve to position and fix a clamping bolt 5 provided on the underside of the plate 2 to be clamped in a highly precise manner, as is generally known and in particular also described in detail in DE 197 57 430 C1. The tensioning stations 4 also have the structural design of the tensioning station known from this publication, so that in this respect reference is made to DE 197 57 430 C1 fully inhaled.

Zu der Spanneinrichtung 1 gehören weiterhin mehrere, d. h. mindestens drei Hubmodule 6, die am Maschinentisch 3 an geordnet sind. Die Hubmodule 6, die beispielsweise hy draulisch oder pneumatisch betätigbar sind, weisen an ih rer vom Maschinentisch 3 wegweisenden Oberseite jeweils eine als Pfannenstössel ausgebildete Zentriereinrichtung 7 auf, die jeweils zur Aufnahme eines an der Unterseite der Platte 2 vorgesehenen Kugelzentrierbolzens 8 bestimmt sind. Die Pfannenstössel 7 und Kugelzentrierbolzen 8 sind vorgesehen, um die Platte 2 vor dem Einfahren der Spann bolzen 5 in die zugehörigen Spannstationen 4 grob, d. h. mit einer maximalen Abweichung von 0,03 bis 0,06 mm vor zupositionieren, wenn die Platte 2 mit Hilfe eines Gabel staplers oder eines Hubkrans auf den Maschinentisch 3 ab gesenkt wird. Die genaue Wirkungsweise der erfindungsge mäßen Spanneinrichtung beim Spannen der Platte 2 ist da bei wie folgt:The tensioning device 1 also includes several, ie at least three, lifting modules 6 , which are arranged on the machine table 3 . The stroke modules 6 which are, for example, hy-hydraulically or pneumatically actuated, instruct ih rer facing away from the machine table 3 top in each case designed as a cup tappet centering means 7, which are each intended to receive a provided on the underside of the plate 2 Kugelzentrierbolzens. 8 The pan tappet 7 and ball centering pin 8 are provided to roughly position the plate 2 before retracting the clamping bolt 5 into the associated clamping stations 4 , ie with a maximum deviation of 0.03 to 0.06 mm, if the plate 2 with the help a fork lift truck or a lifting crane is lowered onto the machine table 3 . The exact mode of operation of the tensioning device according to the invention when tensioning the plate 2 is as follows:

Die Platte 2 wird zunächst mittels eines Gabelstaplers, Hubkrans oder dergleichen auf den Maschinentisch 3 abge senkt und auf den Hubmodulen 6, welche sich in einer ausgefahrenen Stellung befinden, abgelegt. Hierbei kommen die an der Unterseite der Platte 2 vorgesehenen Kugelzen tierbolzen 8 in Eingriff mit den Pfannenstösseln 7, die an der Oberseite der Hubeinrichtungen 6 vorgesehen sind. Aufgrund der kugeligen Form der Kugelzentierbolzen 8 und der Aufnahmen der Pfannenstössel 7 kann die Platte 2 in die gewünschte Lage, die in Fig. 2 dargestellt ist, hin einrutschen, wobei die Gefahr von Beschädigungen der re lativ massigen Bauteile 7, 8 gering ist.The plate 2 is first lowered using a forklift, lifting crane or the like on the machine table 3 and placed on the lifting modules 6 , which are in an extended position. Here, the provided on the underside of the plate 2 Kugelzen commentary bolt 8 into engagement with the cup tappets 7, which are provided at the top of the lifting devices. 6 Due to the spherical shape of the ball stud bolts 8 and the receptacles of the pan tappet 7 , the plate 2 can slip into the desired position, which is shown in FIG. 2, the risk of damage to the relatively bulky components 7 , 8 being low.

Wenn die Platte 2 auf den Hubmodulen 6 abgelegt ist, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, haben die Spannbolzen 5 an der Unterseite der Platte 2 nur noch einen Abstand von wenigen mm von den zugehörigen Spannstationen 4. Um die sen Abstand herzustellen, sind die Spannstation 4 über Distanzelemente 9 am Maschinentisch 3 befestigt.When the plate 2 is placed on the lifting modules 6 , as shown in FIG. 2, the clamping bolts 5 on the underside of the plate 2 are only a few mm away from the associated clamping stations 4 . To prepare the sen distance, the tensioning station 4 are fixed by spacer elements 9 on the machine table. 3

