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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Maschine
zum Bearbeiten von Werkstücken
schmaler Form, vor allem Tür-
und Fensterrahmenteile und dergleichen und insbesondere für die Bearbeitung
von Enden und Seitenflächen
von beschlagenen Holzteilen.
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Die
Bearbeitungsmaschinen obiger Art sowie die mit denselben durchgeführten Arbeitsverfahren
sind beispielsweise bekannt aus der IT-Gebrauchsmuster-Anmeldung Nr. 240.682,
der IT-Gebrauchsmuster-Anmeldung MI2003U000247 und aus der IT-Patentschrift
Nr. 1.303.719, alle zusammen auf den Namen der Anmelderin dieser
Anmeldung lautend.
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Aus
dem IT-GbM Nr. 240.682 ist eine Maschine zum Bearbeiten eines beschlagenen
Holzteils bekannt, bestehend aus zwei Fördereinheiten zum Zuführen beziehungsweise
Abführen
des Holzteils, die ausgerichtet und durch einen Zwischenraum getrennt
angeordnet sind. In diesem Zwischenraum ist ein in eine Querrichtung
zur Förderrichtung
des Holzteils beweglicher Schlitten angeordnet, auf dem Werkzeuge
zum Maßschneiden
und Profilieren der Holzteilenden angebracht sind. Auf dem Schlitten
ist ein mit den Fördereinheiten
für das
Werkstück
ausgerichtetes Förderband
angeordnet, um das Werkstück
von einer Fördereinheit
zur anderen zu bewegen. Obwohl diese Maschine eine hohe Produktionseffizienz
aufweist, hat sie den Nachteil Förderbänder zu
verwenden, die kein Bearbeiten an mehreren Seiten des Werkstücks ermöglichen.
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Aus
der IT-Gebrauchsmuster-Anmeldung MI2003U000247 ist eine Maschine
zum Bearbeiten eines beschlagenen Werkstücks aus Holz bekannt, die anstelle
eines Förderbandes
zwei Schlitten zum Zuführen
bzw. Abführen
des Werkstücks
verwendet. Solche Schlitten dienen auch zum gemeinsamen Tragen des
Werkstücks
bei der Bearbeitung und sind zu diesem Zweck jeweils mit einer Zange
zum Festspannen des Werkstücks
versehen. Darüber
hinaus kann jeder Schlitten unabhängig vom anderen verschoben
werden, so daß das
Werkstück
manipuliert und auf mehreren Seiten mittels getrennten Steuerungen
und Bewegungen der Zangen beziehungsweise der Schlitten bearbeitet
werden kann.
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Schließlich wird
in der IT-Patentschrift 1.303.719 ein Verfahren zur Bearbeitung
eines schmalen beschlagenen Werkstücks aus Holz beschrieben, bei
dem im ersten Arbeitsgang auf einer neben einem Ende des Werkstücks liegende
Seitenfläche
Einschnitte entsprechend einem gewünschten Zapfenprofil angebracht
werden und dieses Ende des Werkstücks im zweiten Arbeitsgang
entsprechend dem im ersten Arbeitsgang gemachten Zapfenprofil profiliert
wird. Solches Verfahren paßt
sich leicht an das Variieren der auszuführenden Zapfenprofilarten an
und ihr einziger Nachteil ist durch die erforderliche Bearbeitungszeit
gegeben, wodurch die Produktionseffizienz etwas beschränkt wird.
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Die
dieser Erfindung zugrundeliegende technische Aufgabe besteht dann,
die Flexibilität
der Arbeitsweise und die Fertigungseffizienz der Verfahren und der
Maschinen der vorgenannten Art zum Bearbeiten von schmalen Werkstücken, insbesondere von
Tür- und
Fensterrahmen und dergleichen, zu verbessern.
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Diese
technische Aufgabe beruht auf der Feststellung, daß die Flexibilität der Arbeitsweise
und die Fertigungseffizienz problematische Erfordernisse darstellen.
