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Title:
METHOD FOR THE PRODUCTION OF RECESSES IN WORKPIECES IN A CHIP-REMOVING MANNER AND DEVICE THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/015851
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for processing preferably metal workpieces in a chip-removing manner, comprising a tool (2) and a workpiece holder (3), wherein the tool (2) can be moved in relation to a workpiece (4) accommodated in the workpiece holder (3) along a specifiable motion path in order to process the workpiece (4) in a chip-removing manner, wherein the tool (2) can be pivoted in relation to a workpiece (4) accommodated in the workpiece holder (3) about a tool pivot axis (W), wherein the tool pivot axis (W) is oriented at least substantially perpendicularly to the motion path, wherein the device is designed to correct the orientation of the blade (9) of the tool (2) in accordance with the course of the motion path by means of a pivoting of the tool (2) in relation to the workpiece (4) about the tool pivot axis (W). In order to present a method and a device that enable faster and thus more efficient production, the tool holder (8) is accommodated on an linear drive (10), which in turn is itself accommodated on a tool carrier (5) in such a way that the linear drive can be pivoted about a linear drive pivot axis (L).

Inventors:
DEITERT HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/001531
Publication Date:
February 04, 2016
Filing Date:
July 24, 2015
Export Citation:
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Assignee:
DEITERT HEINZ (DE)
International Classes:
B23B29/034; B23B27/06; B23D5/00; B23D11/00; B23D13/02; B23D81/00
Domestic Patent References:
WO1989008522A11989-09-21
Foreign References:
US20120312133A12012-12-13
DE3437411A11986-04-17
US20120201623A12012-08-09
JPS63123603A1988-05-27
US20150056037A12015-02-26
Attorney, Agent or Firm:
Thielking & Elbertzhagen Patentanwälte Partnerschaft mbB (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung (1) zur spanabhebenden Bearbeitung von, vorzugsweise metallischen, Werkstücken, mit einem Werkzeug (2) und einer Werkstückaufnahme (4) , wobei das Werkzeug (2) zur spanabhebenden Bearbeitung des Werkstücks (4) relativ zu einem in der Werkstückaufnahme (6) aufgenommenen Werkstück (4) entlang einer vorgebbaren Bewegungsbahn bewegbar ist, wobei das Werkzeug (2) relativ zu einem in der Werkzeugaufnahme (8) aufgenommenen Werkstück (4) um eine Werkzeugschwenkachse (W) schwenkbar ist, wobei die Werkzeugschwenkachse (W) zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsbahn orientiert ist, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, durch ein Verschwenken des Werkzeugs (2) relativ zum Werkstück (4) um die Werkzeugschwenkachse (W) die Ausrichtung der Schneide (9) des Werkzeugs (2) entsprechend des Verlaufs der Bewegungsbahn zu korrigieren,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Werkzeugaufnahme (8) an einem Linearantrieb (10) aufgenommen ist, der wiederum selbst um eine Linearantriebschwenkachse (L) schwenkbar an einem Werkzeugträger (5) aufgenommen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung (1) eine Steuerung aufweist, die dafür eingerichtet ist, das Werkzeug (2) abhängig vom Verlauf der Bewegungsbahn relativ zum Werkstück (4) um die Werkzeugschwenkachse (W) zu verschwenken. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Werkzeugträger (5) in drei Raurichtungen (X, Y, Z) verfahrbar ist.

Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung einen weiteren Linearantrieb (14) aufweist, der um eine Linearantriebschwenkachse (L) schwenkbar an dem Werkzeugträger (5) aufgenommen ist, insbesondere wobei der weitere Linearantrieb (14) senkrecht zu dem Linearantrieb angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Linearantrieb (10) und/oder der weitere Linearantrieb (14) Bewegungsgeschwindigkeiten des Werkzeugs (2) relativ zum Werkzeugträger (5) von wenigstens 80 m/min, vorzugsweise von wenigstens 120 m/min, ermöglicht . Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Linearantrieb (10) und/oder der weitere Linearantrieb (14) Beschleunigungen und/oder Verzögerungen des Werkzeugs (2) relativ zum Werkzeugträger (5) von wenigstens 50 m/s2, vorzugsweise von wenigstens 80 m/s2, ermöglicht .

7. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung (1) eine Steuerung aufweist, die dafür eingerichtet ist, die Bewegungen des Werkzeugträgers (5) relativ zum Werkstück (4) und des Werkzeugs (2) relativ zum Werkzeugträger (5) abhängig vom gewünschten Verlauf der Bewegungsbahn des Werkzeugs (2) relativ zum Werkstück (4) aufeinander abzustimmen.

8. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Werkzeug (2) und/oder ein Werkzeugbereich (12) , der vorzugsweise derart gestaltet ist, dass er bei der Fertigung einer Vertiefung, insbesondere einer Nut, in diese Vertiefung eintauchen kann, eine erste Haupter- streckungsrichtung (Hl) aufweist und vorzugsweise die Vorrichtung (1) derart gestaltet ist, dass die erste Haupterstreckungsrichtung (Hl) , zumindest in etwa, parallel zur Werkzeugschwenkachse (W) ist .

9. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Werkzeug (2) und/oder ein Werkzeugbereich (12) , der vorzugsweise derart gestaltet ist, dass er bei der Fertigung einer Vertiefung, insbesondere einer Nut, in diese Vertiefung eintauchen kann, eine zweite Haupterstreckungsrichtung (H2) aufweist, und vorzugsweise die Vorrichtung (1) derart gestaltet ist, dass die zweite Haupterstreckungsrichtung (H2) während der Schnittbewe- gung parallel zur Bewegungsrichtung der Schnittbewegung ausrichtbar ist.

0. Vorrichtung nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine zu der ersten Haupterstreckungsrichtung (Hl) und der zweiten Haupterstreckungsrichtung (H2) zumindest im Wesentlichen parallel orientierte Fläche des Werkzeugs (2) und/oder des Werkzeugbereichs (12) eine Krümmung, insbesondere eine Krümmung entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung (H2) , aufweist.

1. Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung von, vorzugsweise metallischen, Werkstücken (4) , insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, wobei eine Schneide (9) eines Werkzeugs (2) an einem Werkstück (4) in Eingriff gebracht wird und eine spanabhebende Schnittbewegung entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn des Werkzeugs (2) relativ zum Werkstück

(4) durchgeführt wird, wobei das Werkzeug (2) um eine Werkzeugschwenkachse (W) in Abhängigkeit von dem Verlauf der Bewegungsbahn verschwenkt wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Werkzeug (2) relativ zum Werkstück (4) derart bewegt wird, dass sich Bewegungen eines Werkzeugträgers

(5) relativ zum Werkstück (4) und des Werkzeugs (2) relativ zum Werkzeugträger (5) zu einer Bewegung des Werkzeugs (2) relativ zum Werkstück (4) überlagern.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Werkzeug (2) derart verschwenkt wird, dass die Ausrichtung der Schneide (9) relativ zur Richtung der Schnittbewegung an jedem Ort entlang der Bewegungsbahn zumindest im Wesentlichen die gleiche ist.

Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Mehrzahl Schnittbewegungen durchgeführt wird, wobei die Bewegungsbahnen der einzelnen Schnittbewegungen derart zueinander versetzt sind, dass eine vorgegebene Werkstückkontur erzeugt wird. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass die vorgegebene Werkstückkontur eine Vertiefung, insbesondere eine Nut aufweist. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Werkzeug während der Schnittbewegung so zum Werkstück orientiert ist, dass die Werkzeugschwenkachse sich von der Werkzeugaufnahme (8) , in der das Werkzeug um die Werkzeugschwenkachse (W) verschwenkbar aufgenommen ist, zum Grund der Vertiefung hin erstreckt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,

dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (4) Bestandteil einer Spritzgussform, einer RI -Form und/oder einer Form für Reifen oder eine Spritzgussform ist und vorzugsweise die Vertiefung zur Formung der Verstärkungen bei der Fertigung eines Kunststoff- oder Aluminium-Spritzgussbauteils mit steg- oder rippenförmigen Verstärkungen bestimmt ist .

