WO2007134627A1 - Werkstuckauflage zur aufnahme eines insbesondere tafelförmigen werkstücks in einer bearbeitungsanlage mit auf auflageelementen anbringbaren tragelementen - Google Patents

Werkstuckauflage zur aufnahme eines insbesondere tafelförmigen werkstücks in einer bearbeitungsanlage mit auf auflageelementen anbringbaren tragelementen Download PDF

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Friedrich Kilian
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Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg
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    • B23Q1/03—Stationary work or tool supports
    • B23Q1/037—Stationary work or tool supports comprising series of support elements whose relative distance is adjustable

Definitions

  • a workpiece support which has a frame with a plurality of support elements, preferably arranged parallel to one another, on which the workpiece to be machined rests.
  • the support elements usually have at regular intervals the Tragticianspitzen and form a support field for the or the workpieces.
  • Such laser processing systems comprise a laser cutting head which can be moved relative to the workpiece support in order to machine a largely stationary workpiece resting on the supporting point tips of the support elements with a laser beam.
  • DE 38 03 918 A1 discloses a workpiece support, in which the support elements can be lowered as a function of the position of the laser beam during machining. By coupled to the cutting head mechanics each one of the support element is sunk, which is in the processing in the impingement of the laser beam.
  • JP 59127988 A An analogous embodiment is also known from JP 59127988 A. These support strips are controlled via a curve guide, at the same time a lowering and displacement movement is provided in the longitudinal direction of the support element.
  • the support elements are slidably provided on the support element and in particular along the support element.
  • the support element is provided in accordance with a preferred embodiment of the workpiece support with a wave-shaped or sawtooth-shaped structure on which the support element secured against displacement on the support element can be attached.
  • This sawtooth, tooth-shaped or wavy structure can also allow a sufficiently fine adjustment of the position.
  • the support element has a rectilinear, preferably horizontally formed, section or a plurality of rectilinear sections, which are separated from each other, for example, by a small recess.
  • a continuous horizontally oriented portion a simple geometry of the support elements is made possible, which allows a step or gridless positioning of the support elements. At the same time this upper edge is recessed relative to the support surface and thus allows a low-wear arrangement.
  • the one support element comprises at least one support tip or support surface for a good part and is designed as a good part support element and another support element has at least one support tip or support surface for a residual part and is designed as a residual part support element , wherein the bearing surface or tip of the good part is arranged at a higher level than that of the remaining part.
  • the support element has a support tip or support surface for a good part and at least adjacent thereto a support tip or a support surface for a residual part, wherein the bearing surface of the Guterss is provided at a higher level than that of the remaining part.
  • a height difference between the support surface of the good part and that of the remaining part is greater than a thickness of the plate-shaped material is formed. This can be done after the Cutting process carried out an exact separation between the good and residual part and jamming of the parts to each other can be prevented.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the support surface of the good part or that of the remaining part is designed to be electrically insulating. As a result, it can be determined by means of measuring an electrical potential difference whether a complete free cutting of the good parts of the residual part (s) has taken place.
  • the support members are integrally formed according to an advantageous embodiment of the invention as a cutting-bending part or stamped and bent part. As a result, a simplified production is made possible, so that by means of the processing system itself at least partially new support elements can be produced.
  • the support elements are preferably placed on the support elements with a handling device, wherein the positioning of the support elements is selected taking into account the nesting of the subsequent machining process.
  • the cutting contour of the nesting is taken into account, so that the support surfaces of the support elements for the good and residual parts are not in the transition area, however, the good part and remainder increased relative to the support elements is to avoid damage to the support elements when driving over the cutting beam or the support elements to be protected by the support element in the drive-over area of the cutting beam.
  • at least one three-point support is determined for secure mounting.
  • the support elements comprise according to a first embodiment of the invention, a downwardly open U-shaped cross section, wherein at least one support element provided on the support point tip is covered by the support element.
  • the support element is at the same time on the at least one Tragyakspitze. This allows the support element to protect the underlying Trag Vietnamesespitze.
  • the U-shaped cross section has the advantage that a simple plugging and unplugging and a displacement along the support element is made possible.
  • the legs of the support element are positioned to each other such that they rest under at least a slight bias on the side surfaces of the support element. At least a slight clamping is achieved in order to enable a secure positioning, wherein a low-vibration or vibration-free arrangement of the support elements is provided on the support elements.
  • this support element engages with a first and a second attachment portion on a support element, which encompasses a protective strip inclined relative to the support plane of the workpiece, which covers a retention strip at least partially when it passes over the cutting beam.
  • the retaining strip is preferably arranged V-shaped to the protective strip, wherein the protective strip provided between the workpiece and the retaining strip is.
  • the retaining strip then passes into a vertical support bar, which is preferably attached to the frame of a workpiece support and in particular supported by perpendicular thereto arranged support struts.
  • the support member is according to this preferred embodiment with a first attachment portion, which in particular comprises legs, which are supported at least on the retaining strip and in particular behind this and partially engage with a further attachment portion, which in particular arms, which engage on a side facing away from the workpiece protection strip ,
  • a first attachment portion which in particular comprises legs, which are supported at least on the retaining strip and in particular behind this and partially engage with a further attachment portion, which in particular arms, which engage on a side facing away from the workpiece protection strip ,
  • the support elements for receiving the support elements preferably have between the protective strip and the retaining strip recesses into which the legs engage at least partially.
