DE102021110339A1

DE102021110339A1 - Werkzeugmaschine, Werkstückhalter, Abstützeinheit und Herstellverfahren

Info

Publication number: DE102021110339A1
Application number: DE102021110339.8A
Authority: DE
Inventors: Samuel Vuadens; Dylan Maret; Blaise Mettan; Mathieu Cheseaux
Original assignee: Chiron Group SE
Current assignee: Chiron Group SE
Priority date: 2021-04-22
Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2022-10-27
Also published as: CH718531A2; CH718531B1; EP4326484A1; WO2022223367A1

Abstract

Eine Vorrichtung (70) zur Abstützung von Werkstücken (100) auf Basis von Rohlingen (102) aus Flachmaterial weist einen Werkstückhalter (60) zur Aufnahme und Fixierung flacher Rohlinge (102) und eine Abstützeinheit (62) auf, die dazu ausgebildet ist, ein Werkstück (100) in einer Neutralstellung des Werkstückhalters (60) zu untergreifen und abzustützen. Die Abstützeinheit (62) weist eine verfahrbare Stützplatte (78) auf, die zwischen einer Ruheposition und einer Stützposition verfahrbar ist. Die die Stützplatte (78) ist dazu ausgebildet, in der Stützposition stützend an das Werkstück (100) anzugreifen. Der Werkstückhalter (60) ist mit einem Basiskörper (126) mit einer Ausnehmung (124), und mit zumindest einer Klemmbacke (138, 140) versehen, die am Basiskörper (126) befestigt und relativ zum Basiskörper (126) beweglich ist. Die zumindest eine Klemmbacke (138, 140) ist in einem Klemmzustand durch zumindest ein Vorspannelement (192) in Richtung auf den Basiskörper (126) vorgespannt, um einen Rohling (102) zwischen dem Basiskörper (126) und der zumindest einen Klemmbacke (138, 140) zu klemmen. Die Offenbarung betrifft ferner eine Werkzeugmaschine (10) sowie ein Verfahren zur Bearbeitung flacher, rondenartiger Werkstücke (100).

Description

Die vorliegende Offenbarung befasst sich allgemein mit der feinmechanischen Fertigung mittels Werkzeugmaschinen. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Werkstückhalter zur Aufnahme und Fixierung flacher Rohlinge, insbesondere zur Herstellung rondenartiger Werkstücke mittels Mehrseitenbearbeitung. Die Offenbarung bezieht sich ferner auf eine Abstützeinheit zur Bearbeitung, insbesondere zur Mehrseitenbearbeitung, von Werkstücken auf Basis von Rohlingen aus Flachmaterial, mit einem solchen Werkstückhalter sowie mit einer Abstützeinheit. Schließlich bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine entsprechend ausgerüstete Werkzeugmaschine sowie auf ein entsprechendes Verfahren zur Bearbeitung flacher, rondenartiger Werkstücke.
Aus der DE 10 2009 015 919 A1 ist Halte- und Fixiervorrichtung für die Herstellung zumindest eines Werkstücks, beispielsweise einer Platine für eine Uhr, aus einem flächigen Rohling geringer Wandstärke bekannt. Die Vorrichtung weist ein Unterteil auf, das eine erste plane Auflagefläche für den Rohling und eine von der ersten Auflagefläche weg weisende erste Außenseite aufweist. Die Vorrichtung umfasst ein auf das Unterteil aufsetzbares und an diesem festlegbares Oberteil, das eine zweite plane Auflagefläche für den Rohling und eine von der zweiten Auflagefläche weg weisende zweite Außenseite aufweist. Oberteil und Unterteil nehmen den Rohling sandwichartig zwischen der ersten und der zweiten Auflagefläche auf. Im Oberteil und/oder im Unterteil ist eine sich von dessen Außenseite zu dessen Auflagefläche erstreckende Arbeitsöffnung vorgesehen. Die Arbeitsöffnung gibt einen flächigen Bereich eines aufgenommenen Rohlings zur Bearbeitung frei, wobei der Bereich in seinen flächigen Abmaßen zumindest denen des zu fertigenden Werkstücks entspricht.
Aus der EP 2 752 717 A1 und der EP 2 899 599 A2 sind weitere Vorrichtungen zum Halten von Rohlingen bekannt, beispielsweise für die Herstellung von Uhrenplatinen.
Allgemein bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf die Herstellung und Bearbeitung feinmechanischer Bauteile, beispielsweise auf die Herstellung von Uhrenplatinen und ähnlichen Bauteilen von Uhren. Die Herstellung und Bearbeitung anderer feinmechanischer Werkstücke ist auch vorstellbar.
Derartige Werkstücke werden üblicherweise aus flachen Halbzeugen hergestellt, beispielsweise aus flachen Rohlingen, die zuvor von Stäben abgetrennt werden. Die flachen Rohlinge werden eingespannt und mittels spanabhebender Verfahren bearbeitet. Auf diese Weise wird beispielsweise ein rahmenartiges Reststück erzeugt, in dessen Zentrum das eigentliche Werkstück entsteht.
Im feinmechanischen Bereich ist eine hohe Bearbeitungspräzision erforderlich. Üblicherweise weisen die Rohlinge nur geringe Materialstärken auf, so dass eine gewisse Neigung zur Durchbiegung gegeben ist. Daher ist es hilfreich, die Rohlinge in geeigneter Weise flächig abzustützen und flächig zu klemmen.
Die Bearbeitung kann an einer einzigen Flachseite erfolgen. Es ist jedoch regelmäßig erforderlich, den Rohling sowohl an seiner ersten Flachseite als auch als einer zweiten, gegenüberliegenden Flachseite zu bearbeiten. Es sind Anwendungsfälle vorstellbar, bei denen zusätzlich auch eine Bearbeitung an einer dritten Seite, beispielsweise einer Schmalseite, erfolgt.
Bei der Herstellung rondenartiger Werkstücke aus Rohlingen bleibt häufig ein Randbereich (Peripherie) als Reststück übrig. In diesem Randbereich wird der Rohling zumindest abschnittsweise abgestützt und zumindest abschnittsweise gespannt. Das beispielsweise im Zentrum des Rohlings entstehende Werkstück wird gegen Ende der Bearbeitung vom umgebenden Reststück getrennt.
Wenn einerseits eine gewisse Zugänglichkeit für die Bearbeitung erforderlich ist und andererseits die Rohlinge aufgrund ihrer begrenzten Materialstärke nur eine begrenzte Steifigkeit aufweisen, geht die Handhabung der Rohlinge und der entstehenden Werkstücke mit verschiedenen Herausforderungen einher. Dies gilt beispielsweise auch dann, wenn der Prozess ein vollständiges Separieren des Werkstücks vom umgebenden Rand (Reststück) des Rohlings umfasst.
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkstückhalter und eine Abstützeinheit anzugeben, die die Herstellung und Bearbeitung flacher Werkstücke, beispielsweise von Uhrenplatinen und ähnlichen feinmechanische Werkstücken, unterstützen und zur Erhöhung der Produktivität sowie der Genauigkeit beitragen. Der Werkstückhalter soll eine schnelle und hochgenaue Bearbeitung ermöglichen. Insbesondere soll der Werkstückhalter eine beidseitige oder gar mehrseitige Bearbeitung erlauben. Insbesondere soll die Abstützeinheit eine vollständige Fertigung inklusive Trennung vom umgebenden Reststück des Rohlings erlauben. Der Werkstückhalter und die Abstützeinheit sollen sich für dünne Werkstücke eignen. Schließlich sollen im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine entsprechend ausgerüstete Werkzeugmaschine sowie ein einschlägiges Verfahren zur Bearbeitung flacher, rondenartiger Werkstücke angegeben werden. In bestimmten Ausführungsformen sollen die Abstützeinheit und der Werkstückhalter miteinander kombinierbar sein.
Gemäß einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf einen Werkstückhalter, insbesondere eine Werkstückpalette, zur Aufnahme und Fixierung flacher Rohlinge, insbesondere zur Herstellung rondenartiger Werkstücke mittels Mehrseitenbearbeitung, mit einem Basiskörper mit einer Ausnehmung, und mit zumindest einer Klemmbacke, die am Basiskörper befestigt und relativ zum Basiskörper beweglich ist, wobei die zumindest eine Klemmbacke in einem Klemmzustand durch zumindest ein Vorspannelement in Richtung auf den Basiskörper vorgespannt ist, um einen Rohling zwischen dem Basiskörper und der zumindest einen Klemmbacke zu klemmen, wobei ein geklemmter Rohling zumindest auf seiner ersten Flachseite, die der zumindest einen Klemmbacke zugewandt ist, zugänglich ist, und auf seiner gegenüberliegenden, zweiten Flachseite durch die Ausnehmung zugänglich ist, und wobei zwischen der zumindest einen Klemmbacke und dem Basiskörper zumindest ein fluidischer Aktuator vorgesehen ist, der mit einem Fluid beaufschlagbar ist, um in einem Freigabezustand den Basiskörper und die zumindest eine Klemmbacke auseinander zu drängen, um den geklemmten Rohling freizugeben.
Bei der Fertigung mechanischer Uhren werden derartige Rohlinge auch als „Barquettes“ bezeichnet. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen. Beispielsweise handelt es sich um Rohlinge aus Flachmaterial. Dies schließt jedoch nicht aus, dass die flachen (dünnen) Rohlinge beispielsweise von stangenartigen Halbzeugen abgesägt werden. Üblicherweise handelt es sich um metallische Rohlinge. Dies umfasst Rohlinge aus Messing, Stahl, Aluminium, Titan, aber auch aus anderen Materialien. Zuweilen werden auch keramische Materialien verwendet.
Die Rohlinge sind regelmäßig größer als die zu erzeugenden Werkstücke. Die Werkstücke werden üblicherweise in den Rohlingen durch spanabhebende Bearbeitung erzeugt und während der Bearbeitung oder in einem Folgeprozess von der umgebenden Peripherie des Rohlings getrennt. Übrig bleibt ein Reststück (beispielsweise in Form eines Rahmens oder Rands).
Die erste Flachseite kann auch als Oberseite (Vorderseite) bezeichnet werden. Die zweite Flachseite kann auch als Unterseite (Rückseite) bezeichnet werden. Dies dient erster Linie zur Veranschaulichung und ist nicht einschränkend zu verstehen. Es versteht sich, dass nach der Bearbeitung gegebenenfalls das Werkstück vom Rohling getrennt ist. Die erste Seite des Rohlings ist der Klemmbacke zugewandt. Die zweite Seite des Rohlings ist dem Basiskörper zugewandt. Die Ausnehmung im Basiskörper ist an die Abmessungen des (geplanten) Werkstücks angepasst, um dieses für Bearbeitungswerkzeuge zugänglich zu machen. Beispielhaft ist die Ausnehmung im Basiskörper etwas größer als die Abmessungen des (geplanten) Werkstücks.
Neben der Klemmung dient der Werkstückhalter in einer Ausgestaltung auch zur Ausrichtung und Lagesicherung des Rohlings, beispielsweise durch geeignete Formschlusselemente. Der Werkstückhalter eignet sich insbesondere für die spanende Bearbeitung, CNC-basierte Fräsbearbeitung und Feinbearbeitung. Dies umfasst zum Beispiel das Fräsen und das Bohren. Es versteht sich, dass die Bearbeitung und Herstellung andere Prozesse umfassen kann.
Beispielsweise handelt es sich bei den Werkstücken um Ronden für Uhren und ähnliche feinmechanische Produkte. Beispielhaft handelt es sich um Uhrenplatinen, Bodenplatten, Zahnräder, Ziffernblätter, Brücken, Kloben, Abdeckungen und Gehäuseteile für Uhren sowie vergleichbare flache Teile.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Abstützeinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Werkstück in einer Neutralstellung des Werkstückhalters zu untergreifen und abzustützen, wobei die Abstützeinheit eine verfahrbare Stützplatte aufweist, die zwischen einer Ruheposition und einer Stützposition verfahrbar ist, und wobei die Stützplatte dazu ausgebildet ist, in der Stützposition stützend an das Werkstück anzugreifen.
Die Abstützeinheit kann mit dem Werkstückhalter kombiniert werden. Auf diese Weise kann eine Bearbeitung des Werkstücks an zumindest zwei gegenüberliegenden Flachseiten, eine hohe Genauigkeit und/oder eine Möglichkeit zur vollständigen Trennung des Werkstücks von dem umgebenden Rand (Reststück) des Rohlings ermöglicht werden.
In einer beispielhaften Ausgestaltung ist die Stützplatte vertikal verfahrbar. In einer beispielhaften Ausgestaltung ist die Stützplatte horizontal verfahrbar. Es versteht sich, dass auch schräge Verfahrrichtungen vorstellbar sind, beispielsweise Bereiche zwischen 0° (vertikal) und 90° (horizontal). Es versteht sich, dass je nach konkretem Antrieb auch andere Verfahrrichtungen vorstellbar sind, beispielsweise gekrümmte Verfahrrichtungen. Insbesondere dann, wenn der Werkstückhalter an einer Schwenkachse (zum Beispiel B-Achse oder C-Achse) oder gegebenenfalls sogar an zwei miteinander gekoppelten Schwenkachsen (zum Beispiel B-Achse und C-Achse) aufgenommen ist, kann die gewünschte Flachseite in die erforderliche Orientierung für die Stützplatte gebracht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung, insbesondere für die Mehrseitenbearbeitung, von Werkstücken auf Basis von Rohlingen aus Flachmaterial, mit einem Werkstückhalter gemäß zumindest einer offenbarungsgemäßen Ausgestaltung, und mit einer Abstützeinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Werkstück in einer Neutralstellung des Werkstückhalters zu untergreifen und abzustützen, wobei die Abstützeinheit eine verfahrbare Stützplatte aufweist, die zwischen einer Ruheposition und einer Stützposition verfahrbar ist, und wobei die Stützplatte dazu ausgebildet ist, in der Stützposition stützend an das Werkstück anzugreifen.
Die Vorrichtung kann auch als Abstützvorrichtung bezeichnet werden. Die Stützplatte dient zur Abstützung des Rohlings bzw. des im Rohling gefertigten Werkstücks. Mit Hilfe der Stützplatte lassen sich Bearbeitungskräfte aufnehmen. Die Stützplatte kann dazu beitragen, Deformationen zu minimieren.
Ferner kann die Stützplatte dazu dienen, das Werkstück nach dem Trennen vom geklemmten Rand des Rohlings zu halten. Dies kann unter Nutzung der Schwerkraft erfolgen, aber auch unter Bereitstellung einer Saugkraft. Daher kann die Stützplatte von unten (vertikal) aber bedarfsweise auch seitlich (horizontal) oder schräg herangeführt werden, wenn das Werkstück entsprechend orientiert ist.
Bei Hinzunahme der Abstützeinheit kann ein Werkstück bereits während der Bearbeitung abgestützt werden, um Deformationen zu reduzieren. Beispielhaft kann das Werkstück an seiner Oberseite (der zumindest einen Klemmbacke zugewandt) bearbeitet und gleichzeitig an seiner Unterseite (dem Basiskörper bzw. der Stützplatte zugewandt) abgestützt werden, oder umgekehrt. Für bestimmte Bearbeitungsaufgabe lässt sich auf diese Weise eine Erhöhung der Genauigkeit bewirken. Die Begriffe Oberseite und Unterseite sind nicht zwingend derart zu verstehen, dass die Oberseite absolut immer oberhalb der Unterseite orientiert ist. Wesentlich ist, dass die Oberseite der Klemmbacke und die Unterseite dem Basiskörper zugewandt ist. Im Falle der Bereitstellung einer Abstützeinheit mit Stützplatte ist die Unterseite üblicherweise diejenige Seite, die von der Stützplatte kontaktiert wird, unabhängig davon, ob die Stützplatte vertikal (von unten) oder horizontal (seitlich) zugeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung zur Abstützung, insbesondere für die Mehrseitenbearbeitung, von Werkstücken auf Basis von Rohlingen aus Flachmaterial, mit einem Werkstückhalter zur Aufnahme und Fixierung flacher Rohlinge, und mit einer Abstützeinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Werkstück in einer Neutralstellung des Werkstückhalters zu untergreifen und abzustützen, wobei die Abstützeinheit eine verfahrbare Stützplatte aufweist, die zwischen einer Ruheposition und einer Stützposition verfahrbar ist, wobei die Stützplatte dazu ausgebildet ist, in der Stützposition stützend an das Werkstück anzugreifen, wobei der Werkstückhalter mit einem Basiskörper mit einer Ausnehmung und mit zumindest einer Klemmbacke versehen ist, die am Basiskörper befestigt und relativ zum Basiskörper beweglich ist, und wobei die zumindest eine Klemmbacke in einem Klemmzustand durch zumindest ein Vorspannelement in Richtung auf den Basiskörper vorgespannt ist, um einen Rohling zwischen dem Basiskörper und der zumindest einen Klemmbacke zu klemmen.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist ein geklemmter Rohling zumindest auf seiner ersten Flachseite, die der zumindest einen Klemmbacke des Werkstückhalters zugewandt ist, zugänglich, und auf seiner gegenüberliegenden, zweiten Flachseite durch die Ausnehmung des Werkstückhalters zugänglich, wenn die Stützplatte in der Ruheposition ist, wobei zwischen der zumindest einen Klemmbacke und dem Basiskörper zumindest ein fluidischer Aktuator vorgesehen ist, der mit einem Fluid beaufschlagbar ist, um in einem Freigabezustand den Basiskörper und die zumindest eine Klemmbacke auseinander zu drängen, um den geklemmten Rohling freizugeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine kompakt gestaltete Werkzeugmaschine, für die Mehrachsbearbeitung, mit einem Gestellblock, einem Y-Schlitten, der an einer Y-Führung an einer Unterseite des Gestellblocks angeordnet und relativ zum Gestellblock horizontal verfahrbar ist, einem X-Schlitten, der an einer X-Führung an einer Schrägseite des Gestellblocks angeordnet und relativ zum Gestellblock horizontal verfahrbar ist, wobei der Gestellblock als Schrägbett-Gestellblock gestaltet ist, wobei der X-Schlitten entlang einer X-Achse verfahrbar ist, die senkrecht zu einer Y-Achse orientiert ist, entlang der der Y-Schlitten verfahrbar ist, einem Z-Schlitten, der an einer Z-Führung an einer Vorderseite des X-Schlittens vertikal verfahrbar ist, einem am Y-Schlitten mittelbar oder unmittelbar aufgenommenen Drehantrieb, der einen Drehtisch mit Werkstückschnittstelle trägt, und mit zumindest einem Werkstückhalter nach zumindest einer offenbarungsgemäßen Ausgestaltung, der an der Werkstückschnittstelle befestigt ist, wobei der Werkstückhalter eine Auflagefläche für den Rohling definiert, die senkrecht zum Drehtisch orientiert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine kompakt gestaltete Werkzeugmaschine, für die Mehrachsbearbeitung, mit einem Gestellblock, einem Y-Schlitten, der an einer Y-Führung an einer Unterseite des Gestellblocks angeordnet und relativ zum Gestellblock horizontal verfahrbar ist, einem X-Schlitten, der an einer X-Führung an einer Schrägseite des Gestellblocks angeordnet und relativ zum Gestellblock horizontal verfahrbar ist, wobei der Gestellblock als Schrägbett-Gestellblock gestaltet ist, wobei der X-Schlitten entlang einer X-Achse verfahrbar ist, die senkrecht zu einer Y-Achse orientiert ist, entlang der der Y-Schlitten verfahrbar ist, einem Z-Schlitten, der an einer Z-Führung an einer Vorderseite des X-Schlittens vertikal verfahrbar ist, einem am Y-Schlitten mittelbar oder unmittelbar aufgenommenen Drehantrieb, der einen Drehtisch mit Werkstückschnittstelle trägt, und mit zumindest einer Vorrichtung mit Abstützeinheit und Werkstückhalter nach zumindest einer offenbarungsgemäßen Ausgestaltung, wobei der Werkstückhalter an der Werkstückschnittstelle befestigt ist und eine Auflagefläche für den Rohling definiert, die senkrecht zum Drehtisch orientiert ist.
In bestimmten Ausführungsformen ist der Y-Schlitten hängend unter dem Gestellblock gelagert. Dies hat den Vorteil, dass bei kompakten Abmessungen eine hohe Steifigkeit erzielt wird.
In beispielhaften Ausgestaltungen handelt es sich um eine kompakt gestaltete Werkzeugmaschine mit einem Arbeitsraum, der kleiner als 250 mm x 250 mm x 250 mm ist. In beispielhaften Ausgestaltungen ist der Arbeitsraum der Werkzeugmaschine kleiner als 200 mm x 200 mm x 200 mm. In beispielhaften Ausgestaltungen ist der Arbeitsraum der Werkzeugmaschine kleiner als 150 mm x 150 mm x 150 mm. In beispielhaften Ausgestaltungen ist der Arbeitsraum der Werkzeugmaschine kleiner als 100 mm x 100 mm x 100 mm. In beispielhaften Ausgestaltungen ist der Arbeitsraum der Werkzeugmaschine kleiner als 75mm x 75 mm x 75 mm. Diese Angaben betreffen insbesondere die möglichen Vorschübe (Verfahrwege) entlang der X, Y sowie der Z-Achse. Der Arbeitsraum kann würfelförmig gestaltet sein. Es sind jedoch auch quaderförmige Bauräume denkbar, deren Verfahrwege in X, Y sowie Z nicht einheitlich sind.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst die Werkzeugmaschine einen ersten Drehantrieb und einen zweiten Drehantrieb, der durch den ersten Drehantrieb rotierbar ist und den Drehtisch umfasst, wobei die Werkstückschnittstelle durch den Drehtisch um eine senkrecht zum Drehtisch orientierte Achse rotierbar ist, und wobei die Drehachsen des ersten und zweiten Drehantriebs senkrecht zueinander orientiert sind. Die beiden Drehantriebe bilden beispielhaft eine B-Achse und eine C-Achse der Werkzeugmaschine.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Bearbeitung flacher, rondenartiger Werkstücke, insbesondere mittels Mehrseitenbearbeitung, mit den folgenden Schritten:

