EP1651376B1

EP1651376B1 - Vorrichtung zum bearbeiten von insbesondere scheibenförmigen werkstücken

Info

Publication number: EP1651376B1
Application number: EP05700783A
Authority: EP
Inventors: Peter Bailer
Original assignee: Vollmer Werke Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Vollmer Werke Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2005-01-10
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2025-01-10
Also published as: JP4486972B2; DE102004003600B4; JP2007521970A; EP1651376A2; DE502005000160D1; DE102004003600A1; WO2005070597A2; WO2005070597A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere von Umfangsbereichen scheibenförmiger Werkstücke, wie Kreissägeblätter, mit einer Einspanneinrichtung zum Festlegen des zu bearbeitenden Werkstücks in Bearbeitungsstellungen, einer Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten des Werkstücks und einer Vorschubeinrichtung zum Verlagern des Werkstücks zwischen einer ersten Bearbeitungsstellung und wenigstens einer weiteren Bearbeitungsstellung, wobei die Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten des Werkstücks mittels einer Einachsanordnung oder einer achsweise ansteuerbaren Mehrachsanordnung relativ zu dem in der Bearbeitungsstellung festgelegten Werkstück verlagerbar ist.
Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt beispielsweise die WO 93/00194 eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Kreissägeblättern, bei der die Bearbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, mittels der Einspanneinrichtung festgelegte Kreissägeblätter an deren Umfangsbereichen zu bearbeiten, insbesondere einzelne Sägezähne zu schleifen. Hierzu ist die Bearbeitungseinrichtung mit einer Schleifscheibenanordnung ausgebildet, die mit der Mehrachsanordnung relativ zu dem zu bearbeitenden Kreissägeblatt positioniert werden kann. Das zu bearbeitende Kreissägeblatt wird mittels der Einspanneinrichtung in einer derartigen Position festgelegt, dass ein bestimmter Sägezahn von der Schleifscheibenanordnung bearbeitet werden kann. Ist die Bearbeitung des Sägezahns abgeschlossen, so wird das Kreissägeblatt mittels einer Vorschubeinrichtung derart verlagert, dass der nächste zu bearbeitende Sägezahn in einer entsprechenden Bearbeitungsstellung positioniert ist. Bei dieser Vorrichtung aus dem Stand der Technik ist die Vorschubeinrichtung separat ausgebildet, d. h. mit einer separat angetriebenen Vorschubklinke, deren Vorschubbewegung mittels einer gesonderten Antriebseinrichtung realisiert wird. Daraus ergibt sich ein verhältnismäßig großer steuerungstechnischer Aufwand, der eine Vielzahl von Antriebs- und Steuerungskomponenten erfordert.
Die DE 197 48 673 C1 zeigt eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist demgegenüber eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, die bei gleicher Funktionalität gegenüber dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik vereinfachten Aufbau besitzt und leichter zu steuern ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art gelöst, wobei ferner die Vorschubeinrichtung ein Kontaktelement aufweist, das mit dem Werkstück in Kontakt bringbar ist, wobei das Kontaktelement mit der Ein- oder Mehrachsanordnung gekoppelt ist und wobei zum Verlagern des Werkstücks zwischen der ersten Bearbeitungsstellung und der wenigstens einen weiteren Bearbeitungsstellung vermittels der Vorschubeinrichtung die Einachsanordnung oder wenigstens eine Achse der Mehrachsanordnung ansteuerbar ist.
Erfindungsgemäß ist dem eingangs mit Bezug auf den Stand der Technik auch als Vorschubklinke bezeichneten Kontaktelement kein gesonderter Antrieb zugeordnet. Stattdessen wird das Kontaktelement über die zur Positionierung der Bearbeitungseinrichtung vorgesehene Ein- oder Mehrachsanordnung, d. h. über die Maschinenhauptachsen verlagert. Mit anderen Worten lässt sich erfindungsgemäß die Vorschubbewegung durch entsprechendes Ansteuern der Ein- oder Mehrachsanordnung der Bearbeitungseinrichtung erreichen, ohne dass die Vorschubeinrichtung mit einem zusätzlichen Antrieb auszubilden ist, der unter Inkaufnahme eines zusätzlichen Steuerungsaufwandes angesteuert werden muss.
