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Die
Erfindung betrifft eine Profilbearbeitungs-Vorrichtung mit wenigstens
einer Bearbeitungseinheit und einer Transportvorrichtung für zu bearbeitende
Profilstäbe,
wobei die Transportvorrichtung einen Greifarm aufweist, der an einem
in Längsrichtung
der zu bearbeitenden Profilstäbe
verschiebbaren Transportschlitten angeordnet ist. Die Erfindung
betrifft außerdem
ein Verfahren zum Bearbeiten von Profilstäben.
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Derartige
Profilstabbearbeitungs-Vorrichtungen mit wenigstens einer Bearbeitungseinheit
und einer Transportvorrichtung für
zu bearbeitende Profilstäbe
sind aus der
DE 103
25 397 B3 bekannt. Solche Transportvorrichtungen sind mit
einem Greifarm an einem Transportschlitten versehen. Der Transportschlitten
ist längs
der zu bearbeitenden Profilstäbe
verschiebbar angeordnet. In der
DE 40 31 911 A2 ist eine solche Vorrichtung
mit einer Bearbeitungsstation zum Bearbeiten von Stangen sowie einer
Be- und Entladestation zum Be- und Entladen der Bearbeitungsstation
beschrieben. In der Bearbeitungsstation ist eine Bearbeitungseinrichtung
auf einem Kreuzschlitten angeordnet, der in X- und Y-Richtung bewegbar
ist. Die Be- und
Entladestation weist Vorratsarme und Entladearme auf, die sich gegenüberliegend
angeordnet sind. Zwischen den Vorratsarmen und Entladearmen sind
antreibbare Transportrollen vorgesehen, die im Wesentlichen auf
eine Einlaufrinne der Bearbeitungsstation ausgerichtet sind. Ein
zu bearbeitendes Stangenmaterial wird mittels der Vorratsarme und
einer zugehörenden
Vorrichtung den Transportrollen zugeführt, die wiederum das Stangenmaterial
der Einlaufrinne zuführen.
Dabei wird das Stangenmaterial soweit in die Bearbeitungsstation
eingefahren, bis es mit seinem Ende an einem Positionierbolzen anschlägt, vom
Positionierbolzen ausgerichtet wird und mittels eines Spannstocks
während
der Bearbeitung fixiert wird. Derartige Transportvorrichtungen sind
ausgelegt, um einen möglichst
schnellen Transportvorgang zu ermöglichen, worunter jedoch die
Positionierungsgenauigkeit der Transportvorrichtung leidet.
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In
der
DE 103 25 400
B3 ist eine Vorrichtung zur Profilbearbeitung und ein Greifer
beschrieben, der mittels einer Befestigungsstrebe parallel zum Verlauf
eines zu bearbeitenden Profils bewegbar ist. Der Greifer weist einen
oberen Greifarm und einen unteren Greifarm auf, die mittels jeweils
drehgelenkig an den Greifarmen gelagerten Verbindungsarmen miteinander
verbunden sind. Der obere Greifarm ist mittels eines an dem Greifarm
und der Betätigungsstange
drehgelenkig gelagerten Betätigungsarmes mit
einer Betätigungsstange
verbunden, wobei die Betätigungsstange
innerhalb der Befestigungsstrebe angeordnet ist. Der untere Greifarm
ist relativ unbeweglich zur Befestigungsstrebe mit der Befestigungsstrebe
verbunden. Zur Betätigung
der Greifers wird die Betätigungsstange
innerhalb der Befestigungsstrebe linearverschoben. Wegen der drehgelenkigen Verbindung
des oberen Greifarms mit den Verbindungsarmen sowie dem drehgelenkig
gelagerten Betätigungsarm
wird der obere Greifarm relativ zum unteren Greifarm parallelverschoben.
Dabei öffnet
sich der Greifer bei einer Schubbewegung der Betäti gungsstange und schließt sich
bei einer Zugbewegung der Betätigungsstange.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung mit
einer Transportvorrichtung zu schaffen, mit der zu bearbeitende
Profilstäbe sowohl
schnell transportiert als auch präzise positioniert werden können, insbesondere
auch während
eines Bearbeitungsvorgangs.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Vorteilhafte
sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
weiteren Ansprüche
und werden im Folgenden näher
erläutert.