- Bereitstellung einer Werkzeugmaschine, die zur Mehrseitenbearbeitung befähigt ist,
- Bereitstellung zumindest eines Werkstückhalters gemäß zumindest einer offenbarungsgemäßen Ausgestaltung,
- Bereitstellung zumindest eines flachen Rohlings zur Aufnahme am Werkstückhalter,
- Aktivieren des zumindest einen fluidischen Aktuators, um den Werkstückhalter in einen Freigabezustand zu bringen,
- Aufnahme des flachen Rohlings am Werkstückhalter,
- Deaktivieren des zumindest einen fluidischen Aktuators, um den Werkstückhalter in einen Klemmzustand zu bringen, und
- spanabhebende Bearbeitung des Rohlings, insbesondere Mehrseitenbearbeitung, zur Ausbildung eines Werkstücks.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung umfasst das Verfahren ferner den Schritt des erneuten Aktivierens des zumindest einen fluidischen Aktuators, nach der spanabhebenden Bearbeitung, um den Werkstückhalter in einen Freigabezustand zu bringen, um das Werkstück und/oder ein Reststück des Rohlings vom Werkstückhalter lösen zu können.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung umfasst das Verfahren ferner zumindest einen der folgenden Schritte:

- Bereitstellung einer Vorrichtung gemäß zumindest einer offenbarungsgemäßen Ausgestaltung, insbesondere einer Abstützeinheit mit einer Stützplatte,
- Ansteuerung der Werkzeugmaschine, um den Werkstückhalter in eine Neutralstellung zu bringen, und
- Ansteuerung der Abstützeinheit, um die Stützplatte in eine Stützposition zu bringen, um das Werkstück stützend zu untergreifen.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung umfasst das Verfahren ferner, während die Stützplatte das Werkstück kontaktiert, ein Bearbeiten des Werkstücks von der der Stützplatte gegenüberliegenden Seite. Die Stützplatte findet eine übermäßige Verformung.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung umfasst das Verfahren ferner, während die Stützplatte das Werkstück kontaktiert, ein vollständiges Trennen des Werkstücks von der umgebenden Peripherie des Rohlings. Die Stützplatte sichert das Werkstück.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung umfasst das Verfahren ferner ein Aktivieren einer Ansaugeinheit, um das Werkstück an die Stützplatte anzusaugen. Auf diese Weise kann das Werkstück mit einer bestimmten Haltekraft fest an der Stützplatte gehalten werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Bearbeitung flacher, rondenartiger Werkstücke, insbesondere mittels Mehrseitenbearbeitung, mit den folgenden Schritten:

- Bereitstellung einer Werkzeugmaschine, die zur Mehrseitenbearbeitung befähigt ist,
- Bereitstellung zumindest einer Vorrichtung mit Werkstückhalter und mit Abstützeinheit gemäß zumindest einer offenbarungsgemäßen Ausgestaltung,
- Bereitstellung zumindest eines flachen Rohlings zur Aufnahme am Werkstückhalter,
- Aufnahme des flachen Rohlings am Werkstückhalter und Fixierung des flachen Rohlings am Werkstückhalter im Klemmzustand des Werkstückhalters,
- Ansteuerung der Werkzeugmaschine, um den Werkstückhalter in eine Neutralstellung zu bringen,
- Ansteuerung der Abstützeinheit, um die Stützplatte in eine Stützposition zu bringen, um das Werkstück stützend zu untergreifen, und
- spanabhebende Bearbeitung des Rohlings zur Ausbildung eines Werkstücks, ferner aufweisend, während die Stützplatte das Werkstück kontaktiert, Bearbeiten des Werkstücks von der der Stützplatte gegenüberliegenden Seite.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner zumindest einen der folgenden Schritte:

- vollständiges Trennen des Werkstücks von der umgebenden Peripherie des Rohlings, während die Stützplatte das Werkstück kontaktiert, und
- Aktivieren einer Ansaugeinheit, um das Werkstück an die Stützplatte anzusaugen.