Um mit konstruktiv einfachen und unter geringem Kostenaufwand verfügbaren Mitteln eine beliebige Positionierung der Bearbeitungseinrichtung sowie einen beliebigen Verlauf der Vorschubbewegung im Raum erreichen zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Mehrachsanordnung drei Linearführungsschlittenführungen aufweist, deren Linearachsen zueinander im Wesentlichen orthogonal verlaufen. Dies bedeutet, dass sich die Bearbeitungseinrichtung und mit dieser das Kontaktelement entlang der drei Koordinatenachsen eines kartesischen Koordinatensystems bewegen lassen. Es sind im Rahmen der Erfindung aber auch andere Mehrachsanordnungen möglich, beispielsweise Mehrachsanordnungen, bei denen nur zwei Koordinatenachsen vorgesehen sind, oder Mehrachsanordnungen, bei denen die Koordinatenachsen nicht im Wesentlichen orthogonal zueinander verlaufen, sowie Mehrachsanordnungen, die im Stile von Polarkoordinaten sowohl eine Translationsals auch eine Rotationsbewegung ermöglichen. Grundsätzlich reicht aber für die Bereitstellung einer linearen Vorschubbewegung auch eine Einachsanordnung aus. In der Folge soll jedoch komplexere Vorschubbewegungen diskutiert werden, die die Einbindung mehrerer Maschinenhauptachsen erfordern.
Obgleich die vorliegende Erfindung grundsätzlich zur Bearbeitung von Werkstücken beliebiger Geometrie eingesetzt werden kann, liegt ein bevorzugter Anwendungsbereich in der Bearbeitung von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere kreisförmigen Werkstücken mit Schneidzähnen, wie beispielsweise Kreissägeblätter, die in ihrem Umfangsbereich einzelne Schneidzähne aufweisen. Zur Bearbeitung dieser Schneidzähne ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Bearbeitungseinrichtung einen Bearbeitungskopf mit einer drehbar antreibbaren Schleifscheibenanordnung oder einer Erodierwerkzeuganordnung aufweist. Bei dieser Erfindungsvariante kann ferner vorgesehen sein, dass das Kontaktelement an dem Bearbeitungskopf angebracht ist. Vorzugsweise befindet sich das Kontaktelement an dem Bearbeitungskopf an einer Position, in welcher es nicht in störende Wechselwirkung mit der Schleifscheibenanordnung oder der Erodierwerkzeuganordnung tritt.
Hinsichtlich der Kopplung von Bearbeitungskopf und Mehrachsanordnung sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass der Bearbeitungskopf an einem Linearführungsschlitten der Mehrachsanordnung angebracht ist. Zur Erzielung eines weiteren Freiheitsgrades bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass der Bearbeitungskopf zusammen mit dem Kontaktelement und der Bearbeitungseinrichtung relativ zu einem der Linearführungsschlitten um eine Schwenkachse verschwenkbar ist.
Bei einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kontaktelement an dem Bearbeitungskopf fixiert ist. Alternativ hierzu kann das Kontaktelement erfindungsgemäß auch relativ zu dem Bearbeitungskopf verlagerbar sein. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Kontaktelement an dem Bearbeitungskopf federnd angelenkt ist. Mit dieser Maßnahme kann gewährleistet werden, dass das Kontaktelement während der Wechselwirkung mit dem zu bearbeitenden Werkstück bei Überschreiten eines bestimmten Kraftschwellenwertes nachgibt und ausweicht, um somit eine Beschädigung des zu bearbeitenden Werkstücks zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, dass das Kontaktelement lediglich linear verlagert werden muss, um aus einer Zahnlücke in eine nächste Zahnlücke bewegt zu werden. Sobald das Kontaktelement nämlich beim Austreten aus der Zahnlücke mit einem Abschnitt des Werkstücks kollidiert, wird der vorbestimmte Kraftschwellenwert überschritten und das Kontaktelement weicht aus. Gelangt es in den Bereich der nächsten Zahnlücke, so bewegt es sich unter der Federvorspannung in diese hinein. Dadurch wird die Vorschubbewegung zum Auffinden von Zahnlücken erheblich vereinfacht.
