DE202018107051U1 - Aggregate or tool for a CNC machining center - Google Patents
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Abstract
Aggregat oder Werkzeug (1) für ein CNC-Bearbeitungszentrum mit einer Spindel, die mit einem Mehrachssystem die Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht, wobei das Aggregat oder das Werkzeug (1) mit einem Werkzeugwechsler für die Spindel in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat oder das Werkzeug (1) zur Bearbeitung des Werkstücks aus einer Lasereinrichtung (2) besteht, welches an die Spindel des Bearbeitungszentrums ansetzbar ist. Aggregate or tool (1) for a CNC machining center with a spindle, which allows the machining of workpieces with a multi-axis system, wherein the unit or the tool (1) is in operative connection with a tool changer for the spindle, characterized in that the unit or the tool (1) for machining the workpiece consists of a laser device (2) which can be attached to the spindle of the machining center.
Description
Technisches UmfeldTechnical environment
Die Erfindung betrifft ein Aggregat oder ein Werkzeug für ein CNC-Bearbeitungszentrum mit einer Spindel, die mit einem Mehrachssystem die Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht, wobei das Aggregat oder das Werkzeug mit einem Werkzeugwechsler für die Spindel in Wirkverbindung steht.The invention relates to an assembly or a tool for a CNC machining center with a spindle, which allows the machining of workpieces with a multi-axis system, wherein the unit or the tool is in operative connection with a tool changer for the spindle.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik ist es bei einem CNC-Bearbeitungszentrum bekannt, dass das zu bearbeitende Werkstück mit unterschiedlichen Werkzeugen, wie Bohrern oder Fräsern, bearbeitet wird. Die einzelnen Werkzeuge werden hierbei in dem Bearbeitungszentrum in einem als Werkzeugwechsler ausgebildeten Werkzeughalter vorgehalten, die entsprechend der programmierten Arbeitsvorgänge an dem Werkstück von einer an einem Mehrachssystem angeordneten Spindel aufgenommen werden. In diesem Werkzeugwechsler befinden sich beispielsweise auf einem Rad angeordnet die entsprechenden Bohrer oder Fräser, die zur Bearbeitung des Werkstücks in dem Bearbeitungszentrum benötigt werden.It is known from the prior art in a CNC machining center that the workpiece to be machined is machined with different tools, such as drills or milling cutters. The individual tools are held in this case in the machining center in a tool holder designed as a tool changer, which are received in accordance with the programmed operations on the workpiece by a spindle arranged on a multi-axis system. In this tool changer are, for example, arranged on a wheel, the corresponding drills or cutters, which are required for machining the workpiece in the machining center.
Derartige nach dem Stand der Technik bekannten CNC-Bearbeitungszentren sind vornehmlich auf die drehenden Werkzeuge beschränkt, wobei dies vornehmlich Bohrer und Fräser betrifft.Such known in the prior art CNC machining centers are primarily limited to the rotating tools, which mainly concerns drills and cutters.
Aufgabetask
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, insbesondere ein Aggregat oder ein Werkzeug für ein CNC-Bearbeitungszentrum bereitzustellen, welches insbesondere den Einsatzbereich der zu bearbeitenden Werkstücke für ein CNC-Bearbeitungszentrum wesentlich erweitert.The invention thus presents the problem, in particular to provide an aggregate or a tool for a CNC machining center, which substantially extends in particular the application of the workpieces to be machined for a CNC machining center.
Lösungsolution
Erfindungsgemäß wird dieses Problem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention this problem is solved with the features of the main claim, advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen nun darin, dass infolge des Einsatzes eines Aggregates oder Werkzeugs zur Bearbeitung von Werkstücken, welches aus einer Lasereinrichtung besteht, die an die Spindel des Bearbeitungszentrums ansetzbar ist, die Bearbeitungsmöglichkeiten für Werkstücke in dem Bearbeitugnszentrum wesentlich erweitert werden. Es können somit Werkstücke auch mit einem Laser bearbeitet werden, wobei das Werkstück beispielsweise durch eine Gravur oder Schnitt auf unterschiedlichsten Materialien, eine Formgrafik oder ein Bild durch den Laser bearbeitet werden können. Dabei wird das zu bearbeitende Material des Werkstücks Punkt für Punkt abgetragen. Das Abtragen des Materials erfolgt dabei zeilenweise, d. h. der Laser fährt horizontal die einzelnen Zeilen der Gravur ab. Diese Bearbeitungsmethode wird als Rastergravur bezeichnet. Mit diesem Verfahren können u. a. Flächen oder Formen graviert oder geschnitten werden, die z. B. Fotos, Bilder, Logos beinhalten können.The advantages achieved with the invention are that as a result of the use of an aggregate or tool for machining workpieces, which consists of a laser device which can be attached to the spindle of the machining center, the processing options for workpieces in the Bearbeitungsugnszentrum be significantly expanded. Thus, workpieces can also be processed with a laser, wherein the workpiece can be processed, for example, by engraving or cutting on a variety of materials, a form of graphic or image through the laser. In this case, the material to be machined of the workpiece is removed point by point. The removal of the material takes place line by line, d. H. the laser moves horizontally the individual lines of the engraving. This editing method is called raster engraving. With this method, u. a. Engraved or cut surfaces or shapes, the z. B. Photos, images, logos can include.
