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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Haltevorrichtung,
auch Spannvorrichtung genannt, für
die dreidimensionale Linearspanung nach dem Oberbegriff des Anspruches
1. Dieses Verfahren ist aus dem Patent Abstract of Japan, Bd. 1955,
Nr. 03, vom 28. April 1995 und aus der
JP 06339787 A bekannt.
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Bei
der dreidimensionalen Linearspanung mit einem Laserstrahl oder mit
Plasma wird eine Spannvorrichtung zum Befestigen eines Werkstückes während der
Bearbeitung verwendet, um ein Werkstück mit einer festen Form zu
bearbeiten.
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Das
Erzeugen einer derartigen Spannvorrichtung auf bekannte Weise ist
sehr zeit- und kostenaufwendig, da ein Arbeiter die einzelnen Verbindungsmittel
mit der Hand einsetzt. Unter diesen Umständen ist der Zeit- und Kostenaufwand,
der erforderlich ist, um eine Spannvorrichtung herzustellen, erheblich.
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Die
EP-A-0 307 256 lehrt ein Verfahren zur Erzeugung einer Spannvorrichtung
für die
dreidimensionale Linearspanung, das folgende Schritte umfasst: Erzeugen
der Form eines Werkstückhalteteils zum
Halten des Werkstücks
durch Anlage an das Werkstück
aufgrund von Zeichnungsdaten; Ausschneiden von zwei oder mehr Spannvorrichtungsteilen,
wobei jedes Teil eine der Form des Werkstückhalteteils entsprechende
Form aufweist, aus einem Blech basierend auf die Form des erzeugten
Werkstückhalteteils
und Schneiden der Spannvorrichtungsteile derart, dass an mindestens
einem der Spannvorrichtungsteile beim Schneiden ein erstes Mittel
zur Verbindung der Teile gebildet wird, und Zusammenfügen der
zwei oder mehreren ausgeschnittenen Spannvorrichtungsteile durch
Anbringen derselben an eine Grundplatte der Spannvorrichtung anhand
der ersten Verbindungsmittel für
die Teile.
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Die
US-A-4 945 488 lehrt ein Verfahren zum Herstellen eines Flugzeuges
und betrifft eine Spannvorrichtung zur Befestigung eines Werkstücks und ein
Verfahren zur Erzeugung von Spannvorrichtungsteilen.
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Die
US-A-4 945 488 beschreibt Verbindungsmittel, die die Form von zylindrischen
Steckern aufweisen.
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Die
US-A-3 722 257 lehrt ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen
Gegenstands anhand einer aus einzelnen Elementen in Form von Stangen
bestehenden Spannvorrichtung.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, das bekannte Verfahren zur Erzeugung
einer Halte- bzw. Spannvorrichtung für die dreidimensionale Linearspanung
weiterzuentwickeln, so dass eine Spannvorrichtung für die dreidimensionale
Linearspanung einfach hergestellt werden kann, ohne viel Handarbeit
durch den Arbeiter und unter Berücksichtigung der
oben erwähnten
Bedingungen.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß werden
an diesen Spannvorrichtungsteilen erste Mittel zur Verbindung der
Teile beim Ausschneiden der Spannvorrichtungsteile gebildet und
diese Spannvorrichtungsteile werden anhand dieser ersten Mittel
zur Verbindung der Teile an die Grundplatte der Spannvorrichtung
angebracht. Erfindungsgemäß kann die
Verbindung zwischen den Spannvorrichtungsteilen und der Grundplatte
der Spannvorrichtung durch die Mittel zur Verbindung der Teile sichergestellt
werden.
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Nach
Anspruch 2 werden die Spannvorrichtungsteile mit der spanenden Werkzeugmaschine
mit dreidimensionaler, linearer Schnittbewegung zur Bearbeitung
des von den Spannvorrichtungsteilen gehaltenen Werkstücks geschnitten
und bearbeitet. Dann ist es nicht erforderlich, die spanende Werkzeugmaschine
mit dreidimensionaler, linearer Schnittbewegung zur Bearbeitung
der Spannvorrichtungsteile speziell vorzubereiten und die Spannvorrichtung
kann kostengünstig
hergestellt werden.
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Nach
Anspruch 3 werden zwei oder mehr Spannvorrichtungsteile aus dem
gleichen Blech geschnitten, wobei in Wirklichkeit zahlreiche Spannvorrichtungsteile
aus diesem geschnitten werden können.
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Erfindungsgemäß können die
jeweiligen Spannvorrichtungsteile anhand der Kennzeichnungen identifiziert
werden, wobei die Spannvorrichtungsteile unverwechselbar erkannt
werden, wenn zahlreiche Spannvorrichtungsteile aus dem Blech geschnitten
werden, und die Spannvorrichtung wirksam zusammengefügt werden
kann.
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Nach
Anspruch 4 kann die Verbindung zwischen den Spannvorrichtungsteilen
und der Grundplatte der Spannvorrichtung durch die Mittel zur Verbindung
der Teile sichergestellt werden.