Die Aktivierung der Ansaugeinheit kann erfolgen bevor das Werkstück vom umgebenden Reststück des Rohlings getrennt wird.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters überwindet der fluidische Aktuator im Freigabezustand die durch das zumindest eine Vorspannelement aufgebrachte Kraft. Das Auseinanderdrängen des Basiskörpers und der zumindest einen Klemmbacke erfolgt gegen die Kraft des zumindest einen Vorspannelements. Der Basiskörper kann einstückig oder mehrstückig gestaltet sein. Der Basiskörper kann grundsätzlich auch als Basisgestell gestaltet oder bezeichnet werden.
Der geklemmte Abschnitt des Rohlings (Rand bzw. Peripherie) ist üblicherweise ein Abfallprodukt, wogegen das Werkstück abgetrennt bzw. herausgetrennt wird. Es verbleibt ein Reststück. Diese Separierung erfolgt üblicherweise gegen Ende des Bearbeitungsprozesses. Dies kann beispielsweise ein vollständiges oder nahezu vollständiges Ausschneiden einer Kreiskontur (durch Erzeugung ringabschnittsförmiger Ausnehmungen) umfassen, wobei Stege zur Verbindung mit der Peripherie stehen bleiben, die gegen Ende der Bearbeitung durchgetrennt werden, um das Werkstück von der Peripherie zu trennen. Das Werkstück kann also eine Kreisform aufweisen, sind jedoch auch Werkstücke mit rechteckiger Form, Tonnenform, ovaler Form und Ähnliches vorstellbar.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist der Rohling im Klemmzustand autark gehalten, wobei der Werkstückhalter vorzugsweise mit geklemmtem Rohling handhabbar ist. Mit anderen Worten ist keine externe Energieversorgung erforderlich, um den Rohling sicher und dauerhaft zu klemmen.
Beispielhaft umfasst der Werkstückhalter ein als Palette bezeichnetes Montagestück zur Befestigung an einer Rotationsachse oder Schwenkachse einer Werkzeugmaschine. Gleichwohl kann das Montagestück auch zur Ablage des Werkstückhalters in einem Speicher oder einem Puffer dienen. Das Montagestück kann ferner auch zur Ablage in einem Tablar oder einem ähnlichen Ladehilfsmittel genutzt werden. Mit einem solchen Montagestück lässt sich der Werkstückhalter beispielsweise mit einer Rotationsachse (A-Ache, B-Achse oder C-Achse) einer Werkzeugmaschine koppeln. Dort ist beispielsweise eine Werkstückschnittstelle vorgesehen, die für die Ankopplung genutzt wird. Das Montagestück kann auch für die Handhabung mit einem Roboter oder ähnlichen Handhabungsmechanismen ausgestaltet sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung weist der Werkstückhalter zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken auf, wobei jede Klemmbacke zwei Vorspannelemente umfasst. Auf diese Weise ist der geklemmte und eingespannte Rohling zwischen den beiden Backen gut zugänglich.
In einer beispielhaften Ausgestaltung sind die beiden Backen in Bezug auf eine Schwenkachse (C-Achse oder B-Achse) für den Werkstückhalter einander gegenüberliegend und gegebenenfalls symmetrisch zueinander angeordnet und voneinander beabstandet, um den Rohling an seiner ersten Flachseite zugänglich zu halten.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist der Basiskörper zur Aufnahme genau eines Rohlings mit genau einem Platz für ein rondenartiges Werkstück ausgebildet. Gemäß dieser Ausgestaltung eignet sich der Werkstückhalter für Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren mit kleinen Arbeitsräumen, beispielsweise mit Arbeitsräumen mit möglichen Verfahrwegen in X, Y und Z von jeweils weniger als 250 mm.
In einer beispielhaften Ausgestaltung betragen die Verfahrwege im Arbeitsraum in X, Y und Z jeweils weniger als 200 mm. In einer beispielhaften Ausgestaltung betragen die Verfahrwege im Arbeitsraum in X, Y und Z jeweils weniger als 150 mm. In einer beispielhaften Ausgestaltung betragen die Verfahrwege im Arbeitsraum in X, Y und Z jeweils weniger als 100 mm. In einer beispielhaften Ausgestaltung betragen die Verfahrwege im Arbeitsraum in X, Y und Z jeweils weniger als 75 mm. Mit derart kompakt gestalteten Werkzeugmaschinen lassen sich gleichwohl typische Bauteile für die Uhrenindustrie und vergleichbare feinmechanische Bauteile fertigen.
Aufgrund der Miniaturisierung ist eine hohe Dynamik und schlussendlich eine hohe Leistungsfähigkeit gegeben. Ferner ist eine derartige Werkzeugmaschine hoch flexibel einsetzbar, im Fall der Fälle können Bauteile mit der Losgröße 1 mit hoher Effizienz hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist das zumindest eine Vorspannelement als Druckfeder und insbesondere als Schraubendruckfeder gestaltet, wobei das zumindest eine Vorspannelement an einem Führungsbolzen geführt ist, um den Basiskörper und die zumindest eine Klemmbacke zusammenzudrücken.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist der Führungsbolzen des zumindest einen Vorspannelements fest mit der zumindest einen Klemmbacke verbunden, wobei sich das zumindest eine Vorspannelement zwischen einem Bund an einem von der Klemmbacke abgewandten Ende des Führungsbolzens und einer gegenüberliegenden Anlagefläche des Basiskörpers erstreckt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist neben dem zumindest einen Führungsbolzen für das Vorspannelement zumindest ein Führungsstift vorgesehen, der sich zwischen der zumindest einen Klemmbacke und dem Basiskörper erstreckt, und der zumindest mit einem Ende in einer Führungsausnehmung verfahrbar ist, wenn die zumindest eine Klemmbacke und der Basiskörper aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Am anderen Ende ist der Führungsstift fixiert, so dass sich eine Linearführung mit begrenztem Hub ergibt. Die Führungsausnehmung ist an den Durchmesser des Führungsstifts angepasst, um eine gute Beweglichkeit und gleichwohl eine genaue Führung zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist am Basiskörper ein Adapterstück angeordnet, das eine Auflagefläche für den Rohling in Richtung auf den Basiskörper bereitstellt, wobei das Adapterstück eine sich an die Ausnehmung im Basiskörper anschließende Aussparung aufweist, und wobei die Aussparung des Adapterstücks vorzugsweise seitlich für ein Bearbeitungswerkzeug zugänglich ist.
Auf diese Weise kann der Rohling bzw. das im Rohling auszubildende Werkstück auch an einer dritten Seite bearbeitet werden, etwa an einem Umfangsabschnitt. In diesem Bereich liegt der Rohling nicht an der zumindest einen Klemmbacke, nicht am Basiskörper und nicht am Adapterstück an.
Zusätzlich oder alternativ kann ein Bearbeitungswerkzeug radial oder seitlich auf das rondenartige Werkstück zugeführt werden. Wenn das Adapterstück in diesem Bereich ausgespart ist, so kann beispielsweise ein Werkzeug zugeführt werden, dessen Spitze über die Dicke des (flachen) Werkstücks hinausragt.
In einer beispielhaften Konfiguration ist das Adapterstück fest mit dem Basiskörper verbunden. Das Adapterstück erlaubt die radiale Zugänglichkeit des rondenartigen Werkstücks, weil im Bereich der dortigen Aussparung der Rohling nicht flächig aufliegt.
In einer beispielhaften Ausgestaltung ist das Adapterstück bauteilspezifisch angepasst. Mit anderen Worten kann das Adapterstück bei einer gegebenen Basiskonfiguration des Werkstückhalters zur Anpassung an verschiedene Werkstücke bzw. verschiedene Bearbeitungszustände angepasst werden. Mit anderen Worten ist das Adapterstück also beispielsweise hufeisenförmig gestaltet, um einerseits eine große Auflagefläche bereitzustellen und andererseits eine Zugänglichkeit der aufliegenden Flachseite des Rohlings sowie zumindest in einem begrenzten Abschnitt die seitliche Bearbeitung zu erlauben.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist der fluidische Aktuator zwischen zwei Vorspannelementen angeordnet, die einer Klemmbacke zugeordnet sind. Insbesondere handelt es sich um einen pneumatischen Aktuator. Es versteht sich, dass auch hydraulische Aktuatoren vorstellbar sind. Der fluidische Aktuator umfasst zumindest zwei relativ zueinander beweglich Bauteile, wobei die Bewegung durch ein Fluid (Druckmittel) erzeugt wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist der fluidische Aktuator temporär mit dem Fluid beaufschlagbar, um den Rohling einzusetzen oder zu lösen, wobei sich der Werkstückhalter im Klemmzustand befindet, wenn kein Fluid anliegt. Dies hat den Vorteil, dass ein Anschluss an eine Fluidversorgung nur zeitweise erforderlich ist. Die eigentliche Klemmkraft im Klemmzustand wird durch die integrierten Vorspannelemente bereitgestellt, ohne dass eine externe Energieversorgung notwendig ist.
Das Überwinden der Vorspannelemente zur Freigabe erfolgt üblicherweise dann, wenn der Werkstückhalter zur Bearbeitung an der Werkzeugmaschine oder auf einem Rüstplatz definiert gehalten ist. Dort kann dann temporär ein Druckmittel zur Betätigung des fluidischen Aktuators bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters ist der Basiskörper mit einem Montagestück verbunden, das an einem Drehtisch einer Werkzeugmaschine aufnehmbar ist.
Der Drehtisch ist beispielhaft Bestandteil einer B-Achse oder einer C-Achse einer Werkzeugmaschine. Der Drehtisch umfasst eine Werkstückschnittstelle, die optional zur Bereitstellung eines Druckmittels (beispielsweise Druckluft) ausgestaltet ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird das Werkstück nicht direkt an der Werkstückschnittstelle aufgenommen. Stattdessen wird das Werkstück im Werkstückhalter platziert, der auch als Palette bezeichnet werden kann. Der Werkstückhalter wird sodann an der Werkstückschnittstelle platziert.
Der Begriff Drehtisch umfasst auch Schwenktische. Je nach Gestaltung der Werkzeugmaschine und tatsächlicher Bearbeitungsaufgabe genügt eine 180° Drehung des Werkstücks, um die erste und die zweite Flachseite in eine Bearbeitungsposition zu bringen, zumindest in beispielhaften Ausgestaltungen.
Sofern auch eine Bearbeitung an der Schmalseite erforderlich ist, ist in bestimmten Ausgestaltungen eine 90° Drehung erforderlich. Auf diese Weise kann der Rohling bzw. das Werkstück derart ausgerichtet werden, dass das Werkzeug mit seiner Längsachse parallel zur Flachseite und senkrecht zur Schmalseite orientiert ist. Andere Orientierungen sind vorstellbar.
In einer beispielhaften Ausgestaltung erfolgt die Bearbeitung auf einer Maschine mit 4 Achsen oder einer Maschine mit 5 Achsen. Dies umfasst üblicherweise drei translatorische Achsen und eine oder zwei Schwenkachsen. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen.
Die Bearbeitung von Uhrenplatinen und ähnlichen feinmechanische Bauteile ist beispielsweise mit einer Maschine mit vier angetriebenen Achsen (drei translatorische Achsen und eine rotatorische Achse) und mit einer Maschine mit fünf angetriebenen Achsen (drei translatorische Achsen und zwei rotatorische Achsen) vorstellbar.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Werkstückhalters weist das Montagestück einen Druckmittelanschluss auf, insbesondere einen pneumatischen Druckmittelanschluss, um den Werkstückhalter im montierten Zustand an eine Druckmittelversorgung zur Betätigung des fluidischen Aktuators anzukoppeln. Auf diese Weise kann das Montagestück automatisch an eine Fluidleitung angekoppelt werden, wenn das Montagestück beispielsweise an einem Drehtisch einer Werkzeugmaschine oder einem Rüstplatz montiert wird.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung stellt der Werkstückhalter eine Auflagefläche für den zumindest einen Rohling bereit, die parallel zu einer Drehachse eines Drehtisches orientiert ist, wobei der Werkstückhalter vorzugsweise symmetrisch zu einer durch die Drehachse verlaufenden Mittelebene gestaltet ist.
Bei der Mittelebene handelt es sich in einem Ausführungsbeispiel um eine Ebene durch die Drehachse, wobei die Ebene senkrecht zur Auflagefläche ist. Mit anderen Worten „steht“ der Werkstückhalter mit dem Rohling auf dem Drehtisch (zum Beispiel C-Achse oder B-Achse) der Werkzeugmaschine.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Abstützeinheit dazu ausgebildet, ein von einem umgebenden Reststück getrenntes Werkstück nach der Bearbeitung zu halten. Auf diese Weise kann das Werkstück vollständig vom Rand des Rohlings getrennt und definiert abgeführt werden. Mit anderen Worten kann die Bearbeitung vollständig erfolgen und auch eine Trennung des Werkstücks von der umgebenden Peripherie des Rohlings sowie vom Werkstückhalter umfassen. Das Werkstück kann in diesem Zusammenhang definiert mit der Abstützeinheit gestützt und gehalten werden. Es kann sich eine kontrollierte Handhabung anschließen. Das Werkstück kann kontrolliert aus dem Arbeitsraum abgeführt (ausgeschleust) werden.
Die Stützplatte kann dazu beitragen, das Werkstück abzustützen und zu versteifen, wenn bereits ein gewisser Bearbeitungsfortschritt erreicht wurde. Dies geht üblicherweise mit einer Reduzierung der inhärenten Steifigkeit des (flachen) Materials einher.
Demgemäß erfordert das Trennen des Werkstücks vom Rand des Rohlings keine separate Vorrichtung, zumindest in beispielhaften Ausgestaltungen. Stattdessen kann ein konventionelles Bearbeitungswerkzeug, das in der Spindel der Werkzeugmaschine aufgenommen ist, verwendet werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung kontaktiert die Stützplatte das Werkstück durch die Ausnehmung des Basiskörpers hindurch. Mit anderen Worten ist die Stützplatte ähnlich einer Matrize gestaltet und an die Kontur der zweiten Flachseite (beispielsweise Unterseite oder Rückseite) des Werkstücks angepasst.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Stützplatte eine Ansaugkontur auf, wobei die Stützplatte mit einer Fluidversorgung verbindbar ist, um das Werkstück bedarfsweise fluidisch anzusaugen und zu halten.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Werkstück während des vollständigen Separierens von der umgebenden Peripherie des Rohlings, und im Anschluss daran, definiert und mit hinreichend hoher Kraft gehalten ist. Das Separieren umfasst beispielsweise das Trennen verbliebener Stützarme zwischen dem Werkstücktisch und der im Werkstückhalter geklemmten Peripherie des Rohlings. Das Werkstück kann auf diese Weise vom Werkstückhalter gelöst und definiert gehalten werden.
Bei Verwendung einer pneumatischen Ansaugung ist die Fluidversorgung dazu ausgestaltet, im Bereich der Ansaugkontur einem Unterdruck zu erzeugen. Der Begriff Fluidversorgung ist daher nicht einschränkend zu verstehen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Stützplatte Formschlusselemente zur formschlüssigen Aufnahme des Werkstücks auf. Üblicherweise werden im Werkstück bei der Bearbeitung Ausnehmungen und sonstige Konturen erzeugt. Die Stützplatte kann zumindest abschnittsweise als Negativ des Werkstücks gestaltet sein, so dass das Werkstück hochgenau untergriffen und abgestützt werden kann.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Abstützeinheit einen Lineartrieb, insbesondere umfassend zumindest einen Zylinder, der die Stützplatte zwischen der Ruheposition und der Stützposition verfährt. In einer beispielhaften Ausgestaltung handelt es sich um einen fluidischen Lineartrieb. In einer beispielhaften Ausgestaltung handelt es sich um eine Vertikalbewegung. In einer beispielhaften Ausgestaltung handelt es sich um eine Horizontalbewegung. Abweichende Bewegungsrichtungen sind vorstellbar.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Abstützeinheit ein Gehäuse, wobei das Gehäuse in der Ruheposition die Stützplatte und den Lineartrieb beherbergt, wobei die Stützplatte in der Stützposition aus dem Gehäuse herausgefahren ist, und wobei vorzugsweise das Gehäuse in der Ruheposition die Stützplatte vor Bearbeitungsabrieb schützt.
Mit anderen Worten ist das Gehäuse ähnlich einem Köcher mit Deckel gestaltet. Eine obere Abdeckung durch einen Deckel hat den Vorteil, dass keine Späne in das Gehäuse fallen, wenn das Gehäuse geschlossen ist. Mit anderen Worten ist gemäß dieser Ausgestaltung das Gehäuse während der Bearbeitung zunächst geschlossen, gegen Ende der Bearbeitung öffnet das Gehäuse, so dass die Stützplatte herausfahren kann.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist ferner zumindest ein Lagesicherungselement vorgesehen, das in der Stützposition die Stützplatte mit dem Werkstückhalter verbindet. Das zumindest eine Lagesicherungselement sorgt für die gewünschte Relativorientierung zwischen Stützplatte und Werkstückhalter sowie im Ergebnis zwischen Stützplatte und Werkstück. Das zumindest eine Lagesicherungselement ist beispielhaft als Orientierungsnase gestaltet. Es ist auch eine Gestaltung als Rastelement vorstellbar, beispielsweise als federunterstütztes oder anderweitig betätigtes Rastelement. Der Stützplatte und dem Werkstückhalter sind aneinander angepasst Lagesicherungselemente zugeordnet.
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden Gestaltungen eines Werkstückhalters und Gestaltungen einer Abstützeinheit beschrieben. Der Werkstückhalter und die Abstützeinheit können unabhängig voneinander bei einer Werkzeugmaschine zur Herstellung und Bearbeitung flacher Werkstücke zur Anwendung kommen. Es ist jedoch auch eine kombinierte Anwendung denkbar. Die im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschriebene Vorrichtung kann auch als Abstützvorrichtung beschrieben werden. Die Abstützvorrichtung umfasst regelmäßig die Abstützeinheit. In bestimmten Ausgestaltungen umfasst die Abstützvorrichtung zusätzlich einen offenbarungsgemäßen Werkstückhalter. Es ist vorstellbar, dass eine Abstützvorrichtung eine offenbarungsgemäße Abstützeinheit mit einem nicht offenbarungsgemäß gestalteten Werkstückhalter kombiniert. Ferner ist auch die Kombination eines offenbarungsgemäß gestalteten Werkstückhalters mit einer nicht offenbarungsgemäß gestalteten Abstützeinheit vorstellbar.
Es versteht sich, dass ein offenbarungsgemäßer Werkstückhalter und/oder eine offenbarungsgemäße Abstützeinheit mit verschiedenartigen Werkzeugmaschinen verwendbar sind, die die erforderlichen Achsen für die Bearbeitung der Werkstücke bereitstellen. Es kann sich beispielsweise um Fahrständermaschinen, Portalmaschinen, Gantry-Maschinen, Fahrportal-Maschinen und Ähnliches handeln, die drei senkrecht zueinander orientierte translatorische Achsen und zumindest eine Rotationsachse (auch zwei Rotationsachsen sind vorstellbar) aufweisen. Daher bezieht sich die vorliegende Offenbarung ausdrücklich auch auf eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken auf Basis flacher Rohlinge mit einem Werkstückhalter und/oder einer Abstützeinheit gemäß zumindest einer hierin beschriebenen Ausgestaltung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Erläuterung mehrerer beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