Description:
VERFAHREN ZUR SPANABHEBENDEN FERTIGUNG VON VERTIEFUNGEN IN WERKSTÜCKEN SOWIE VORRICHTUNG HIERZU

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zur Fertigung von Nuten in Kunststoff- oder Aluminium-Spritzgussformen, RIM-Formen oder Reifenformen sowie eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken.

STAND DER TECHNIK

Bei der Bearbeitung von Werkstücken weisen spanabhebende Verfahren den Vorteil auf, dass mit ihnen sehr vielfältige Konturen hergestellt werden können.

Derzeit werden auf dem Gebiet der spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken komplizierte Werkstückgeometrien re- gelmäßig durch Fräsverfahren hergestellt . Dabei wird ein rotierendes Werkzeug, welches normalerweise eine Mehrzahl von Schneiden aufweist, am Werkstück in Eingriff gebracht. Das Werkzeug rotiert während es entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn bewegt wird. Dabei führen die einzelnen Schneiden des Fräsers eine Vielzahl von Schnittbewegungen entlang der Bewegungsbahn aus, indem sie nacheinander in den Werkstoff des Werkstücks einschneiden und einen Span abheben. Die Fräswerkzeuge sind dabei häufig an Mehrachs- Bearbeitungsköpfen aufgenommen. Hierdurch können die Fräs- Werkzeuge nahezu beliebige Bewegungsbahnen relativ zum

BESTÄTIGUNGSKOPIE Werkstück beschreiben und so auch komplexe Geometrien formen .

Einen Nachteil weisen diese Verfahren bei der Fertigung von Werkstückgeometrien auf, die es erfordern, dass das Werkzeug in räumlich beengte Vertiefungen der Werkstückstruktur eintaucht, wie es beispielsweise bei der Fertigung von Nuten in Werkstücken der Fall ist. Soll hier eine entsprechende räumlich beengte Werkstückgeometrie erzeugt werden, so erfordert dies zwingend, dass das Werkzeug, das in die Vertiefung eintauchen können muss, eine entsprechend geringe räumliche Ausdehnung aufweist. An dem Werkzeug müssen jedoch gleichzeitig eine Mehrzahl Schneiden angebracht sein, was dazu führt, dass es sich bei den einzelnen Schneiden des Werkzeugs um äußerst filigrane Gebilde handelt, was letztendlich dazu führt, dass die bei der spanabhebenden Bearbeitung auf Werkzeugschneiden wirkenden Kräfte entsprechend gering gehalten werden müssen. In der Praxis bedeutet dies, dass nur mit sehr geringen Vorschubgeschwin- digkeiten gearbeitet werden kann. Hierdurch wird die Herstellung von vielen möglichen Werkstückgeometrien, insbesondere solchen, welche Vertiefungen, wie insbesondere Nuten in ihrer Kontur aufweisen, entsprechend zeitraubend. DIE ERFINDUNG

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung aufzuzeigen, welche eine schnellere und damit eine effizientere Fertigung ermöglichen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche . Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen .

Erfindungsgemäß wird das Werkzeug um eine erste Werkzeugschwenkachse in Abhängigkeit von dem Verlauf einer vorgegebenen Bewegungsbahn, entlang der eine spanabhebende Schnittbewegung durchgeführt wird, verschwenkt. Hierdurch wird es ermöglicht, Schnittbewegungen an Werkstücken auf gekrümmten Bewegungsbahnen durchzuführen, ohne ein rotierendes Werkzeug verwenden zu müssen. Idealerweise kann ein Werkzeug mit einer einzigen Schneide verwendet werden, die durch das Verschwenken des Werkzeugs relativ zum Werkstück an jeder Stelle der Bewegungsbahn und damit der Schnittbewegung eine für den spanabhebenden SchnittVorgang günstige Orientierung zum Material des Werkstücks aufweist .

