![]() Verfahren und Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstückstangen
专利摘要:
EinVerfahren zum Bearbeiten von Werkstückstangen (22) auf einer Werkzeugmaschine (10)mit einer relativ zu einer Spannvorrichtung (18) für die Werkstückstangen(22) verfahrbaren Arbeitsspindel (15), in die Bearbeitungswerkzeuge(16, 34, 35, 36) einspannbar sind, umfasst die Schritte:a)Einspannen einer Werkstückstange(22) in die Spannvorrichtung (18), derart, dass zumindest ein zubearbeitender Werkstückabschnitt(17) der Werkstückstange(22) überdie Spannvorrichtung (18) übersteht,b)Bearbeiten des Werkstückabschnittes(17) mit zumindest einem Bearbeitungswerkzeug (16),c) Abtrennendes insoweit bearbeiteten Werkstückabschnittes(17) von der restlichen Werkstückstange(22),d) Vorschieben der restlichen Werkstückstange (22), bis zumindestein neuer Werkstückabschnitt(17) überdie Spannvorrichtung (18) übersteht,und erneutes Einspannen der Werkstückstange (22),e) Wiederholender Schritte b) bis d), bis ein Endstück (37) der in Bearbeitungbefindlichen Werkstückstange(22) ensteht, das mithilfe der als nächstes zu bearbeitenden Werkstückstange(22) vorgeschoben wird,wobei im Zusammenhang mit Schritt e)zwischen dem Endstück(37) und der nächstenWerkstückstange(22) eine Verbindung (46) hergestellt wird (Fig. 3). 公开号:DE102004029046A1 申请号:DE102004029046 申请日:2004-06-14 公开日:2006-01-05 发明作者:Dirk Prust;Hans-Henning Dr. Winkler 申请人:Chiron Werke GmbH and Co KG; IPC主号:B23B13-00
专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten vonWerkstückstangenauf einer Werkzeugmaschine mit einer relativ zu einer Spannvorrichtungfür dieWerkstückstangenverfahrbaren Arbeitsspindel, in die Bearbeitungswerkzeuge einspannbarsind, mit den Schritten: a) Einspannen einerWerkstückstangein die Spannvorrichtung derart, dass zumindest ein zu bearbeitenderWerkstückabschnittder Werkstückstange über dieSpannvorrichtung übersteht, b) Bearbeiten des Werkstückabschnittesmit zumindest einem Bearbeitungswerkzeug, c) Abtrennen des insoweit bearbeiteten Werkstückabschnittsvon der restlichen Werkstückstange, d) Vorschieben der restlichen Werkstückstange, bis zumindest einneuer Werkstückabschnitt über dieSpannvorrichtung übersteht,und erneutes Einspannen der Werkstückstange, e) Wiederholen der Schritte b) bis d), bis ein Endstück der inBearbeitung befindlichen Werkstückstangeentsteht, das mit Hilfe der als nächstes zu bearbeitenden Werkstückstangevorgeschoben wird. [0002] DieErfindung betrifft ferner eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten vonWerkstückstangen, miteiner relativ zu einer Spannvorrichtung für die Werkstückstangenverfahrbaren Arbeitsspindel, in die Bearbeitungswerkzeuge einspannbarsind. [0003] DerartigeWerkzeugmaschinen sind beispielsweise aus der WO 98/08648 A1 oderder DE 42 28 708 A1 bekannt.Auf den bekannten Werkzeugmaschinen wird das bekannte Verfahrendurchgeführt. [0004] Anoder in der Näheeiner derartigen Werkzeugmaschine ist ein Magazin für Werkstückstangen vorgesehen,die der Reihe nach in eine Spannvorrichtung eingeschoben werden.Jede Werkstückstangewird so weit in die Spannvorrichtung eingeschoben, dass sie im Bereichdes Arbeitsraumes der Werkzeugmaschine über die Spannvorrichtung zumindestmit einem Abschnitt vorsteht, der dem zu fertigenden Werkstück entspricht.Mit Hilfe von in die Arbeits spindel einspannbaren Werkzeugen wirdder einem zu fertigenden Werkstückentsprechende Abschnitt – imFolgenden: Werkstückabschnitt – bearbeitet.Hierzu kann entweder die Werkstückstange oderaber die Arbeitsspindel geschwenkt werden, um auch die Stirnseitedes Werkstückabschnittesbearbeiten zu könnenund beispielsweise schrägeBohrungen anzubringen. [0005] SobaldsämtlicheBearbeitungsvorgängean dem Werkstückabschnittvorgenommen wurden, wird dieser Werkstückabschnitt von der Werkstückstange abgetrenntund beispielsweise übereine Rutsche in einen Auffangbehältergeleitet. In anderen Fällen wirdder Werkstückabschnittvor dem Abtrennen von der Werkstückstangemit einer in Längsrichtungder Werkstückstangeverschiebbaren Vorrichtung ergriffen, in der der Werkstückabschnittnach dem Abtrennen verbleibt, so dass auch seine sechste Seite,also die soeben von der Werkstückstangeabgetrennte Seite, noch bearbeitet werden kann. [0006] Invielen Fällenist ein Handhabungssystem vorgesehen, mit dem die fertig gestelltenWerkstücke definiertauf einer Palette abgelegt werden. [0007] DerVorschub der in der Spannvorrichtung befindlichen Werkstückstangeerfolgt in geeigneter Weise von hinten durch die Spannvorrichtunghindurch, beispielsweise durch eine Kolben-Zylindereinheit, die in Anlage mit demhinteren Ende der Werkstückstangeist. Es sind aber auch Transportsysteme denkbar, die die Stangean ihrem hinteren Ende ergreifen und definiert durch die Spannvorrichtung schieben. [0008] Bedingtdurch die endliche Längeder Spannvorrichtung kann die Werkstückstange nur so lange auf dieseWeise durch die Spannvorrichtung