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Nach
Anspruch 5 werden die Spannvorrichtungsteile in der Richtung, in
der sie sich schneiden, zusammengefügt, wobei die einander schneidenden Spannvorrichtungsteile
derart zusammengefügt
werden, dass sie aneinander liegen, und wobei zahlreiche Spannvorrichtungsteile
ohne aufwändige
Anlagemittel zusammengefügt
werden können.
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Erfindungsgemäß wird die
Kennzeichnung anhand des Schneidbrenners zur Bearbeitung des Werkstücks angebracht,
wobei sie ohne eine spezielle Maschine angebracht werden kann.
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Erfindungsgemäß können die
der jeweiligen Position der Grundplatte der Spannvorrichtung entsprechenden
Spannvorrichtungsteile aufgrund der an die Grundplatte der Spannvorrichtung
angebrachten Kennzeichnung fehlerlos angebracht werden.
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Nach
Anspruch 6 kann das Werkstück
bei Bewegen des Tisches durch die Mittel zur Verhinderung des Verrutschens
des Werkstückes
daran gehindert werden, von der Spannvorrichtung herunterzurutschen,
wenn ein Werkstück
mit der spanenden Werkzeugmaschine mit dreidimensionaler, linearer Schnittbewegung
bearbeitet wird.
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Nach
Anspruch 7 wird der Teil zur vorübergehenden
Verriegelung des Werkstückes
gleichzeitig mit dem Ausschneiden der Spannvorrichtungsteile aus
dem Blech bearbeitet, wobei das Bearbeiten des Teils zur vorübergehenden
Verriegelung des Werkstückes
keiner speziellen Arbeit bedarf.
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Nach
Anspruch 8 sind die Zeichnungsdaten der die Bearbeitungsform des
zu bearbeitenden Werkstückes
zeigenden Zeichnungen so wie sie sind für die Herstellung der Spannvorrichtung geeignet und
es braucht keine andere Zeichnung erstellt werden, um die Spannvorrichtung
zu erzeugen.
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Nach
Anspruch 9 können
mehrere Werkstücke
an einer einzigen zusammengefügten
Spannvorrichtung gehalten werden, wobei die Bearbeitung zahlreicher
Werkstücke
gleichzeitig erfolgen kann, und die Bearbeitungsleistung ist hoch
und die Betriebsgeschwindigkeit der Spannvorrichtung kann erhöht werden.
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Nach
Anspruch 10 können
mehrere Arten von Werkstücken
an einer einzigen zusammengefügten
Spannvorrichtung gehalten werden, wobei die Bearbeitung zahlreicher
Arten von Werkstücken gleichzeitig
erfolgen kann, wobei eine hochwirksame Bearbeitung auch dann aufrechterhalten
werden kann, wenn zahlreiche Arten von Gegenständen in geringer Menge hergestellt
werden, und zudem kann die Betriebsgeschwindigkeit der Spannvorrichtung erhöht werden.
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Nach
Anspruch 11 kann das gleiche Werkstück an einer einzigen zusammengefügten Spannvorrichtung
gehalten werden, indem dessen Lage geändert wird (indem das Werkstück W von
der Lage A1 in die Lage B1, wie zum Beispiel in 12 gezeigt,
gedreht wird), wobei zahlreiche Bearbeitungsvorgänge an dem eine komplexe Form
aufweisenden Werkstück
gleichzeitig durchgeführt
werden können, ohne
die Spannvorrichtung zu verstellen. Dann können die Bearbeitungsleistung
und die Betriebsgeschwindigkeit der Spannvorrichtung ebenfalls erhöht werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1(a) ist eine Schrägansicht und zeigt ein Beispiel
einer Lasermaschine mit dreidimensionaler Schnittbewegung und 1(b) ist eine Schrägansicht und zeigt einen Schneidbrennerteil
der Lasermaschine aus 1(a);
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2 ist
ein Steuerungsblockdiagramm der Lasermaschine mit dreidimensionaler
Schnittbewegung aus 1;
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3 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel eines zu schneidenden Werkstückes zeigt;
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4 ist
eine Gesamtansicht und zeigt ein Beispiel einer zusammengefügten Spannvorrichtung;
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5 ist
eine Ansicht und zeigt ein Beispiel, wie die Spannvorrichtungsplatten
und eine Grundplatte ineinander gesteckt werden;
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6 ist
eine vergrößerte Ansicht
und zeigt einen Teil der Grundplatte aus 5;
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7 ist
eine vergrößerte Ansicht
und zeigt die Spannvorrichtungsplatten nach 5;
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8 ist
ein Schnittbild und zeigt die relative Position zwischen einem Werkstück und der
Spannvorrichtungsplatte;
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9 ist
eine Schrägansicht
und zeigt ein Verfahren zum Zusammenfügen der Spannvorrichtungsplatten;
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10 ist
eine Schrägansicht
und zeigt ein Beispiel der Spannvorrichtungsplatte;
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11 ist
eine Schrägansicht
und zeigt ein weiteres Beispiel der zusammengefügten Spannvorrichtung; und
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12 ist
eine Schrägansicht
und zeigt noch ein weiteres Beispiel der zusammengefügten Spannvorrichtung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden werden erfindungsgemäße Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Eine
Lasermaschine mit dreidimensionaler Schnittbewegung 1,
die eine spanende Werkzeugmaschine mit dreidimensionaler, linearer
Schnittbewegung ist, hat eine Grundplatte 2 und einen auf
dieser Grundplatte 2 vorgesehenen Tisch 3, der
in horizontaler Richtung der X-Achse
frei beweglich und antreibbar ist. Auf dem Tisch 3 kann
ein zu bearbeitendes Werkstück
W frei angeordnet werden. Auf der Grundplatte 2 befindet
sich eine Säule 5,
die den Tisch 3 überbrückt und
die Säule 5 hat einen
Sattel 6, der in horizontaler Richtung der Y-Achse (der
Richtung, die im rechten Winkel zur Richtung der X-Achse verläuft) frei
beweglich und antreibbar ist.
