-
Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für eine Profilbearbeitungseinrichtung mit mehreren Spannern, die innerhalb eines Spannerverschiebebereichs verschiebbar angeordnet sind, wobei der Spannerverschiebebereich sich parallel zu einer Profiltransportrichtung der Profilbearbeitungseinrichtung erstreckt. Die Erfindung betrifft auch eine Profilbearbeitungseinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung.
-
Mit der Erfindung soll eine verbesserte Spanneinrichtung und eine verbesserte Profilbearbeitungseinrichtung bereitgestellt werden.
-
Erfindungsgemäß ist hierzu eine Spanneinrichtung für eine Profilbearbeitungseinrichtung mit mehreren Spannern vorgesehen, die innerhalb eines Spannerverschiebebereichs verschiebbar angeordnet sind, wobei der Spannerverschiebebereich sich parallel zu einer Profiltransportrichtung der Profilbearbeitungseinrichtung erstreckt, bei der jeder Spanner mit wenigstens einem Permanentmagneten versehen ist und bei dem zum Erfassen einer Position der Permanentmagneten der Spanner innerhalb des Spannerverschieberbereichs ein sich über den Spannerverschieberbereich erstreckender magnetischer Linearencoder vorgesehen ist.
-
Das Vorsehen von Permanentmagneten an den Spannern und eines magnetischen Linearencoders ermöglicht es, eine Position der Spanner jederzeit exakt zu detektieren. Dies ist beispielsweise dann von Bedeutung, wenn ein Bearbeitungsweg eines Werkzeugs freigefahren werden muss, so dass sich also keine Spanner im Bearbeitungsweg befinden. Dies ist beispielsweise aber auch dann von erheblichem Vorteil, wenn von einem Profil ein Abschnitt abgetrennt wird und dieser Abschnitt dann zusammen mit den Spannern verschoben wird, um eine weitere Bearbeitung vorzunehmen. Dies kann beispielsweise dann erforderlich sein, wenn eine Stirnseite des abgetrennten Profilstücks noch bearbeitet werden soll, beispielsweise mit Einschnitten, Einfräsungen oder dergleichen versehen werden soll. Die durch die Erfindung mögliche, exakte Bestimmung der Spannerposition ermöglicht es auch, die aktuelle Position des Werkstücks exakt zu bestimmen und dadurch eine Bearbeitung des Profilstücks mit höherer Präzision als bisher möglich durchzuführen. Das Vorsehen von Permanentmagneten an den Spannern macht den Verzicht auf separate Stromzuführungen zu den Spannern entbehrlich, so dass der konstruktive Aufbau der Spanneinrichtung einfach gehalten werden kann.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Verschiebeantrieb für die mehreren Spanner vorgesehen, wobei der Verschiebeantrieb eine Verschiebestange aufweist und jeder der Spanner mit Klemmeinrichtungen versehen ist, um den jeweiligen Spanner wahlweise an der Verschiebestange festzuklemmen oder die Klemmverbindung mit der Verschiebestange zu lösen.
-
Auf diese Weise können alle Spanner, wobei beispielsweise ohne Weiteres zehn Spanner vorgesehen sein können, separat bewegt werden, indem lediglich die zu bewegenden Spanner an der Verschiebestange festgeklemmt werden. So ist nicht für jeden Spanner ein separater Antrieb erforderlich. Durch den magnetischen Linearencoder ist dabei die Position jedes Spanners zu jeder Zeit exakt feststellbar. Ein Verschiebeantrieb mit einer Verschiebestange und Klemmmitteln an den Spannern kann äußerst robust aufgebaut werden und ist auch im rauen Betriebsalltag einer Profilbearbeitungseinrichtung über lange Zeit störungsfrei betreibbar.
-
In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel vorgesehen, um eine Position der jeweiligen Spanner an eine Steuereinrichtung der Profilbearbeitungseinrichtung weiterzugeben.
-
Auf diese Weise können die Positionen der jeweiligen Spanner bei der Bearbeitung von Profilen genutzt werden, beispielsweise um einen Bewegungspfad eines Werkzeugs auf Kollision abzuprüfen oder um stirnseitige Bearbeitungen an einem abgetrennten und mittels der Spanner verschobenen Profilstück mit hoher Präzision durchführen zu können.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die Signale des magnetischen Linearencoders der Spanneinrichtung verarbeitet und die einen Verschiebeantrieb der Spanneinrichtung ansteuert.