1: eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine mit Werkstückhalter;
2: eine weitere Ansicht der Werkzeugmaschine unter Auslassung von in 1 gezeigten Komponenten;
3: eine Ansicht eines flachen Rohlings, auf dessen Basis ein Werkstück erzeugt wird;
4: eine vergrößerte Teildarstellung der Werkzeugmaschine gemäß 1 und 2 zur Veranschaulichung des Werkstückhalters und einer Abstützeinheit;
5: eine weitere Detaildarstellung auf Basis von 4 zur Veranschaulichung der Abstützeinheit;
6: eine weitere Detaildarstellung auf Basis von 4 und 5 zur Veranschaulichung des Zusammenwirkens zwischen Werkstückhalter und Abstützeinheit;
7: eine Draufsicht auf einen Werkstückhalter, in den eine Stützplatte zur Abstützung eines Werkstücks eingerückt ist;
8: eine weitere Draufsicht auf einen Werkstückhalter;
9 eine frontale Teilschnittansicht des Werkstückhalters entlang der Linie IX-IX in 8 zur Veranschaulichung eines Freigabezustands;
10 eine weitere frontale Teilschnittansicht des Werkstückhalters entlang der Linie IX-IX in 8 zur Veranschaulichung eines Klemmzustands;
11 eine seitliche Ansicht eines Werkstückhalters;
12 eine auf 11 basierende seitliche Schnittansicht des Werkstückhalters entlang der Linie XII-XII in 8 zur Veranschaulichung eines Aktuators;
13 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung flacher, rondenartiger Werkstücke; und
14 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung flacher, rondenartiger Werkstücke.

