WO2008119496A1 - Automat zum schneiden/schweissen von rohrförmigen und ebenen werkstücken - Google Patents

Automat zum schneiden/schweissen von rohrförmigen und ebenen werkstücken Download PDF

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WO2008119496A1
WO2008119496A1 PCT/EP2008/002406 EP2008002406W WO2008119496A1 WO 2008119496 A1 WO2008119496 A1 WO 2008119496A1 EP 2008002406 W EP2008002406 W EP 2008002406W WO 2008119496 A1 WO2008119496 A1 WO 2008119496A1
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axis
machine according
rotation
workpieces
linear
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PCT/EP2008/002406
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Josef Ezechias
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Cae Consulting & Engineering Gmbh
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Publication date
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    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06—Tubes

Definitions

  • the invention relates to a machine, in particular modular machines for cutting / welding workpieces, e.g. tubular and flat workpieces.
  • a machine can work according to the invention with a total of up to 7 axes, with the formation of 7 axes preferably three linear and four rotary axes can be provided.
  • the object of the invention is to provide a machine with which the automatic cutting / welding of long e.g. tubular and possibly also in the x-z plane extended workpieces is made possible with a large processing area, in particular based on the specification of a few parameters.
  • it is a machine for cutting or welding to which a workpiece can be fed through the through holes of the rotary parts.
  • a crossbar on the traverse displaceably mounted carriage over the entire displacement of the traverse, preferably over the entire distance between the rotating parts can be moved.
  • a burner mounted directly on the carriage of the crossbar or intermediate elements can therefore reach a workpiece in the entire range of motion between the uprights, since the crosshead with the carriage can be rotated in its entirety around the workpiece by rotation of the rotating parts in the uprights, in particular which happens synchronously. In this rotation, this traverse remains parallel to the axis of rotation, which is defined by the two rotating parts.
  • This traverse can e.g. be formed by a linear guide with a rail element in / on which a carriage is displaceable.
  • the carriage can be operated by a motor, for example by a spindle, rack / pinion, toothed belt, linear motor.
  • a stepper motor controller may be provided.
  • Any other types of linear guides can also be realized with such a traverse.
  • the use of such a traverse thus forms a linear axis of the machine.
  • the two turned parts form a rotary axis of the machine.
  • a second cross-member is fastened to the carriage of the first traverse, which has a carriage which is in particular motor-displaceable along the second cross-member, in particular wherein the second cross-member is arranged perpendicular to the first.
  • a burner radially or moved parallel to a radial direction of the workpiece.
  • a movement space can be defined which is cylindrical and arranged around a workpiece to be machined.
  • a burner or its storage which can define further, in particular rotational axes of the machine, is attached to the carriage of the second traverse, if it is fastened with its rail element on the carriage of the first traverse.
  • the carriages of the two trusses are connected to each other, or both trusses have a common carriage, in particular a so-called cross slide. Then moves when driving the drive of the first cross member, the second in its entirety, wherein when driving the drive of the second cross member this also moves in the entirety perpendicular to the first. It can then be a burner or its storage attached to the cross member, in particular the rail element of the traverse, in particular at its / its end.
  • the second cross member carries on its carriage or at one of its ends a gimbal bearing with a cutting / welding torch.
  • this results in various modular construction variants of the machine which has in a basic module of the two stands with one rotating member and a cross member connecting them initially two axes of motion, a rotational through the rotary members and a linear through the first crossbar.
  • the machine receives another linear axis.
  • the suspension of the burner which is preferably Kardanisch, two more rotary axis.
  • the automaton has three rotary axes and two linear axes. This advanced level is particularly preferred.
  • the at least one base (which can also be in two parts) connecting the two posts is mounted in a linear direction, in particular by a motor, whereby the direction of displacement is parallel to the axis of rotation of the turned parts.
  • the base on a carriage of a linear guide e.g. be attached in the manner of said trusses.
  • the base is rotatably mounted about a rotation axis, wherein this axis of rotation between the uprights and perpendicular to the axis of rotation of the rotating parts is arranged. It is particularly advantageous if the base has a recess through which a workpiece can be fed perpendicular to the axis of rotation of the rotating parts. In this case, the recess is preferably arranged around the aforementioned axis of rotation around which the base is rotatably mounted.
  • the machine can thus have a fixed bearing with the rotatably mounted base and the stands with openings for the material supply and a total of 7 axes, the resulting cutting / welding movement of the burner with the help of 4 rotary and 3 translational axes comes about. Further advantageous embodiments are in the Subclaims mentioned.