  • the alternative embodiment of the support element preferably has a V-shaped or approximated shape in plan view. This can be given by the formation of the arms and legs an easy assembly and disassembly. Furthermore, a relatively thin sheet metal bent part can be used, which can accommodate high loads.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a support element with support elements arranged thereon
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a first embodiment of a support element 22 with support elements 31 arranged thereon, which receive the workpiece 19. After machining, the workpiece 19 is separated into a good part 32 and a remaining part 33 due to the cutting process.
  • the support members 31 are positioned by simply plugging on the support element 22.
  • the support member 31 engages with its legs 41 on side surfaces 42 of the support element 22 and is thereby fixed. This allows a low-vibration or vibration-free arrangement.
  • the support members 31 may be provided slidably along the support elements 22 due to this configuration also in the longitudinal direction. For a clear position fixation it can be provided that the support elements 31, in particular the protective sections 37, have a contour which acts on the support point tips 26 and can be displaced at predetermined distances into adjacent positions.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a workpiece 19 after the cutting process, the good part being used to safeguard the workpiece Clarity is not shown, which otherwise increases on the bearing surfaces 38 of the support members 31 relative to the rest portion 33 rests.
  • the support elements 31 are positioned as a function of the intended nesting for the cutting process such that, for example, a three-point support for the good part is given, as is apparent from Figure 5. As a result, a secure support of the good part is given.
  • the support element 31 can be positioned in such a way to the cutting contour that the protective section 37 lies in the transition region of the cutting beam.
  • the legs 56 and arms 58 are connected to one another via a support section 59, wherein a support surface 38 for the good part 32 is provided on a head part 60 of the support cut 59.
  • a support surface 39 is provided for the remaining part 33.
  • the support element 31 is formed as Gutteiltragele- ment only with one or more support surfaces 38 and as Restteil- supporting element only with one or more support surface 39.
  • the support member 31 is formed as a sheet metal part. First, the contour is punched or cut and then in a bending process, a V-shaped arrangement of the support element 31 is introduced. As a result, a stiffening of the support portion 59 is achieved, which has at least the bearing surface 38.
  • the bearing surface 38 of the support element 31 is provided outside or off-center to the points of attack of the arms 58 and legs 56. As a result, the position of the support element 31 is stabilized when tilting a good and residual part 32, 33 and prevents tilting.
  • the support members 31 according to the above embodiments are formed in different materials, so that an adaptation to the material of the workpiece to be machined is made possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkstückauflage (12) zur Aufnahme eines insbesondere tafelförmigen Werkstücks (19) in einer Bearbeitungsanlage (11), welche das Werkstück (19) mit einem Schneidstrahl, insbesondere Laserstrahl, bearbeitet, wobei die Werkstückauflage (14) in einem Rahmen (21) mehrere nebeneinander angeordnete Auflageelemente (22) aufnimmt, wobei ein oder mehrere Tragelemente an dem zumindest einen Auflageelement (22) anbringbar sind, auf weichen das Werkstück (19) aufliegt.

Description

WERKSTÜCKAUFLAGE ZUR AUFNAHME EINES INSBESONDERE TAFELFÖRMIGEN WERKSTÜCKS IN EINER BEARBEITUNGSANLAGE MIT AUF AUFLAGEELEMENTEN ANBRINGBAREN TRAGELEMENTEN
Die Erfindung betrifft eine Werkstückauflage zur Aufnahme eines insbesondere tafelförmigen Werkstücks in einer Bearbeitungsanlage, welche das Werkstück mit einem Schneidstrahl, insbesondere Laserstrahl, bearbeitet.
Zur Bearbeitung von insbesondere tafelförmigen Werkstücken in Laserbearbeitungsanlagen ist eine Werkstückauflage vorgesehen, die einen Rahmen mit mehreren, vorzugsweise parallel zueinander angeordneten Auflageelementen aufweist, auf denen das zu bearbeitende Werkstück aufliegt. Die Auflageelemente weisen zumeist in regelmäßigen Abstän- den Tragpunktspitzen auf und bilden ein Auflagefeld für das oder die Werkstücke.
Solche Laserbearbeitungsanlagen umfassen einen relativ zur Werkstückauflage bewegbaren Laserschneidkopf, um mit einem Laserstrahl ein weitgehend ruhendes Werkstück, das auf den Tragpunktspitzen der Auflageelemente aufliegt, zu bearbeiten. Während der Bearbeitung kommt es beim Überfahren der Tragpunktspitzen durch den Laserstrahl zu Problemen, wie beispielsweise Beschädigungen der Tragpunktspitzen durch Aufschweißungen, Beschädigung der Tragpunktspitzen durch Wegschmelzen und/oder ein ungleichmäßiger Schnitt zwischen dem Gutteil und Restteil, da die Schneidverhältnisse an den Tragpunktspitzen anders als an den benachbarten Tragpunktspitzen sind.
Um die vorgenannten Probleme bei der Bearbeitung der Werkstücke zu reduzieren, geht aus der DE 38 03 918 Al eine Werkstückauflage hervor, bei welcher die Auflageelemente in Abhängigkeit der Position des Laserstrahls während der Bearbeitung versenkbar sind. Durch eine mit dem Schneidkopf gekoppelte Mechanik wird jeweils dasjenige Auflageelement versenkt, das bei der Bearbeitung im Auftreffbereich des Laserstrahles liegt.
Eine analoge Ausgestaltung ist ebenfalls durch die JP 59127988 A bekannt. Diese Auflageleisten werden über eine Kurvenführung angesteuert, wobei gleichzeitig eine Absenk- und Verschiebebewegung in Längsrichtung des Auflageelementes vorgesehen ist.