1 veranschaulicht anhand einer perspektivischen Darstellung eine beispielhafte Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine 10, die sich zur Herstellung kompakter feinmechanischer Bauteile eignet. 2 zeigt eine korrespondierende Darstellung zur Veranschaulichung einer Kernmaschine 12 der Werkzeugmaschine 10.
Die Werkzeugmaschine 10 umfasst einen Stützrahmen 14, der im Ausführungsbeispiel auf einem Untergestell 16 gelagert ist. Die Kernmaschine 12 umfasst einen Gestellblock 18. Der Gestellblock 18 ist über Lagerpunkte 20 am Stützrahmen 14 gelagert. Beispielhaft sind vier derartiger Lagerpunkte 20 vorgesehen. Die Kernmaschine 12 ist derart gestaltet, dass Verfahrantriebe der Werkzeugmaschine 10 direkt oder indirekt am kompakten Gestellblock 18 gelagert sind. Dies führt zu einer günstigen Krafteinleitung. Mit anderen Worten müssen der Stützrahmen 14 und das Untergestell 16 im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 üblicherweise lediglich Gewichtskräfte aufnehmen, nicht jedoch Reaktionskräfte, die während der Bearbeitung auftreten. Der kompakte Gestellblock 18 erlaubt eine platzsparende Gestaltung der Kernmaschine 12 und der gesamten Werkzeugmaschine 10, zumindest in der anhand der 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform.
In den 1 und 2 ist ferner aus Veranschaulichungsgründen ein kartesisches Koordinatensystem X-Y-Z angedeutet. Die Zuordnung der Achsen erfolgt gemäß üblichen Konventionen im Bereich der Werkzeugmaschinen. Die X-Achse beschreibt üblicherweise eine Seitenerstreckung. Die Y-Achse beschreibt üblicherweise eine Tiefenerstreckung. Die Z-Achse beschreibt üblicherweise eine Höhenerstreckung (Vertikale). Die X-Achse und die Y-Achse sind üblicherweise horizontal orientiert. Die Achsen X-Y-Z stehen üblicherweise rechtwinklig aufeinander.
Eine sogenannte A-Achse beschreibt üblicherweise Rotationsbewegungen um die X-Achse. Eine B-Achse beschreibt üblicherweise Rotationsbewegungen um die Y-Achse. Eine C-Achse beschreibt üblicherweise Rotationsbewegungen um die Z-Achse. Sofern eine Drehachse (oder Schwenkachse) in einer kinematischen Kette direkt oder indirekt durch eine andere Drehachse (oder Schwenkachse) gehalten und rotierbar ist, verändert sich üblicherweise diese Zuordnung. Dies ist dem Fachmann bekannt.
Die Werkzeugmaschine 10 gemäß den 1 und 2 ist als sogenannte Fünfachs-Maschine gestaltet, wobei drei translatorische Achsen (X, Y, Z) und zwei rotatorische Achsen (zum Beispiel B-Achse und C-Achse) vorgesehen sind. Es ist grundsätzlich auch eine Gestaltung als Vierachs-Maschine vorstellbar, wobei dann üblicherweise nur eine rotatorische Achse (zum Beispiel B-Achse) vorgesehen ist. Im Bereich der Werkzeugmaschinen umfasst der Begriff Achse üblicherweise eine Baugruppe mit zwei relativ zueinander beweglichen Achsen, entsprechender Führung/Lagerung sowie einen zugehörigen Antrieb. Es versteht sich, dass der Fachmann auch andere Achszuordnungen kennt und diese bei Bedarf transformieren kann.
Die Kernmaschine 12 umfasst einen X-Schlitten 22, der am Gestellblock 18 in der X-Richtung linear verfahrbar gelagert ist, vergleiche auch einen mit 50 bezeichneten Doppelpfeil in 2. Zur Bewegung des X-Schlittens 22 ist ein Antrieb 24 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 ist der X-Schlitten 22 an einer Schrägseite 26 des Gestellblocks 18 geführt. Mit anderen Worten stellt der Gestellblock 18 ein Schrägbett für den X-Schlitten 22 bereit. Beispielhaft ist die Schrägseite 26 um 30° bis 60° gegenüber einer Vertikalebene geneigt, die durch die Achsen X und Z definiert ist.
Ferner ist ein Y-Schlitten 28 vorgesehen, der am Gestellblock 18 in der Y-Richtung linear verfahrbar gelagert ist, vergleiche auch einen mit 52 bezeichneten Doppelpfeil in 2. Zur Bewegung des Y-Schlittens 28 ist ein Antrieb 30 vorgesehen, vergleiche 2. Mit anderen Worten hängt der Y-Schlitten 28 an einer Unterseite 34 des Gestellblocks 18. Dies führt zu der gewünschten kompakten Gestaltung des Gestellblocks 18. Reaktionskräfte, die bei der Bearbeitung entstehen, werden auf kurzem Wege durch den Gestellblock 18 hindurch geleitet. Der Stützrahmen 14 und das Untergestell 16 dienen primär als Podest für den Gestellblock 18. Die Steifigkeit der Werkzeugmaschine 10 hängt primär von der Steifigkeit der Kernmaschine 12 ab, insbesondere von der Steifigkeit des Gestellblocks 18.
Die Kernmaschine 12 umfasst ferner einen Z-Schlitten 32, der am Gestellblock 18 in der Z-Richtung linear verfahrbar gelagert ist, vergleiche auch einen mit 54 bezeichneten Doppelpfeil in 2. Zur Bewegung des Z-Schlittens 32 ist ein Antrieb 36 vorgesehen.
Dem Y-Schlitten ist ferner ein Drehantrieb 40 zugeordnet, der auch als B-Antrieb oder B-Achse bezeichnet werden kann. Im Ausführungsbeispiel trägt der Drehantrieb 40 einen weiteren Drehantrieb 42, der auch als C-Antrieb oder C-Achse bezeichnet werden kann. Bei den Drehantrieben 40, 42 kann es sich um rotatorische Antriebe handeln, beispielsweise um Drehantriebe oder Schwenkantriebe. Die mögliche Schwenkbewegung des Drehantriebs 40 wird durch einen gekrümmten Doppelpfeil 56 in 2 angedeutet. Die mögliche Schwenkbewegung des Drehantriebs 42 wird durch einen gekrümmten Doppelpfeil 58 in 2 angedeutet.
Die Pfeile 50, 52, 54, 56, 58 in 2 veranschaulichten insgesamt fünf Bewegungsachsen. Im Ausführungsbeispiel sind die Achsen 50 und 54 Werkzeugachsen, die das Werkzeug verfahren. Hingegen sind die Achsen 52, 56 und 58 Werkstückachsen, die das Werkstück verfahren. In 1 ist ferner mit 48 eine Steuereinrichtung für die Werkzeugmaschine 10 angedeutet. Die Werkzeugmaschine 10 verfügt regelmäßig über eine NC oder CNC Steuerung.
Im Ausführungsbeispiel trägt der Z-Schlitten 32 einen Werkzeughalter 44, an dem ein Bearbeitungswerkzeug 46 aufgenommen ist. Bei dem Bearbeitungswerkzeug 46 handelt es sich beispielsweise um einen Fräser, einen Bohrer und dergleichen. Es versteht sich, dass während der Bearbeitung ein Werkzeugwechsel erfolgen kann. Der Werkzeughalter 44 ist Bestandteil einer Werkzeugspindel (in den 1 und 2 nicht explizit dargestellt) mit einem Antrieb für das Bearbeitungswerkzeug 46. Auf diese Weise kann das Bearbeitungswerkzeug 46 um seine Längsachse (im Ausführungsbeispiel vertikale Achse) rotiert werden. Andere Gestaltungen sind vorstellbar.
Am Drehantrieb 42 (zum Beispiel C-Achse) ist ein Werkstückhalter 60 befestigt. Ein daran aufgenommenes Werkstück kann über die Achsen 52, 56, 58 bewegt werden. Der Werkstückhalter 60 kann auch als Palette oder Werkstückpalette bezeichnet werden. Je nach konkreter Gestaltung und Ansteuerung kann die B-Achse (Pfeil 56) und/oder die C-Achse (Pfeil 58) genutzt werden, um den Werkstückhalter 60 um 180° zu drehen. Mit anderen Worten kann auf diese Weise der Werkstückhalter 60 mit dem Werkstück gewendet werden, um Werkstücke auf zumindest zwei Seiten bearbeiten zu können.
In einer beispielhaften Ausgestaltung auf Basis der mit fünf angetriebenen Achsen 50, 52, 54, 56, 58 versehenen Werkzeugmaschine 10 gemäß 1 und 2 kann auf den Drehantrieb 42 (C-Achse 58) verzichtet werden, wenn der Werkstückhalter 62 stattdessen direkt am Drehantrieb 40 (B-Achse 56) befestigt wird.
Der Werkstückhalter 60 kann Bestandteil einer Abstützvorrichtung 70 sein, die ferner eine Abstützeinheit 62 umfasst. Die Abstützeinheit 62 dient bedarfsweise zur temporären Abstützung eines zu bearbeitenden Werkstücks, wenn der Werkstückhalter 60 eine bestimmte Lage (beispielsweise: Neutrallage) eingenommen hat. Dies ist zum Beispiel dann von Vorteil, wenn dünne Werkstücke mit hoher Genauigkeit erzeugt werden sollen.
Der Werkstückhalter 60 und die Abstützeinheit 62 können unabhängig voneinander implementiert werden. In bestimmten Ausführungsformen und für bestimmte Anwendungen werden der Werkstückhalter 60 und die Abstützeinheit 62 miteinander kombiniert. Auf diese Weise kann sich eine Abstützvorrichtung 70 mit Abstützeinheit 62 und Werkstückhalter 60 ergeben.
Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst die Abstützeinheit 62 ein Gehäuse 64 sowie einen Deckel 66, der das Gehäuse 64 in Richtung auf den Werkstückhalter 60 abschließt. Der Deckel 66 lässt sich bedarfsweise öffnen, um Elemente der Abstützeinheit 62 in Richtung auf den Werkstückhalter 60 verfahren zu können. Im geschlossenen Zustand verhindert der Deckel 66 das Eindringen von Spänen und dergleichen.
Die Abstützeinheit 62 umfasst eine Basis 74, die gestellfest mit der Werkzeugmaschine 10 verbunden ist. Die Basis 74 trägt einen durch einen Antrieb 80 verfahrbaren Träger 76, vergleiche den Doppelpfeil 82 in 2. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Träger 76 vertikal verfahrbar. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen. Auch eine horizontale Verfahrbarkeit des Trägers 76 ist vorstellbar, wenn der Werkstückhalter 60 entsprechend ausgerichtet ist.
Am Träger 76 ist eine Stützplatte 78 aufgenommen, welche im ausgefahrenen Zustand der Abstützeinheit 62 dem Werkstückhalter 60 angenähert ist und mit diesem zusammenwirkt, um ein Werkstück abzustützen. Beispielhaft weist die Stützplatte 78 Formschlusselemente 84 auf, die an die Kontur des Werkstücks angepasst sind. Die Stützplatte 78 ist an die Gestaltung des Werkstücks angepasst (etwa rondenförmig, oval oder eckig). Auf diese Weise kann auch ein dünnes Werkstück mit hoher Präzision bearbeitet werden, wenn eine Abstützung durch die Stützplatte 78 erfolgt. Ferner kann die Stützplatte 78 dazu dienen, ein beispielsweise von einem Reststück getrenntes Werkstück zu halten, wenn der Werkstückhalter 60 entladen und mit einem neuen Rohling versorgt wird.
3 veranschaulicht anhand einer Draufsicht auf eine Flachseite eine beispielhafte Ausgestaltung eines Werkstücks 100. Das Werkstück 100 wird auf Basis eines flachen Rohlings 102 erzeugt. Beispielhaft werden dünne Rohlinge 102 als Scheiben von einem Halbzeug (Stab) abgesägt. Der Rohling 102 besteht beispielsweise aus einem Metallwerkstoff, etwa aus Messing, Stahl, Aluminium, Titan oder dergleichen.
Das Werkstück 100 weist im Ausführungsbeispiel gemäß 3 eine rondenförmige Gestalt auf, vergleiche die Ronde 104. Das Werkstück 100 ist kreisrund oder im Wesentlichen rund gestaltet. Es sind auch abweichende Gestaltungen denkbar (oval, ballig oder gar eckig).
Das Werkstück 100 wird spanend im Rohling 102 erzeugt. Nach der Bearbeitung verbleibt ein Rand (Reststück) 106. Mit anderen Worten wird im Ausführungsbeispiel das Werkstück 100 schlussendlich aus dem Rohling 102 ausgeschnitten bzw. vom Rand 106 separiert. Der Rohling 102 ist beispielsweise mit zumindest einer Positionierhilfe 108 versehen. Die zumindest eine Positionierhilfe108 erlaubt eine genaue und präzise Positionierung des Rohlings 102 für die Bearbeitung.
Im Werkstück 100 werden bei der Bearbeitung üblicherweise Gestaltelemente 110 ausgebildet, etwa Sacklöcher, Durchgangslöcher, Durchbrüche, Ausnehmungen und Ähnliches. Die Bearbeitung zur Erzeugung der Gestaltelemente 110 erfolgt in einem Ausführungsbeispiel auf einer Flachseite. In bestimmten Ausführungsbeispielen erfolgt die Bearbeitung auf beiden (gegenüberliegenden) Flachseiten. Es ist daher von Vorteil, wenn der Werkstückhalter 60 eine Zugänglichkeit des Rohlings 102 im Bereich des zu erzeugenden Werkstücks 100 auf beiden Flachseiten ermöglicht.
Die Trennung des Werkstücks 100 vom umlaufenden Rand 106 des Rohlings 102 erfolgt beispielhaft durch einen Spalt oder Ringspalt 112, der spanend erzeugt wird. In einem Ausführungsbeispiel wird der Ringspalt 112 zunächst nicht durchgehend erzeugt, stattdessen verbleiben Stege 114, die das Werkstück 100 bzw. die Ronde 104) mit dem umgebenden Rand 106 verbinden. Gegen Ende der Bearbeitung werden die Stege 114 entfernt, um das Werkstück 100 vom Rand 106 zu trennen. Die Bearbeitung des Werkstücks 100 kann Bearbeitungsschritte in einer (einzigen) Werkzeugmaschine 10 oder Bearbeitungsschritte in mehreren Werkzeugmaschinen 10 umfassen.
