DE19721331C2 - Device for positioning workpieces in relation to a chuck - Google Patents

Device for positioning workpieces in relation to a chuck

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Werkstücken gegenüber einem selbstzentrierenden Spannfutter, insbesondere für eine Maschine zum Bearbeiten von Rohren mittels eines Laserstrahls.The invention relates to a device for positioning Workpieces compared to a self-centering chuck, especially for a machine for processing pipes by means of of a laser beam.

Die Vorrichtung findet besonders Einsatz in Rohrbearbeitungs­ maschinen, wie z. B. einer Maschine zur Durchführung eines Laser­ schnittes.The device is particularly used in pipe processing machines such as B. a machine for performing a laser cut.

Es ist bekannt, daß rohrförmig ausgebildete Werkstücke heute oft unter Zuhilfenahme eines Laserstrahles bearbeitet werden. Der Laserstrahl wird in geeigneter Weise gesteuert und ermöglicht es, in die Rohrwandung Öffnungen einzuschneiden oder auch sehr komplexe geometrische Formen mit einem Laser-Schneidverfahren durchzuführen.It is known that tubular workpieces are often used today processed with the help of a laser beam. The Laser beam is controlled and enabled in a suitable manner it to cut openings in the pipe wall or very complex geometric shapes with a laser cutting process perform.

Maschinen dieser Art sind vom Stand der Technik her bekannt. Üb­ licherweise wird das zu bearbeitende Rohr in einem selbstzen­ trierenden Spannfutter gespannt, welches das rohrförmige Werk­ stück festhält und in langsame Drehbewegung versetzt.Machines of this type are known from the prior art. Practice liche is the pipe to be machined in a self clamping chuck, which is the tubular work holds onto the piece and sets it in slow rotation.

Das selbstzentrierende Spannfutter führt eine gesteuerte Drehbe­ wegung durch, und ferner ist das selbstzentrierende Spannfutter in gesteuerter Weise entlang einem Schienenpaar verfahrbar.The self-centering chuck has a controlled turning mechanism movement, and also the self-centering chuck  Can be moved in a controlled manner along a pair of rails.

Dabei sind die Schienen parallel zur Achse des zu bearbeitenden Rohres angeordnet und es wird die Möglichkeit geschaffen, über das Spannfutter das Werkstück in eine langsame Drehbewegung zu versetzen, sowie das Werkstück gesteuert gegenüber dem Laser­ strahl zu verschieben.The rails are parallel to the axis of the machine being machined Pipe arranged and the possibility is created about the chuck closes the workpiece in a slow rotary motion move, as well as the workpiece controlled with respect to the laser beam shift.

Wenn durch das Spannfutter im Querschnitt runde Rohre gespannt werden, entstehen keinerlei Schwierigkeiten. Haben die zu bear­ beitenden Rohre aber ungleichmäßigen Querschnitt, z. B. recht­ eckigen Querschnitt, bei dem zwei parallel zueinander verlaufen­ de Seiten des Rohres unterschiedliche Abmessungen gegenüber den verbleibenden zwei Seiten des Werkstückes haben, so erweist sich das Positionieren des Werkstückes und das Einführen zwischen die Backen des selbstzentrierenden Spannfutters als schwierig.If round pipes are clamped by the chuck in cross section no difficulties arise. Do they have to bear processing tubes but uneven cross-section, e.g. B. right angular cross-section, in which two run parallel to each other de sides of the tube different dimensions compared to the remaining two sides of the workpiece, it turns out the positioning of the workpiece and the insertion between the Baking the self-centering chuck as difficult.

Ohne Zweifel ist ein Beschicken von Hand des Spannfutters mit oft sehr langen Werkstücken möglich. Dies steht aber in einem gewissen Kontrast mit dem Bedürfnis, auch das Einfügen des Werk­ stückes in das Spannfutter automatisch durchzuführen.There is no doubt that the chuck is loaded by hand often very long workpieces possible. But this is in one certain contrast with the need to insert the work piece into the chuck automatically.

