CH718293A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (100) in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Verlagern eines Schneidwerkzeugs (18) mit einem entlang einer Schneidachse (20) oszillierenden Schneidmesser (22) zu dem zu bearbeitenden Werkstück (100), wobei das Schneidmesser (22) durch eine Werkstückoberfläche (104) in das Werkstück (100) eindringt, wobei die Schneidachse (20) mit dem Normalenvektor (108) einer Ebene (110), in der die Werkstückoberfläche (104) liegt, einen Winkel einschließt, und Ausbilden einer Schnittkontur (102) in dem Werkstück (100), wozu das Schneidwerkzeug (18) entlang der Werkstückoberfläche (104) verlagert und/oder um eine zum Normalenvektor (108) parallele Achse (28) verschwenkt wird, wobei ein Verlagern und/oder ein Verschwenken des Schneidwerkzeugs (18) maschinengestützt erfolgen. Eine Vorrichtung (10) zum Bearbeiten eines solchen Werkstücks (100) ist angegeben.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen mit Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Zudem betrifft die Erfindung ein nach dem diesem Verfahren bearbeitetes Werkstück. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen mit Merkmalen des Oberbegriffs des weiter nebengeordneten Anspruchs.

[0002] Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind der Anmelderin aus der Praxis bekannt. Dabei erfolgt eine Ausbildung von Schnittkonturen in einem Schaumstoff, einem Karton, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen bspw. durch sogen. „Ziehmesser“, die bspw. an einem Ende in das Werkstück eindringen und entlang des Werkstücks gezogen werden, so dass sich die gewünschte Schnittkontur ausbildet. Löcher oder Ausnehmungen im Werkstück werden bspw. durch mehrere einzelne Schnittvorgänge (Stufenschnitt) ausgeführt und die zu entfernende Werkstückabschnitte werden nach den Schnittvorgängen manuell entfernt, bspw. aus dem Schaumstoff gerissen. Dadurch entstehen unsaubere Kanten und Reste, bspw. Schaumreste. Die unsauberen Schnittkanten sorgen für uneinheitliche Löcher bzw. Ausnehmungen. Dadurch kann eine entsprechende Nacharbeit erforderlich sein, wobei insbesondere bei Lochrastern hoher Bearbeitungsaufwand entstehen kann.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effiziente und qualitativ hochwertige Ausbildung von Schnittkonturen in Werkstücken in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen zu ermöglichen.

[0004] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.

[0005] Das Verfahren dient zum Bearbeiten eines, vorzugsweise im Wesentlichen plattenförmigen, Werkstücks in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen. Die Schritte des Verfahrens werden nachfolgend beschrieben. Zunächst erfolgt ein Verlagern eines Schneidwerkzeugs mit einem entlang einer Schneidachse oszillierenden Schneidmesser zu dem zu bearbeitenden Werkstück, bspw. durch eine translatorische Bewegung entlang einer ersten Achse (z-Achse). Bei dem Verlagern dringt das Schneidmesser durch eine Werkstückoberfläche, bspw. bis zu einer definierten Tiefe, in das Werkstück ein, wobei die Schneidachse mit dem Normalenvektor einer Ebene, in der die Werkstückoberfläche liegt, einen Winkel einschließt. Es erfolgt ein Ausbilden einer Schnittkontur in dem Werkstück, wozu das Schneidwerkzeug entlang der Werkstückoberfläche verlagert und/oder um eine zum Normalenvektor parallele Achse verschwenkt wird. Ein Verlagern und/oder ein Verschwenken des Schneidwerkzeugs erfolgen maschinengestützt, bspw. mittels einer (mehrachsigen) Portalmaschine.

[0006] Somit können im Werkstück auf einfache und effiziente Weise beliebige Schnittkonturen ausgebildet werden, bei denen das Schneidmesser zum Werkstück schräggestellt ist, d.h. mit dem Normalenvektor einer Ebene der Werkstückoberfläche einen definierten Winkel einschließt. Es lässt sich ein sauberes Schnittergebnis erzielen, da bspw. ein Herausreißen von zu entfernenden Werkstückresten bei in sich geschlossenen Schnittkonturen wie konischen Löchern entfällt. Bei der Bearbeitung von Schaumstoff lassen sich schnellere Prozesszeiten erzielen, da durch das schräggestellte Messer der Schaum automatisch gepult wird und somit ein aufwändiges manuelles Schaumpulen entfällt.