Da nicht - wie es bei einem rotierenden Fräser der Fall ist - eine Vielzahl Schneiden benötigt wird, kann die - vorzugsweise einzige - Schneide des Werkzeugs derart ausgeführt werden, dass sie wesentlich größere, aus dem Schnittvorgang resultierende Kräfte aufnehmen kann, als dies bei einem Fräser der Fall wäre, der für die gleiche Aufgabe hinsichtlich der mit dem spanabhebenden Verfahren zu fertigenden Kontur ausgelegt ist .

Diese Fähigkeit zur Aufnahme größerer Kräfte wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch ausgenutzt, dass die Werk- zeugaufnähme , in der das Werkzeug aufgenommen ist, an einem Linearantrieb angeordnet ist . Dieser ist wiederum selbst um eine Linearantriebs-Schwenkachse schwenkbar an einem Werkzeugträger aufgenommen. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung können bedeutend höhere Schnittgeschwindigkeiten rea- lisiert werden, als es bei konventionell aufgebauten Maschinen der Fall ist. Wäre das Werkzeug um seine Werkzeugschwenkachse direkt am Werkzeugträger aufgenommen, so müss- te die Schnittbewegung alleine durch Antriebe verursacht werden, welche eine Relativbewegung des Werkzeugträgers zum Werkstück bewirken. Hierfür ist es jedoch notwendig, vergleichsweise hohe Massen zu bewegen. Es müsste entweder der Werkzeugträger oder das Werkstück oder beides bewegt werden. Bei einer Bewegung des Werkstücks kommt hierbei noch die Bewegung der Masse der Werkstückaufnahme hinzu . Die Werkzeugträger sind bei Vorrichtungen der in Rede stehenden Art regelmäßig allein schon aus Steifigkeitsgründen sehr massiv ausgelegt. Da die Relativbewegung zwischen Werkzeugträger und Werkstück vorteilhafterweise in alle drei Raumrichtungen möglich sein soll, um eine hinreichende Flexibi- lität bei der Bearbeitung zu erreichen, wird eine Realisierbarkeit der Verfahrantriebe des Werkezeugträgers vergleichsweise aufwendig. So kann es beispielsweise notwendig sein, eine einenn Arbeitsraum einer Maschine überspannende Quertraverse entlang von Linearführungen zu bewegen, wobei der Werkzeugträger regelmäßig noch in wenigstens eine Raumrichtung relativ zu dieser Quertraverse verfahrbar an dieser aufgenommen ist. Auch müssen die Linearantriebe für die Relativbewegungen zwischen Werkzeugträger und Werkstück regelmäßig sehr große Verfahrbereiche abdecken, so dass auch allein durch die schieren Abmessungen der benötigten Line- arantriebe mit ihren Bauteilen, wie Führungen und dergleichen, eine Großmasse erzeugt wird.

Durch die erfindungsgemäße konstruktive Lösung kann dagegen ein Linearantrieb an dem Werkzeugträger aufgenommen werden, der mit der Werkzeugaufnahme und dem darin aufgenommenen Werkzeug nur eine vergleichsweise geringe Masse bewegen muss . Hierdurch kann dieser Antrieb hohe Bewegungsgeschwindigkeiten des Werkzeugs relativ zum Werkzeugträger ermögli- chen. So ermöglicht der Linearantrieb vorzugsweise Bewegungsgeschwindigkeiten des Werkzeugs relativ zum Werkzeugträger von wenigstens 80 m/min. , vorzugsweise von wenigstens 120 m/min. Auf diese Weise kann der Linearantrieb in vorteilhafter Weise den Hauptbeitrag zur Schnittgeschwin- digkeit leisten.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überlagern sich so die Bewegungen des Werkzeugträgers relativ zum Werkstück und des Werkzeugs relativ zum Werkzeugträger zu einer Bewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück. Auf diese Weise kann der vergleichsweise schnelllaufende Linearantrieb einen Hauptbeitrag zur Schnittgeschwindigkeit leisten, während die vorzugsweise dreiachsige relative Verfahrbarkeit des Werkzeugträgers relativ zum Werkstück über vergleichsweise weite Verfahrwege die Erzeugung komplexer Bewegungsbahnen des Werkzeugs relativ zum Werkstück und damit die Herstellung flexibler Werkstückgeometrien ermöglicht .

