EP2635401A1 - Vorrichtung zum bearbeiten eines grossformatigen, dünnwandigen werkstücks - Google Patents

Vorrichtung zum bearbeiten eines grossformatigen, dünnwandigen werkstücks

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Publication number
EP2635401A1
EP2635401A1 EP11788767.9A EP11788767A EP2635401A1 EP 2635401 A1 EP2635401 A1 EP 2635401A1 EP 11788767 A EP11788767 A EP 11788767A EP 2635401 A1 EP2635401 A1 EP 2635401A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
machining
clamping
unit
processing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11788767.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Francky Gaston Havegeer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mubea Systems SA
Original Assignee
Mubea Systems SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mubea Systems SA filed Critical Mubea Systems SA
Publication of EP2635401A1 publication Critical patent/EP2635401A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/002—Means to press a workpiece against a guide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2240/00—Machine tools specially suited for a specific kind of workpiece
    • B23Q2240/002—Flat workpieces

Definitions

  • the invention relates to a device for processing a large-format, thin-walled workpiece with at least one machining device, which is arranged for machining at least a portion of the workpiece on a machining side of the workpiece movable relative to the workpiece, and at least one clamping device for at least temporarily Clamping the portion of the workpiece during its machining.
  • a large-sized workpiece should be understood according to the invention, for example, a component from the production of railway cars, aircraft, ships or the like. It is essential that the workpieces to be machined, large-sized workpieces have relatively large dimensions, for example, lengths of about 60 m. In relation to such dimensions, the material thickness of such a workpiece is rather low, which is why these workpieces are referred to as thin-walled in the invention.
  • a machine tool is known with which at least a portion of a large-sized, thin-walled workpiece can be processed.
  • the machine tool has a processing device which can execute relative movements in a main direction to a workpiece held stationary during processing.
  • the processing device on a movably mounted on rails support unit, wherein the rails are aligned parallel and spaced from the main direction.
  • the support unit carries a processing tool driving machining unit, the transversely movable to the main direction of the
  • CONFIRMATION COPY Carrying unit is arranged.
  • the machining of the workpiece section takes place in the machine tool according to DE 691 07 196 T2 from the top of a substantially horizontally arranged workpiece.
  • the processing side thereof within the meaning of the present invention.
  • the carrying unit is held stationary and the processing unit is moved relative to the carrying unit transversely to the main direction in order to be able to carry out certain processing measures on the processing section.
  • the workpiece may be subdivided in two or more in the main direction, which is defined for example by the longitudinal extent of the large-sized, thin-walled workpiece side by side processing sections or even form a single processing section.
  • the processing unit usually comprises a motor spindle for driving a machining tool suitable for a specific machining operation.
  • Machining measures may be according to the invention, for example, milling, drilling, tapping, notching, grinding or sawing.
  • friction stir welding into consideration.
  • a clamping device for clamping the workpiece to be machined is known, for example, from EP 1 555 084 A1.
  • the clamping device has at least two clamping units, of which a first clamping unit on the machining side of the workpiece and a second clamping unit on the opposite side of the machining side of the workpiece is arranged, wherein at least one of two clamping units for clamping the portion of the workpiece to the other clamping unit is mounted to be movable.
  • the portion of the workpiece to be machined is thus clamped during its machining in a manner which reliably prevents vibration of the workpiece during machining.
  • the machining can be carried out using high speeds, which allows a relatively fast machining of the workpiece and the cost-effective use of conventional motor spindles lower power without the life of a appropriately equipped processing device or apparatus for processing a large-sized, thin-walled workpiece is shortened and costly repairs incurred.
  • the large-format, thin-walled workpieces can in the context of the invention, for example, from a relatively thin-walled metal, such as steel or aluminum, made of plastic, a composite material or wood.
  • the invention is not limited to a horizontal orientation of the workpiece to be machined, as required for example in DE 691 07 196 T2. Instead, any orientation of the workpiece is possible. Vibrations of the workpiece occur at every possible alignment of the workpiece and can be prevented equally with each use of the device according to the invention.
  • the second clamping unit on a stationary support on which rests at least the portion to be machined of the workpiece during its processing
  • the first clamping unit comprises a relative to the support movably arranged hold-down, with which the portion of the workpiece during its Machining is at least temporarily pressed from the machining side of the workpiece against the support.
  • the workpiece is preferably aligned substantially horizontally during its machining.