[0007] Bei der mehrachsigen Portalmaschine kann es sich um eine Portalmaschine handeln, die ein Maschinenbett aufweist, auf dem das Werkstück positioniert werden kann. Eine Fixierung des Werkstücks am Maschinenbett kann manuell, bspw. durch entsprechende Klemmeinrichtungen, oder pneumatisch durch Ansaugen des Werkstücks am Maschinenbett mittels Unterdruck erfolgen.

[0008] Bei der Portalmaschine kann es sich insbesondere um eine xyz-Portalmaschine handeln. Die Portalmaschine kann ein Maschinenportal aufweisen, welches bspw. mittels entsprechender Führungseinrichtungen, entlang des Maschinenbetts verfahren werden kann (Verfahrbewegung entlang einer x-Achse). Auf dem Maschinenportal kann eine Werkzeugaufnahme angeordnet sein, welche entlang des Maschinenportals (quer zur x-Achse) verfahrbar ist (Verfahrbewegung entlang einer y-Achse). Die Werkzeugaufnahme kann zudem orthogonal zur x-Achse und zur y-Achse relativ zum Maschinenbett verfahren werden (Vefahrbewegung entlang einer z-Achse). Die oben beschriebene erste Achse kann zur z-Achse parallel oder kongruent sein.

[0009] In zweckmäßiger Weise kann das Schneidwerkzeug nach einem Ausbilden der Schnittkontur vom Werkstück weg verlagert werden, wobei das Schneidmesser das Werkstück verlässt. Anschließend kann eine Bearbeitung einer weiteren Schnittkontur in diesem Werkstück oder die Bearbeitung eines weiteren Werkstücks erfolgen.

[0010] In vorteilhafter Weise können beim Ausbilden der Schnittkontur im Werkstück eine oder mehrere konische Ausnehmungen ausgebildet werden. Dadurch ist auf einfache Weise ein Schneiden von konischen Ausnehmungen in definiertem Winkel möglich. Es kann ein sauberes Schnittergebnis erreicht werden. Es sind vergleichsweise kurze Schneidzeiten möglich, da nur noch ein Schnitt pro Ausnehmung notwendig ist (anstelle von zuvor drei Stufenschnitten). Im Vergleich zu Stufenschnitten lässt sich die Prozesszeit auf 1/3 der bei einem Stufenschnitt erforderlichen Zeit reduzieren.

[0011] Alternativ können die Kontur von einer oder mehreren im Werkstück bereits vorhandenen Ausnehmungen insbesondere konisch nachgearbeitet werden. Somit ist ein automatisiertes Pulen bzw. Schaumpulen möglich. Auch auf diese Weise lässt sich ein sauberes Schnittergebnis erzielen.

[0012] Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Schneidwerkzeug (bspw. mittels einer Antriebseinrichtung und eines Kupplungsabschnitts) mit einer Werkzeugaufnahme einer (mehrachsigen) Portalmaschine gekoppelt sein und mittels der Portalmaschine verlagert werden. Hiermit ist eine einfache und präzise Verlagerung des Schneidwerkzeugs möglich. Wie eine Portalmaschine aufgebaut sein kann, wurde oben beschrieben.

[0013] In vorteilhafter Weise kann zur Verlagerung des Schneidwerkzeugs die translatorische Bewegung (bspw. der Werkzeugaufnahme) entlang einer Achse (bspw. der z-Achse) der Portalmaschine und zum Verschwenken des Schneidwerkzeugs die Rotationsbewegung der Portalmaschine um diese Achse (bspw. der z-Achse) genutzt werden. Dies erlaubt eine effiziente Ankopplung des Schneidwerkzeugs an die Portalmaschine, da der translatorische Antrieb und der Drehantrieb einer Achse der Portalmaschine verwendet werden kann und keine separate Antriebsquelle vorgesehen werden muss.