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Der
Sattel 6 hat eine Kopfeinheit 7, die in Richtung
der Z-Achse, das heißt
in einer Richtung nach oben und nach unten, frei beweglich und antreibbar
ist. Die Kopfeinheit 7 besteht aus einem ersten Teil 7a auf
der Seite des Sattels 6, aus einem zweiten Teil 7b,
der in Richtung der A-Achse mit Bezug auf den ersten Teil 7a frei
beweglich und antreibbar ist, wobei eine zentrale Achse CT1 des
ersten Teils 7a parallel zur Z-Achse verläuft und
dessen Mitte bildet, aus einem dritten Teil 7c, der in
Richtung der B-Achse mit Bezug auf den zweiten Teil 7b frei
beweglich und antreibbar ist, wobei eine horizontale zentrale Achse
CT2 des zweiten Teils 7b dessen Mitte bildet, und aus einem
auf der oberen Stirnseite des dritten Teils 7c, wie in 1(b) gezeigt, vorgesehenen Schneidbrenner 7d.
Zudem ist ein nicht dargestelltes Mittel zur Erzeugung eines Laserstrahls
vorgesehen, mit dem ein Laserstrahl von dem Schneidbrenner 7d ausgesendet
werden kann.
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Wie
zuvor erwähnt,
führt die
Laserstrahlmaschine 1 eine dreidimensionale Bearbeitung
am Werkstück
W derart aus, dass die relative Positionierung zwischen dem auf
dem Tisch 3 befindlichen Werkstück W und dem oberen Ende des
Schneidbrenners 7d dreidimensional dadurch geändert wird, dass
der Tisch 3 in Richtung der X-Achse, der Sattel 6 in
Richtung der Y-Achse, die Kopfeinheit 7 in Richtung der
Z-Achse und der Schneidbrenner 7d in Richtung der A-Achse
und der B-Achse angetrieben und positioniert werden, und ein Laserstrahl
wird vom Schneidbrenner 7d ausgestrahlt.
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Ferner
hat die Lasermaschine 1 eine Hauptsteuerung 9,
wie in 2 gezeigt. Mit der Hauptsteuerung 9 sind
ein Teil 11 zur Bearbeitung von Bearbeitungsdaten, eine
Ein-/Ausgabesteuerung 12, ein Teil 13 zur Erzeugung
einer Form für
die Spannvorrichtung, ein Teil 15 zur Entwicklung von Spannvorrichtungsteilen,
ein Teil 16 zum Zusammenstecken der Spannvorrichtung, eine
Bearbeitungssteuerung 17, ein Eingang 18, ein
Speicher 19 für
die Bearbeitungsdaten und dergleichen über eine Busleitung 10 verbunden.
Ferner ist die Ein-/Ausgabesteuerung 12 über ein Telekommunikationsnetz 20,
wie zum Beispiel einem lokalen Netzwerk (LAN) und Internet, mit einer
CAD-Maschine 21 verbunden.
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Die
Lasermaschine 1 hat den oben erläuterten Aufbau. Wenn das Werkstück W mit
der dreidimensionalen Bearbeitungsform mit der Lasermaschine 1 in
eine Blechform bearbeitet wird, wie sie in 3 gezeigt
wird, so wird zunächst
eine Bearbeitungszeichnung des Werkstückes W, das heißt eine Zeichnung,
die die Bearbeitungsform, die mit dieser Lasermaschine 1 ausgeschnitten
und bearbeitet werden soll, anhand einer bekannten CAD-Maschine 21 erstellt.
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Nachdem
die Bearbeitungszeichnung des Werkstücks W als CAD-Daten CD erstellt
ist, das heißt,
nachdem Daten mit der CAD-Maschine 21 gezeichnet wurden,
wird die CAD-Daten CD über
das Telekommunikationsnetzwerk 20 an die Lasermaschine 1 ausgegeben.