Bei beiden Ausführungsformen wird über die gesamte Länge der Auflageelemente ein Absenken der Tragpunktspitzen bewirkt. Diese Ausführungsformen weisen zwar den Vorteil auf, dass ein Aufschweißen der Tragpunktspitzen beim Überfahren während des Schneidvorganges verringert wird. Jedoch kann es zu ungleichmäßigen Schnitten kommen, insbesondere dann, wenn ein Werkstück fast vollständig aus der Werkstücktafel ausgeschnitten ist und mit einem Ende an den abgesenkten Tragpunktspitzen aufliegt. Aus der JP 2001-259878 A2 geht eine Laserbearbeitungsmaschine zur Herstellung von elektronischen Leiterplatten hervor, bei denen einheitliche Bohrungsdurchmesser und Bohrungsformen erforderlich sind. Eine solche Leiterplatte liegt zur Bearbeitung auf einer Auflage auf. Damit eine durch die Werkstückauflage unbeeinflusste Bearbeitung erfolgen kann, weist die Werkstückauflage eine Reihe von parallelen, nebeneinander angeordneten Vertiefungen auf, in denen längs verschieblich Auflagespitzen vorgesehen sind. Diese werden in Abhängigkeit der Maschinendaten zur Herstellung der Leiterplatten verschoben, so dass eine unbeeinflusste Bearbeitung ermöglicht ist. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, dass während der Bearbeitung sich nach unten absetzender Abbrand, Schlacke und Staub sowie die bei der Herstellung von Bohrungen erzeugten Späne die Führungen der Auflagespitzen verschmutzen oder sich zusetzen und somit bis zur Funktionsuntüchtigkeit der Werkstückauflage führen können. Somit ist die Handhabung aufgrund des hohen Reinigungsaufwandes beeinträchtigt. Darüber hinaus taucht bei der Bearbeitung von Leiterplatten nicht das Problem auf, dass nach dem Bearbeiten ein getrenntes Gut- und Restteil vorliegt, wobei das Gutteil ebenso wie das Restteil sicher bis zur vollständigen Entladung der Werkstückauflage durch die Auflageelemente aufgenommen sein muss.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Werkstückauflage zur Aufnahme eines insbesondere tafelförmigen Werkstücks in einer Bearbeitungsanlage vorzuschlagen, bei der die Auflageelemente eine hohe Lebensdauer aufweisen und die getrennten Gut- und Restteile sicher aufgenommen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Werkstückauflage wird vor dem Beladen mit einem oder mehreren Werkstücken auf die anstehende Bearbeitung vorbereitet, indem in Abhängigkeit der Schachtelung der Gutteile in einem Werkstück ein oder mehrere Tragelemente an dem zumindest einen Auflageelement angebracht oder aufgebracht werden. Diese Tragelemente weisen zumindest eine Auflagefläche auf, auf welcher das Gutteil und/oder das Restteil aufliegt. Die Tragelemente werden dabei derart auf dem oder den Auflageelementen angebracht, dass die Schneidkonturen benachbart zur Auflagefläche des Tragelementes für das Gutteil verlaufen. Gleichzeitig werden die Tragelemente derart zueinander auf dem Auflageelement der Werkstückauflage positioniert, dass eine sichere Aufnahme des beziehungsweise der Gutteile nach dem Schneidprozess ermöglicht ist. Durch diese Anbringung der Tragelemente in Abhängigkeit der Schachtelung des zu bearbeitenden, insbesondere tafelförmigen Werkstücks wird eine langlebige Werkstückauflage geschaffen, da ein unmittelbares Überfahren der Auflageelemente durch den Schneidstrahl verhindert ist beziehungsweise die Auflageelemente durch das zumindest eine Tragelement geschützt sind. Darüber hinaus ist ermöglicht, dass Beschädigungen des zu bearbeitenden Werkstückes durch Aufschmelzen oder Reflexionen während des Schneidprozesses verhindert werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Werkstückauflage ist vorgesehen, dass die Tragelemente auf das Auflageelement aufsteckbar und insbesondere entlang des Auflageelementes verschiebbar vorgesehen sind. Durch diese aufsteckbare Anordnung der Tragelemente ist eine einfache Anbringung gegeben, die innerhalb kurzer Zeit ohne zusätzliche Hilfsmittel für deren Befestigung ermöglicht ist. Durch die insbesondere verschiebbare Anordnung entlang dem Auflageelement ist eine exakte Positionierung im Hinblick auf die Schachtelung des nachfolgenden Bear- beitungsprogrammes ermöglicht.
Das Auflageelement ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Werkstückauflage mit einer wellenförmigen oder sägezahnförmigen Struktur versehen, an der das Tragelement gegen Verschieben gesichert an dem Auflageelement anbringbar ist. Somit kann nach dem Einstellen der Position sichergestellt werden, dass durch das Be- und Entladen der Werkstückauflage ein unbeabsichtigtes Verschieben oder Verfahren des zumindest einen Tragelementes verhindert ist. Diese sägezahnförmige, zahnförmige oder wellenförmige Struktur kann darüber hinaus eine hinreichend feine Einstellung der Position ermöglichen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Auflageelement einen geradlinigen, vorzugsweise horizontal ausgebildeten, Abschnitt oder mehrere geradlinige Abschnitte, die beispielsweise durch eine kleine Vertiefung zueinander getrennt sind, aufweist. Insbesondere durch einen durchgehenden horizontal ausgerichteten Abschnitt ist eine einfache Geometrie der Auflageelemente ermöglicht, welche eine stufen- oder rasterlose Positionierung der Tragelemente ermöglicht. Gleichzeitig ist diese obere Kante gegenüber der Auflagefläche vertieft und ermöglicht somit eine verschleißarme Anordnung.
Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das eine Tragelement zumindest eine Auflagespitze oder Auflagefläche für ein Gutteil umfasst und als Gutteil-Trageelement ausgebildet ist und ein weiteres Tragelement zumindest eine Auflagespitze oder Auflagefläche für ein Restteil aufweist und als Restteil-Tragelement ausgebildet ist, wobei die Auflagefläche oder -spitze des Gutteils auf einem höheren Niveau als die des Restteils angeordnet ist. Dadurch wird ermöglicht, dass nach dem vollständigen Bearbeitungsprozess die Gutteile erhöht gegenüber dem oder den Restteilen aufgenommen werden. Dies ermöglicht eine vereinfachte Entnahme der Gutteile und anschließend der Restteile. Ebenso ist eine schnelle optische Kontrolle des Bearbeitungsstatus gegeben.
Nach einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Tragelement eine Auflagespitze oder Auflagefläche für ein Gutteil und zumindest benachbart hierzu eine Auflagespitze oder eine Auflagefläche für ein Restteil aufweist, wobei die Auflagefläche des Gutteiles auf einem höheren Niveau als die des Restteiles vorgesehen ist. Diese Anordnung ermöglicht, dass sowohl der geschnittene Randbereich des Restteils als auch der des Gutteils eine definierte Auflage und Position einnimmt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Höhendifferenz zwischen der Auflagefläche des Gutteils und der des Restteils größer als eine Dicke des plattenförmigen Materials ausgebildet ist. Dadurch kann nach dem Schneidprozess eine exakte Trennung zwischen dem Gut- und Restteil erfolgen und ein Verklemmen der Teile zueinander verhindert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Auflagefläche des Gutteils oder die des Restteils elektrisch isolierend ausgebildet ist. Dadurch kann mittels Messung eines elektrischen Potentialunterschiedes festgestellt werden, ob ein vollständiges Freischneiden der Gutteile von dem oder den Restteilen erfolgtist.
Die Tragelemente sind gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einstückig als Schneid-Biegeteil oder Stanz-Biegeteil ausgebildet. Dadurch ist eine vereinfachte Herstellung ermöglicht, so dass mittels der Bearbeitungsanlage selbst zumindest teilweise neue Tragelemente hergestellt werden können.
Die Tragelemente werden vorzugsweise mit einer Handhabungseinrichtung auf die Auflageelemente aufgesetzt, wobei die Positionierung der Tragelemente unter Berücksichtigung der Schachtelung des nachfolgenden Bearbeitungsprozesses ausgewählt wird. Dabei wird die Schneidkontur der Schachtelung berücksichtigt, damit die Auflageflächen der Tragelemente für das Gut- und Restteil nicht im Überfahrbereich liegen, jedoch das Gutteil und Restteil erhöht gegenüber den Auflageelementen liegt, um eine Beschädigung der Auflageelemente beim Überfahren mit dem Schneidstrahl zu vermeiden oder die Auflageelemente durch das Tragelement im Überfahrbereich des Schneidstrahles zu schützen. Des Weiteren wird in Abhängigkeit der Geometrie der Gutteile zumindest eine Dreipunktauflage zur sicheren Aufnahme ermittelt.
Die Tragelemente umfassen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung einen nach unten offenen U-förmige Querschnitt, wobei zumindest eine am Auflageelement vorgesehene Tragpunktspitze von dem Tragelement überdeckt wird. Bevorzugt liegt das Tragelement gleichzeitig auf der zumindest einen Tragpunktspitze auf. Dadurch kann das Tragelement ein Schutz der darunter liegenden Tragpunktspitze ermöglichen. Darüber hinaus weist der U-förmige Querschnitt den Vorteil auf, dass ein einfaches Aufstecken und Abziehen als auch ein Verschieben entlang dem Auflageelement ermöglicht ist.
Bevorzugt sind die Schenkel des Tragelementes derart zueinander positioniert, dass diese unter zumindest einer geringen Vorspannung an den Seitenflächen des Auflageelementes anliegen. Es wird zumindest eine geringe Klemmung erzielt, um eine sichere Positionierung zu ermöglichen, wobei eine schwingungsarme oder schwingungsfreie Anordnung der Tragelemente an den Auflageelementen gegeben ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Tragelemente ist vorgesehen, dass benachbart zur Gutteilauflagefläche oder zwischen einer Gutteilauflagefläche und einer Restteilauflagefläche ein Schutzabschnitt vorgesehen ist, der zumindest eine Tragpunktspitze überdeckt. Dieser Schutzabschnitt liegt unterhalb des Schneidspaltes in der Schneidkontur. Dadurch wird das Auflageelement sowie die darunter liegende zumindest eine Trag punktspitze geschützt. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass dieser Schutzabschnitt zumindest geringfügig gegenüber einer Auflagefläche des Werkstückes geneigt ist. Dadurch können Rückspritzer oder Reflexionen während der Schneidbearbeitung verringert werden, so dass auch die Unterseite des Gutteils eine qualitative hohe Oberfläche aufweist.
