DE3938150C2

DE3938150C2 -

Info

Publication number: DE3938150C2
Application number: DE19893938150
Authority: DE
Inventors: Erwin 7618 Nordrach De Junker; Georg Dipl.-Ing. Himmelsbach (Fh), 7612 Haslach, De
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1989-11-16
Publication date: 1993-09-09
Also published as: DE3938150A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 6 oder 7. Die Ansprüche 1 und 6 beziehen sich dabei auf eine Anordnung mit mehreren, miteinander fluchtenden Nuten, die Ansprüche 2 und 7 auf eine Anordnung mit einer Nut und einer Mittelbohrung.The invention relates to a method according to the preamble of claims 1 or 2 and a device according to the preamble of claims 6 or 7. Die Claims 1 and 6 relate to an arrangement with several, together aligned grooves, claims 2 and 7 to an arrangement with a Groove and a center hole.

Durch die engen und schwer zugänglichen Einbauverhältnisse und die sehr schwierigen Betriebsbedingungen ist das präzise Positionieren von genuteten Werkstücken, besonders im Stapel, für anschließende Präzisionsbearbeitung sehr schwierig, zumal herkömmliche mechanische Positioniertechniken praktisch nicht anwendbar sind.Due to the narrow and difficult to access installation conditions and the very difficult Operating conditions is the precise positioning of grooved workpieces, especially in batches, very difficult for subsequent precision machining, especially conventional mechanical positioning techniques are practically not applicable.

Aus der JP 60-39 043 ist eine Anordnung bekannt, bei welcher zum Zentrieren eines Werkzeuges in einer senkrechten nach oben führenden zylindrischen Steigleitung ein Druckfluid zu mehreren Einstelldüsen strömt, um ein in die Steigleitung eingesetztes Gerüst gegen deren Außenwand zu drücken und es somit dort "festzuklemmen".From JP 60-39 043 an arrangement is known in which for centering of a tool in a vertical cylindrical riser leading upwards a pressure fluid flows to a plurality of adjustment nozzles to enter the riser press the scaffold used against its outer wall and thus "clamp" it there.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen genutete scheibenförmige Werkstücke bezüglich jeweils einer Nut- Seitenfläche mit einer Genauigkeit von +2 µm positionierbar sind, wobei es vorteilhaft ist, daß auch gestapelte Werkstücke im automatischen Zyklus und gleichzeitig positioniert werden können. The task is therefore to develop a method and a device with which grooved disc-shaped workpieces with respect to a groove Side surface can be positioned with an accuracy of +2 µm, it It is advantageous that even stacked workpieces in the automatic cycle and can be positioned at the same time.

Die Aufgabe wird für ein Verfahren durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 2 und für die nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung durch die Merkmale der Ansprüche 6 bzw. 7 gelöst.The object is achieved for a method by the features of claims 1 and 2 and for the device operating according to this method by the features of claims 6 and 7, respectively.

Vorteilhaft ist die Möglichkeit, im Stapel aufeinanderliegende, gleichartige Werkstücke gleichzeitig präzise zu positionieren. Die Ausbildung der Anlagefläche des Positionierfingers als präzisionsbearbeitete Außenfläche eines Hartmetalleinsatzes ermöglicht hohe Standzeiten. Von Vorteil ist die einfache Anordnung und auch durch den möglichen Betrieb im automatischen Zyklus die Wirtschaftlichkeit in Herstellung und Betrieb. Auch können die Werkstücke Scheiben mit rundem, ovalem oder eckigem Umfang sein, wobei die Nuten gerade oder profiliert und als Innen- oder Umfangsnuten ausgeführt sein können.The possibility of similar workpieces lying one on top of the other in a stack is advantageous to position precisely at the same time. The training of the investment area of the Positioning fingers as a precision-machined outer surface of a hard metal insert enables long service life. The simple arrangement is also advantageous because of the possible operation in the automatic cycle Manufacturing and operation. The workpieces can also have discs with a round, be oval or angular in circumference, the grooves being straight or profiled and as Inner or circumferential grooves can be executed.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Appropriate further developments of the method and the device result from the subclaims.

Zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigtTwo embodiments of the device according to the invention are based on the Drawing described in more detail. In it shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Positionieranordnung mit einem Werkstück mit 2×2 miteinander fluchtenden Nuten und einer Mittelbohrung, Fig. 1 is a plan view of a positioning arrangement with a workpiece with 2 x 2 mutually aligned grooves and a central bore,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a side view, partly in section, taken along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht entsprechend dem Richtungspfeil III aus Fig. 1, Fig. 3 is a side view corresponding to the direction of arrow III of FIG. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht entsprechend dem Richtungspfeil IV aus Fig. 1, Fig. 4 is a side view corresponding to the direction of arrow IV of FIG. 1,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Positionieranordnung mit einem Werkstück mit einer Nut und einer Mittel bohrung. Fig. 5 is a plan view of a positioning arrangement with a workpiece with a groove and a central bore.

Fig. 1 zeigt eine Positionieranordnung mit einem Werkstück 21 mit 2 × 2 miteinander fluchtenden Nuten 6, 7 und einer Mittel bohrung. Das Werkstück wurde in grob vorpositionierter Lage durch ein (nicht dargestelltes) Handlingssystem in Spannposi tion gebracht. Dabei kann die Bearbeitungsposition vertikal, wie dargestellt, oder horizontal sein. Werkstücke mit mehreren, miteinander fluchtenden Nuten können mit oder ohne Mittelboh rung ausgeführt sein. Die Werkstücke können im Prinzip eine run de, ovale oder eckige Form aufweisen. Die Nuten können gerade, wie dargestellt, oder profilierte Konturen haben und als Um fangs- oder Innennuten ausgeführt sein. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Vorpositionierung mit einer Genauigkeit von etwa 0,5 mm durch die Positionierfinger 4 und 20 sowie durch den Zentrierdorn 2 erfolgt. Nachdem die Werkstücke in grob vor positionierter Lage auf dem Sockel 1 liegen, fährt der komplet te Positionierkopf 3, welcher am Zentrierbund 23 maschinensei tig fahrbar und drehbar angeordnet ist, mit Grobzentrierdorn 2 und Positionierfinger 4 und 20 in Richtung Z in Arbeitsposi tion. Die in die Nuten 6, 7 mit der präzise zu positionieren den Seitenfläche 16, 17 hineinragenden Positionierfinger 4 wei sen Kanäle 8, 9 für das Fluid und mindestens eine gegen die Sei tenfläche 12, 13 gerichtete Düse 10, 11 auf. Der Positionier finger 20 weist keine Kanäle und Düsen auf. Wenn das Fluid durch die Kanäle in die Düsen 10, 11 mit hohem Druck gefördert und durch die Düsen in gebündeltem Strahl auf die Seitenflächen 12, 13 gerichtet sind, entsteht an diesen ein Staudruck, durch den das Werkstück 21 in Richtung der Pfeile 14, 15 verschoben wird und so mit den gegenüberliegenden Flächen 16, 17 zur Anlage an den Flächen 36, 37 gelangt. Diese Flächen 36, 37 sind die Außenflächen von Hartmetalleinlagen 18, 19, die auf der der Düsenanordnung abgekehrten Seite der Positionierfinger 4 ein gelassen sind. Sie entsprechen der präzisen Position, in die das Werkstück gebracht werden soll, und bieten den Vorteil, daß sie als präzisionsbearbeitete Flächen sehr hart und passungs stabil sind und damit eine hohe Standzeit ermöglichen. Fig. 1 shows a positioning arrangement with a workpiece 21 with 2 × 2 aligned grooves 6 , 7 and a central bore. The workpiece was brought into a roughly pre-positioned position by a handling system (not shown). The processing position can be vertical, as shown, or horizontal. Workpieces with several grooves aligned with one another can be designed with or without a central bore. In principle, the workpieces can have a round, oval or square shape. The grooves can be straight, as shown, or have profiled contours and be designed as circumferential or internal grooves. In the example shown, the pre-positioning was carried out with an accuracy of about 0.5 mm by the positioning fingers 4 and 20 and by the centering mandrel 2 . After the workpieces are in roughly positioned position on the base 1 , the complet te positioning head 3 , which is arranged on the centering collar 23 in a movable and rotatable manner with the coarse centering mandrel 2 and positioning fingers 4 and 20 in the direction Z in the working position. The in the grooves 6 , 7 with the precise positioning of the side surface 16 , 17 projecting positioning finger 4 white sen channels 8 , 9 for the fluid and at least one against the Be tenfläche 12 , 13 directed nozzle 10 , 11 . The positioning finger 20 has no channels and nozzles. If the fluid is conveyed through the channels into the nozzles 10 , 11 at high pressure and directed through the nozzles in a bundled jet onto the side surfaces 12 , 13 , a back pressure arises on them, through which the workpiece 21 in the direction of the arrows 14 , 15 is displaced and thus comes to rest on the surfaces 36 , 37 with the opposite surfaces 16 , 17 . These surfaces 36 , 37 are the outer surfaces of hard metal inserts 18 , 19 , which are left on the side facing away from the nozzle arrangement of the positioning fingers 4 . They correspond to the precise position in which the workpiece is to be brought and offer the advantage that they are very hard and fit stable as precision-machined surfaces and thus allow a long service life.