  • the second clamping unit can be relatively simple, for example as a support table or the like, formed and arranged stationary.
  • the hold-down of the first clamping unit can be moved by means of at least one actuator in order to clamp the portion of the workpiece to be machined in a suitable manner.
  • the processing device has a carrying unit and a machining unit arranged movably thereon, wherein relative movements in a main direction can be carried out between the carrying unit and the workpiece.
  • the Carrying unit is formed, for example portal-shaped.
  • the processing unit is arranged in particular transversely to the main direction movable on the support unit. The relative movements between the support unit and the workpiece can be achieved by either moving the support unit relative to the stationarily held workpiece, moving the workpiece relative to the stationarily held support unit or moving both the support unit and the workpiece in the main direction relative to one another become.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the hold-down is movably arranged on the support unit and extends the support under the entire workpiece.
  • the processing unit is arranged in a processing direction relative to the support unit movable on this, wherein the processing direction is aligned parallel and spaced from the main direction.
  • the hold-down on at least one arranged on a support roller which serves for transmitting power from the carrier to the portion of the workpiece and which rolls during a relative movement between the support unit and workpiece in the main direction on the workpiece.
  • the Hold-down several roles on to clamp the workpiece in its transverse to the main direction arranged width as evenly as possible.
  • this is advantageous if the processing unit is movable relative to the support unit in the machining direction, since the support unit can move to another section of the workpiece to be machined still at the beginning or already towards the end of a processing carried out with the processing unit and ensured in each state of movement is that the workpiece is clamped sufficiently to avoid vibration.
  • the carrier with the role of movement of the support unit is arranged in advance.
  • the roller is arranged on the support via a suspension device, via which the position of the roller relative to the carrier can be varied. This variation can be done in any way. This makes it possible to clamp not only completely planar formed large-sized, thin-walled workpieces in the desired manner.
  • the positions of the rollers relative to the carrier can be adapted individually to the respective shape of a workpiece to be machined, wherein the workpiece may have, for example, in its longitudinal direction extending portions of different material thickness. Even such irregularly shaped workpieces can be clamped uniformly by means of this embodiment of the invention to avoid vibrations.
  • the device has a control by means of which the clamping device can be controlled taking into account information relating to the respective machining of the section of the workpiece. This makes it possible, for example, to control the clamping force exerted on the workpiece by the clamping device and / or to bring a roller holder provided with rollers out of or in contact with the workpiece.
  • Figure 1 a representation of a
  • FIG. 2 shows a further illustration of the exemplary embodiment shown in FIG.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the device 1 according to the invention for processing a large-format, thin-walled workpiece 2.
  • the device 1 has a machining device 3 which is suitable for machining at least one section of the workpiece 2 on the machining side, here the top side of the workpiece 2 is arranged movable to the workpiece 2.
  • the device 1 further comprises a clamping device for at least temporarily clamping the portion of the workpiece 2 during its processing.
  • the clamping device comprises two clamping units 4 and 5, of which a first clamping unit 4 on the machining side of the workpiece 2 and a second clamping unit 5 on the opposite side of the machining side of the workpiece 2 is arranged.
  • the first clamping unit 4 is mounted for clamping the portion of the workpiece 2 to the second clamping unit 5 to be movable.
  • the second clamping unit 5 has a stationary support 6, on which the workpiece 2 rests completely during its machining.
  • the first clamping unit 4 has a hold-down device 7 movably arranged relative to the support 5, with which the section of the workpiece 2 can be pressed against the support 5 at least temporarily from the machining side of the workpiece 2 during its machining.
  • the processing device 3 has a carrying unit 8 carrying a carrying unit 9.
  • the carrying unit 9 is in a perpendicular to the Drawing plane standing main direction relative to the stationary held workpiece 2 movable, whereby between the support unit 9 and the workpiece 2 relative movements in the main direction can be performed.
  • the processing unit 8 is arranged transversely to the main direction movably on the carrying unit 9.
  • the hold-down 7 is arranged on actuators 10 in the vertical direction movable on the support unit 9.
  • the processing unit 8 is arranged movably relative thereto in a processing direction X2 relative to the carrying unit 9, the processing direction X2 being aligned parallel to and spaced from the main direction X1.
  • the holding-down device 7 has a plurality of rollers 12 arranged on a carrier 11, which serve for transmitting power from the carrier 11 to the section of the workpiece 2 and which roll on the workpiece 2 during a movement of the carrying unit 9 in the main direction X1.