-
Auf diese Weise kann eine vorgegebene Position exakt angefahren werden und speziell muss der Verschiebeantrieb selbst keine Positionsdaten der Spanner zur Verfügung stellen.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist bei einer erfindungsgemäßen Profilbearbeitungseinrichtung vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ausgebildet ist, eine Position einer Stirnfläche eines Profilwerkstücks unter Berücksichtigung eines mittels der Profilbearbeitungseinrichtung durchgeführten Trennschnitts und einer nachfolgenden Verschiebebewegung der das Profilwerkstück spannenden Spanner zu bestimmen.
-
Auf diese Weise steht die Position der Stirnfläche des Profilwerkstücks einer Steuereinrichtung zur Verfügung und eine Bearbeitung dieser Stirnfläche kann nach dem Durchführen des Trennschnitts mit großer Präzision durchgeführt werden.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Profilbearbeitungseinrichtung von schräg oben,
-
2 die Einzelheit A aus 1,
-
3 die Einzelheit B aus 1,
-
4 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Profilbearbeitungseinrichtung von schräg vorne,
-
5 die Einzelheit F der 4,
-
6 die Profilbearbeitungseinrichtung der 1 nach einem Werkzeugwechsel von schräg oben und
-
7 die Einzelheit D aus 6.
-
Die Profilbearbeitungseinrichtung 10 der 1 weist eine Auflage 12 für ein zu bearbeitendes Profil 14 und ein Bearbeitungswerkzeug 16 auf, das in der Darstellung der 1 mit einem Sägeblatt 18 zum Durchführen von Trennschnitten und Einschnitten an dem Profil 14 versehen ist. Das Bearbeitungswerkzeug 16 kann das Sägeblatt 18 antreiben, um die drei Raumrichtungen drehen und darüber hinaus in den drei Raumrichtungen verschieben. Das Bearbeitungswerkzeug 16 ist in bekannter Art und Weise ausgebildet. Von dem Profil 14 abgetrennte Profilstücke können auf ein Abschiebeblech 20 ausgeschoben werden.
-
Um das Profil 14 während der Bearbeitung festzuhalten, ist eine Spanneinrichtung 22 mit insgesamt zehn Spannern 24A bis 24J versehen. Die Spanner 24A bis 24J sind jeweils verschiebbar auf einer Führungsschiene 26 angeordnet, wobei die Führungsschiene 26 gleichzeitig den Verschiebebereich für die Spanner 24A bis 24J definiert. Jeder der Spanner 24A bis 24J kann separat verschoben werden, ohne dass hierzu die übrigen Spanner gleichzeitig mit verschoben werden müssten. Mit dem Spanner 24C kann beispielsweise ein mit dem Kreissägeblatt 18 abgetrenntes Profil in 1 nach links oben auf das Abschiebeblech 20 verschoben werden. Das Abschiebeblech 20 wird wiederum mittels der Spanner 24A, 24B festgehalten.
-
Um eine Position der Spanner 24A bis 24J in dem Verschiebebereich zu detektieren, ist jeder der Spanner 24A bis 24J mit einem in 1 nicht erkennbaren Permanentmagneten versehen, und auf der in 1 abgewandten Seite der Führungsschiene 26 ist ein magnetischer Linearencoder 28 angeordnet. Mit dem magnetischen Linearencoder 28, der sich entlang der gesamten Führungsschiene 26 erstreckt, kann die Position jedes Permanentmagneten und somit auch jedes der Spanner 24A bis 24J exakt bestimmt werden.