[0014] Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung wird die translatorische Bewegung entlang der einen Achse (bspw. der z-Achse) der Portalmaschine (bspw. mittels einer Antriebseinrichtung) in eine translatorische Bewegung des Schneidwerkzeugs entlang der Schneidachse umgewandelt. Somit kann die translatorische Bewegung entlang der einen Achse zum Vortrieb des Schneidwerkzeugs entlang der Schneidachse genutzt werden. Die eine Achse der Portalmaschine und die Schneidachse sind nicht parallel zueinander orientiert, sondern schließen miteinander einen Winkel ein.

[0015] In zweckmäßiger Weise kann die Bewegung des Schneidwerkzeugs mittels der (bestehenden) Maschinensteuerung der Portalmaschine gesteuert werden. Dies erlaubt eine einfache Anbindung des Schneidwerkzeugs an die Portalmaschine. Die Bereitstellung einer separaten Steuerung ist somit nicht erforderlich.

[0016] Alternativ oder ergänzend kann das Schneidwerkzeug pneumatisch betrieben werden. Dies trägt zu einer konstruktiv einfachen Anbindung des Schneidwerkzeugs an eine Portalmaschine bei, insbesondere dann, wenn das Maschinenbett mittels einer Unterdruckversorgung ausgestattet ist, bspw. zur Spannung von Werkstücken.

[0017] Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Werkstück mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst.

[0018] Das Werkstück in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen wird durch ein Verfahren mit einem oder mehreren der voranstehenden Aspekte bearbeitet.

[0019] Hinsichtlich der Vorteile sei auf die diesbezüglichen Ausführungen zum Verfahren verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung des Werkstücks können die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Maßnahmen dienen.

[0020] Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des weiter nebengeordneten Anspruchs gelöst.

[0021] Die Vorrichtung dient zum Bearbeiten eines, vorzugsweise im Wesentlichen plattenförmigen, Werkstücks in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen. Die Vorrichtung weist folgende Komponenten auf: einen Kupplungsabschnitt zur Ankopplung an eine Werkzeugaufnahme einer Portalmaschine, eine mit dem Kupplungsabschnitt gekoppelte Antriebseinrichtung und ein mit der Antriebseinrichtung gekoppeltes Schneidwerkzeug mit einem entlang einer Schneidachse oszillierenden Schneidmesser. Die Antriebseinrichtung weist eine Lagereinheit auf, die entlang einer ersten Achse (bspw. Bewegung entlang der z-Richtung) der Vorrichtung verlagerbar ist, bspw. durch Verlagern der Werkzeugaufnahme der Portalmaschine. Die Antriebseinrichtung ist derart mit dem Schneidwerkzeug gekoppelt, dass sich bei einem Verlagern der Lagereinheit entlang der ersten Achse das Schneidwerkzeug entlang der Schneidachse bewegt, wobei die erste Achse und die Schneidachse miteinander einen Winkel einschließen. Dieser Winkel ist ungleich 0 Grad, d.h. die Achsen sind nicht parallel zueinander.

[0022] Mit anderen Worten ist die Antriebseinrichtung derart mit dem Schneidwerkzeug gekoppelt, dass eine translatorische Bewegung der Lagereinheit entlang der ersten Achse in eine translatorische Bewegung des Schneidwerkzeugs entlang der Schneidachse umgewandelt wird. Die erste Achse kann parallel oder kongruent zur z-Achse der Portalmaschine ausgerichtet sein. Der Winkel, den die erste Achse mit der Schneidachse einschließt kann bspw. zwischen 1° bis 45° betragen.

[0023] Hinsichtlich der Vorteile sei auf die diesbezüglichen Ausführungen zum Verfahren verwiesen.

[0024] In vorteilhafter Weise kann das Schneidwerkzeug um eine zur ersten Achse parallele zweite Achse schwenkbar gelagert sein. Somit lassen sich auch gekrümmte oder in sich geschlossene Schnittkonturen ausbilden, bspw. zum Erzeugen konischer Ausnehmungen im Werkstück.