hindurchgeschoben werden, bis einEndstückder Werkstückstangeverbleibt, das nicht mehr auf die übliche Weise durch die Spannvorrichtunggeschoben werden kann, obwohl das Endstück noch eine Länge aufweist,die größer istals die Längeeines Werkstückabschnittes. [0009] Wenndieser Bearbeitungszustand erreicht ist, wird die nächste Werkstückstangevon hinten in die Spannvorrichtung eingeschoben, wobei sie mit ihrerStirnseite in Anlage mit der rückwärtigen Fläche desEndstückesgerät unddieses weiter durch die Spannvorrichtung hindurchschiebt. [0010] Aufdiese Weise lassen sich von dem Endstück weitere Werkstückabschnittebearbeiten und abtrennen. [0011] Beidem insoweit bekannten Verfahren ergeben sich jedoch eine ganzeReihe von Nachteilen. So muss das Endstück immer mit einer bestimmten Spannlänge in dieSpannvorrichtung eingespannt werden, damit die Spannvorrichtungihre volle Spannkraft entfalten kann und das Endstück nochsicher gehalten wird. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenndie Spannvorrichtung eine Spannzange aufweist, die durch axialesAufschieben einer Spannhülsedas Endstückverspannt, wie es aus der eingangs erwähnten DE 42 28 708 A1 bekanntist. [0012] Aberauch bei Backenfuttern, wie sie in der eingangs erwähnten WO98/08648 offenbart sind, muss das Werkstück mit einer bestimmten Mindestlänge in dasBackenfutter eingespannt werden, um ein Verkanten des Backenfutterszu vermeiden. [0013] Hinzukommt, dass der Werkstückabschnitt nochum ein bestimmtes Maß über dieSpannvorrichtung in den Arbeitsraum vorstehen muss, damit der Werkstückabschnitt über seinerganzen Längemit dem jeweiligen Werkzeug bearbeitet werden kann. [0014] Einmit den bekannten Werkzeugmaschinen und nach den bekannten Verfahrennoch zu bearbeitendes Endstückmuss also eine Längeaufweisen, die mindestens der Längedes Werkstückabschnittes pluseiner Spannlängeentspricht, die im Wesentlichen durch die Länge der Spannzange oder der Spannbackensowie den erforderlichen zusätzlichen Überstand über dieSpannvorrichtung bestimmt wird. Kürzere Endstücke können nicht bearbeitet werden. [0015] Diesführt dazu,dass bei dem bekannten Verfahren in der Regel der letzte Werkstückabschnitt, derrein geometrisch noch bearbeitet werden könnte, aus spanntechnischenGründendennoch nicht mehr bearbeitet wird, so dass relativ lange Endstücke als Abfallanfallen. Dies ist jedoch nicht nur mit einem hohen zusätzlichenMaterialverbrauch, also hohem Verschnitt verbunden, auch die Entsorgungder relativ langen Endstückebereitet großeProbleme. [0016] Indem Fall, in dem die bearbeiteten Werkstückabschnitte über eineRutsche weitergeleitet werden, könnensich die erheblich längerenEndstückeauf der Rutsche verkeilen, so dass der Bearbeitungsprozess unterbrochenwerden muss. [0017] Esist auch nicht möglich,die Endstückezusammen mit den Spänenzu entsorgen, denn die Endstückekönnensich auch im Späneförderer verklemmen,was ebenfalls zu einem Stillstand der Werkzeugmaschine führt. [0018] Fernerhaben die Endstückeaufgrund von Toleranzen sowohl bei der Ausgangslänge der Werkstückstangenals auch währendder Bearbeitung der einzelnen Werkstückabschnitte unterschiedliche Längen, immeraber sind sie längerals ein Werkstückabschnitt. [0019] Damitist die Entsorgung dieser Endstücke auchbei solchen Werkzeugmaschinen problematisch, die ein Handhabungssystemfür dieWerkstückabschnittebesitzen, also fertige Werkstückabschnitte miteinem Greifer erfassen und definiert beispielsweise auf einer Paletteablegen. Die unterschiedlich langen Endstücke lassen sich in der Regelnicht auf dieser Palette lagern, so dass für sie ein gesonderter Ablageraumvorgesehen werden muss. [0020] Nebendem hohen Materialverbrauch hat das bekannte Verfahren also denweiteren Nachteil, dass die Betriebssicherheit der Werkzeugmaschine nichthinreichend gewährleistetist, wobei ferner zusätzlicheMaßnahmenund Arbeitsschritte ergriffen werden müssen, um die Endstücke sicheraus dem Arbeitsraum herauszubewegen. [0021] Einweiterer Nachteil bei dem bekannten Verfahren ist darin zu sehen,dass das Endstückundefiniert verausrutschen kann, wenn es von hinten durch die alsnächsteszu bearbeitende Werkstückstange vorgeschobenwird. Bei diesem Vorschieben schlägt nämlich die Werkstückstangegegen das Endstück, woraufhindieses abprallen und undefiniert nach vorne aus der Spannvorrichtungherausrutschen kann. Dies kann einerseits dazu führen, dass das Endstück vollständig ausder Spannvorrichtung herausfälltund undefiniert in der Werkzeugmaschine landet, was den weiterenBetrieb störenoder unterbrechen kann. [0022] Aberselbst wenn das Endstücknur undefiniert aus der Spannvorrichtung herausgeschoben wird, lässt es sichnicht mehr ohne Weiteres bearbeiten. Die Länge des Werkstückabschnitteswird nämlichin der Regel durch den Vorschub der Werkstückstange bestimmt, eine messtechnischeErfassung des überdie Spannvorrichtung überstehendenWerkstückabschnitteserfolgt nicht. Um Probleme