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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungsmaschine mit einem Arbeitstisch, mit einer gegenüber dem Arbeitstisch verfahrbaren Werkzeughalterung und mit mehreren Werkstückfixierelementen, die in verschiedenen Positionen gegenüber dem Arbeitstisch positionierbar sind.
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Die verfahrbare Werkzeughalterung der Bearbeitungsmaschine dient dazu, ein Werkzeug aufzunehmen, um damit ein auf dem Arbeitstisch angeordnetes Werkstück zu bearbeiten. Insbesondere kann es sich bei der Werkzeughalterung um ein Spannfutter einer drehangetriebenen Spindel handeln, das zur Aufnahme von Bohrern und Fräsern vorgesehen ist. Dieses Werkzeug ist dann mit der Lagerung der Spindel zumindest parallel zu dem Arbeitstisch und senkrecht dazu verfahrbar. Darüber hinaus kann auch eine Verschwenkbarkeit gegenüber dem Arbeitstisch gegeben sein.
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Bei den Werkstückfixierelementen kann es sich um passive Elemente, wie Werkstückanschläge oder Werkstückpunktauflagen, aber auch um aktive Elemente, wie Werkstückspannelemente und insbesondere Vakuumspannelemente handeln.
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STAND DER TECHNIK
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Eine Vakuumspannvorrichtung für eine Bearbeitungsmaschine der eingangs beschriebenen Art ist aus der
DE 10 2008 018 347 A1 bekannt. Die bekannte Vakuumspannvorrichtung weist einen Körper mit einer Anlagefläche für ein zu spannendes und zu bearbeitendes Werkstück auf, wobei in dem Körper Strömungskanäle zur Beaufschlagung des Werkstücks mit einem Vakuum ausgebildet sind. Die Strömungskanäle enden an der Anlagefläche in Aufnahmehülsen. Den Aufnahmehülsen sind Ventile zugeordnet. Alternativ sind sie mit einem Stopfen verschließbar. In die Aufnahmehülsen sind Spannteller einsetzbar. An dem Körper der Vakuumspannvorrichtung können auch noch weitere Verbindungsmittel oder Befestigungsmittel vorgesehen werden.
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Um ein Werkstück mit einer bestimmten Form auf der aus der
DE 10 2008 018 347 A1 bekannten Vakuumspannvorrichtung spannen zu können, muss diese durch abgestimmte Anordnung der Spannteller und Verbindungs- bzw. Befestigungsmittel auf die Form des jeweiligen Werkstücks abgestimmt werden. Diese Abstimmung erfolgt durch fehleranfälliges manuelles Austauschen oder Umsetzen der Spannteller und Verbindungs- bzw. Befestigungsmittel.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungsmaschine mit mehreren positionierbaren Werkstückfixierelementen aufzuzeigen, die bezüglich der Positionierung der Werkstückfixierelemente möglichst schnell und effizient an unterschiedliche Werkstücke anpassbar ist.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Bearbeitungsmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Schutzanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine sind in den abhängigen Schutzansprüchen definiert.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine mit einem Arbeitstisch, mit einer gegenüber dem Arbeitstisch verfahrbaren Werkzeughalterung und mit mehreren Werkstückfixierelementen, die in verschiedenen Positionen gegenüber dem Arbeitstisch positionierbar sind, sind die Werkstückfixierelemente mit der Werkzeughalterung entlang von in dem Arbeitstisch ausgebildeten Führungsbahnen in die verschiedenen Positionen verfahrbar und in den verschiedenen Positionen verriegelbar.
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Die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine nutzt die Werkzeughalterung zum Positionieren der Werkstückfixierelemente. Dabei werden die Werkstückfixierelemente jedoch nicht mit der Werkzeughalterung irgendwo aufgenommen und dann "durch die Luft" an ihre gewünschte Position gebracht, um sie dort zu montieren. Vielmehr sind für die Fixierelemente Führungsbahnen in dem Arbeitstisch vorgesehen, und sie werden mit der Werkzeughalterung nur entlang dieser Führungsbahnen bis in ihre jeweils vorgesehene Position verfahren, um sie dann dort zu verriegeln. Entsprechend können die Werkstückfixierelemente mit der Werkzeughalterung auch wieder entriegelt werden, um sie an eine andere Position zu verfahren und dort zu verriegeln. Dies ist mit Hilfe der CNC-Steuerung, die sowieso zur Bearbeitung des jeweiligen Werkstücks an das jeweilige Werkstück angepasst ist, mit geringem Zeitaufwand effektiv möglich. Die CNC-Steuerung der Werkzeughalterung kann somit den Arbeitstisch bezüglich seiner Bestückung mit Werkstückfixierelementen in den gewünschten Positionen für das nächste zu bearbeitende Werkstück in kürzester Zeit präzise herrichten, ohne dass hierbei die Gefahr von Fehlpositionierungen zu befürchten ist.
