AT514604A4

AT514604A4 - Produktionssystem für spanende Holzteile-Bearbeitung

Info

Publication number: AT514604A4
Application number: ATA645/2013A
Authority: AT
Inventors: Rudolf Ing Prokesch; Hermann Prokesch
Original assignee: Procon Gmbh Maschinen & Industrieanlagen
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2015-02-15
Also published as: AT514604B1

Abstract

Mit dem in Waldnähe investierbaren Produktionssystem sollen durchgängig und technologisch vernetzt, aus geernteten Waldbäumen und aus rohen Holzstangen ohne Zwischentransporte, Holzteile unterschiedlichen Querschnittsformen und -längen gleichzeitig spanend fertig bearbeitbar sein. Die Bearbeitungsmaschinen (1) sind • sternförmig zueinander gerichtet hinter einem winkeleinstellbaren Bereitstelltisch (2) oder • parallel zueinander hinter einer verschiebbaren Palette (3) angeordnet. Ein auf diesen befindliches Auflagegestell (4) mit beweglichen Klemm-Holmen (4.1), ein Roboter (5) mit Greifer (5.1) und die Klemm- und Schubbewegungseinrichtungen (1.1) sind, ebenso wie die Bearbeitungsmaschinen(1) selbst, mittels eines gemeinsamen Steuerungssystems (9) programmiert, steuerbar.

Description

Patentbeschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Produktionssystem für die spanende Holzteile-Bearbeitung nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 benannten Kriterien.

Produktionssysteme sind investive Anlagenstrukturen, die vorzugsweise für die Metallteile-Bearbeitung im Fahrzeug- und im Maschinenbau zur Anwendung kommen, um mit geringen Bedieneraufwand die in großen Stückzahlen anfallenden Teile effektiv zu fertigen.

Kennzeichnend für die spanende Bearbeitung von Holzteilen ist, dass diese in Werkstätten oder in Fabriken, die in der Regel in Städten und in Wohngemeinden ansässig sind, stattfindet. Die vorherige Ernte und Entastung der dazu benötigten Waldbäume sowie deren Aufbereitung findet in den Wäldern oder in Waldlagen statt. Der Standort von Sägewerken und Holzlagerplätzen ist auch der Ort, an dem die Zwischenlagerung der vorbearbeiteten und gesägten Holzstämme erfolgt. Diese drei Bearbeitungsstellen liegen häufig weit voneinander entfernt.

Deshalb ist bisheriger Stand der Technik, dass die mobil oder stationär ausgebildeten Geräte und die Ver- bzw. Bearbeitungsmaschinen nur auf die Realisierung jeweils eines Teiles der insgesamt erforderlichen technologischen Arbeitsschritte der mit der Baumernte beginnenden mit der Holzverarbeitung fortgeführten und mit der Holzteileherstellung endenden Technologie ausgerichtet sind.

Diese trennende Sachgebietszuordnung ohne Adapterkomponenten kann man auch bei einem Studium der zutreffenden Erfindungsbeschreibungen feststellen. Beispiele dafür sind: • DE 103852 beinhaltet eine mobile und gelenkig strukturierte Anlage, mit der -G re if e n-E nta ste n-G re ife n von langen Baumstämmen realisierbar ist. • AT 507 767 B1 beinhaltet eine Anlage für eine mobile Baumverarbeitung, mit der -Entasten-Trennsägen im Längsstücke-Spalten- realisierbar ist. • DE 20 2009 011 358 Ü1 beinhaltet eine mobile Anlage zum -Greifen-Entasten-Zerkleinern für Brennholz- • DD 230 198 A3 beinhaltet eine Anlage für Baumstämme zum -Greifen-Speichern-Zuführen-Sägen-Speichern-

Beispiele für erfinderische Einzel-Bearbeitungsmaschinen und Anordnungen von mehreren Einzel-Bearbeitungsmaschinen im technologischen Arbeitsschritt Holzteile-Fertigbearbeitung sind nachstehende Ausbildungen: • DD 278 982 A1, eine Drehmaschine für Rundstangen, • AT 404 445 B, eine Hobelmaschine für mehrseitige Bearbeitung, • AT 294 405 B, eine kombinierte Hobel- und Sagemaschine, • DE 4338 430 C2, eine mobile Schälmaschine für kegeliges Anspitzen von Holzpfählen und • AT 316 849, eine Nebeneinanderanordnung von Einzel-Bearbeitungsmaschinen, als Taktstraße miteinander querverbunden.