In der Tat, während
die Flexibilität
der Arbeitsweise eines Verfahrens und einer Bearbeitungsmaschine
von der Gestalt und der Ausstattung der Maschine abhängen, hängt die
Produktionseffizienz von der Programmierung der Bearbeitungen ab,
die die Maschine an einem Werkstück
mit einer definierten Werkzeuggesamtheit auszuführen imstande ist. Eine Zunahme
des Flexibilitätsgrades
erfordert folglich notwendigerweise ein aufmerksames Programmieren
der durchzuführenden
Arbeiten, so daß der Produktionsgrad
nicht beeinflußt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung löst
diese technische Aufgabe mit einem Verfahren zum Bearbeiten eines
schmalen Werkstücks,
dadurch gekennzeichnet, daß es
einen Arbeitszyklus mit einschließt, bestehend aus
- – einer
ersten Stufe, in der das Werkstück
einem ersten Arbeitsbereich zugeführt wird, wo es an einem ersten
Ende maß geschnitten
und an einer neben dem ersten Ende liegenden Seitenfläche entsprechend
einem gewünschten
Zapfenprofil eingeschnitten wird;
- – einer
zweiten Stufe, bei der das erste Ende des Werkstücks einem zweiten Arbeitsbereich
zugeführt
und profiliert wird und dabei zugleich das Werkstück im ersten
Arbeitsbereich an einem zweiten Ende maß geschnitten und auf einer
neben dem zweiten Ende liegenden Seitenfläche entsprechend einem gewünschten
Zapfenprofil eingeschnitten wird;
- – einer
dritten Stufe, bei der das Werkstück vom ersten Arbeitsbereich
entfernt und einem dritten Arbeitsbereich zugeführt wird und dabei wird der zweite
Arbeitsbereich durchquert; und
- – einer
vierten Stufe, bei der das zweite Ende des Werkstücks dem
zweiten Arbeitsbereich zugeführt
und profiliert wird und dabei zugleich das Werkstück im dritten
Arbeitsbereich weiter bearbeitet und anschließend aus dem dritten Arbeitsbereich
abgeführt
wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird von einer Bearbeitungsmaschine zum Bearbeiten eines schmalen
Werkstücks
verwirklicht, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus:
- – einem
ersten, zweiten und dritten Arbeitsbereich, worin eine erste, zweite
beziehungsweise dritte Baueinheit vorgesehen ist, die beim Bearbeiten
des Werkstücks
in einer kooperativen und koordinierten Weise arbeiten,
- – einem
ersten und einem zweiten Schlitten, um die im ersten und dritten
Arbeitsbereich arbeitende erste und dritte Baueinheit in Richtung
einer ersten horizontalen Achse X gleitend zu tragen, wobei jede
der Baueinheiten mit dem entsprechenden Schlitten derart verbunden
ist, daß sie
in Richtung einer zweiten horizontalen Achse Y und einer dritten
vertikalen Achse Z, beide rechtwinklig zur horizontalen Achse X,
gleiten kann,
- – einem
Schlitten, um die im zweiten Arbeitsbereich arbeitende zweite Baueinheit
in Richtung der horizontalen Achse Y gleitend zu tragen, wobei die
Baueinheit derart mit dem Schlitten verbunden ist, daß sie in
Richtung der vertikalen Achse Z gleiten kann,
- – einer
Wertstückträgervorrichtung
für das
im ersten und dritten Arbeitsbereich parallel zur Richtung der Achse
X bewegliche Werkstück,
um das Werkstück
im ersten, zweiten und dritten Arbeitsbereich in eine gewünschte Arbeitsstellung
zu bringen, um das Werkstück
bei der Bearbeitung zu stützen
und es dann aus dem ersten Arbeitsbereich wegzuräumen und dem dritten Arbeitsbereich
zuzuführen,
- – einer
Zuführvorrichtung,
um das zu bearbeitende Werkstück
dem ersten Arbeitsbereich zuzuführen,
- – einer
Abführvorrichtung
zum Abführen
des bearbeiteten Werkstücks
aus dem dritten Arbeitsbereich.
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Entsprechend
einer bevorzugten Verwirklichungsform der Erfindung besteht die
Werkstückträgervorrichtung
für das
Werkstück
aus zwei mit Zangen versehenen Trägern zum Festspannen des Werkstücks, wobei
jeder Träger
unabhängig
vom anderen verschiebbar ist, so daß das Werkstück im Arbeitsbereich
gehandhabt und auf mehreren Seiten, über getrennte Steuerungen und
Bewegungen der Zangen beziehungsweise der Träger, bearbeitet und von einem
Arbeitsbereich zum anderen befördert werden
kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf eine lediglich beispielsweise,
bevorzugte und nicht darauf beschränkte Ausführungsform anhand der anliegenden
Zeichnungen näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht der erfindungsgemäßen Maschine
bei einem ersten Arbeitsgang eines Werkstücks,
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2 eine
Draufsicht der erfindungsgemäßen Maschine
bei einem zweiten Arbeitsgang des Werkstücks,
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3 eine
Draufsicht der erfindungsgemäßen Maschine
bei einem dritten Arbeitsgang des Werkstücks, und
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4 eine
Draufsicht der erfindungsgemäßen Maschine
bei einem vierten und letzten Arbeitsgang des Werkstücks.