  • the rollers 12 are each arranged on the support 11 via a suspension device 13. About the suspension means 13, the positions of the rollers 12 relative to the carrier 11 can be varied according to the arrows shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Bearbeiten eine grossformatigen, dünnwandigen Werkstücks (2) mit wenigstens einer Bearbeitungseinrichtung (3), die zur Bearbeitung von zumindest einem Abschnitt des Werkstücks (2) auf einer Bearbeitungsseite des Werkstücks (2) relativ zu dem Werkstücks (2) bewegbar angeordnet ist, und mit zumindest einer Spanneinrichtung zum mindestens zeitweisen Einspannen des Abschnitts des Werkstücks (2) während seiner Bearbeitung. Um eine schnelle und kostengünstige Bearbeitung eines grossformatigen, dünnwandigen Werkstücks zu ermöglichen, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die Spanneinrichtung wenigstens zwei Spanneinheiten (4, 5) aufweist, von denen eine erste Spanneinheit (4) auf der Bearbeitungsseite des Werkstücks (2) und eine zweite Spanneinheit (5) auf der der Bearbeitungsseite gegenüberliegenden Seite des Werkstücks (2) angeordnet ist, wobei zumindest eine der beiden Spanneinheiten (4, 5) zum Einspannen des Abschnitts des Werkstücks (2) auf die jeweils andere Spanneinheit (4, 5) zu bewegbar gelagert ist.

Description

Vorrichtung zum Bearbeiten eines
großformatigen, dünnwandigen Werkstücks Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines großformatigen, dünnwandigen Werkstücks mit wenigstens einer Bearbeitungseinrichtung, die zur Bearbeitung von zumindest einem Abschnitt des Werkstücks auf einer Bearbeitungsseite des Werkstücks relativ zum Werkstück bewegbar angeordnet ist, und mit zumindest einer Spanneinrichtung zum mindestens zeitweisen Einspannen des Abschnitts des Werkstücks während seiner Bearbeitung.
Unter einem großformatigen Werkstück soll gemäß der Erfindung beispielsweise ein Bauteil aus der Fertigung von Eisenbahnwaggons, Flugzeugen, Schiffen oder ähnlichem verstanden werden. Wesentlich ist, dass die zu bearbeitenden, großformatigen Werkstücke relativ große Abmessungen, beispielsweise Längen von etwa 60 m, aufweisen. In Relation zu solchen Dimensionen ist die Materialstärke eines solchen Werkstücks eher gering, weshalb diese Werkstücke im Rahmen der Erfindung als dünnwandig bezeichnet werden.
Aus DE 691 07 196 T2 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, mit der zumindest ein Abschnitt eines großformatigen, dünnwandigen Werkstücks bearbeitet werden kann. Die Werkzeugmaschine weist eine Bearbeitungseinrichtung auf, die in einer Hauptrichtung Relativbewegungen zu einem während der Bearbeitung ortsfest gehaltenen Werkstück ausführen kann. Hierzu weist die Bearbeitungseinrichtung eine auf Schienen bewegbar gelagerte Trageeinheit auf, wobei die Schienen parallel und beabstandet zur Hauptrichtung ausgerichtet sind. Die Trageeinheit trägt eine ein Bearbeitungswerkzeug antreibende Bearbeitungseinheit, die quer zur Hauptrichtung bewegbar an der
BESTÄTIGUNGSKOPIE Trageeinheit angeordnet ist. Die Bearbeitung des Werkstückabschnitts erfolgt bei der Werkzeugmaschine gemäß DE 691 07 196 T2 von der Oberseite eines im Wesentlichen horizontal angeordneten Werkstücks aus. Somit ist hier die Oberseite des Werkstücks die Bearbeitungsseite desselben im Sinne der vorliegenden Erfindung. Erreicht die Bearbeitungseinrichtung einen Bearbeitungsabschnitt, wird die Trageeinheit ortsfest gehalten und die Bearbeitungseinheit relativ zur Trageeinheit quer zur Hauptrichtung bewegt, um bestimmte Bearbeitungsmaßnahmen an dem Bearbeitungsabschnitt durchführen zu können. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Werkstück in zwei oder mehrere in der Hauptrichtung, welche beispielsweise durch die Längserstreckung des großformatigen, dünnwandigen Werkstücks definiert ist, nebeneinander angeordnete Bearbeitungsabschnitte unterteilt sein oder selbst einen einzigen Bearbeitungsabschnitt ausbilden. Die Bearbeitungseinheit umfasst üblicherweise eine Motorspindel zum Antreiben eines für eine bestimmte Bearbeitungsmaßnahme geeigneten Bearbeitungswerkzeugs. Bearbeitungsmaßnahmen können gemäß der Erfindung beispielsweise Fräs-, Bohr-, Gewindebohr-, Einkerb-, Schleif- oder Sägearbeiten sein. Als weitere Bearbeitungsmaßnahme kommt Reibrührschweißen in Betracht. Um das Werkstück während seiner Bearbeitung ortsfest zu halten, ist beispielsweise aus EP 1 555 084 A1 eine Spanneinrichtung zum Einspannen des zu bearbeitenden Werkstücks bekannt.
