-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz, Kunststoff und dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Es ist bekannt, längliche Holzwerkstücke an einander gegenüberliegenden Längsseiten zu bearbeiten, um aus ihnen Rahmenteile für Fenster- oder Türrahmen herzustellen. Die Werkstücke werden mittels einer Klemmeinrichtung eines ersten Schlittens so eingeklemmt, dass die zu bearbeitende Längsseite des Werkstückes so weit vorsteht, dass diese Längsseite mit einem entsprechenden Werkzeug bearbeitet werden kann. Hierbei wird das Werkstück und/oder das entsprechende Werkzeug in X-Richtung verfahren. Nach der Bearbeitung dieser Längsseite wird das Werkstück der Klemmeinrichtung eines gegenüberliegenden Tisches übergeben. Hierbei wird das Werkstück quer zur X-Richtung in Y-Richtung bewegt, damit die übernehmende Klemmeinrichtung das teilbearbeitete Werkstück übernehmen kann. Die Klemmeinrichtung des zweiten Tisches spannt das Werkstück im Bereich der bearbeiteten Längsseite so, dass die gegenüberliegende, noch nicht bearbeitete Längsseite des Werkstückes freiliegt und durch das gleiche oder ein anderes Werkzeug bearbeitet werden kann. Sobald die zweite Klemmeinrichtung das Werkstück übernommen hat, wird die Klemmeinrichtung des ersten Tisches gelöst. Die Verschiebebewegung des teilbearbeiteten Werkstückes in Y-Richtung führt nicht nur zu einem Zeitverlust, sondern kann auch zu Bearbeitungsungenauigkeiten führen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, dass das Werkstück innerhalb kurzer Zeit mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden kann.
-
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Werkstück, das an der einen Längsseite bereits bearbeitet worden ist, derart an die andere Klemmeinrichtung übergeben, dass die Lage des teilbearbeiteten Werkstückes in Y- oder Z-Richtung bezüglich der Maschine ortsfest bleibt, d.h. seine Lage in Y- oder Z-Richtung beibehält. Die übernehmende Klemmeinrichtung wird zur Übernahme des teilbearbeiteten Werkstückes so weit in Y-Richtung verstellt, dass sie das teilbearbeitete Werkstück einspannen kann. Da das Werkstück beim Übergabevorgang sich nicht in Y- oder Z-Richtung bewegt, ergibt sich eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit.
-
Vorteilhaft ist es, wenn die übernehmende Klemmeinrichtung auch in Z-Richtung verstellbar ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Klemmung des Werkstückes in einem Werkstückfalz erfolgen soll. In diesem Falle kann die jeweilige Klemmbacke der Klemmeinrichtung definiert in die Anlagestellung bezüglich des Werkstückes verstellt werden.
-
Die Klemmeinrichtung beider Tische weist in vorteilhafter Weise obere und untere Klemmbacken auf, von denen die obere oder die untere Klemmbacke in Z-Richtung positioniert werden kann. Wenn die obere Klemmbacke als definierte Werkstückanlage, d.h. als Bezugsebene oder Nullkante in der Maschine dient, dann ist diese mit der Z-Achse ausgestattet, so dass sie in die gewünschte Z-Position verstellt werden kann. Mit der unteren Klemmbacke wird dann das Werkstück zwischen der oberen und der unteren Klemmbacke eingespannt.
-
Wenn die untere Klemmbacke als definierte Werkstückanlage dient, dann ist diese mit der Z-Achse ausgestattet, so dass sie in die gewünschte Z-Position verstellt werden kann. Die Klemmung des Werkstückes erfolgt dann mit der oberen Klemmbacke.
-
Um die Längsseiten des Werkstückes zu bearbeiten, kann bei einer vorteilhaften Ausbildung das Werkstück während der Bearbeitung stillstehen. In diesem Fall wird das Werkzeug in X-Richtung bei der Bearbeitung am Werkstück vorbeigeführt.