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Fertigung von Spritzgussformen, RIM-Formen und/oder Formen für Reifen. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu fertigenden Vertiefungen können so vorzugsweise zur Formung von steg- oder rippenförmigen Verstärkungen dienen. Weiterhin ermöglicht die Tatsache, dass durch den Linearantrieb lediglich geringe Massen bewegt werden müssen, dass eine Beschleunigung bzw. eine Verzögerung der Bewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück in kürzester Zeit und damit auf engstem Raum ermöglicht werden kann. Hierfür ermöglicht der Linearantrieb vorzugsweise Beschleunigungen und/oder Verzögerungen des Werkzeugs relativ zum Werkzeugträger von wenigstens 50 m/sek 2 besonders vorzugsweise von wenigstens 80 m/sek 2 . Vorzugsweise wird dabei das Werkzeug so verschwenkt, dass die relative Ausrichtung der Schneide zur Richtung der Schnittbewegung an jedem Ort entlang der Bewegungsbahn zumindest im Wesentlichen die gleiche ist. Dies ist insbesondere bei der Fertigung von rillenartigen Vertiefungen wie Nuten vorteilhaft . Hier kann das Werkzeug so gestaltet werden, dass das Werkzeug oder ein Werkzeugbereich bei der Fertigung in die Nut eintauchen kann. Die Schneide ist dann vorzugsweise an dem dem Nutgrund zugewandten Ende des Werkzeugs bzw. des Werkzeugbereichs angeordnet.

Vorzugsweise ist die Gestaltung des Werkzeugs nun so, dass es eine erste Haupterstreckungsrichtung aufweist, die vorzugsweise der ersten Werkzeugschwenkachse, um die das Werkzeug nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verschwenkt wird, entspricht . Vorzugsweise weist das Werkzeug bzw. der Werkzeugbereich darüber hinaus eine zweite Haupterstreckungsrichtung auf, wodurch das Werkzeug bzw. der Werkzeugbereich insgesamt ei- ne flächige Formgebung erhält. Vorzugsweise wird das Verfahren nun derart durchgeführt, dass die zweite Haupterstreckungsrichtung des Werkzeugs der Schnittrichtung, also der Bewegungsrichtung an der jeweiligen Stelle der Bewegungsbahn entspricht. Die Reaktionskräfte aus der Schnitt- bewegung auf das Werkzeug wirken so hauptsächlich in Richtung der zweiten Haupterstreckungsrichtung, d.h. in der Richtung auf das Werkzeug, in der es aufgrund seiner flächigen Gestaltung für die Aufnahme hoher Reaktionskräfte prädestiniert ist.

Gleichzeitig können durch die flächige Gestaltung des Werkzeugs bzw. des Werkzeugbereichs auch Konturen, wie beispielsweise schmale Nuten, leicht realisiert werden, da in der Breitenrichtung einer zu fertigenden Nut keine der HaupterStreckungsrichtungen, also der Richtungen, in denen das Werkzeug bzw. der Werkzeugbereich seine größte räumliche Ausdehnung aufweist, .orientiert sind. Vorzugsweise ergibt sich so eine in etwa schwert- oder finnenförmige Gestaltung des Werkzeugs bzw. des Werkzeugbereichs.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSABBILDUNGEN

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 bis 11 schematisch näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines vergrößer- ten Ausschnitts aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt ebenfalls eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts aus Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht während der Durchführung der Schnittbewegung .