In 3 veranschaulicht ferner anhand eines Einschnitts 116 eine seitliche Bearbeitung, die eine seitliche oder frontale Zuführung des Werkzeugs (vergleiche das Bearbeitungswerkzeug 46 in 1 und 2) erforderlich macht. Sofern ein Einschnitt 116 oder ein vergleichbares seitliches Gestaltelement erzeugt werden soll, ist es von Vorteil, wenn der Rohling 102 dort mit seinem Rand 106 nicht auf einer Auflage aufliegt.
4 veranschaulicht anhand einer gegenüber den 1 und 2 vergrößerten Darstellung eine Ausführungsform des Werkstückhalters 60. Der Drehantrieb 42 stellt einen Drehtisch (Schwenktisch) 118 mit Werkstückschnittstelle 122 zur Aufnahme von Werkstücken, Paletten, Vorrichtungen und dergleichen bereit. Der Werkstückhalter 60 verfügt über ein Montagestück 120, das auch als Palette bezeichnet werden kann. Das Montagestück 120 ist an der Werkstückschnittstelle 122 des Drehtisch 118 befestigt. Auf diese Weise kann der Werkstückhalter 60 um die Schwenkachse 58 (C-Achse) des Drehtisches 118 verschwenkt werden.
In seinem Zentrum stellt der Werkstückhalter 60 eine Ausnehmung 124 bereit. Die Ausnehmung 124 ist im Ausführungsbeispiel eine durchgehende Ausnehmung. Dies hat den Vorteil, dass ein am Werkstückhalter 60 gehaltenes flaches Werkstück 100 an seinen beiden Flachseiten bearbeitet werden kann, wenn der Werkstückhalter 60 mit dem Werkstück 100 um 180° in Bezug auf das Bearbeitungswerkzeug 46 gedreht wird. Auf diese Weise können dem Bearbeitungswerkzeug 46 die beiden Flachseiten des Rohlings 102 präsentiert werden.
Der Werkstückhalter 60 weist einen Basiskörper 126 auf. Im Ausführungsbeispiel umfasst der Basiskörper 126 eine Grundplatte 128 sowie einen Träger 130, der auf der Grundplatte 128 montiert ist. Im Ausführungsbeispiel ist ferner ein Adapterstück 134 vorgesehen, dass die eigentliche Auflagefläche 136 für den Rohling 102 bereitstellt, auf dessen Basis das Werkstück 100 erzeugt wird. Im Ausführungsbeispiel liegt das Adapterstück 134 auf dem Träger 130 auf. Das Adapterstück 134 ist bei montiertem Rohling 102 zwischen dem Träger 130 und dem Rohling 102 angeordnet.
In einer beispielhaften Ausgestaltung ist das Adapterstück 134 an das jeweilige Werkstück 100 bzw. den jeweiligen Rohling 102 angepasst. Mit anderen Worten weist der Werkstückhalter 60 mit dem Basiskörper 126 eine Grundkonfiguration auf. Die Anpassung an das konkrete Werkstück 100 erfolgt durch Austausch des Adapterstücks 134. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen. Das Adapterstück 134 kann auch fester Bestandteil des Basiskörpers 126 sein.
4 veranschaulicht ferner eine seitliche Aussparung 142 im Basiskörper. Im Ausführungsbeispiel ist die Aussparung 142 im Träger 130 des Basiskörpers 126 ausgebildet. Ferner weist das Adapterstück 134 eine seitliche Aussparung 144 auf. Die Aussparung 144 und gegebenenfalls die Aussparung 142 erlauben eine Bearbeitung des Rohlings 102 in seinem Randbereich, vergleiche den Einschnitt 116 in 3. Dies kann einerseits in der in den 1, 2 und 4 gezeigten Ausrichtung erfolgen, wenn das Bearbeitungswerkzeug 46 senkrecht zur Auflagefläche 136 bzw. zur Flachseite des Rohlings 102 steht.
Es ist jedoch auch vorstellbar, den Werkstückhalter 60 über den Drehantrieb 40 (1) um 90° zu drehen (B-Achse 56 in 2). Sodann ist das Bearbeitungswerkzeug 46 parallel zur Auflagefläche 136 orientiert. Auf diese Weise kann das Bearbeitungswerkzeug 46 seitlich (radial) an das Werkstück 100 herangeführt werden, insbesondere im Bereich der Aussparungen 142, 144. Dies erlaubt beispielsweise die Erzeugung radialer Bohrungen und ähnlicher Gestaltelemente.
In der Darstellung gemäß 4 ist das Gehäuse 64 der Abstützeinheit 62 geschlossen. Mit ergänzender Bezugnahme auf die 5-7 wird die Funktionalität der Abstützeinheit 62 näher veranschaulicht. Die Abstützvorrichtung 70 nutzt im Ausführungsbeispiel den Werkstückhalter 60 sowie die Abstützeinheit 62, um Werkstücke 100 mit hoher Präzision bearbeiten und einfach handhaben zu können.
5 zeigt die Abstützeinheit 62 in einer teilweise ausgefahrenen Konfiguration. Der Deckel 66 ist geöffnet, so dass die am Träger 70 angeordnete Stützplatte 78 aus dem Gehäuse 64 herausgefahren werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Antrieb 80 vorgesehen. Ferner ist im Ausführungsbeispiel eine Längsführung 158 verbaut, die beispielsweise als Zylinder gestaltet ist.
5 veranschaulicht ferner, dass die Stützplatte 78 im Ausführungsbeispiel eine Trägerplatte 150 sowie eine Erhebung 156 aufweist. Die Erhebung 156 ist an die Gestalt (den Umriss) des Werkstücks 100 angepasst. Im Ausführungsbeispiel ist die Erhebung 156 daher als rondenartige Erhebung auf der Trägerplatte 150 gestaltet.
6 veranschaulicht eine Stützposition der Abstützeinheit 62, in der die Stützplatte 78 in die Ausnehmung 124 (vergleiche 4) eingefahren ist. Die Stützplatte 78 ist in den Werkstückhalter 60 eingerückt. Zu diesem Zweck hat der Drehtisch 118 den Werkstückhalter 60 in eine Neutralstellung gebracht. Eine Stirnfläche der Stützplatte 78 ist in diesem Ausführungsbeispiel bündig oder nahezu bündig mit der Auflagefläche 136 des Adapterstücks 134. Mit anderen Worten kann also das Werkstück 100 dort untergriffen und an seiner von Bearbeitungswerkzeug 46 abgewandten Seite gestützt werden. Dies verringert Deformationen durch Bearbeitungskräfte und erhöht die Genauigkeit der Bearbeitung.
Die Stützplatte 78 umfasst ferner Lagesicherungselemente 152, 154, vergleiche hierzu auch 7. Im Ausführungsbeispiel sind die Lagesicherungselemente 152, 152 als radiale Vorsprünge in Bezug auf die Erhebung 156 sowie als Erhebungen in Bezug auf die Trägerplatte 150 gestaltet. 7 veranschaulicht eine Draufsicht auf den Werkstückhalter 60 in der Neutralstellung, mit eingerückter Abstützeinheit 62. Der Rohling 102 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet und würde die Stützplatte 78 hier abdecken. Im Ausführungsbeispiel wird der Rohling 102 durch die Klemmbacke 138, 140 gegen den Basiskörper 126 bzw. gegen das Adapterstück 134 gespannt.
Der Werkstückhalter 60 weist seinerseits Lagesicherungselemente 176, 178 auf, die an die Lagesicherungselemente 152, 154 angepasst sind. Die Lagesicherungselemente 152, 154, 176, 178 können ineinander einrücken, um die Stützplatte 78 in der gewünschten Orientierung und Position relativ zum Werkstückhalter 60 bzw. zum Werkstück 100 auszurichten. Im Ausführungsbeispiel sind die Lagesicherungselemente 176, 178 im Adapterstück 134 ausgebildet. Ferner kann sich ein (vertikaler) Anschlag der Trägerplatte 150 an einer Unterseite des Adapterstücks 134 ergeben. Mit anderen Worten ist gemäß dieser Ausführungsform die Position der Stützplatte 78 relativ zum Basiskörper 126 des Werkstückhalters 60 formschlüssig sowie durch einen Anschlag genau definiert.
In 5 ist ferner mit 162 eine Ansaugeinheit bezeichnet, die über eine Fluidleitung 164 (nur schematisch dargestellt) mit der Stützplatte 78 verbunden ist. In 7 ist mit 170 eine Ansaugkontur angedeutet, in die die Fluidleitung 164 mündet. Die Ansaugeinheit 162 ist dazu ausgebildet, einen Unterdruck zu erzeugen. Auf diese Weise kann ein an der Stützplatte 78 aufliegendes Werkstück 100 über die Ansaugkontur 170 angesaugt und gehalten werden. Dies erlaubt beispielsweise eine vollständige Trennung des Werkstücks 100 (vergleiche die Ronde 104 in 3) vom umgebenden Rand 106 des Rohlings 102. Würde man ohne zusätzliche Abstützung beispielsweise die verbliebenen Stege 114 in 3 entfernen, würde das Werkstück 100 herausfallen.
Wenn nun jedoch das Werkstück 100 hinreichend fest an der Stützplatte 78 gehalten ist, kann direkt im Werkstückhalter 60 in der zur Bearbeitung vorgesehenen Aufspannung in der Werkzeugmaschine 10 eine vollständige Trennung des Werkstücks 100 vom Rand 106 des Rohlings 102 erfolgen. Es sind keine separaten Vorrichtungen erforderlich. Die Trennung kann mit dem Bearbeitungswerkzeug 46 der Werkzeugmaschine 10 erfolgen. Die notwendige Haltekraft kann durch eine geeignete formschlüssige Aufnahme bereitgestellt werden. Wie zuvor bereits dargelegt kann auch eine Ansaugeinheit 162 unterstützend zur Ansaugung des Werkstücks 100 genutzt werden.
6 und 7 veranschaulichen ferner anhand der Aussparungen 142, 144 die seitliche Zugänglichkeit des Rohlings 102. Dieser Bereich wird auch nicht durch die Stützplatte 78 verdeckt. 6 und 7 zeigen ferner erhabene Formschlusselemente 84 auf der Stützplatte 78. Diese sind beispielsweise an Gestaltelemente 110 (vergleiche 3) des Werkstücks 100 angepasst. Somit ergibt sich insgesamt eine genaue Positionierung zwischen Stützplatte 78, Werkstückhalter 60 und Werkstück 100.
Mit Bezugnahme auf die 8-12 wird die Klemmfunktion des Werkstückhalters 60 näher veranschaulicht. 8 zeigt eine Draufsicht auf den Werkstückhalter 60, wobei der Rohling 102 und das Werkstück 100 durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Die 9 und 10 zeigen jeweils in frontaler Ansicht einen Teilschnitt durch den Werkstückhalter 60 entlang der Linie IX-IX in 8. Die 11 und 12 zeigen eine Seitenansicht des Werkstückhalters 60, wobei 12 eine Schnittansicht entlang der Linie XII-XII in 8 darstellt.
9 zeigt einen Freigabezustand. 10 zeigt einen Klemmzustand. Der Rohling 102 ist zwischen dem Basiskörper 126 und den Klemmbacken 138, 140 gehalten und geklemmt. Der Rohling 102 liegt im Ausführungsbeispiel im geklemmten Zustand zwischen den Klemmbacken 138, 140 und dem Adapterstück 134. Der Rohling weist eine erste Seite (Flachseite) 202 auf, die den Klemmbacken 138, 140 zugewandt ist. Der Rohling 102 weist eine zweite, gegenüberliegende Seite (Flachseite) 204 auf, die der Auflagefläche136 bzw. dem Adapterstück 134 zugewandt ist. Im Ausführungsbeispiel ist der Werkstückhalter 60 symmetrisch zu einer Mittelebene 200 gestaltet, vergleiche 10.
Zur formschlüssigen Lagesicherung und als Orientierungsunterstützung sind im Ausführungsbeispiel beim Rohling 102 Positionierhilfen 108 vorgesehen, die an zugeordnete Positionierhilfen 188 beim Basiskörper 126 angepasst sind, die im Ausführungsbeispiel auf dem Adapterstück 134 angeordnet sind. Beispielhaft handelt es sich bei den Positionierhilfen 108, 188 um aneinander angepasste Bohrungen und Erhebungen. Im Ergebnis kann der Rohling 102 formschlüssig und zusätzlich kraftschlüssig in seiner Lage am Werkstückhalter 60 gesichert werden.
Das Werkstück 100 kann innerhalb der Ausnehmung 124 im Werkstückhalter 60 bearbeitet und vom Rand 106 des Rohlings 102 getrennt werden. Die Bearbeitung kann sowohl auf der ersten Seite 202 als auch auf der zweiten Seite 204 erfolgen, wenn der Werkstückhalter 60 bzw. das Montagestück 120 um 180° verschwenkt wird.
Im Klemmzustand das Werkstückhalter 60 werden die Klemmbacken 138, 140 durch Vorspannelemente 192 in Richtung auf den Basiskörper 126 gedrückt. Auf diese Weise wird das Werkstück 100 bzw. dessen Rohling 102 zwischen den Klemmbacken 138, 140 und dem Basiskörper 126 eingeklemmt. Die Vorspannelemente 192 sind im Ausführungsbeispiel jeweils auf einem Führungsbolzen 190 gelagert. Der Führungsbolzen 190 erstreckt sich zwischen den Klemmbacken 138, 140 und dem Basiskörper 126, der im Ausführungsbeispiel die Grundplatte 128 um den Träger 130 umfasst. Das Vorspannelement 192 ist im Ausführungsbeispiel als Druckfeder 194 gestaltet, die den Führungsbolzen 190 abschnittsweise umgibt. Das Vorspannelement 192 stützt sich zwischen einer Anlagefläche 196 und einem Bund 198 am Führungsbolzen 190 ab. Im Ausführungsbeispiel ist die Anlagefläche 196 am Träger 130 des Basiskörpers 126 ausgebildet.
