EP0927601A2 - Selbsttätiges Bearbeiten der Oberflächen von Werkstücken, insbes. Knöpfen bzw. Knopfrohlingen - Google Patents

Selbsttätiges Bearbeiten der Oberflächen von Werkstücken, insbes. Knöpfen bzw. Knopfrohlingen Download PDF

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EP0927601A2
EP0927601A2 EP98124088A EP98124088A EP0927601A2 EP 0927601 A2 EP0927601 A2 EP 0927601A2 EP 98124088 A EP98124088 A EP 98124088A EP 98124088 A EP98124088 A EP 98124088A EP 0927601 A2 EP0927601 A2 EP 0927601A2
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button
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buttons
workpiece
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Schmollner Knopffabrik
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B3/00—Artist's machines or apparatus equipped with tools or work holders moving or able to be controlled substantially two- dimensionally for carving, engraving, or guilloching shallow ornamenting or markings
    • B44B3/009—Artist's machines or apparatus equipped with tools or work holders moving or able to be controlled substantially two- dimensionally for carving, engraving, or guilloching shallow ornamenting or markings using a computer control means

Definitions

  • the invention relates to the automatic processing of workpieces, such as buttons, Button blanks and in particular a device according to the preamble of Claim 1.
  • buttons with three-dimensional formed on the surface Patterns or motifs require processing, especially milling, in the x, y and z direction. Such processing is currently done by hand or Optionally carried out using a template-controlled milling cutter or similar tool. Since manual work is only possible in exceptional cases for cost reasons, in usually created for industrially manufactured buttons over which the required machining operations for the execution of the milling steps be made. This method is also relatively complex and complicated because the production of the stencils themselves is very cost-intensive and because of that Template control for processing buttons with high precision very precisely worked templates and transfers required and for everyone Deviation of the button shape or the pattern to be processed a separate Stencil is necessary. With the multitude of different button patterns this means a large number of stencils with all the effort that that Manufacture, storage and selection of these stencils.
  • the object of the invention is the machining, in particular milling of surfaces of buttons or button blanks in three dimensions, i.e. a spatial pattern or design of the surface, in a simple, fast and inexpensive way to make and in particular different, any spatial pattern and Mill representations.
  • buttons or button blanks to be processed with the invention have in the Usually disc shape (round, oval, angular) and are preferred on their surface processed in such a way that a three-dimensional pattern is created, in a wide variety of ways Way can be formed.
  • this pattern can have the shape of a star which is raised above the base, i.e. that the entire material must be removed or milled away, which does not contribute to the formation of the star.
  • the star can for example move inwards from the points towards the center be trough-shaped recessed so that with the milling tool from the button blank Material is milled away between the disc circumference and the star, and either in same or in a separate operation the trough is milled in the star.
  • the latter process can be carried out using a separate tool, e.g. a Grinding tool.
  • a separate tool e.g. a Grinding tool.
  • any pattern or shape in three-dimensional (or two-dimensional) execution can be created, the machining process Milling, grinding, drilling, hammering and the like.
  • the button or button blank is fixed in a conventional manner on a carrier head, e.g. are several buttons in the circumferential direction on a turret head put on and tense, so that by gradually switching the Revolver head rational processing can be done.
  • the buttons become Processing automatically placed on a turret on the turret head
  • the turret is turned to a processing position at which the respective button edited with the tool, and the finished buttons are at a delivery point one after the other automatically removed and replaced by a new one patch buttons to be edited replaced.
  • a piece of stone to be processed is made by that the tool carrier according to the movements that the tool or the Execute milling cutters opposite the workpiece, namely the button or button blank to create the desired pattern on the surface, by separate motor drives in the x, y and z axes of a coordinate system, the Zero point in the longitudinal axis of the tool taking the starting position is shifted relative to the button to be edited.
  • the corresponding Movements of the motor drives are controlled by electrical signals, that come from a PC program that is activated via the keyboard of the PC.
  • a certain button pattern as a whole is created using the keyboard selected and thus program-controlled the milling cutter to execute the for this Patterns required complete movements in the x, y and z directions relative moved to the button until the pattern is finished. This means that with the entire machining process at the push of a button via the program control the surface of the button takes place and runs automatically. Every pattern is for this assigned a key or key combination.
  • program-controlled individual steps can be entered by the program in corresponding movements of the drive motors in the x, y and / or z direction be implemented, so that any and repeatable changes the pattern can be made.