Diese, in der Regel örtlich getrennt und unabhängig voneinander ablaufenden Verfahrensschritten bedingen hohe Aufwendungen für Zwischenlagerungen und Transporte, auch wenn der Holztrocknungsprozess mit zu berücksichtigen ist. Daraus leitet sie als Nachteil ein hoher Zeit- und Kostenaufwand ab, der sich auf die Gesamtkosten der gefertigten Holzteile auswirkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil mit einer Raum- und Funktionsoptimierung durch technische Lösungen zu minimieren.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegen deshalb die nachstehend benannten Problemstellungen zugrunde, mit der Ausbildung und Realisierung eines investierbaren Produktionssystems • einen durchgängigen und technologisch vernetzten Produktionsablauf, beginnend mit der Aufnahme und Verteilung der vorher ortsnah geernteten Waldbäume und vorgearbeiteten rohen Holzstangen auf die Bearbeitungsmaschinen und mit der Fertigstellung sowie Qualitätskontrolle der Holzteile endend, • an einen waldnahen Standort, einen Holzlagerplatz oder ein Sägewerkgebäude nutzend, anzuordnen und damit Transport- und Lageraufwändungen gering zu halten • einen bedienarmen, teilautomatisierten Produktionsablauf, im System, zu gestalten und • Holzteile unterschiedlichster Querschnittsform und Dimensionierung in guter Qualität zu fertigen

Die benannten Problemstellungen werden durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Das Produktionssystem umfasst mehrere Bearbeitungsmaschinen, die sternförmig zueinander oder parallel gerichtet nebeneinander angeordnet sind, wobei stirnseitig vor den Bearbeitungsmaschinen ein gemeinsamer winkeleinstellbarer Bereitstelltisch, als Schwenkscheibe einer Teileinrichtung oder als eine verschiebbare Palette ausgebildet, angeordnet ist. Auf diesem befindet sich ein Auflagegestell mit waagerecht gerichtet zueinander beweglichen senkrechten Klemm-Holmen für die zur Bearbeitung aufgelegten rohen Holzstangen oder geernteten Waldbäume.

Die Bearbeitungsmaschinen sind mit parallelen quergerichtet senkrecht oder waagerecht angeordneten Sägeblättern oder Walzenfräsern, andere Bearbeitungsmaschinen sind mit Fräswerkzeug-, Drehstahl- oder Schäleisen-Halterungen ausgestattet.

Mit einem zum Produktionssystem gehörenden Roboter sind durch dessen Greifer die rohen Holzstangen oder die geernteten Waldbäume auf das Auflagegestell des Bereitstelltisches oder auf eine Bearbeitungsmaschine direkt auflegbar oder entnehmbar.

Mittels eines gemeinsamen Steuersystems sind die Klemm- und Öffnungsbewegungen des Greifers am Roboter, die beidseitig gerichteten schwenkenden oder linearen Zuordnungsbewegungen des Auflagegestells zur jeweiligen technologisch festgelegten Bearbeitungsmaschine hin und zurück, die Klemmung und Lösung der Teilespannung in den Bearbeitungsmaschinen und er Ablauf der spanenden oder schälenden Bearbeitung auf jeder Bearbeitungsmaschine programmiert steuerbar.

Weitere Lösungsmerkmale der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5:

Sie betreffen • die Ausbildung und Anordnung spezifischer Holzteile-Bearbeitungswerkzeuge • die Hydraulikdruck-Erzeugung und die Hydraulik-Spannung der Holzteile sowie • die Nicht-Systemzugehörigkeit von gesonderten Entastungsmaschinen

Die Erfindung ist vereinfacht in den Figuren dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert. Gezeigt wird in

Fig. 1 ein Produktionssystem mit sternförmig angeordneten Bearbeitungsmaschinen

Fig. 2 ein Produktionssystem mit parallel angeordneten Bearbeitungsmaschinen

Fig. 3 eine Teilansicht eines Auflagegestells mit Klemm-Holmen, in Richtung A nach

Fig. 2

Fig. 4 eine Teilansicht einer Werkzeughalterung mit Walzenfräsern

Fig. 5 eine Teilansicht einer Werkzeughalterung mit Rundhobelmesser

Das in Fig. 1 dargestellte Produktionssystem besteht im Wesentlichen aus vier Bearbeitungsmaschinen 1, einem als Teileinrichtung 2.1 ausgebildeten winkeleinstellbaren Bereitstelltisch 2 mit aufsitzenden Auflagegestell 4 und dem mit einem Greifer 5.1 ausgestatteten Roboter 5. Das gesamte Produktionssystem ist mit einem in einem Steuerungsschrank untergebrachten Steuerungssystem 9, nach der Vorgabe eines vorgegebenen Programmablaufs, wie programmiert, steuerbar.