In der CAD-Daten CD wird die dreidimensionale Form des Werkstückes aus 3 gezeigt
und die CAD-Daten CD wird direkt in den Teil 11 zur Erzeugung
von Bearbeitungsdaten gespeichert.
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Die
Hauptsteuerung 9 gibt an den Teil 11 zur Erzeugung
von Bearbeitungsdaten den Befehl, automatisch das Bearbeitungsprogramm
PRO zu erstellen, um die Kopfeinheit 7 über die Bearbeitungsbewegung
des Werkstücks
W mit einem bekannten Verfahren aufgrund der von der CAD-Daten CD dargestellten
dreidimensionalen Form des Werkstücks zu unterrichten, so dass
das erstellte Bearbeitungsprogramm PRO in dem Speicher 19 für die Bearbeitungsdaten
gespeichert wird.
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Gleichzeitig
mit dem Befehl an den Teil 11 zur Erzeugung der Bearbeitungsdaten,
das Bearbeitungsprogramm PRO des Werkstücks W zu erstellen, gibt die
Hauptsteuerung 9 an den Teil 13 zur Erzeugung
der Form der Spannvorrichtung den Befehl, die Daten einer zusammengefügten Spannvorrichtung zur
Halterung des Werkstücks
W in einer vorbestimmten Position am Tisch 3 aufgrund der
CAD-Daten CD zusammenzustellen.
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Dann
entwickelt der Teil 13 zur Erzeugung der Form der Spannvorrichtung
das von der CAD-Daten CD dargestellte Werkstück W virtuell in einem Speicher,
wie in 3 gezeigt, und ein virtueller Haltekörper 23b zur
Halterung des Werkstückes
W am Tisch 3 wird virtuell erzeugt, wie dies in 4 gezeigt wird.
Die konkrete Form des Werkstücks
W ist aus der CAD-Daten CD deutlich ersichtlich. Dann wird der virtuelle
Haltekörper 23b zum
Halten des Werkstückes
W in einer vorbestimmten Position am Tisch 3 derart erzeugt,
dass eine Werkstückhaltefläche 23a als
Werkstückhalteteil
zum Halten des Werkstücks
W durch Anlage an diesem W des virtuellen Haltekörpers 23b entlang
der Form der Fläche
des Werkstückes
W erzeugt wird, wie in 8 gezeigt wird.
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Konkret
und wie in 4 gezeigt wird, wird der virtuelle
Haltekörper 23b zum
Haltern des Werkstücks
W am Tisch 3 aufgrund einer Standardhöhe L1 für die Bearbeitung erdacht,
um die Position zum Halten des Werkstücks W durch die zusammengefügte Spannvorrichtung 23,
wie in 8 gezeigt, zu befehlen, die von einem Arbeiter über den
Eingabeteil 18 eingegeben wird. Im oberen Bereich dieses Körpers 23b wird
die Werkstückhaltefläche 23a ausgebildet,
während
der untere Bereich desselben sich auf dem Tisch 3 befindet.
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Die
Form der Werkstückhaltefläche 23a kann einfach
erzeugt werden, indem die CAD-Daten CD des Werkstückes W geändert werden.
Nach Erzeugung des virtuellen Haltekörpers 23b befiehlt
die Hauptsteuerung 9 dem Teil 15 zur Entwicklung
der Spannvorrichtungsteile, die Spannvorrichtungsteile 25 aufgrund
des erzeugten virtuellen Haltekörpers 23b zu
entwickeln.
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Wie
in 4 zu sehen ist, werden die Spannvorrichtungsteile 25 gebildet,
wobei sie der Form der Querschnitte entsprechen, wenn der virtuelle
Haltekörper 23b in
Ebenen geschnitten wird, die parallel zur X-Achse und zur Y-Achse sind, welche im rechten
Winkel zueinander stehen. Das heißt, dass der virtuelle Haltekörper 23b durch
sieben Blätter
der parallel verlaufenden Schneidebenen (X12, X13, ... X18) geschnitten
wird, die beispielsweise in einem Abstand von L2 in Richtung der
X-Achse angeordnet sind, und durch vier Blätter der parallelen Schnittebenen
(Y07, Y08, Y09, Y10) geschnitten wird, die in Abständen von
L3 in Richtung der Y-Achse angeordnet sind, wie dies in 4 zu
sehen ist. Ferner wird jeder Spannvorrichtungsteil 25 in
einer Form geschnitten, die dem Querschnitt dieser Schneidflächen entspricht,
wie dies in 7 zu sehen ist. Dann wird ein Werkstückhalteteil 25d,
das eine Form aufweist, die der Werkstückhaltefläche 23a entspricht,
im entsprechenden Teil der Spannvorrichtungsteile 25 gebildet, um
das Werkstück
W durch Anlage an diesem W in den Spannvorrichtungsteilen 25 zu
halten, wie dies in 7 gezeigt wird. Da die Form
des Werkstückhalteteils 25d dem
Schneideteil des virtuellen Haltekörpers 23b entspricht,
der dem jeweiligen Spannvorrichtungsteil 25 entspricht,
ist es nicht immer eine Kurve wie die Spannvorrichtungsteile 25 in
Richtung der Y-Achse sondern auch eine Gerade wie die Spannvorrichtungsteile 25 in
Richtung der X-Achse.