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Die Anordnung der Werkstückfixierelemente in in dem Arbeitstisch ausgebildeten Führungsbahnen hält die Werkstückfixierelemente für die Werkzeughalterung und damit für deren CNC-Steuerung verfügbar. Das heißt, die CNC-Steuerung kann die jeweiligen Werkstückfixierelemente mit der Werkzeughalterung auch dann finden und aufnehmen, wenn ihr die aktuelle Positionierung der Werkstückfixierelemente nicht bekannt ist, indem sie die Führungsbahnen abtastet. So ist es unproblematisch, wenn die Werkstückfixierelemente zwischendurch manuell positioniert werden und vergessen wird, sie in eine der CNC-Steuerung der Werkzeughalterung bekannte Position zurückzuführen.
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Konkret können die Werkstückfixierelemente jeweils einen drehfest in der jeweiligen Führungsbahn geführten Teil und einen mit der Werkzeughalterung verdrehbaren Teil aufweisen, wobei durch diese Verdrehung die Ver- bzw. Entriegelung der Werkstückfixierelemente in ihrer jeweiligen Position erfolgt.
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Die Werkstückfixierelemente können Werkstückanschläge sein. Dabei kann es sich auch um durch Anlegen von Unterdruck einfahrbare Anschläge handeln, wie sie beispielsweise aus der
DE 10 2011 000 633 A bekannt sind.
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Weiterhin können die Werkstückfixierelemente Werkstückpunktauflager umfassen. Diese Werkstückpunktauflager können auch höhenverstellbar sein, wobei ihre Höheneinstellung ebenfalls mit Hilfe der Werkstückaufnahme unter Ansteuerung durch deren CNC-Steuerung erfolgen kann.
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Weiterhin können die Werkstückfixierelemente Werkstückspannelemente umfassen. Hierbei kann es sich um mechanische Spannelemente handeln. Auch diese mechanischen Spannelemente können mit Hilfe der angesteuerten Werkzeughalterung aktiviert werden.
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Insbesondere können die Werkstückspannelemente auch Vakuumspannelemente umfassen. Diese Vakuumspannelemente können beim Verriegeln mit Hilfe der Werkzeughalterung automatisch in einen Betriebsbereitschaftszustand überführt werden. Dies bedeutet insbesondere, dass ein mit einer zentralen Vakuumquelle aufgebrachter Unterdruck selektiv an den Vakuumspannelementen wirksam wird, die in diesen Betriebsbereitschaftszustand geschaltet sind, weil in diesem Betriebsbereitschaftszustand beispielsweise ein Ventil in dem jeweiligen Vakuumspannelement geöffnet ist. Demgegenüber kann dieses Ventil bei einem nicht in seinem Betriebsbereitschaftszustand befindlichen Vakuumspannelement geschlossen sein.
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Die Vakuumspannelemente können insbesondere über unterhalb des Arbeitstisches verlaufende flexible Vakuumleitungen an eine Vakuumquelle angeschlossen sein. Auch in diesen Vakuumleitungen können Ventile vorgesehen sein. Diese Ventile können durch eine CNC-Steuerung der Bearbeitungsmaschine selektiv angesteuert werden. Dann kann auf Ventile in den einzelnen Vakuumspannelementen, die von der Werkzeughalterung betätigt werden, verzichtet werden.
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Die Werkzeughalterung kann entweder direkt oder auch über einen hierfür speziell ausgebildeten Manipulieradapter an den Werkstückfixierelementen angreifen. Dieser Manipulieradapter kann mit der Werkzeughalterung aus einem Werkzeughalter aufgenommen werden.
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Bei der neuen Bearbeitungsmaschine kann jedes Werkstückfixierelement in einer eigenen Führungsbahn geführt sein. Hierdurch ist eine zunächst unbekannte Lage des jeweiligen Werkstückfixierelements mit der Werkzeughalterung besonders leicht erfassbar.
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Grundsätzlich können aber auch mehrere Werkstückfixierelemente in den Führungsbahnen eines zusammenhängenden Führungsbahnennetzes geführt sein. Dies kann es erleichtern, verschiedene Werkstückfixierelemente je nach Bedarf an verschiedenen Stellen des Arbeitstisches zu positionieren. Das Führungsbahnennetz kann dazu Speicherplätze für die mehreren Werkstückfixierelemente aufweisen, aus denen die Werkzeughalterung die einzelnen Fixierelemente definiert aufnimmt und ohne Kollision mit anderen Werkstückfixierelementen in ihre Wunschposition überführt bzw. in denen die Werkzeughalterung die einzelnen Werkstückfixierelemente, wenn sie nicht benötigt werden oder auch nach dem Ende jedes Einsatzes definiert ablegt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Schutzansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Schutzansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Die in den Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 ist eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Portalfräsmaschine.