Während der Durchführung solcher Bearbeitungsmaßnahmen kommt es häufig dazu, dass das zu bearbeitende Werkstück zu vibrieren beginnt. Derartige Vibrationen pflanzen sich von dem Werkstück über das Bearbeitungswerkzeug auf die Bearbeitungseinheit beziehungsweise deren Motorspindel fort. Hierdurch wird die Motorspindel unsachgemäß beansprucht, was sich in deutlich verkürzten Standzeiten widerspiegelt. Es sind daher kostenintensive Wartungsund Reparaturarbeiten an den herkömmlichen Werkzeugmaschinen erforderlich. Die Vibrationen beeinträchtigen zudem deutlich das Bearbeitungsergebnis, insbesondere dessen Exaktheit. Es wird im Stand der Technik daher versucht, die schädigenden Wirkungen der Vibrationen auf die Motorspindel beispielsweise dadurch zu verhindern, dass sehr massive Motorspindeln eingesetzt werden. Die hierzu erforderliche entsprechend leistungsstarke Auslegung der Motorspindel ist jedoch mit erheblichen Kosten verbunden. Die durch die Verwendung von leistungsstarken Motorspindeln mögliche Bearbeitung bei niedrigen Drehzahlen führt auch nicht zu einer ausreichenden Reduzierung von Vibrationen. Somit kann auch durch eine derartige Ausgestaltung von Werkzeugmaschinen keine präzisere und qualitativ hochwertigere Bearbeitung von Werkstücken erfolgen. Zudem wird durch die Verwendung einer solch leistungsstarken Motorspindel das Gewicht der Bearbeitungseinheit dermaßen erhöht, dass die Dynamik der Bearbeitungseinheit stark beeinträchtigt ist, was wiederum mit einer langsameren Bearbeitung von Werkstücken und einer ineffizienteren Produktion von endfertig bearbeiteten Werkstücken verbunden ist. Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines großformatigen, dünnwandigen Werkstücks bereitzustellen, mit der eine schnelle, qualitative und kostengünstige Bearbeitung des Werkstücks verfolgen kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Spanneinrichtung wenigstens zwei Spanneinheiten aufweist, von denen eine erste Spanneinheit auf der Bearbeitungsseite des Werkstücks und eine zweite Spanneinheit auf der der Bearbeitungsseite gegenüberliegenden Seite des Werkstücks angeordnet ist, wobei zumindest eine der beiden Spanneinheiten zum Einspannen des Abschnitts des Werkstücks auf die jeweils andere Spanneinheit zu bewegbar gelagert ist.
Erfindungsgemäß wird somit zumindest der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks während seiner Bearbeitung in einer Art und Weise eingespannt, die ein Vibrieren des Werkstücks während der Bearbeitung zuverlässig verhindert. Hierdurch kann die Bearbeitung unter Verwendung hoher Drehzahlen durchgeführt werden, was eine relativ schnelle Bearbeitung des Werkstücks und den kostengünstigen Einsatz von herkömmlichen Motorspindeln geringerer Leistungsstärke ermöglicht, ohne dass die Standzeit einer entsprechend ausgestatteten Bearbeitungseinrichtung beziehungsweise Vorrichtung zum Bearbeiten eines großformatigen, dünnwandigen Werkstücks verkürzt wird und kostenintensive Reparaturarbeiten anfallen.
Die großformatigen, dünnwandigen Werkstücke können im Rahmen der Erfindung beispielsweise aus einem relativ dünnwandigen Metall, wie beispielsweise Stahl oder Aluminium, aus Kunststoff, aus einem Verbundwerkstoff oder aus Holz bestehen.