  • a machine of this type is stiff and modular, which means that you can modularly reduce from seven axes to fewer axes modular or expand from a basic level of 2 axis (1 rotational, a linear) in the desired manner.
  • first linear axis which is given by the first traverse, which connects the rotating parts, also a desired, possibly. Larger processing space between the rotating parts can be made possible.
  • an automatic machine according to the invention of this type several different lengths first trusses and / or second trusses to provide that can be used preferably all with the same control.
  • a machine can form a set or system, at least comprising a base with two stands, each having a rotating part and with several different length first trusses, if necessary, also different long second trusses. This allows the user to define the necessary space for movement. The machine can still be placed on the floor, suspended or moved.
  • the invention is based on a fundamentally different kinematics, has a different structure and provides the essential advantages listed below.
  • linear axes are, for example, reliable, proven standard purchased parts from renowned manufacturers such as THK, SKF, INA, Rexroth, Star etc. Some suppliers even offer intersecting linear axes including cross slides as pre-assembled assemblies. It can therefore be used as a first traverse and a unit that provides two immediately mutually perpendicular linear travel paths.
  • the automat In comparison to the 6 - axis articulated robot, which has to be programmed elaborately with program systems such as ROBCAD, EasyRob, etc., and highly qualified personnel must be used, the automat also offers the advantage of simple operation.
  • the inventor has found a closed solution between the motor coordinates and the torch coordinates (TCP, position and orientation), allowing the use of a simple machine tool control.
  • FIG. 0 shows the prior art according to DE 103 36 032 B4.
  • a base B with a single stand 107 can be seen, which has a single rotary part 114 which annularly surrounds a recess 108, through which a workpiece can be fed and processed.
  • the arm 116 attached thereto can be positioned around the workpiece.
  • the arm 116 is a burner 117 which can be moved through a total of 5 axes of rotation. Due to the exclusively rotational movement of the movement space is very limited, continue to be unstable by the projection of the arm 116 against the rotating part of the structure of these known machines.
  • FIG. 1 shows a cutting / welding device according to the invention, in this embodiment with 4 rotary and 2 translatory axes. Shown here is an exemplary application in which in a horizontally positioned plate (17) a hole is cut into it. Visible here are the two stands 7, which are connected by a base 8B.
  • the base 8B is in this case a top part 8B which is rotatable about the axis of rotation 1R relative to a fixed lower part 8A. Upper and lower part 8B / 8A thus form a pivot bearing about the axis 1 R.
  • stator assembly with the two uprights 7, each having a rotary member 11 A and 11 B are rotated about the plate 17.
  • a workpiece 18A, 18B can be supplied.
  • the rotation axis 2R is defined.
  • the traverse 12 which is designed as a linear guide, connects the rotary parts 11A and 11B, thus ensuring high stability and can move with the carriage 13 attached to a second traverse 14 linearly between the rotary parts, so results in the linear axis 3L.
  • the traverse 14 has the same (cross) slide 13 and thus form the perpendicular to the axis 3L axis 4L.
  • the torch is gimbaled at the lower end of the traverse 14 and can be rotated about the rotary axes 5R and 6R.
  • FIG. 2 shows a cutting / welding device with four rotational and two translatory axes, essentially as in FIG. 1.
  • a tubular workpiece 18B is cut.
  • the rotation axis 1R of the base 8B is not active.
  • FIG. 3 shows a cutting / welding device likewise with 4 rotary and 2 translatory axes.
  • a workpiece positioned in horizontal axis 1 R is machined.
  • the axis 2R is shut down.
  • the cutting / welding device has a fixed support in the form of a stand with the uprights 20 and the drawer bearing 8 arranged thereon, whose rotatable upper part 8B forms the base of the uprights 7.
  • larger workpieces can be fed from below through the openings 9A and 9B.
  • the base 8 of the uprights 7 is movable in a linear direction 7L.
  • the translational axis 7L serves as a feed axis or as a real axis, then e.g.
  • the axis 3L of the first traverse also be shut down to ensure clear solutions.
  • a long workpiece (18C) is passed through the 2 horizontal apertures 10WA and 10WB and held by telescoping and hinged supports 22 and 22. So that the supports 22 can be bypassed during a translation along the axis 7L, the base 8 is divided into two, or has a continuous slot in the direction of travel.
  • the uprights 7 have parallel spaced posts that ride around the supports 22 on both sides.