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Mit
Bezug auf 1–4 der Zeichnungen ist
darin eine im gesamten mit 10 bezeichnete bevorzugte Verwirklichungsform
der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine
angegeben, die zum Bearbeiten schmaler Werkstücke W, beispielsweise Tür- und Fensterrahmenteile
und dergleichen, insbesondere beschlagene Holzstücke, bestimmt ist.
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Die
Bearbeitungsmaschine 10 weist drei Arbeitsbereiche I, II
und III auf, in denen eine erste, eine zweite beziehungsweise eine
dritte Baueinheit 11, 12 bzw. 13 vorgesehen
ist, die bei der Bearbeitung der Werkstücke W in kooperativer Weise
arbeiten.
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Jede
Baueinheit 11, 13 wird im Arbeitsbereich I und
III von einem Schlitten 14, 15 getragen, der in
der Richtung einer ersten horizontalen Achse X des Maschinenbetts
gleiten kann. Ferner sind die Baueinheiten 11, 13 jeweils
mit dem entsprechenden Schlitten 14, 15 so verbunden,
daß sie
in Richtung einer zweiten horizontalen Achse Y und einer dritten vertikalen
Achse Z, beide rechtwinklig zur Achse X, gleiten können.
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Die
Baueinheit 12 wird im Arbeitsbereich II von einem Wagen 16 getragen,
der in Richtung der Achse Y gleiten kann. Ferner ist die Baueinheit 12 mit dem
Wagen 16 derart verbunden, daß sie in Richtung der Achse
Z gleiten kann. Als Variante können
im zweiten Arbeitsbereich bis zu zwei Baueinheiten 12 vorgesehen
werden.
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Die
Baueinheiten 11, 13 sind im Arbeitsbereich I und
III jeweils mit einer Vielzahl von Spindeln zur Aufnahme von verschiedenartigen
Werkzeugen ausgestattet. Die Spindeln sind um eine feststehende oder
schwenkbare Achse drehbar.
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Die
Baueinheiten 11, 13 sind im Arbeitsbereich I und
III derart gestaltet, daß sie
imstande sind, an den Werkstücken
W verschiedene Arbeitsgänge auszuführen. Die
Baueinheit 11 kann beispielsweise im Arbeitsbereich I mit
Werkzeugen zum Maßschneiden
eines Werkstücks
und um auf einer Seitenfläche, nahe
den Enden von Werkstück
W, ein Zapfenprofil anzufertigen, ausgerüstet sein, wogegen die Baueinheit 13 im
Arbeitsbereich III mit Bohr-, Fräs-,
Einschneide und/oder Profilierwerkzeugen für das Werkstück W, und
mehr im allgemeinen mit Werkzeugen zu anderen Nebenbearbeitungen
am Werkstück
W als jenen im Arbeitsbereich I von der Baueinheit 11 vorgenommenen,
ausgestattet sein kann.
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Die
Baueinheit 12 ist mit einer um eine vertikale Achse drehbare
Spindel versehen, auf der ein Fräser
für die
Zapfenbearbeitung der Enden des Werkstücks W montiert ist.
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Die
erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine
besteht ferner aus Zuführmitteln
für ein
im Arbeitsbereich I zu bearbeitendes Werkstück W und Abführmitteln
zum Wegräumen
des bearbeiteten Werkstücks
W aus dem Arbeitsbereich III, die vorzugsweise aus zur Richtung
der Achse X parallelen Förderbändern 17 bzw. 18 gebildet
sind.
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Eine
Vorrichtung 19, 20 ist jeweils neben jedem Förderband 17, 18 vorgesehen,
um das Werkstück
W in den Arbeitsbereichen I, III zu handhaben und es vom Arbeitsbereich
I zum Arbeitsbereich III zu befördern.
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Jede
Werkstückträgervorrichtung 19, 20 besteht
vorzugsweise aus zwei beweglichen Trägern 21, 22,
die zusammenwirkend arbeiten, um das zu bearbeitende Werkstück W in
eine gewünschte
Arbeitsstellung innerhalb den Arbeitsnereichen I, II und III zu
bringen und das Werkstück
W beim Bearbeiten zu stützen.
Solche Träger
sind jeweils mit einer Zange zum Festspannen des Werkstücks W versehen. Darüber hinaus
läßt sich
jeder Träger
unabhängig von
einander verschieben, so daß das
Werkstück
W gehandhabt und auf mehreren Seiten bearbeitet werden kann, mittels
getrennten Steuerungen und Bewegungen der Zangen beziehungsweise
der Träger, und
von einem Arbeitsbereich zum anderen befördert werden kann.