-
Die Darstellung der 2 zeigt die Einzelheit A der 1. Zu erkennen ist ein Servomotor mit Getriebe 30, der ein Zahnrad 32 antreibt, das wiederum mit einer Zahnstange 34 kämmt. Die Zahnstange 34 ist in Form einer Linearführung ausgebildet. Mit der Zahnstange 34 verbunden ist eine Verschiebestange 36, die sich über den gesamten Verschiebebereich erstreckt, wie in 1 zu erkennen ist. Die Verschiebestange 36 ist länger als die Führungsschiene 26 und ragt, wie 1 zu entnehmen ist, an beiden Enden der Führungsschiene 26 über diese hinaus. Mit dem Servomotor 30 kann dadurch die Verschiebestange 36 in und entgegen einer Transportrichtung für ein zu bearbeitendes Profil durch die Profilbearbeitungseinrichtung 10 bewegt werden. Diese Transportrichtung ist in 1 mittels eines Pfeiles 40 angedeutet.
-
Jeder der Spanner 24A bis 24J ist mit einer Klemmeinrichtung versehen, die anhand der Einzelheit B in 3 zu erkennen ist. Der Spanner 24b Ist mittels einer Klemmeinrichtung 42b an der Verschiebestange 36 festgeklemmt und der Spanner 24C greift mittels einer Klemmeinrichtung 42C an der Verschiebestange 36 an. Je nachdem, ob die Klemmeinrichtungen 42B, 42C eine relative Verschiebung der Verschiebestange 36 zu der Klemmeinrichtung 42B, 42C erlauben, können die Spanner 24A bis 24J in und entgegen der Transportrichtung 40 entlang der Führungsschiene 26 bewegt werden. Ein einzelner Spanner, beispielsweise der Spanner 24C, kann dadurch in oder entgegen der Transportrichtung 40 bewegt werden, dass die Klemmeinrichtungen aller anderen Spanner gelöst werden, so dass eine Verschiebung der Verschiebestange 36 lediglich eine Verschiebung des Spanners 24C bewirkt, die anderen Spanner dahingegen relativ zur Führungsschiene 26 sich nicht bewegen. Dies kann beispielsweise dazu verwendet werden, um ein mit dem Sägeblatt 18 abgetrenntes Profilwerkstück auf das Abschiebeblech 20 zu bewegen. Jeder Spanner 24A bis 24J weist darüber hinaus eine weitere, nicht dargestellte Klemmeinrichtung auf, die wahlweise an der Führungsschiene 26 angreift oder eine Klemmverbindung zur Führungsschiene 26 löst.
-
Während der Bearbeitung des Profils 14 kann es beispielsweise auch erforderlich sein, einen der Spanner 24A bis 24J, beispielsweise den Spanner 24C in 3, aus einer Bearbeitungszone herauszuschieben, um eine Kollision mit dem Bearbeitungswerkzeug 16 und speziell dem Kreissägeblatt 18 zu vermeiden. Ist dies der Fall, wird der Befehl zur Spannerverschiebung von einer Steuereinheit ausgegeben und eine Klemmung des Spanners 24C an der Führungsschiene 26 wird gelöst und die Klemmeinrichtung 42C zu der Verschiebestange 36 aktiviert. Dann kann der Spanner 24C um einen vorher definierten Wert mittels der Verschiebestange 36 in oder entgegen der Transportrichtung 40 verschoben werden.
-
Die Darstellung der 4 zeigt die Profilbearbeitungseinrichtung 10 in einer Ansicht von schräg hinten. 5 zeigt die Einzelheit F aus 4.
-
In 5 zu erkennen sind Permanentmagneten 44A bis 441, die jeweils einem der Spanner 24A bis 24J zugeordnet sind. In der Darstellung der 5 sind lediglich einige der zehn Spanner 24A bis 24J und auch lediglich einige der Permanentmagneten 44A bis 44J zu erkennen. An der Führungsschiene 26 ist, siehe 5, der magnetische Linearencoder 28 befestigt, den die Permanentmagneten 44A bis 44J zwar nicht berühren, der aber in unmittelbarer Nähe zu den Permanentmagneten 44A bis 44J angeordnet ist. Mittels des magnetischen Linearencoders 28 kann die Position jedes der Permanentmagneten 44A bis 44J entlang der Führungsschiene 26 exakt festgestellt und an eine Steuereinheit der Profilbearbeitungseinrichtung 10 weitergegeben werden.
-
Der magnetische Linearencoder 28 kann beispielsweise magnetostriktiv arbeiten oder auf geeignete andere Weise die Position der Permanentmagneten 44A bis 44J detektieren.