  • the support 22.3. is shown here in the folded state.
  • the base 8 or each of the two parts of the base 8 can be designed as carriages which can travel along rails 25.
  • FIG. 5 shows a cutting / welding device with 3 rotary and 2 translatory axes with a large translatory stroke.
  • a long pipe is through the two openings 10 WA and 10WB of the rotary parts 11 inserted therethrough.
  • the stands 7 are firmly connected by the base 8 and integral with this.
  • FIG. 6 shows a cutting / welding device with 3 rotary and 2 translatory axes in a suspended configuration, substantially as shown in FIG.
  • 3L is the 1st linear axis in the direction of the rotation vector of the 2nd axis of rotation
  • the fixed bearing can be placed on the ground, also hanging mounting is possible.
  • 9A.9B Vertical opening
  • the first traverse for the 1st linear axis, e.g. linear guide

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Automaten zum Schneiden oder Schweißen von Werkstücken (18A,18B), insbesondere röhr- oder stabförmigen Werkstücken (18A,18B), der zwei Ständer (7) aufweist, die zueinander beabstandet an einer gemeinsamen Basis (8A, 8B) befestigt sind, wobei jeder dieser Ständer (7) ein drehbares, insbesondere ringförmiges Drehteil (11A, 11B) aufweist mit einer Durchgangsöffnung (10WA, 10WB) für das Durchführen von Werkstücken (18A,18B) und die Drehteile (11A, 11B) dieser beiden Ständer (7) um dieselbe Drehachse (2R) drehbar im jeweiligen Ständer (7) gelagert sind und mit einer zur Drehachse (2R) parallelen ersten Traverse (12) verbunden sind, die in einem Abstand zur Drehachse (2R) um diese herum drehbar ist, wobei an der ersten Traverse (12) ein Schlitten (13) insbesondere motorisch entlang der Traverse (12) verschieblich ist.

Description

Automat zum Schneiden / Schweißen von rohrförmigen und ebenen Werkstücken
Die Erfindung betrifft einen Automaten, insbesondere modular aufgebauten Automaten zum Schneiden / Schweißen von Werkstücken, z.B. rohrförmigen und ebenen Werkstücken. Ein solcher Automat kann erfindungsgemäß mit insgesamt bis zu 7 Achsen arbeiten, wobei bei Ausbildung von 7 Achsen bevorzugt drei lineare und vier rotatorische Achsen vorgesehen sein können.
Bekannt ist eine Vorrichtung zum Schneiden oder Schweißen von rohrförmigen Werkstücken nach der DE 103 36 032 A1 2005.03.24, die aus einem Ständer mit einer Öffnung und fünf rotatorischen Achsen besteht. Durch die lediglich rotatorisch vorgenommene Bewegung eines Schweiß- / Schneidbrenners ist der Bewegungsraum des Brenners relativ zum Werkstück sehr begrenzt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Automaten bereitzustellen, mit dem das automatische Schneiden / Schweißen von langen z.B. rohrförmigen und ggfs. zusätzlich auch in der x-z-Ebene ausgedehnten Werkstücken mit einem großen Bearbeitungsbereich ermöglicht wird, insbesondere auf Basis der Vorgabe von wenigen Parametern.
Diese Aufgabe wird durch einen Automaten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß diesen Merkmalen handelt es sich um einen Automaten zum Schneiden oder Schweißen dem durch die Durchgangsöffnungen der Drehteile ein Werkstück zugeführt werden kann. Hier ist es vorteilhaft, dass durch die Verbindung von zwei benachbarten der Drehteilen von zwei benachbarten Ständern mit einer Traverse ein an der Traverse verschieblich befestigter Schlitten über den gesamten Verschiebeweg der Traverse, bevorzugt über den gesamten Abstand zwischen den Drehteilen bewegt werden kann. Ein unmittelbar an dem Schlitten der Traverse oder über Zwischenelemente befestigter Brenner kann daher ein Werkstück in dem gesamten Bewegungsraum zwischen den Ständern erreichen, da die Traverse mit dem Schlitten in ihrer Gesamtheit um das Werkstück herum gedreht werden kann durch Drehung der Drehteile in den Ständern, insbesondere die synchron erfolgt. Bei dieser Drehung bleibt diese Traverse parallel zur Drehachse angeordnet, die durch die beiden Drehteile definiert ist.