Die DE 31 05 684 C2 beschreibt eine Drehmaschine zur spanenden Bearbeitung, die mit einem Backenfutter ausgerüstet ist, welches drei Spannbacken aufnimmt. Mit einem solchen Backenfutter ist es nur möglich, Kreisquerschnitt aufweisende Werkstücke zu spannen, z. B. Rohrstücke, wie in der Beschreibung dargelegt. Für die Zentrierung des Werkstückes ist ein platzraubendes Traggestell mit einer Zentrierzange vorgesehen, das vom Spindelkasten der Drehmaschine in störender Weise nach oben absteht. Mit dem be­ schriebenen Backenfutter sowie dem Tragegestell mit der Zen­ trierzange ist es nicht möglich, Werkstücke zu spannen, die keinen Kreisquerschnitt aufweisen.DE 31 05 684 C2 describes a lathe for cutting Machining that is equipped with a jaw chuck, which holds three jaws. With such a jaw chuck it is only possible to clamp workpieces with a circular cross section, e.g. B. pieces of pipe, as set forth in the description. For the Centering the workpiece is a space-consuming support frame provided with a centering pliers, which from the headstock Lathe protrudes upwards in a disturbing manner. With the be written jaw chuck and the carrying frame with the Zen trier pliers, it is not possible to clamp workpieces that have no circular cross-section.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die ein automatisches Beladen von Rohren oder Profilen mit unregelmäßi­ ger Form zwischen die Backen eines selbstzentrierenden und be­ sondere Bauform aufweisenden Spannfutters ermöglicht.It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art Avoid technology and propose a device that a automatic loading of pipes or profiles with irregular  form between the jaws of a self-centering and be allows special chuck design.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß vor der das selbstzentrierende Spann­ futter aufweisenden Baugruppe zwei Schlitten vorgesehen sind, die nach Art eines Kreuzschlittens ausgebildet sind, daß der erste Schlitten einen, mittels einer Präzisionsschraube in seiner Lage einstellbaren Anschlagkörper aufweist und daß auch der zweite Schlitten, einen mittels einer Präzisionsschraube, einstellbaren Anschlagkörper aufweist, und daß die Schlitten mit den zugeordneten Einstellmitteln von einem Arm aufgenommen werden, der von einer oberen Arbeitsstel­ lung in eine Ruhestellung verfahrbar ist, die unterhalb des Spannfutters zum Aufnehmen des Werkstückes liegt.This object is achieved in a device of the type mentioned Art solved in that in front of the self-centering instep chuck having assembly two slides are provided, which in the manner of a Cross slides are designed so that the first slide position adjustable by means of a precision screw and that the second carriage, one by means of a Precision screw, adjustable stop body, and that the carriage with the associated setting means of one Arm to be taken up by an upper work station tion can be moved into a rest position, which is below the Chuck to hold the workpiece  lies.

Mit einer Vorrichtung, die diese Merkmale aufweist, wird es ein­ mal ermöglicht, unter Zuhilfenahme der sich kreuzend angeordne­ ten Schlitten, die genaue Lage für das Zuführen des rohrförmigen Werkstückes in das selbstzentrierende Spannfutter festzulegen, und des weiteren wird es ermöglicht, die Positioniereinrichtung in eine nicht störende Ruhelage zu bewegen, die unterhalb des Spannfutters vorgesehen ist, um dadurch dem Werkstück die Mög­ lichkeit zu geben, eine unbehinderte Drehbewegung des zu bear­ beitenden Rohres sowie ein einfaches Entladen des Werkstückes zu ermöglichen.With a device that has these features, it becomes a times enabled, with the help of the intersecting arrangement sledge, the exact location for feeding the tubular Fix the workpiece in the self-centering chuck, and further it is possible to position the device to move into a non-disturbing rest position, which is below the Chuck is provided to thereby the workpiece the poss to give an unobstructed rotation of the bear processing tube and easy unloading of the workpiece enable.

Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand eines Ausführungsbei­ spieles genauer beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigenThe subject of the invention is now based on an example game described in more detail and shown in the drawings. Show it

Fig. 1 in einer Ansicht die Positioniereinrichtung nach der Erfindung und Fig. 1 in a view the positioning device according to the invention and

Fig. 2 in einer Detailansicht das Spannfutter mit den Anschlagkörpern an den nach Art eines Kreuz­ schlittens angeordneten Schlitten. Fig. 2 in a detailed view of the chuck with the stop bodies on the sled arranged in the manner of a cross.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, weist die gesamthaft mit 1 gekennzeichnete Maschine zum Bearbeiten von rohrartigen Werk­ stücken ein bekanntes, selbstzentrierendes Spannfutter 2 auf.As can be seen in FIG. 1, the machine for processing tubular work pieces, identified overall by 1 , has a known, self-centering chuck 2 .

Das Spannfutter 2 weist abgeänderte Bauform auf und ist mit Spannbackenpaaren 3 und 4 bestückt.The chuck 2 has a modified design and is equipped with pairs of jaws 3 and 4 .

Das zu spannende Rohr ist gesamthaft mit 5 gekennzeichnet und weist z. B. unregelmäßige Form auf. Im dargestellten Beispiel weist das Rohr 5 rechteckige Form auf, d. h. zwei parallele Sei­ tenwände sind länger als die verbleibenden parallelen Seitenwän­ de, die den Umfang des Rohres festlegen. The pipe to be tensioned is marked with a total of 5 and has z. B. irregular shape. In the example shown, the tube 5 has a rectangular shape, ie two parallel side walls are longer than the remaining parallel side walls, which define the circumference of the tube.

In bekannter Weise kann das selbstzentrierende Spannfutter 2 eine gesteuerte Drehbewegung durchführen und ferner kann das Spannfutter 2 entlang von Parallelführungen 6 verschoben werden, um das Rohr 5 gegenüber dem Laserstrahl zu bewegen.In a known manner, the self-centering chuck 2 can carry out a controlled rotary movement and the chuck 2 can also be displaced along parallel guides 6 in order to move the tube 5 with respect to the laser beam.

Unterhalb des Spannfutters 2 ist eine fest angeordnete Stütze 7, die nur schematisch dargestellt ist, angeordnet. Die Stütze 7 nimmt verschiebbar einen Arm 8 auf, der mit dem Ende einer Kol­ ben-Zylinder-Einheit 9 verbunden ist. Somit wird es dem Arm 8 ermöglicht, eine Bewegung nach oben bzw. nach unten, wie schema­ tisch durch den Pfeil f angedeutet, durchzuführen.A fixed support 7 , which is only shown schematically, is arranged below the chuck 2 . The support 7 slidably receives an arm 8 which is connected to the end of a Kol ben-cylinder unit 9 . This enables the arm 8 to perform an upward or downward movement, as schematically indicated by the arrow f.

Am Ende des verschiebbaren Armes 8 ist eine Positioniereinrich­ tung 10 vorgesehen, die von sich kreuzenden Schlitten gebildet ist. Aus der unteren Ruhelage kann die Positioniereinrichtung 10 in eine obere Lage verschoben werden, die der Arbeitsstellung oder einer Position entspricht, in der das Rohr 5 zwischen die Spannbacken 3, 4 eingefahren werden kann.At the end of the displaceable arm 8 , a Positioniereinrich device 10 is provided, which is formed by intersecting slides. The positioning device 10 can be moved from the lower rest position into an upper position, which corresponds to the working position or a position in which the tube 5 can be inserted between the clamping jaws 3 , 4 .

Die Positioniereinrichtung 10 wird nun anhand der Fig. 2 genau­ er beschrieben.The positioning device 10 will now be described in detail with reference to FIG. 2.

Der schwenkbare und verschiebbare Arm 8 ist mit der Kolbenstange 9' der steuerbar antreibbaren Kolben-Zylinder-Einheit 9 wirkver­ bunden und nimmt an seinem oberen Ende eine Positioniereinrich­ tung 10 auf. Diese Positioniereinrichtung 10 besteht aus zwei Schlitten, die nach Art eines Kreuzschlittens ausgebildet und angeordnet sind.The pivotable and slidable arm 8 is with the piston rod 9 'of the controllable drivable piston-cylinder unit 9 connected and takes a Positioniereinrich device 10 at its upper end. This positioning device 10 consists of two slides which are designed and arranged in the manner of a cross slide.