Der Führungsbolzen 190 ist im Ausführungsbeispiel fest mit der zugeordneten Klemmbacke 138, 140 verbunden, beispielsweise durch eine geeignete Schraubverbindung oder dergleichen. Der Führungsbolzen 190 kann sich gemeinsam mit der Klemmbacke 138, 140 relativ zum Basiskörper 126 bewegen, um die Klemmbacke 138, 140 näher an das Adapterstück 134 zu bewegen. Vergleiche hierzu den Freigabezustand in 9 und den Klemmzustand in 10. Die Bewegung des Führungsbolzen 190 beim Übergang vom Freigabezustand in den Klemmzustand wird in 9 durch einen mit 206 bezeichneten Pfeil veranschaulicht. Resultierende Klemmkräfte der Klemmbacken 138, 140 auf den Rohling 102 werden in 10 durch Pfeile 208, 210 veranschaulicht. Der Rohling 102 ist kraftschlüssig am Werkstückhalter 60 gehalten. Sofern Positionierhilfen 108, 180 vorgesehen sind, ist zusätzlich eine formschlüssige Lagesicherung möglich, die die Genauigkeit erhöht.
Mit ergänzende Bezugnahme auf die 11 und 12 wird eine weitere Ausführungsform veranschaulicht, bei der ein Aktuator 220 genutzt wird, um den Werkstückhalter 60 aus dem Klemmzustand (10) in den Freigabezustand (9) zu verfahren.
Der Aktuator 220 ist im Ausführungsbeispiel als fluidischer Aktuator 220 gestaltet und jeweils zwischen einer der Klemmbacken 138, 140 und dem Basiskörper 126 angeordnet. Die Schnittansicht in 12 zeigt, dass der fluidische Aktuator 220 ein Schubstück 224 (vergleichbar einem Kolben) sowie einen Hohlraum 226 (vergleiche einem Zylinder) umfasst. Der Hohlraum 226 kann über einen Anschluss 228 mit einem unter Druck gesetzten Fluid 230 befüllt werden. Auf diese Weise wird das Schubstück 224 verdrängt, so dass die Klemmbacke 138, 140 vom Basiskörper 126 weg bewegt wird. Dies erfolgt unter Überwindung der durch die Vorspannelemente 192 aufgebrachten Klemmkraft. Wenn der Aktuator 220 auf diese Weise aktiviert wird, kann der Werkstückhalter 60 aus dem Klemmzustand (10) in den Freigabezustand (9) verfahren werden, vergleiche den Pfeil 230 in 12. Im Freigabezustand kann der Rohling 102 eingesetzt bzw. gewechselt werden.
Zur Druckmittelversorgung dient im Ausführungsbeispiel eine Fluidversorgung 238, die über eine Fluidleitung 240 mit dem Anschluss 228 und folglich dem Hohlraum 226 fluidisch gekoppelt ist. Die Fluidleitung 240 ist in 12 lediglich schematisch angedeutet. Beim Montagestück 120 ist ein Druckmittelanschluss 242 vorgesehen, der eine bedarfsweise Trennung und Verbindung der Fluidleitung 240 erlaubt. Im Ausführungsbeispiel ist der Aktuator 220 ein pneumatischer Aktuator, der mit Druckluft versorgt wird. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch hydraulische Aktuatoren vorstellbar sind. Gleichermaßen sind grundsätzlich auch elektromotorische Aktuatoren oder andere Antriebe vorstellbar.
Im Klemmzustand (10) ist der Aktuator 220 deaktiviert. Es ist keine Versorgung mit dem Druckmittel erforderlich. Dies hat den Vorteil, dass der Werkstückhalter 60 mit eingespanntem Rohling 102 transferiert oder anderweitig gehandhabt werden kann. Der Werkstückhalter 60 kann über seine Montagestück 120 an geeigneten Positionen (Drehtisch, Rüstplatz, Messplatz und ähnlichem) mit einer geeigneten Aufnahme/Schnittstelle gekoppelt werden, welche über eine Fluidversorgung verfügt. Es kann also bedarfsweise (fluidische) Energie zur Versorgung des Aktuators 220 bereitgestellt werden. Im Klemmzustand selbst ist der Werkstückhalter 60 autark.
Die 11 und 12 veranschaulichen eine Gestaltung, bei der zur Führung der Lösebewegung (Pfeil 230 in 11) und der gegenläufigen Klemmbewegung Führungsstifte 246 vorgesehen sind. Die Führungsstifte 246 erstrecken sich zwischen den Klemmbacken 138, 140 und dem Basiskörper 126. Im Ausführungsbeispiel stellen die Grundplatte 128 und der Träger 130 des Basiskörpers 126 eine Führungsausnehmung 248 für die Führungsstifte 246 bereit.
In Zusammenschau zeigen die 8-12, dass der Werkstückhalter 60 zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken 138, 140 aufweist. Die Klemmbacken 138, 140 weisen jemals zwei Vorspannelemente 192 auf. Zur Führung der Bewegung der Klemmbacken 138, 140 sind jeweils zwei Führungsstifte 246 vorgesehen. Zwischen den beiden Führungsstiften 246 sind im Ausführungsbeispiel die beiden Vorspannelemente 192 angeordnet, die an Führungsbolzen 190 gelagert sind. Zwischen den Führungsstiften 246 und zwischen den Führungsbolzen 190 ist der fluidische Aktuator 220 angeordnet. Es ergibt sich eine symmetrische Führung und eine günstige Kraftverteilung.
13 veranschaulicht anhand eines Blockdiagramms eine Ausgestaltung eines Verfahrens zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zur Herstellung rondenartiger Werkstücke aus flachen Rohlingen. Das Verfahren eignet sich beispielsweise zur Herstellung feinmechanischer Bauteile wie etwa Uhrenplatinen und dergleichen.
Das Verfahren umfasst einen Schritt S10, der die Bereitstellung einer Werkzeugmaschine beinhaltet. Die Werkzeugmaschine ist zur spanenden Bearbeitung ausgebildet, insbesondere zur Mehrseitenbearbeitung. Die Werkzeugmaschine stellt entsprechende Fahrachsen bereit. Die Werkzeugmaschine ist beispielsweise als Maschine mit vier gesteuerten Achsen oder als Maschine mit fünf gesteuerten Achsen gestaltet. Die Werkzeugmaschine weist zumindest einen Tisch zur Aufnahme eines Werkstücks oder zur Aufnahme einer Palette (Montagestück) auf.
In einem folgenden Schritt S12 wird ein Werkstückhalter gemäß zumindest einer hierin beschriebenen Ausgestaltung bereitgestellt, der zur Aufnahme und Handhabung eines Rohlings dient. Der Werkstückhalter umfasst einen Klemmmechanismus mit zumindest einer Klemmbacke, die durch zumindest ein Vorspannelement in Richtung auf einen Klemmzustand gedrängt wird. Es schließt sich ein Schritt S14 an, in dem ein Rohling aus einem Flachmaterial bereitgestellt wird. Der Rohling ist regelmäßig größer als das zu fertigende Werkstück, so dass ein Rand zur Verfügung steht, an dem der Rohling flächig aufliegen und geklemmt werden kann.
Es schließt sich ein Schritt S16 an, der die Aktivierung eines Aktuators umfasst, um den Werkstückträger in einen Freigabezustand zu bringen. Dies umfasst beispielsweise eine Aktivierung eines fluidischen Aktuators durch Beauftragung mit einem Druckmittel (zum Beispiel Druckluft). Auf diese Weise kann der Aktuator eine Bewegung ausführen, die den Werkstückträger entspannt. Dies umfasst beispielsweise eine Überwindung der durch das zumindest eine Vorspannelement aufgebrachten Klemmkraft.
Im Freigabezustand kann ein Rohling eingelegt bzw. entnommen werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel ein übrig gebliebener Randbereich eines verarbeiteten Rohlings vom Werkstückhalter gelöst und ein neuer Rohling eingelegt werden. Dies erfolgt in einem Schritt S18. Der Rohling kann zusätzlich formschlüssig positioniert und ausgerichtet werden. Der Werkstückhalter ist in einer beispielhaften Ausgestaltung mit einer Ausnehmung versehen, so dass der Rohling zumindest abschnittsweise sowohl an seiner ersten Flachseite als auch an seiner zweiten Flachseite bearbeitet werden kann.
In einem nachfolgenden Schritt S20 wird der Aktuator deaktiviert, um den Werkstückträger aus dem Freigabezustand in einen Klemmzustand zu bringen. Dies umfasst beispielsweise die Entkopplung eines fluidischen Aktuators von einer Druckmittelversorgung. Mit anderen Worten kann der Werkstückhalter gemäß diesem Ausführungsbeispiel selbsttätig in den Klemmzustand übergehen. Im Klemmzustand wird die Klemmkraft autark erzeugt und aufrechterhalten. Im Klemmzustand mit eingespanntem Rohling kann der Aktuator bewegt und gegebenenfalls sogar transferiert werden. Es ist im Klemmzustand keine Verbindung mit einer Druckmittelversorgung erforderlich.
Ein nachfolgender Schritt S22 umfasst die eigentliche Bearbeitung des Rohlings zur Erzeugung des Werkstücks. Dies kann einzelne Arbeitsschritte oder die vollständige spanende Fertigung des Werkstücks umfassen. Gegen Ende der Bearbeitung im Schritt S22 kann das Werkstück partiell vom umgebenden Rand des Rohlings getrennt werden, wobei Stege o. ä. Verbindungen stehen bleiben. Es ist jedoch auch vorstellbar, das Werkstück vollständig vom umgebenden Rand des Rohlings zu trennen.
Ein weiterer Schritt S24 betrifft ein erneutes Aktivieren des Aktuators, um den Werkstückträger in einen Freigabezustand zu bringen. Sodann kann der bearbeitete/verarbeitete Rohling entnommen werden. Es kann sich grundsätzlich die Aufnahme eines neuen Rohlings (vergleiche Schritt S18) anschließen.
Basierend auf der anhand der 13 beschriebenen Ausgestaltung beschreibt die 14 anhand eines Blockdiagramm seine weitere Ausgestaltung eines Verfahrens zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zur Herstellung rondenartiger Werkstücke aus flachen Rohlingen. Ähnlich wie bei den Schritten S10-S20 betreffen die Schritte S50-S60 die Bereitstellung einer Werkzeugmaschine (Schritt S50), die Bereitstellung eines Werkstückhalters (Schritt S52), die Bereitstellung eines geeigneten Rohlings (Schritt S54), die Überführung des Werkstückhalters in einen Freigabezustand (Schritt S56), die Aufnahme und Platzierung des Rohlings am Werkstückhalter (Schritt S58) und die Überführung des Werkstückhalters in einen Klemmzustand (Schritt S60).
Zum Schritt S52 ist anzumerken, dass dieser in beispielhaften Ausgestaltungen zusätzlich auf die Bereitstellung einer Abstützvorrichtung gerichtet ist, die neben dem Werkstückhalter noch eine Abstützeinheit umfasst. Die Abstützeinheit kann bedarfsweise mit dem Werkstückhalter in Eingriff gebracht werden, so dass das auf Basis des Rohlings zu erzeugende Werkstück zusätzlich abgestützt wird.
Ein weiterer Schritt S62 folgt in Klemmzustand des Werkstückhalters mit aufgenommenen Rohling. Der Schritt S62 umfasst die Aktivierung eines Antriebs der Abstützeinheit, um eine Stützplatte in eine Stützposition zu verfahren. In bestimmten Ausgestaltungen ist die Stützplatte zwischen einer Ruheposition und der Stützposition verfahrbar. In bestimmten Ausgestaltungen ist die Stützplatte in der Ruheposition in einem Gehäuse beherbergt. Die Stützplatte kann also bedarfsweise aktiviert werden, um den Rohling abschnittsweise zu untergreifen und abzustützen. Dies kann zur Erhöhung der Genauigkeit und zur Vermeidung von Deformationen dienen.
Es folgt ein Schritt S64, der eine Bearbeitung des Rohlings in einem Zustand umfasst, in dem die Stützplatte in der Stützposition ist. Es versteht sich, dass vor oder nach dem Schritt S64 andere Bearbeitungsschritte denkbar sind, bei denen die Stützplatte in der Ruheposition ist, etwa aus Gründen der Zugänglichkeit. Dies kann auch eine Bearbeitung in dem Bereich bzw. an derjenigen Seite des Werkstücks betreffen, an dem/der der später die Stützplatte zur Anlage kommt.
Während des Schrittes S64 wird das Werkstück beispielsweise in seinem Zentrum untergriffen und abgestützt. In diesem Zustand kann das Werkstück vollständig von dem umgebenden Rand (Reststück) des Rohlings getrennt werden. Mit anderen Worten ist dann das separierte Werkstück nicht mehr mit dem Rand und dem Werkstückhalter verbunden. Die Abstützung erfolgt über die Stützplatte.
Folglich umfasst ein weiterer Schritt S66 die Entnahme des Werkstücks nach der Separation vom Reststück. Dies kann etwa durch einen Greifer o. ä. Handhabungselemente erfolgen. Bedarfsweise kann die Stützplatte verfahren werden, so dass eine bessere Zugänglichkeit gegeben ist. Parallel oder zeitlich versetzt umfasst ein weiterer Schritt S68 die Entnahme oder Abgabe des Reststücks. Sodann ist der Werkstückhalter zur Aufnahme eines neuen Rohlings bereit. Die Abstützeinheit mit der Stützplatte kann in die Ruheposition verfahren werden.
In einer beispielhaften Ausgestaltung erfolgt zumindest in der Stützposition (Schritt S62) zusätzlich die Aktivierung einer Ansaugeinheit, um das Werkstück zusätzlich an der Stützplatte anzusaugen. Dies sorgt für einen festen und sicheren Halt des Werkstücks auf der Stützplatte der Abstützeinheit und erleichtert die weitere Handhabung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009015919 A1 [0002]
EP 2752717 A1 [0003]
EP 2899599 A2 [0003]