Um störende Wechselwirkungen zwischen dem Kontaktelement und dem zu bearbeitenden Werkstück ausschließen zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Kontaktelement relativ zu dem Bearbeitungskopf zwischen einer Freigabeposition, in welcher es das zu bearbeitende Werkstück freigibt und einer Kontaktposition, in welcher es mit dem Werkstück in Kontakt bringbar ist oder mit diesem in Kontakt steht, verlagerbar ist, vorzugsweise um eine Schwenkachse verschwenkbar ist. So kann bei dieser Ausführungsvariante die Erfindung dann, wenn das zu bearbeitende Werkstück zwischen zwei Bearbeitungsstellungen über die Vorschubeinrichtung verlagert werden muss, das Kontaktelement aus der Freigabeposition in die Kontaktposition verlagert, insbesondere verschwenkt, werden. Sodann kann die Vorschubbewegung erfolgen. Nach Beendigung der Vorschubbewegung und erneuter Fixierung des zu bearbeitenden Werkstücks kann dann das Kontaktelement wieder in die Freigabeposition verlagert werden, so dass eine Bearbeitung des Werkstücks mit der Bearbeitungseinrichtung ohne Behinderung durch das Kontaktelement erfolgen kann. Ferner sieht eine Weiterbildung der Erfindung in diesem Zusammenhang vor, dass das Kontaktelement an einem relativ zu dem Linearführungsschlitten um die Schwenkachse verlagerbaren Schwenkarm angebracht ist, der sich zwischen einer Aktivstellung, in welcher sich das Kontaktelement in Freigabeposition befindet, und einer Passivstellung, in welcher sich das Kontaktelement in Kontaktposition befindet, verlagerbar ist.
Je nach Erfordernis sowie in Abhängigkeit von der Art und der Geometrie der zur Bearbeitung des Werkstücks eingesetzten Werkzeuge, insbesondere der Schleifscheibenanordnung oder der Erodierwerkzeuganordnung, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Schwenkachse im Wesentlichen orthogonal oder im Wesentlichen parallel zu einer planaren Scheibenoberfläche des Werkstücks verläuft.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1: eine Übersichtsdarstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 mit II gekennzeichneten Ausschnitts;
Fig. 3: eine Draufsicht zu dem Ausschnitt aus Fig. 2;
Fig. 4: eine Ansicht entsprechend Fig. 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5: eine Draufsicht zu dem Ausschnitt aus Fig. 4;
Fig. 6: eine Ansicht entsprechend Fig. 2 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7: eine Draufsicht zu dem Ausschnitt aus Fig. 6;
Fig. 8: eine Ansicht entsprechend Fig. 2 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9: eine Draufsicht zu dem Ausschnitt aus Fig. 8;
Fig. 10: eine Ansicht entsprechend Fig. 2 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11: eine Draufsicht zu dem Ausschnitt aus Fig. 10;
Fig. 12: eine Ansicht entsprechend Fig. 2 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13: eine Draufsicht zu dem Ausschnitt aus Fig. 12;
Fig. 14: eine Übersichtsdarstellung einer siebten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15: eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 14 mit XV gekennzeichneten Ausschnitts und
Fig. 16: eine Draufsicht zu dem Ausschnitt aus Fig. 15.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schleifen von Kreissägeblättern allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst eine Maschinenbasis 12 an der eine Mehrachsanordnung 14 angebracht ist. Die Mehrachsanordnung 14 umfasst eine Linearführung 16, auf der entlang der senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 verlaufenden Achse X ein Linearführungsschlitten 18 geführt ist. Der Linearführungsschlitten 18 trägt eine weitere Linearführung 20, auf der entlang einer Achse Y ein weiterer Linearführungsschlitten 22 linear geführt ist. Der Linearführungsschlitten 22 ist mit einem Winkelträger 24 ausgebildet, an dessen Stirnfläche eine weitere Linearführung 26 angebracht ist, die einen weiteren Linearführungsschlitten 28 entlang einer Achse Z linear führt. Die Achsen X, Y und Z verlaufen im Wesentlichen orthogonal zueinander.