[0025] Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann sich entlang oder parallel zu der ersten Achse eine erste Welle erstrecken, die drehfest mit einem am Kupplungsabschnitt vorgesehenen Mitnehmer zur Aufnahme der Drehbewegung von der Werkzeugaufnahme gekoppelt ist, wobei benachbart, insbesondere parallel, zur ersten Welle eine zweite Welle angeordnet ist, die mittels einer Getriebeeinrichtung mittels der ersten Welle drehend antreibbar ist, wobei das freie Ende der zweiten Welle drehfest mit dem Schneidwerkzeug gekoppelt ist. Somit kann durch die Drehbewegung um eine erste Achse der Portalmaschine die erste Welle der Antriebseinrichtung angetrieben werden. Die Drehbewegung der ersten Welle kann genutzt und auf die zweite Welle übertragen werden, so dass die zweite Welle drehend angetrieben werden kann. Das Schneidwerkzeug ist durch drehenden Antrieb der ersten Welle um die zweite Achse (Mittellängsachse der zweiten Welle) verschwenkbar.

[0026] Die Getriebeeinrichtung kann bspw. als Riementrieb ausgebildet sein. Hierzu können mit der ersten Welle und der zweiten Welle jeweils ein, optional verzahntes, Riemenrad drehfest gekoppelt sein, wobei die Riemenräder über einen Riemen, bspw. einen Zahnriemen, miteinander verbunden sind. Der Riemen kann optionale mittels einer Spanneinrichtung gespannt werden.

[0027] Vorzugsweise kann am freien Ende der zweiten Welle (drehfest) eine Basis befestigt sein, wobei sich von der Basis mindestens ein Führungsstab weg erstreckt, an dem ein Führungselement verschieblich geführt ist, wobei das Schneidwerkzeug am Führungselement befestigt ist. Somit ist eine konstruktiv einfache und stabile Führung des Schneidwerkzeugs geschaffen. Zur Befestigung des Schneidwerkzeugs an dem Führungselement kann eine Halterung, bspw. ein Haltering, am Führungselement befestigt sein, der das Schneidwerkzeug zumindest abschnittsweise aufnimmt und bspw. durch Klemmung fixiert. Der oder die Führungsstäbe erstrecken sich insbesondere nicht parallel zur zweiten Achse, sondern sind zu dieser angewinkelt. Mit anderen Worten schneiden der oder die Führungsstäbe eine Ebene, deren Normalenvektor die zweite Achse ist, nicht rechtwinklig.

[0028] In vorteilhafter Weise kann eine Koppelscheibe vorgesehen sein, die drehfest mit der zweiten Welle gekoppelt und entlang der zweiten Welle verschieblich ist, wobei sich die Koppelscheibe bei einer Verlagerung der Lagereinheit entlang der ersten Achse entlang der zweiten Welle mitbewegt, wobei die Koppelscheibe mindestens einen Koppelzapfen aufweist, wobei am Führungselement mindestens ein weiterer Koppelzapfen angeordnet ist, wobei mindestens ein Koppelstab vorgesehen ist, der den Koppelzapfen und den weiteren Koppelzapfen miteinander verbindet. Über den oder die Koppelstäbe wird das Führungselement dann, wenn sich die Lagereinheit entlang der ersten Achse verlagert, entlang des oder der Führungsstäbe bewegt. Optional können an der Koppelscheibe und dem Führungselement jeweils zwei Koppelzapfen angeordnet sein, die seitlich nach außen abragen. Es können zwei Koppelstäbe vorgesehen sein, die jeweils einen Koppelzapfen und einen weiteren Koppelzapfen miteinander verbinden. Die Koppelzapfen und die Koppelstäbe können jeweils gelenkig miteinander gekoppelt sein.

[0029] In zweckmäßiger Weise kann das Schneidwerkzeug pneumatisch betrieben sein und mit einer Zuführleitung zur Zuführung von Druckgas oder Druckluft verbunden sein. Dies trägt zu einer konstruktiv einfachen Anbindung des Schneidwerkzeugs an eine Portalmaschine bei. Vorzugsweise kann die Zuführleitung entlang der Längsrichtung der zweiten Welle durch die zweite Welle hindurchgeführt sein. Somit sind auch große Schwenkwinkel des Schneidwerkzeugs ohne Einschränkung durch eine Druckluftzuführung möglich.

