DE102019003700A1

DE102019003700A1 - Werkstückbearbeitungsstation mit handhabungsgerätgeführter Multibearbeitungseinheit

Info

Publication number: DE102019003700A1
Application number: DE102019003700.6A
Authority: DE
Inventors: Günther Zimmer; Martin Zimmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2020-12-03
Also published as: WO2020239152A3; CN114450125A; EP3976310A2; WO2020239152A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkstückbearbeitungsstation zum Bearbeiten von platten- und/oder brettartigen Werkstücken und zum montierenden Bestücken der Werkstücke mit Anbauteilen. Dabei hat die Werkstückbearbeitungsstation mindestens ein Rohteiltransportsystem und mindestens ein Fertigteiltransportsystem zum Transport der Werkstücke. Sie verfügt mindestens über ein Magazin zur Bereitstellung von Anbauteilen. Sie weist mindestens eine Stützeinrichtung auf, auf der die Werkstücke bearbeitet werden. Hinzu kommt mindestens ein Handhabungsgerät, das eine Multibearbeitungseinheit trägt und führt. In oder an der Multibearbeitungseinheit sind verschiedene Typen und/oder Größen von angetriebenen spanenden Werkzeugen zum Bearbeiten der Werkstücke angeordnet. Die Multibearbeitungseinheit führt für jedes Anbauteil mindestens ein Greifwerkzeug und mindestens ein Werkzeugsystem zum Befestigen des jeweiligen Anbauteils am Werkstück mit.Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Werkstückbearbeitungsstation entwickelt, in der verschiedene Werkstücke einzeln und unterschiedliche Werkzeuge einzeln oder gruppenweise im dreidimensionalen Raum frei bewegbar sind, um platten- und/oder brettartige Werkstücke trennend und/oder fügend zu bearbeiten und zu handhaben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkstückbearbeitungsstation zum Bearbeiten von platten- und/oder brettartigen Werkstücken und zum montierenden Bestücken der Werkstücke mit Anbauteilen.
Aus der DE 10 2017 012 077 A1 ist eine Bearbeitungsstation zum Bearbeiten von platten- und/oder brettartigen Werkstücken bekannt. Die Bearbeitungsstation hat ein langgestrecktes Werkstückstützgatter, an dem die Werkstücke mit einer Seite verschiebbar anliegen. In das Werkstückstützgatter ist eine Stützeinrichtung integriert, die die Werkstücke während der Bearbeitung abstützt und/oder fixiert. Die Bearbeitungsstation hat ein Transportsystem für die Werkstücke, mit dem diese entlang dem Werkstückstützgatter mindestens getragen, geführt und bewegt werden. Sie weist mindestens ein Handhabungsgerät auf, an dem eine von diesem getragene und geführte Multifunktionseinheit angeordnet ist, die mindestens zwei verschiedene Werkzeuge aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine Werkstückbearbeitungsstation zu entwickeln, in der verschiedene Werkstücke einzeln und unterschiedliche Werkzeuge einzeln oder gruppenweise im dreidimensionalen Raum frei bewegbar sind, um platten- und/oder brettartige Werkstücke trennend und/oder fügend zu bearbeiten und zu handhaben.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dabei hat die Werkstückbearbeitungsstation mindestens ein Rohteiltransportsystem zum Bereitstellen der unbearbeiteten Werkstücke. Sie hat ferner mindestens ein Fertigteiltransportsystem zum Ab- oder Weitertransport der bearbeiteten Werkstücke. Sie verfügt mindestens über ein Magazin zur Bereitstellung von einem oder mehreren verschiedenartigen Anbauteilen. Sie weist mindestens eine Stützeinrichtung auf, die die Werkstücke während der Bearbeitung trägt, ausrichtet und fixiert. Die Werkstückbearbeitungsstation hat mindestens ein Handhabungsgerät, das ein automatisch gesteuerter, frei programmierbarer - in drei oder mehr Achsen beweglicher - Mehrzweckmanipulator ist. Sie hat des Weiteren mindestens eine von jeweils einem Handhabungsgerät getragene und geführte Multibearbeitungseinheit, wobei die Multibearbeitungseinheit mindestens ein Greifwerkzeug zum Greifen der zwischen den Transportsystemen und der Stützeinrichtung zu handhabenden Werkstücke aufweist. In oder an der Multibearbeitungseinheit sind verschiedene Typen und/oder Größen von angetriebenen spanenden Werkzeugen zum Bearbeiten der Werkstücke angeordnet. Die Multibearbeitungseinheit führt für jedes Anbauteil mindestens ein Greifwerkzeug zum Greifen und mindestens ein Werkzeugsystem zum Befestigen des jeweiligen Anbauteils am Werkstück mit.