An dem Linearführungsschlitten 28 ist ein Bearbeitungskopf 30 angebracht, der an seinem in Fig. 1 unten liegenden Ende eine um die Drehachse A drehantreibare Schleifscheibenanordnung 32 aufweist. Die Schleifscheibenanordnung 32 dient zur Bearbeitung von Schneidzähnen 34 eines Kreissägeblatts 36. Hierzu ist das zu bearbeitende Kreissägeblatt 36 an einer Einspanneinrichtung 38, die sich an der Maschinenbasis 12 abstützt, angebracht und an dieser festlegbar.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, erfolgt eine Bearbeitung des Kreissägeblatts 36 zahnweise. Um den steuerungstechnischen Aufwand möglichst gering zuhalten, wird daher ein Bezugspunkt eines zu bearbeitenden Schneidzahns 34 des Kreissägeblatts 36, vorzugsweise die vordere Kante der Zahnbrust des zu bearbeitenden Schneidzahns 34 des Kreissägeblatts 36, an einen vorbestimmten Punkt in eine vorbestimmte Lage innerhalb der Vorrichtung 10 gebracht, woraufhin das Kreissägeblatt 36 mittels der Einspanneinrichtung 38 festgelegt wird. Dieser vorbestimmte Punkt wird im Folgenden auch als "geometrischer Punkt P" bezeichnet und ist in den Darstellungen entsprechend Fig. 1 und 2 gezeigt.
Um das Kreissägeblatt 36 derart zu positionieren, dass sich der zu bearbeitende Schneidzahn 34 in der vorgesehenen Relativposition zu dem geometrischen Punkt P befindet, ist eine Vorschubeinrichtung 40 vorgesehen, die an dem Bearbeitungskopf 30 angebracht ist. Die Vorschubeinrichtung 40 umfasst einen Lagerarm 42, der an dem Bearbeitungskopf 42 befestigt ist und an seinem freien Ende eine bezüglich der Zeichenebene von Fig. 2 geneigt verlaufende Stirnfläche 46 aufweist, an der ein zapfenförmiges Kontaktelement 44 - auch Vorschubklinke genannt - angebracht ist.
Betrachtet man Fig. 2, so ist erkennbar, wie die Vorschubeinrichtung 40 funktioniert. Sobald der Schneidzahn 34₁ fertig bearbeitet ist, wird das Kreissägeblatt 36 von der Einspanneinrichtung 38 freigegeben. Sodann wird über die Mehrachsanordnung 14 der Bearbeitungskopf 30 derart verlagert, dass das Kontaktelement 44 mit seinem freien Ende an der Zahnbrust des Schneidzahns 34₂ anliegt. Sobald das Kontaktelement 44 und der Schneidzahn 34₂ miteinander in Berührung stehen, wird der Bearbeitungskopf 30 über die Mehrachsanordnung 14 derart verlagert, dass sich das freie Ende des Kontaktelements 44 entlang der Bewegungsbahn 48 bewegt und dabei das Kreissägeblatt 36 um dessen Mittelachse B entsprechend Pfeil Q bewegt. Die Bewegungsbahn 48 besitzt entsprechend der kreisrunden Umfangslinie des Kreissägeblatts 36 kreissegmentförmigen Verlauf. Dadurch kann erreicht werden, dass während der Vorschubbewegung entlang der Bewegungsbahn 48 keine Relativbewegung zwischen dem Kontaktelement 44 und der Zahnbrust des mit dem Kontaktelement 44 in Kontakt stehenden Schneidzahns 34 stattfindet. So können unerwünschte Abriebeffekte an der Zahnbrust verhindert werden.
Zur Realisierung der Bewegungsbahn 48 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Ansteuerung der Mehrachsanordnung 14 zur Verlagerung entlang der Achsen Y und Z erforderlich.
Durch die Bewegung entlang der Bewegungsbahn 48 wird der Schneidzahn 34₂ aus seiner in Fig. 2 gezeigten Position in die Position des Schneidzahns 34₁ entsprechend Fig. 2 bewegt, sodass sich nach Beendigung der Vorschubbewegung der Lagerarm in seiner bei 42' angedeuteten Position und der Schneidzahn 34₂ in der für die Bearbeitung vorgesehenen Soll-Lage bezüglich des geometrischen Punkts P befindet. Daraufhin wird das Kreissägeblatt 36 über die Einspanneinrichtung 38 wieder festgelegt, so dass eine Bearbeitung des Schneidzahns 34₂ erfolgen kann. Die vorstehend erläuterte Vorgehensweise wird analog für alle weiteren zu bearbeitenden Schneidzähne angewandt.
