DE102009022340B4

DE102009022340B4 - Verfahren zum Aufteilen großformatiger Platten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102009022340B4
Application number: DE102009022340.1A
Authority: DE
Inventors: Ralf Stockburger
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: DE102009022340A1; ITPD20100148A1; IT1399941B1; CN101885188B; CN101885188A

Abstract

Verfahren zum Aufteilen großformatiger Platten (20), insbesondere Kunststoff- oder Holzwerkstoffplatten, in mehrere Plattenteile (46) mit im wesentlichen unterschiedlichen Umfangskonturen auf einer CNC-Bearbeitungsmaschine (10) mit mindestens einem Bearbeitungstisch (12, 14) und einem spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug (26, 42), mit folgenden Schritten: a) Ausrichten und Fixieren der Platte (20) mit einer ersten Spanneinrichtung (22) auf dem ersten Bearbeitungstisch (12), b) spanabhebende Bearbeitung der Platte (20) von einer ersten Seite ausgehend in Richtung der zweiten Seite zum Ausschneiden der einzelnen Umfangskonturen, ohne die Platte (20) dabei zu durchtrennen, c) Verschieben der Platte (20) um den bearbeiteten Bereich, so dass die bearbeitete erste Seite der Platte (20) zur Anlage an eine zweite Spanneinrichtung (32) gelangt, d) Fixieren der verschobenen Platte (32) mittels der zweiten Spanneinrichtung (32), e) spanabhebende Bearbeitung der Platte (20) von der zweiten Seite ausgehend in Richtung der ersten Seite ohne die Platte (20) vollständig zu durchgreifen aber entlang spiegelbildlicher Umfangskonturen, so dass die Platte (20) vollständig durchtrennt und mehrere Plattenteile (46) erzeugt werden, f) Festhalten der Plattenteile (46) mittels der zweiten Spanneinrichtung (32).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufteilen großformatiger Platten sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein solches Verfahren wird beispielsweise in der Möbelindustrie verwendet. Aus einer großformatigen Platte werden nicht nur Seitenteile, sondern auch Schubladen- bzw. Türfronten unterschiedlicher Größen und Umfangskonturen ausgeschnitten. Um später bei dem fertigen Möbelstück einerseits die Holzmaserung gleichmäßig und in derselben Richtung verlaufend zu haben und andererseits beim Zuschneiden der Einzelteile einen möglichst geringen Verschnitt zu haben, wird die Lage der ausschneidenden Platten computerunterstützt festgelegt. Diese Verfahren sind als ”Nested Based Manufacturing” bekannt. Die großformatige Platte als Halbzeug wird auf den Bearbeitungstisch aufgelegt und darauf fixiert. Anschließend werden die Platten ausgesägt oder ausgefräst. Beim Durchschneiden des Halbzeuges wird die Auflagefläche beschädigt. Als Aufspannfläche wird deshalb eine Opferplatte aus MDF (medium density fibreboard) oder ein Vakuumtisch mit einer speziellen Verschleißoberfläche verwendet. Die ausgefrästen Teile müssen, damit sie sich insbesondere bei kleineren Flächen nicht verschieben, von oben fixiert werden. Die Opferplatte kann in der Regel nur einmal verwendet werden und ist vor der nächsten Bearbeitung eines Halbzeuges auszutauschen. Neben den Kosten für die Opferplatte erhöhen die notwendigen Rüstzeiten für ihren Austausch und die Kosten für das Überfräsen die Herstellkosten. Die Fixierung der kleineren ausgeschnittenen Plattenteile von oben ist, insbesondere, wenn nacheinander völlig unterschiedliche Umfangskonturen ausgeschnitten werden sollen, sehr aufwändig, da die Fixiervorrichtungen entsprechend flexibel ausgebildet sein müssen. Weiterhin nachteilig ist, dass die Opferplatten aufwändig entsorgt werden müssen, da sie nicht mehr zu gebrauchen sind, wenn ihre beiden Oberflächen zerschnitten wurden. Schließlich werden auch die anfallenden hohen Energiekosten als nachteilig angesehen, da eine extreme Saugleistung durch die große Spannflächen benötigt wird (der Spanntisch kann z. B. eine Abmessung von 10 m × 2 m aufweisen).