Die Erfindung ist im Übrigen nicht auf eine horizontale Ausrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks beschränkt, wie es etwa bei DE 691 07 196 T2 erforderlich ist. Stattdessen ist jede beliebige Ausrichtung des Werkstücks möglich. Vibrationen des Werkstücks treten bei jeder möglichen Ausrichtung des Werkstücks auf und können bei jeder Ausrichtung gleichermaßen mit dem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung verhindert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Spanneinheit ein ortsfestes Auflager auf, auf dem zumindest der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks während seiner Bearbeitung aufliegt, wobei die erste Spanneinheit einen relativ zum Auflager bewegbar angeordneten Niederhalter umfasst, mit dem der Abschnitt des Werkstücks während seiner Bearbeitung mindestens zeitweise von der Bearbeitungsseite des Werkstücks aus gegen das Auflager pressbar ist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist das Werkstück während seiner Bearbeitung vorzugsweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtet. Dadurch kann die zweite Spanneinheit relativ einfach, beispielsweise als Auflagetisch oder ähnliches, ausgebildet und ortsfest angeordnet sein. Der Niederhalter der ersten Spanneinheit kann mittels wenigstens einem Aktor bewegt werden, um den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks auf geeignete Art und Weise einzuspannen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Bearbeitungseinrichtung eine Trageeinheit und eine daran bewegbar ange- ordnete Bearbeitungseinheit auf, wobei zwischen der Trageeinheit und dem Werkstück Relativbewegungen in einer Hauptrichtung durchführbar sind. Die Trageeinheit ist beispielsweise portalförmig ausgebildet. Die Bearbeitungseinheit ist insbesondere quer zur Hauptrichtung bewegbar an der Trageeinheit angeordnet. Die Relativbewegungen zwischen der Trageeinheit und dem Werkstück können dadurch erreicht werden, dass entweder die Trageeinheit relativ zu dem ortsfest gehaltenen Werkstück bewegt wird, das Werkstück relativ zu der ortsfest gehaltenen Trageeinheit bewegt wird oder sowohl die Trageeinheit als auch das Werkstück in der Hauptrichtung relativ zueinander bewegt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Niederhalter bewegbar an der Trageeinheit angeordnet ist und sich das Auflager unter dem gesamten Werkstück erstreckt. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass die Spanneinrichtung sich mit der Bearbeitungseinrichtung mitbewegt und somit ein beliebiger zu bearbeitender Abschnitt des Werkstücks einspannbar ist. Dieses ermöglicht, dass das Einspannen des Abschnitts des Werkstücks in jeder beliebigen Bearbeitungsstellung der Bearbeitungseinrichtung erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bearbeitungseinheit in einer Bearbeitungsrichtung relativ zu der Trageeinheit bewegbar an dieser angeordnet, wobei die Bearbeitungsrichtung parallel und beabstandet zur Hauptrichtung ausgerichtet ist. Hierdurch kann bei ortsfest gehaltener Trageeinheit die Bearbeitungseinheit in Richtung der Längserstreckung des Werkstücks über eine bestimmte Strecke bewegt werden, ohne dass es wie beim Stand der Technik erforderlich ist, die gesamte Bearbeitungseinrichtung mitsamt ihrer schwergewichtigen Trageeinheit zu bewegen. Somit wird gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung die Dynamik der Bearbeitungseinheit deutlich verbessert, was mit einer kürzeren Bearbeitungszeit und geringeren Bearbeitungskosten verbunden ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Niederhalter wenigstens eine an einem Träger angeordnete Rolle auf, die zur Kraftübertragung von dem Träger auf den Abschnitt des Werkstücks dient und welche während einer Relativbewegung zwischen Trageeinheit und Werkstück in der Hauptrichtung auf dem Werkstück abrollt. Vorzugsweise weist der Niederhalter mehrere Rollen auf, um das Werkstück in seiner quer zur Hauptrichtung angeordneten Breite möglichst gleichmäßig einspannen zu können. Insbesondere ist dies von Vorteil, wenn die Bearbeitungseinheit relativ zur Trageeinheit in der Bearbeitungsrichtung bewegbar