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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Werkstücken, die bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, mit einer Werkzeugwechselanordnung, bevorzugt einem Kettenwechsler, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Bearbeitungsvorrichtungen der eingangsgenannten Art mit Wechselanordnungen finden bei der Herstellung von Möbeln, Küchen oder dergleichen breite Anwendung. Typischerweise ist an einer Führungseinrichtung, die sich beispielsweise senkrecht über einen Ausspanntisch erstreckt, eine Spindeleinheit an jeder der beiden Seiten dieser Führungseinrichtung vorgesehen. Eine Wechselanordnung ist senkrecht zu den Längsseiten an einer Endseite der Führungseinrichtung vorgesehen und zwei Übergabeeinrichtungen dienen zur Übermittlung von Werkzeugen an die jeweilige Spindeleinheit (siehe 1).
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Ferner ist eine wie in 2 gezeigte Anordnung bekannt, bei der an beiden Endseiten der Führungseinrichtung eine Werkzeugwechselanordnung mit jeweils einer Übergabeeinrichtung vorgesehen ist und zwei Spindeleinheiten auf derselben Seite der Führungseinrichtung angeordnet sind.
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Die
DE 100 21 684 A1 offenbart ferner eine wie in
3 gezeigte Bearbeitungsvorrichtung mit einer Wechselanordnung, die insbesondere eine Anordnung von zwei Spindeln auf einem Schlitten aufweist, die auf einen untenliegenden Kettenwechsler zugreifen können, der entlang der Führungseinrichtung angeordnet ist.
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Die
EP 1 815 954 B1 offenbart eine Bearbeitungsvorrichtung mit zwei zueinander parallelen Führungseinrichtungen, an welchen jeweils eine Spindeleinheit verfahrbar angeordnet ist. Diese Führungseinrichtungen sind senkrecht zu einem Aufspanntisch angeordnet, sodass die Spindeleinheiten senkrecht zu diesem verfahren werden können. Ein Kettenwechsler ist dabei an einer Endseite der Führungseinrichtung angeordnet.
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Bearbeitungsvorrichtungen mit derartigen Wechselanordnungen bzw. Kettenwechslern haben sich bewährt. Allerdings werden in dieser Hinsicht mittlerweile immer höhere Anforderungen an einen flexiblen und unabhängigen Zugriff auf die Werkzeuge gestellt. Deshalb sollten die Spindeleinheiten unabhängig voneinander auf die Werkzeugwechselanordnung zugreifen können. Gleichzeitig ist es vorteilhaft, wenn dazu nur eine Werkzeugwechselanordnung vorgesehen sein muss, sodass auf dieselben Werkzeuge gemeinsam zugegriffen werden kann. Auch der technische Aufwand sollte möglichst gering gehalten sein, insbesondere sollte vermieden werden, dass beide Seiten der Führungseinrichtung so ausgerüstet sein müssen, dass eine Spindeleinheit daran geführt werden kann. Ebenso sind die aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugwechselanordnungen dahingehend nachteilig, dass sie bei zwei unabhängig verfahrbaren Spindeleinheiten zwei Führungseinrichtungen oder zwei Werkzeugwechselanordnungen benötigen.
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Aus dem Stand der Technik ist somit keine Anordnung bekannt, welche die verschiedenen vorteiligen Eigenschaften der einzelnen bekannten Bearbeitungsvorrichtungen gleichzeitig verkörpern kann.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Bearbeitungsvorrichtungen mit Werkzeugwechselanordnungen bezüglich des Platzbedarfs, des technischen Aufwands und der Kosten unter Ermöglichen eines unabhängigen Zugriffs zweier Spindeleinheiten und bei einer kurzen Werkzeugwechselzeit durch eine einfache Konstruktion zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Werkzeugwechselanordnung zumindest abschnittsweise an einer Längsseite der Führungseinrichtung angeordnet ist. Dies führt dazu, dass nur eine Seite der Führungseinrichtung so gestaltet sein muss, dass eine Spindeleinheit daran verfahrbar angeordnet ist. Gleichzeitig sind nur eine Führungseinrichtung und eine Werkzeugwechselanordnung nötig, was kosten- und platzsparend ist. Durch diese Anordnung wird die Zeit, die beim Wechsel eines Werkzeugs zwischen einer Spindeleinheit und der Werkzeugwechselanordnung benötigt wird, ebenso wie die dazugehörigen Wege minimiert.
