DE60205939T2

DE60205939T2 - Bearbeitungsmaschine für langgestreckte profile

Info

Publication number: DE60205939T2
Application number: DE60205939T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Nicaise
Original assignee: Cinetic Machining
Current assignee: Cinetic Machining
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2022-12-07
Also published as: FR2833196A1; ATE303228T1; FR2833196B1; EP1450986A1; US7237309B2; US20050229754A1; AU2002364434A1; EP1450986B1; DE60205939D1; WO2003047813A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten langgestreckter Profilelemente, insbesondere durch Spanabnahme (siehe beispielsweise EP 1068925 A ).
Es sind Maschinen zur Bearbeitung derartiger Profilelemente bekannt, die aus zwei Einheiten bestehen, nämlich einer Fräseinheit mit einem Bearbeitungskopf, der entlang dreier Achsen, vertikal, längsgerichtet und quer, bewegbar ist, und einer Einheit aus zwei Schlitten, welche Spindelstöcke tragen und jeweils in der Lage sind, die Profilelemente gleitend und klemmend anzunehmen und diese in bezug auf den Bearbeitungskopf winklig anzuordnen. Während des Bearbeitungsvorgangs gewährleisten die Spindelstöcke das Halten des Profilelements und sind zu diesem Zweck fest mit diesem verbunden. Diese Spindelstöcke sind in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet, der von der Steifigkeit abhängt, welche die auszuführende Bearbeitungsart erfordert. Dieser Abstand begrenzt somit ein Arbeitsfenster, das die maximale Bearbeitungslänge wiedergibt, welche die Maschine in einem Schritt bearbeiten kann, so daß zum Bearbeiten der gesamten Leiste in aufeinanderfolgenden Schritten vorgegangen wird.
Um die zwischen jedem Schritt erforderlichen Wiederaufnahmevorgänge zu vereinfachen, wurde vorgeschlagen, den Spindelstöcken einen oder mehrere zusätzliche Spindelstöcke zuzuordnen. Diese Spindelstöcke bewirken das Halten des Profilelements und gewährleisten gleichzeitig das Verschieben desselben zwischen den verschiedenen Bearbeitungsphasen, welche den verschiedenen aufeinanderfolgenden Schritten entsprechen.
Derartige Vorrichtungen ermöglichen lediglich eine schrittweise Bearbeitung des Profilelements, wobei die Länge eines Schritts nicht die Breite des durch den Abstand zwischen den beiden Spindelstöcken definierten Fensters über schreiten kann, wobei dieser Abstand selbst von der gewünschten Bearbeitungspräzision abhängig ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu überwinden, indem eine Bearbeitungsmaschine vorgeschlagen wird, welche eine vollständig kontinuierliche Bearbeitung derartiger Profilelemente ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine Maschine zur Bearbeitung langgestreckter Profilelemente, des Typs mit einem langgestreckten Gestell, das mit Spindelstöcken zum Halten des zu bearbeitenden Profilelements und mit mindestens einem Bearbeitungskopf versehen ist, der in bezug auf das Profilelement entlang Verschiebungskomponenten bewegbar ist, die vorzugsweise zueinander und zur Längsachse des Profilelements senkrecht verlaufen, wobei die Maschine aufweist:

– mindestens zwei in der Nähe und zu beiden Seiten des Bearbeitungskopfs angeordnete Haltespindelstöcke, die in der Lage sind, während der Bearbeitung, das Profilelement gleitend bewegbar zu halten,
– mindestens zwei in bezug auf das Gestell längsverschiebbare Antriebspindelstöcke, die zu beiden Seiten der Haltespindelstöcke angeordnet sind und in bezug auf das Gestell längsverschiebbar sind, wobei jeder Antriebsspindelstock mit einem Spanndorn versehen ist, der bei Bedarf ein gleitendes Einspannen des Profilelements oder ein Blockieren des Profilelements ermöglicht, derart daß die relative Verschiebung desselben in bezug auf den Bearbeitungskopf in Längsrichtung zumindest teilweise durch die Verschiebung eines Antriebsspindelstocks gewährleistet ist,
– eine Einrichtung zum Steuern der Verschiebungen der Antriebsspindelstöcke und der Spanndorne, wobei die Steuereinrichtung in der Lage ist, in Abhängigkeit von verschiedenen auszuführenden Bearbeitungsphasen den Antrieb des Profilelements (10) mittels eines oder mehreren An triebsspindelstöcken zu gewährleisten und die Bewegungen der Antriebsspindelstöcke zu synchronisieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung vorgesehen ist, um bei einem Bearbeitungsvorgang eine feste Verbindung eines Spindelstocks mit dem Profilelement in der Endposition und eine gleitfähige Verbindung mit dem anderen Spindelstock zu steuern, und um die relative Längsverschiebung des Profilelements zu gewährleisten, indem dessen Verschiebung durch die Verschiebung des damit fest verbundenen Spindelstocks gesteuert wird, welcher somit einen "Führungsspindelstock" bildet, und wenn der "Führungsspindelstock" in der Nähe des Haltespindelkopfs ankommt, steuert die Steuereinrichtung einerseits das Lösen des Spindelstocks von dem Profilelement und andererseits das feste Verbinden des anderen Antriebsspindelstocks, der somit zum "Führungsspindelstock" wird, mit dem Profilelement, während der erste Antriebsspindelstock in eine Position zurückgeführt wird, in der er bereit ist, wieder der "Führungsspindelstock" zu werden.