Nach einer alternativen Ausführungsform des Tragelementes ist vorgesehen, dass dieses Tragelement mit einem ersten und einem zweiten Befestigungsabschnitt an einem Auflageelement angreift, welches eine gegenüber der Auflageebene des Werkstücks geneigte Schutzleiste um- fasst, die eine Halteleiste zumindest teilweise beim Überfahren des Schneidstrahles überdeckt. Dadurch wird ermöglicht, dass diese Halteleiste frei von Schlacke sowie weiteren Einflüssen durch Aufschmelzen oder Materialspritzer oder dergleichen ist, so dass eine verschmutzungsunempfindliche Anlage oder Angriffsfläche für das Tragelement zur sicheren Positionierung gegeben ist.
Die Halteleiste ist bevorzugt V-förmig zur Schutzleiste angeordnet, wobei die Schutzleiste zwischen dem Werkstück und der Halteleiste vorgesehen ist. Die Halteleiste geht anschließend in eine senkrecht stehende Auflageleiste über, welche bevorzugt am Rahmen einer Werkstückauflage befestigt ist und insbesondere von rechtwinklig dazu angeordneten Trägerstreben unterstützt wird.
Das Tragelement ist gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform mit einem ersten Befestigungsabschnitt, der insbesondere Beinchen umfasst, welche sich zumindest an der Halteleiste abstützen und insbesondere diese teilweise hintergreifen und mit einem weiteren Befestigungsabschnitt, der insbesondere Ärmchen umfasst, welche auf einer dem Werkstück abgewandten Seite der Schutzleiste angreifen. Dadurch wird ermöglicht, dass die Ärmchen und Beinchen des Tragelementes jeweils an schmutzunempfindlichen Auflageflächen angreifen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Auflagefläche der an dem Auflageelement positionierten Tragelemente in einer einheitlichen Auflageebene liegen, so dass gleichbleibende Arbeitsbedingungen und eine exakte Ausrichtung des Werkstücks auf der Werkstückauflage ermöglicht ist.
Die Auflageelemente zur Aufnahme der Tragelemente weisen bevorzugt zwischen der Schutzleiste und der Halteleiste Aussparungen auf, in die die Beinchen zumindest teilweise eingreifen. Durch diese Anordnung der überdeckenden Schutzleiste greifen die Beinchen geschützt an der Halteleiste an, so dass während des Schneidprozesses durch den von oben einwirkenden Schneidstrahl sowie die Schlacke, Funken und sonstige Spritzer ein Aufschmelzen oder Aneinanderbacken der Beinchen am Auflageelement verhindert wird. Analoges gilt für die Ärmchen, welche auf der Unterseite der Schutzleiste abstützend anliegen.
Zur Fixierung und schwingungsfreien Aufnahme der alternativen Ausführungsform der Tragelemente ist vorgesehen, dass an einer Unterseite der Schutzleiste ein Federelement vorgesehen ist, welches das Tragelement in einer Halteposition nach dem Positionieren zum Auflageelement, insbesondere zur Halteleiste, sichert. Dadurch kann auch eine erhöhte Prozesssicherheit beim Be- und Entladen des Werkstückes beziehungsweise der Gut- und Restteile gegeben sein. Zur Erhöhung der Bearbeitungsqualität einer zum Auflageelement gerichteten Fläche des Werkstückes ist vorgesehen, dass an dem Tragelement alle in Richtung zum Werkstück weisenden freien Stirnflächen gegenüber einer Auflageebene des Werkstücks geneigt sind. Dadurch kann die Beeinträchtigung durch Reflexionen erheblich minimiert werden.
Die alternative Ausführungsform des Tragelements weist bevorzugt in der Draufsicht gesehen eine V-förmige oder daran angenäherte Gestalt auf. Dadurch kann durch die Ausbildung der Ärmchen und Beinchen eine einfach Montage und Demontage gegeben sein. Des Weiteren kann ein relativ dünnes Blechbiegeteil eingesetzt werden, welches hohe Lasten aufnehmen kann.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Figur 1 Eine perspektivische Darstellung einer Bearbeitungsanlage,
Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines Auflageelementes mit darauf angeordneten Tragelementen,
Figur 3 eine Rückansicht der Tragelemente gemäß Figur 2,
Figur 4a bis c schematische Seitenansichten des Tragelementes gemäß Figur 3,
Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes von einem auf der Werkstückauflage aufliegenden und bearbeiteten Werkstückes, Figur 6 eine perspektivische Darstellung auf eine alternative
Ausführungsform des Tragelementes und
Figur 7 eine schematische Seitenansicht des Tragelementes gemäß Figur 6.
Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Bearbeitungsanlage 11, insbesondere einer Laserbearbeitungsanlage. Eine in einem Be- und Entladebereich 12 angeordnete Werkstückauflage 14 ist zum Einfahren in eine Bearbeitungsmaschine, insbesondere Laserbearbeitungsmaschine 16 bereitgestellt, von der teilweise ein Gehäuse 17 dargestellt ist. In dieser Lasermaschine wird über ein nicht näher dargestelltes Linearsystem ein Schneidkopf oberhalb eines auf der Werkstückauflage 14 aufliegenden Werkstücks 19 zum Einbringen einer Schneidkontur verfahren.
Die Werkstückauflage 14 besteht aus einem Rahmen 21, welcher mehrere nebeneinander angeordnete Auflageelemente 22 aufnimmt. In einem ersten Ausführungsbeispiel umfassen die Auflageelemente 22 eine Auflageleiste 24 und oberhalb daran angeordnet Tragpunktspitzen 26, welche eine spitz zulaufende Auflagespitze umfassen.
In Figur 2 ist eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Auflageelementes 22 mit darauf angeordneten Tragelementen 31 dargestellt, welche das Werkstück 19 aufnehmen. Nach der Bearbeitung ist aufgrund des Schneidsprozesses das Werkstück 19 in ein Gutteil 32 und ein Restteil 33 getrennt.
Das Tragelement 31 umfasst einen im Querschnitt nach unten offenen U-förmigen Körper 34 (Figur 4a), der auf das Auflageelement 22 aufgesteckt ist und im Ausführungsbeispiel drei Tragpunktspitzen 26 übergreift und zwei Tragpunktspitzen 26 überdeckt. Hierfür sind Schutzabschnitte 37 vorgesehen, die gleichzeitig als Anschlag- oder Auflagefläche des Tragelementes 31 an den Tragpunktspitzen 26 dient. Benachbart zum Schutzabschnitt 37 ist eine Auflagefläche 38 für das Gutteil 32 vorgesehen, welches erhöht gegenüber einer Auflagefläche 39 des Restteiles 33 angeordnet ist. Nach dem Schneiden des Werkstückes 19 sinkt das Restteil 33 gegenüber dem Gutteil 32 ab, so dass eine optische Ü- berwachung ermöglicht ist, da die Gutteile 32 auf einem hohen Niveau und die Restteile 33 auf einem niederen Niveau sich befinden und gleichzeitig dadurch separiert werden.
Die Tragelemente 31 sind durch einfaches Aufstecken auf dem Auflageelement 22 positioniert. Das Tragelement 31 greift mit seinen Schenkeln 41 an Seitenflächen 42 des Auflageelementes 22 an und wird dadurch fixiert. Dies ermöglicht eine vibrationsarme oder vibrationsfreie Anordnung. Die Tragelemente 31 können aufgrund dieser Ausgestaltung auch in Längsrichtung entlang der Auflageelemente 22 verschiebbar vorgesehen sein. Zur eindeutigen Lagefixierung kann vorgesehen sein, dass die Tragelemente 31, insbesondere die Schutzabschnitte 37, eine Kontur aufweisen, welche an den Tragpunktspitzen 26 angreifen und in vorgegebenen Abständen in benachbarte Positionen verschiebbar sind.
Die in Figur 3 dargestellten Schnittlinien I und II zeigen die Darstellungen gemäß Figur 4b und Figur 4c und in Figur 4a ist eine Seitenansicht der Figur 3 dargestellt. Aus diesen Darstellungen wird die Ausgestaltung des Tragelementes 31 als Stanz-Biegeteile oder Schneid-Biegeteile offensichtlich, welches bevorzugt aus einem Stück hergestellt ist. Die beiden parallel zueinander verlaufenden Schenkel 41 des Tragelementes 31 sind durch ein Verbindungssteg oder Bügel 43 miteinander verbunden. Durch den Grad der Biegung kann der freie Weg zwischen den Schenkeln 41 kleiner als die Breite des Auflageelementes 22 vorgesehen sein, so dass nach dem Aufsetzen des Tragelementes 31 auf das Auflageelement 22 die Schenkel 41 unter einer zumindest geringen Kraftbeanspruchung klemmend anliegen. Der Schutzabschnitt 37 ist durch eine Abkantung gegenüber dem Schenkel 41 um 90° oder bevorzugt weniger als 90° an dem einen Schenkel 41 vorgesehen. Die Auflageflächen 38 und 39 sind in der Verlängerung eines Schenkels 41 ausgebildet. Diese beispielhafte Anordnung eines Tragelementes 31 gemäß den Figuren 2, 3, und 4a bis c ermöglicht eine kostengünstige Ausgestaltung.
In Figur 5 ist eine perspektivische Darstellung eines Werkstückes 19 nach dem Schπeidprozess dargestellt, wobei das Gutteil zur Wahrung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist, welches ansonsten auf den Auflageflächen 38 der Tragelemente 31 erhöht gegenüber dem Restteil 33 aufliegt. Die Tragelemente 31 werden in Abhängigkeit der vorgesehenen Schachtelung für den Schneidprozess derart positioniert, dass beispielsweise eine Dreipunktauflage für das Gutteil gegeben ist, wie dies aus Figur 5 hervorgeht. Dadurch ist eine sichere Auflage des Gutteiles gegeben. Gleichzeitig kann das Tragelement 31 derart zur Schneidkontur positioniert sein, dass der Schutzabschnitt 37 im Überfahrbereich des Schneidstrahles liegt. Somit kann einerseits die zumindest eine darunter liegende Tragpunktspitze 26 geschützt werden und andererseits sowohl das Gutteil als auch das Restteil 33 im Randbereich beziehungsweise nahe der Schneidkontur aufgenommen werden, wodurch eine verkip- pungsfreie Lagerung beider Teile unterstützt wird. Die Platzierung der einzelnen Tragelemente 31 bei der vorliegenden Geometrie des Gutteiles sind nur beispielhaft.
Nach dem vollständigen Durchlaufen eines Bearbeitungsprogrammes können die Tragelemente 31 von den Auflageelementen 22 abgehoben oder entfernt werden. Die Be- und Entstückung solcher Tragelemente 31 kann bevorzugt über Handhabungseinrichtungen 35, wie zum Beispiel durch ein- oder mehrachsige Linearachsensysteme oder Roboter, vorgesehen werden, die beispielweise für das Be- und Entladen der Werkstückauflage 14 eingesetzt werden oder durch ein Linearachsensystem in der Bearbeitungsmaschine 16. Analog kann auch eine manuelle Bestückung erfolgen. Die Positionierung der Tragelemente 31 kann durch ein externes Anzeigegerät 36, zum Beispiel einen Beamer, unterstützt werden. Dieses Anzeigegerät 36 ist beispielsweise am Gehäuse 17 der Bearbeitungsanlage 11 vorgesehen und projiziert die einzelnen Bestückungspositionen der Tragelemente 31 auf das beziehungsweise die Auflageelemente 22 der Werkstückauflage 14.