[0030] In vorteilhafter Weise kann ein Träger zur Ankopplung an ein Portal der Portalmaschine vorgesehen sein, wobei am Träger eine weitere Lagereinheit befestigt ist, an der die erste Welle und die zweite Welle drehbar gelagert sind. Dies trägt zu einer konstruktiv einfachen und stabilen Ausgestaltung der Vorrichtung bei. Die erste Welle und die zweite Welle können derart an der weiteren Lagereinheit gelagert sein, dass die beiden Wellen entlang ihrer Mittellängsachsen relativ zur weitere Lagereinheit jeweils nicht verschieblich sind.

[0031] Zur weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung können die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen und/oder die nachfolgend noch erläuterten Maßnahmen dienen.

[0032] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur erläutert, wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind, ggf. jedoch lediglich einmal. Es zeigt: Fig.1 eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken in einer schematischen Seitenansicht.

[0033] Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks 100 in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen, wobei die Vorrichtung insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Bei dem Werkstück 100 handelt es sich im Beispiel um einen plattenförmigen Schaumstoff.

[0034] Die Vorrichtung 10 ist derart eingerichtet, dass diese an eine mehrachsige Portalmaschine 200 ankoppelbar ist, welche nur ansatzweise dargestellt ist. Die Portalmaschine 200 weist ein Maschinenbett 202 auf, auf dem das Werkstück 100 positioniert ist und fixiert werden kann, bspw. durch Ansaugen mittels Unterdruck. Hierfür können im Maschinenbett 202 Saugöffnungen 204 ausgebildet sein, die bei einem Beaufschlagen mit Unterdruck das Werkstück 100 am Maschinenbett 202 fixieren.

[0035] Die Portalmaschine 200 weist ein Portal 206 auf, welches mittels entsprechender Führungseinrichtungen (nicht gezeigt) entlang einer x-Achse verfahren werden kann. Das Portal 206 erstreckt sich entlang einer y-Achse (ragt orthogonal aus der Zeichenebene heraus).

[0036] Am Portal 206 ist eine Werkzeugaufnahme 208 angeordnet, welche mittels eines Wagens 209 entlang des Portals 206, d.h. entlang der y-Achse verfahren werden kann. Die Werkzeugaufnahme 208 ist mit einem Schlitten 210 verbunden, über den die Werkzeugaufnahme 208 mittels einer am Portal 206 bzw. am Wagen 209 ausgebildeten Schlittenführung (nicht gezeigt) entlang einer z-Achse verfahren werden kann. Die z-Achse ist zur x-Achse und zur y-Achse jeweils orthogonal orientiert (x-Achse und z-Achse liegen in der Zeichenebene).

[0037] Die Vorrichtung 10 weist einen Träger 12 zur Ankopplung der Vorrichtung 10 an das Portal 206 bzw. an den entlang des Portals 206 verfahrbaren Wagen 209 auf. Die Vorrichtung 10 weist weiter einen Kupplungsabschnitt 14 zur Ankopplung an die Werkzeugaufnahme 208 der Portalmaschine 200, eine mit dem Kupplungsabschnitt 14 gekoppelte Antriebseinrichtung 16 und ein mit der Antriebseinrichtung 16 gekoppeltes Schneidwerkzeug 18 mit einem entlang einer Schneidachse 20 oszillierenden Schneidmesser 22 auf.

[0038] Die Antriebseinrichtung 16 weist eine Lagereinheit 24 auf, die entlang einer ersten Achse 26 der Vorrichtung 10 verlagerbar ist, im Beispiel durch Verlagern der Werkzeugaufnahme 208 der Portalmaschine 200. Die erste Achse 26 ist im Beispiel parallel oder kongruent zur z-Achse orientiert.

[0039] Die Antriebseinrichtung 16 ist derart mit dem Schneidwerkzeug 18 gekoppelt, dass sich bei einem Verlagern der Lagereinheit 24 entlang der ersten Achse 26 das Schneidwerkzeug 18 entlang der Schneidachse 20 bewegt, wobei die erste Achse 26 und die Schneidachse 20 miteinander einen Winkel einschließen. Mit anderen Worten wird die translatorische Bewegung der Lagereinheit 24 entlang der ersten Achse 26 in eine translatorische Bewegung des Schneidwerkzeugs 18 entlang der Schneidachse 20 umgewandelt.

