DE19958937C2 - Verfahren zum positionsgenauen Fixieren von Paletten, Platten, Werkstücken und dergleichen auf einem Maschinentisch und Spanneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum positionsgenauen Fixieren von Paletten, Platten, Werkstücken und dergleichen auf einem Maschinentisch und Spanneinrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur po
sitionsgenauen Fixierung von Paletten, Platten, Werkstüc
ken und dergleichen auf einem Maschinentisch, bei dem an
dem zu fixierenden Bauteil wenigstens ein Spannbolzen po
sitionsgenau angebracht wird und der Spannbolzen in eine
am Maschinentisch vorgesehene Spannstation eingefahren
wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Spannein
richtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Ober
begriff des Patentanspruchs 2.
Die Bearbeitung von insbesondere metallischen Werkstücken
ist häufig komplex und kann eine Vielzahl von zerspanen
den und spanlosen Arbeitsgängen an unterschiedlichen Be
arbeitungsmaschinen umfassen, um aus einem Rohling das
fertige Bauteil herzustellen. Insbesondere bei automati
sierten Fertigungsabläufen ist es dabei wesentlich, daß
das Werkstück bei jedem Arbeitsgang eine definierte Lage
an der jeweiligen Werkzeugmaschine einnimmt. Um das Umspannen
zu erleichtern, ist es in der Praxis üblich und
insbesondere auch aus der DE 197 57 430 C1 bekannt, das
zu bearbeitende Werkstück zunächst auf eine Lochraster
platte, Palette oder Grundplatte aufzuspannen und dann
die ganze Einheit über einen oder mehrere Spannbolzen,
die an der Unterseite der Lochrasterplatte vorgesehen und
als Zentrierelemente ausgebildet sind, an der jeweiligen
Werkzeugmaschine festzuspannen, indem die Spannbolzen in
entsprechende Spannstationen, die am Maschinentisch vor
gesehen sind, eingesetzt werden. Auf diese Weise kann die
Lage der Spannstationen als fester Maschinenparameter be
rücksichtigt werden, so daß es lediglich erforderlich
ist, jeweils das Werkzeugstück exakt an der jeweiligen
Platte bzw. Palette zu positionieren. Das eigentliche
Fest- und Umspannen der Einheit aus Werkstück und Palette
an den Maschinen kann dann sehr schnell und unproblema
tisch erfolgen, ohne daß eine weitere Positionierung not
wendig ist.
Die zuvor beschriebene Verfahrensweise hat sich in der
Praxis zwar durchaus bewährt, ist jedoch ungeeignet, wenn
sehr große und schwere Platten, Paletten oder Werkstücke
gespannt werden sollen, da diese nur mit Hilfe von Zu
satzmaschinen wie beispielsweise Gabelstaplern, Kränen
und dergleichen transportiert werden können, weshalb es
praktisch unmöglich ist, einen an der Unterseite einer
solchen Platte vorgesehenen Spannbolzen sauber in eine
Spannstation einzuführen. Problematisch ist insbesondere,
daß schon ein leichtes Verkanten der sehr schweren Bau
teile dazu führt, daß der Spannbolzen und auch der empfindliche
Spannmechanismus der Spannstation hohen Kräften
ausgesetzt werden, so daß diese beschädigt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ver
fahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auch
sehr schwere Platten, Paletten, Werkstücke etc. schnell
und lagegenau gespannt werden können. Des weiteren soll
eine Spanneinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
angegeben werden.
Diese Aufgabe ist verfahrensmäßig erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß das Bauteil vor dem Einfahren des Spannbol
zens in die Spannstation durch Zentrierelemente, die an
der Bauteilunterseite sowie an wenigstens drei am Maschi
nentisch angeordneten Hubmodulen vorgesehen sind, vorzen
triert wird und das Einfahren des Spannbolzens in die
Spannstation dann durch Absenken der drei Hubmodule er
folgt. Für die Spanneinrichtung zur Durchführung des Ver
fahrens ist die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentan
spruchs 2 gelöst.