Diese Traverse, sowie auch die später genannte, kann z.B. durch eine Linearführung ausgebildet sein mit einem Schienenelement, in/an dem ein Schlitten verschieblich ist. Z.B. kann der Schlitten motorisch betrieben sein, beispielsweise durch eine Spindel, Zahnstange / Ritzel, Zahnriemen, Linearmotor. Hier kann z.B. eine Schrittmotorsteuerung vorgesehen sein. Jegliche andere Arten an Linearführungen können ebenso mit einer solchen Traverse realisiert sein. Der Einsatz einer solchen Traverse bildet somit eine lineare Achse des Automaten. Die beiden Drehteile bilden eine rotatorische Achse des Automaten.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass am Schlitten der ersten Traverse eine zweite Traverse befestigt ist, die einen Schlitten aufweist, der entlang der zweiten Traverse insbesondere motorisch verschieblich ist, insbesondere wobei die zweite Traverse senkrecht zur ersten angeordnet ist. So kann durch eine Bewegung des Schlittens der zweiten Traverse ein Brenner radial oder parallel zu einer radialen Richtung des Werkstückes bewegt werden. Z.B. kann so durch Überlagerung der beiden linearen Bewegungen beiden Traversen bzw. linearer Achsen des Automaten und der rotatorischen Achse ein Bewegungsraum definiert werden, der zylindrisch und um ein zu bearbeitendes Werkstück angeordnet ist.
Hier kann es in einer möglichen Ausgestaltung vorgesehen sein, dass ein Brenner oder dessen Lagerung, die weitere, insbesondere rotatorische Achsen des Automaten definieren kann, am Schlitten der zweiten Traverse befestigt ist, wenn diese mit ihren Schienenelement am Schlitten der ersten Traverse befestigt ist.
Es kann ebenso in einer anderen möglichen Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Schlitten der beiden Traversen miteinander verbunden sind, bzw. beide Traversen einen gemeinsamen Schlitten, insbesondere einen sogenannten Kreuzschlitten aufweisen. Dann bewegt sich bei Ansteuerung des Antriebs der ersten Traverse die zweite in ihrer Gesamtheit, wobei bei Ansteuern des Antriebs der zweiten Traverse sich diese ebenso in der Gesamtheit senkrecht zur ersten bewegt. Es kann dann ein Brenner oder dessen Lagerung an der Traverse, insbesondere dem Schienenelement der Traverse befestigt sein, insbesondere an deren / dessen Ende.
Bevorzugt ist es dabei vorgesehen, dass die zweite Traverse an ihrem Schlitten oder an einem ihrer Enden eine kardanische Lagerung mit einem Schneid- /Schweißbrenner trägt.
Gemäß der Erfindung ergeben sich somit verschiedene modulare Aufbauvarianten des Automaten, der in einem Grundmodul aus den beiden Ständern mit je einem Drehteil und einer diese verbindenden Traverse zunächst zwei Bewegungsachsen aufweist, eine rotatorische durch die Drehteile und eine lineare durch die erste Traverse. In einer weiteren Ausbaustufe mit der zweiten Traverse erhält der Automat eine weitere lineare Achse. Und durch die Aufhängung des Brenners, die bevorzugt kardanisch ist, zwei weitere rotatorische Achse. So weist in der letztgenannten Aufbaustufe der Automat drei rotatorische Achsen und zwei lineare Achsen auf. Diese Aufbaustufe ist besonders bevorzugt.
In einer bevorzugten Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Basis (sie kann auch zweiteilig sein), welche die beiden Ständer verbindet, in einer linearen Richtung, insbesondere motorisch verschieblich gelagert ist, wobei die Verschieberichtung parallel zur Drehachse der Drehteile angeordnet ist. Hierfür kann z.B. die Basis an einem Schlitten einer Linearführung, z.B. in der Art der genannten Traversen befestigt sein. So besteht die Möglichkeit mit einem Brenner jede Stelle an einem zu bearbeitenden Werkstück entlang dessen Längserstreckung anzufahren, selbst wenn diese Stelle ausserhalb des Bewegungswegs der ersten Traverse liegen sollte. In diesem Fall wird durch eine Ansteuerung dieser dritten Linearführung die Basis mit den Ständern insgesamt am Werkstück entlang verfahren. Es ergibt sich in dieser Ausbaustufe somit eine weitere dritte lineare Achse.