-
Die Darstellung der 6 zeigt die Profilbearbeitungseinrichtung 10 der 1 nach einem Werkzeugwechsel. An dem Bearbeitungswerkzeug 16 ist nun nicht mehr das Kreissägeblatt 18, sondern ein Fräser 48 befestigt, siehe auch 7. Nach dem Durchführen eines Trennschnitts mit dem Kreissägeblatt 18 der 1 ist nunmehr der Fräser 48 in der Werkzeugspindel des Bearbeitungswerkzeugs 16 aufgenommen, und mit dem Fräser 48 wird nun eine Stirnseite des Profils 14 bearbeitet, siehe 7. Eine solche Bearbeitung kann mit hoher Präzision durchgeführt werden, da das Profil 14 nach dem Durchführen des Trennschnitts zwar mittels einer Verschiebebewegung der Spanner 24C bis 241 entgegen der Transportrichtung 40 verschoben wurde, um Platz für die Bearbeitung durch das Bearbeitungswerkzeug 10 und den Fräser 48 zu schaffen. Die Position der Spanner 24C bis 241 und somit auch des Profils 14 ist aber exakt bekannt, da ja mittels des Linearencoders 28 die Position jedes der Spanner 24A bis 24J jederzeit exakt festgestellt werden kann. Durch die Position der Spanner 24C bis 241 ist aber auch die Position der Stirnseite des Profils 14 exakt bekannt, so dass die Bearbeitung mittels Fräsers 48 nun mit größter Präzision erfolgen kann.
-
Die Kombination der Verschiebemöglichkeit für die Spanner 24A bis 24J, die auch als autonome Spannerverschiebung bezeichnet wird, da jeder der Spanner 24A bis 24J einzeln und unabhängig von den anderen Spannern verschoben werden kann, wird mit der jederzeit möglichen exakten Positionserkennung jedes der Spanner 24A bis 24J mittels der Permanentmagneten 44A bis 44J und des magnetischen Linearencoders 28 dadurch eine wesentlich verbesserte Spanneinrichtung und eine wesentlich verbesserte Profilbearbeitungseinrichtung 10 bereitgestellt.
-
Beispielsweise können, wie erörtert wurde, aus einem Profilstab Einzelteile wie das Profil 14 gefertigt werden, bei denen noch zusätzlich eine stirnseitige Bearbeitung erforderlich ist. Der Arbeitsablauf enthält dann die Schritte des Durchsägens des Profilstabs, des Auseinanderfahrens der Profilstücke, siehe 6, des Bearbeitens der Profilenden, siehe 7 und dann beispielsweise das Durchführen eines weiteren Trennschnitts, um das fertig gestellte Werkzeug abzulängen.
-
Anhand der Darstellung der 3 ist zu erkennen, dass der Spanner 24C zwei einander gegenüberliegende und jeweils U-förmig ausgebildete Spannbeilagen 50, 52 aufweist. Die Spannbeilagen 50, 52 sind dabei so ausgeführt, dass das Kreissägeblatt 18 mittig durch die Spannbeilagen 50, 52 hindurch treten und dadurch einen Trennschnitt ausführen kann. Das abzutrennende Profilstück wird dabei ebenfalls durch die Spannbeilagen 50, 52 gehalten, bis der Trennschnitt vollständig durchgeführt ist.
-
Nach dem Durchführen des Trennschnittes mittels des Kreissägeblatts 18 kann der Spanner 24C in der Darstellung der 3 nach links oben verschoben werden, um das abgetrennte Profilstück auf das Abschiebeblech 20 zu verschieben. Der Spanner 24C kehrt dann zurück und nimmt seine ursprüngliche Position ein, während der Profilstab 14 weitertransportiert wurde, so dass das Kreissägeblatt 18 einen weiteren Trennschnitt ausführen kann.
-
Alternativ verbleibt der Profilstab 14 in Ruhe und das Abschiebeblech 20, das Bearbeitungswerkzeug 16 mit dem Kreissägeblatt 18 und der Spanner 24C werden in der Darstellung der 3 nach jedem Trennschnitt nach rechts unten verschoben. Der Profilstab 14 bleibt somit liegen, der Trennschnitt wandert dahingegen entlang dem Profilstab 14.