Erfindungsgemäß werden schwere Bauteile wie Paletten oder
Platten somit zunächst mit einem Gabelstapler, einem Kran
oder dergleichen auf den Hubmodulen abgelegt, wobei sie
durch die Zentriereinrichtungen eine Vorpositionierung
erfahren. Da die hierzu vorgesehenen Zentrierelemente und
Zentriereinrichtungen lediglich eine Zentrierfunktion,
jedoch keine Spannfunktion besitzen und zudem auch nur
eine Vorzentrierung, d. h. eine relativ grobe Zentrierung
vornehmen müssen, können sie entsprechend stabil ausgebildet
sein, so daß die Gefahr von Beschädigungen auf
grund eines Verkantens des zu spannenden Bauteils gering
ist. Nach dem Ablegen und Vorpositionieren werden dann
die an der Unterseite des zu spannenden Bauteils vorgese
henen Spannbolzen
in die zugehörigen Spannstationen am Maschinen
tisch eingefahren, indem die Hubmodule gleichzeitig abge
senkt werden. Dieses Absenken über die Hubmodule geht we
sentlich genauer vonstatten als die bisherige Positionie
rung über einen Gabelstapler, einen Kran oder derglei
chen, so daß eine hohe Lagegenauigkeit und zudem über die
Vorzentrierung eine hohe Positionsgenauigkeit des Bau
teils während der Absenkbewegung sichergestellt wird, mit
der Folge, daß die Spannbolzen relativ genau in die
Spannstationen geführt werden, wobei dann über die Spann
bolzen und entsprechende Paßflächen der Spannstationen
die endgültige, hochgenaue Positionierung erfolgt.
Durch den erfindungsgemäßen, zweistufigen Vorgang mit ei
ner Vorpositionierung und einem anschließenden Absenken
der drei Hubmodule können im Ergebnis Beschädigungen der
Spannbolzen bzw. der zugehörigen Spanneinrichtungen wei
testgehend verhindert werden, so daß es möglich ist, die
an sich bekannte Technik der Schnellspannung auch bei
sehr großen und schweren Werkstücken bzw. Paletten einzu
setzen.
In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zen
triereinrichtungen an den Hubmodulen und die damit zusam
menwirkenden Zentrierelemente so ausgestaltet sind, daß
sie eine Positionsabweichung von maximal 0,04 mm zulas
sen. Diese Genauigkeit liegt weit unter der Zentrierge
nauigkeit eines Spannbolzens in der zugehörigen Spannein
richtung, wo Toleranzen von wenigen Tausendstel bis Ein
hundertsel mm üblich sind.
Beispielsweise können die Zentriereinrichtungen als Pfan
nenstössel zur Aufnahme jeweils eines Kugelzentrierbol
zens ausgebildet sein. Die Hubmodule können pneumatisch
oder hydraulisch betätigbar sein, ein motorischer Antrieb
ist selbstverständlich aber auch möglich.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der
Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol
gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Be
zugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der
Zeichnung zeigt
Fig. 1 in schematischer Vorderansicht eine Ausfüh
rungsform einer erfindungsgemäßen Spanneinrich
tung beim Absenken einer zu spannenden Platte,
Fig. 2 die Spanneinrichtung aus Fig. 1, in der die zu
spannende Platte vorzentriert sind und
Fig. 3 die Spanneinrichtung aus Fig. 1 mit der Platte
2 im gespannten Zustand.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Spanneinrichtung 1 gemäß
der vorliegenden Erfindung dargestellt, die zum hochge
nauen Positionieren und Fixieren von großen und auch
schweren Bauteilen, hier einer Platte 2, an einem Maschi
nentisch 3 dient. Die Spanneinrichtung 1 umfaßt mehrere
Spannstationen 4, von denen in der Zeichnung nur eine
dargestellt ist. Die Spannstationen 4 dienen dazu, jeweils
einen an der Unterseite der zu spannenden Platte 2
vorgesehenen Spannbolzen 5 hochgenau zu positionieren und
zu fixieren, wie dies allgemein bekannt und insbesondere
auch in der DE 197 57 430 C1 im einzelnen beschrieben
ist. Die Spannstationen 4 haben auch den konstruktiven
Aufbau der aus dieser Druckschrift bekannten Spannstati
on, so daß insofern auf die DE 197 57 430 C1 voll inhal
tich Bezug genommen wird.
Zu der Spanneinrichtung 1 gehören weiterhin mehrere, d. h.
mindestens drei Hubmodule 6, die am Maschinentisch 3 an
geordnet sind. Die Hubmodule 6, die beispielsweise hy
draulisch oder pneumatisch betätigbar sind, weisen an ih
rer vom Maschinentisch 3 wegweisenden Oberseite jeweils
eine als Pfannenstössel ausgebildete Zentriereinrichtung
7 auf, die jeweils zur Aufnahme eines an der Unterseite
der Platte 2 vorgesehenen Kugelzentrierbolzens 8 bestimmt
sind. Die Pfannenstössel 7 und Kugelzentrierbolzen 8 sind
vorgesehen, um die Platte 2 vor dem Einfahren der Spann
bolzen 5 in die zugehörigen Spannstationen 4 grob, d. h.
mit einer maximalen Abweichung von 0,03 bis 0,06 mm vor
zupositionieren, wenn die Platte 2 mit Hilfe eines Gabel
staplers oder eines Hubkrans auf den Maschinentisch 3 ab
gesenkt wird. Die genaue Wirkungsweise der erfindungsge
mäßen Spanneinrichtung beim Spannen der Platte 2 ist da
bei wie folgt:
Die Platte 2 wird zunächst mittels eines Gabelstaplers, Hubkrans oder dergleichen auf den Maschinentisch 3 abge senkt und auf den Hubmodulen 6, welche sich in einer ausgefahrenen Stellung befinden, abgelegt. Hierbei kommen die an der Unterseite der Platte 2 vorgesehenen Kugelzen tierbolzen 8 in Eingriff mit den Pfannenstösseln 7, die an der Oberseite der Hubeinrichtungen 6 vorgesehen sind. Aufgrund der kugeligen Form der Kugelzentierbolzen 8 und der Aufnahmen der Pfannenstössel 7 kann die Platte 2 in die gewünschte Lage, die in Fig. 2 dargestellt ist, hin einrutschen, wobei die Gefahr von Beschädigungen der re lativ massigen Bauteile 7, 8 gering ist.
Die Platte 2 wird zunächst mittels eines Gabelstaplers, Hubkrans oder dergleichen auf den Maschinentisch 3 abge senkt und auf den Hubmodulen 6, welche sich in einer ausgefahrenen Stellung befinden, abgelegt. Hierbei kommen die an der Unterseite der Platte 2 vorgesehenen Kugelzen tierbolzen 8 in Eingriff mit den Pfannenstösseln 7, die an der Oberseite der Hubeinrichtungen 6 vorgesehen sind. Aufgrund der kugeligen Form der Kugelzentierbolzen 8 und der Aufnahmen der Pfannenstössel 7 kann die Platte 2 in die gewünschte Lage, die in Fig. 2 dargestellt ist, hin einrutschen, wobei die Gefahr von Beschädigungen der re lativ massigen Bauteile 7, 8 gering ist.
Wenn die Platte 2 auf den Hubmodulen 6 abgelegt ist, wie
dies in Fig. 2 dargestellt ist, haben die Spannbolzen 5
an der Unterseite der Platte 2 nur noch einen Abstand von
wenigen mm von den zugehörigen Spannstationen 4. Um die
sen Abstand herzustellen, sind die Spannstation 4 über
Distanzelemente 9 am Maschinentisch 3 befestigt.