Es ebenso alternativ oder auch kumulativ zu der vorherigen Ausführung vorgesehen sein, dass die Basis um eine Drehachse drehbar gelagert ist, wobei diese Drehachse zwischen den Ständern und senkrecht zur Drehachse der Drehteile angeordnet ist. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Basis eine Ausnehmung aufweist, durch die senkrecht zur Drehachse der Drehteile ein Werkstück zuführbar ist. Dabei ist bevorzugt die Ausnehmung um die vorgenannte Drehachse herum angeordnet ist, um die die Basis drehbar gelagert ist.
In dieser Ausbaustufe kann somit der Automat ein Festlager aufweisen mit der rotatorisch gelagerten Basis und den Ständern mit Öffnungen für die Materialzuführung und insgesamt 7 Achsen, wobei die resultierende Schneid- /Schweißbewegung des Brenners mit Hilfe von 4 rotatorischen und 3 translatorischen Achsen zustande kommt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen genannt.
Ein Automat dieser Art ist steif und modular aufgebaut, dass heißt man kann aufgrund des modularen Aufbaus problemlos von sieben Achsen auf weniger Achsen modular reduzieren bzw. von einer Grundaufbaustufe von 2 Achse (1 rotatorisch, eine linear) in gewünschter Weise erweitern. Durch Verlängerung der ersten linearen Achse, die durch die ersten Traverse gegeben ist, welche die Drehteile verbindet, kann auch eine gewünschter, ggfs. größerer Bearbeitungsraum zwischen den Drehteilen ermöglicht werden. Es kann hier vorgesehen sein, mit einem erfindungsgemäßen Automaten dieser Art mehrere verschieden lange erste Traversen und/oder auch zweite Traversen bereit zu stellen, die bevorzugt alle mit derselben Steuerung eingesetzt werden können. So kann ein Automat ein Set bzw. System bilden, wenigstens umfassen eine Basis mit zwei Ständern, die je ein Drehteil aufweisen und mit mehreren verschieden langen ersten Traversen, ggfs auch verschiedene langen zweiten Traversen. So kann der Anwender sich den nötigen Bewegungsraum selbst definieren. Der Automat kann weiterhin auf dem Boden, hängend oder verfahrbar aufgestellt werden.
Im Vergleich zum dem Stand der Technik z.B. gemäß der DE 103 36 032 A1 2005.03.24, erteilt am 16.03.2006, basiert die Erfindung auf einer prinzipiell anderen Kinematik, hat einen anderen Aufbau und bietet die im Nachfolgenden aufgeführten wesentlichen Vorteile.
1. Es werden lineare Achsen eingesetzt, wodurch ein wesentlich größerer Arbeitsbereich im Vergleich zu rotatorischen Achsen erreicht wird.
2. Durch Einsatz der linearen Achsen wird auch eine wesentlich höhere Steifigkeit und somit auch Genauigkeit im Vergleich zu rotatorischen Achsen erreicht.
3. Die linearen Achsen (Traversen, Linearführungen) sind z.B. zuverlässige, bewährte Standardzukaufteile von renommierten Herstellern wie THK, SKF, INA , Rexroth, Star etc. Manche Lieferanten bieten sogar sich kreuzende lineare Achsen inklusiv Kreuzschlitten als vormontierten Baugruppen an. Es kann also als erste Traverse auch eine Einheit eingesetzt werden, die unmittelbar zwei zueinander senkrecht lineare Verfahrwege bereitstellt.
4. Da keine komplizierten Arme z.B. Aluguß mit Bearbeitung zum Einsatz kommen, ergibt sich eine niedrige Fertigungstiefe somit eine kostengünstige Fertigung und Preis.
5. Durch Zukauf von vormontierten in der Länge abgestuften linearen Achsen ergibt sich der Vorteil eines modularen Aufbaus des Automaten zum Schneiden und Schweißen.
6. Durch den Einsatz der speziellen Kinematik mit linearen Achsen lassen sich auch ausgedehnte Öffnungen auf ebenen Flächen schneiden/schweißen.
7. Im Vergleich zum 6 - achsigen Knickarmroboter der aufwendig mit Programmsystemen wie ROBCAD, EasyRob etc. programmiert werden muß und hochqualifiziertes Personal eingesetzt werden muß bietet der Automat auch den Vorteil der einfachen Bedienung.
Der Erfinder hat eine geschlossene Lösung zwischen den Motorkoordinaten und den Brennerkoordinaten (TCP, Position und Orientierung) gefunden, wodurch der Einsatz einer einfachen Werkzeugmaschinen-Steuerung möglich ist.
Ausführungen der Erfindung und den Stand der Technik zeigen die Figuren. Die in den Figuren dargestellten Arbeitsanwendungen sind dabei nur exemplarisch zu verstehen und beschränken die Erfindung nicht.