Vorzugsweise sind mindestens die Haltespindelstöcke mit einem Drehdorn versehen, der ein Element zum Spannen des Profilelements aufweist, welches dessen Positionierung um seine Längsachse gewährleistet.
Schließlich hat es sich für die Ausführung bestimmter Bearbeitungsarten als interessant herausgestellt, daß der Bearbeitungskopf mehrere Einrichtungen zum Verschieben in Längsrichtung des Profilelements aufweist.
Im folgenden wird als nicht einschränkendes Beispiel eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine;
2 bis 4 schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Maschine von 1, in denen die Antriebsspindelstöcke auf der Bank in verschiedenen charakteristischen Positionen dargestellt sind, die sie im Verlauf eines Bearbeitungsschrittes einnehmen können.
Die in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine weist eine langgestreckte Bank 1 auf, die einen im wesentlichen in der Mitte der Bank 1 angeordneten Querträger 3 stützt. Dieser Querträger 3 stützt einen Bettschlitten 5, der mit Querantriebseinrichtungen versehen ist, welche durch eine digitale Steuereinrichtung 7 gesteuert sind. Der Bettschlitten 5 stützt seinerseits einen Bearbeitungskopf 9, der unter Steuerung durch die digitale Steuereinrichtung 7 vertikal bewegbar vorgesehen ist. Der Bearbeitungskopf 9 ist somit in der Lage, sich in Querrichtung, in vertikaler Richtung und eventuell in Längsrichtung zu bewegen.
Die Bank 1 ist ebenfalls mit vier Spindelstöcken versehen, nämlich zwei Haltespindelstöcken 11 und 13, die zu beiden Seiten des Bearbeitungskopfs 9 angeordnet sind, und zwei Antriebsspindelstöcken 15 und 17, die zu beiden Seiten der Haltespindelstöcke angeordnet sind. Die Antriebsspindelstöcke 15, 17 sowie die Haltespindelstöcke 11, 13 sind unter Steuerung durch eine digitale Steuereinrichtung 16 in Längsrichtung auf der Bank 1 bewegbar. Ihre Bewegung kann entsprechend ihrem Steuerprogramm vollständig unabhängig voneinander oder im Gegenteil vollkommen synchron ablaufen.
In an sich bekannter Weise sind die Haltespindelstöcke 11, 13 und die Antriebsspindelstöcke 15, 17 mit Spanndornen mit variablem Druck versehen, die in Abhängigkeit von den durch die digitale Steuereinrichtung 16 gelieferten Befehlen bei Bedarf ein Blockieren und ein Einspannen eines Profilelements 10 oder im Gegenteil ein gleitendes Einspannen desselben ermöglichen. Die Dorne sind mit einer Einrichtung, die ein Drehen des Profilelements 10 um dessen Längsachse yy' ermöglicht, und einer Bezugseinrichtung versehen, die das Positionieren des Profilelements 10 in bezug auf diese ermöglicht.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Maschine ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Beispiels.
Zunächst wird das Profilelement 10 in die vier Spindelstöcke derart eingeführt, daß es die vorgesehene Bezugseinrichtung berührt, wodurch seine Winkelpositionierung in bezug auf die horizontale Achse yy' gewährleistet ist, woraufhin die Haltespindelstöcke 11 und 13 mit einem geringen Abstand voneinander derart angeordnet werden, daß die beste Bearbeitungsqualität begünstigt wird. Die Dorne dieser Spindelstöcke werden derart an dem Profilelement 10 eingespannt, daß sie dieses nicht blockieren, sondern das gleitende Verschieben desselben ermöglichen.
In dem Fall, daß beispielsweise das Profilelement 10 in der Figur von rechts nach links dem Pfeil D folgend läuft, wird zu Beginn der Haltespindelstock 17 (rechter Spindelstock) in die rechte Endposition der Bank 1 verbracht, wie schematisch in 2 dargestellt, und der Antriebsspindelstock 15 (linker Spindelstock) wird gegen den ihm benachbarten Haltespindelstock, nämlich den Spindelstock 11, verbracht.
Erfindungsgemäß steuert die digitale Steuereinrichtung 16 also eine feste Verbindung des Spindelstocks 17 mit dem Profilelement 10 und eine gleitfähige Verbindung des Antriebsspindelstocks 15 mit dem Profil.
Nunmehr beginnt der Bearbeitungsvorgang, in dessen Verlauf die relative Längsverschiebung des Profilelements 10 in bezug auf das Werkzeug 9 erfolgt, indem dessen Verschiebung durch diejenige des Spindelstocks 17 gesteuert wird, mit dem es fest verbunden ist und die somit einen sogenannten "Führungsspindelstock" bildet. Es ist ersichtlich, daß, wenn die Verschiebungsrichtung des Profilelements im Verlauf der Bearbeitung die Richtung D ist, hierdurch nicht ausgeschlossen ist, daß die Antriebsspindelstöcke in bestimmten Teilen dieser Bearbeitungsphase eine kurzzeitige Verschiebung des Profilelements 10 in umgekehrter Richtung gewährleisten. Wenn, wie in 3 dargestellt, der Führungsspindelstock 17 in der Nähe des Haltespindelstocks 13 an kommt, wird mittels der digitalen Steuereinrichtungen 16 einerseits das Lösen des Spindelstocks 17 von dem Profilelement 10 bewirkt, so daß dieser Spindelstock daher nicht länger führt, und andererseits das feste Verbinden des Antriebsspindelstocks 15 mit dem Profilelement 10 bewirkt, so daß dieser nunmehr der Führungsspindelstock wird und die relative Längsverschiebung D des Profilelements 10 in bezug auf den Bearbeitungskopf 9 gewährleistet. Während des Zyklus, in dem der Antriebsspindelstock 15 führt, wird der Antriebsspindelstock 17 zur rechten Seite der Bank zurück verfahren (Verschiebung in Richtung E in 4), wo er bereit ist, wieder zu führen, sobald der Antriebsspindelstock 15 am Ende seiner Bahn angekommen ist, d.h. sobald er sich am linken Ende der Bank 1 befindet.
Erfindungsgemäß kann der kontinuierliche Charakter der Verschiebung des Profilelements 10 verbessert werden, wenn der Antriebsspindelstock 17 am Ende seiner Bahn ankommt, insbesondere, wenn er in die Nähe des Haltespindelstocks 13 gelangt. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel wird somit das Profilelement 10 mit den beiden Antriebsspindelstöcken 15 und 17 angetrieben. Anschließend wird, wenn diese Bewegung vollständig zum Stillstand gekommen ist, die Trennung des Spindelstocks 17, der damit nicht länger führend ist, durch die Steuerung bewirkt und der Spindelstock wird wie zuvor erwähnt nach rechts in Position gebracht.
Mittels der digitalen Steuereinrichtung 16 und durch das Synchronisieren der an die Betätigungseinrichtungen der Spindelstöcke ausgegebenen Befehle können diese somit derart verwendet werden, daß die Bewegung des Profilelements 10 in Längsrichtung in vollkommen kontinuierlicher Weise abläuft. Während einer bestimmten Bearbeitungsphase ist es wie zuvor erwähnt möglich, daß sich die beiden Antriebsspindelstöcke gleichzeitig wie Führungsspindelstöcke verhalten. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn es erforderlich ist, einen Bearbeitungsvorgang durchzuführen, der erhebliche Kraft erfordert.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dahingehend interessant, daß sie nicht nur eine vollkommen kontinuierliche Verschiebung des Profilelements ermöglicht, wodurch die Probleme der Wiederaufnahme der Bearbeitung vermieden werden, sondern ebenfalls hinsichtlich der Tatsache, daß diese kontinuierliche Verschiebung mit Profilelementen jedweder Länge durchführbar ist.