mit unterschiedlich langen Werkstückabschnittenbei den Endstückenzu vermeiden, ist es bei den bekannten Verfahren daher erforderlich,die Längedes Werkstückabschnittesmesstechnisch zu überprüfen, was aufwendigist und die Bearbeitungsgeschwindigkeit negativ beeinträchtigt. [0023] Vordiesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabezugrunde, das bekannte Verfahren sowie die bekannte Werkzeugmaschine derartweiterzubilden, dass bei guter Materialausnutzung der Werkstückstangenein sicherer Betrieb der Werkzeugmaschine möglich ist. [0024] Beidem eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurchgelöst, dassim Zusammenhang mit Schritt e) zwischen dem Endstück und dernächstenWerkstückstangeeine Verbindung hergestellt wird. [0025] Beider bekannten Werkzeugmaschine wird diese Aufgabe folglich dadurchgelöst,dass sie eine Einrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein Endstück einerin Bearbeitung befindlichen Werkstückstange mit einer als nächstes zubearbeitenden Werkstückstangezu verbinden. [0026] Dieder Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommengelöst. [0027] DieErfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, dass durch dieVerbindung mit der nächstenWerkstückstangedie Spannlänge desEndstückessozusagen vergrößert wird.Ein Endstückkann jetzt auch noch bearbeitet werden, wenn es zwar länger alsein Werkstückabschnittist, aber nicht zusätzlichnoch die volle erforderliche Spannlänge aufweist. Der zusätzlich inder Spannvorrichtung eingeklemmte vordere Abschnitt der nächsten Werkstückstangesorgt nun dafür,dass die Spannvorrichtung richtig schließt und nicht beispielsweise deshalbverkantet, weil in ihrem hinteren Ende keine Werkstückstangevorhanden ist. [0028] Fernerkann dann, wenn die nächsteWerkstückstangemit dem Endstückin Kontakt gelangt, dieses Endstücknun nicht mehr vorausrutschen oder gar aus der Spannvorrichtungundefiniert herausfallen. [0029] Einweiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass das zu verwerfende Endstück jetzteine kürzereLänge alsein Werkstückabschnittoder aber etwa dessen Längeaufweisen kann, so dass sich keine Probleme bei der nachfolgendenHandhabung der Endstücke ergeben.Diese könnenwie die fertig bearbeiteten Werkstückabschnitte über Rutschenaus dem Arbeitsraum abgeleitet oder über das übliche Handhabungssystem aufentsprechenden Palettenplätzen abgelegtwerden. [0030] Hinzukommt, dass die Werkstückstangen besserausgenutzt werden, was insbesondere bei teurem Material von Vorteilist. Die Verbindung zwischen dem Endstück und dem vorderen Abschnitt dernächstenWerkstückstangemuss im Lauf der weiteren Verarbeitung auch nicht wieder gelöst werden,denn das restliche Endstück undder mit ihr verbundene erste Abschnitt der nächsten Werkstückstangewerden gemeinsam verworfen. [0031] Diezu verwerfenden Reste könnendabei sogar kürzersein als die Mindest-Spannlängein der Spannvorrichtung. [0032] DieErfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich weiter erkannt, dassdas Endstücknur mit einer Rest-Spannlängein die Spannvorrichtung eingespannt werden muss, wenn die restliche Spannlänge derSpannvorrichtung durch die nachfolgende Werkstückstange belegt wird. Weildie Spannvorrichtung nun sozusagen durchgehend auf eine Werkstückstangetrifft, kann die Spannvorrichtung selbst optimal ihre Spannkraftausnutzen, während dasEndstücknur mit einer deutlich geringeren Rest-Spannlänge in der Spannvorrichtunggehalten ist. Diese Rest-Spannlänge istso zu bemessen, dass der überdie Spannvorrichtung in den Arbeitsraum vorstehende Werkstückabschnittdes Endstückesso fest und sicher gehalten wird, dass er mit der erforderlichenMaßgenauigkeitbearbeitet werden kann. [0033] Wenndieser "letzte" Werkstückabschnittdes Endstückesbearbeitet und abgetrennt wurde, wird die nächste Werkstückstangejetzt gerade so weit vorgeschoben, dass der Rest des Endstückes sowie einkurzer vorderer Bereich der nächstenWerkstückstange über dieSpannvorrichtung vorsteht. Dieser kurze vordere Bereich wird jetztvon der Werkstückstangeabgetrennt, so dass als Verschnitt lediglich die Rest-Spannlänge desEndstückessowie ein kurzes vorderes Stückder nächstenWerkstückstange anfallen. [0034] Erstdadurch, dass das Endstückund die nächsteWerkstückstangemiteinander verbunden sind, lässtsich diese optimale Ausnutzung der Werkstückstangen realisieren. Ohnedie Verbindung wäre dieGefahr viel zu groß,dass ein bis auf seine Rest-Spannlänge aus der Spannvorrichtungherausgeschobenes Werkstückdurch den Stoßkontaktmit der nachstoßendenWerkstückstangeganz aus der Spannvorrichtung herausfällt und undefiniert in der Werkzeugmaschinelandet. [0035] Dabeiist es bevorzugt, wenn die Verbindung im Wesentlichen auf Zug undDruck belastbar ist. [0036] Hierist von Vorteil, dass sich derartige, nur oder überwiegend in axialer Richtungwirkende Verbindungen relativ einfach herstellen lassen, da keine Querkräfte aufgenommenwerden müssen.Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, dass an derVerbindung keine oder nur sehr geringe Querkräfte auftreten können, weildie Verbindung zwischen dem Endstück und der nächsten Werkstückstangenämlichin der Spannvorrichtung eingespannt ist, wo Querbewegungen durchdie Spannvorrichtung selbst verhindert werden. [0037] Ineinem Ausführungsbeispielist es dann bevorzugt, wenn die Verbindung eine kraftschlüssige Verbindung,vorzugsweise eine Art Klebeverbindung ist. [0038] Beidieser Maßnahmeist von Vorteil, dass die Verbindung sehr preiswert und mit sehrgeringem Aufwand hergestellt werden kann. Beispielsweise ist esmöglich,währendder Bearbeitung Kleber auf die Stirnseite der nachfolgenden Werkstückstangeaufzubringen, so dass das Endstückbei Kontakt mit der nachfol genden Werkstückstange an dieser festklebt. Esist auch denkbar, bereits vor Bearbeitungsbeginn auf die Stirnseitender WerkstückstangenKleber aufzubringen, eine Art Doppelklebeband aufzukleben oder auchKlettverschlussteile anzubringen. Mit anderen Worten bedeutet dies,dass die Werkstückstangenan einer oder an beiden Stirnseiten mit entsprechenden Klebemittelnversehen werden, die bei Kontakt mit der rückwärtigen Stirnseite des jeweiligenEndstückesfür einezugfeste Verbindung zwischen dem Endstück und der nachfolgenden Werkstückstangesorgen. [0039] Esist aber auch möglich,das Endstück durchdie gegebenenfalls vorhandene weitere Vorrichtung zunächst ausder Spannvorrichtung zu entnehmen, die nachfolgende Werkstückstangeaus der Spannvorrichtung herauszuschieben und dann mit dem Endstück zu verkleben,indem beispielsweise Sekundenkleber aufgebracht wird. [0040] Ineinem anderen Ausführungsbeispielist es bevorzugt, wenn die Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung,vorzugsweise eine Punktschweißverbindungist. [0041] Hierist von Vorteil, dass eine sehr feste Verbindung zwischen der nachfolgendenWerkstückstangeund dem Endstückhergestellt wird. [0042] Wiebereits oben beschrieben, wird zu diesem Zweck das Endstück mit derVorrichtung aus der Spannvorrichtung entnommen, die nächste Werkstückstangevorgeschoben und mit dem Endstück verschweißt, bevordas Endstückzusammen mit der nun mit ihr verbundenen Werkstückstange in die Spannvorrichtungzurückgescho benoder zurückgezogenwird, bis nur noch mindestens der Werkstückabschnitt des Endstückes inden Arbeitsraum vorsteht. [0043] Ineinem anderen Ausführungsbeispielist es bevorzugt, wenn die Verbindung eine formschlüssige Verbindungist. [0044] Beidieser Maßnahmeist von Vorteil, dass formschlüssigeVerbindungen sehr hohe Zugkräfte aufnehmenkönnen,aber dennoch sehr einfach und schnell herzustellen sind. [0045] DieformschlüssigeVerbindung kann beispielsweise durch ein Formelement hergestelltwerden, das mit dem Endstückund der nächstenWerkstückstangein Eingriff gebracht wird. [0046] DiesesFormelement kann beispielsweise eine Klammer oder ein Sprengringsein, die bzw. der in Löcherbzw. auf Vorsprüngegeklemmt wird, die entweder vor Bearbeitungsbeginn oder im laufenden Betriebim Bereich der Stirnseiten an den Werkstückstangen ausgebildet werden.Wenn die Bearbeitung an den Stirnseiten im laufenden Betrieb erfolgt,wird die bereits oben erwähnteVorrichtung benötigt,die das Endstückaus der Spannvorrichtung entnehmen und für eine nachfolgende Bearbeitungder sechsten Seite der Arbeitsspindel zur Verfügung stellen kann. [0047] DieEinrichtung zum Applizieren des Formelementes kann dabei entwederin die Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel einspannbar sein, oderes kann eine separate Einrichtung vorgesehen sein, die in dem Bereichder Stoßstellezwischen Endstück undnächsterWerkstückstangezugestellt werden kann. [0048] Mitanderen Worten, die formschlüssigeVerbindung wird durch ein Formelement hergestellt, das durch einezusätzlichan der Werkzeugmaschine vorgesehene Einrichtung dann appliziertwird, wenn das Endstückin der Vorrichtung und die nächsteWerkstückstangein der Spannvorrichtung so gehalten werden, dass sie stirnseitiganeinanderliegen. [0049] Andererseitskann die formschlüssigeVerbindung auch durch an dem Endstück und der nächsten Werkstückstangeausgebildete Rastelemente hergestellt werden. [0050] Aufdiese Weise wird das zusätzlicheFormelement vermieden, wobei ferner auf die Einrichtung zum Anbringendes Formelementes verzichtet werden kann. [0051] DasRastelement kann dabei im Zusammenhang mit Schritt e) an dem Endstück und dernächstenWerkstückstangeausgebildet werden. [0052] Wiebereits erwähnt,wird hierzu das Endstückmit der Vorrichtung aus der Spannvorrichtung entnommen und die nächste Werkstückstangeso weit vorgeschoben, dass sie im Bereich ihres vorderen Abschnittesmit Hilfe eines in die Arbeitsspindel eingespannten Werkzeuges bearbeitetwerden kann. Der hintere Bereich des Endstückes wird dann entsprechendbearbeitet. Danach werden Endstückund Werkstückstangezusammengeschoben, so dass sie miteinander verrasten, und