Aus der DE 103 58 100 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die zu bearbeitende Platte auf den Bearbeitungstisch aufgelegt und fixiert wird, so dass anschließend mindestens drei Referenzflächen an der Platte angebracht werden können. Danach wird die relative Lage der Platte ermittelt. Nachfolgend wird die Platte von der Oberseite ausgehend in Richtung der Unterseite spanabhebend bearbeitet und dabei die einzelnen Umfangskonturen ausgeschnitten, ohne dass die Platte dabei durchtrennt wird. Danach wird die Platte um 180° gewendet, so dass die bearbeitete Oberseite der Platte auf dem Bearbeitungstisch aufliegt. Nach dem Fixieren der gewendeten Platte wird die relative Lage der Platte über den mindestens einen definierten Punkt auf jeder Referenzfläche erneut ermittelt, und danach wird die Platte von der noch nicht bearbeiteten Seite ausgehend entlang spiegelbildlicher Umfangskonturen spanabhebend bearbeitet, wobei die Platte vollständig durchtrennt und die Mehrzahl von Plattenteilen erhalten wird. Als nachteilig wird angesehen, dass die Platte aufwändig ausgerichtet und Referenzpunkte festgelegt werden müssen. Außerdem erfolgt der Wendevorgang der Platte während der Hauptbearbeitungszeit. Da die Platte zum Wenden angehoben werden muss besteht die große Gefahr, dass sie bricht, da sie aufgrund der durch die spanabhebenden Bearbeitung eine Vielzahl von Schwachstellen aufweist. Als großer Nachteil wird angesehen, dass sie während der Hauptzeit zweimal, nämlich die Oberseite und anschließend die Unterseite, bearbeitet werden muss.
Aus der EP 1 440 776 A1 ist ein Durchlaufverfahren zum Trennsägen von gebundenen Druckerzeugnissen bekannt. Dabei wird das Werkstück von oben auf eine Auflage gepresst und von unten mit einer Ritzsäge angeritzt. Anschließend wird das Werkstück von oben beiderseits der Ritzlinie festgehalten und von oben mittels einer Kreissäge vollständig durchtrennt, wobei die Ritzsäge eine größere Dicke aufweist als die Kreissäge. Das Werkstück kann demnach mit den aufgeführten Werkzeugen nicht so bearbeitet werden, dass ein glatter und sauberer Schnitt entsteht. Außerdem kann bei dieser bekannten Vorrichtung aber auch nicht ausgeschlossen werden, dass das Sägeblatt aus der gegenüber liegenden Seite der Werkstücks austritt und eventuell die Auflagefläche für das Werkstück beschädigt.
Weitere Vorrichtungen und Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken sind in der EP 0 292 712 A2 , der WO 92/12816 A1 und der WO 00/47377 A1 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und/oder eine Vorrichtung bereit zu stellen, welche einen höheren Durchsatz aufweist und mit welcher die Bearbeitungstische nicht beschädigt werden.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Aufteilen großformatiger Platten, insbesondere Holzwerkstoffplatten, in eine Mehrzahl von Plattenteilen mit im wesentlichen unterschiedlichen Umfangskonturen auf einer CNC-Bearbeitungsmaschine mit mindestens einem Bearbeitungstisch und einem spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug, mit folgenden Schritten gelöst: die Platte auf dem Bearbeitungstisch ausgerichtet und fixiert, die Platte wird von der Oberseite ausgehend in Richtung der Unterseite zum Ausschneiden der einzelnen Umfangskonturen spanabhebend bearbeitet, ohne die Platte dabei zu durchtrennen, die Platte wird um den bearbeiteten Bereich verschoben, so dass die bearbeitete Oberseite der Platte zur Anlage an einen Flächenspanntisch gelangt, die verschobene Platte wird fixiert, die Platte wird von der Unterseite ausgehend, ohne die Platte vollständig zu durchgreifen aber entlang spiegelbildlicher Umfangskonturen spanabhebend bearbeitet, so dass die Platte vollständig durchtrennt und die Mehrzahl von Plattenteilen erhalten wird, die Mehrzahl von Plattenteilen wird mittels des Flächenspanntisches festgehalten.