[0040] Das Schneidwerkzeug 18 ist um eine zur ersten Achse 26 parallele zweite Achse 28 schwenkbar gelagert. Dadurch kann das Schneidwerkzeug 18 verschwenkt werden, so dass im Werkstück 100 gekrümmte oder auch in sich geschlossene Schnittkonturen ausgebildet werden können, bspw. konische Ausnehmungen 102.

[0041] Im Beispiel erstreckt sich entlang oder parallel zu der ersten Achse 26 eine erste Welle 30, die drehfest mit einem am Kupplungsabschnitt 14 vorgesehenen Mitnehmer 32 zur Aufnahme der Drehbewegung von der Werkzeugaufnahme 208 gekoppelt ist. Parallel zur ersten Welle 30 ist im Beispiel eine zweite Welle 34 angeordnet, die mittels einer Getriebeeinrichtung 36 mittels der ersten Welle 30 drehend antreibbar ist. Das freie Ende 38 der zweiten Welle 34 ist drehfest mit dem Schneidwerkzeug 18 gekoppelt.

[0042] Am Träger 12 ist eine weitere Lagereinheit 25 befestigt, an der die erste Welle 30 und die zweite Welle 34 drehbar gelagert sind.

[0043] Die Getriebeeinrichtung 36 ist im Beispiel als Riementrieb ausgebildet. Mit der ersten Welle 30 und der zweiten Welle 34 ist jeweils ein Riemenrad 40, 42 drehfest gekoppelt, wobei die Riemenräder 40,42 über einen Riemen 44 miteinander verbunden sind. Zur Spannung des Riemens 44 kann optional eine Spanneinrichtung vorgesehen sein.

[0044] Am freien Ende 38 der zweiten Welle 34 ist drehfest eine Basis 46 befestigt. Von der Basis 46 erstrecken sich im Beispiel zwei Führungsstäbe 48 weg, an denen ein Führungselement 50 verschieblich geführt ist. Das Schneidwerkzeug 18 ist mittels eines Halterings 52, der das Schneidwerkzeug 18 aufnimmt, am Führungselement 50 befestigt. Die Führungsstäbe 48 sind jeweils zur zweiten Achse 28 angewinkelt.

[0045] Weiter ist eine Koppelscheibe 54 vorgesehen, die drehfest mit der zweiten Welle 34 gekoppelt und entlang der zweiten Welle 34 verschieblich ist, wobei sich die Koppelscheibe 54 bei einer Verlagerung der Lagereinheit 24 entlang der ersten Achse 26 entlang der zweiten Welle 34 mitbewegt. Die Koppelscheibe 54 weist im Beispiel jeweils zwei Koppelzapfen auf und am Führungselement 50 sind zwei weiterer Koppelzapfen angeordnet. Zwei Koppelstäbe 60 verbinden jeweils einen Koppelzapfen an der Koppelscheibe 54 und einen weiteren Koppelzapfen am Führungselement 50 miteinander. Über die Koppelstäbe 60 wird das Führungselement 50 dann, wenn sich die Lagereinheit 24 entlang der ersten Achse 26 verlagert, entlang der Führungsstäbe 48 bewegt. Die Koppelzapfen und die Koppelstäbe 60 sind jeweils gelenkig miteinander gekoppelt.

[0046] Das Schneidwerkzeug 18 ist im Beispiel pneumatisch betrieben und mit einer Zuführleitung 64 zur Zuführung von Druckgas oder Druckluft strömungsverbunden. Die Zuführleitung 64 ist entlang der Längsrichtung der zweiten Welle 34 durch die zweite Welle 34 hindurch geführt. An der Basis 46 ist ein Anschluss 66 vorgesehen, durch den das Druckgas austritt und der bspw. mittels einer flexiblen Druckleitung mit dem Schneidwerkzeug 18 strömungsverbunden sein kann.