dann zurück in die Spannvorrichtunggeschoben oder gezogen, so dass das Endstück mit seinem verbliebenenWerkstückabschnitt überstehtund bearbeitet werden kann. [0053] Andererseitskönnendie Rastelemente an den Werkstückstangenauch ausgebildet werden, bevor die Bearbeitung der Werkstückabschnitteder Werkstückstangenerfolgt. [0054] Aufdiese Weise wird das zwischenzeitliche Herausnehmen des Endstückes ausder Spannvorrichtung vermieden. Durch das Vorschieben der nächsten Werkstückstangeverrastet es mit dem Endstück,so dass die erforderliche Zugverbindung hergestellt wird. [0055] Beider neuen Werkzeugmaschine kann dementsprechend eine Einrichtungzum Punktschweißen,zum Applizieren von Kleber oder eines Formelementes in die Arbeitsspindeleingespannt werden, wobei auch eine separate Einrichtung vorgesehensein kann, die entsprechend zustellbar ist. Die Einrichtung kannauch eine zusätzlicheHaltevorrichtung umfassen, die das Verrasten von Endstück und nächster Werkstückstangeermöglicht.Diese Haltevorrichtung kann zusätzlichzur Spannvorrichtung vorgesehen sein und das Endstück bei geöffneter Spannvorrichtunghalten, so dass die nächsteWerkstückstangevorgeschoben und mit dem Endstück verrastetwerden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Endstück weiteraus der Spannvorrichtung herausgeschoben wird. Nach dem Verrasten wirddie Haltevorrichtung gelöstund die Werkstückstangeso weit vorgeschoben, dass das Endstück mit seinem nächsten Werkstückabschnitt über die Spannvorrichtung überstehtund bearbeitet werden kann. [0056] WeitereVorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. [0057] Esversteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehendnoch zu erläuternden Merkmalenicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auchin anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind,ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. [0058] Ausführungsbeispieleder Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in dernachfolgenden Beschreibung nähererläutert.Es zeigen: [0059] 1 einerstes Ausführungsbeispieleiner Werkzeugmaschine, auf der das erfindungsgemäße Verfahrendurchgeführtwerden kann; [0060] 2 eineDarstellung wie 1, jedoch mit geschwenkter Spannvorrichtung; [0061] 3 einweiteres Ausführungsbeispieleiner Werkzeugmaschine, auf der das erfindungsgemäße Verfahrendurchgeführtwerden kann, in schematischer Seitenansicht; [0062] 4 eineschematische Darstellung der Spannvorrichtung mit eingeklemmterWerkstückstange,wobei Werkstückabschnitt,Spannlängeund Rest-Spannlängesowie Mindest-Spannlängeerläutertsind; [0063] 5 eineDarstellung wie 3, jedoch für ein Endstück, das mit der nachfolgendenWerkstückstangeverbunden ist; [0064] 6 einBeispiel fürdie Verbindung von Endstückund Werkstückstangemit Hilfe eines Formelementes; [0065] 7 eineDarstellung wie 6, jedoch für ein anderes ausgestaltetesFormelement; [0066] 8 dieVerbindung zwischen einem Endstückund einer Werkstückstangedurch ein Rastelement; [0067] 9 eineDarstellung wie 8, jedoch mit einem weiterenAusführungsbeispielfür dieRastelemente; und [0068] 10 eineschematische Draufsicht auf eine Spannvorrichtung mit einer zusätzlichenHaltevorrichtung, um in der Spannvorrichtung das Endstück und dieWerkstückstangemiteinander zu verrasten. [0069] In 1 istmit 10 eine Werkzeugmaschine bezeichnet, an deren Fahrständer 11 einSpindelkopf höhenverstellbargelagert ist. Der Spindelkopf 12 kann auf diese Weise ineinem Arbeitsraum 13 in allen drei Raumrichtungen verfahrenwerden. [0070] DerSpindelkopf 12 trägteine um eine Spindelachse 14 drehbar angetriebene Arbeitsspindel 15, indie auf üblicheWeise unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge 16 eingespanntwerden können,um Werkstückabschnitte 17 zubearbeiten, die in eine Spannvorrichtung 18 eingespanntsind. [0071] DieSpannvorrichtung 18 ist mit Drehantrieb 19 verbunden,um die Werkstückabschnitte 17 um eineDrehachse 21 zu verdrehen, so dass die Werkstückabschnitte 17 anihren vier Längsseiten bearbeitetwerden können.Es ist auch möglich,die Werkstückabschnitte 17 mitHilfe des Drehantriebes so in Rotation zu versetzen, dass eine Drehbearbeitung möglich ist,wobei dann in die stehende Arbeitsspindel 15 ein Drehwerkzeug 16 eingesetztist. Auf diese Weise ist die Werkzeugmaschine 10 sowohlfür Fräsbearbeitungals auch fürDrehbearbeitung von Werkstückabschnitten 17 einsetzbar. [0072] DieWerkstückabschnitte 17 werdennun von einer Werkstückstange 22 bearbeitet,die von hinten durch die Spannvorrichtung 18 durchgeschobenist, so dass an ihrem vorderen Ende zumindest der Werkstückabschnitt 17 inden Arbeitsraum 13 überstehtund dort bearbeitet werden kann. Die Werkstückstange 22 kann dabeibeliebige Querschnittformen aufweisen, an die die Spannvorrichtung 18 entsprechendangepasst ist. [0073] Wennein Werkstückabschnitt 17 fertigbearbeitet ist, wird er durch ein geeignetes Bearbeitungswerkzeug 16 oderauch eine gesondert vorgesehene Kappsäge von