Fig. 4 zeigt eine entsprechende perspektivische Ansicht zu Beginn und Fig. 5 eine entsprechende perspektivische Ansicht zum Ende einer Schnittbewegung. Fig. 6 zeigt noch einmal eine perspektivische Ansicht während der Schnittbewegung aus einer den Fig. 4 und 5 entsprechenden Perspektive.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung einer vor- teilhaften erfindungsgemäßen Fertigung einer Nut mit einer starken Krümmung.

Fig. 8 und 9 zeigen schematische Darstellungen der Fertigung der Nut aus Fig. 7 aus anderen Perspektiven zu einem späteren Stadium.

Fig. 10 und 11 zeigen schematische Darstellungen verschiedener beispielhafter Werkzeuge für eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 13 und 14 zeigen die an dem Werkzeugträger aufnehmbare Linearantriebseinheit der in Fig. 12 dargestellten beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 15 zeigt eine Detailansicht aus Fig. 14. WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Die in Fig. 1 beispielhaft dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist ein Werkzeug 2 und eine Werkstückauf- nahme 3 auf .

Das Werkzeug 2 kann durch die Vorrichtung 1 relativ zu einem in der Werkstückaufnahme 3 aufgenommenen Werkstück 4 entlang einer vorgebbaren Bewegungsbahn bewegt werden. Im Fall der in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Vorrichtung 1 ist dies insbesondere durch einen in die Raumrichtungen X, Y und Z verfahrbaren Werkzeugträger 5 und die Ausgestaltung der Werkzeugaufnahme 3 gewährleistet . Die Werkzeugaufnähme 3 ist im gezeigten Beispiel in vorteilhafter Weise mit einem um die Drehtellerdrehachse d drehbaren Drehteller 6 ausgestattet. Der Drehteller 6 wiederum ist vorzugsweise auf einer Schwinge 7, die auf einer Schwenkachse S schwenkbar ist, gelagert. Die Verfahrbarkeit der Werkzeugaufnahme 5 in den Raumrichtungen wird im gezeigten Beispiel durch entsprechende Linearführungen gewährleistet. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten, das in der Werkstückaufnahme 3 aufgenommene Werkstück 4 und das Werkzeug 2 relativ zueinander zu bewegen, beispielsweise indem der Werkzeugträger 5 an einem Hexapoden aufgenommen ist . Erfindungswesentlich ist jedoch, dass das Werkzeug 2 um eine Werkzeugschwenkachse W schwenkbar in einer Werkzeugaufnahme 8 aufgenommen ist . Die Verschwenkbarkeit des Werkzeugs um die Werkzeugschwenkachse W ermöglicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem das Werk- zeug in Abhängigkeit von dem Verlauf der Bewegungsbahn um die Werkzeugschwenkachse verschwenkt wird.

Dadurch wird zum Einen sichergestellt, dass sich das Werkzeug beim Fertigen einer Vertiefung, wie beispielsweise ei- ner Nut, nicht im Werkstück 4 verkeilt, sondern immer mit der korrekten Orientierung der Schneide 9 relativ zu der vorgegebenen Bewegungsbahn durch das Material geführt wird.

Erfindungsgemäß ist die Werkzeugaufnahme 8 an einem Linear- antrieb 10 aufgenommen. Ein derartiger Linearantrieb 10 ermöglicht eine schnelle Werkzeugbewegung, wobei erfindungsgemäß der Linearantrieb 10 wiederum selbst um eine Linear- antriebsschwenkachse L schwenkbar an dem Werkzeugträger 5 aufgenommen ist. Dabei verlaufen die Werkzeugschwenkachse 5 und die Linearantriebsschwenkachse L vorzugsweise parallel zueinander, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass beide Achsen zusammenfallen können, was insbesondere von der jeweiligen Position der Werkzeugaufnahme 8 entlang des Bewegungsbereichs des Linearantriebs 10 abhängt. Vorzugsweise sieht das erfindungsgemäße Verfahren nun vor, dass anhand der zu fertigenden Kontur des Werkstücks 4 zunächst die hierfür notwendigen Bewegungsbahnen der einzelnen Schnittbewegungen berechnet werden. Eine geeignete Steuerungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dann vorzugsweise unter Ausnutzung aller zur Verfügung stehenden Bewegungsmöglichkeiten der Maschine das Werkzeug relativ zum Werkstück entlang dieser Bewegungsbahnen bewegen. Dabei überlagern sich die Geschwindigkeiten der ein- zelnen Antriebe vorteilhafterweise. Vorzugsweise werden hierbei Schnittgeschwindigkeiten von wenigstens 100 m/min, vorzugsweise von mehr als 200 m/min erreicht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entspricht dabei die Geschwindigkeit der Relativbewegung von Werkzeug 2 und Werkstück 4 entlang der durch die Verfahr- und Verschwenkantriebe der Vorrichtung erzeugten Bewegungsbahn der Schnittgeschwindigkeit. Insbesondere der Linearantrieb 10 kann dabei wesentlich zum Erreichen hoher Schnittgeschwindigkeiten beitragen.