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Der Erfindung liegt der Gedanke einer geschickten Anordnung der Werkzeugwechselanordnung in einer Bearbeitungsvorrichtung mit Führungseinheit zugrunde. Die Werkzeugwechselanordnung ist, in einer Draufsicht betrachtet, zumindest abschnittsweise bzw. teilweise an einer Längsseite der Führungseinrichtung angeordnet. Unter der Längsseite sind die beiden längeren Seiten der balkenförmigen Führungseinrichtung zu verstehen, im Gegensatz zu den kürzeren querverlaufenden Enden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung noch näher ersichtlich werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung eines ersten Beispiels des Stands der Technik;
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2 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung eines zweiten Beispiels des Stands der Technik;
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3 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung eines dritten Beispiels des Stands der Technik;
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4 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung eines vierten Beispiels des Stands der Technik;
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5 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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8 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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9 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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10 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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11 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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12 zeigt eine schematische Draufsicht einer Bearbeitungsvorrichtung mit einer Werkzeugwechselanordnung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Die Bearbeitungsvorrichtung 1 als erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 5 schematisch in einer Draufsicht gezeigt. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Werkstücken, die bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder Ähnlichem bestehen. Diese weist eine balkenförmige Führungseinrichtung 2 auf, an der in der vorliegenden Ausführungsform zwei Spindeleinheiten 3 auf einer Seite angeordnet sind und zu dieser verfahrbar sind. Es können jedoch auch mehr oder weniger Spindeleinheiten sowie verschiedene andere Baueinheiten oder Aggregate vorhanden sein.
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Die Führungseinrichtung 2 kann beispielsweise als Portal oder als Ausleger konstruiert sein. Dabei kann sie beipielsweise zu einem (nicht gezeigten Aufspanntisch) verfahrbar angeordnet sein. In die Spindeleinheiten 3 können unterschiedlichste Bearbeitungswerkzeuge und/oder Bearbeitungsaggregate (Werkzeuge) 5 eingesetzt werden, wie beispielsweise Fräßwerkzeuge, Ziehklingen, Bündigfräßaggregate, Bohreinheiten, etc.
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Darüber hinaus ist eine Werkzeugwechselanordnung 4 zum Versorgen der Spindeleinheiten 3 mit den Werkzeugen 5 vorgesehen. Dabei ist die Werkzeugwechselanordnung 4, in einer Draufsicht betrachtet, zumindest abschnittsweise an einer Längsseite der Führungseinrichtung 2 (unten in 5) angeordnet. Dies führt dazu, dass nur eine Seite der Führungseinrichtung so gestaltet sein muss, dass eine Spindeleinheit daran verfahrbar angeordnet ist. Gleichzeitig sind nur eine Führungseinrichtung 2 und eine Werkzeugwechselanordnung 4 nötig. Dadurch können die Spindeleinheiten 3 auf dieselben Werkzeuge 5 zugreifen. Dies spart Platz und Kosten. Durch diese Anordnung wird außerdem die Zeit, die beim Wechsel eines Werkzeugs 5 zwischen einer Spindeleinheit 3 und der Werkzeugwechselanordnung 4 benötigt wird, ebenso wie die dazugehörigen Wege minimiert.
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Vorteilhafterweise ist die Werkzeugwechselanordnung 4 parallel zur Führungseinrichtung 2 angeordnet. Hierbei handelt es sich um eine besonders vorteilhafte Ausführung, die technisch gut umsetzbar ist. Vorteilhafterweise ist die Werkzeugwechselanordnung 4 bezüglich der Spindeleinheiten 3 nach oben oder unten versetzt angeordnet ist, wie in 6 dargestellt. Dadurch kann die horizontale Ausdehnung der Vorrichtung verringert werden.