Die Werkstückbearbeitungsstation ist eine universelle Maschine zum spanenden und/oder spanlosen Bearbeiten z.B. von Möbelteilen. Hierbei werden die in der Regel großflächigen Möbelteile über ein eigenes Transportsystem dem Maschinenkernbereich zugeführt und dort mit Bohrungen, Ausnehmungen, Einsenkungen, Nuten, Kerben, Fasen und dergleichen versehen. Zugleich können in der Maschine z.B. Dübel gesetzt und Beschläge und andere Anbauteile gehandhabt und montiert werden.
Dazu ist die Werkstückbearbeitungsstation so aufgebaut, dass sie unterschiedlichste Werkstücke - vorzugsweise mit gleichbleibender Wandstärke - nacheinander ohne Umrüstung bearbeiten kann. Hierfür werden die platten- und/oder brettartigen Werkstücke mittels eines Rohteilförderbandes vor einen Roboter oder ggf. vor eine Gruppe von Robotern transportiert. Der einzelne Roboter trägt jeweils eine Multibearbeitungseinheit, die ein Kombinationswerkzeug darstellt. Dabei ist die Multibearbeitungseinheit ein Träger von einer Vielzahl von angetriebenen Werkzeugen, die ringsherum aus der Multibearbeitungseinheit herausragen. Vor dem Bearbeiten des Werkstücks wird dieses von einem Plattengreifer der Multibearbeitungseinheit vom Rohteilförderband zu einer Stütz- bzw. Ablageeinrichtung transportiert. Nach dem Ablegen dreht der Roboter die Multibearbeitungseinheit in eine andere Position, um z.B. das Werkstück mit einem Bohrwerkzeug zu bearbeiten, oder um mit einem Greifer ein aus einem Magazin geholtes Anbauteil anzuschrauben. Abschließend transportiert der Roboter mit dem Plattengreifer der Multibearbeitungseinheit das Fertigteil auf ein Fertigteilförderband, um es dort abzulegen.
Zum Bearbeiten eines jeden Werkstücks und/oder Anbauteils führt der Roboter die Multibearbeitungseinheit auf das zu bearbeitende Bauteil zu, um nach dem Bearbeiten vom Bauteil wieder wegbewegt zu werden. Für alle erforderlichen Bearbeitungsvorgänge verwendet die Multibearbeitungseinheit nur die Werkzeuge und Vorrichtungen, die an ihr angebaut oder integriert sind.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mindestens einer schematisch dargestellten Ausführungsform.

1: perspektivische Ansicht einer Werkstückbearbeitungsstation;
2: perspektivische Ansicht einer robotergeführten Multibearbeitungseinheit;
3: perspektivische Ansicht des Zentralkörpers der Multibearbeitungseinheit;
4: Zentralkörperansicht von schräg unten, verkleinert;
5: perspektivische Ansicht einer Plattengreifvorrichtung;
6: perspektivische Ansicht einer Sockelmontagevorrichtung;
7: Sockelmontagevorrichtung mit nebeneinander aufgereihten Baugruppen;
8: perspektivische Ansicht einer Beschlagsetzvorrichtung;
9: Beschlagsetzvorrichtung mit nebeneinander aufgereihten Baugruppen;
10: perspektivische Ansicht des Möbelbeschlags von schräg oben.

Die 1 zeigt eine Werkstückbearbeitungsstation zum Bearbeiten von platten- und/oder brettartigen Werkstücken (1, 2). Die Werkstückbearbeitungsstation umfasst ein Handhabungsgerät (10) in Form eines Gelenkroboters, eine vom Handhabungsgerät (10) getragene und geführte Multibearbeitungseinheit (130), zwei auf einem Traggerüst (30) gelagerte Transportsysteme (40, 70) und einen Saugerstützbock (100). Auf dem vorderen Transportsystem (40) werden Rohteile (1) zum Abholen durch das Handhabungsgerät (10) bereitgestellt. Der Gelenkroboter (10) ergreift mittels der Multibearbeitungseinheit (130) das Rohteil (1), um es auf dem Saugerstützbock (100) abzulegen. Das dort fixierte Rohteil (11) wird mithilfe der Werkzeuge (146, 153) der Multibearbeitungseinheit (130) zum einen u.a. spanabhebend bearbeitet und zum anderen mit Anbauteilen (280, 380) bestückt.