der Werkstückstange 22 abgetrennt und über eineRutsche 23 aus dem Arbeitsraum 13 entfernt. In 1 istunten auf der Rutsche ein fertig bearbeitetes Werkstück 24 angedeutet. [0074] Umdie Stirnseite des Werkstückabschnittes 17 bearbeitenzu können,ist die Spannvorrichtung 18 auf einem in 2 zuerkennenden Schwenkhalter 25 gelagert, durch den die Drehachse 21 soweit verschwenkt werden kann, bis sie nahezu mit der Spindelachse 14 fluchtet. [0075] Alternativoder zusätzlichzu der Spannvorrichtung 18 kann auch der Spindelkopf 12 schwenkbarausgelegt sein, wie dies jetzt im Zusammenhang mit 3 erläutert wird. [0076] DieWerkzeugmaschine 10 aus 3 ist ebenfallsnur schematisch dargestellt, sie umfasst wieder den Fahrständer 11 sowieden Spindelkopf 12, der jetzt um eine bei 26 angedeuteteDrehachse in dem Arbeitsraum 13 verschwenkt werden kann, umden Werkstückabschnitt 17 anseiner Stirnseite 27 bearbeiten zu können. [0077] Zusätzlich zuder Spannvorrichtung 18 ist bei der Werkzeugmaschine 10 eineVorrichtung 28 vorgesehen, die in Richtung der Drehachse 21 verschiebbarist, was durch einen Pfeil 29 angedeutet wird. [0078] DieVorrichtung 28 weist eine Klemmeinheit 31 auf,in die ein Werkstückabschnitt 17 oderein noch zu erläuterndesEndstück 37 eingespanntwerden kann. Auf diese Weise ist der Werkstückabschnitt 17 auchan seiner sechsten Seite 32 füreine Bearbeitung durch ein Bearbeitungswerkzeug 16 zugänglich.Ferner könnenam Endstück 37 beispielsweiseFräsarbeitendurchgeführtwerden, bevor es wieder zurückin die Spannvorrichtung 18 geschoben wird. [0079] Nebendem Fahrständer 11 istein schematisch angedeutetes Werkzeugmagazin 33 vorgesehen,in dem verschiedene Bearbeitungswerkzeuge 34, 35, 36 gespeichertsind, die wahlweise in die Arbeitsspindel 15 eingesetztwerden können. [0080] Mitden Werkzeugmaschinen aus 1 oder 3 werdenjetzt von einer Werkstückstange 22 nacheinanderWerkstückabschnitte 17 bearbeitet undabgetrennt, so dass die Werkstückstange 22 immerkürzerwird, bis noch ein Endstück 37 übrig bleibt,dessen Einspannsituation in die Spannvorrichtung 18 in 4 schematischgezeigt ist. [0081] DasEndstück 37 wirddurch zwei Spannbacken 38 gehalten, in denen es mit seinemhinteren Abschnitt mit einer Mindest-Spannlänge gehalten ist, die bei 39 angedeutetist. Würdedas Endstück 37 mit einemkürzerenAbschnitt in den Spannbacken 38 sitzen, so könnten dieSpannbacken 38 verkippen, so dass das Endstück 37 nichtmehr hinreichend sichtbar gehalten wird. [0082] Diegesamte Längedes Endstückes 37 setzt sichaus dieser Mindest-Spannlänge 39,der bei 41 angedeuteten Länge des Werkstückabschnittes 17 sowieeinem Überstand 42 zusammen,um den der Werkstückabschnitt 17 über dieSpannbacken 38 vorstehen muss, um im Arbeitsraum 13 sicherbearbeitet werden zu können.Die Mindest-Spannlänge 39 undder Überstand 42 bestimmendie Spannlänge 43,um die das Endstück 37 länger alsein Werkstückabschnitt 17 seinmuss, damit der Werkstückabschnitt 17 nochbearbeitet werden kann. [0083] In 5 istin einer Darstellung wie 4 ein Zustand gezeigt, bei demein Endstück 37 mitder folgenden Werkstückstange 22 verbundenist und nur übereine Rest-Spannlänge 44 inden Spannbacken 38 gehalten ist. Diese Rest-Spannlänge 44 istso gewählt,dass das Endstück 37 nochsicher zwischen den Spannbacken 38 gehalten wird, so dassder Werkstückabschnitt 17 mithinreichender Genauigkeit bearbeitet werden kann. Dies ist möglich, weil hinterdem Endstück 37 zwischenden Spannbacken 38 die nächste Werkstückstange 22 mitihrem vorderen Abschnitt 45 sitzt, so dass die Spannbacken 38 nichtverkanten können. [0084] Aufdiese Weise ist also die nicht füreine Bearbeitung zur Verfügungstehende Spannlänge 43 deutlichkürzerals bei dem Beispiel aus 4. [0085] Zwischendem Endstück 37 unddem vorderen Abschnitt 45 ist eine Verbindung 46 vorgesehen, diekraftschlüssigsein und durch Klebstoff, Doppelklebeband, Klettverbindung oder ähnlicheshergestellt werden kann. Nur aufgrund dieser Verbindung 46 istes möglich,das Endstück 37 soweit aus der Spannvorrichtung 18 herauszuschieben, dasses nur noch mit seiner Rest-Spannlänge 44 in den Spannbacken 38 gehaltenwird. Die Verbindung 46 verhindert es nämlich, dass das Endstück 37 beimVorschieben mit Hilfe der Werkstückstange 22 undefiniertvorausrutscht oder gar aus der Spannvorrichtung 18 herausfällt. [0086] Wennder Werkstückabschnitt 17 dannentsprechend bearbeitet wurde, wird er abgetrennt und die Werkstückstange 22 soweit vorgeschoben, bis das Endstück 37 mitseiner verbliebenen Spannlänge 43 sowieder vordere Bereich 45 der Werkstückstange 22 über dieSpannvorrichtung 38 überstehen.Der vordere Bereich 45 wird dann an der gestrichelten Linie 45' abgetrennt,so dass sich ein Verschnittstück ergibt,das aus der Spannlänge 43 desEndstückes 37 sowiedem vorderen Bereich 45 besteht. Dieses Verschnittstück ist nichtnur erheblich kürzerals das gemäß 4 zuverwerfende Endstück 37,es ist auch noch einmal deutlich kürzer als das schon