Die auf den Bereitstellungsplatz 10 vorher abgelegten, nach ihrer Dimensionierung für die zu fertigenden Holzteile ausgewählten geernteten Waldbäume 7 sind noch nicht entastet. Der Roboter 5 ergreift und klemmt mittels seines Greifers 5.1 jeweils einen Waldbaum 7 und legt diesen nach einer Schwenkbewegung auf dem Auflagegestell 4 zwischen dessen, in geöffneter Stellung befindlichen, Klemm-Holmen 4.1 ab. Nach Schwenkung des Auflagegestells 4 mit dem geklemmten Waldbaum 7 in die Richtung der für die Holzteile-Bearbeitung bestimmten Bearbeitungsmaschine 1, wird dieser mittels der Klemm- und Schubeinrichtung 1.1. auf der Bearbeitungsmaschine 1 in die Bearbeitungsstellung an den Werkzeugen gebracht. Eines der Werkzeuge ist die in Fig. 4 dargestellte rahmenförmige Werkzeughalterung mit vier Abhau-Walzenfräsern 1.2, mit denen die längsgerichtet zwischendurch geschobenen Waldbäume 7 eine Entastung und eine Viereck-Profilfräsung erfahren, um nach ihrer Endbearbeitung als vierkantige Holzteile, auf das vorgegebene Längenmaß gesägt, von der Bearbeitungsmaschine 1 mit einer nicht dargestellten Rutsche abgeleitet zu werden. Die Teileinrichtung 2.1 des schwenkbaren Bereitstelltisches 2 ermöglicht nacheinanderalle Bearbeitungsmaschinen 1, entsprechend der Programmierung des Steuerungssystems 9, in die Holzteile-Bearbeitung einzubeziehen, ohne dass eine vorherige Entastung der Waldbäume 7 in diesem Bearbeitungsbeispiel erforderlich war.

Das in Fig. 2 dargestellte Produktionssystem besteht im Wesentlichen aus zwei Bearbeitungsmaschinen 1, einer quer vor diesen und diese verbindende, geradlinig hin und her verschiebbare Palette 3 auf der ebenfalls ein Auflagegestell 4 mit beweglichen klemmenden Klemm-Holmen 4.1 aufsitzt und dem mit einem Greifer 5.1 ausgestatteten Roboter 5.

Das Steuerungssystem 9 in Fig. 2 ist wie das in Fig. 1 beschriebene ausgebildet. Auch die Funktion des Roboters 5 beim Aufnehmen, Bewegen und Ablegen der hier rohen Holzstangen 6 vom Bereitstellungsplatz 10 hin zum Auflagegestell 4 auf der verschiebbaren Palette 3 ist mit dem in Fig. 1 dargestellten funktionellen Ablauf identisch. Für die Sicherstellung einer guten Oberflächenqualität der aus den rohen Holzstangen 6 herzustellenden zylindrischen Holzteile 8 ist an der Bearbeitungsmaschine 1 eine

Werkzeughalterung mit dem Rundhobelmesser 1.3 wie in Fig. 5 dargestellt, angeordnet. Das hohlzylindrische Rundhobelmesser ist in einer Schrägstellung von 60° zur Achse des zu bearbeitenden Holzteiles 8 gehalten und mit vier Längsmessern an dessen Umfang ausgestattet.

Die in Fig. 3 ergänzend dargestellte Anwendung eines Auflagegestells 4 zeigt die Klemmung einer Holzstange 6 zwischen den zwei hydraulisch betätigten und in der Palette 3 geführt längsbeweglichen senkrechten Klemm-Holmen 4.1.