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Wie
in 9 zu sehen ist, ist in jedem Spannvorrichtungsteil 25 eine
Eingriffsnut 25a zum Eingriff der einander schneidenden
Spannvorrichtungsteile 25 der X-Achse und der Y-Achse eingebracht.
An den Spannvorrichtungsteilen 25 in Richtung der Y-Achse
sind sieben Eingriffsnuten 25a zum Eingriff der Spannvorrichtungsteile 25 in
Richtung der X-Achse mit denen in Richtung der Y-Achse im oberen
Teil von einem Anlageteil 25b im unteren Teil der 7 in
Abständen
von L2 ausgebildet. Ferner werden an den Spannvorrichtungsteilen 25 in
Richtung der X-Achse vier Eingriffsnuten 25a zum Eingriff
der Spannvorrichtungsteile 25 in Richtung der X-Achse mit
denen in Richtung der Y-Achse für
den Anlageteil 25b des unteren Teils vom oberen Teil von 7 in Abständen von
L3 gebildet. Diese Eingriffsnuten werden derart gebildet, dass sie
die zusammengefügte Spannvorrichtung 23 umfassen,
die einen Teil des virtuellen Haltekörpers 23b umfasst,
wenn die Spannvorrichtungsteile 25 in Richtung der X-Achse und
in Richtung der Y-Achse über
die Eingriffsnuten 25a miteinander in Eingriff stehen,
wie dies in 9 zu sehen ist.
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Wie
in 9 oder 10 zu
sehen ist, ist im unteren Bereich der Spannvorrichtungsteile 25 in Richtung
der X-Achse (oder in Richtung der Y-Achse) mindestens eine Montageeinkerbung 25c ausgebildet.
Die Montageeinkerbung 25c ist derart ausgebildet, dass
sie in eine Montagebohrung 26a in Eingriff bringbar ist,
die an einer weiter unten erläuterten Grundplatte 26 der
Spannvorrichtung vorgesehen ist.
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Nachdem
die dem virtuellen Haltekörper 23b entsprechenden
Spannvorrichtungsteile 25 auf diese Weise mit Bezug auf
den virtuellen Haltekörper 23b entwickelt
wurden, gibt die Hauptsteuerung 9 dem Teil 16 zum
Zusammensetzen der Spannvorrichtung den Befehl, die Spannvorrichtungsteile 25 ineinanderzustecken
und auf die Grundplatte 26 zu montieren.
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Bei
Erhalt dieses Befehls führt
der Teil 16 zum Zusammenstecken der Spannvorrichtung das Zusammenstecken
aus, wobei er die jeweiligen Spannvorrichtungsteile 25 (insgesamt
elf Bleche) auf die Grundplatte 26 der Spannvorrichtung
montiert, so dass die zusammengefügte Spannvorrichtung 23 entsteht,
die zur Bearbeitung des Werkstückes
W aus einem Blech 27 wie in 5 zu sehen
ist, verwendet wird. Dabei erteilt der Teil 16 zum Zusammenstecken
der Spannvorrichtung nach durchgeführtem Zusammenstecken jedem
Spannvorrichtungsteil 25 ein Trennzeichen DN, zum Beispiel
X12, X13, ... X18, Y07, Y08, Y09, Y10, das heißt Zeichen, die die Querschnittsposition
im virtuellen Haltekörper 23b des
jeweiligen Spannvorrichtungsteils 25 angeben, um die jeweiligen
Spannvorrichtungsteile 25 im Blech 27 voneinander
zu unterscheiden. Zudem wird ein Befehl zum Drucken eines Trennzeichens
ausgegeben, so dass diese Trennzeichen DN auf die Oberfläche der
Teile aufgedruckt werden, indem sie mit Laserstrahl in die Oberfläche des
Bleches 27 eingebrannt werden, wenn die jeweiligen Spannvorrichtungsteile 25 mit
dem Schneidbrenner 7d geschnitten werden.
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Ferner
berechnet und bestimmt der Teil 16 zum Zusammenstecken
der Spannvorrichtung die Lage der Montagebohrung 26a zum
Montieren der jeweiligen Spannvorrichtungsteile 25 in eine
vorbestimmte Position der Grundplatte 26 der Spannvorrichtung,
die gleichzeitig mit dem Einsetzen der Spannvorrichtungsteile 25 in
diese 26 eingesteckt wird. Die Montagebohrungen 26a sind
wie die jeweiligen Schnittebenen (X12, X13, ... X18) in Abständen von
L2 in Richtung der X-Achse
angeordnet, wenn die jeweiligen Spannvorrichtungsteile 25 von
dem Teil 15 zur Entwicklung der Spannvorrichtungsteile erzeugt
werden, wie in 6 zu sehen ist, und sind ferner
an den Positionen eingebracht, die den Montageeinkerbungen 25c entsprechen,
die sich jeweils in Richtung der X-Achse an den Spannvorrichtungsteilen 25 befinden.