Ebenfalls einsetzbar ist das Laseraggregat auch zum Laserschneiden, wobei beim Laserschneiden es sich um ein thermisches Trennverfahren handelt. Dabei werden vorgegebene Geometrien durch den Laserstrahl abgefahren und geschnitten, wie auch bei der Gravur können unterschiedlichste Materialien verwendet werden. Als Basis für den Schneidprozess dient eine Datei. Bei dieser Vorgehensweise schneidet der Laser oder Cutter u. a. auch Formen, wie z. B. Buchstaben, Schilder, Anhänger usw. aus, diese können auch zuvor schon graviert worden sein. Somit kann im Bearbeitungszentrum auch die Möglichkeit in Anspruch genommen werden, dass beispielsweise in der Bearbeitung der Werkstücke aus unterschiedlichsten Materialien Gravuren oder Schnitte an dem Werkstück vorgenommen werden können.The laser aggregate can also be used for laser cutting, with laser cutting being a thermal separation process. Here, given geometries are traversed and cut by the laser beam, as well as the engraving, a wide variety of materials can be used. The basis for the cutting process is a file. In this procedure, the laser or cutter cuts u. a. also forms, such. As letters, signs, trailers, etc., these may also have been previously engraved. Thus, the possibility can also be claimed in the machining center that, for example, in the processing of the workpieces from a wide variety of materials engravings or cuts can be made on the workpiece.
Das Aggregat oder das Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks besteht hierbei aus einer Lasereinrichtung, welche an die Spindel des Bearbeitungszentrums ansetzbar ist. Die Lasereinrichtung als solches umfasst hierbei in vorteilhafter Weise ein Lasergravuraggregat. Die Lasereinrichtung besteht im Wesentlichen aus einem oberen Gehäuseteil und einem unteren Gehäuseteil. Der obere Gehäuseteil ist dabei zur Anbindung an die Spindel bestimmt, wobei der untere Gehäuseteil die Lasereinrichtung umfasst.The unit or the tool for machining the workpiece in this case consists of a laser device which can be attached to the spindle of the machining center. The laser device as such in this case advantageously comprises a laser engraving unit. The laser device essentially consists of an upper housing part and a lower housing part. The upper housing part is intended for connection to the spindle, wherein the lower housing part comprises the laser device.
Die Lasereinrichtung als solches besteht aus einem Scanobjektiv mit darüber liegendem Ablenk- und Positioniersystem. Aufgrund dieser Ausbildung wird die zu bearbeitende Form auf dem Werkstück optisch abgebildet, wobei dann der Laser infolge der Ablenkung und Positionierung die Form abgreift. Die Lasereinrichtung weist eine gekühlte Laserdiode auf, die mit einer Ethernet-Datentransferkarte zusammenwirkt. Aufgrund dieser Ausbildung besteht nun die Möglichkeit, dass die als Dateien vorliegenden Abbildungen oder Formen am Laser eingespeist werden, um so die Bearbeitungen an dem Werkstück vorzunehmen.As such, the laser device consists of a scan objective with an overlying deflection and positioning system. Due to this design, the mold to be machined is optically imaged on the workpiece, in which case the laser picks up the shape as a result of the deflection and positioning. The laser device has a cooled laser diode which cooperates with an Ethernet data transfer card. Due to this design, it is now possible to feed the images or shapes as files to the laser so as to perform the operations on the workpiece.
Zwischen dem oberen und dem unteren Gehäuseteil ist eine Adapterplatte vorgesehen, wobei der obere Gehäuseteil aus einem topfartigen Gehäuse mit einer umlaufenden Wand mit einer Stromversorgungsschiene besteht, an der eine Kontaktaufnahme für die Stromaufnahme für die Lasereinrichtung vorgesehen ist.Between the upper and the lower housing part, an adapter plate is provided, wherein the upper housing part consists of a pot-like housing with a circumferential wall with a power supply rail, at the one Contact for the current consumption is provided for the laser device.