Der erste Schlitten 11 ist mit einer Präzisionsschraube 12 wirk­ verbunden, die unter Zuhilfenahme eines gerändelten Einstell­ rades 13 betätigt werden kann. Somit ist die Lage des ersten Schlittens 11 in der mit dem Pfeil g gekennzeichneten Richtung, einstellbar.The first carriage 11 is operatively connected to a precision screw 12 which wheel 13 can be actuated with the aid of a knurled setting. The position of the first carriage 11 in the direction indicated by the arrow g can thus be adjusted.

Der erste Schlitten 11 nimmt fest einen Anschlagkörper 14 auf, der eine Anschlagfläche 15 für eine Seite des Rohres 5 festlegt. The first carriage 11 receives a stop body 14 which defines a stop surface 15 for one side of the tube 5 .

Mit dem ersten Schlitten 11 ist ein zweiter Schlitten 16 wirk­ verbunden. Der zweite Schlitten 16 kann über eine Präzisions­ schraube 27 sowie ein gerändeltes Einstellrad 28 in Richtung des Pfeiles h verstellt werden.A second carriage 16 is operatively connected to the first carriage 11 . The second carriage 16 can be adjusted via a precision screw 27 and a knurled setting wheel 28 in the direction of arrow h.

Auch der zweite Schlitten 16 besitzt einen Anschlagkörper 17, der eine Anschlagfläche 18 bildet, gegen die das Rohr oder das Profil mit der entsprechenden Wand angelegt werden kann.The second carriage 16 also has a stop body 17 which forms a stop surface 18 against which the tube or the profile with the corresponding wall can be placed.

Mit besonderem Vorteil ist dem ersten Schlitten 11 als auch dem zweiten Schlitten 16 eine Maßskala 20 bzw. 21 zugeordnet. Die Maßskalen ermöglichen es, in einfacher Weise und besonders rasch die Lage der Anschlagflächen 15 bzw. 18 gegenüber der Mitten­ achse A des selbstzentrierenden Spannfutters 2 einzustellen.A measurement scale 20 or 21 is associated with the first slide 11 and the second slide 16 with particular advantage. The dimensional scales make it possible to set the position of the stop surfaces 15 and 18 relative to the center axis A of the self-centering chuck 2 in a simple and particularly rapid manner.

Vorzugsweise sind die Anschlagflächen 15 und 18 in geneigter La­ ge gegenüber der horizontal verlaufenden geometrischen Achse so­ wie der vertikal verlaufenden Achse des Spannfutters angeordnet. Somit wird die Anordnung des Rohres in richtiger Lage während des Beladevorganges gewährleistet.Preferably, the abutment surfaces 15 and 18 are arranged in an inclined position with respect to the horizontal geometric axis and the vertical axis of the chuck. The arrangement of the tube in the correct position is thus ensured during the loading process.

Das Rohr 5 hat stets das Bestreben, entlang der Anschlagfläche 15 zu rutschen und dies solange, bis es mit der Anschlagfläche 18 in Berührung tritt.The tube 5 always strives to slide along the stop surface 15 and this until it comes into contact with the stop surface 18 .

Es ist ferner vorgesehen, daß zum Beladen eines Rohres 5 unter Zuhilfenahme einer bekannten NC-Einheit die Spannbackenpaare 4 und 3 des selbstzentrierenden Spannfutters immer in der in Fig. 1 dargestellten Lage angeordnet sind, d. h. die Achse der Backen des Spannbackenpaares 4 wird stets parallel zur Anschlagebene 15 und die Achse der Backen des Spannbackenpaares 3 stets parallel zur Anschlagfläche 18 angeordnet sein.It is further provided that for loading a tube 5 with the aid of a known NC unit, the pairs of jaws 4 and 3 of the self-centering chuck are always arranged in the position shown in Fig. 1, ie the axis of the jaws of the pair of jaws 4 is always parallel to Stop plane 15 and the axis of the jaws of the pair of jaws 3 must always be arranged parallel to the stop surface 18 .