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Platte nicht mehr innerhalb der Hauptbearbeitungszeit gewendet werden muss, weshalb die Gesamtbearbeitungszeit verkürzt wird. Das Verschieben der Platte kann sehr schnell erfolgen, da dies in der Plattenebene erfolgt und nahezu keine Belastung der Platte bedeutet. Außerdem kann die Platte beim Verschieben in eine Position verschoben werden, die exakter definierbar ist, als bei einem Wendevorgang. Ein erneutes Ausrichten erübrigt sich daher. Während des Verschiebevorganges kann die Position der Platte, z. B. mittels Sensoren erfasst werden, so dass der Verschiebevorgang bereits so gesteuert wird, dass die Platte am gewünschten Ort positioniert wird. Insbesondere wird die Platte schlupffrei verschoben. Ein weiterer Vorteil ist die deutliche Reduzierung der Spannfläche, was sich in einem geringeren Energiebedarf für die Saugleistung wiederspiegelt.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch mit einer Vorrichtung gelöst, die zwei Bearbeitungstische und eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben der Platte vom ersten Bearbeitungstisch zum dem zweiten Bearbeitungstisch aufweist, wobei der erste Bearbeitungstisch die Platte auf der zweiten Seite festhält und der zweite Bearbeitungstisch eine Flächenspanneinrichtung, insbesondere eine Saugmatte zum Fixieren der Platte und der Plattenteile aufweist. Der erste Bearbeitungstisch ist mit diskreten Saugstellen, z. B. Blocksaugern zum Fixieren der noch unbearbeiteten Platte versehen. Mit der Saugmatte können die durch das Durchtrennen der Platte hergestellten Plattenteile weiterhin festgehalten werden. Diese können nur vereinzelt und/oder weiter be- und verarbeitet werden.
Zum Bearbeiten der Platte ist jeder Bearbeitungstisch mit einem spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug versehen. Diese sind in Verschieberichtung der Platte versetzt zueinander und bezüglich der Plattenebene einander gegenüber liegend angeordnet. Die Verschiebeeinrichtung liegt also zwischen den beiden Bearbeitungswerkzeugen und sie sind so positioniert, dass mit dem einen Bearbeitungswerkzeug die eine Plattenseite und mit dem anderen Bearbeitungswerkzeug die andere Plattenseite bearbeitet werden kann.
Die spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeuge sind mindestens in einer zur Plattenebene parallelen Ebene verfahrbar angeordnet. Außerdem sind sie noch in Richtung auf die Plattenoberfläche und weg von dieser verfahrbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufteilen großformatiger Platten, wobei die Platte sich in einer ersten Bearbeitungsposition befindet;
2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1, wobei die Platte sich in einer zweiten Bearbeitungsposition befindet; und
3 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1, wobei die Platte sich in einer dritten Bearbeitungsposition befindet.
Die Zeichnung zeigt jeweils eine Seitenansicht einer insgesamt mit 10 bezeichneten CNC-Bearbeitungsmaschine, welche einen ersten Bearbeitungstisch 12 und einen zweiten Bearbeitungstisch 14 und eine dazwischen angeordneten Verschiebeeinrichtung 16 aufweist. Über einen Rollenförderer 18 wird eine großformatige, zu bearbeitende, d. h. aufzuteilende Platte 20 auf den ersten Bearbeitungstisch 12 aufgeschoben und dort mittels einer Spanneinrichtung 22 festgehalten. Die Spanneinrichtung 22 weist eine Vielzahl diskreter Blocksauger 24 auf, auf welchen die Platte 20 aufliegt und über welche die Unterseite der Platte 20 angesaugt und dadurch die Platte 20 festgehalten wird. Von der Oberseite her wird die Platte 20 wird mittels eines spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeugs 26 bearbeitet, wobei das Werkzeug 26 die Platte 20 nicht vollständig durchdringt und auf der Unterseite austritt und somit die Blocksauger 24 nicht beschädigt. Das Werkzeug 26 ist über eine geeignete Verfahreinrichtung 28 in der Ebene der Platte 20 verfahrbar sowie in Richtung der Platte 20 und weg von dieser verstellbar (zustellbar).