Hinter dem Traggerüst (30) mit den Transportsystemen (40, 70) steht der mehrgliedrige Gelenkroboter (10). Die serielle kinematische Struktur des Gelenkroboters (10) hat drei rotatorische Hauptachsen und drei rotatorische Nebenachsen. Die Hauptachsen stellen die A-Achse (13), die B-Achse (16) und die C-Achse (18) dar. Die A-Achse (13) ist ein Drehtisch (14) mit vertikaler Rotationsachse, der auf der Grundplatte (12) des Handhabungsgeräts (10) gelagert ist. Die Grundplatte (12) wird von einem auf der Aufstandsfläche (5) aufgebauten stahlzylinderförmigen Fundament (11) getragen. Der Drehtisch (14) lagert als erstes Kinematikkettenglied einen um die horizontale B-Achse (16) - um z.B. 210 Winkelgrade - schwenkbaren Fußhebel (17). Am hinteren Ende des Fußhebels (17) sitzt als Gelenk mit ebenfalls horizontaler Schwenkachse die C-Achse (18), die den Kniehebel (19) trägt. Der Kniehebel (19) ist gegenüber dem Fußhebel (17) um z.B. 270 Winkelgrade schwenkbar.
Die erste Nebenachse, die D-Achse (22), ist z.B. eine Rotationsachse. Sie besteht aus einem um ihre Längsachse drehbaren Tragarm (23), der am hinteren Ende des Kniehebels (19) gelagert ist. Die zweite Nebenachse ist die E-Achse (24), um die der Handhebel (25) um z.B. 270 Winkelgrade schwenkbar gelagert ist. Der Handhebel (25) trägt einen um 360 Winkelgrade schwenkbaren Drehteller (27), der um die F-Achse (26) rotierbar gelagert ist. Der Drehteller (27) ist das letzte Glied der Kinematikkette. An ihm ist die Roboterflanschplatte (131) der Multibearbeitungseinheit (130) adaptiert, vgl. 2 bis 3.
Durch eine entsprechend koordinierte Ansteuerung der einzelnen Achsen (13, 16, 18, 22, 24, 26) kann nahezu jede beliebig im Arbeitsraum des Gelenkroboters (80) gelegene gerade Strecke oder gekrümmte Bahnkurve abgefahren werden. Das lässt sich auch mit Handhabungsgeräten realisieren, die auf einem kartesischen, einem zylindrischen oder einem Polarroboter basieren. Die Roboter verfügen dann entsprechend über eine TTT-, RTT- oder RRT-Kinematik. Hierbei steht das „T“ für translatorische und das „R“ für rotatorische Hauptachsen bzw. Führungen.
Gemäß 1 ist vor dem Handhabungsgerät (10) ein kurzer Teil eines Transportsystems dargestellt, das über ein Traggerüst (30) auf der Aufstellfläche (5) aufgestellt ist. Das Transportsystem, das zum Transport von z.B. 19 mm starken Möbelplatten (19) ausgelegt ist, weist einen vorderen (35) und einen hinteren Transportweg (36) auf, wobei der hintere in einem komplett einhausenden bzw. abgedeckten Kanal verläuft. Auf dem hinteren Transportweg (36) werden diejenigen Möbelteile, z.B. Schrankböden, durch die Anlage geschleußt, die nicht in der in 1 dargestellten Bearbeitungsstation bearbeitet werden.
Der vordere Transportweg (35) teilt sich direkt vor dem Handhabungsgerät (10) in ein Rohteiltransportsystem (40) und ein Fertigteiltransportsystem (70) auf. Beide Transportsysteme (40, 70) transportieren die Möbelplatten (1, 2) in einem oben offenen Kanal, der als tragende Baugruppe einen - jeweils von einem Förderbandantrieb (42, 72) angetriebenen - Transportgurt (41) und als führende Baugruppe beidseits jeweils als Seitenführungselemente zwei übereinander angeordnete Stützrollenlinearkäfige (45, 46) oder Gleitschienen aufweist. Die Möbelplatten (1, 2) liegen in der Regel mit ihren langen Seitenkanten mittels Schwerkraft auf dem Transportgurt (41) des jeweiligen Transportsystems (40, 70) auf.