[0047] Das Verfahren zum Bearbeiten des Werkstücks 100 läuft folgendermaßen ab: Zunächst wird das Schneidwerkzeug 18 mit dem entlang der Schneidachse 20 oszillierenden Schneidmesser 22 zu dem zu bearbeitenden Werkstück 100 hin verlagert, bspw. durch translatorische Bewegung der Lagereinheit 24 entlang der ersten Achse 26 (translatorische Bewegung entlang der z-Richtung). Beim Verlagern dringt das Schneidmesser 22 durch die Oberfläche 104 des Werkstücks 100, bspw. bis zu einer definierten Tiefe, in das Werkstück 100 ein (nicht gezeigt), wobei die Schneidachse 20 mit dem Normalenvektor 108 einer Ebene 110, in der die Werkstückoberfläche 104 liegt, einen Winkel einschließt.

[0048] Hiernach werden Schnittkonturen 102 im Werkstück 100 ausgebildet, im Beispiel mehrere konische Ausnehmungen 102. Hierzu wird das Schneidwerkzeug 18 nach einem Eindringen in das Werkstück 100 mittels der Portalmaschine 200 maschinengestützt um eine zum Normalenvektor 108 parallele Achse 28 verschwenkt, und zwar um mindestens 360°. Durch die oszillierende Bewegung des Schneidmessers 22 beim Verschwenken wird die konische Ausnehmung 102 ausgebildet und der zu entfernende (kegelförmige) Verschnitt von der Ausnehmung 102 gelöst.

[0049] Anschließend kann das Schneidwerkzeug 18 entlang der Werkstückoberfläche 104 zur Position der nächsten auszubildenden Ausnehmung 102 verlagert werden. Zuvor kann das Schneidwerkzeug 118 ggf. vom Werkstück 100 weg verlagert werden (bspw. durch Bewegung entlang der z-Achse), so dass das Schneidmesser 18 das Werkstück 100 verlässt.

[0050] Wie bereits angedeutet, ist das Schneidwerkzeug 18 mittels der Antriebseinrichtung 16 und dem Kupplungsabschnitt 14 mit der Werkzeugaufnahme 208 der Portalmaschine 200 gekoppelt und kann mittels der Portalmaschine 200 verlagert werden. Zur Verlagerung des Schneidwerkzeugs 18 wird die translatorische Bewegung der Werkzeugaufnahme 208 entlang der ersten Achse 26 der Portalmaschine 200 und zum Verschwenken des Schneidwerkzeugs 18 die Rotationsbewegung dieser Achse 26 der Portalmaschine 200 genutzt.

[0051] Die translatorische Bewegung entlang der Achse 26 der Portalmaschine 200 wird mittels der Antriebseinrichtung 16 in eine translatorische Bewegung des Schneidwerkzeugs 18 entlang der Schneidachse 22 umgewandelt. Die Bewegung des Schneidwerkzeugs 18 wird im Beispiel mittels einer bestehenden Maschinensteuerung der Portalmaschine 200 gesteuert. Das Schneidwerkzeug 18 wird im Beispiel pneumatisch betrieben.

Claims (14)

1. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (100) in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Verlagern eines Schneidwerkzeugs (18) mit einem entlang einer Schneidachse (20) oszillierenden Schneidmesser (22) zu dem zu bearbeitenden Werkstück (100), wobei das Schneidmesser (22) durch eine Werkstückoberfläche (104) in das Werkstück (100) eindringt, wobei die Schneidachse (20) mit dem Normalenvektor (108) einer Ebene (110), in der die Werkstückoberfläche (104) liegt, einen Winkel einschließt, und – Ausbilden einer Schnittkontur (102) in dem Werkstück (100), wozu das Schneidwerkzeug (18) entlang der Werkstückoberfläche (104) verlagert und/oder um eine zum Normalenvektor (108) parallele Achse (28) verschwenkt wird, wobei ein Verlagern und/oder ein Verschwenken des Schneidwerkzeugs (18) maschinengestützt erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbilden der Schnittkontur (102) im Werkstück (100) eine oder mehrere konische Ausnehmungen (102) ausgebildet werden oder die Kontur von einer oder mehreren im Werkstück (100) bereits vorhandenen Ausnehmungen insbesondere konisch nachgearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (18) mit einer Werkzeugaufnahme (208) einer Portalmaschine (200) gekoppelt ist und mittels der Portalmaschine (200) verlagert werden kann.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verlagerung des Schneidwerkzeugs (18) relativ zum Werkstück (100) die translatorische Bewegung entlang einer Achse (26) der Portalmaschine (200) und zum Verschwenken des Schneidwerkzeugs (18) die Rotationsbewegung der Portalmaschine (200) um diese Achse (26) genutzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine translatorische Bewegung entlang der Achse (26) der Portalmaschine (200) in eine translatorische Bewegung des Schneidwerkzeugs (18) entlang der Schneidachse (20) umgewandelt wird.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Schneidwerkzeugs (18) mittels einer Maschinensteuerung der Portalmaschine (200) gesteuert wird und/oder dass das Schneidwerkzeug (18) pneumatisch betrieben wird.