ist, da sich die Trageeinheit noch zu Beginn oder bereits gegen Ende einer mit der Bearbeitungseinheit durchgeführten Bearbeitungsmaßnahme zu einem weiteren zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks bewegen kann und in jedem Bewegungszustand sichergestellt ist, dass das Werkstück in ausreichender Weise zur Vermeidung von Vibrationen eingespannt ist. Vorzugsweise ist der Träger mit der Rolle der Bewegung der Trageeinheit vorauslaufend angeordnet. Dieses verhindert, dass die Rolle beispielsweise über bei der Durchführung von Bearbeitungsmaßnahmen erzeugten Materialspänen rollt und diese in das Material des Werkstücks eindrückt, was die Qualität des Werkstücks stark beeinträchtigen würde. Es wird weiter aus vorteilhaft erachtet, wenn die Rolle über eine Aufhängeeinrichtung an dem Träger angeordnet ist, über welche die Stellung der Rolle relativ zum Träger variierbar ist. Diese Variation kann auf irgendeine Art und Weise erfolgen. Hierdurch ist es möglich, nicht nur vollständig eben ausgebildete großformatige, dünnwandige Werkstücke auf gewünschte Art und Weise einzuspannen. Statt dessen können die Stellungen der Rollen relativ zum Träger individuell an die jeweilige Formgebung eines zu bearbeitenden Werkstücks angepasst werden, wobei das Werkstück beispielsweise in seiner Längsrichtung verlaufende Abschnitte mit unterschiedlicher Materialstärke aufweisen kann. Auch solche unregelmäßig ausgebildeten Werkstücke können mittels dieser Ausgestaltung der Erfindung zur Vermeidung von Vibrationen gleichmäßig eingespannt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Steuerung aufweist, mittels der die Spanneinrichtung unter Berücksichtigung von Informationen bezüglich der jeweiligen Bearbeitung des Abschnitts des Werkstücks steuerbar ist. Hierdurch lässt sich beispielsweise die von der Spanneinrichtung auf das Werkstück ausgeübte Einspannkraft steuern und/oder ein mit Rollen versehener Niederhalter außer oder in Kontakt mit dem Werkstück bringen. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der in den beigefügten Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele für die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen
Figur 1 : eine Darstellung eines
Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Vorrichtung und
Figur 2: eine weitere Darstellung des in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiels.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Bearbeiten eines großformatigen, dünnwandigen Werkstücks 2. Die Vorrichtung 1 weist eine Bearbeitungseinrichtung 3 auf, die zur Bearbeitung von zumindest einem Abschnitt des Werkstücks 2 auf der Bearbeitungsseite, hier die Oberseite des Werkstücks 2, relativ zum Werkstück 2 bewegbar angeordnet ist.
Die Vorrichtung 1 weist weiter eine Spanneinrichtung zum mindestens zeitweisen Einspannen des Abschnitts des Werkstücks 2 während seiner Bearbeitung auf. Die Spanneinrichtung umfasst zwei Spanneinheiten 4 und 5, von denen eine erste Spanneinheit 4 auf der Bearbeitungsseite des Werkstücks 2 und eine zweite Spanneinheit 5 auf der der Bearbeitungsseite gegenüberliegenden Seite des Werkstücks 2 angeordnet ist. Die erste Spanneinheit 4 ist zum Einspannen des Abschnitts des Werkstücks 2 auf die zweite Spanneinheit 5 zu bewegbar gelagert.
Die zweite Spanneinheit 5 weist ein ortsfestes Auflager 6 auf, auf dem das Werkstück 2 während seiner Bearbeitung vollständig aufliegt. Die erste Spanneinheit 4 weist einen relativ zum Auflager 5 bewegbar angeordneten Niederhalter 7 auf, mit dem der Abschnitt des Werkstücks 2 während seiner Bearbeitung mindestens zeitweise von der Bearbeitungsseite des Werkstücks 2 aus gegen das Auflager 5 pressbar ist.
Die Bearbeitungseinrichtung 3 weist eine eine Bearbeitungseinheit 8 tragende Trageeinheit 9 auf. Die Trageeinheit 9 ist in einer senkrecht auf der Zeichnungsebene stehenden Hauptrichtung relativ zum ortsfest gehaltenen Werkstück 2 bewegbar, wodurch zwischen der Trageeinheit 9 und dem Werkstück 2 Relativbewegungen in der Hauptrichtung durchführbar sind. Die Bearbeitungseinheit 8 ist quer zur Hauptrichtung bewegbar an der Trageein- heit 9 angeordnet.