Der Kanal des Rohteiltransportsystems (40), dessen Transportrichtung gemäß der 1 von links nach rechts orientiert ist, ist so gestaltet, dass die Flächennormalen der großflächigen Oberflächen der Möbelplatten (1) parallel zur Aufstellfläche (5) und/oder zum Horizont orientiert sind. Um die aufrechte Position der Möbelplatten (1) beim Transport sicherzustellen, werden diese pro Seite durch zwei übereinander angeordnete, z.B. baugleiche Stützrollenlinearkäfige (45, 46) nur rollreibungsbehaftet und mit Spiel geführt. Der mittlere Abstand der übereinanderliegenden - an Käfigstützen (43) montierten - Stützrollenlinearkäfige (45, 46) beträgt z.B. 130 mm.
Der Kanal des Fertigteiltransportsystems (70) ist um zehn Winkelgrade nach vorn - also vom Handhabungsgerät (10) weg - gekippt. Nach 1 stützen sich die Fertigteile (2) über zwei übereinanderliegende Stützrollenlinearkäfige (45, 46) ab, deren Anordnung aus dem Rohteiltransportsystem bekannt ist. Als hinteres Führungselement wird eine Gleitschiene benutzt, die - von unten aus - in die mit Anbauteilen (280, 380) bestückte Rückseite der Fertigteile (2) hineinragt. Die Gleitfläche der Gleitschienen ragt in die Rückseite nur wenige Millimeter hinein. Das Maß des Hineinragens liegt z.B. zwischen der halben und der ganzen Plattenstärke der Fertigteile.
Gemäß 1 steht hinter dem Fertigteiltransportsystem (70) eine Magazinablage (125), auf der die vom Gelenkroboter (10) gehandhabten Anbauteile (280, 380) zur Übernahme bereitgestellt werden. In 1 sind die Bauteile auf der Magazinablage (125) nicht dargestellt.
Rechts neben dem Fertigteiltransportsystem (70) und der Magazinablage (125) steht auf der Aufstellfläche (5) der Saugerstützbock (100). Letzterer besteht aus einer auf einem Stützbockrahmen (101) gelagerten Saugertragplatte (110). Auf der Saugertragplatte (110) werden die Rohteile (1) vor dem Bearbeiten durch die Multibearbeitungseinheit (130) vom Gelenkroboter (10) abgelegt. Der Saugerstützbock (100) hat die Aufgabe eines Arbeitstisches, von dem die - bei einer trennenden bzw. spanenden Bearbeitung - anfallenden Späne und Stäube mittels Schwerkraft heruntergleiten. Die Saugertragplatte (110) ist dazu um 20 Winkelgrade gegenüber der Vertikalen geneigt, wobei die Oberkante der Saugertragplatte (110) weiter vom Roboter (10) entfernt ist als deren Unterkante.
Auf der Saugertragplatte (110) sind z.B. in zwei Reihen jeweils beispielsweise acht Saugelemente (112) angeordnet. Beide Reihen haben z.B. einen Abstand von 185 mm. Ober- und unterhalb eines jeden Saugelementes (112) befindet sich ein Auflageelement (113). Der lichte Abstand zwischen dem Saugelement (112) und dem jeweils danebenliegenden Auflageelement (113) liegt zwischen 5 und 10 mm.
Unterhalb der unteren Reihe der Saugelemente (112) ist eine Reihe von z.B. acht pneumatisch ein- und ausfahrbaren Abstützzapfen (115) auf der Saugertragplatte (110) befestigt. Im ausgefahrenen Zustand stützen die Abstützzapfen (115) die Schwerkraft der Möbelplatten (1) vor dem Ansaugen auf die Saugertragplatte (110) ab. Dazu stehen die Abstützzapfen (115) z.B. 21 mm über die Auflageelemente (113) über.
In der Nähe des hinteren Randes der in 1 gezeigten Saugertragplatte (110) befindet sich auf der Höhe der unteren Saugelementereihe als Festanschlag ein Anschlagzapfen (116). Der Anschlagzapfen (116) steht ebenfalls ca. 21 mm dauerhaft über die Auflageelemente (113) über. Eine auf den Saugelementen (112) aufgelegte Möbelplatte (1) wird vor dem Ansaugen zunächst in Längsrichtung ausgerichtet. Dazu befindet sich unter der Saugertragplatte (110) eine Ausrichtvorrichtung. Die Ausrichtvorrichtung besteht aus einer unter der Saugertragplatte (110) angeordneten geraden Schiene. Über der Schiene befindet sich zwischen den beiden Reihen der Saugelemente (112) ein in die Saugertragplatte (110) eingearbeiteter Längsschlitz (111).