Ferner erzeugt der Teil 16 zum Zusammenstecken der Spannvorrichtung
gleichzeitig mit dem Orten der Montagebohrungen 26a einen
Befehl zum Drucken des Trennzeichens, so dass die Trennzeichen DN
der Spannvorrichtungsteile 25, die in Richtung der X-Achse
in die Montagebohrungen 26a eingesetzt werden sollen, und
die Trennzeichen DN der Spannvorrichtungsteile 25, die
in Richtung der Y-Achse
eingesetzt werden sollen und die Spannvorrichtungsteile 25 in
Richtung der X-Achse auf der Grundfläche kreuzen, gedruckt werden
durch Einbrennen in die Oberfläche
des Bleches 27 mit einem Laserstrahl, wenn die Grundplatte 26 der Spannvorrichtung,
in ähnlicher
Weise wie weiter oben erwähnt,
von dem Schneidbrenner 7d geschnitten wird.
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Nachdem
die Spannvorrichtungsteile 25 und die Grundplatte 26 der
Spannvorrichtung, in die die Spannvorrichtungsteile 25 eingesetzt
sind, auf dem Blech 27 zusammengesteckt sind, und der Befehl zum
Drucken der Trennzeichen DN zur Darstellung der jeweiligen Spannvorrichtungsteile 25 auf
diese Weise erzeugt wurde, erteilt die Hauptsteuerung 9 der
Bearbeitungssteuerung 17 den Befehl, mit der Erzeugung
der zusammengefügten
Spannvorrichtung 23 zu beginnen, um aufgrund der erzeugten
Daten die spanende Bearbeitung des Werkstückes W vorzunehmen.
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Bei
Erhalt dieses Befehls legt die Bearbeitungssteuerung 17 das
Blech 27 anhand eines nicht dargestellten Handhabungsroboters
auf den Tisch 3, und von der Kopfeinheit 7 wird
ein Laserstrahl auf das aufgelegte Blech 27 gerichtet,
so dass die jeweiligen Spannvorrichtungsteile 25 und die
Grundplatte 26 der Spannvorrichtung, auf der die Spannvorrichtungsteile 25 eingesetzt
sind, spanend bearbeitet werden, wie dies in 5 zu sehen
ist. Die Spannvorrichtungsteile 25 und die Grundplatte 26 der Spannvorrichtung
werden wirksam aus dem Blech 27 spanend bearbeitet, da
diese Spannvorrichtungsteile 25 und die Grundplatte 26 der
Spannvorrichtung, auf der die Spannvorrichtungsteile 25 eingesetzt
sind, in geeigneter Weise angeordnet sind, so dass das Blech 27 ganz
genutzt werden kann und kein Abfall entsteht.
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Nachdem
die Spannvorrichtungsteile 25 und die Grundplatte 26 der
Spannvorrichtung auf diese Weise aus dem Blech 27 ausgeschnitten wurden, wird
die ausgeschnittene Grundplatte 26 der Spannvorrichtung,
wie in 1(a) zu sehen ist, auf den Tisch 3 gelegt.
Ferner, mit Bezug auf die jeweiligen Trennzeichen DN, die von dem
Schneidbrenner 7 auf die Grundplatte 26 der Spannvorrichtung
und die Spannvorrichtungsteile 25 aufgedruckt werden, setzt ein
Arbeiter entsprechende Spannvorrichtungsteile 25 in Richtung
der X-Achse in die Grundplatte 26 der Spannvorrichtung
ein, indem er dabei die Montageeinkerbung 25c in die Montagebohrung 26a so
einsetzt, dass diese in gegenseitigen Eingriff gelangen und die
Spannvorrichtungsteile 25 in Richtung der X-Achse in Abständen von
L2 parallel zueinander angeordnet sind. Dann werden die Spannvorrichtungsteile 25 in
Richtung der Y-Achse mit den bereits auf der Grundplatte 26 der
Spannvorrichtung befestigten Spannvorrichtungsteilen 25 in
Richtung der X-Achse in Eingriff gebracht, wobei die Eingriffsnuten 25a, 25a derart
ineinander eingeführt
werden, dass die Spannvorrichtungsteile 25 in Richtung
der Y-Achse in Abständen
von L3 parallel verlaufen, wie dies in 4 zu sehen
ist, wobei die Trennzeichen DN in ähnlicher Weise bezeichnet werden.
Schließlich
ist dann die zusammengefügte
Spannvorrichtung 23 auf der Grundplatte 26 der
Spannvorrichtung zusammengefügt.