Fig. 2 zeigt auch die von dem Kontaktelement 44 vollzogene Rückhubbewegung 50 nach Positionierung des zu bearbeitenden Schneidzahns in der für die Bearbeitung vorgesehenen Soll-Lage bezüglich des geometrischen Punkts P.
In Fig. 3 ist die Anordnung in der Draufsicht erkennbar. Aus einer Zusammenschau von Fig. 2 und Fig. 3 wird ersichtlich, dass das Kontaktelement 44 schräg in die Erstreckungsebene des Kreissägeblatts 36 hineinragt.
Figuren 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Darstellungen entsprechend Fig. 2 und 3. Zur Erläuterung der zweiten Ausführungsform sollen dieselben Bezugszeichen wie mit Bezug auf Figuren 1 bis 3 verwendet werden, jedoch mit der Ziffer "1" vorangestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen soll lediglich auf die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform gemäß Figuren 1 bis 3 eingegangen werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Figuren 4 und 5 ist der Lagerarm 142 um eine Schwenkachse C relativ zu einem Koppelstück 154 entgegen einer Federkraft verschwenkbar. Das Koppelstück 154 ist hingegen fest an dem Bearbeitungskopf 130 angebracht. Bei Überschreiten eines bestimmten Kraftschwellenwertes, der durch die Federkraft vorgegeben ist, verschwenkt sich der Lagearm 142. Dadurch kann verhindert werden, dass es im Falle eines unbeabsichtigten Verklemmens des Kreissägeblatts 136 oder einer unerwünschten Kollision von Kontaktelement 144 und Kreissägeblatt 136 zu einer kraftintensiven Wechselwirkung zwischen Kontaktelement 144 und mit diesem in Berührung stehendem Schneidzahn kommt, durch die das Kreissägeblatt 136 beschädigt oder die Funktion einer dieser Komponenten beeinträchtigt wird. Ferner dient eine derartige Anordnung auch zum Auffinden einer Zahnlücke zwischen zwei aufeinander folgenden Schneidzähnen, in dem das Kontaktelement 144 zunächst an eine Seitenfläche des Kreissägeblatts 136 unter Federvorspannung angelegt wird und in der Folge verlagert wird, bis es in eine Zahnlücke einschnappt. Dadurch lässt sich der steuerungstechnische Aufwand zum Auffinden von Zahnlücken erheblich vereinfachen, da das Kontaktelement 144 bei einer Kollision mit einem Abschnitt eines Schneidzahns nachgibt und diesem ausweicht.
Im Übrigen funktioniert die Vorrichtung entsprechend der zweiten Ausführungsform so, wie vorstehend mit Bezug auf die erste Ausführungsform gemäß der Figuren 1 bis 3 beschrieben.
Figuren 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung in Darstellungen entsprechend Fig. 2 und 3. Zur Erläuterung der dritten Ausführungsform sollen dieselben Bezugszeichen wie mit Bezug auf Figuren 1 bis 5 verwendet werden, jedoch mit der Ziffer "2" vorangestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen soll lediglich auf die Unterschiede zu der ersten und zweiten Ausführungsform gemäß Figuren 1 bis 5 eingegangen werden.
Die Ausführungsform gemäß Figur 6 und 7 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figuren 4 und 5 lediglich in der Orientierung der Schwenkachse C. Während die Schwenkachse C in der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 4 parallel zur Zeichenebene verläuft, verläuft die Schwenkachse C bei der dritten Ausführungsform in Figur 6 senkrecht zur Zeichenebene. Letztendlich lassen sich aber dieselben vorteilhaften Wirkungen erreichen, wie bei der Anordnung gemäß Figuren 4 und 5, nämlich ein federndes Nachgeben des das Kontaktelement 244 tragenden Lagearms 242 im Falle einer kraftintensiven Wechselwirkung oder Kollision zwischen dem Kontaktelement 244 und dem gerade kontaktierten Schneidzahn und ferner ein leichtes Auffinden von Zahnlücken ohne die Gefahr einer Beschädigung des Kreissägeblatts 236.
Im Übrigen funktioniert die Vorrichtung entsprechend der dritten Ausführungsform so, wie vorstehend mit Bezug auf die erste und zweite Ausführungsform gemäß der Figuren 1 bis 5 beschrieben. Insbesondere besitzt die Bewegungsbahn 248 wiederum entsprechend der kreisrunden Umfangslinie des Kreissägeblatts 36 kreissegmentförmigen Verlauf. Zur Realisierung dieser Bewegungsbahn 248 ist, wie bereits mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 beschrieben, eine Ansteuerung der Mehrachsanordnung zur Verlagerung entlang der Achsen Y und Z erforderlich.
Figuren 8 und 9 zeigen eine vierte Ausführungsform der Erfindung in Darstellungen entsprechend Fig. 2 und 3. Zur Erläuterung der vierten Ausführungsform sollen dieselben Bezugszeichen wie mit Bezug auf Figuren 1 bis 7 verwendet werden, jedoch mit der Ziffer "3" vorangestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen soll lediglich auf die Unterschiede zu den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß Figuren 1 bis 7 eingegangen werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 8 und 9 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 6 und 7 lediglich darin, dass die Bewegungsbahn 348 nicht kreissegmentförmigen sondern linearen Verlauf besitzt. Dies hat den Vorteil, dass lediglich eine Bewegung entlang der Z-Achse entsprechend der Übersichtsdarstellung aus Fig. 1 erfolgen muss, wodurch der steuerungstechnische Aufwand weiter reduziert werden kann. Bei dieser Ausführungsform kommt es zu einer geringfügigen Relativbewegung zwischen dem Kontaktelement 344 und dem von diesem kontaktierten Schneidzahn 334. Allerdings besitzt diese Relativbewegung im Falle eines zu bearbeitenden Kreissägeblatts 336 mit verhältnismäßig großem Außendurchmesser (beispielsweise im Bereich von bis zu 400 Millimeter) und verhältnismäßig kleiner Zahnteilung einen relativ kleinen Hub, was in bestimmten Bearbeitungssituationen in Kauf genommen werden kann.
Im Übrigen funktioniert die Vorrichtung entsprechend der vierten Ausführungsform so wie vorstehend mit Bezug auf die dritte Ausführungsform gemäß der Figuren 6 und 7 beschrieben. Insbesondere ist der Lagerarm 342 wiederum um die senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 8 verlaufende Schwenkachse C entgegen einer Federvorspannung verschwenkbar, so dass ein vereinfachtes Auffinden von Zahnlücken möglich ist und im Falle einer unbeabsichtigten Kollision von Kontaktelement 344 und einem der Schneidzähne 334 der Lagerarm 342 entgegen der Federvorspannung ausweichen kann und eine Beschädigung des Kreissägeblatts 336 verhindert werden kann.
Figuren 10 und 11 zeigen eine fünfte Ausführungsform der Erfindung in Darstellungen entsprechend Fig. 2 und 3. Zur Erläuterung der fünften Ausführungsform sollen dieselben Bezugszeichen wie mit Bezug auf Figuren 1 bis 9 verwendet werden, jedoch mit der Ziffer "4" vorangestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen soll lediglich auf die Unterschiede zu den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß Figuren 1 bis 9 eingegangen werden.
Das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 10 und 11 unterscheidet sich im Aufbau nicht wesentlich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 2 und 3. Der einzige Unterschied dieser beiden Ausführungsbeispiele besteht darin, dass bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 10 und 11 ein Kreissägeblatt 436 mit wechselnder Zahngeometrie bearbeitet wird. Dies macht es erforderlich, dass der kreissegmentförmigen Bewegungsbahn mit Bewegungskomponenten entlang der Achsen Y und Z gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 zusätzlich eine weitere Bewegungskomponente entlang der Achse X überlagert wird. Die Bewegungsbahnen für den Vorschub und Rückhub liegen daher nicht wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel in der Zeichenebene entsprechend Fig. 2, sondern im Raum.
Im Übrigen funktioniert die Vorrichtung entsprechend der fünften Ausführungsform so, wie vorstehend mit Bezug auf die erste Ausführungsform gemäß der Figuren 1 bis 3 beschrieben.