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2 ist eine Ansicht von oben auf den Arbeitstisch der Portalfräsmaschine gemäß 1; und
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3 ist eine Ansicht von oben auf eine alternative Ausführungsform des Arbeitstisches der Portalfräsmaschine gemäß 1.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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In 1 ist eine Portalfräsmaschine 1 als Beispiel für eine Bearbeitungsmaschine 2 mit einem Arbeitstisch 3 und einer gegenüber dem Arbeitstisch 3 verfahrbaren Werkzeughalterung 4 dargestellt. Die Werkzeughalterung 4 ist ein Spannfutter 5 einer drehbar gelagerten Spindel 6. Das Lager 7 der Spindel 6 ist an einem Portal 8 der Portalfräsmaschine 1 zumindest in vertikaler und waagerechter Richtung in der Zeichenebene von 1 und senkrecht dazu verfahrbar, um ein in der Werkzeughalterung 4 aufgenommenes Werkzeug gegenüber dem Bearbeitungstisch 3 bzw. einem darauf angeordneten Werkstück auszurichten bzw. zu verfahren.
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Der in 2 in einer Ansicht von oben separat dargestellte Arbeitstisch 3 ist mit Führungsbahnen 9 in Form von parallel zueinander verlaufenden Schlitzen 10 versehen. In 1 ist der Arbeitstisch 3 längs eines solchen Schlitzes 10 geschnitten dargestellt. In jedem der Schlitze 10 ist ein Werkstückfixierelement 11 geführt. Das heißt, das jeweilige Werkstückfixierelement 11 ist längs des Schlitzes 10 verfahrbar, und zwar mit Hilfe der Werkzeughalterung 4 bzw. deren Beweglichkeit gegenüber dem Arbeitstisch 3. Dazu ist hier in der Werkzeughalterung 4 gemäß 1 ein Manipulieradapter 12 angeordnet, mit dem die Werkzeughalterung 4 an dem jeweiligen Werkstückfixierelement 11 angreift, um es bei Bedarf in seiner Ausgangsposition nötigenfalls zu entriegeln, dann in eine in 2 mit gestrichelten Linien angedeutete Wunschposition zu verfahren, um es dort erneut zu verriegeln. Dieses Entriegeln und Verriegeln geschieht dabei durch eine Drehbewegung, auf die die Werkzeughalterung 4 ansteuerbar ist. Grundsätzlich kann das Entriegeln oder Verriegeln aber beispielsweise auch durch Eindrücken eines elastisch abgestützten Riegels in die Werkstückfixierelemente 11 erfolgen.
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Bei den Werkstückfixierelementen 11 handelt es sich hier um Vakuumspannelemente 13, die jeweils über eine Vakuumleitung 14 mit einem Verteilerrohr 15 angeschlossen sind, aus dem eine Vakuumquelle 16 absaugt, wenn diese aktiviert wird. Dabei können die jeweils benötigten Vakuumspannelemente 13 durch Ventile in oder an den Vakuumleitungen 14 aktiviert werden oder bereits beim Verriegeln in ihrer jeweiligen Wunschposition mit Hilfe der Werkzeughalterung 4.
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Gemäß den 1 und 2 sind mehrere Führungsbahnen 9 vorgesehen, und in jeder Führungsbahn 9 ist genau ein Werkstückfixierelement 11 geführt. Diese Werkstückfixierelemente 11 können grundsätzlich auswechselbar sein, typischerweise aber nicht mit der Werkstückhalterung 4, sondern nur manuell. Demgegenüber ermöglicht der Arbeitstisch 3 gemäß 3, in dem die Führungsbahnen 9 zu einem zusammenhängenden Führungsbahnennetz 17 zusammengefasst sind, die Anordnung jedes Werkstückfixierelements (in 3 nicht dargestellt) in jeder Position längs jeder Führungsbahn 9. Am gemäß 3 unteren Rand des Arbeitstisches 3 umfasst das Führungsbahnennetz 17 Speicherplätze 18, in denen die einzelnen Werkstückfixierelemente angeordnet werden können, um sie dort mit der
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Werkzeughalterung aufzunehmen und ohne Kollision mit anderen Werkstückfixierelementen in ihre Wunschposition zu verfahren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Portalfräsmaschine
- 2
- Bearbeitungsmaschine
- 3
- Arbeitstisch
- 4
- Werkzeughalterung
- 5
- Spannfutter
- 6
- Spindel
- 7
- Spindellager
- 8
- Portal
- 9
- Führungsbahn
- 10
- Schlitz
- 11
- Werkstückfixierelement
- 12
- Manipulieradapter
- 13
- Vakuumspannelement
- 14
- Vakuumleitung
- 15
- Verteilerrohr
- 16
- Vakuumquelle
- 17
- Führungsbahnennetz
- 18
- Speicherplatz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008018347 A1 [0004, 0005]
- DE 102011000633 A [0012]