-
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform steht das Werkzeug in X-Richtung still, wobei das Werkstück zur Längsbearbeitung an diesem Werkzeug in X-Richtung vorbeigefahren wird.
-
Bei einer anderen vorteilhaften Ausbildung ist es auch möglich, dass sowohl das Werkstück als auch das Werkzeug bei der Werkstückbearbeitung in X-Richtung relativ zueinander verfahren werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders dann geeignet, wenn das einzuspannende Werkstück einen Falz aufweist. In diesem Falle wird das Werkstück mit der Klemmeinrichtung in diesem Falz eingespannt.
-
Der Falz kann derart an der Werkstücklängsseite vorgesehen sein, dass er nahe der Ober- oder der Unterseite des Werkstückes durch das Werkzeug erzeugt wird. In Sonderfällen kann der Falz auch schon in einem vorgelagerten Prozess bearbeitet und das vorgefälzte Werkstück in der ersten Klemmeinrichtung eingespannt worden sein. Je nach Lage des Falzes und welche Klemmbacke als definierte Werkstückanlage dient wird die obere oder die untere Klemmbacke der übernehmenden Klemmeinrichtung in Z-Richtung positioniert.
-
Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
- 1 in perspektivischer Darstellung eine Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine Vorderansicht der Maschine gemäß 1, bei der ein zu bearbeitendes Werkstück mit einer rechten Klemmeinrichtung eingespannt ist,
- 3 in einer Darstellung entsprechend 2 die Bearbeitung der Längsseite des Werkstückes durch ein Bearbeitungswerkzeug,
- 4 in einer Darstellung entsprechend 2 die Übernahme des bearbeiteten Werkstückes von einer linken Klemmeinrichtung,
- 5 die Bearbeitung der Längsseite des in der linken Klemmeinrichtung eingespannten Werkstückes durch ein Bearbeitungswerkzeug.
-
1 zeigt eine Maschine, mit der Werkstücke an ihren Längsseiten bearbeitet werden können. Die Maschine ist mit zahlreichen denkbaren Achsen dargestellt, die allerdings nicht alle zwingend erforderlich sind. Es sind verschiedene Kombinationen möglich, mit welchen Achsen die Maschine betrieben wird.
-
Die Maschine hat ein Maschinenbett 1, auf dem zwei Führungen 2, 2' vorgesehen sind, die sich in X-Richtung erstrecken und längs denen ein Spindelportal 3 in X-Richtung verfahrbar ist. Es hat zwei vertikale Ständer 4, 5, deren untere Enden auf den Führungen 2, 2' angeordnet sind. Am oberen Ende sind die Ständer 4, 5 durch einen Querträger 6 miteinander verbunden.
-
Zum Verfahren des Spindelportales 3 ist zumindest an dem einen Ständer 5 ein Antrieb 7 vorgesehen, mit dem das Spindelportal in X-Richtung längs der Führungen 2, 2' verfahren werden kann.
-
Zumindest an der einen Stirnseite des Querträgers 6 des Spindelportales 3 ist eine Führung 8 für einen Support 9 vorgesehen, mit dem ein Bearbeitungswerkzeug 10 in Y-Richtung verfahren werden kann. Der Support 9 ist ein Kreuzsupport, mit dessen Hilfe das Werkzeug 10 nicht nur in Y-Richtung, sondern auch senkrecht hierzu in Z-Richtung verfahrbar ist. Hierfür hat der Support 9 eine in Z-Richtung sich erstreckende Führung 11 für das Werkzeug 10.
-
Das Werkzeug 10 sitzt auf einer vertikalen Spindel 12, die mit einem Spindelantrieb 13 drehbar angetrieben werden kann.
-
Das Spindelportal 3 überspannt zwei Führungen 14, 15, die sich in X-Richtung erstrecken und auf dem Maschinenbett 1 vorgesehen sind. Auf den beiden Führungen 14, 15 sind Tische 16 und 17 verfahrbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf jeder Führung 14, 15 jeweils zwei Tische 16, 17 angeordnet. Je nach Ausbildung der Maschine können auf den Führungen 14, 15 auch nur ein Tisch oder mehr als zwei Tische angeordnet sein.