deutlichkürzereEndstück 37,das gemäß dem Ausführungsbeispielder 5 verwendet werden kann. Insgesamt ergibt sichalso eine deutliche Materialersparnis. [0087] DieVerbindung 46 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden,dass die Werkstückstangen 22 vorBearbeitungsbeginn an ihren Stirnseiten jeweils mit einer Kleberschicht,einem StückKlebeband oder ähnlichemversehen werden. Wenn die nächsteWerkstückstange 22 dannmit einem Endstück 37 inAnlage gelangt, verkleben die beiden Stangen so miteinander. [0088] Esist aber auch möglich,das Endstück 37 durchdie aus 3 bekannte Vorrichtung 28 ausder Spannvorrichtung 18 zu entnehmen und die Werkstückstange 22 soweit vorzuschieben, dass sie mit ihrem vorderen Abschnitt 45 ausder Spannvorrichtung 18 herausschaut. Auf die aufeinanderzu weisenden Stirnseiten 32, 27 von Endstück 37 sowie Werkstückstange 22 wirddann Klebstoff aufgetragen, wozu beispielsweise das Werkzeug 34 eingesetztwerden kann, das im vorliegenden Fall dann eine Klebepistole ist.Durch Verschieben der Vorrichtung 28 werden die Stirnseitenvon Werkstückstange 22 undEndstück 17 dannaufeinandergedrücktund miteinander verklebt. Danach wird das Endstück 37 und mit ihmdie Werkstückstange 22 wiederso weit in die Spannvorrichtung 18 hineingeschoben, dassnur noch der Werkstückabschnitt 17 hinreichend über die Spannvorrichtung 18 vorstehtund bearbeitet werden kann. [0089] DieVerbindung 46 kann statt als Klebeverbindung auch als Punktschweißverbindungausgebildet werden. Hierzu wird das Endstück 37 wiederum indie Vorrichtung 28 eingespannt, wobei die Verbindung zwischenWerkstückstange 22 undEndstück 37 jetztmit Hilfe eines in 3 bei 47 angedeuteten Schweiß gerätes erfolgt,das beispielsweise am Fahrständer 11 angebrachtund durch diesen bewegt werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Schweißgerät 47 miteiner eigenen Zustellvorrichtung zu versehen, oder aber eine entsprechende Schweißspitzeals Werkzeug in die Arbeitsspindel 12 einzusetzen. [0090] Während dieKlebeverbindung im Wesentlichen auf Zug und Druck belastbar ist,was füreine sichere Handhabung des Endstückes 37 völlig ausreichendist, bietet eine Schweißverbindungzusätzlich dieMöglichkeit,Querkräfteaufzunehmen. [0091] In 6 obenist ein weiteres Beispiel fürdie Verbindung 46 zwischen Endstück 37 und Werkstückstange 22 gezeigt.Hier dient ein Formelement 48 in Form einer Klammer dazu,eine formschlüssige Verbindungherzustellen, die im Wesentlichen auf Zug und Druck belastbar ist.Zu diesem Zweck sind sowohl in dem Endstück 37 als auch indem vorderen Bereich 45 der Werkstückstange 22 Durchgangslöcher 49 vorgesehen,von denen sich eine Nut 51 zur jeweiligen Stirnseite erstreckt. [0092] In 6 untenist zu erkennen, dass das Formelement 48 vollständig inden Nuten 51 sowie den Durchgangslöchern 49 zu liegenkommt, so dass es nicht überdie Kontur von Endstück 37 bzw.Werkstückstange 22 vorstehtund beim Einspannen in die Spannvorrichtung 18 nicht stört. [0093] Zumeinen ist es hier möglich,dass die Werkstückstangen 22 anihren jeweiligen Stirnseiten bereits mit entsprechenden Durchgangslöchern 49 und Nuten 51 versehensind, so dass währendder Bearbeitung der Werkstückstangen 22 lediglichnoch das Form element 48 eingesetzt werden muss. Dies erfolgtwiederum bei dem in 3 gezeigten Zustand, wo dasEndstück 37 inder Vorrichtung 28 eingespannt ist und die Werkstückstange 22 über die Spannvorrichtung 18 überschaut.Die Stirnseiten werden miteinander in Anlage gebracht und dann das Formelement 48 eingesetzt,wozu eine Klammereinrichtung 36 als eine Art Bearbeitungswerkzeugin die Arbeitsspindel 12 eingesetzt werden kann. Natürlich istes auch möglich,die Klammereinrichtung 36 mit einer eigenen Zustellvorrichtungzu versehen. [0094] Wenndie Werkstückstangen 22 nichtbereits vorher mit den entsprechenden Durchgangslöchern 49 undNuten 51 versehen wurden, können sie auch nachträglich entsprechendbearbeitet werden, wenn nämlichdas Endstück 37 vonder Vorrichtung 28 und die Werkstückstange 22 von derSpannvorrichtung 18 gehalten werden, wie es in 3 gezeigtist. [0095] Einweiteres Beispiel füreine formschlüssige Verbindungist in 7 gezeigt, wo ein Sprengring 52 verwendetwird, um zwei im Querschnitt jeweils halbkreisförmige Zapfen 53 andem Endstück 37 undder Werkstückstange 22 miteinanderzu verklemmen. [0096] Esist auch möglich,das Endstück 37 unddie Werkstückstange 22 mitHilfe von Rastelementen miteinander zu verbinden, wozu beispielsweisean der Werkstückstange 22 einZapfen 54 mit Kopf vorgesehen sein kann, der in eine entsprechendeAusnehmung 55 an dem Endstück 37 einrastet. [0097] Eineweitere Möglichkeitfür eineformschlüssigeVerbindung ist in 9 gezeigt, wobei sowohl an derWerkstückstange 22 alsauch an dem Endstück 37 zueinanderkomplementärjeweils eine Aussparung 56 sowie ein Vorsprung 57 vorgesehensind, die auf Zug belastbar sind, wenn seitlich durch die Spannbacken 38 Kraftausgeübtwird. Damit Werkstückstange 22 