Ist die Platte 20 vollständig bearbeitet, dann wird die Platte 20, wie in der 2 dargestellt, mittels der dem ersten Bearbeitungstisch 12 nachfolgenden Verschiebeeinrichtung 16 in Richtung des zweiten Bearbeitungstisches 14 verfahren. Die Verschiebeeinrichtung 16 weist schlupffrei arbeitende Rollen 30 auf, über welche die Platte 20 positionsgenau verschoben werden kann. Befindet sich der im ersten Bearbeitungstisch 12 bearbeitete Bereich nach dem Verschieben im zweiten Bearbeitungstisch 14, dann wird die Platte 20, insbesondere der zuvor bearbeitete Bereich, von einer zweiten Spanneinrichtung 32 fixiert. Die zweite Spanneinrichtung 32 weist hierfür eine Flächenspanneinrichtung 34, insbesondere eine Saugmatte 36, auf, an welcher der bearbeitete Bereich flächig anliegt. Die Saugmatte 36 hält die Platte 20 an deren Oberseite fest.
Im Bereich, insbesondere vor den Rollen 30, befindet sich eine Reinigungseinrichtung, insbesondere eine Absaug- oder Blaseinrichtung 38, welche die Platte 20 von Bearbeitungsrückständen, insbesondere von Spänen, befreit. Mit dem Pfeil 40 ist beispielhaft ein auf die Oberfläche der Platte 20 gerichteter Blasluftstrom angedeutet.
Nach dem Fixieren der Platte 20 mittels der Saugmatte 36 und mittels der Blocksauger 24 wird der zuvor bearbeitete Bereich an der Unterseite der Platte 20 mit einem zweiten Werkzeug 42 bearbeitet, welches ebenfalls an einer Verfahreinrichtung 44 befestigt ist und in der Ebene der Platte 20 verfahren sowie in Richtung der Platte und weg von dieser verstellt werden kann. Mit dem Werkzeug 42 wird die Platte 29 entlang spiegelbildlicher Umfangskonturen bearbeitet. Dadurch werden aus der Platte 20 mehrere einzelne Plattenteile 46 herausgetrennt. Die Plattenteile 46 werden aber über die Saugmatte 36 nach wie vor sicher festgehalten, so dass sie den noch nicht abgeschlossenen Bearbeitungsprozess nicht stören. Es wird noch darauf hingewiesen, dass das Werkzeug 42 lediglich so weit in die Platte 20 eintaucht, bis diese in die einzelnen Plattenteile 26 durchtrennt worden ist. Auf jeden Fall taucht das Werkzeug 42 nicht so weit in die Platte 20 ein, dass auf der gegenüber liegenden Seite die an der Platte 20 anliegende Saugmatte 36 beschädigt wird.
Gleichzeitig wird im ersten Bearbeitungstisch 12 die Oberseite eines zweiten Bereichs der Platte 20 wie oben beschrieben bearbeitet. Die Bearbeitungskonturen können sich direkt an diejenigen des ersten Bereichs anschließen.
Nachdem die Platte 20 sowohl im ersten Bearbeitungstisch als auch im zweiten Bearbeitungstisch 14 bearbeitet worden ist, wird sie mittels der Verschiebeeinrichtung 16 sowie der Spanneinrichtung 32 weitertransportiert. Hierfür werden die Blocksauger 24 von der Platte 20 gelöst und ist die Spanneinrichtung 32 an Verfahrschienen 48 befestigt, so dass sie sich in Richtung des Pfeils 50 bewegen kann. Mit dieser Spanneinrichtung 32 werden die einzelnen Plattenteile 46 aus dem Bearbeitungsbereich des Werkzeugs 42 heraustransportiert und auf einem Rollenförderer 52 abgelegt.