Eine alternative und nicht näher dargestellte Ausführungsform der Tragelemente 31 gemäß den Figuren 1 bis 4c sieht vor, dass lediglich Auflageflächen 38, 39 für Gutteile 32 oder für Restteile 33 vorgesehen sind. Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass eine Auflagefläche 38 für das Gutteil 32 und zumindest eine Auflagefläche 39 für das Rest- teil 33 an einem Tragelement in gleicher Höhe vorgesehen sind. Ebenso können Ausführungsformen vorgesehen sein, bei denen das Gutteil 32 nach dem Heraustrennen vom Werkstück 19 gegenüber dem Restteil 33 vertieft ausgebildet ist. Hierzu gelten die vorstehenden Ausführungen in Analogie.
In den Figuren 6 und 7 ist eine alternative Ausführungsform eines Tragelementes 31 sowie eines Auflageelementes 22 dargestellt. Das Auflageelement 22 umfasst eine Schutzleiste 51, welche oberhalb einer Halteleiste 52 vorgesehen ist, die beispielsweise V-förmig zur Schutzleiste 51 angeordnet ist. Die Halteleiste 52 geht in eine bevorzugt senkrecht stehende Auflageleiste 24 über, welche am Rahmen 21 der Werkstückauflage 14 befestigt ist. Zwischen der Halteleiste 52 und der Schutzleiste 51 sind Aussparungen 54 vorgesehen. In diese Aussparungen 54 greifen Beinchen 56 des Tragelementes 31 an und ein. Darüber hinaus wird das Tragelement 31 über Ärmchen 58 fixiert, welche an einer Unterseite der Schutzleiste 51 angreifen oder anliegen. Durch diese Ausgestaltung des Auflageelementes und Anordnung des Tragelementes 31 wird sichergestellt, dass die Auflageflächen oder Anlageflächen für die Beinchen 56 und Ärmchen 58 vor Verschmutzungen geschützt sind, da diese unterhalb der Schutzleiste 51 liegen. Dies ermöglicht eine präzise Anordnung und Ausrichtung der Tragelemente 31 selbst nach mehrmaligem Gebrauch dieser Auflageelemente 22. Die Neigung der Schutzleiste 51 weist des Weiteren den Vorteil auf, dass Stahlreflexionen und Materialspritzer von dem Schneidspalt abgelenkt werden, so dass eine Unterseite des Gutteiles eine hohe Qualität aufweist.
Die Beinchen 56 und Ärmchen 58 sind über einen Stützabschnitt 59 miteinander verbunden, wobei an einem Kopfteil 60 des Stützschnittes 59 eine Auflagefläche 38 für das Gutteil 32 vorgesehen ist. Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist benachbart zur Auflagefläche 38 eine Auflagefläche 39 für das Restteil 33 vorgesehen. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Tragelement 31 als Gutteiltragele- ment nur mit einer oder mehreren Auflageflächen 38 und als Restteil- tragelement nur mit einer oder mehreren Auflagefläche 39 ausgebildet ist. Das Tragelement 31 ist als Blechteil ausgebildet. Zunächst wird die Kontur gestanzt oder geschnitten und anschließend in einem Biegeprozess wird eine V-förmige Anordnung des Tragelementes 31 eingebracht. Dadurch wird eine Versteifung des Stϋtzabschnittes 59 erzielt, der zumindest die Auflagefläche 38 aufweist.
In Figur 7 ist an einer Unterseite der Schutzleiste 51 ein Federelement 61 vorgesehen, welches das Tragelement 31 in seiner Halteposition an dem Auflageelement 22 fixiert, insbesondere die Beinchen 56 an der Halteleiste 52 zumindest teilweise hintergreifend fixiert.
Das Federelement 61 gemäß Figur 7 kann als durchgängiges Federelement entlang der Schutzleiste 51 ausgebildet sein. Alternativ können weitere Ausgestaltungen zur Erzielung einer Klemmung erzielt werden, wie beispielsweise durch eine Art Exzenterwelle oder ein Klemmblech oder einen Formschluss, der nach dem vollständigen Positionieren des Tragelementes 31 eine Klemmung bewirkt.
Die Auflagefläche 38 des Tragelementes 31 ist außerhalb beziehungsweise außermittig zu den Angriffspunkten der Ärmchen 58 und Beinchen 56 vorgesehen. Dadurch wird beim Aufliegen eines Gut- und Restteiles 32, 33 die Position des Tragelementes 31 stabilisiert und ein Verkippen verhindert.
Die Tragelemente 31 gemäß den vorstehenden Ausführungsformen werden in verschiedenen Materialien ausgebildet, so dass eine Anpassung an das Material des zu bearbeitenden Werkstückes ermöglicht ist.
Alle vorgenannten Merkmale sind jeweils für sich erfindungswesentlich und können beliebig miteinander kombinierbar sein.