In Fig. 2 ist der Positionierkopf 3 dargestellt, an dem u. a. die Positionierfinger 4, 20 angeordnet sind. Die Werkstücke liegen auf dem Sockel 1 auf, der eine Zentralausnehmung zur Aufnahme des Zentrierdorns 2 hat. Am Zentrierdorn 2 ist ein Bund 5 angeordnet. Dieser kann vorgespannt ausgeführt sein, wodurch die Werkstücke während des Positioniervorgangs leicht gegen den Sockel gedrückt werden. Dieser Druck durch den Nie derhalter ist geringer als der durch den Fluidstrahl verur sachte Staudruck, damit die zur präzisen Positionierung erfor derliche Bewegung der Werkstücke nicht behindert wird. Der Po sitionierkopf 3 ist werkstückspezifisch ausgebildet und kann bei Werkstückwechsel leicht ausgetauscht werden. Er ist durch den Zentrierbund 23 einfach justierbar, so daß ein passender Anschluß der maschinenseitigen Fluidkanäle mit denen der Po sitionierfinger gewährleistet ist. O-Ringe 31 stellen die Abdichtung der Fluidkanäle sicher. Nach erfolgter Positionie rung werden die Werkstücke durch eine geeignete Klemmvorrich tung z. B. Spannpratzen festgeklemmt, so daß Positionierkopf und Zentrierdorn herausgefahren werden können, ohne daß sich die Werkstücke für die anschließende Präzisbearbeitung verschieben.In Fig. 2 of the positioning head 3 is shown, are arranged on the inter alia, the positioning finger 4, 20. The workpieces rest on the base 1 , which has a central recess for receiving the centering mandrel 2 . A collar 5 is arranged on the centering mandrel 2 . This can be designed pre-stressed, whereby the workpieces are pressed slightly against the base during the positioning process. This pressure by the holder is less than the dynamic pressure caused by the fluid jet, so that the movement of the workpieces required for precise positioning is not impeded. The Po sitionierkopf 3 is workpiece-specific and can be easily replaced when changing the workpiece. It is easily adjustable by the centering collar 23 , so that a suitable connection of the machine-side fluid channels with which the positioner finger is ensured. O-rings 31 ensure the sealing of the fluid channels. After Positionie tion, the workpieces by a suitable Klemmvorrich device z. B. clamping claws clamped so that the positioning head and centering mandrel can be moved out without the workpieces moving for the subsequent precision machining.

Die Seitenansichten in Fig. 3 und 4 zeigen weitere Details der Positionieranordnung. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Positionieranordnung mit einem Werkstück, das nur eine Nut und eine Mittelbohrung aufweist. Bei dieser Ausführungs form ist es erforderlich, daß die Mittelbohrung und der Zen trierdorn 25 eine exakte Passung aufweisen. Wird hier durch die Düse 26 des Positionierfingers 4 ein Fluidstrahl gebün delt auf die Nut-Seitenfläche 39 gerichtet, wird durch den entstehenden Staudruck das Werkstück 24 um den Zentrierdorn in Richtung des Pfeiles 33 gedreht und es kommt mit der Sei tenfläche 35 an der Anlagefläche 34 des Hartmetalleinsatzes 28 zur präzisen Anlage. The side views in FIGS. 3 and 4 show further details of the positioning assembly. Fig. 5 shows a top view of a positioning arrangement with a workpiece which has only one groove and a central bore. In this embodiment form, it is necessary that the central bore and the Zen trier mandrel 25 have an exact fit. If here through the nozzle 26 of the positioning finger 4, a fluid jet is directed towards the groove side surface 39 , the workpiece 24 is rotated around the centering mandrel in the direction of arrow 33 by the resulting back pressure and it comes with the side surface 35 on the contact surface 34 of the carbide insert 28 for precise investment.