-
Jeder Tisch 16, 17 ist mit einem Antrieb 18, 19 versehen, mit dem der Tisch längs der Führungen 14, 15 in X-Richtung verfahren werden kann. Die Antriebe 18, 19 sind an den voneinander abgewandten Außenseiten der Tische 16, 17 angeordnet (2). Dadurch können die Tische 16, 17 mit nur geringem Abstand nebeneinander längs der Führungen 14, 15 verfahren werden.
-
Wie aus 2 hervorgeht, ist das Maschinenbett 1 so gestaltet, dass die Führungen 2, 2' für das Spindelportal 3 tiefer liegen als die Führungen 14, 15 für die Tische 16, 17. Die Führungen 2, 2' liegen mit Abstand neben den Tischen 16, 17.
-
Auf den Tischen 16, 17 befindet sich jeweils ein Träger 20, 21 für jeweils eine Klemmeinrichtung 22, 23. Jede Klemmeinrichtung weist obere Klemmbacken 24 und untere Klemmbacken 25 auf. Mit ihnen werden die zu bearbeitenden Werkstücke 26 in noch zu beschreibender Weise während der Bearbeitung durch das Werkzeug 10 eingespannt.
-
Jeder Tisch 16, 17 kann auch zwei oder mehrere Klemmeinrichtungen 22, 23 enthalten.
-
Die Träger 20, 21 zusammen mit den Klemmeinrichtungen 22, 23 sind längs Führungen 27, 28 in Y-Richtung verschiebbar. Sie befinden sich auf der Oberseite eines Tragkörpers 29, 30, der auf den Führungen 14, 15 in X-Richtung verfahrbar ist.
-
An den Tragkörpern 29, 30 ist jeweils ein Antrieb 31, 32 vorgesehen, mit dem die Träger 20, 21 auf den Führungen 27, 28 in Y-Richtung verfahren werden können.
-
Zur Betätigung der oberen und unteren Klemmbacken 24, 25 sind am Träger 20, 21 Antriebe 33 und 34 vorgesehen. Der Antrieb 33 dient zur Verstellung der oberen Klemmbacke 24 und der Antrieb 34 zur Verstellung der unteren Klemmbacke 25.
-
Die Werkstücke 26 haben vor deren Bearbeitung in der Regel viereckigen Umriss und werden bei der Bearbeitung durch das Werkzeug 10 mittels der Klemmeinrichtungen 22, 23 eingespannt. Wie beispielhaft 1 zeigt, kann das Werkstück 2 mit zwei Klemmeinrichtungen eingespannt werden, die mit Abstand in X-Richtung hintereinander liegen. Der Abstand der Klemmeinrichtungen in X-Richtung hängt von der Länge der Werkstücke 26 ab. Die beiden Tische 16 bzw. 17 sind hierfür unabhängig voneinander in X-Richtung verfahrbar, so dass der Abstand der Klemmeinrichtungen dieser Tische an die Länge der zu bearbeitenden Werkstücke 26 angepasst werden kann.
-
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass jeweils nur ein Tisch 16 bzw. 17 eingesetzt wird, der dann wenigstens zwei in X-Richtung nebeneinanderliegende Klemmeinrichtungen 22 bzw. 23 aufweist, die in diesem Falle unabhängig voneinander in X-Richtung längs des Tisches verstellbar sind.
-
Anhand der 2 bis 5 wird beispielhaft die Bearbeitung des Werkstückes 26 an seinen beiden in X-Richtung verlaufenden Längsseiten 35, 36 (2) beschrieben.