Claims

Ansprüche
1. Werkstückauflage zur Aufnahme eines insbesondere tafelförmigen Werkstücks (19) in einer Bearbeitungsanlage (11), welche das Werkstück (19) mit einem Schneidstrahl, insbesondere Laserstrahl, bearbeitet, wobei die Werkstückauflage (14) in einem Rahmen (21) mehrere nebeneinander angeordnete Auflageelemente (22) aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Tragelemente (31) an dem zumindest einen Auflageelement (22) anbringbar sind, auf welchen das Werkstück (19) aufliegt.
2. Werkstückauflage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (31) auf das Auflageelement (22) aufsteckbar sind und insbesondere entlang der Auflageelemente (22) verschiebbar vorgesehen sind.
3. Werkstückauflage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Auflageelement (22) einen oder mehrere geradlinige Auflageabschnitte oder eine wellenförmige oder säge- zahnförmige Struktur aufweist, an der das Tragelement (31) gegen Verschieben gesichert an dem Auflageelement (22) anbringbar ist.
4. Werkstückauflage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (31) zumindest eine Auflagespitze oder Auflagefläche (38) für ein Gutteil (32) umfasst und als Gutteiltrageelemeπt ausgebildet ist und zumindest ein weiteres Tragelement (31) zumindest eine Auflagespitze oder Auflagefläche (39) für ein Restteil (33) aufweist und als Restteiltragelement ausgebildet ist, wobei die Auflagefläche (38) des Gutteils (32) auf einem anderen, insbesondere höheren Niveau als die des Restteils (33) vorgesehen ist.
5. Werkstückauflage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (31) eine Auflagespitze oder Auflagefläche (38) für ein Gutteil (32) und zumindest benachbart eine Auflagespitze oder Auflagefläche (39) für ein Restteil (33) aufweist, wobei die Auflagefläche (38) des Gutteils (32) auf einem anderen, insbesondere höheren Niveau als die des Restteils (33) vorgesehen ist.
6. Werkstückauflage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhendifferenz zwischen der Auflagefläche (38) des Gutteils (32) und der Auflagefläche (39) des Restteils (33) größer als eine Dicke des plattenförmigen Werkstücks (14) ausgebildet ist.
7. Werkstückauflage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (38) für das Gutteil (32) oder die Auflagefläche (39) des Restteils (33) elektrisch isolierend ausgebildet ist.
8. Werkstückauflage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (31) einstückig als Blechteil ausgebildet ist.
9. Werkstückauflage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (31) mit einer Handhabungseinrichtung auf die Auflageelemente (22) be- und entstück- bar sind.
10. Werkstückauflage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (31) einen nach unten offenen U-förmigen Querschnitt aufweist und zumindest eine am Auflageelement (22) vorgesehene Tragpunktspitze (26) überdeckt und vorzugsweise auf der zumindest einen Tragpunktspitze (26) aufliegt.
11. Werkstückauflage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Schenkel (41) des im U-förmigen Querschnitt ausgebildeten Tragelementes (31) über zumindest einen geringen Druck an Seitenflächen (42) des Auflageelementes (22) anliegen.
12. Werkstückauflage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (31) benachbart zur Auflagefläche (38) des Gutteils (12) oder zwischen einer Auflagefläche (38) des Gutteils (12) und einer Auflagefläche (39) des Restteils (33) einen Schutzabschnitt (37) aufweist, der zumindest eine Tragpunktspitze (26) überdeckt und vorzugsweise zumindest geringfügig geneigt zur Auflageebene des Werkstücks (19) angeordnet ist.
13. Werkstückauflage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (22) einen gegenüber der Auflageebene des Werkstücks (19) geneigte Schutzleiste (51) um- fasst, welche eine Halteleiste (52) zumindest teilweise überdeckt, an dem ein erster Befestigungsabschnitt des Tragelementes (31) angreift.
14. Werkstückauflage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteleiste (52) V-förmig zur Schutzleiste (51) vorgesehen ist und in eine senkrecht stehende Auflageleiste (24) übergeht.
15. Werkstückauflage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (31) einen ersten Befestigungsabschnitt, insbesondere Beinchen (56) umfasst, welche zumindest an der Halteleiste (52) abstützend angreifen und einen zweiten Befestigungsabschnitt, insbesondere Ärmchen (58) aufweist, welche auf einer dem Werkstück (19) abgewandten Seite der Schutzleiste (51) angreifen sowie insbesondere einen Stützabschnitt (59) umfasst, der die Beinchen (56) und Ärmchen (58) miteinander verbindet und dessen Kopfteil (60) zumindest eine Auflagefläche (38, 39) für das Gutteil (32) oder Restteil (33) umfasst.
16. Werkstückauflage nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schutzleiste (51) und der Halteleiste (52) Aussparungen (54) vorgesehen sind, in die die Beinchen (56) des Tragelementes (31) eingreifen.
17. Werkstückauflage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Werkstück (19) abgewandten Seite der Schutzleiste (51) ein Federelement (61) vorgesehen ist, welches das Tragelement (31) in einer Halteposition nach dem Positionieren zum Auflageelement (22) sichert.
18. Werkstückauflage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelemente (61) an den Beinchen (56) des Tragelemetes (31) angreift und eine die Halteleiste (52) mit dem Beinchen (56) zumindest teilweise hintergreifende Position sichert.
19. Werkstückauflage nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Werkstück (19) weisenden Stirnflächen des Tragelementes (31) gegenüber einer Auflageebene des Werkstückes (19) geneigt sind.
20. Werkstückauflage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragelement (31) in der Draufsicht gesehen eine V-förmige Gestalt aufweist.
21. Tragelement zur Positionierung auf einem Auflageelement (22) einer Werkstückauflage (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12 oder 1 bis 9 und 13 bis 20.
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