7. Werkstück (100) in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen, bearbeitet durch ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche.

8. Vorrichtung (10) zum Bearbeiten eines Werkstücks (100) in Form eines Schaumstoffs, eines Kartons, einer Hohlkammerplatte oder dergleichen, wobei die Vorrichtung (10) aufweist: einen Kupplungsabschnitt (14) zur Ankopplung an eine Werkzeugaufnahme (208) einer Portalmaschine (200), eine mit dem Kupplungsabschnitt (14) gekoppelte Antriebseinrichtung (16) und ein mit der Antriebseinrichtung (16) gekoppeltes Schneidwerkzeug (18) mit einem entlang einer Schneidachse (20) oszillierenden Schneidmesser (22), wobei die Antriebseinrichtung (16) eine Lagereinheit (24) aufweist, die entlang einer ersten Achse (26) der Vorrichtung (10) verlagerbar ist, wobei die Antriebseinrichtung (16) derart mit dem Schneidwerkzeug (22) gekoppelt ist, dass sich bei einem Verlagern der Lagereinheit (24) entlang der ersten Achse (26) das Schneidwerkzeug (22) entlang der Schneidachse (20) bewegt, wobei die erste Achse (26) und die Schneidachse (22) miteinander einen Winkel einschließen.

9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (18) um eine zur ersten Achse (26) parallele zweite Achse (28) schwenkbar gelagert ist.

10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich entlang oder parallel zu der ersten Achse (26) eine erste Welle (30) erstreckt, die drehfest mit einem am Kupplungsabschnitt (14) vorgesehenen Mitnehmer (32) zur Aufnahme der Drehbewegung von der Werkzeugaufnahme (208) gekoppelt ist, wobei benachbart, insbesondere parallel, zur ersten Welle (30) eine zweite Welle (34) angeordnet ist, die mittels einer Getriebeeinrichtung (36) mittels der ersten Welle (30) drehend antreibbar ist, wobei das freie Ende (38) der zweiten Welle (34) drehfest mit dem Schneidwerkzeug (18) gekoppelt ist.

11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Ende (38) der zweiten Welle (36) eine Basis (46) befestigt ist, wobei sich von der Basis (46) mindestens ein Führungsstab (48) weg erstreckt, an dem ein Führungselement (50) verschieblich geführt ist, wobei das Schneidwerkzeug (18) am Führungselement (50) befestigt ist.

12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Koppelscheibe (54) vorgesehen ist, die drehfest mit der zweiten Welle (34) gekoppelt und entlang der zweiten Welle (34) verschieblich ist, wobei sich die Koppelscheibe (54) bei einer Verlagerung der Lagereinheit (24) entlang der ersten Achse (26) entlang der zweiten Welle (34) mitbewegt, wobei die Koppelscheibe (54) mindestens einen Koppelzapfen aufweist, wobei am Führungselement (50) mindestens ein weiterer Koppelzapfen angeordnet ist, wobei mindestens ein Koppelstab (60) vorgesehen ist, der den Koppelzapfen und den weiteren Koppelzapfen miteinander verbindet.

13. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (18) pneumatisch betrieben ist und mit einer Zuführleitung (64) zur Zuführung von Druckgas oder Druckluft verbunden ist, vorzugsweise wobei die Zuführleitung (64) entlang der Längsrichtung zweiten Welle (34) durch die zweite Welle (34) hindurch geführt ist.

14. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (12) zur Ankopplung an ein Portal (206) der Portalmaschine (200) vorgesehen ist, wobei am Träger (12) eine weitere Lagereinheit (25) befestigt ist, an der die erste Welle (30) und die zweite Welle (34) drehbar gelagert sind.