Claims

Maschine zur Bearbeitung langgestreckter Profilelemente (10), des Typs mit einem langgestreckten Gestell (1), das mit Spindelstöcken (11, 13) zum Halten des zu bearbeitenden Profilelements (10) und mit mindestens einem Bearbeitungskopf (9) versehen ist, der in bezug auf das Profilelement (10) entlang Verschiebungskomponenten bewegbar ist, die vorzugsweise zueinander und zur Längsachse (yy') des Profilelements senkrecht verlaufen, wobei die Maschine aufweist: – mindestens zwei in der Nähe und zu beiden Seiten des Bearbeitungskopfs (9) angeordnete Haltespindelstöcke (11, 13), die in der Lage sind, während der Bearbeitung, das Profilelement (10) gleitend bewegbar zu halten, – mindestens zwei in bezug auf das Gestell längsverschiebbare Antriebspindelstöcke (15, 17), die zu beiden Seiten der Haltespindelstöcke (11, 13) angeordnet sind und in bezug auf das Gestell (1) längsverschiebbar sind, wobei jeder Antriebsspindelstock (15, 17) mit einem Spanndorn versehen ist, der bei Bedarf ein gleitendes Einspannen des Profilelements (10) oder ein Blockieren des Profilelements ermöglicht, derart daß die relative Verschiebung desselben in bezug auf den Bearbeitungskopf (9) in Längsrichtung (yy') zumindest teilweise durch die Verschiebung eines Antriebsspindelstocks (15, 17) gewährleistet ist, – eine Einrichtung (16) zum Steuern der Verschiebungen der Antriebsspindelstöcke (15, 17) und der Spanndorne, wobei die Steuereinrichtung (16) in der Lage ist, in Abhängigkeit von verschiedenen auszuführenden Bearbeitungsphasen den Antrieb des Profilelements (10) mittels eines oder mehreren Antriebsspindelstöcken (15, 17) zu gewährleisten und die Bewegungen der Antriebsspindelstöcke zu synchronisieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (16) vorgesehen ist, um bei einem Bearbeitungsvorgang eine feste Verbindung eines Spindelstocks (17) mit dem Profilelement (10) in der Endposition und eine gleitfähige Verbindung mit dem anderen Spindelstock (15) zu steuern, und um die relative Längsverschiebung des Profilelements (10) zu gewährleisten, indem dessen Verschiebung durch die Verschiebung des damit fest verbundenen Spindelstocks (17) gesteuert wird, welcher somit einen "Führungsspindelstock" bildet, und wenn der "Führungsspindelstock" (17) in der Nähe des Haltespindelkopfs (13) ankommt, steuert die Steuereinrichtung (16) einerseits das Lösen des Spindelstocks (17) von dem Profilelement (10) und andererseits das feste Verbinden des anderen Antriebsspindelstocks (15), der somit zum "Führungsspindelstock" wird, mit dem Profilelement (10), während der erste Antriebsspindelstock (17) in eine Position zurückgeführt wird, in der er bereit ist, wieder der "Führungsspindelstock" zu werden.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zur Verbesserung des kontinuierlichen Charakters der Verschiebung des Profilelements (10) derart vorgesehen ist, daß das Profilelement (10) mit den beiden Antriebsspindelstöcken (15, 17) angetrieben wird und, nachdem die Bewegung in Gang gesetzt wurde, das Lösen des Spindelstocks (17), der in die Nähe des Haltespindelstocks (13) gelangt, gesteuert und dieser in eine Position zurückgeführt wird, in der er bereit ist, wieder der "Führungsspindelstock" zu werden.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Haltespindelstöcke (11, 13) mit einem Drehdorn versehen sind, der ein Element zum Spannen des Profilele ments (10) aufweist, welches dessen Positionierung um seine Längsachse (yy') gewährleistet.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungskopf (9) Einrichtungen zum Verschieben in Längsrichtung (yy') des Profilelements (10) aufweist.