Die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist fol­ gende: The operation of the device according to the invention is fol gend:  

Wenn die Positioniereinrichtung 10 sich in ihrer oberen Lage be­ findet, d. h. dann, wenn die Anschlagkörper 14 und 17 vor den Backen des selbstzentrierenden Spannfutters 2, wie im Detail in Fig. 2 dargestellt ist, angeordnet sind, wird auf die Einstell­ räder 13 und 28 eingewirkt, und es erfolgt ein genaues Positio­ nieren der Anschlagflächen 15 und 18 gegenüber dem Zentrum A des selbstzentrierenden Spannfutters 2. If the positioning device 10 is in its upper position be, that is, when the stop body 14 and 17 in front of the jaws of the self-centering chuck 2 , as shown in detail in Fig. 2, are arranged on the adjusting wheels 13 and 28th acted, and there is an exact positioning of the stop surfaces 15 and 18 relative to the center A of the self-centering chuck 2nd

Dadurch wird erreicht, daß das Rohr 5, das im Anschluß vor dem selbstzentrierenden Spannfutter 2 angeordnet ist, sich genau in der zum Einführen des Werkstückes zwischen die Spannbacken er­ forderlichen Lage befindet.This ensures that the tube 5 , which is arranged in front of the self-centering chuck 2 , is exactly in the position required for inserting the workpiece between the jaws.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Positionieren (1) von Werkstücken (5) ge­ genüber einem selbstzentrierenden Spannfutter (2), insbe­ sondere für eine Maschine zum Bearbeiten von Rohren mittels eines Laserstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß vor der das selbstzentrierende Spannfutter (2) aufwei­ senden Baugruppe, zwei Schlitten (11, 16) vorgesehen sind, die nach Art von Kreuzschlitten ausgebildet sind, daß der erste Schlitten (11) einen, mittels einer Präzisionsschrau­ be (12) in seiner Lage einstellbaren Anschlagkörper (14) aufweist, und daß auch der zweite Schlitten (16) einen mittels einer Präzisionsschraube (27) einstellbaren An­ schlagkörper (17) aufweist und daß die Schlitten (11) mit den zugeordneten Einstellmitteln (12, 13, 18, 27) von einem Arm (8) aufgenommen werden, der von einer oberen Arbeits­ stellung in eine Ruhestellung verfahrbar ist, die unterhalb des Spannfutters (2) zum Aufnehmen des Werkstückes (5) liegt.1. Device for positioning ( 1 ) of workpieces ( 5 ) ge compared to a self-centering chuck ( 2 ), in particular for a machine for processing tubes by means of a laser beam, characterized in that before the self-centering chuck ( 2 ) aufwei send assembly , Two slides ( 11 , 16 ) are provided, which are designed in the manner of cross slides, that the first slide ( 11 ) has a, by means of a precision screw ( 12 ) in its position adjustable stop body ( 14 ), and that the second Carriage ( 16 ) by means of a precision screw ( 27 ) adjustable to impact body ( 17 ) and that the carriage ( 11 ) with the associated setting means ( 12 , 13 , 18 , 27 ) are received by an arm ( 8 ) by a upper working position can be moved into a rest position, which is below the chuck ( 2 ) for receiving the workpiece ( 5 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (8) zur Aufnahme der Positioniereinrichtung (10) mit der Kolbenstange einer steuerbaren Kolbenzylinder- Einheit (9) wirkverbunden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the arm ( 8 ) for receiving the positioning device ( 10 ) with the piston rod of a controllable piston-cylinder unit ( 9 ) is operatively connected. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagkörper (14, 17) Anschlagflächen (15, 18) für die Anlage des Werkstückes (5) aufweisen.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the stop body ( 14 , 17 ) have stop surfaces ( 15 , 18 ) for the contact of the workpiece ( 5 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem einstellbaren Schlitten (11), eine Maßskala (20, 21) zugeordnet ist.4. The device according to claim 1, characterized in that each adjustable carriage ( 11 ), a scale ( 20 , 21 ) is assigned. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (15, 18) geneigt gegenüber der ho­ rizontal verlaufenden Achse sowie der senkrecht verlaufen­ den Achse des Spannfutters (2) angeordnet sind.5. The device according to claim 1, characterized in that the stop surfaces ( 15 , 18 ) inclined with respect to the ho horizontal axis and the vertical axis of the chuck ( 2 ) are arranged.
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