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Die Werkzeugwechselanordnung kann auf einer Längsseite der Führungseinrichtung 2 vorgesehen sein, während die Spindeleinheiten 3 auf der anderen Längsseite der Führungseinrichtung 2 angeordnet sind (siehe 7). Die Spindeleinheiten 3 können aber ebenso zwischen der Führungseinrichtung 2 und der Werkzeugwechselanordnung 4 angeordnet sein, wie in 5 und 12 gezeigt. Dadurch kann der Werkzeugwechselvorgang schneller gestaltet und die Konstruktion vereinfacht werden. Beispiele hierfür sind in den 5 und 12 zu sehen.
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Weiter vorteilhafterweise sind die Spindeleinheiten 3 derart angeordnet, dass sie in zumindest einer Richtung unabhängig voneinander verfahrbar sind. Hierdurch wird eine schnellere Bearbeitung möglich.
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Ebenso können die Spindeleinheiten 3 unterschiedlich zueinander ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich eine große Einsatzbreite, sodass verschiedenste Bearbeitungsschritte mit spezifischen, unterschiedlichen Spindeleinheiten 3 durchgeführt werden können.
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Insbesondere kann zumindest eine der Spindeleinheiten 3 als Vier-Achs-Spindeleinheit ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass das Spindelgehäuse, welches die Spindel lagert, in drei translatorischen Achsen und einer rotatorischen Achse verfahren werden kann, wobei sich die rotatorische Achse in der vorliegenden Ausführungsform senkrecht zur Zeichenebene von 5 erstreckt. Dadurch wird die Verfahrbarkeit der Spindeleinheit 3 in eine erste Richtung durch die Relativverfahrbarkeit der Führungseinrichtung 2 und eines Aufspanntischs (nicht gezeigt) erreicht, und die beiden anderen translatorischen Verfahrwege werden durch ein Verfahren der Spindeleinheit 3 entlang bzw. an der Führungseinrichtung 2 erreicht. Auf diese Weise wird die Flexibilität gesteigert.
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Alternativ oder zusätzlich ist eine Ausbildung zumindest einer der beiden Spindeleinheiten als Fünf-Achs-Spindeleinheit möglich, die eine Schwenkachse, einen Kardankopf oder dergleichen aufweist, um welche die Spindel senkrecht zu ihrer Erstreckungsrichtung schwenkbar ist. Hierdurch ermöglicht die Fünf-Achs-Spindeleinheit die Ausführung zusätzlicher Bearbeitungsvorgänge, wie beispielsweise die Erstellung von Freiformen, Kugeln etc. Auf diese Weise wird die Flexibilität erheblich gesteigert.
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Ferner kann eine Übergabeeinrichtung 6 vorgesehen sein, welche die Werkzeuge 5 von der Werkzeugwechselanordnung 4 an die Spindeleinheiten 3 übermittelt. Hierdurch kann eine einfache und verlässliche Übermittlung erreicht werden. Eine Ausführungsform mit einer Übergabeeinrichtung 6 in 8 gezeigt.
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Darüber hinaus kann die Übergabeeinrichtung 6 in eine Richtung verfahrbar sein, die von der Längsrichtung der Führungseinrichtung 2 abweicht. Dadurch wird die Flexibilität der Anordnung einer Bearbeitungsvorrichtung 1 stark erhöht, wie zum Beispiel 9 verdeutlicht. Eine solche Anordnung kann in einigen Fällen vorteilhaft und gewünscht sein; jedoch müssen längere Wege zwischen der Werkzeugwechselanordnung 4 und den Spindeleinheiten 3 bei einem Werkzeugwechsel zurückgelegt werden.
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Die Übergabeeinrichtung 6 kann ferner mit einem Antrieb versehen sein. Dies eröffnet weitere Möglichkeiten bezüglich der Anordnung, insbesondere einer pneumatischen Ausführung gegenüber, da die Übergabeeinrichtung nun auf vielfältigen Trajektorien bewegbar ist.