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Dann
ist die zusammengefügte
Spannvorrichtung 23, die aus mehreren Spannvorrichtungsteilen 25 besteht,
welche derart zusammengefügt
sind, dass sie sich im rechten Winkel zueinander in Richtung der
X-Achse und in Richtung der Y-Achse schneiden, auf dem Tisch 3 gebildet.
Auf der Oberseite der gebildeten zusammengefügten Spannvorrichtung 23 wird
die Werkstückhaltefläche 23a,
die aus den an den jeweiligen Spannvorrichtungsteilen 25 ausgebildeten
Werkstückhalteteilen 25d besteht, unmittelbar
gebildet. Durch Zusammenfügen
von zwei oder mehreren einander schneidenden und ineinander eingreifenden
Spannvorrichtungsteilen 25 werden die einander schneidenden
Spannvorrichtungsteile 25 zusammengefügt, wobei die einen Teile die
anderen halten. Im Ergebnis werden die Spannvorrichtungsteile selbst
dreidimensional zusammengefügt.
So können
zahlreiche Spannvorrichtungsteile zusammengefügt werden, ohne dass hierfür aufwändige Haltemittel
erforderlich wären.
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Dann
wird das zu bearbeitende Werkstück
W auf der Werkstückhaltefläche 23a gelegt,
wie in 3 zu sehen ist. Wie bereits erwähnt, wird
die Werkstückhaltefläche 23a derart
geformt, dass sie der Form des Werkstücks W entspricht, die der Werkstückhaltefläche 23a zugewandt
ist, wie dies in 8 zu sehen ist, da diese aufgrund
der CAD-Daten CD erstellt
wurde, als das dreidimensionale Werkstück W graphisch dargestellt
wurde. Daher wird das Werkstück
W exakt passend auf die Werkstückhaltefläche 23a aufgelegt.
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In
einem derartigen Zustand erteilt die Hauptsteuerung 9 der
Bearbeitungssteuerung 17 den Befehl, das Werkstück W aufgrund
des Bearbeitungsprogramms PRO zu bearbeiten. Bei Erhalt dieses Befehls
führt die
Bearbeitungssteuerung 17 die Bearbeitung des Werkstücks W aus.
Dabei ist eine korrekte Bearbeitung möglich, da das Werkstück W an
der zusammengefügten
Spannvorrichtung 23 gehalten wird.
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Die
oben erwähnte
Ausführungsform
betrifft den Fall, in dem die zusammengefügte Spannvorrichtung 23 aus
den im rechten Winkel zueinander zusammengefügten Spannvorrichtungsteilen 25 besteht.
Es ist aber nicht immer erforderlich, die Spannvorrichtungsteile 25 so
zusammenzufügen,
dass sie sich im rechten Winkel schneiden, sie können auch in einem anderen
Winkel als den rechten zusammengefügt werden. Ferner können verschiedene
Arten von Verfahren zum Zusammenfügen der Spannvorrichtungsteile 25 zusätzlich zum
Verfahren zum Zusammenfügen
von einander schneidenden Spannvorrichtungsteilen 25 verwendet
werden. Das heißt, dass
jedes Verfahren zum Zusammenfügen
verwendet werden kann, wenn nur der Werkstückhalteteil 23a entlang
einer Oberflächenform
des gehaltenen Teils des zu bearbeitenden Werkstückes W dadurch gebildet werden
kann, dass mehrere Spannvorrichtungsteile 25 zusammengeführt werden.
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Ferner
betrifft die oben erwähnte
Ausführungsform
den Fall, in dem die Spannvorrichtungsteile 25 mit der
spanenden Werkzeugmaschine mit dreidimensionaler, linearer Schnittbewegung
zur Bearbeitung des Werkstückes
W, zum Beispiel mit der Laserschneidmaschine mit dreidimensionaler,
linearer Schnittbewegung 1, bearbeitet werden. Es versteht sich,
dass aber auch eine andere spanende Werkzeugmaschine mit dreidimensionaler,
linearer Schnittbewegung als die spanende Werkzeugmaschine mit dreidimensionaler,
linearer Schnittbewegung zur Bearbeitung des Werkstückes W verwendet werden
kann, um die Spannvorrichtungsteile 25 zu bearbeiten.
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Zudem
ist es nicht immer erforderlich, die Grundplatte 26 der
Spannvorrichtung zu bilden, um die zusammengefügte Spannvorrichtung 23 zusammen
mit den Spannvorrichtungsteilen 25 zum Halten eines jeden
Werkstücks
W zu bilden, die vorgefertigte Grundplatte der Spannvorrichtung
kann aber natürlich
als gemeinsame Basis für
die jeweiligen zusammengefügten
Spannvorrichtungen verwendet werden.