In den Fig. 3, 4, 5 und 6 ist eine beispielhafte Schnittbewegung bei der Fertigung einer U- förmigen Vertiefung 11 in einem beispielhaften Werkstück 4 dargestellt . Dabei taucht das Werkzeug 2 mit einem im Wesentlichen schwertförmig aus- gestalteten Werkzeugbereich 12 in die Vertiefung ein.

In den Fig. 7 bis 9 ist eine entsprechende beispielhafte Fertigung einer nutförmigen Vertiefung in Form einer Acht dargestellt. Dabei zeigen die Fig. 8 und 9 ein späteres Fertigungsstadium, bei dem das Werkzeug 2 bereits mit einem wesentlichen Teil seines schwertförmig ausgestalteten Werkzeugbereichs 12 in die Nut eingetaucht ist. In Fig. 7 dagegen hat die Fertigung der Vertiefung erst begonnen. Das Werkzeug 2 befindet sich im ersten Durchlauf der im gezeig- ten Bespiel achtförmigen Bewegungsbahn. Diese achtförmige Bewegungsbahn wird mehrfach durchlaufen und mit jedem Durchlauf ein Stück weit in Richtung des Grundes der zu fertigenden Vertiefung, d.h. in zur Werkzeugschwenkachse W paralleler Richtung versetzt.

Die beispielhaft dargestellten Werkzeuge 2 weisen allesamt schwertförmige Werkzeugbereiche 12 auf, die so gestaltet sind, dass sie bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in eine zu fertigende Vertiefung eintauchen kön- nen. An der von diesem Werkzeugbereich 12 entlang der Werkzeugschwenkachse W abgewandten Ende des Werkzeugs 2 weist dieses einen weiteren Werkzeugbereich 13 auf, der vorteilhafterweise so ausgestaltet ist, dass er durch die Werkzeugaufnahme 8 aufgenommen werden kann.

Dabei weist der Werkzeugbereich 12 eine erste Haupterstreckungsrichtung Hl und eine zweite Haupterstreckungsrichtung H2 auf. Die erste Haupterstreckungsrichtung Hl ist vorzugsweise parallel zur Werkzeugschwenkachse W orientiert, wenn das Werkzeug 2 in der Werkzeugaufnahme 8 aufgenommen ist.

Dabei sind vorteilhafterweise, wie es im Fall der beispielhaften Werkzeuge 2 aus den Fig. 10a, 10b, IIa und 11c der Fall ist, Flächen des Werkzeugs 2, insbesondere des Werk- zeugbereichs 12, entlang der zweiten Haupterstreckungsrich- tung H2 gekrümmt . Die zweite Haupterstreckungsrichtung H2 ist aufgrund der Schwenkbewegung des Werkzeugs 2 erfindungsgemäß parallel zur Bewegungsrichtung am jeweiligen Punkt der Bewegungsbahn, an dem sich das Werkzeug 2 befin- det, orientiert. Durch die gekrümmten Flächen wird eine bessere Verschwenkbarkeit des Werkzeugs 2 bzw. des Werkzeugbereichs 12 in der zu fertigenden Vertiefung erreicht . Dabei handelt es sich gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform um zwei konvexe Flächen, wodurch die Ver- schwenkbarkeit um die Werkzeugschwenkachse W in beide Richtungen verbessert wird. Dies wäre beispielsweise im Fall der in den Fig. 7 bis 9 schematisch dargestellten Fertigung einer achtförmigen Nut vorteilhaft, da hier das Werkzeug, um dem Verlauf der achtförmigen Bewegungsbahn zu folgen, in beide Richtungen der Werkzeugschwenkachse W verschwenkt werden muss.