Claims

Vorrichtung (70) zur Abstützung, insbesondere für die Mehrseitenbearbeitung, von Werkstücken (100) auf Basis von Rohlingen (102) aus Flachmaterial, mit einem Werkstückhalter (60) zur Aufnahme und Fixierung flacher Rohlinge (102), und mit einer Abstützeinheit (62), die dazu ausgebildet ist, ein Werkstück (100) in einer Neutralstellung des Werkstückhalters (60) zu untergreifen und abzustützen, wobei die Abstützeinheit (62) eine verfahrbare Stützplatte (78) aufweist, die zwischen einer Ruheposition und einer Stützposition verfahrbar ist, wobei die Stützplatte (78) dazu ausgebildet ist, in der Stützposition stützend an das Werkstück (100) anzugreifen, wobei der Werkstückhalter (60) mit einem Basiskörper (126) mit einer Ausnehmung (124), und mit zumindest einer Klemmbacke (138, 140) versehen ist, die am Basiskörper (126) befestigt und relativ zum Basiskörper (126) beweglich ist, und wobei die zumindest eine Klemmbacke (138, 140) in einem Klemmzustand durch zumindest ein Vorspannelement (192) in Richtung auf den Basiskörper (126) vorgespannt ist, um einen Rohling (102) zwischen dem Basiskörper (126) und der zumindest einen Klemmbacke (138, 140) zu klemmen.
Vorrichtung (70) nach Anspruch 1, wobei die Abstützeinheit (62) dazu ausgebildet ist, ein von einem umgebenden Reststück (106) getrenntes Werkstück (100) nach der Bearbeitung zu halten.
Vorrichtung (70) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stützplatte (78) in der Stützposition das Werkstück (100) durch die Ausnehmung (124) des Basiskörpers (126) hindurch kontaktiert.
Vorrichtung (70) nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Stützplatte (78) eine Ansaugkontur (170) aufweist, und wobei die Stützplatte (78) mit einer Ansaugeinheit (162) verbindbar ist, um das Werkstück (100) fluidisch anzusaugen und zu halten.
Vorrichtung (70) nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Stützplatte (78) Formschlusselemente (84) zur formschlüssigen Aufnahme des Werkstücks (100) aufweist.
Vorrichtung (70) nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Abstützeinheit (62) einen Antrieb (80) umfasst, insbesondere einen Lineartrieb (80), der die Stützplatte (78) zwischen der Ruheposition und der Stützposition verfährt.
Vorrichtung (70) nach Anspruch 6, wobei die Abstützeinheit (62) ein Gehäuse umfasst (64), wobei das Gehäuse (64) in der Ruheposition die Stützplatte (78) und den Lineartrieb (80) beherbergt, wobei die Stützplatte (78) in der Stützposition aus dem Gehäuse (64) herausgefahren ist, und wobei vorzugsweise das Gehäuse (64) in der Ruheposition die Stützplatte (78) vor Bearbeitungsabrieb schützt.
Vorrichtung (70) nach einem der Ansprüche 1-7, wobei ferner zumindest ein Lagesicherungselement (152, 154) vorgesehen ist, das in der Stützposition die Stützplatte (78) mit dem Werkstückhalter (60) verbindet.
Vorrichtung (70) nach einem der Ansprüche 1-8, wobei ein geklemmter Rohling (102) zumindest auf seiner ersten Flachseite (202), die der zumindest einen Klemmbacke (138, 140) des Werkstückhalters (60) zugewandt ist, zugänglich ist, und auf seiner gegenüberliegenden, zweiten Flachseite (202) durch die Ausnehmung (124) des Werkstückhalters zugänglich ist, wenn die Stützplatte (78) in der Ruheposition ist, und wobei zwischen der zumindest einen Klemmbacke (138, 140) und dem Basiskörper (126) zumindest ein fluidischer Aktuator (220) vorgesehen ist, der mit einem Fluid beaufschlagbar ist, um in einem Freigabezustand den Basiskörper (126) und die zumindest eine Klemmbacke (138, 140) auseinander zu drängen, um den geklemmten Rohling (102) freizugeben.
Vorrichtung (70) nach Anspruch 9, wobei der fluidische Aktuator (220) im Freigabezustand die durch das zumindest eine Vorspannelement (192) aufgebrachte Kraft überwindet, wobei der Rohling (102) im Klemmzustand autark gehalten ist, und wobei der Werkstückhalter (60) vorzugsweise mit geklemmtem Rohling (102) handhabbar ist.
Vorrichtung (70 nach Anspruch 9 oder 10, wobei der fluidische Aktuator (220) temporär mit dem Fluid beaufschlagbar ist, um den Rohling (102) einzusetzen oder zu lösen, und wobei sich der Werkstückhalter (60) im Klemmzustand befindet, wenn kein Fluid anliegt, wobei das Montagestück (120) einen Druckmittelanschluss (242) aufweist, insbesondere einen pneumatischen Druckmittelanschluss (242), um den Werkstückhalter (60) im montierten Zustand an eine Druckmittelversorgung (238) zur Betätigung des fluidischen Aktuators (220) anzukoppeln.
Vorrichtung (70) nach einem der Ansprüche 1-11, wobei der Werkstückhalter (60) zwei einander gegenüberliegende Klemmbacken (138, 140) aufweist und wobei jede Klemmbacke (138, 140) zwei Vorspannelemente (192) umfasst, und/oder wobei der Basiskörper (126) zur Aufnahme genau eines Rohlings (102) mit genau einem Platz für ein rondenartiges Werkstück (100) ausgebildet ist.
Verfahren zur Bearbeitung flacher, rondenartiger Werkstücke (100), insbesondere mittels Mehrseitenbearbeitung, mit den folgenden Schritten: - Bereitstellung einer Werkzeugmaschine (10), die zur Mehrseitenbearbeitung befähigt ist, - Bereitstellung zumindest einer Vorrichtung (70) mit Werkstückhalter (60) und mit Abstützeinheit (62) nach einem der Ansprüche 1-12, - Bereitstellung zumindest eines flachen Rohlings (102) zur Aufnahme am Werkstückhalter (60), - Aufnahme des flachen Rohlings (102) am Werkstückhalter (60) und Fixierung des flachen Rohlings (102) am Werkstückhalter (60) im Klemmzustand des Werkstückhalters, - Ansteuerung der Werkzeugmaschine (10), um den Werkstückhalter (60) in eine Neutralstellung zu bringen, - Ansteuerung der Abstützeinheit (62), um die Stützplatte (78) in eine Stützposition zu bringen, um das Werkstück (100) stützend zu untergreifen, und - spanabhebende Bearbeitung des Rohlings (102) zur Ausbildung eines Werkstücks (100), ferner aufweisend, während die Stützplatte (78) das Werkstück (100) kontaktiert, Bearbeiten des Werkstücks (100) von der der Stützplatte (78) gegenüberliegenden Seite.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner aufweisend zumindest einen der folgenden Schritte: - vollständiges Trennen des Werkstücks (100) von der umgebenden Peripherie des Rohlings (102), während die Stützplatte (78) das Werkstück (100) kontaktiert, und - Aktivieren einer Ansaugeinheit, um das Werkstück (100) an die Stützplatte (78) anzusaugen.
Werkzeugmaschine (10), insbesondere kompakt gestaltete Werkzeugmaschine (10), für die Mehrachsbearbeitung, mit - einem Gestellblock (18), - einem Y-Schlitten (28), der an einer Y-Führung an einer Unterseite (34) des Gestellblocks (18) angeordnet und relativ zum Gestellblock (18) horizontal verfahrbar ist, - einem X-Schlitten (22), der an einer X-Führung an einer Schrägseite (26) des Gestellblocks (18) angeordnet und relativ zum Gestellblock (18) horizontal verfahrbar ist, wobei der Gestellblock (18) als Schrägbett-Gestellblock gestaltet ist, wobei der X-Schlitten (22) entlang einer X-Achse verfahrbar ist, die senkrecht zu einer Y-Achse orientiert ist, entlang der der Y-Schlitten (28) verfahrbar ist, - einem Z-Schlitten (32), der an einer Z-Führung an einer Vorderseite des X-Schlittens (22) vertikal verfahrbar ist, - einen am Y-Schlitten (28) mittelbar oder unmittelbar aufgenommenen Drehantrieb (40, 42), der einen Drehtisch (118) mit Werkstückschnittstelle (122) trägt, und - zumindest eine Vorrichtung mit Werkstückhalter (60) nach einem der Ansprüche 1-12, wobei der Werkstückhalter (60) an der Werkstückschnittstelle (122) befestigt ist und eine Auflagefläche (136) für den Rohling (102) definiert, die senkrecht zum Drehtisch (118) orientiert ist.