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Ferner
können
Mittel zur Verhinderung des Verrutschens des Werkstückes, so
zum Beispiel eine aus Bolzen und Muttern bestehende vorübergehende
Verriegelung des Werkstücks,
und eine vorübergehende
Befestigung 23c des Werkstücks (siehe 8),
wie zum Beispiel eine Kerbe zur Verhinderung des Verrutschens an
geeigneten Positionen der zusammengefügten Spannvorrichtung 23,
vorgesehen sein, so dass das auf der Werkstückhaltefläche 23a gelegte Werkstück W während der
Bearbeitung nicht verrutscht. Wenn die vorübergehende Befestigung 23c des
Werkstücks
an den Spannvorrichtungsteilen 25 ausgebildet ist, so kann
die vorübergehende
Befestigung 23c des Werkstücks einfach und vorteilhafterweise
gleichzeitig mit der spanenden Bearbeitung der Spannvorrichtungsteile 25 bearbeitet werden,
im Gegensatz zu dem Fall, in dem die vorübergehende Befestigung 23c des
Werkstücks
nachträglich
angebracht wird.
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Verschiedene
Arten von Mitteln zur Verhinderung des Verrutschens des Werkstückes sind
zusätzlich
zu dem in 8 gezeigten denkbar. So zum Beispiel
ein Aufbau, wie er in 11 gezeigt wird, in dem eine
Feder 23d verwendet wird, deren eines Ende in einer in
die Spannvorrichtungsteile 25 eingebrachten Bohrung 25e eingeführt ist,
und in dem eine Klammer 23g zum Halten eines Werkstückes am
anderen Ende der Feder 23d vorgesehen ist, ist ebenfalls
möglich.
In diesem Fall kann das Werkstück
W, das auf der aus den Werkstückhalteteilen 25d der
jeweiligen Spannvorrichtungsteile 25 bestehenden Werkstückhaltefläche 23a sich
befindet, mit vier Klammern 23g gehalten werden, die im
90° Abstand zueinander
angebracht sind, um zu verhindern, dass das Werkstück W sich
während
der Bearbeitung unversehentlich bewegt.
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Zudem
weist in der oben erwähnten
Ausführungsform
das Werkstück
W die Form eines Bleches auf. Dies ist aber nicht immer der Fall;
es kann jede Form von Werkstück
W verwendet werden, solange es mit einer spanenden Werkzeugmaschine
mit dreidimensionaler, linearer Schnittbewegung bearbeitet werden
kann.
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In
einem Fall, in dem das Werkstück
W, wie in 12 zu sehen ist, eine komplexe
Form aufweist, kann es erforderlich sein, die Bearbeitung in mehreren
Vorgängen
vorzunehmen, wobei die Lage des Werkstückes auf dem Tisch von einer
Lage A1 in der Figur in eine Lage B1 zum Beispiel verändert wird.
In einem derartigen Falle können
die jeweiligen Spannvorrichtungsteile 25 so gebildet werden,
dass die Werkstückhaltefläche 23a,
die dem Werkstückhalteteil
zum Halten des Werkstücks
W in Lage A1 entspricht, und die Werkstückhaltefläche 23a, über die das
Werkstück
W in Lage B1 gehalten wird (mehr Werkstückhalteflächen 23a falls erforderlich),
auf der gleichen zusammengefügten
Spannvorrichtung 23 anhand der die dreidimensionale Form
des Werkstückes
zeigenden Zeichnungsdaten CD gebildet werden, und die verschiedenen
Bearbeitungsvorgänge können einfach
dadurch beendet werden, dass das Werkstück W auf der zusammengefügten Spannvorrichtung 23 bewegt
wird, ohne dabei die zusammengefügte
Spannvorrichtung 23 bei jedem Vorgang auszuwechseln.
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Zudem
können
mehrere Werkstückhalteflächen 23a betreffend
eine einzige Art von Werkstück W
auf der gleichen zusammengefügten
Spannvorrichtung 23 ausgebildet werden, so dass eine Mehrfachbearbeitung
durchgeführt
werden kann, das heißt,
so dass eine Bearbeitung stattfinden kann, in der mehrere Werkstücke W gleichzeitig
auf der zusammengefügten
Spannvorrichtung 23 angebracht werden.
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Dabei
sind die mehreren Arten von Werkstückhalteflächen 23a, die an der
zusammengefügten
Spannvorrichtung 23 ausgebildet sein können, nicht immer die Werkstückhalteflächen 23a von
mehreren Bearbeitungsvorgängen
an der gleichen Art von Werkstücken
W, sondern die Werkstückhalteflächen 23a können auch
jeweils ausgebildet werden, um verschiedene Arten von Werkstücken W auf
der gleichen zusammengefügten
Spannvorrichtung 23 zu halten.
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Die
vorliegende Erfindung wird aufgrund der oben erwähnten Ausführungsform erläutert. Die
in vorliegender Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen sind beispielhaft
und nicht einschränkend
zu verstehen. Der Rahmen der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert
und wird durch die Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen
nicht eingeschränkt.
Daher sind alle unter die Ansprüche
fallenden Abwandlungen und Veränderungen
im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthalten.