DE10054926A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Bearbeitung von einer Abfolge von ersten (14) und zweiten (16) Werkstücken in einer Fertigungslinie (10) mit einer ersten (30) und einer zweiten Bearbeitungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Werkstück (14) bei der ersten Bearbeitungseinrichtung (30) anhält und bearbeitet wird, während jedes zweite Werkstück (16) bei der zweiten Bearbeitungseinrichtung anhält und bearbeitet wird.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von einer Folge von ersten und zweiten Werkstücken in einer Fertigungslinie mit einer ersten und einer zweiten Bearbeitungseinrichtung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Herstellung von Werkstücken, insbesondere Holzwerkstücken, ist man bestrebt, möglichst hohe Stückzahlen von Werkstücken pro Zeiteinheit zu bearbeiten, ohne dass hierbei die Werkstückflussrichtung geändert werden muss oder aber auch eine Zwischenlagerung/Magazinierung der Werkstücke notwendig wird.

Insbesondere bei der Holzbearbeitung unter Verwendung von in der Regel großen Werkstücken gewinnen diese Erfordernisse an Bedeutung.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen, um Werkstücke mit einer hohen Bearbeitungsfrequenz in einer Fertigungslinie bearbeiten zu können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 10 gekennzeichnet.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, jeweils zwei Werkstücke, ein erstes Werkstück sowie ein zweites Werkstück, die Bearbeitungslinie gleichsam wie ein zusammenhängendes Werkstück durchlaufen zu lassen und zwei Bearbeitungseinrichtungen vorzusehen, die den vollständigen Bearbeitungsvorgang durchführen und jeweils jedes zweite Werkstück bearbeiten. Es hält somit jedes erste Werkstück bei der ersten Bearbeitungseinrichtung an und wird dort bearbeitet und es hält jedes zweite Werkstück bei der zweiten Bearbeitungseinrichtung an und wird bei dieser bearbeitet oder auch in umgekehrter Reihenfolge.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Werkstückbearbeitung liegen darin, dass in einer Bohrlinie oder artverwandten Zerspannungsanlage entweder gleiche Werkstücke mit hoher Leistung gefertigt werden können oder aber auch rechte und linke Werkstücke mit hoher Leistung und in einer alternierenden Abfolge gefertigt werden können. Bei der Herstellung von Verpackungsgebinden mit einer aufeinander abgestimmten Anzahl von rechten und linken Werkstücken besitzt dies gegenüber einer in Einzellosen durchgeführten Fertigung den Vorteil, dass sich im kontinuierlichen Fertigungsverlauf bereits einzelne Verpackungseinheiten bestehend aus einer gleichen Anzahl von rechten und linken Werkstücken herstellen lassen.

Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin den Zwischentransport der ersten Werkstücke und zweiten Werkstücke entlang einer in zwei unabhängige Transportabschnitte unterteilten Transporteinrichtung zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsstation. Durch das Unterteilen des Zwischentransports in einzelne Transporteinrichtungen können diese in Abhängigkeit davon, ob ein erstes oder ein zweites Werkstück gefördert wird, unabhängig voneinander gesteuert werden. Um das Auflaufen eines ersten Werkstücks auf das in der zweiten Bearbeitungseinrichtung bearbeitete zweite Werkstück zu verhindern, hält vorzugsweise jedes erste Werkstück im Bereich des zweiten Transportabschnitts an und durchläuft den Bereich des ersten Transportabschnitts, während jedes zweite Werkstück im Bereich des ersten Transportabschnitts anhält und den Bereich des zweiten Transportabschnitt durchläuft. Es bildet sich somit in der in Durchflussrichtung aufeinanderfolgenden Abfolge der ersten Bearbeitungseinrichtung, des ersten Transportabschnitts, des zweiten Transportabschnitts sowie der zweiten Bearbeitungseinrichtung eine Abfolge des Anhaltens und Durchlaufens der einzelnen Werkstücke heraus, wobei zudem in all denjenigen Sektionen, in denen ein jeweils erstes Werkstück anhält, ein jeweils zweites Werkstück durchläuft und umgekehrt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin einen Vortransport in einer Vortransporteinrichtung, die beim Transport der ersten und zweiten Werkstücke vor der ersten Bearbeitungsstation durchlaufen wird, wobei jedes zweite Werkstück im Bereich der Vortransporteinrichtung anhält. Auf diese Weise wird das oben beschriebene Muster des wechselseitigen Durchlaufens und Anhaltens auch auf die der ersten Bearbeitungseinrichtung vorgeschaltete Transporteinrichtung ausgedehnt, so dass ein zweites Werkstück nicht auf das in der ersten Transporteinrichtung gerade in Bearbeitung befindliche erste Werkstück auflaufen kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin das Durchlaufen der ersten und zweiten Werkstücke einer Austransporteinrichtung, die auf die zweite Bearbeitungseinrichtung in Durchflussrichtung folgt und somit beim Transport der ersten und zweiten Werkstücke im Anschluss an die zweite Bearbeitungseinrichtung angeordnet ist.

Vorzugsweise sind die Bearbeitungseinrichtungen Bohrstationen oder artverwandte Zerspannungsstationen. Das Erstellen von Bohrungen ist in der Regel ein nicht sehr zeitaufwändiger Vorgang, der sich in besonderer Weise für das erfindungsgemäße Verfahren eignet, weil der im Wesentlichen kontinuierliche Durchfluss der Werkstücke durch die Fertigungslinie nur durch kurze Zwischenstopps während der Bearbeitung der Werkstücke und im Bereich der Transporteinrichtungen zur Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen den Werkstücken unterbrochen wird.

Vorzugsweise laufen die jeweils ersten Werkstücke in der ersten Bearbeitungseinrichtung gegen einen ersten Anschlag und die jeweils zweiten Werkstücke in der zweiten Bearbeitungseinrichtung gegen einen zweiten Anschlag. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass die Bearbeitung an einem exakt ausgerichteten Werkstück und somit mit hoher Präzision erfolgen kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Bearbeitung eines zweiten Werkstückes zeitgleich mit der Bearbeitung eines ersten Werkstückes. Eine derartige Steuerung des Verfahrensablaufs bietet sich an, da die Zeitdauer für die Werkstückbearbeitung als zeitlimitierender Faktor angesehen werden kann, der ein kontinuierliches Fördern der Werkstücke durch die Fertigungslinie verhindert. Es ist daher vorteilhaft, den Fertigungsschritt am ersten Werkstück und zweiten Werkstück gleichzeitig ablaufen zu lassen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfassen die Zwischenfördereinrichtungen zwischen der ersten Bearbeitungseinrichtung und der zweiten Bearbeitungseinrichtung Oberdruckrollen sowie ein Taktlineal. Dies stellt sicher, dass die Werkstücke auf dem Förderband fest aufliegend geführt werden und zudem exakt getaktet in der Bearbeitungslinie gefördert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des ersten Abschnitts der Fertigungslinie; und

Fig. 2 ist der sich in Durchflussrichtung an den Bereich gemäß Fig. 1 anschließende zweite Abschnitt der Fertigungslinie.

Die Fertigungslinie 10 ist in Fig. 1 nur teilweise dargestellt und endet an einem ersten Anschlag 12 im Bereich einer im Bereich 10a nicht dargestellten ersten Bohrvorrichtung, an der jedes erste Werkstück in der Abfolge der durch die Fertigungslinie geführten Werkstücke bearbeitet wird. Fig. 2 zeigt den sich in Durchflussrichtung A an dem auch in Fig. 1 dargestellten ersten Anschlag 12 anschließenden Bereich der Fertigungslinie 10.

In der Fertigungslinie 10 werden in einer quasi­ kontinuierlichen Weise Werkstücke bearbeitet, die beispielsweise aus Holz bestehen und als Möbelteile für die Möbelfertigung eingesetzt werden. Die Bearbeitung der Werkstücke in der Fertigungslinie 10 besteht darin, jedes Werkstück an einer Bohrvorrichtung zu bearbeiten. Zu diesem Zweck werden jeweils zwei Werkstücke zusammengefasst, welche die Fertigungslinie 10 wie ein zusammenhängendes Werkstück durchlaufen. Die beiden Werkstücke sind in der schematischen Darstellung nach Fig. 1 und 2 voneinander unterschiedlich dargestellt, indem zwischen jeweils ersten Werkstücken 14 und zweiten Werkstücken 16 unterschieden wird. Die ersten Werkstücke 14 sind mit Längslinien durchzogen und wirken somit in der zeichnerischen Darstellung dunkler als die zweiten Werkstücke 16. Die Werkstücke 14 und 16 durchlaufen die Fertigungslinie 10 so, dass sich jeweils erste und zweite Werkstücke regelmäßig abwechseln.

Die Zuförderung der Werkstücke erfolgt in Durchlaufrichtung A über eine geeignete Zufördereinrichtung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Rollenbahn 18 mit Taktlineal und Beschleunigungsrollen. Die kontinuierlich eine Fertigungsbetrieb durchlaufenden Werkstücke werden zunächst auf eine höhere Geschwindigkeit gebracht, die dazu dient, das später näher beschriebene zeitweilige Anhalten der Werkstücke in speziellen Bereichen der Fertigungslinie 10 im gesamten Materialfluss einer hier nicht näher beschriebenen Fertigungsstrasse zu kompensieren.

Nach dem Zufördern der Werkstücke, deren Unterscheidung in erste und zweite Werkstücke nur zur Verdeutlichung der Fertigungslinie 10 dient, nicht aber Unterschiede zwischen den ersten und zweiten Werkstücke bezeichnen soll, werden die Werkstücke in einem Zwischentransportbereich 20 bestehend aus umlaufenden, motorisch angetriebenen Förderbändern 22 und 24 sowie Oberdruckrollen 26 und 28 dem ersten Bearbeitungsbereich 30 zugeführt, der ebenfalls eine motorisch angetriebene Fördereinrichtung 32 umfasst, sowie den oben beschriebenen Anschlag 12, der ein genaues Positionieren und Justieren der an der ersten Bohrvorrichtung zu bearbeitenden ersten Werkstücke 14 aufweist.

An den ersten Bearbeitungsbereich 30 schließt sich in Durchlaufrichtung A eine in Fig. 2 dargestellte Zwischentransporteinrichtung 34 an, die ebenfalls mit Taktlineal und Oberdruckrollen 36 und 38 zur schlupffreien Förderung der Werkstücke und deren exakter Positionierung und Taktung versehen ist.

An die Zwischentransporteinrichtung schließt sich die zweite Bearbeitungseinrichtung 40 an, die einen zweiten Anschlag 42 aufweist und in der die jeweils zweiten Werkstücke 16 mit einer in Fig. 2 nicht dargestellten Bohrvorrichtung bearbeitet werden. An die zweite Fertigungseinrichtung schließt sich eine Austransporteinrichtung 44 an, über die die bearbeiteten ersten Werkstücke 14 und zweiten Werkstücke 16 aus der Vorrichtung abtransportiert werden.

Um möglichst alle einzelnen Abschnitte der Fertigungslinie 12 in ihrer Länge anzugleichen, sind jeweils im Bereich des Förderbands 24 sowie in dem Zwischentransportbereich 34 zwei Transportmotore aufeinanderfolgender Fördereinrichtungen zu einem Transport mit einer einzigen, einstellbaren Geschwindigkeit zusammengefasst. Im vorliegenden Beispiel sind dies die Transportmotoren 46a und 46b, 46c und 46d sowie 46e und 46f jeweils zwischen den Förderorganen im Zwischentransportbereich 20 sowie dem ersten Bearbeitungsbereich 30, im ersten Bearbeitungsbereich 30 sowie Zwischentransportbereich 34 und dem Zwischentransportbereich 34 und dem zweiten Bearbeitungsbereich 40. Das Ziel dieser Maünahme besteht darin, alle Werkstücktransportabschnitte in ihrer Länge anzugleichen.

Der Zwischentransportbereich 34 ist zudem in einen ersten Transportabschnitt 34a sowie einen zweiten Transportabschnitt 34b unterteilt, deren Funktionen Bezug auf die Förderung der ersten und zweiten Werkstücke später erläutert werden wird.

Die Grundidee der Erfindung, jedes zweite Werkstück auf einer der beiden Bearbeitungseinrichtungen zu bearbeiten, wird dadurch leistungsstark, dass man zwei Teile auf dem Zwischentransport Bereich 34 während der Bearbeitung puffert bzw. vorpositioniert und somit möglichst kurze Werkstücktransportwege realisieren kann.

Beim Betrieb der Vorrichtung sind über die Transportmotoren und zugeordneten Fördereinrichtungen in den verschiedenen Bereichen der Fertigungslinie 10 unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten einstellbar, um einen möglichst hohen Durchsatz an zu bearbeitenden Werkstücken durch die gesamte Vorrichtung zu ermöglichen.

Die ersten Werkstücke 14 werden im Bereich der ersten Bohrvorrichtung 30 gegen den Anschlag 12 bewegt, werden angehalten und an der nicht dargestellten Bohrvorrichtung bearbeitet, während die jeweils zweiten Werkstücke 16 den Bereich der ersten Bearbeitungsvorrichtung durchlaufen, ohne angehalten zu werden und ohne bearbeitet zu werden. Die umgekehrte Situation besteht im Hinblick auf die zweite Bearbeitungseinrichtung 40, bei der nur die jeweils zweiten Werkstücke 16 gegen den Anschlag 42 laufen, während der Bearbeitungsdauer angehalten werden und über die nicht dargestellte zweite Bohrvorrichtung bearbeitet werden, während die jeweils ersten Werkstücke 14 den Bereich der zweiten Bearbeitungsvorrichtung ohne anzuhalten durchlaufen.

Um ein Auflaufen nachfolgender Werkstücke auf die in den jeweiligen Bearbeitungseinrichtungen während des Bearbeitungsvorganges angehaltenen Werkstücke zu vermeiden, müssen im Bereich der zu den jeweiligen Bearbeitungseinrichtung zufördernden Fördereinrichtungen geeignete Maßnahmen getroffen werden. Um die jeweilige Behandlung der einzelnen Werkstücke in den einzelnen Bereichen zu verdeutlichen, dient die nachfolgende Tabelle 1, die für die ersten Werkstücke und zweiten Werkstücke jeweils angibt, ob diese die jeweiligen Zonen durchlaufen oder aber dort angehalten werden ("Stop"). Darüber hinaus wird durch die Kurzbezeichnungen Maschine 1 oder Maschine 2 Ein bzw. Aus angegeben, inwieweit die einzelnen Werkstücke im Bereich der ersten und zweiten Fertigungseinrichtungen bearbeitet werden.

Wie sich aus der Tabelle ergibt, wird bei den in Durchflussrichtung aufeinanderfolgend angeordneten Abschnitten Vortransport 20, erste Bearbeitungseinrichtung 30, Zwischentransport 1 34a, Zwischentransport 2 34b sowie zweite Bearbeitungseinrichtung 40 jeweils in einer regelmäßigen Abfolge das zweite Werkstück oder erste Werkstück angehalten, um ein Auflaufen eines nachfolgenden Werkstückes auf ein Werkstück in einer Bearbeitungseinrichtung zu verhindern. Die Unterteilung des Zwischentransports in zwei Einzelabschnitte 34a und 34b dient dazu, das zeitgleiche Anhalten des ersten Werkstücks in der ersten Bearbeitungseinrichtung und des zweiten Werkstücks in der zweiten Bearbeitungseinrichtung zu ermöglichen. Nach dem Durchlaufen der Bearbeitungsstationen ist es nicht länger erforderlich, dass die Werkstücke angehalten werden, so dass im Austransport 44 sowohl die ersten Werkstücke wie auch die zweiten Werkstücke durchlaufen ohne anzuhalten. Allerdings laufen die bearbeiteten Werkstücke im Wechsel mit kleiner und großer Geschwindigkeit aus. Es rührt daher, dass nach der Bearbeitung des jeweils zweiten Werkstückes dieses gemeinsam mit einem nachfolgenden, schon fertig bearbeiteten ersten Werkstück mit dem Austransport 44 abgefördert wird. Bis das nächste Werkstückpaar austransportiert wird, läuft aber einmal die erforderliche Bearbeitungszeit ab. Die bearbeiteten Werkstücke werden somit im Winkel mit kleiner und großer Lücke austransportiert. Um aber einen gleichmäßigen Werkstückfluss nach der Fertigungslinie zu erreichen, muss der Austransport jeweils das auf der ersten Bearbeitungseinrichtung 30 bearbeitete Werkstück verzögern.

Wenn auch oben erläutert wurde, dass die Werkstücke zur einfacheren Verdeutlichung in erste Werkstücke und zweite Werkstücke unterteilt werden und jeweils ein Paar bestehend aus einem ersten Werkstück und einem zweiten Werkstück wie eine zusammenhängende Einheit die Vorrichtung durchläuft, so sollte deutlich sein, dass dies nicht bedeutet, dass auch der Abstand zwischen den einzelnen Werkstücken identisch bleibt.