Manche der nachfolgenden, jedoch nicht erschöpfend aufgezählten Merkmale und
Eigenschaften treffen sowohl auf die Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung
als auch auf das Verfahren zu. Sie werden teilweise nur einmal beschrieben,
gelten jedoch unabhängig
voneinander sowohl für
die Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung als auch für das Verfahren.
Weiterhin ist die Reihenfolge der aufgelisteten Merkmale nicht bindend
sondern kann vielmehr entsprechend einer optimierten Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung beziehungsweise
eines optimierten Verfahren zum Bearbeiten von Profilstäben geändert werden.
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Erfindungsgemäß ist eine
Profilbearbeitungs-Vorrichtung mit wenigstens einer Bearbeitungseinheit
und einer Transportvorrichtung für
zu bearbeitende Profilstäbe
vorgesehen, wobei die Transportvorrichtung einen Greifarm aufweist,
der an einem in Längsrichtung
der zu bearbeitenden Profilstäbe
verschiebbaren Transportschlitten angeordnet ist, wobei eine Befestigung
des Greifarms an dem Transportschlitten einen in Längsrichtung
der zu bearbeitenden Profilstäbe
auf dem Transportschlitten verschiebbaren Verstellschlitten zum
Verstellen des Greifarms in Längsrichtung
der zu bearbeitenden Profilstäbe
aufweist, wobei der Verstell schlitten mittels einer Antriebseinheit
relativ zum Transportschlitten verschiebbar ist.
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Der
Verstellschlitten ist in der erfindungsgemäßen Anordnung vorzugsweise
mit einer Antriebseinheit angetrieben, die sich exakt steuern lässt, beispielsweise
ein Schrittmotor mit einem entsprechenden Getriebe, einem Pneumatik-
oder Hydraulikzylinder oder dergleichen. Da sowohl die Transportvorrichtung
als auch der Verstellschlitten in Längsrichtung des zu bearbeitenden
Profilstabs verschiebbar sind, ist mit der erfindungsgemäßen Anordnung
vorteilhaft erreicht, dass der Transport von zu bearbeitenden Profilstäben mit
der Transportvorrichtung schnell vorgenommen werden kann und dass
mit dem Verstellschlitten eine exakte Positionierung der zu bearbeitenden
Profilstäbe
in der Bearbeitungseinheit erreicht werden kann. Die Transportvorrichtung dient
also erfindungsgemäß nicht
nur zum Transport von Profilstäben
für deren
Zuführung
zu einer Bearbeitungseinheit, sondern auch als Träger für den Verstellschlitten.
Dadurch ist auch ermöglicht,
dass bestehende Transportvorrichtungen mit einem modulartigen Verstellschlitten,
der die Merkmale der Erfindung aufweist, nachgerüstet werden können.
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Die
Profilstäbe,
die mit der erfindungsgemäßen Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung bearbeitet werden,
sind beispielsweise aus Kunststoff oder Metall, insbesondere aus
Aluminium. Die Profilstäbe können beispielsweise
im Fenster- und Türenbau Verwendung
finden. Dennoch ist die Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung zur Bearbeitung
von Profilstäben
geeignet, die beliebig einsetzbar sind. Die Bearbeitungseinheit,
die die Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung aufweist, ist beispielsweise
ausgelegt, um Bohrungen, Fräsungen,
Verschraubungen oder dergleichen in die Profilstäbe einzubringen und/oder um Profilstäbe beispielsweise
miteinander zu verschweißen.
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Die
Transportvorrichtung weist beispielsweise einen im Wesentlichen
ortsfesten Balken insbesondere mit einer Verzahnung auf, die mit
einem an dem Transportschlittens angeordneten und angetriebenen
Zahnrad kämmt,
um den Transportschlitten in Längsrichtung
des Balkens zu verschieben, also parallel zu dessen Mittellängsachse.
Die Mittellängsachse
des Balkens, der deutlich länger
als breit beziehungsweise hoch aus gebildet ist, ist im wesentlichen
parallel zu der Längsrichtung
des zu bearbeitenden Profilstabs ausgerichtet angeordnet. Im Rahmen
der Erfindung ist jedoch jede andere Möglichkeit denkbar, den Transportschlitten
zu bewegen.