-
Das Werkstück 26 wird zunächst mit den Klemmeinrichtungen 22 der Tische 16 so eingeklemmt, dass die zu bearbeitende Längsseite 35 einen solchen Abstand von den Klemmbacken 24, 25 der Klemmeinrichtungen 22 hat, dass die Längsseite 35 durch das Werkzeug 10 bearbeitet werden kann. Nunmehr wird das Spindelportal 3 längs der Führungen 2, 2' in X-Richtung zu den Tischen 16 mit dem eingespannten Werkstück 26 verfahren. Der Support 9 wird in Y-Richtung längs der Führung 8 so verfahren und gleichzeitig das Werkzeug 10 so weit in Z-Richtung abgesenkt, dass mit dem Werkzeug 10 an der Längsseite 35 des Werkstückes 26 das entsprechende Profil erzeugt wird. Hierfür wird das Spindelportal 3 bei drehendem Werkzeug 10 in X-Richtung so weit verfahren, dass das Werkstück 26 über die erforderliche Länge an seiner Längsseite 35 bearbeitet wird.
-
Wie sich aus 3 ergibt, wird an der Längsseite 35 des Werkstückes 26 ein Falz 37 gefräst, der sich in der Regel über die gesamte Länge der Längsseite 35 erstreckt.
-
Sobald die Längsseite 35 bearbeitet worden ist, wird das Spindelportal 3 in X-Richtung wieder zurückgefahren und der Support in Y-Richtung längs der Führung 8 so versteht, dass sich der Support 9 mit dem Werkzeug 10, in X-Richtung gesehen, neben der Klemmeinrichtung 22 der Tische 16 befindet (4).
-
Um die andere Längsseite 36 des Werkstückes 26 zu bearbeiten, wird das Werkstück 26 an die Klemmeinrichtungen 23 der Tische 17 übergeben. Sie werden in X-Richtung aus ihrer zurückgefahrenen Lage so weit verfahren, dass die Klemmeinrichtungen 23 dem Werkstück 26 gegenüberliegen, das mit den Klemmeinrichtungen 22 der Tisch 16 noch geklemmt ist. Um das Werkstück 26 übergeben zu können, werden die Träger 21 der Tische 17 in Y-Richtung längs der Führungen 28 mittels der Antriebe 32 verschoben. Die unteren Klemmbacken 25 der Klemmeinrichtungen 23 sind in Z-Richtung zunächst so weit abgesenkt, dass beim Anfahren der Klemmeinrichtungen 23 die bearbeitete Längsseite 35 der Werkstücke 26 in den Bereich zwischen den Klemmbacken 24, 25 der Klemmeinrichtungen 23 gelangt.
-
Die beiden Klemmbacken 24, 25 der Klemmeinrichtungen 23 erfassen das Werkstück 26 an der bearbeiteten Längsseite 35 derart, dass die noch nicht bearbeitete Längsseite 36 freiliegt und nunmehr durch ein entsprechendes Werkzeug 10 bearbeitet werden kann.
-
Wie 4 zeigt, greift die untere Klemmbacke 25 in den Falz 37 des Werkstückes 26 ein. Dazu ist die untere Klemmbacke 25 in Z-Richtung positioniert worden.
-
Sobald die Klemmeinrichtungen 23 das Werkstück 26 gespannt haben, werden die Klemmeinrichtungen 22 der Tische 16 geöffnet und die Tische in X- oder in Y-Richtung weggefahren.
-
Nunmehr kann das Spindelportal 3 wieder auf den Führungen 2, 2' in X-Richtung an die Tische 17 herangefahren werden. Mit Hilfe des Supportes 9, der in Y-Richtung längs der Führung 8 in die Bearbeitungsposition verschoben wird, und durch Z-Verstellung wird das Werkzeug 10 in die erforderliche Position gebracht, um die Längsseite 36 des Werkstückes 26 zu bearbeiten (5). Das Spindelportal 3 wird in X-Richtung so verfahren, dass die Längsseite 36 mit dem Werkzeug 10 über die erforderliche Länge bearbeitet wird. In der Regel wird die Längsseite 36 über ihre ganze Länge durch das Werkzeug 10 bearbeitet.