Bezugszeichenliste 1 Bearbeitungsmaschinen 1.1 Klemm-und Schubeinrichtungen auf 1 1.2 Abhau-Walzenfräser auf 1 1.3 Rundhobelmesser auf 1 2 Bereitstelltisch an 1 2.1 Teileinrichtung 3 Palette/ an 1 4 Auflagegestell auf 2 und 3 4.1 Klemm-Holme für 6 und 7 5 Roboter 5.1 Greifer 6 Holzstangen 7 Waldbäume 8 Holzteile 9 Steuerungssystem 10 Bereitstellungsplatz

Claims

Patentansprüche 1. Produktionssystem für spanende Holzteile-Bearbeitung, welches auf einem überdachten Holzlagerplatz oder in einem Sägewerkgebäude angeordnet ist und in dem rohe Holzstangen oder geerntete Waldbäume, gemäß ihrer herzustellenden Teileform und -dimensionierung trockengelagert, vorsortiert und bereitgelegt sind, um auf Bearbeitungsmaschinen, mit denen wahlweise rechteckige, quadratische, zylindrische, hohlzylindrische oder andere Querschnittsformen und in unterschiedlichen Längenmaßen herstellbar sind, bearbeitet zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die • mit parallelen quergerichtet senkrecht oder waagerecht angeordneten Sägeblättern oder Abhau-Walzenfräsern (1.2) oder • mit Fräswerkzeug-, Drehstahl- oder Schäleisen-Halterungen ausgestatteten Bearbeitungsmaschinen (1) sternförmig zu- oder parallel gerichtet nebeneinander angeordnet sind, wobei jede der Bearbeitungsmaschine mit mindestens einer längsgerichtet und drehbeweglichen, hydraulisch betätigten Klemm-und Schubbewegungseinrichtung (1.1) ausgestattet ist dass stirmseitig vor den Bearbeitungsmaschinen (1) ein gemeinsamer • winkeleinstellbarer Bereitstelltisch (2), als Schwenkscheibe einer Teileinrichtung (2.1) ausgebildet, oder eine ® verschiebbare Palette (3) angeordnet ist, auf denen sich ein Auflagegestell (4) mit waagerecht gerichtet zueinander beweglichen senkrechten Klemm-Holmen (4.1) für die zur Bearbeitung aufgelegten rohen Holzstangen (6) oder geernteten Waldbäume (7) befindet, dass mittels einem ortsnah angeordneten Roboter (5) durch dessen Greifer (5.1) die rohen Holzstangen (6) oder die geernteten Waldbäume (7) auf das Auflagegestell (4) des Bereitstelltisches (2) oder auf die Bearbeitungsmaschinen (1) auflegbar oder entnehmbar sind und dass mittels eines gemeinsamen Steuersystems (9) des Produktionssystems für spanende Holzteile-Bearbeitung die • Klemm- und Öffnungsbewegungen des Greifers (5.1) am Roboter (5), e beidseitig gerichteten schwenkenden oder linearen Zuordnungsbewegungen des Auflagegestells (4) zur jeweiligen technologisch festgelegten Bearbeitungsmaschine (1) hin und zurück, • Klemmung und Lösung der Teilespannung in den Bearbeitungsmaschinen (1) und der • Ablauf der spanenden oder schälenden Bearbeitung auf jeder Bearbeitungsmaschine (1) programmiert steuerbar ist.
2. Produktionssystem für spanende Holzteile-Bearbeitung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer rahmenförmig ausgebildeten Anordnung von vier Abhau-Walzenfräsern (1.2) auf einer Bearbeitungsmaschine (1), an den längsgerichtet zwischendurchgeschobenen Waldbäumen (7) eine Entlastung und eine prismierende Profilfräsung durchführbar ist.
3. Produktionssystem für spanende Holzteile-Bearbeitung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines holzzylindrischen Rundhobelmessers (1.3) mit vier, am Umfang angeordneten Schneiden, in einer Schrägstellung von 60 ° zur Achse des zu bearbeitenden zylindrischen Holzteiles (8), einer Oberflächen-Feinbearbeitung auf der Bearbeitungsmaschine (1) durchführbar ist.
4. Produktionssystem für spanende Holzteile-Bearbeitung nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Holzstange (6) für einzuarbeitende umfängliche oder quergerichtete Bohrungen und Ausformungen drehunbeweglich mittels Spannbacken radial gerichtet oder mittels eines im Reitstock angeordneten Hydraulikzylinders, achsial gerichtet, gespannt ist und dass der hydraulische Spanndruck durch ein Geräteträger-Fahrzeug erzeug- und über dessen Zapfwelle auf die Spannkomponenten für die zu bearbeitenden Holzstangen (6) übertragbar ist.
5. Produktionssystem für spanende Holzteile-Bearbeitung nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine räumlich zuordenbare Entastungsmaschine für Waldbäume (7) nicht systemzugehörig ist.