Die Endpositionierung und Fixierung der Platte 2 am Ma schinentisch 3 erfolgt dann, indem die Hubmodule 6 über Ventile synchron (Öldrossel) abgesenkt, d. h. in ihre ein gefahrene Stellung gebracht werden. Durch das gleichzei tige Betätigen wird erreicht, daß sich auch die Platte 2 parallel zum Maschinentisch 3 liegend absenkt und die Spannbolzen 5 ohne die Gefahr eines Verkantens in die Spannstationen 4 eingefahren werden und dabei die ge wünschte hochgenaue Ausrichtung erfahren, und anschlie ßend die Spannstationen 4 hydraulisch betätigt werden. Ein Lösen der Platte 2 erfolgt in umgekehrter Weise, in dem zunächst der Spannmechanismus der Spannstationen 4 gelöst und dann die Platte 2 mit Hilfe der Hubmodule 6 so weit angehoben wird, bis die Spannbolzen 5 vollständig aus den Spannstationen 4 herausbewegt sind. Dann kann die Platte 2 beispielsweise mittels eines Gabelstaplers wei ter angehoben und zur nächsten Bearbeitungsstation trans portiert werden. Die Verwendung eines Gabelstaplers ist bei der dargestellten Ausführungsform im übrigen möglich, weil die Platte 2 durch die Hubmodule 6 und die Spannsta tionen 4 mit den Distanzelementen 9 beabstandet vom Ma schinentisch 3 gehalten wird, so daß die Gabeln des Ga belstaplers unter die Platte 2 gefahren werden können.The final positioning and fixation of the plate 2 on the machine table 3 is then carried out by the lifting modules 6 lowered synchronously via valves (oil throttle), that is, brought into a driven position. By simultaneous actuation it is achieved that the plate 2 is lowered parallel to the machine table 3 and the clamping bolts 5 are retracted without the risk of tilting into the clamping stations 4 and thereby experience the desired high-precision alignment, and then the clamping stations 4th be operated hydraulically. The plate 2 is loosened in the reverse manner by first releasing the clamping mechanism of the clamping stations 4 and then lifting the plate 2 with the aid of the lifting modules 6 until the clamping bolts 5 are completely moved out of the clamping stations 4 . Then the plate 2 can be lifted, for example, by means of a forklift and transported to the next processing station. The use of a forklift is possible in the illustrated embodiment, because the plate 2 by the lifting modules 6 and the Spannsta tions 4 with the spacers 9 is spaced from the machine table 3 Ma, so that the forks of the fork lift truck are driven under the plate 2 can be.

Claims

1. A method for the precise positioning of pallets ( 2 ), plates, workpieces and the like on a Ma machine table ( 3 ), in which on the construction part to be fixed ( 2 ) at least one clamping bolt ( 5 ) is positioned precisely and the clamping bolt ( 5 ) in a machine table ( 3 ) provided clamping station ( 4 ) is driven in, characterized in that the component ( 2 ) before retracting the clamping bolt ( 5 ) into the clamping station ( 4 ) by centering elements ( 7 , 8 ), the are provided on the underside of the component and on at least three lifting modules ( 6 ) arranged on the machine table, are pre-centered and the clamping bolt ( 5 ) is retracted into the clamping station ( 4 ) by lowering the three lifting modules ( 6 ).

2. Clamping device for the precise positioning of pallets ( 2 ), plates, workpieces and the like on a machine table ( 3 ), with at least one clamping station ( 4 ), around a clamping bolt ( 5 ) provided on the underside of a component ( 2 ) to be clamped ) to fix position accurately, characterized in that at the machine table ( 3 ) at least three lifting modules ( 6 ) are seen in front, which have on their upper side centering lines ( 7 ), which with corresponding hundredweight elements ( 8 ) on the underside of the to be tensioned Construction partially ( 2 ) can be brought into engagement to pre-center the component ( 2 ) so that the clamping bolt ( 5 ) can be retracted into the clamping station ( 4 ) by simultaneously lowering the lifting modules ( 6 ).

3. Clamping device according to claim 2, characterized in that the centering devices ( 7 ) allow a position deviation of at most 0.04 mm.

4. Clamping device according to claim 2 or 3, characterized in that the centering devices are designed as Pfan nenstössel ( 7 ) for receiving a ball centering pin ( 8 ).

5. Clamping device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the lifting modules ( 6 ) are pneumatically operable table or hydraulically.