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Mit
dem Transportschlitten ist der Verstellschlitten an dem Transportschlitten
verschiebbar in Eingriff gebracht, der dazu beispielsweise Rollen, Räder, Kufen,
Lager wie beispielsweise Linearkugellager oder Gleitlager aufweist.
Der Verstellschlitten dient als Träger des Greifarms. Der Greifer
des Greifarms ist beispielsweise mit Spannbacken versehen, zwischen
denen der zu transportierende Profilstab gespannt, also gegriffen
wird. Andere Greifer, die zum Festhalten eines Gegenstandes ausgebildet sind,
können
bei der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung
eingesetzt werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist eine Blockiervorrichtung zum Festsetzen
des Transportschlittens relativ zu der wenigstens einen Bearbeitungseinheit
vorgesehen.
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Mittels
der Blockiervorrichtung kann der Transportschlitten beispielsweise
an dem Balken festgesetzt werden, wobei das Festsetzen im wesentlichen
ein Verspannen des Transportschlittens gegen den Balken darstellt.
So ist der Transportschlitten ortsfest und stabil gehalten und die
Bewegungen beziehungsweise die Positionierung des Verstellschlittens
relativ zum Transportschlitten beziehungsweise zu der Bearbeitungseinheit
können
noch präziser
ausgeführt
werden, um eine exakte Positionierung während der Bearbeitung, beispielsweise während des
Fräsens,
zu erreichen.
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Die
Blockiervorrichtung kann dazu beispielsweise mittels Bremsbacken
ausgebildet sein, die an dem Transportschlitten und/oder dem Balken
befestigt sind und die mittels eines beliebigen Antriebs an den
Balken und/oder den Transportschlitten gepresst werden. Vorzugsweise
sind hierzu über
die Länge des
Balkens und/oder über
die Länge
des Transportschlittens mehrere Bremsbacken verteilt vorgesehen.
Die Blockiervorrichtung kann aber beispielsweise auch nur den Antrieb
blockieren, mit dem der Transportschlitten entlang des Balkens bewegt
wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebseinheit eine motorisch
angetriebene Gewindespindel auf.
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Der
motorische Antrieb kann beispielsweise ein Pneumatikmotor, ein Hydraulikmotor
oder ein Elektromotor, insbesondere ein Motor mit exakt einstellbarem
Drehwinkel sein. Durch Vorsehen einer Gewindespindel ist eine äußerst exakte
Verstellung realisierbar. Vorzugsweise ist die angetriebene Spindel
an dem Transportschlitten und ein entsprechender Nutenstein und/oder
eine Spindelmutter an dem Verstellschlitten angeordnet. Wegen der
selbsthemmenden Wirkung einer Spindelnut mit einem Nutenstein kann
der Verstellschlitten nur bewegt werden, wenn die Spindel angetrieben
wird. Wirkt kein Antriebsmoment auf die Spindel, ist eine Rotation
der Spindel im Wesentlichen ausgeschlossen.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren
zum Bearbeiten von Profilstäben
mit einer Profilbearbeitungs-Vorrichtung
mit wenigstens einer Bearbeitungseinheit und einer Transportvorrichtung
für zu
bearbeitende Profilstäbe
gelöst,
wobei die Transportvorrichtung einen Greifarm aufweist, der an einem
in Längsrichtung
der zu bearbeitenden Profilstäbe
verschiebbaren Transportschlitten angeordnet ist, und wobei eine
Befestigung des Greifarms an dem Transportschlitten einen in Längsrichtung
der zu bearbeitenden Profilstäbe auf
dem Transportschlitten verschiebbaren Verstellschlitten zum Verstellen
des Greifarms in Längsrichtung
der zu bearbeitenden Profilstäbe
aufweist, wobei der Verstellschlitten mittels einer Antriebseinheit relativ
zum Transportschlitten verschiebbar ist, wobei das Verfahren die
Schritte des Greifens eines zu bearbeitenden Profilstabs mittels
des Greifarms, des Transportierens eines zu bearbeitenden Profilstabs mittels
des Transportschlittens zu der wenigstens einen Bearbeitungseinheit
und des Bewegens des zu bearbeitenden Profilstabs während der
Bearbeitung relativ zu der wenigstens einen Bearbeitungseinheit mittels
Verschiebens des Verstellschlittens relativ zum Transportschlitten
umfasst.