Am Boden des topfartigen Gehäuses sind auf einer Kreisbahn Zapfenelemente als Mitnehmerdorne zur Festlegung des Aggregats oder des Werkzeugs an die Werkzeugaufnahme der Spindel angeordnet. Im Boden des topfartigen Gehäuses ist eine Öffnung vorhanden, wobei in der Öffnung in der Zentrumsachse des topfartigen Gehäuses ein Wellenstumpf drehbar gelagert ist, der im angesetzten Zustand des Aggregats oder des Werkzeugs kraftschlüssig mit der Spindel zusammenwirkt.At the bottom of the pot-like housing pin elements are arranged as entrainment mandrels for fixing the unit or the tool to the tool holder of the spindle on a circular path. In the bottom of the pot-like housing, an opening is present, wherein in the opening in the center axis of the pot-like housing, a stub shaft is rotatably mounted, which cooperates in the attached state of the unit or the tool frictionally with the spindle.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Wellenstumpf als kraftschlüssige Aufnahme durch Kegel und Auflagefläche in einem im topfartigen Gehäuse angeordneten Kugellager drehbar gelagert.According to an advantageous embodiment of the invention, the stub shaft is rotatably mounted as a frictional recording by cone and bearing surface in a cup-shaped housing arranged ball bearing.
Der Wellenstumpf in kraftschlüssiger Aufnahme durch Kegel und Auflagefläche wirkt hierbei im angesetzten Zustand des Aggregats oder des Werkzeugs mit der Spindel zusammen. Aufgrund dieser Ausbildung wird insbesondere erreicht, dass die Spindel, die vornehmlich mit drehenden Werkzeugen zusammenwirkt, auch hier mit einem im Grunde still stehenden Aggregat derart zusammenwirken kann. Der in dem Gehäuse drehbare Wellenstumpf in kraftschlüssiger Aufnahme vollzieht dann, wenn das Aggregat andockt, Leerdrehungen, die auf das im Einsatz befindliche Laserwerkzeug keine Einwirkung hat. Hierbei ist der Wellenstumpf in kraftschlüssiger Aufnahme in einem im Gehäuse angeordneten Kugellager drehbar gelagert.The stub shaft in frictional recording by cone and bearing surface acts here in the scheduled state of the unit or the tool with the spindle together. Due to this design is achieved in particular that the spindle, which cooperates primarily with rotating tools, can interact with a basically stationary unit here, too. The shaft stub rotatable in the housing in frictional recording then takes place when the unit docks, idle rotations, which has no effect on the laser tool in use. Here, the stub shaft is rotatably mounted in non-positive reception in a ball bearing arranged in the housing.
Figurenlistelist of figures
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
-
1 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Aggregates oder des Werkzeugs mit einer Lasereinrichtung in einer ersten Ansicht und -
2 eine weitere perspektivische Darstellung des Aggregats oder des Werkzeugs gemäß der1 in einer anderen Ansicht.
-
1 a perspective view of the unit according to the invention or the tool with a laser device in a first view and -
2 another perspective view of the unit or the tool according to the1 in a different view.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die
Die Lasereinrichtung
Wie aus beiden
Wie aus beiden Figuren erkennbar ist, ist zwischen dem oberen und dem unteren Gehäuseteil
Wie aus beiden Figuren ersichtlich, ist im Boden des topfartigen Gehäuses
Der Wellenstumpf
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Aggregat /WerkzeugAggregate / tool
- 22
- Lasereinrichtunglaser device
- 33
- oberes GehäuseteilUpper housing part
- 44
- unteres Gehäuseteillower housing part
- 55
- Scanobjektivscanning objective
- 66
- Ablenk- und PositioniersystemDeflection and positioning system
- 77
- Laserdiodelaser diode
- 88th
- Ethernet Datentransferkarte / Antenne WLANEthernet data transfer card / antenna WLAN
- 99
- Adapterplatteadapter plate
- 1010
- topfartiges Gehäusecup-shaped housing
- 1111
- umlaufende Wandcircumferential wall
- 1212
- StromversorgungsschienePower supply rail
- 1313
- Kontaktaufnahmecontact
- 1414
- Zapfenelementepin elements
- 1515
- Öffnungopening
- 1616
- Wellenstumpfstub shaft
Claims (13)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019131357A1 (en) * | 2019-11-20 | 2021-05-20 | Heinrich Bernhard Vielstädte | Change tool |
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2018
- 2018-12-11 DE DE202018107051.7U patent/DE202018107051U1/en active Active
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WO2021099613A1 (en) | 2019-11-20 | 2021-05-27 | Vielstädte, Heinrich Bernhard | Replaceable tool, processing center, and method for applying ink |
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