undEndstück 37 beimAufeinanderzuschieben miteinander verrasten, können stirnseitig an den Vorsprüngen 37 nochFasen 58 vorgesehen sein. [0098] DieformschlüssigeVerrastung gemäß den Ausführungsbeispielenin den 8 und 9 erfolgt beispielsweise dadurch,dass das Endstück 37 wiederin der Vorrichtung 28 und die Werkstückstange 22 in derSpannvorrichtung 18 gehalten werden, woraufhin dann dieVorrichtung 28 auf die Spannvorrichtung 18 zubewegt wird, bis Endstück 17 und Werkstückstange 22 miteinanderverrastet sind. [0099] Natürlich istes auch möglich,Werkstückstange 22 undEndstück 17 bereitsin der Spannvorrichtung 18 miteinander zu verrasten, wozues lediglich erforderlich ist, dass beispielsweise durch die Vorrichtung 28 verhindertwird, dass währenddes Verrastens das Endstück 37 weiteraus der Spannvorrichtung 18 herausgeschoben wird. [0100] Ineinem weiteren Ausführungsbeispielist in der Spannvorrichtung 18 neben den Spannbacken 38 jedocheine zusätzlicheHaltevorrichtung 59 vorgesehen, wie dies in 10 zusehen ist. Die zusätzlicheHaltevorrichtung 59 hältbei geöffnetenSpannbacken 38 das Endstück 37 fest, während vonlinks die Werkstückstange 22 vorgeschobenwird, so dass sie mit dem Endstück 37 verrastetund die Verbindung 46 bildet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel dieformschlüssigeVerbindung aus 9 ist. Sobald die Verbindung 46 hergestelltwurde, werden die Spannbacken 38 so weit geschlossen, dasseine Querbewegung von Endstück 37 undWerkstückstange 22 zueinandernicht mehr erfolgen kann, aber noch eine Bewegung in Längsrichtungmöglichist, so dass das Endstück 37 jetztso weit aus der Spannvorrichtung 18 herausgeschoben werdenkann, bis sein Werkstückabschnitt 17 hinreichendin den Arbeitsraum 13 hineinragt.
权利要求:
Claims (10) [1] Verfahren zum Bearbeiten von Werkstückstangen(22) auf einer Werkzeugmaschine (10) mit einer relativzu einer Spannvorrichtung (18) für die Werkstückstangen(22) verfahrbaren Arbeitsspindel (15), in dieBearbeitungswerkzeuge (16, 34, 35, 36)einspannbar sind, mit den Schritten: a) Einspannen einer Werkstückstange(22) in die Spannvorrichtung (18) derart, dasszumindest ein zu bearbeitender Werkstückabschnitt (17) derWerkstückstange(22) überdie Spannvorrichtung (18) übersteht, b) Bearbeitendes Werkstückabschnittes(17) mit zumindest einem Bearbeitungswerkzeug (16),c) Abtrennen des insoweit bearbeiteten Werkstückabschnittes (17)von der restlichen Werkstückstange (22), d)Vorschieben der restlichen Werkstückstange (22), biszumindest ein neuer Werkstückabschnitt(17) überdie Spannvorrichtung (18) übersteht, und erneutes Einspannender Werkstückstange(22), e) Wiederholen der Schritte b) bis d), bis einEndstück(37) der in Bearbeitung befindlichen Werkstückstange(22) entsteht, das mit Hilfe der als nächstes zu bearbeitenden Werkstückstange(22) vorgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet,dass im Zusammenhang mit Schritt e) zwischen dem Endstück (37)und der nächsten Werkstückstange(22) eine Verbindung (46) hergestellt wird. [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindung (46) im Wesentlichen auf Zug und Druckbelastbar ist. [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindung (46) eine kraftschlüssige Verbindung, vorzugsweiseeine Art Klebeverbindung ist. [4] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindung (46) eine stoffflüssige Verbindung, vorzugsweiseeine Punktschweißverbindungist. [5] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindung (46) eine formschlüssige Verbindung ist. [6] Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass die formschlüssigeVerbindung (46) durch ein Formelement (48, 52)hergestellt wird, das mit dem Endstück (37) und der nächsten Werkstückstange(22) in Eingriff gebracht wird. [7] Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass die formschlüssigeVerbindung (46) durch an dem Endstück (37) und der nächsten Werkstückstange(22) ausgebildete Rastelemente (55, 57; 56, 57)hergestellt wird. [8] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Rastelemente (54, 55; 56, 57)im Zusammenhang mit Schritt e) an dem Endstück (37) oder der nächsten Werkstückstange(22) ausgebildet werden. [9] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Rastelemente (54, 55; 56, 57)an der Werkstückstange(22) ausgebildet werden, bevor die Bearbeitung der Werkstückabschnitte(17) der Werkstückstange(22) erfolgt. [10] Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstückstangen(22), mit einer relativ zu einer Spannvorrichtung (18)für dieWerkstückstangen(22) verfahrbaren Arbeitsspindel (15), in dieBearbeitungswerkzeuge (16, 34, 35, 36)einspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung (34, 36, 47, 59)aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein Endstück (37) einer in Bearbeitungbefindlichen Werkstückstange(22) mit einer als nächsteszu bearbeitenden Werkstückstange(22) zu verbinden.
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