Figuren 12 und 13 zeigen eine sechste Ausführungsform der Erfindung in Darstellungen entsprechend Fig. 2 und 3. Zur Erläuterung der sechsten Ausführungsform sollen dieselben Bezugszeichen wie mit Bezug auf Figuren 1 bis 11 verwendet werden, jedoch mit der Ziffer "5" vorangestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen soll lediglich auf die Unterschiede zu den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß Figuren 1 bis 11 eingegangen werden.
Das sechste Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 12 und 13 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 lediglich darin, dass der Lagerarm 542 um eine zur Zeichenebene der Figur 13 senkrecht verlaufende Schwenkachse C zwischen einer in Fig. 13 mit fetter Linie gezeigten Aktivstellung und einer in Fig. 13 mit 542' bezeichneten Passivstellung verlagerbar ist.
Im Betrieb wird der Lagerarm 542 zur Realisierung einer Vorschubbewegung in die Aktivstellung verschwenkt und dort arretiert. Sodann erfolgt die Vorschubbewegung, wie mit Bezug auf Figuren 1 bis 3 beschrieben. Nach Beendigung der Vorschubbewegung und Positionierung des zu bearbeitenden Schneidzahns in der Soll-Position bezüglich des geometrischen Punkts P wird der Lagerarm 542 aus der Aktivstellung zurück in die Passivstellung verschwenkt, so dass er eine nachfolgende Bearbeitung des Schneidzahns mittels der Schleifscheibenanordnung 532 nicht behindert.
Im Übrigen funktioniert die Vorrichtung entsprechend der fünften Ausführungsform so, wie vorstehend mit Bezug auf die erste Ausführungsform gemäß der Figuren 1 bis 3 beschrieben.
Figuren 14 bis 16 zeigen eine siebte Ausführungsform der Erfindung in Darstellungen entsprechend Fig. 1 bis 3. Zur Erläuterung der siebten Ausführungsform sollen dieselben Bezugszeichen wie mit Bezug auf Figuren 1 bis 13 verwendet werden, jedoch mit der Ziffer "6" vorangestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen soll lediglich auf die Unterschiede zu den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß Figuren 1 bis 13 eingegangen werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 14 bis 16 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 3 darin, dass der Bearbeitungskopf 630 über ein Winkelelement 660 an dem Linearführungsschlitten 628 angebracht ist, wobei der Bearbeitungskopf 630 um eine zusätzliche Schwenkachse D entsprechend dem Pfeil R zwischen einer Bearbeitungsstellung und einer in den Figuren gezeigten Vorschubstellung verschwenkbar ist. Die Schleifscheibenanordnung 632 ist derart an dem Bearbeitungskopf 630 angebracht, dass sie sich bei Positionierung des Bearbeitungskopfs 630 in der Bearbeitungsstellung zum Schleifen von Zahnrücken- und Zahnbrustgeometrien, beispielsweise Hohlbrustgeometrien, einsetzen lässt. Je nach Bedarf lässt sich die Schleifscheibenanordnung 632 auch durch ein Schleifwerkzeug mit kleinerem Durchmesser, beispielsweise einem Schleifestift, oder ein Erodierwerkzeugen ersetzen. Im Falle einer Drehstellung des Bearbeitungskopfs 630 in die in den Figuren 14 bis 16 gezeigte Vorschubstellung wird der Bearbeitungskopf 630 zur Realisierung der Vorschubbewegung genutzt. Dabei kann die Vorschubbewegung entsprechend der Bewegungsbahn 648 und die Rückhubbewegung entsprechend der Bewegungsbahn 650 erfolgen. Dies geschieht analog zu der mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 geschilderte Vorgehensweise.
Es sei darauf hingewiesen, dass mit der Erfindung beliebige Werkstücke mit Schneidzähnen, insbesondere aber scheibenförmige Werkstücke, bearbeitet werden können, vorzugsweise Kreissägeblätter. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich auch zur Bearbeitung von Werkstücken mit verhältnismäßig großem Außendurchmesser, d. h. mit einem Außendurchmesser von bis zu 400 mm. Je nach Art der Bearbeitung können - wie in den verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen dargelegt - eine oder mehrere Achsen der Mehrachsanordnung angesteuert werden. Die Geometrie der Bewegungsbahnen zur Realisierung einer Vorschubbewegung hängt dabei von dem zu bearbeitenden Werkstücken und dessen Geometrie ab. Obgleich vorstehend mehrfach als Bearbeitungsposition eine vorbestimmte Relativposition bezüglich des geometrischen Punkts angegeben wurden, sind erfindungsgemäß auch beliebige andere Bearbeitungspositionen denkbar, die durch entsprechende Vorschubbewegungen angesteuert werden.
Mit der Erfindung lässt sich eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken bereitstellen, bei der die Vorschubbewegung auf konstruktiv einfache Weise unter Nutzung der ohnehin zur Bearbeitung erforderlichen Ein- oder Mehrachsanordnung der Maschinenhauptachsen realisiert werden kann.

Claims

Vorrichtung (10) zum Bearbeiten von Werkstücken (36), insbesondere von Umfangsbereichen scheibenförmiger Werkstücke, wie Kreissägeblätter, mit
- einer Einspanneinrichtung (38) zum Festlegen des zu bearbeitenden Werkstücks (36) in Bearbeitungsstellungen,

- einer Bearbeitungseinrichtung (30) zum Bearbeiten des Werkstücks (36) und

- einer Vorschubeinrichtung (40) zum Verlagern des Werkstücks (36) zwischen einer ersten Bearbeitungsstellung und wenigstens einer weiteren Bearbeitungsstellung,
wobei die Bearbeitungseinrichtung (30) zum Bearbeiten des Werkstücks (36) mittels einer Einachsanordnung oder einer achsweise ansteuerbaren Mehrachsanordnung (14) relativ zu dem in der Bearbeitungsstellung festgelegten Werkstück (36) verlagerbar ist, wobei
die Vorschubeinrichtung (40) ein Kontaktelement (44) aufweist, das mit dem Werkstück (36) in Kontakt bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement mit der Ein- oder Mehrachsanordnung (14) gekoppelt ist und wobei zum Verlagern des Werkstücks (36) zwischen der ersten Bearbeitungsstellung und der wenigstens einen weiteren Bearbeitungsstellung vermittels der Vorschubeinrichtung (40) die Einachsanordnung oder wenigstens eine Achse der Mehrachsanordnung (14) ansteuerbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrachsanordnung drei Linearführungsschlittenführungen (16, 18, 20, 22, 26, 28) aufweist deren Linearachsen (X, Y, Z) zueinander im Wesentlichen orthogonal verlaufen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung einen Bearbeitungskopf (30) mit einer drehbar antreibbaren Schleifscheibenanordnung (32) oder einer Erodierwerkzeuganordnung aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (44) an dem Bearbeitungskopf (30) angebracht ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (30) an einem Linearführungsschlitten (28) der Mehrachsanordnung (14) angebracht ist.
Vorrichtung (610) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungskopf (630) zusammen mit dem Kontaktelement (644) und der Bearbeitungseinrichtung relativ zu einem der Linearführungsschlitten (628) um eine Schwenkachse (D) verschwenkbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (44) an dem Bearbeitungskopf (30) fixiert ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (144, 244, 344, 544) relativ zu dem Bearbeitungskopf (130, 230, 330, 530) verlagerbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (144, 244, 344) an dem Bearbeitungskopf (130, 230, 330, 530) federnd angelenkt ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (144, 244, 344, 544) um eine Schwenkachse (C) relativ zu dem Bearbeitungskopf (130, 230, 330, 530) zwischen einer Freigabeposition, in welcher es das zu bearbeitende Werkstück (136, 236, 336, 536) freigibt und einer Kontaktposition, in welcher es mit dem Werkstück (136, 236, 336, 536) in Kontakt bringbar ist oder mit diesem in Kontakt steht, verschwenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (C) im Wesentlichen orthogonal oder im Wesentlichen parallel zu einer planaren Scheibenoberfläche des Werkstücks (136, 236, 336, 536) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (544) an einem relativ zu dem Linearführungsschlitten um die Schwenkachse verlagerbaren Schwenkarm (542) angebracht ist, der sich zwischen einer Aktivstellung, in welcher sich das Kontaktelement (544) in Freigabeposition befindet, und einer Passivstellung, in welcher sich das Kontaktelement (544) in Kontaktposition befindet, verlagerbar ist.