Die Endpositionierung und Fixierung der Platte 2 am Ma
schinentisch 3 erfolgt dann, indem die Hubmodule 6 über
Ventile synchron (Öldrossel) abgesenkt, d. h. in ihre ein
gefahrene Stellung gebracht werden. Durch das gleichzei
tige Betätigen wird erreicht, daß sich auch die Platte 2
parallel zum Maschinentisch 3 liegend absenkt und die
Spannbolzen 5 ohne die Gefahr eines Verkantens in die
Spannstationen 4 eingefahren werden und dabei die ge
wünschte hochgenaue Ausrichtung erfahren, und anschlie
ßend die Spannstationen 4 hydraulisch betätigt werden.
Ein Lösen der Platte 2 erfolgt in umgekehrter Weise, in
dem zunächst der Spannmechanismus der Spannstationen 4
gelöst und dann die Platte 2 mit Hilfe der Hubmodule 6 so
weit angehoben wird, bis die Spannbolzen 5 vollständig
aus den Spannstationen 4 herausbewegt sind. Dann kann die
Platte 2 beispielsweise mittels eines Gabelstaplers wei
ter angehoben und zur nächsten Bearbeitungsstation trans
portiert werden. Die Verwendung eines Gabelstaplers ist
bei der dargestellten Ausführungsform im übrigen möglich,
weil die Platte 2 durch die Hubmodule 6 und die Spannsta
tionen 4 mit den Distanzelementen 9 beabstandet vom Ma
schinentisch 3 gehalten wird, so daß die Gabeln des Ga
belstaplers unter die Platte 2 gefahren werden können.
Claims (5)
1. Verfahren zur positionsgenauen Fixierung von Paletten
(2), Platten, Werkstücken und dergleichen auf einem
Maschinentisch (3), bei dem an dem zu fixierenden Bau
teil (2) wenigstens ein Spannbolzen (5) positionsgenau
angebracht wird und der Spannbolzen (5) in eine am Ma
schinentisch (3) vorgesehene Spannstation (4) einge
fahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil
(2) vor dem Einfahren des Spannbolzens (5) in die
Spannstation (4) durch Zentrierelemente (7, 8), die an
der Bauteilunterseite sowie an wenigstens drei am Ma
schinentisch angeordneten Hubmodulen (6) vorgesehen
sind, vorzentriert wird und das Einfahren des Spann
bolzens (5) in die Spannstation (4) durch Absenken der
drei Hubmodule (6) erfolgt.
2. Spanneinrichtung zur positionsgenauen Fixierung von
Paletten (2), Platten, Werkstücken und dergleichen auf
einem Maschinentisch (3), mit wenigstens einer Spann
station (4), um einen an der Unterseite eines zu span
nenden Bauteils (2) vorgesehenen Spannbolzen (5) posi
tionsgenau zu fixieren, zur Durchführung des Verfah
rens nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß am Maschinentisch (3) wenigstens drei Hubmo
dule (6) vorgesehen sind, die an ihrer Oberseite Zen
triereinrichtungen (7) aufweisen, die mit entsprechen
den Zentrierelementen (8) an der Unterseite des zu
spannenden Bauteils (2) in Eingriff bringbar sind, um
das Bauteil (2) vorzuzentrieren, so daß der Spannbol
zen (5) durch gleichzeitiges Absenken der Hubmodule
(6) in die Spannstation (4) eingefahren werden kann.
3. Spanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Zentriereinrichtungen (7) eine Positions
abweichung von maximal 0,04 mm zulassen.
4. Spanneinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zentriereinrichtungen als Pfan
nenstössel (7) zur Aufnahme eines Kugelzentrierbolzens
(8) ausgebildet sind.
5. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Hubmodule (6) pneuma
tisch oder hydraulisch betätigbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999158937 DE19958937C2 (de) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | Verfahren zum positionsgenauen Fixieren von Paletten, Platten, Werkstücken und dergleichen auf einem Maschinentisch und Spanneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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DE1999158937 DE19958937C2 (de) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | Verfahren zum positionsgenauen Fixieren von Paletten, Platten, Werkstücken und dergleichen auf einem Maschinentisch und Spanneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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ID=7931696
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- 1999-12-08 DE DE1999158937 patent/DE19958937C2/de not_active Expired - Lifetime
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