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In
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Transportschlittens
relativ zu der wenigstens einen Bearbeitungseinheit während der
Bearbeitung eines Profilstabs mit der wenigstens einen Blockiervorrichtung
blockiert.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
die anhand der Zeichnungen dargestellt ist. In den schematischen
Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Draufsicht einer Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung,
und
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2 eine
Seitendetailansicht der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung.
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In 1 ist
eine Draufsicht auf eine Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung 10 mit
einer Transportvorrichtung 12 dargestellt. Die Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung 10 weist
eine Materialtransportbahn 14 für das Zuführen und Abführen von
nicht dargestellten Profilstäben,
eine Bearbeitungseinheit 16 für die Bearbeitung dieser Profilstäbe und einen
Ausfuhrtisch 18 für
die Ausgabe bearbeiteter Profilstäbe auf. Die Materialtransportbahn 14 kann
auch für
die Durchschleusung von unbearbeiteten Profilstäben zu einer weiteren, nicht
dargestellten Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung verwendet werden,
mit der gleiche Bearbeitungs schritte ausgeführt werden können und/oder
bearbeitete Profilstäbe
können
mit der Materialtransportbahn 14 zu der nicht dargestellten
Pro filstabbearbeitungs-Vorrichtung für die Durchführung weiterer,
anderer Bearbeitungsschritte weitertransportiert werden. Die genannten
Bearbeitungsschritte können
beispielsweise das Sägen
von Roh-Profilstäben
mit einer Urlänge
zu bearbeitbaren Profilstäben, ein
Einbringen von Bohrungen, Fräsungen
und/oder Verschraubungen in die Profilstäbe und das Anbringen von Anbauteilen
an den Profilstäben
sein.
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Die
Materialtransportbahn 14 ist beispielsweise mit parallel
zueinander verlaufenden, insbesondere motorisch angetriebenen Förderbändern 22 versehen,
die die Profilstäbe
in Richtung des Pfeils 24 der Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung 10 zuführen oder
ebenfalls in Richtung des Pfeils 24 von der Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung 10 wieder
wegführen.
Die Transportvorrichtung 12 führt die zu bearbeitenden Profilstäbe der Bearbeitungseinheit 16 in Richtung
des Pfeils 28 zu.
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Eine
Seitendetailansicht in Richtung des Pfeils 24 in 1 der
erfindungsgemäße Transportvorrichtung 12 mit
einer beispielhaft dargestellten Bearbeitungseinheit 16 ist
in 2 gezeigt. Die Bearbeitungseinheit 16 weist
gemäß 2 zwei
sich im Wesentlichen gespiegelt gegenüberliegende Fräsvorrichtungen 30 mit
je einem Antrieb 32 und einem Fräswerkzeug 34 auf,
wobei die Werkzeuge 34 dem zu bearbeitenden Profilstab 36 zugewandt
sind. Der Profilstab 36 ist im Wesentlichen während der
Bearbeitung mittels Lagerrollen 38 in Richtung des Pfeils 40 linearbeweglich
gelagert.
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Die
Transportvorrichtung 12 weist einen Balken 42,
einen Transportschlitten 44, einen Verstellschlitten 46 sowie
einen Greifarm 48 mit einem Greifer 50 auf. Der
Balken 42 ist an der in 2 nicht
dargestellten Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung befestigt, wobei
der Balken 42 auch an jedem anderen Gegenstand befestigt
werden kann, der im Wesentlichen unbeweglich relativ zur Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung
montiert ist.
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Der
Balken weist eine Verzahnung 52 auf. Diese Verzahnung 52 kämmt mit
einer Verzahnung 54 eines Zahnrades 56, das mittels
einer Antriebseinheit 58 angetrieben ist. Die Antriebseinheit 58 ist
mit dem Transportschlitten 44 verbunden. An dem Transportschlitten 44 sind
weiterhin zwei Blockiervorrichtungen 60 zum Festsetzen
des Transportschlittens 44 relativ zum Balken 42 an
gegenüberliegenden Seiten
des Balkens 52 angeordnet. Die Blockiervorrichtungen 60 sind
als Antriebe 62 mit Bremseinheiten 64 ausgebildet,
wobei die Antriebe 62 Linearantriebe sind und die Bremseinheiten 64 einen
hohen Reibungskoeffizienten mit den Oberflächen 66 des Balkens 42 aufweisen,
mit der sie zusammenwirken. Schließlich sind an dem Transportschlitten 44 Lagerrollen 68 oder
dergleichen vorgesehen, mit denen der Transportschlitten 44 längsverschiebbar
am Balken 42 gehalten wird und die an dem Transportschlitten 44 befestigt
sind.