  • a workpiece carrier 1 e.g. a turret
  • the circumferential buttons 2 On a workpiece carrier 1, e.g. a turret, are the circumferential buttons 2 to be worked on and fixed in their position.
  • a Milling tool 3 on a tool holder head 4 is in one direction Wy (longitudinally) to the button 2 and over a sled-like arrangement 5, which the Tool holder 4 receives, in directions Wx1 and Wx2 (transverse) and in the vertical Slidably arranged towards the tool.
  • the drive of the cutter 3 and the Milling cutter holder 4 receiving supports 5 is carried out by the drive motor 6 (Mx) via line 7, motor 8 (My) via line 9 and motor 10 (Mz) via the line 11.
  • the motors are removed from a program arrangement 15 via lines 12, 13, 14 fed within a PC 16 with keyboard 17, so that at a corresponding Actuation of the key or key sequence assigned to a specific button pattern the keyboard 17 triggers and executes the movement sequence of the milling cutter 3, who processes the pattern at button 2.
  • Fig. 2 that is with the cutter holder Coordinate system in which the milling tool 3 or the milling holder 4 is moved accordingly, shown schematically.
  • Fig. 3 shows the mechanical device for actuating the milling tool 3 and the assignment to the turret 1.
  • the turret 1 has one cylindrical body 18, on the peripheral surface of button receptacles 19 in Circumferential direction are arranged at the same distance one behind the other, each one Button clamping device 20 for fixing the button or button blank 21 exhibit.
  • the clamping device 20 automatically takes over a feed device Known type of button 21, keeps it in during the machining process its position and releases the button automatically after finishing the processing free, while a button that has not yet been processed automatically enters the clamping device 20 is used.
  • Such a setting of buttons within a turret is not the subject of the details of the training Invention.
  • the milling cutter 3 is rigid with its receiving and drive device 22 Holder 23 with a support 24 which can be adjusted horizontally to the button blank 21 (y-axis, arrow 25) can be moved.
  • the support 24 with milling cutter 3 is in one Guide device 26 can be moved up and down in the vertical direction (z-axis, arrow 27), and the support 24 is in the guide arrangement in the horizontal direction perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 3 and transverse to the direction of arrow 25, as with point 28 indicated (x-axis), displaceable.
  • the guide device 26 is on one Carrier wall or a frame 29 attached and takes the drive motors 6, 8, 10th for the movements in the x, y and z directions of the milling tool 3.
  • the Drive motors are controlled by signals which are generated by program 15 in PC 16 to be activated.
  • FIG. 4 and 5 is a processed with the device according to the invention Button 30 shown, the surface 31 of the to be processed or from Pattern 32 to be worked out in the form of a button material here, for example shown star has, the trough-like from the tips 33 towards the center is deepened, as indicated at 34.
  • the processing can be done by milling, Grinding, drilling, hammering or the like.

Abstract

Zum selbsttätigen Bearbeiten, insbesondere Fräsen von räumlichen Mustern und Darstellungen auf den Oberflächen von Werkstücken, wie z.B. Knöpfen, wird das auf die den Knopf aufnehmende Befestigungsplatte zustellende Werkzeug, z.B. ein Fräser, von einem Werkzeugträger aufgenommen, der in den drei Koordinatenachsen einstellbar und verfahrbar gegenüber dem positionierten Werkstück angeordnet ist. Die Einstellbewegung wird in den Koordinatenachsen durch Antriebsmotoren erzeugt, die programmgesteuert sind. Das Programm enthält die Steuerdaten für die Motorsteuerungen entsprechend den zu erstellenden Mustern bzw. Designs des Werkstückes. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft das selbsttätige Bearbeiten von Werkstücken, wie Knöpfen, Knopfrohlingen und insbesondere eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Herstellung von Knöpfen mit auf der Oberfläche ausgebildeten, dreidimensionalen Mustern bzw. Motiven erfordert ein Bearbeiten, insbesondere Fräsen, in der x-, y- und z-Richtung. Eine derartige Bearbeitung wird derzeit mit von Hand geführtem oder wahl-weise über Schablonen gesteuertem Fräser oder dergl. Werkzeug vorgenommen. Da Handarbeit aus Kostengründen nur in Ausnahmefällen in Frage kommt, werden in der Regel für industriell hergestellte Knöpfe Schablonen erstellt, über die die erforderlichen Bearbeitungsvorgänge für die Durchführung der Frässchritte vorgenommen werden. Auch diese Methode ist relativ aufwendig und kompliziert, da die Herstellung der Schablonen selbst sehr kostenintensiv ist und da die Schablonensteuerung für die Bearbeitung von Knöpfen hoher Präzision sehr genau gearbeitete Schablonen und Übertragungen erforder-lich macht und für jede Abweichung der Knopfform bzw. des zu bearbeitenden Musters eine gesonderte Schablone notwendig ist. Bei der Vielzahl von unterschiedlichen Knopf-mustern bedeutet dies eine große Anzahl von Schablonen mit all dem Aufwand, den das Herstellen, Aufbewahren und Auswählen dieser Schablonen mit sich bringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Bearbeiten, insbesondere Fräsen von Oberflächen von Knöpfen bzw. Knopfrohlingen in drei Dimensionen, d.h. ein räumliches Muster bzw. Design der Oberfläche, auf einfache, schnelle und kostengünstige Weise vorzunehmen und insbesondere unterschiedliche, beliebige räumliche Muster und Darstellungen zu fräsen.
Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die mit der Erfindung zu bearbeitenden Knöpfe bzw. Knopfrohlinge haben in der Regel Scheibenform (rund, oval, eckig) und werden vorzugsweise auf ihrer Oberfläche so bearbeitet, daß ein dreidimensionales Muster entsteht, das in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein kann. Zum Beispiel kann dieses Muster die Form eines Sternes haben, der gegenüber der Grundfläche erhaben ist, d.h., daß das gesamte Material entfernt bzw. weggefräst werden muß, das nicht zur Ausbildung des Sternes beiträgt. Weiterhin kann der Stern beispielsweise von den Zacken nach innen zur Mitte zu muldenförmig vertieft sein, so daß mit dem Fräserwerkzeug aus dem Knopfrohling das Material zwischen Scheibenumfang und Stern weggefräst wird, und entweder im gleichen oder in einem getrennten Arbeitsgang die Mulde im Stern gefräst wird. Wahlweise kann letzterer Vor-gang durch ein getrenntes Werkzeug, z.B. ein Schleifwerkzeug, vorgenommen werden. Grundsätzlich kann mit der Erfindung jedes beliebige Muster bzw. jede beliebige Form in dreidimensionaler (oder auch zweidimensionaler) Ausführung erstellt werden, wobei der Bearbeitungsvorgang ein Fräsen, Schleifen, Bohren, Hämmen und dergl. einschließen kann.
Der Knopf bzw. Knopfrohling wird in herkömmlicher Weise auf einem Trägerkopf festgelegt, z.B. werden auf einem Revolverkopf mehrere Knöpfe in Umfangsrichtung aufge-setzt und verspannt, damit durch schrittweises Weiterschalten des Revolverkopfes eine rationelle Bearbeitung erfolgen kann. Die Knöpfe werden zur Bearbeitung an einer Auf-gabestelle selbsttätig auf den Revolverkopf aufgesetzt, der Revolverkopf wird in eine Bear-beitungsposition gedreht, an der der jeweilige Knopf mit Hilfe des Werkzeuges bearbeitet wird, und die fertig bearbeiteten Knöpfe werden an einer Abgabestelle nacheinander selbsttätig abgenommen und durch neu aufgesetzte, zu bearbeitende Knöpfe ersetzt.
Das Zustellen des Bearbeitungswerkzeuges, z.B. eines Fräsers, eines Schleifwerkzeuges oder dgl. zum Werkstück, nämlich den Knopf bzw. Knopfrohling oder z.B. einen zu einem Schmuckstück zu verarbeitenden Stein erfolgt im Falle der Erfindung dadurch, daß der Werkzeugträger entsprechend den Bewegungen, die das Werkzeug bzw. der Fräser gegenüber dem Werkstück, nämlich dem Knopf bzw. Knopfrohling, ausführen muß, um das gewünschte Muster auf der Oberfläche zu erzeugen, durch getrennte motorische Antriebe in der x-, y- und z-Achse eines Koordinatensystems, dessen Nullpunkt in der Längsachse des die Ausgangsposition einnehmenden Werkzeuges liegt, gegenüber dem zu bearbeitenden Knopf verschoben wird. Die entsprechenden Bewegungen der motori-schen Antriebe werden durch elektrische Signale gesteuert, die aus einem PC- Programm stammen, das über die Tastatur des PC aktiviert wird. Beispielsweise wird über die Tasta-tur ein bestimmtes Knopfmuster als Ganzes angewählt und damit programmgesteuert der Fräser zur Ausführung der für dieses Muster erforderlichen vollständigen Bewegungsab-läufe in x-, y- und z-Richtung relativ zum Knopf bewegt, bis das Muster fertig herausgearbeitet ist. Dies bedeutet, daß mit einem einzigen Tastendruck über die Programmsteu-erung die gesamte Bearbeitung der Oberfläche des Knopfes erfolgt und selbsttätig abläuft. Hierfür ist jedem Muster eine Taste bzw. Tastenkombination zugeordnet.