-
Sobald die Längsbearbeitung beendet ist, wird das Spindelportal 3 in X-Richtung von den Tischen 17 weggefahren, so dass das fertig bearbeitete Werkstück 26 in geeigneter Weise den Klemmeinrichtungen 23 entnommen werden kann.
-
Die Tische 16 sind in X oder Y-Richtung so weit von den Tischen 17 weggefahren worden, dass das Werkzeug 10 die Werkstücklängsseite 36 bearbeiten kann.
-
Bei der Maschine sind unterschiedliche Kombinationen der Achsverstellungen der Tische 16, 17 möglich, die nachfolgend erläutert werden sollen.
-
Bei einer ersten Ausführung werden die Tische 16 lediglich längs der Führung 14 in X-Richtung verfahren. Die Klemmeinrichtungen 22 mit den Trägern 20 weisen keine Verstellbarkeit in Y-Richtung auf. Die Klemmeinrichtungen 22 sind so auf den Tischen vorgesehen, dass die Längsseiten 35 der Werkstücke bearbeitet werden können.
-
Zumindest die obere Klemmbacke 24 hat eine Verstellmöglichkeit in Z-Richtung, um das auf der unteren Klemmbacke 25 aufliegende Werkstück 26 zu klemmen.
-
Die Tische 17 haben in diesem Falle nicht nur die Verstellmöglichkeit in X-Richtung, sondern die Träger 21 mit den Klemmeinrichtungen 23 auch eine Verstellmöglichkeit in Y-Richtung. Dabei bildet die untere Klemmbacke 25 der Klemmeinrichtung 23 die definierte Werkstückauflage, die dementsprechend in Z-Richtung verstellbar und positionierbar ist.
-
Alternativ kann auch die gesamte Klemmeinrichtung 23 oder der gesamte Tisch 17 mit einer Z-Achse ausgestattet sein.
-
Bei einer anderen Ausgestaltung haben im Unterschied zur zuvor beschriebenen Ausführungsform lediglich die Tische 16 die X-Achse, d.h. die Tische 17 können nicht in X-Richtung verfahren werden
-
Der Tisch 16 wird in X-Richtung so weit verfahren, dass er in der Übergabestellung in Höhe des Tisches 17 liegt. Dies kann vor oder nach der in Tisch 16 vorgesehenen Bearbeitung der Längsseite 35 erfolgen.
-
Die untere Klemmbacke 25 der Klemmeinrichtung 23 des Tisches 17 bildet die definierte Werkstückauflage und kann dementsprechend in Z-Richtung verstellt werden.
-
Wie bei der vorigen Möglichkeit kann alternativ auch die gesamte Klemmeinrichtung 23 oder der gesamte Tisch 17 mit einer Z-Achse ausgestattet sein.
-
Die Maschine kann entsprechend den beschriebenen Gestaltungsmöglichkeiten nur mit den entsprechenden Achsen ausgestattet sein. Vorteilhaft ist es aber, wenn die Maschinen mit sämtlichen Achsen ausgestattet sind, die je nach Kundenwunsch freigeschaltet werden.
-
Bei der Bearbeitung des Werkstückes 26 fährt das Spindelportal 3 mit dem in Position befindlichen Werkzeug 10 an dem jeweils stehenden Tisch 16 bzw. 17 in X-Richtung vorbei. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass das Spindelportal maschinenfest angeordnet ist und der jeweilige Tisch 16 bzw. 17 am Werkzeug 10 vorbeigefahren wird, das in der beschriebenen Weise mittels des Spindelantriebes 13 um seine Achse drehbar angetrieben wird. Das Werkzeug 10 wird mittels des Supportes 9 in die erforderliche Y-Position und längs der Führung 11 in die erforderliche Z-Position verfahren, um die entsprechende Längsseite 35 bzw. 36 des Werkstückes 26 zu bearbeiten.