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Vorzugweise sind zwei Übergabeeinrichtungen 6 vorgesehen, sodass ein Zugriff auf die Werkzeuge 5 unabhängig voneinander erfolgen kann. Dies ermöglicht ein gleichzeitiges und/oder unabhängiges Übermitteln der Werkzeuge 5 zwischen der Werkzeugwechselanordnung 4 und den Spindeleinheiten 3. So kann eine der Spindeleinheiten 3 eine Bearbeitung ausführen, während die andere Spindeleinheit 3 einen Werkzeugwechsel durchführt, ohne dass es zu einer gegenseitigen Behinderung oder Kollisionen kommt.
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Vorzugsweise findet die Übergabe der Werkzeuge 5 zwischen der Übergabeeinrichtung 6 und der Spindeleinheit 3 an den Endpunkten der Führungseinrichtung 2 statt. Dadurch kann eine der Spindeleinheiten 3 eine Bearbeitung ausführen, während die andere Spindeleinheit 3 einen Werkzeugwechsel durchführt, ohne dass es zu einer gegenseitigen Behinderung oder Kollisionen kommt. Die bearbeitende Spindeleinheit 3 kann somit die Bearbeitung ausführen, ohne dabei (wesentlichen) Einschränkungen bezüglich der Position, an der die Bearbeitung durchgeführt werden soll, durch die werkzeugwechselnde Spindeleinheit 3 unterworfen zu sein. Beide Spindeleinheiten 3 greifen dabei auf dieselbe Werkzeugwechselanordnung 4 zu. 10 und 11 verdeutlichen diese Ausführungsform.
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Vorzugsweise weist die Werkzeugwechselanordnung 4 zumindest ein Endlosumlaufelement 7 auf, an dem die Werkzeuge 5 angeordnet sind. Insbesondere kann es sich hier um eine Kette handeln, wie in 12 gezeigt. Dadurch wird ein schnelles und technisch einfaches Austauschen der Werkzeuge möglich. Ebenso können diese schnell und einfach bereitgestellt werden.
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Insbesondere können auch zwei Endlosumlaufelemente 7 in der Werkzeugwechselanordnung 4 vorgesehen sein, wie in 5 dargestellt. Dadurch ist möglich, dass, wenn beide Spindeleinheiten 3 mit Werkzeugen 5 mehrerer Endlosumlaufelemente 7 versorgt werden, mehr Werkzeuge 5 für eine Spindeleinheit 3 zur Verfügung stehen. In dem Fall, dass ein Endlosumlaufelement 7 fest einer Spindeleinheit 3 zugeordnet ist, ist ein unabhängiger Zugriff der Spindeleinheiten 3 auf das jeweilige Endlosumlaufelement 7 und die dort gespeicherten Werkzeuge 5 möglich.
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Insbesondere kann die Führungseinrichtung 2 als Portal oder Ausleger ausgebildet sein. Dadurch wird ein flexibler Einsatz ermöglicht.
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Die Werkzeugwechselanordnung 4 kann stationär, d. h. ortsfest in Bezug auf die Umgebung, vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine einfache Konstruktion. Eine derartige erste Ausführungsform ist in 5 gezeigt. Alternativ kann die Werkzeugwechselanordnung 4 mitfahrend mit der Führungseinrichtung 2 angeordnet sein, wie die Ausführungsform in 12 zeigt. Dies bedeutet, dass eine kurze Wechselzeit und eine erhöhte Flexibilität gegeben sind.
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Selbstverständlich sind auch Kombinationen der in den 5 bis 12 gezeigten Ausführungsformen möglich. Zum Beispiel kann auch eine mitfahrend zur Führungseinrichtung angeordnete Wechselanordnung zwei Endlosumlaufelemente aufweisen.
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Auch wenn in den Beispielen auf einen Kettenwechsler eingegangen wurde, ist ersichtlich, dass sich die erfindungsgemäßen Vorteile auch auf andersartige Wechselanordnungen beziehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10021684 A1 [0004]
- EP 1815954 B1 [0005]