Der Niederhalter 7 ist über Aktoren 10 in vertikaler Richtung bewegbar an der Trageeinheit 9 angeordnet. Die Bearbeitungseinheit 8 ist, wie aus Figur 2 ersichtlich ist, in einer Bearbeitungsrichtung X2 relativ zu der Trageeinheit 9 bewegbar an dieser angeordnet, wobei die Bearbeitungsrichtung X2 parallel und beabstandet zur Hauptrichtung X1 ausgerichtet ist.
Der Niederhalter 7 weist eine Mehrzahl von an einem Träger 11 angeordneten Rollen 12 auf, die zur Kraftübertragung von dem Träger 11 auf den Abschnitt des Werkstücks 2 dienen und welche während einer Bewegung der Trageeinheit 9 in der Hauptrichtung X1 auf dem Werkstück 2 abrollen. Die Rollen 12 sind jeweils über eine Aufhängeeinrichtung 13 an dem Träger 11 angeordnet. Über die Aufhängeeinrichtungen 13 sind die Stellungen der Rollen 12 relativ zum Träger 11 entsprechend den dargestellten Pfeilen variierbar.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1 ) zum Bearbeiten eines großformatigen, dünnwandigen Werkstücks (2) mit wenigstens einer Bearbeitungseinrichtung (3), die zur Bearbeitung von zumindest einem Abschnitt des Werkstücks (2) auf einer Bearbeitungsseite des Werkstücks (2) relativ zum Werkstück (2) bewegbar angeordnet ist, und mit zumindest einer Spanneinrichtung zum mindestens zeitweisen Einspannen des Abschnitts des Werkstücks (2) während seiner Bearbeitung,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Spanneinrichtung wenigstens zwei Spanneinheiten (4, 5) aufweist, von denen eine erste Spanneinheit (4) auf der Bearbeitungsseite des Werkstücks (2) und eine zweite Spanneinheit (5) auf der der Bearbeitungsseite gegenüberliegenden Seite des Werkstücks (2) angeordnet ist, wobei zumindest eine der beiden Spanneinheiten (4, 5) zum Einspannen des Abschnitts des Werkstücks (2) auf die jeweils andere Spanneinheit (4, 5) zu bewegbar gelagert ist.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dass die zweite Spanneinheit (5) ein ortsfestes Auflager (6) aufweist, auf dem zumindest der Abschnitt des Werkstücks (2) während seiner Bearbeitung aufliegt, und dass die erste Spanneinheit (4) einen relativ zum Auflager (6) bewegbar angeordneten Niederhalter (7) umfasst, mit dem der Abschnitt des Werkstücks (2) während seiner Bearbeitung mindestens zeitweise von der Bearbeitungsseite des Werkstücks (2) aus gegen das Auflager (6) pressbar ist.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (3) eine eine Bearbeitungseinheit (8) tragende
Trageeinheit (9) aufweist, wobei zwischen der Trageeinheit (9) und dem Werkstück (2) Relativbewegungen in einer Hauptrichtung (X1 ) durchführbar sind.
4. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (7) bewegbar an der Trageeinheit (9) angeordnet ist und sich das Auflager (6) unter dem gesamten Werkstück (2) erstreckt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (8) in einer Bearbeitungsrichtung (X2) relativ zu der Trageeinheit (9) bewegbar an dieser angeordnet ist, wobei die Bearbeitungsrichtung (X2) parallel und beabstandet zur Hauptrichtung (X1 ) ausgerichtet ist.
6. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (7) wenigstens eine an einem Träger (11 ) angeordnete Rolle (12) aufweist, die zur Kraftübertragung von dem Träger (11 ) auf den Abschnitt des Werkstücks (2) dient und welche während einer Relativbewegung zwischen der Trageeinheit (9) und dem Werkstück (2) in der Hauptrichtung (X1 ) auf dem Werkstück (2) abrollt.
7. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (12) über eine Aufhängeeinrichtung (13) an dem Träger (11 ) angeordnet ist, über welche die Stellung der Rolle (12) relativ zum Träger (11 ) variierbar ist.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerung, mittels der die Spanneinrichtung unter Berücksichtigung von Informationen bezüglich der jeweiligen Bearbeitung des Abschnitts des Werkstücks (2) steuerbar ist.
- Zusammenfassung -
EP11788767.9A 2010-11-03 2011-10-26 Vorrichtung zum bearbeiten eines grossformatigen, dünnwandigen werkstücks Withdrawn EP2635401A1 (de)

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