-
Es ist darüber hinaus möglich, dass sowohl das Spindelportal 3 als auch der jeweilige Tisch 16, 17 bei der Werkstückbearbeitung in X-Richtung verfahren werden.
-
Die verschiedenen X-, Y- und Z-Achsen können vorteilhaft stufenlos verfahren werden. Hierzu werden beispielsweise Elektromotoren eingesetzt. Grundsätzlich ist es aber möglich, die entsprechenden Achsantriebe so auszubilden, dass eine stufenweise Einstellung vorgenommen wird. Hierfür können beispielsweise Pneumatikantriebe eingesetzt werden.
-
Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils die untere Klemmbacke 25 der Klemmeinrichtungen 22, 23 mit der Z-Achse ausgestattet. Alternativ kann auch die obere Klemmbacke 24 der Klemmeinrichtungen 22, 23 als definierte Werkstückanlage dienen. In diesem Falle ist die obere Klemmbacke 24 mit der entsprechenden Z-Achse ausgestattet. Dann erfolgt die Klemmung des Werkstückes mit Hilfe der unteren Klemmbacke 25.
-
Wenn das an der einen Längsseite 35 bearbeitete Werkstück 26 von der Klemmeinrichtung 22 an die Klemmeinrichtung 23 übergeben worden ist, kann der Tisch 17 stehen bleiben oder längs der Führung 15 in X-Richtung weggefahren werden. Der Tisch 16 kann gleichzeitig oder alternativ in X- und/oder in Y- und/oder in Z-Richtung weggefahren werden, so dass der benötigte Freiraum für das Werkzeug 10 zur Bearbeitung der Längsseite 36 des Werkstückes 26 freigegeben wird.
-
Das Werkstück 26 bleibt beim Übergabevorgang, also bei der Übergabe vom Tisch 16 auf den Tisch 17, in der Maschine ortsfest, wird also nicht in Y- oder in Z-Richtung bewegt, idealer Weise auch nicht in x-Richtung.
-
Da das Werkstück 26 zur Bearbeitung seiner Längsseiten 35, 36 allenfalls in X-Richtung bewegt werden muss, verbleibt das Werkstück 26 während der Bearbeitung zumindest in Y- und in Z-Richtung an der gleichen Stelle. Dadurch wird vermieden, dass durch ein Anfahren einer neuen Bearbeitungsposition, vor allem in Y-Richtung, in diesen Richtungen Bearbeitungsungenauigkeiten entstehen, weil das Werkstück aufgrund von Positioniertoleranzen der Antriebe nicht positionsgenau übernommen worden ist.
-
Der Übergabevorgang erstreckt sich von dem Zeitpunkt an, an dem das Werkstück 26 auf dem Tisch 16 fertig bearbeitet ist, bis zum Einspannen des Werkstückes 26 auf dem Tisch 17.
-
Bei dem beschriebenen Verfahren verbleibt das Werkstück 26 beim Übergabevorgang in Y- oder Z-Richtung stets in seiner durch die erste Einspannung in der Klemmeinrichtung 22 des Tisches 16 vorgegebenen Lage. Zur Übernahme des Werkstückes 26 wird lediglich die Position der Klemmbacken 24, 25 der Klemmeinrichtung 23 des Tisches 17 verändert. Dies erfolgt vorteilhaft während des Übergabevorgangs, kann aber im zeitlichen Ablauf auch schon vorher erfolgen.
-
Beim reinen Umspannvorgang ist das Werkstück zunächst in der Klemmeinrichtung 22 des Tisches 16 gespannt, während die Klemmeinrichtung 23 des Tisches 17 offen ist und wird dann von den Klemmeinrichtungen 22, 23 beider Tische 16, 17 gespannt, indem auch die Klemmeinrichtung 23 geschlossen wird. Danach wird die Klemmeinrichtung 22 gelöst. Dadurch bleibt das Werkstück beim Umspannvorgang stets fest eingespannt. Bei diesem Umspannvorgang können die Tische in x-Richtung starr stehen oder sich in x-Richtung synchron bewegen.