Anschließend wird die Platte 20 mit der Verschiebeeinrichtung 16 festgehalten und die Spanneinrichtung 32 in den Bearbeitungsbereich des zweiten Werkzeugs 42 zurückverfahren, so dass der zweite bearbeitete Bereich der Platte 20 nunmehr fixiert werden kann und das zweite Werkzeug 42 die Unterseite der Platte 20 bearbeiten und die Plattenteile 46 herstellen kann. Zwischenzeitlich können die auf dem Rollenförderer 52 abgelegten Plattenteile 46 abtransportiert und eine neu zugeführte Platte in ersten Bearbeitungstisch 12 bearbeitet werden.
Die Erfindung besitzt den wesentlichen Vorteil, dass die Stillstandszeiten der Werkzeuge 26 und 42 minimal sind, da in diesen Stillstandszeiten die Platte 20 lediglich mittels der Verschiebeeinrichtung 16 verschoben werden muss. Außerdem ist gewährleistet, dass weder die erste Spanneinrichtung 22 noch die zweite Spanneinrichtung 32 von den Werkzeugen 26 und 42 beschädigt werden.

Claims

Verfahren zum Aufteilen großformatiger Platten (20), insbesondere Kunststoff- oder Holzwerkstoffplatten, in mehrere Plattenteile (46) mit im wesentlichen unterschiedlichen Umfangskonturen auf einer CNC-Bearbeitungsmaschine (10) mit mindestens einem Bearbeitungstisch (12, 14) und einem spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug (26, 42), mit folgenden Schritten: a) Ausrichten und Fixieren der Platte (20) mit einer ersten Spanneinrichtung (22) auf dem ersten Bearbeitungstisch (12), b) spanabhebende Bearbeitung der Platte (20) von einer ersten Seite ausgehend in Richtung der zweiten Seite zum Ausschneiden der einzelnen Umfangskonturen, ohne die Platte (20) dabei zu durchtrennen, c) Verschieben der Platte (20) um den bearbeiteten Bereich, so dass die bearbeitete erste Seite der Platte (20) zur Anlage an eine zweite Spanneinrichtung (32) gelangt, d) Fixieren der verschobenen Platte (32) mittels der zweiten Spanneinrichtung (32), e) spanabhebende Bearbeitung der Platte (20) von der zweiten Seite ausgehend in Richtung der ersten Seite ohne die Platte (20) vollständig zu durchgreifen aber entlang spiegelbildlicher Umfangskonturen, so dass die Platte (20) vollständig durchtrennt und mehrere Plattenteile (46) erzeugt werden, f) Festhalten der Plattenteile (46) mittels der zweiten Spanneinrichtung (32).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschieben der Platte (20) positionsgenau erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (20) schlupffrei verschoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Plattenteile (46) mittels der zweiten Spanneinrichtung (32) abtransportiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spanabhebende Bearbeitung von der Oberseite und die spanabhebende Bearbeitung von der Unterseite gleichzeitig erfolgen.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Bearbeitungstische (12, 14) und einer Verschiebeeinrichtung (16) zum Verschieben der Platte (20) vom ersten Bearbeitungstisch (12) zum dem zweiten Bearbeitungstisch (14), wobei der erste Bearbeitungstisch (12) die Platte (20) auf der zweiten Seite festhält und der zweite Bearbeitungstisch (14) eine Flächenspanneinrichtung (34), insbesondere eine Saugmatte (36) zum Fixieren der Platte (20) und der Plattenteile (46) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungstische (12, 14) in Verschieberichtung der Platte (20) hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bearbeitungstisch (12, 14) mit einer Unterdruckspanneinrichtung (22, 32) zum Fixieren der Platte (20) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bearbeitungstisch (12, 14) mit einem spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeug (26, 42) zum Bearbeiten der Platte (20) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeuge (26, 42) in Verschieberichtung der Platte (20) versetzt zueinander und bezüglich der Plattenebene einander gegenüber liegend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bearbeitungstisch (12) diskrete Saugstellen, z. B. Blocksauger (24) zum Fixieren der Platte (20) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenspanneinrichtung (34) in Vorschubrichtung der Platte (20) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeuge (26, 42) mindestens in einer zur Plattenebene parallelen Ebene verfahrbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die spanenden oder spanabhebenden Bearbeitungswerkzeuge (26, 42) in Richtung auf die Platte (20) und weg von dieser verfahrbar sind.