Je nach Dimension der Nut und der Anzahl der aufeinander ge stapelten Werkstücke können in den Positionierfingern 4 meh rere Fluiddüsen über- und gegebenenfalls auch nebeneinander angeordnet werden.Depending on the dimension of the groove and the number of workpieces stacked one on top of the other, 4 fluid nozzles can be stacked one above the other in the positioning fingers and optionally also arranged side by side.

Claims

1. A method for the precise positioning of disk-shaped workpieces with a plurality of grooves aligned with one another with respect to one side surface of the grooves, characterized in that the workpieces are pre-positioned on a base of a clamping device by positioning fingers projecting into the grooves in a plane perpendicular to the direction of movement of the positioning fingers, that a fluid jet directed onto the opposite side surfaces of the grooves to be precisely positioned displaces the workpiece in such a way that with the side surfaces of the grooves which are to be precisely positioned it comes to the surfaces representing the precise position on the side of the positioning fingers remote from the fluid nozzle arrangement for precise contact.

2. Method for the precise positioning of disc-shaped workpieces with only one groove lying in alignment and a central bore with respect to a side surface of the groove, characterized in that the workpieces on a base of the clamping device by a positioning finger projecting into the grooves and a centering mandrel matching the central bore be pre-positioned in a plane perpendicular to the direction of movement of the positioning finger ( 4 ) and the centering mandrel and that the fluid jet brings each workpiece to precise contact by rotation about the centering mandrel.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that that several similar workpieces lying one on top of the other in a stack be positioned precisely at the same time.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fluid is a gas, for example air.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fluid is a liquid, for example water, oil or is an emulsion.

6. Device for the precise positioning of disk-shaped workpieces with a plurality of mutually aligned grooves with respect to each side surface of the grooves, for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the workpieces protrude on a base of a jig by in the grooves ( 6 , 7 ) positioning fingers (4, 20) are prepositioned in a plane perpendicular to the direction of movement of the positioning fingers (4, 20)-plane, that in the grooves (6, 7) with the precision to be positioned side surface protruding positioning fingers (4) channels (8, 9) for a fluid and at least one nozzle ( 10 , 11 ) directed against the opposite side surface ( 12 , 139 ) of the respective groove ( 6 , 7 ) to be precisely positioned, through which the fluid can be bundled and blasted.

7. Device for the precise positioning of disc-shaped workpieces with only one groove lying in alignment and a central bore with respect to a side surface of the groove, for carrying out the method according to claim 2, characterized in that the workpieces on a base of the clamping device by a protruding into the groove Positioning fingers ( 4 ) and a centering mandrel matching the center hole can be pre-positioned in a plane perpendicular to the direction of movement of the positioning fingers ( 4 ) and the centering mandrel ( 25 ), so that the positioning fingers ( 4 ) projecting into the groove ( 38 ) with the side surface to be precisely positioned ) has a channel for a fluid and at least one nozzle ( 26 ) directed against the opposite side surface ( 39 ) of the groove ( 38 ) to be precisely positioned, through which the fluid can be jetted in a focused manner.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the positioning finger ( 4 ) on its side facing away from the nozzle arrangement has a hard metal insert ( 18 , 19 , 28 ), the outside of which as a contact surface ( 34 , 36 , 37 ) for the precise positioning side surface ( 16 , 17 , 35 ) of the groove ( 6 , 7 , 38 ) is precision machined.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that it has a prestressed hold-down device ( 5 ) through which the workpieces ( 21 , 24 ) can be easily pressed against the base, the hold-down pressure being lower than that caused by the fluid jet Back pressure on the side surfaces ( 12 , 13 , 39 ) of the respective grooves ( 6 , 7 , 38 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that it has a clamping device through which the workpieces ( 21 , 24 ) can be clamped in a precisely positioned position even when the positioning fingers ( 4 , 20 ) and centering mandrel ( 2 ) are pulled out.