Wie aus dem aus Tabelle 1 hervorgehenden Betrieb der Vorrichtung hervorgeht, wird wechselweise eine gleichzeitige Förderung beider Werkstücke in den jeweils nachfolgenden Abschnitt der Vorrichtung durchgeführt und in diesem nachfolgenden Abschnitt nur eines der zu einem Paar zusammengefassten Werkstücke angehalten, während das andere Werkstück weitergefördert wird. Dies ist nur möglich, indem zwischen dem jeweils zu einem Paar zusammengefassten ersten Werkstück und zweiten Werkstück kein fester Abstand besteht. Daher ist es auch möglich, durch die geeignete Wahl individueller Fördergeschwindigkeiten in den einzelnen Fördereinrichtungen eine bestgeeignete Anpassung an die Bearbeitungsdauer in der ersten Bearbeitungseinrichtung wie auch zweiten Bearbeitungseinrichtung anzupassen. Die Werkstücke können somit im Bereich der Bearbeitungseinrichtungen während der Förderung sehr dicht aufeinander auflaufen, so dass der für den jeweiligen Transport des in einer Bearbeitungseinrichtung nicht bearbeiteten Werkstückes benötigte Zeitraum möglichst gering gehalten wird und die Bearbeitungseinrichtungen daher einen möglichst hohen Zeitanteil in Betrieb sind.

Claims (11)

1. Verfahren zur Bearbeitung einer Abfolge von ersten (14) und zweiten (16) Werkstücken in einer Fertigungslinie (10) mit ersten (30) und zweiten (40) Bearbeitungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Werkstück (14) bei der ersten Bearbeitungseinrichtung (30) anhält und bearbeitet wird; und jedes zweite Werkstück (16) bei der zweiten Bearbeitungseinrichtung (40) anhält und bearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend den Zwischentransport der ersten Werkstücke (14) und zweiten Werkstücke (16) entlang einer in zwei unabhängige Transportabschnitte (34a, 34b) unterteilten Transporteinrichtung (34) zwischen der ersten Bearbeitungsstation (30) und der zweiten Bearbeitungsstation (40).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Werkstück (14) im Bereich des ersten Transportabschnitts (34a) durchläuft und im Bereich des zweiten Transportabschnitts (34b) anhält; und jedes zweite Werkstück (16) im Bereich des ersten Transportabschnitts (34a) anhält und im Bereich des zweiten Transportabschnitts (34b) durchläuft.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Werkstück (14) durch die zweite Bearbeitungseinrichtung (40) ohne einen Bearbeitungseingriff durchläuft und jedes zweite Werkstück (16) durch die erste Bearbeitungseinrichtung (30) ohne einen Bearbeitungseingriff durchläuft.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend
eine Vortransporteinrichtung (20), die beim Transport der ersten (14) und zweiten (16) Werkstücke vor der ersten Bearbeitungseinrichtung (30) durchlaufen wird, wobei
jedes zweite Werkstück (16) im Bereich der Vortransporteinrichtung (20) anhält.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend das Durchlaufen der ersten (14) und zweiten (16) Werkstücke einer Austransporteinrichtung (44), die beim Transport der ersten und zweiten Werkstücke im Anschluss an die zweite Bearbeitungseinrichtung (40) angeordnet ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtungen (30, 40) Bohrstationen oder artverwandte Zerspannungsstationen umfassen.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils ersten Werkstücke (14) in der ersten Bearbeitungseinrichtung (30) gegen einen ersten Anschlag (12) laufen; und die jeweils zweiten Werkstücke (16) in der zweiten Bearbeitungseinrichtung (40) gegen einen zweiten Anschlag (42) laufen.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung eines zweiten Werkstückes (16) zeitgleich mit der Bearbeitung eines ersten Werkstückes (14) erfolgt.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend eine erste Bearbeitungseinrichtung (30) und eine zweite Bearbeitungseinrichtung (40), die in Linie nacheinander angeordnet sind; sowie Zwischenfördereinrichtungen (34a, 34b) zwischen der ersten Bearbeitungseinrichtung (30) und der zweiten Bearbeitungseinrichtung (40) sowie Fördereinrichtungen (20, 44) zum Antransport der Werkstücke zur ersten Bearbeitungseinrichtung (30) sowie zum Austransport der Werkstücke aus der zweiten Bearbeitungseinrichtung (40).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenfördereinrichtung (34a, 34b) Oberdruckrollen (36, 38) sowie vorzugsweise ein Taktlineal umfassen.