Wahlweise können programmgesteuert Einzelschritte eingegeben werden, die durch das Programm in entsprechende Bewegungen der Antriebsmotore in x-, y- und/oder z-Rich-tung umgesetzt werden, so daß damit beliebige und wiederholbare Änderungen der Muster vorgenommen werden können.
Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß eine beliebige Anzahl von Mustern, Darstellungen oder dgl., jeweils bezogen auf beliebige Knopfformen und Knopfgrößen, in einem Programm gespeichert werden und durch entsprechenden Tasten-druck programmgesteuert abgerufen werden können, damit auf einfachste, kosten-günstigste und schnellste Weise einmal vorhandene Muster in beliebiger Weise reprodu-ziert werden können, daß aber alternativ auch einzelne Bewegungsvorgänge durch Tastatur eingegeben und zu neuen Mustern, Darstellungen oder dgl. zusammengesetzt werden können. Damit entfällt das aufwendige Herstellen von Schablonen für jedes einzelne Muster, der damit in Verbindung stehende Aufwand für das Speichern derartiger Schablonen, und ferner auch der Aufwand für das Heraussuchen solcher Schablonen.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 2
die Darstellung der vom Werkzeug auszuführenden Bewegungen,
Fig. 3
eine Ausführungsform einer der Erfindung zugrundeliegenden Vorrichtung,
Fig. 4
die Darstellung eines beispielsweisen, mit der Erfindung hergestellten Knopfes in Schrägansicht, und
Fig. 5
die Darstellung nach Fig. 4 in Seitenansicht.
Auf einem Werkstückträger 1, z.B. einem Revolverkopf, sind in Umfangsrichtung die zu bearbeitenden Knöpfe 2 aufgesetzt und in ihrer Position festgelegt. Ein Fräswerkzeug 3 auf einem Werkzeugaufnahmekopf 4 ist in einer Richtung Wy (längs) auf den Knopf 2 zu und über eine schlittenartige Anordnung 5, die den Werkzeugträger 4 aufnimmt, in Richtungen Wx1 und Wx2 (quer) sowie in vertikaler Richtung Wz verschiebbar angeordnet. Der Antrieb der den Fräser 3 bzw. die Fräserhalterung 4 aufnehmenden Supporte 5 erfolgt durch den Antriebsmotor 6 (Mx) über die Leitung 7, den Motor 8 (My) über die Leitung 9 und den Motor 10 (Mz) über die Leitung 11.
Die Motoren werden über Leitungen 12, 13, 14 aus einer Programmanordnung 15 inner-halb eines PC 16 mit Tastatur 17 gespeist, so daß bei einer entsprechenden Betätigung der einem bestimmten Knopfmuster zugeordneten Taste oder Tastenfolge der Tastatur 17 der Bewegungsablauf des Fräsers 3 ausgelöst und durchgeführt wird, der das Muster am Knopf 2 bearbeitet. In Fig. 2 ist mit der Fräseraufnahme das Koordinatensystem, in welchem das Fräswerkzeug 3 bzw. die Fräseraufnahme 4 entsprechend bewegt wird, sche-matisch dargestellt.