An der Schiene ist ein vorn aus der Saugertragplatte (110) herausragender Ausrichtschieber (121) geführt, vgl. 1. Der Ausrichtschieber (121) wird über eine an der Schiene befestigten Ausrichtschieberantrieb (122) elektromotorisch linear bewegt. Zusätzlich verfügt der Ausrichtschieberantrieb (122) über einen antriebseitigen Drehgeber, über den die Position des Ausrichtschiebers (121) überwacht wird. Das Drehgebersignal dient u.a. einer Plausibilitätskontrolle, ob das richtige Werkstück (1) auf der Saugertragplatte (110) abgelegt wurde.
Nach dem Auflegen des Rohteils (1) wird dieses vom Ausrichtschieber (121) mit seiner vorderen Stirnseite (3) gegen den Anschlagzapfen (116) geschoben. Hiernach wird das Rohteil (1) von den Saugelementen (112) angesaugt, sodass es fest auf den Auflageelementen (113) aufliegt. Abschließend werden die Abstützzapfen (115) um z.B. 26,5 mm zurückgezogen. Damit fahren die Abstützzapfen (115) 5,5 mm hinter die Rückseite des Rohteils (1) zurück. Auf diese Weise können u.a. auch die langen Schmalseiten der Möbelplatten (1) - z.B. mittels des Tieflochbohrers (153) der Multibearbeitungseinheit (130) - bearbeitet werden.
Mithilfe der Parallelgreifvorrichtung (181, 182) wird nach 1 die hintere unbearbeitete Möbelplatte (1), die vor einem Rohteilstopper (49) steht, erfasst und zum Abtransport mittels des Gelenkroboters (10) aus dem Kanal des Rohteiltransportsystems (40) senkrecht nach oben herausgehoben. Dabei greift die Plattengreifvorrichtung (170) außermittig in ihrem vorderen Bereich die Möbelplatte (1). Die beiden Plattengreifelemente der vorderen Parallelgreifvorrichtungen (182), vgl. 2 und 5, kontaktieren die Möbelplatte (1) in einem Abstand zu der vorderen Stirnseite (3), der dem zwischen den Plattengreifelementen der beiden Parallelgreifvorrichtungen (181, 182) gelegenen lichten Abstand entspricht. Der Abstand ist genau so gewählt, dass bei der Ablage der Möbelplatte (1) auf der Saugertragplatte (110) die Plattengreifelemente rechts und links neben dem zweiten Saugelement (112) der oberen Saugelementereihe in einem Seitenspiel von 15 bis 20 mm pro Seite Platz finden. Vor dem Bearbeiten des Rohteils (1) werden die Parallelgreifvorrichtungen (181, 182) geöffnet. Der Gelenkroboter (10) entfernt die Multibearbeitungseinheit (130) nach schräg oben, um dann Letztere in die Position zu drehen, die es ermöglicht, die anderen vorgesehenen Werkzeugsysteme (145, 200, 300) oder Werkzeuge (152) einzusetzen.
Nach dem Bearbeiten der Vorderseite des Rohteils (1) kann das Handhabungsgerät (10) mit der Plattengreifvorrichtung (170) das Rohteil (1), nach dem Ausfahren der Abstützzapfen (115), nach dem Zurückfahren des Ausrichtschiebers (121) und einem Belüften der Vakuumsaugelemente (112) als Fertigteil (2) in den Kanal des Fertigteiltransportsystems (70) absetzen.
Alternativ hierzu kann das Rohteil (1) von der Saugertragplatte entfernt werden, um es im Freiraum vor der Saugertragplatte (110) an der Plattengreifvorrichtung (170) hängend um 180° gewendet zu werden. Das Rohteil (1) wird dann mit der bearbeiteten Seite voraus - für einen weiteren Bearbeitungszyklus - auf der Saugertragplatte (110) wieder abgelegt und dort fixiert. Somit lassen sich die Vorder- und die Rückseite der Möbelplatte (1) bearbeiten, ohne eine Zwischenablage auf einem der Transportsysteme (40, 70) oder an einer anderen Stelle innerhalb des Arbeitsraumes des Handhabungsgeräts (10) zu benötigen.