Die Figur 0 zeigt den Stand der Technik gemäß der DE 103 36 032 B4. Hier ist eine Basis B mit einem einzelnen Ständer 107 erkennbar, der ein einzelnes Drehteil 114 aufweist, welches ringförmig eine Ausnehmung 108 umgibt, durch die ein Werkstück zugeführt und bearbeitet werden kann. Durch rotatorischen Antrieb des Drehteils kann der daran befestigte Arm 116 um das Werkstück herum positioniert werden. Am Arm 116 befindet sich ein Brenner 117 der so durch insgesamt 5 Drehachsen bewegt werden kann. Durch die ausschließlich rotatorische Bewegung ist der Bewegungsraum sehr begrenzt, weiterhin ist durch die Ausladung des Arms 116 gegenüber dem Drehteil der Aufbau diese bekannten Automaten instabil.
Die Figur 1 zeigt eine Schneid-/Schweißvorrichtung gemäß der Erfindung, bei dieser Ausbaustufe mit 4 rotatorischen und 2 translatorischen Achsen. Gezeigt ist hier eine beispielhafte Anwendung bei der in eine waagerecht positionierte Platte (17) eine Bohrung hinein geschnitten wird. Erkennbar sind hier die beiden Ständer 7, die durch eine Basis 8B verbunden sind. Die Basis 8B ist hier ein gegenüber einem festem Unterteil 8A rotatorisch um die Drehachse 1 R bewegliches Oberteil 8B. Ober- und Unterteil 8B/8A bilden somit ein Drehlager um die Achse 1 R.
So kann der Ständeraufbau mit den beiden Ständern 7, die je ein Drehteil 11 A bzw. 11 B aufweisen um die Platte 17 gedreht werden. Durch die Zuführungsöffnungen 10WA und 10WB in den Drehteilen kann ein Werkstück 18A, 18B zugeführt werden. Durch die Drehteile wird die Drehachse 2R definiert.
Die Traverse 12, die als Linearführung ausgebildet ist, verbindet die Drehteile 11A und 11 B, sorgt so für eine hohe Stabilität und kann mit dem Schlitten 13 eine daran befestigte zweite Traverse 14 zwischen den Drehteilen linear verschieben, So ergibt sich die lineare Achse 3L. Die Traverse 14 weist denselben (Kreuz-) Schlitten 13 auf und bilden so die zur Achse 3L senkrecht lineare Achse 4L. Der Brenner ist kardanisch am unteren Ende der Traverse 14 gelagert und kann um die rotatorische Achsen 5R und 6R gedreht werden.
Beim Schneiden/Schweißen von ebenen Werkstücken, die in der x-z-Ebene ausgedehnt sind, kann die Drehachse 2R stillgelegt werden. Die Figur 2 zeigt eine Schneid-/Schweißvorrichtung mit 4 rotatorischen und 2 translatorischen Achsen, im Wesentlichen so wie auch in Figur 1. Hier wird in der beispielhaften Anwendung ein rohrförmiges Werkstück 18B geschnitten. Bei Bearbeitung (Schweißen, Schneiden) von Werkstücken, die in der Achse 2R gelagert sind, ist die Drehachse 1R der Basis 8B nicht aktiv.
Die Figur 3 zeigt eine Schneid-/Schweißvorrichtung ebenso mit 4 rotatorischen und 2 translatorischen Achsen. Ein in waagerechter Achse 1 R positioniertes Werkstück wird bearbeitet. Die Achse 2R ist stillgelegt. Die Schneid-/Schweißvorrichtung hat eine feste Lagerung in Ständerform mit den Ständern 20 und dem darauf angeordneten Drahlager 8, dessen drehbares Oberteil 8B die Basis der Ständer 7 bildet. Hier können durch die Öffnungen 9A und 9B auch größere Werkstücke von unten der Bearbeitung zugeführt werden.