Fig. 3 zeigt die mechanische Vorrichtung zur Betätigung des Fräserwerkzeuges 3 und die Zuordnung zum Revolverkopf 1. Der Revolverkopf 1 besitzt einen zylinderförmigen Kör-per 18, auf dessen Umfangsfläche Knopfaufnahmen 19 in Umfangsrichtung im gleichen Abstand hintereinander angeordnet sind, die jeweils eine Knopfklemmvorrichtung 20 zur Festlegung des Knopfes bzw. Knopfrohlings 21 aufweisen. Die Klemmvorrichtung 20 nimmt selbsttätig über eine Zuführvorrichtung bekannter Bauart den Knopf 21 auf, hält ihn während des Bearbeitungsvorganges in seiner Position fest und gibt nach Beendigung der Bearbeitung den Knopf selbsttätig frei, während ein noch nicht bearbeiteter Knopf selbsttätig in die Klemmvorrichtung 20 eingesetzt wird. Eine derartige Festlegung von Knöpfen innerhalb eines Revolverkopfes ist in Hinblick auf die Einzelheiten der Ausbildung nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.
Das Fräserwerkzeug 3 ist mit seiner Aufnahme- und Antriebsvorrichtung 22 über starre Halter 23 mit einem horizontal auf den Knopfrohling 21 zu verstellbaren Support 24 (y-Achse, Pfeil 25) verschiebbar. Der Support 24 mit Fräser 3 ist in einer Führungsvorrichtung 26 in vertikaler Richtung auf- und abbewegbar (z-Achse, Pfeil 27), und der Support 24 ist in der Führungsanordnung in horizontaler Richtung senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 3 und quer zur Pfeilrichtung 25, wie mit Punkt 28 angedeutet (x-Achse), verschieb-bar. Die Führungsvorrichtung 26 ist an einer Trägerwand bzw. einem Gestell 29 befestigt und nimmt die Antriebsmotoren 6, 8, 10 für die Bewegungen in der x- y- und z-Richtung des Fräserwerkzeuges 3 auf. Die Antriebsmotoren werden über Signale gesteuert, die durch das Programm 15 im PC 16 aktiviert werden.
In den Figuren 4 und 5 ist ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeiteter Knopf 30 dargestellt, dessen Oberfläche 31 das zu bearbeitende bzw. aus dem Knopfmaterial herauszuarbeitende Muster 32 in Form eines hier beispielsweise dargestellten Sternes auf-weist, der von den Spitzen 33 zur Mitte hin muldenartig vertieft ist, wie mit 34 angedeutet. Die Bearbeitung kann dabei durch Fräsen, Schleifen, Bohren, Hämmern oder dergl. vorgenommen werden.

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum selbsttätigen Bearbeiten, insbesondere Fräsen, von räumlichen Mustern und Darstellungen auf den Oberflächen von Werkstücken, wie Knöpfen, Knopfrohlingen oder ähnlichen Gegenständen, die zur Bearbeitung in Befestigungsvorrichtungen von Revolvern oder dergl. eingespannt sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß das auf die den Knopf aufnehmende Befestigungsplatte zustellbare Werkzeug, insbesondere ein Fräser, von einem Werkzeugträger aufgenommen ist, der in der x, y- und z-Richtung einstellbar und verfahrbar gegenüber dem positionierten Werkstück angeordnet ist, daß die Einstellbewegung durch Antriebsmo-toren (Mx, My und Mz) erzeugt wird, daß die Motoren programmgesteuert sind, und daß das Programm die Steuerdaten für die Motorsteuerungen entsprechend den unter-schiedlichen, zu bearbeitenden Mustern oder Designs des Werkstückes aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Werkstückmuster oder -designs, insbes. Knöpfe durch Programmwähltasten an einem PC abrufbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen des Werkzeuges, insbesondere Fräsers, in den x-, y- und z- Richtungen unmittelbar an der PC-Tastatur eingebbar sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen des Werkzeuges, insbesondere Fräsers, in der x-, y- und z- Richtung wahlweise unabhängig voneinander durch Tasteneingabe der Einzelbewegungen zur Erzielung beliebiger Muster bzw. Designs oder durch Tasteneingabe des jeweils gewünschten, fest vorgegebenen gesamten Musters bzw. Designs über die PC-Tastatur programmsteuerbar sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Werkzeug, z.B. Fräser, mindestens ein weiteres Bearbeitungswerkzeug, z.B. ein Schneid-, Schleif- oder Bohrerwerkzeug vorgesehen ist, das über einen getrennten motorischen Antrieb programmgesteuert ist.
EP98124088A 1997-12-23 1998-12-18 Selbsttätiges Bearbeiten der Oberflächen von Werkstücken, insbes. Knöpfen bzw. Knopfrohlingen Withdrawn EP0927601A3 (de)

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EP0927601A3 (de) 2002-10-09
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