Im Folgenden werden die Multibearbeitungseinheit (100) mit den integrierten und angebauten Werkzeugsystemen oder Werkzeugen im einzelnen beschrieben.
Die 2 zeigt die Multibearbeitungseinheit (100), die getragen und geführt von dem Handhabungsgerät (10) platten- oder brettförmige Werkstücke ergreifen und bearbeiten kann. Die Werkstücke, z.B. Möbelplatten (1), sind beispielsweise aus nichtmetallischen Werkstoffen wie Holz, Spanplatten, Gipskartonagen, Faserzement oder dergleichen gefertigt. Zu diesen Werkstoffen zählen auch Verbundwerkstoffe ohne größeren Metallanteil. Im Ausführungsbeispiel verfügt die Multibearbeitungseinheit (100) erstens über eine Gruppe aus zehn ausfahrbaren Bohrwerkzeugen (145), zweitens über ein Tieflochbohrwerkzeug (152), drittens über eine Plattengreifvorrichtung (170), viertens über eine Sockelmontagevorrichtung (200) und fünftens über eine Beschlagsetzvorrichtung (300).
Die Multibearbeitungseinheit (130) besteht im Kern aus einem Zentralkörper (140), der ohne weitere Anbauten im Prinzip ein Bohrkopf ist. Am Zentralkörper (140) ist über eine Zwischenträgerplatte (135) eine Roboterflanschplatte (131) befestigt, vgl. 3. Letztere dient als Adapter, über den die Massenkräfte der Multibearbeitungseinheit (100) am Handhabungsgerät (10) abgestützt sind und über den mindestens die Energie und die Datenkommunikation übertragbar ist.
An der Roboterflanschplatte (131) ist eine Kabelschlauchhalterung (132) befestigt, in der der Kabelschlauch zur geschützten Führung der Energieleitungen und -schläuche sowie der Kommunikationsleitungen gehalten wird. Unterhalb der Kabelschlauchhalterung (132) ist eine Ventilträgerplatte (158) angeordnet, auf der die pneumatischen Ventile und die Anschlüsse für Last- und Signalleitungen befestigt sind.
Der Zentralkörper (140), der aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist, besteht aus einem quaderförmigen Hauptkörper (141). An diesem ist seitlich ein kleinerer, ebenfalls quaderförmiger Nebenkörper (151) mit fast quadratischem Querschnitt angeformt. Gemäß 4 steht aus dem unteren Bereich des Hauptkörpers (141) eine ebenfalls quaderförmige Motorflanschplatte (147) hervor. Ihre Frontseite kontaktiert die Hauptflanschplatte (157).
Im Hauptkörper (141) ist, nach 3, z.B. eine Gruppe von mehreren Bohrwerkzeugen (145) angeordnet. Die Mittellinien der Bohrwerkzeuge (145) sind dabei parallel zur Roboterflanschplatte (131) orientiert. Jedes pinolenartige Bohrwerkzeug (145) endet im Bereich der Vorderseite des Hauptkörpers (141) in einer eine Werkzeugaufnahme tragenden Spindel, um dort beispielsweise als Werkzeug jeweils Bohrer (146) oder Fräser aufzunehmen. Zumindest ein Teil der Spindeln hat einen Ausfahrhub von z.B. 60-70 mm. Die ausfahrbaren Werkzeuge befinden sich in ihrer Ruhestellung in einer versenkten Parkposition (143), vgl. 2 und 3. Zum Bearbeiten eines Werkstückes (1) werden sie von dort aus in eine Arbeitsposition (144) einzeln oder gruppenweise ausgefahren.
Unter der Hauptflanschplatte (157) sind die Spindelenden aller Bohrwerkzeuge (145) über Zahnräder miteinander verbunden, die durch einen Servomotor (148) antreibbar sind. Innerhalb des Hauptkörpers (141) sitzen alle auf den Spindeln gelagerten Zahnräder in einer Ebene. Hierbei befindet sich jedes Zahnrad des Stirnradgetriebes in einer zylindrischen Aussparung des Hauptkörpers (141), die z.B. 1 bis 2 mm größer ist als der jeweilige Kopfkreisdurchmesser des dort angeordneten Zahnrades. Dadurch ergibt sich um die Zahnräder herum ein schmaler Spaltraum. Zugleich haben die Stirnseiten der Zahnräder gegenüber dem Grundkörper jeweils pro Seite nur einen Abstand von 0,2 bis 0,4 mm. In den zusammenhängenden Spaltraum münden im Hauptkörper (141) mehrere von außen zugängliche Schmierstoffzuführstellen. Über letztere wird der Spaltraum teilweise mit Schmierfett befüllt. Während des Betriebs wird das Schmiermittel mittels der Zahnräder permanent entlang des Getriebezugs gefördert. Unabhängig von der Park- oder der Arbeitsposition bleiben z.B. alle Zahnräder permanent im Eingriff.