Es sind jedoch auch Werkzeuge mit einer konvexen und einer konkav gekrümmten Fläche denkbar. Derartige Werkzeuge wären beispielsweise vorteilhaft, wenn eine Vertiefung, wie beispielsweise die beispielhaft in den Fig. 3 bis 6 dargestellte U-förmige Vertiefung gefertigt werden soll. Wird die Bewegungsbahn der entsprechend U- förmigen Schnittbewegung immer in der gleichen Richtung entlang der Bewegungs- bahn durchlaufen, so muss die Verschwenkbewegung des Werkzeugs um die Werkzeugschwenkachse W nur in einer Schwenkrichtung stattfinden, weshalb sich die konvex/konkave Ausbildung anbietet, da diese zwar nur die Schwenkbewegung zur Fertigung einer gekrümmten Vertiefung in einer Richtung, diese aber dafür umso stärker begünstigt. Insbesondere bei einer Ausgestaltung mit zwei konkav gekrümmten Flächen ist es vorteilhaft, die Schneide 9 entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung H2 an einer Stelle des Werkzeugs 2 bzw. des Werkzeugsbereichs 12 vorzusehen, indem das Werkzeug 2 bzw. der Werkzeugbereich 12 die größte Dicke in zu seinen Haupterstreckungsrichtungen Hl und H2 rechtwinkliger Richtung aufweist. In Fig. 12 ist ein weiteres besonders vorteilhaftes Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt . Der Werkzeugträger 5 ist in vorteilhafter Weise an einer Traverse 15 aufgenommen. Die Traverse wird vorzugsweise in X- Richtung verfahrbar an der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgenommen. Der Werkzeugträger 5 ist vorzugsweise in Y- und/oder Z-Richtung relativ zur Traverse 15 verfahrbar. An dem Werkzeugträger 5 ist die Linearantriebsanordnung 16 aufgenommen . Die Linearantriebsanordnung 16 weist in vorteilhafter Weise neben dem Linearantrieb 10 einen weiteren Linearantrieb 14 auf. Dieser ist vorzugsweise rechtwinklig zum Linearantrieb 10 angeordnet. Hierdurch verfügt die beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise über zwei Linearantriebe, welche jeweils entsprechend hohe Verfahr- geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen der Werkzeugaufnahme 8 und damit des Werkzeugs 2 zum Werkzeugträger 5 ermöglichen können. Hierdurch wird eine noch höhere Flexibilität bei den erzeugbaren Relativbewegungen des Werkzeugs 2 zum Werkstück 4 ermöglicht. Die vorteilhaften Merkmale der einzelnen Ausführungsbei- spiele sind grundsätzlich beliebig miteinander kombinierbar .

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Vorrichtung

2 Werkzeug

3 Werkstückaufnahme

4 Werkstück

5 Werkzeugträger

6 Drehteller

7 Schwinge

8 Werkzeugaufnähme

9 Schneide

10 Linearantrieb

11 Vertiefung

12 Werkzeugbereich

13 Werkzeugbereich

14 Weiterer Linearantrieb

15 Traverse

16 Linearantriebsanordnung

X Raumrichtung

Y Raumrichtung

z Raumrichtung

s Schwenkachse

w Werkzeugschwenkachse

L Linearantriebsschwenkachse

Hl erste Haupterstreckungsrichtung

H2 zweite Haupterstreckungsrichtung