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Mit
dem Transportschlitten 44 steht der Verstellschlitten 46 in
Eingriff. Um den Verstellschlittens 46 längsverschiebbar
am Transportschlitten 44 zu halten, sind an dem Verstellschlitten 46 ebenfalls
Lagerrollen 70 vorgesehen. Der Verstellschlitten 46 ist darüber hinaus
mittels einer Gewindespindel 72 mit dem Transportschlitten 44 verbunden.
Die Gewindespindel 72 ist mittels eines Motors 74 angetrieben und,
um eine Rotation der Gewindespindel 72 zu ermöglichen,
drehbar gelagert. Die Gewindespindel 72 weist ein Außengewinde 76 auf,
das mit einem Innengewinde einer Spindelmutter 78 in Eingriff
steht. Diese Spindelmutter 78 ist fest mit dem Verstellschlitten 46 verbunden.
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Die
gesamte Anordnung der Transportvorrichtung 12 ermöglicht eine
Linearbewegung des Profilstabs 36 gemäß Pfeil 40 parallel
zu einer Längsachse 80 des
Profilstabes 36. Insbesondere ist eine grobe, schnelle
und in ihrem Endpunkt eher unpräzise
Bewegung des Profilstabs 36 mit dem Transportschlitten 44 und
eine feine, unter Umständen auch vergleichsweise
langsamere aber in ihren Endpunkten äußerst präzise Bewegung mit dem Verstellschlitten 46 ermöglicht.
Die grobe Bewegung wird dazu genutzt, um einen Profilstab 36 einer
Bearbeitungseinheit 16 zuzuführen und den Profilstab 36 in
der Bearbeitungseinheit 36 grob zu positionieren. Die feine
Bewegung wird dann dazu verwendet, den Profilstab 36 während eines
Bearbeitungsschrittes, beispielsweise während des Fräsens, relativ
zu den Werkzeugen 34 zu verschieben, beispielsweise um Langlöcher zu
erzeugen. Es ist jedoch auch möglich, die
grobe Bewegung des Transportschlittens 44 und die feine
Bewegung des Verstellschlittens 46 zu überlagern, beispielsweise um
nach der Aufnahme eines Profilstabes 36 den Profilstab 36 während der
Zuführung
des Profilstabs 36 in die Bearbeitungseinheit 16 vorzupositionieren.
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Insbesondere
kann die Profilstabbearbeitungs-Vorrichtung eine Steuereinheit aufweisen,
mit der die exakte Position des Profilstabes 36 relativ
zu den Werkzeugen 34 ermittelt werden kann. Dazu können beispielsweise
an einer der Oberflächen 66 des
Balkens 42 detektierbare Vorrichtungen angebracht werden,
die von nicht dargestellten Sensoren am Transportschlitten 44 erkannt
werden, um die Position eines (beliebigen) Referenzpunktes 82 des Transportschlittens 44 relativ
zur Bearbeitungsvorrichtung 16 zu bestimmen. Weiterhin
kann die Relativposition des Verstellschlittens 46, insbesondere
eines (beliebigen) Referenzpunktes 84 des Verstellschlittens 46 zu
dem Referenzpunkt 82 des Transportschlittens 44,
und somit die Relativposition des Verstellschlittens 46 zur
Bearbeitungseinheit 16 bestimmt werden. Die Relativposition
des Referenzpunktes 84 des Verstellschlittens 46 kann
beispielsweise aus der Drehwinkellage des Gewindespindel 72 oder
auch aus anderen Sensorinformationen ermittelt werden. Aus der Position
des Referenzpunktes 84 des Verstellschlittens 46 und
der bekannten Länge
des Greifarms 48 kann die Relativposition eines (beliebigen)
Referenzpunktes 86 des Greifarms 48 von der Steuereinheit
ermittelt werden, was wiederum die Ermittlung der Relativposition
des Profilstabs 36 zu den Werkzeugen 34 erlaubt.