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Die
Werkstückträgervorrichtung 19 ist
auf eine feststehende Bank montiert, wogegen die Werkstückträgervorrichtung 20 auf
eine in Richtung einer Achse Y quer zur Richtung der Achse X beweglichen Bank
eingebaut ist, um die Breite davon gegenüber dem Werkstück W zu
regulieren.
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Das
von der erfindungsgemäßen Maschine nach
einer bevorzugten Verwirklichungsform ausgeübte Arbeitsverfahren wird nun
anhand von 1–4 der Zeichnungen
beschrieben.
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In 1 ist
ein erster Arbeitsgang veranschaulicht. Ein zu bearbeitendes Werkstück W, das auf
dem Förderband 17 mit
seiner Längsachse
parallel zur Richtung der Achse X angeordnet ist, wird dem Arbeitsbereich
I zugeführt.
Nach Erreichen einer vorgegebenen Arbeitsstellung im Arbeitsbereich
I, wird das Werkstück
W gestoppt und auf die Träger 21, 22 der
Werkstückträgervorrichtung 19 geladen,
wo es von Zangen festgespannt wird. Anschließend schneidet die Baueinheit 11 im
Arbeitsbereich I ein erstes Ende von Werkstück W nach maß und formt
ein Zapfenprofil an einem Teil der Seitenfläche am ersten Ende von Werkstück W.
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Bei
einem zweiten Arbeitsgang, in 2 dargestellt,
verschieben sich die Träger 21, 22 der
Werkstückträgervorrichtung 19 in
Richtung der Achse X im Arbeitsbereich I, um das erste Ende von
Werkstück W
in den zweiten Arbeitsbereich II zu bringen, wo es von der Baueinheit 12 profiliert
wird. Gleichzeitig mit dieser Profilierbearbeitung schneidet die
Baueinheit 11 im Arbeitsbereich I ein zweites Ende von
Werkstück
W nach maß und
formt ein Zapfenprofil auf einem Teil der Seitenfläche von
Werkstück
W an dem zweiten Ende.
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In 3 wird
ein dritter Arbeitsgang veranschaulicht. Die Werkstückträgervorrichtung 19 befördert das
Werkstück
W mit der Werkstückträgervorrichtung 20 vom
Arbeitsbereich I zum Arbeitsbereich III, über den Arbeitsbereich II.
Diese Bewegung wird von der Werkstückträgervorrichtung 19 durch
Freigabe der Zange des Trägers 22 gemacht
und durch Verschieben des anderen Trägers 21 mit der Zange,
die das Werkstück
W noch festhält,
in die Richtung der Achse X zum Arbeitsbereich II. Das Werkstück W wird
auf diese Weise auf die Träger 21, 22 der
Werkstückträgervorrichtung 20 im
Arbeitsbereich III geladen und mit Zangen festgespannt.
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In
einem vierten Arbeitsgang, in 4 dargestellt,
bewegen sich die Träger 21, 22 der
Werkstückträgervorrichtung 20 in
die Richtung der Achse X, um das zweite Ende von Werkstück W in
den Arbeitsbereich II zu befördern,
wo es von der Baueinheit 12 profiliert wird. Die Werkstückträgervorrichtung 20 positioniert
sich an die Breite von Werkstück
W, längs
der Richtung der Querachse Y. Zugleich führt die Baueinheit 13 im
Arbeitsbereich III Nebenbearbeitungen am Werkstück W aus, beispielsweise die Bohr-,
Fräs-,
Einschneid- und/oder Profilierarbeiten, während im Arbeitsbereich I der
erste Arbeitsgang an einem neuen Werkstück einsetzt. Anschließend wird das
im Arbeitsbereich III bearbeitete Werkstück W auf das Förderband 18 mit
seiner Längsachse
parallel zur Richtung der Achse X geladen und aus dem Arbeitsbereich
III weggeräumt.
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Aus
dem Obigen versteht man, daß mit
der Erfindung die gestellte Aufgabe, die Flexibilität der Arbeitsweise
und die Fertigungseffizienz von schmalen Werkstücken, speziell von Tür- und Fensterrahmenteilen
und dergleichen, zu verbessern, gelöst wird. Insbesondere ist es
gemäß der vorliegenden Erfindung
möglich,
die einzelnen Werkstücke
mit einer Vielzahl von Werkzeugen zu bearbeiten, die gleichzeitig
verschiedene Bearbeitungsarten ausführen und darüber hinaus
mehrere Werkstücke
zur gleichen Zeit in der Maschine bearbeiten zu können.