Die Fig.4 zeigt eine Schneid-/Schweißvorrichtung mit 3 rotatorischen und 3 translatorischen Achsen. Hier ist die Basis 8 der Ständer 7 in einer linearen Richtung 7L beweglich. Die translatorische Achse 7L dient als Zustellachse oder als echte Achse, dann kann z.B. die Achse 3L der ersten Traverse auch stillgelegt werden, um eindeutige Lösungen zu gewährleisten. Ein langes Werkstück (18C ) wird durch die 2 horizontale Öffnungen 10WA und 10WB durchgesteckt und von teleskopierbaren und klappbaren Stützen 22 und 22 gehalten. Damit bei einer Translation entlang der Achse 7L die Stützen 22 umfahren werden können ist die Basis 8 zweitgeteilt, bzw. weist einen durchgängigen Schlitz in Verfahrrichtung auf. Die Ständer 7 weisen parallele beabstandete Pfosten auf, die beidseits an den Stützen 22 herumfahren. Die Stütze 22.3. ist hier im umgeklappten Zustand gezeigt. Die Basis 8 bzw. jede der beiden Teile der Basis 8 können als Schlitten ausgebildet sein, die auf Schienen 25 entlangfahren können.
Die Figur 5 zeigt eine Schneid-/Schweißvorrichtung mit 3 rotatorischen und 2 translatorischen Achsen mit einem großen translatorischen Hub. Ein langes Rohr ist durch die zwei Öffnungen 10 WA und 10WB der Drehteile 11 hindurch gesteckt. Durch die Öffnung (9C) in der Basis 8 kann z.B. der Schneidabfall entsorgt werden, oder es können andere Werkstücke zugeführt werden. Die Ständer 7 sind hier durch die Basis 8 fest verbunden und mit dieser einstückig.
Die Figur 6 zeigt eine Schneid-/Schweißvorrichtung mit 3 rotatorischen und 2 translatorischen Achsen in hängender Ausführung, im Wesentlichen so wie auch in Figur 5 gezeigt.
Bezugszeichenliste
1R die 1. vertikale Drehachse
2R die 2. horizontale Drehachse durch die Drehteile
3L die 1. lineare Achse im Richtungssinn des Drehvektors der 2. Drehachse
4L die 2. lineare Achse, diese ist gleichzeitig senkrecht zur 1. linearen Drehachse
( 3L ) und zur 2. Drehachse ( 2R ) 5R Drehachse der Kardanaufhängung des Brenners 6R Drehachse der Kardanaufhängung des Brenners 7 Ständern mit 2 Öffnungen für das Zuführen des Werkstücks 8A,8B Basis für Ständer 7 bzw. Lager für rotatorische Befestigung der Ständer
Das Festlager kann auf dem Boden aufgestellt werden, auch hängende Befestigung ist möglich 9A.9B Vertikale Öffnung
10WA die 1. waagerechte Öffnung im Drehteil für das Zuführen des Werkstücks 10WB die 2. waagerechte Öffnung im Drehteil für das Zuführen des Werkstücks 11 A der 1. Drehteil, motorisch angetrieben 11 B der 2. Drehteil, motorisch angetrieben
12 die erste Traverse für die 1. lineare Achse, z.B. Linearführung
13 Kreuzschlitten der ersten und zweiten Traverse
14 zweite Traverse für die 2. lineare Achse
15 Kardanaufhängung des Brenners
16 Brenner
17 waagerecht gelagertes in x-z-Ebene ausgedehntes Werkstück 18A Werkstück in der 1. Öffnung
18B Werkstück in der 2. Öffnung
18C ein ausgedehntes Werkstück durch 2 Öffnungen
19 Weltkoordinatensystem
20 Stützen ( sind Bestandteil des Gestells )
22.1 , 22.2, 22.3, 22.4 Stützen zum Halten eines Werkstücks, insbesondere teleskopierbar und/oder schwenkbare Stützen verfahrbares Gestell auf der Linearführung Öffnung / Schlitz in den Ständern 7 über die teleskopierbare schwenkbare Stützen hindurchzufahren Linearführung für die 7. Linearachse am Ständer (7) befestigte teleskopierbare Stütze

Claims

Patentansprüche
1. Automat zum Schneiden oder Schweißen von Werkstücken, insbesondere röhr- oder stabförmigen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß a. er zwei Ständer (7) aufweist, die zueinander beabstandet an einer gemeinsamen Basis (8, 8B) befestigt sind, wobei b. jeder dieser Ständer (7) ein drehbares, insbesondere ringförmiges Drehteil (11) aufweist mit einer Durchgangsöffnung (10) für das Durchführen von Werkstücken (18) und c. die Drehteile (11) dieser beiden Ständer (7) um dieselbe Drehachse (2R) drehbar im jeweiligen Ständer (7) gelagert sind und mit einer zur Drehachse (2R) parallelen ersten Traverse (12) verbunden sind, die in einem Abstand zur Drehachse (1R) um diese herum drehbar ist, wobei d. an der ersten Traverse (12) ein Schlitten (13) insbesondere motorisch entlang der Traverse (12) verschieblich ist.
2. Automat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Schlitten (13) der ersten Traverse (12) eine zweite Traverse (14) befestigt ist, die einen Schlitten (13) aufweist, der entlang der zweiten Traverse insbesondere motorisch verschieblich ist, insbesondere wobei die zweite Traverse (14) senkrecht zur ersten (12) angeordnet ist.
3. Automat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten (13) der beiden Traversen (12,14) miteinander verbunden sind, insbesondere einstückig sind.
4. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Traverse (14) an ihrem Schlitten oder an einem ihrer Enden einen kardanisch beweglichen Schneid-/Schweißbrenner (16) trägt.
5. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (8, 8B) in einer linearen Richtung (7L), insbesondere motorisch verschieblich gelagert ist, wobei die Verschieberichtung parallel zur Drehachse (2R) der Drehteile (11) angeordnet ist.
6. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (8B) um eine Drehachse (1R) drehbar gelagert ist, wobei diese Drehachse (1 R) zwischen den Ständern (7) und senkrecht zur Drehachse (2R) der Drehteile (11) angeordnet ist.
7. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (8B) eine Ausnehmung (9A, 9C) aufweist, durch die senkrecht zur Drehachse (2R) der Drehteile (11) ein Werkstück zuführbar ist.
8. Automat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (9A, 9B) um eine Drehachse (1R) herum angeordnet ist, um die die Basis (8, 8B) drehbar gelagert ist.
9. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er vier Öffnungen für das Zuführen von Werkstücken aufweist, von denen 2 ( 10WA, 10WB ) horizontal fluchtend sind und zwei Öffnungen ( 8A, 8B ) vertikal fluchtend sind.
10. Automat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die horizontalen Öffnungen (10WA, 10WB ) ein Werkstück ( 18 C ) komplett durchsteckbar ist, oder bei zwei getrennten Werkstücken (18A, 18B ) eines vorbereitbar und das zweite schneidbar / schweißbar ist.
11. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Drehteile (11A, 11B) der Ständer (7) synchron drehbar sind und eine rotatorische Achse (2R) des Automaten ausbilden, die zur Befestigung der ersten Traverse (12) dienst, welche eine erste lineare Achse (3L) des Automaten bildet.
12. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Traverse (14) eine lineare Achse (4L / 14) bildet, die mit der ersten Achse (3L / 12 ) gekoppelt ist .
13. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bearbeitung eines Werkstückes das durch eine Öffnung des Automaten hindurchgesteckt wurde, durch anderen Öffnungen andere Werkstücke für die Bearbeitung vorbereitbar / zuführbar sind.
14. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsraum zwischen den Ständern durch unterschiedliche Länge der ersten Traverse (12) / ersten linearen Achse (3L) variierbar ist.
15. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer (7) zwei parallele beabstandete Ständerstreben, insbesondere senkrecht zur Drehachse (2R) aufweisen, so dass die Ständer (7) mit ihren Streben bei einem linearen Verfahren um im Verfahrweg angeordnete Gegenstände, insbesondere Werkstück-Stützen (22.1 , 22.2, 22.3, 22.4 ) herumfahren, insbesondere wobei Stützen (22) schwenkbar ausgebildet sind um eine senkrecht zum Verfahrweg angeordnete Schwenkachse.
16. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schneiden / Schweißen von Werkstücken, die durch die Durchgangsöffnungen der Drehteile (11) oder der Basis (8, 8B) hindurchgesteckt sind, die Antriebe der jeweiligen durch die Öffnungen hindurchreichenden Drehachsen stillgelegt sind, um eindeutige Transformation zu gewährleisten.
17. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schneiden / Schweißen von Werkstücken, die durch die Durchgangsöffnungen (10WA, 10WB ) der Drehteile (11A1 11B) durchgesteckt sind, diese Werkstücke durch teleskopierbare Stützen (26 ) gehalten sind.
18. Automat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer (7) und/oder Drehteile (11) je ein Spannfutter für das Zentrieren und Festhalten von Werkstücken in den Durchgangsöffnungen aufweisen.
19. System umfassend einen Automaten nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Traversen zur Definition einer linearen Achse aufweist, die austauschbar sind und verschiedene Längen aufweisen, insbesondere wobei die motorischen Antriebe der Traversen alle mit derselben Steuerung ansteuerbar sind.
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