An der Unterseite des Hauptkörpers (141) ist an der nach unten ragenden Motorflanschplatte (147) ein Servomotor (148) angeflanscht. Die Mittellinie der Antriebswelle des Servomotors (148) ist parallel zu den Mittellinien der Bohrwerkzeuge (145) orientiert. In 4 ist das Rillenkugellager erkennbar, das eine Wellenverlängerung des Servomotors (148) in der Hauptflanschplatte (157) abstützt. Auf der Wellenverlängerung sitzt drehfest das Antriebsritzel, über das das Stirnradgetriebe angetrieben wird. Der Servomotor (148) ist ein permanentmagneterregter Drehstromsynchronmotor mit z.B. einer Nennleistung von 1,4 kW. Er hat ein Spitzendrehmoment von z.B. 11,7 Nm.
Nach 4 ist in dem am Hauptkörper (141), in dessen oberen Bereich um z.B. 73 mm zurückgesetzt, angeformten Nebenkörper (151) ein Tieflochbohrwerkzeug (152) eingebaut.
Nach 4 ist im oberen Bereich des Hauptkörpers (141) ein Nebenkörper (151) angeformt, in dem ein Tieflochbohrwerkzeug (152) eingebaut ist. Die vordere Stirnseite des Nebenkörpers (151) ist um z.B. 73 mm gegenüber der vorderen Stirnseite des Hauptkörpers (141) zurückgesetzt. Die Mittellinie (154) des Tieflochbohrwerkzeugs (152) verläuft parallel zur Mittellinie der Bohrwerkzeuge (145) des Hauptkörpers (141). Der Abstand zwischen der Mittellinie (154) und der Wandung des Hauptkörpers (141) beträgt z.B. 28 mm.
Der im Tieflochbohrwerkzeug (152) eingesetzte Tieflochbohrer (153) hat - bei einem Durchmesser von z.B. 10 mm - eine wirksame Bohrerlänge von z.B. 115 mm. Mit dem Tieflochbohrer (153) werden in die Schmalseiten der Möbelplatten (1) Bohrungen gesetzt, in der beispielsweise Möbeltürdämpfer eingebaut werden.
Gemäß 3 sind im Bereich der Seite, an der die Ventilträgerplatte (158) angeordnet ist, drei Wartungsabstellstützen (136) befestigt. Eine ist links neben der Kabelschlauchhalterung (132) an der Zwischenträgerplatte (135) montiert. Die beiden anderen sind hinter der Kabelschlauchhalterung (132) an der vorderen Stirnseite der Hauptflanschplatte (157) eingeschraubt. Die Wartungsabstellstützen (136) werden nach der Erstmontage und nach jeder Wartung entfernt.
Die 5 zeigt die Plattengreifvorrichtung (170) in perspektivischer, hängender Darstellung mit der Möbelplatten (1) vom Handhabungsgerät (10) zum Umsetzen ergriffen werden. Die Plattengreifvorrichtung (170) besteht im Wesentlichen aus einem Adapterkeil (171) und zwei daran formsteif befestigten Parallelgreifvorrichtungen (181, 182).
Der Adapterkeil (171) hat die geometrische Form eines Keils, dessen Keilwinkel 15 Winkelgrade beträgt. An jeder seitlichen Schmalseite ist jeweils ein Flanschsteg (172) angeformt. Über die beiden Flanschstege (172) ist der Adapterkeil (171) zusammen mit den Parallelgreifvorrichtungen (181, 182) an der Hauptflanschplatte (157), vgl. 4, befestigt. Die breite Seite des Adapterkeils (171) endet unter der Zwischenträgerplatte (135) der Multibearbeitungseinheit (100), sodass die beiden Parallelgreifvorrichtungen (181, 182), gemäß 2, schräg nach unten ragen.
Am Adapterkeil (171) ist das Gehäuse (183) der oberen Parallelgreifvorrichtung (181) mit seiner Gehäusekante an dessen oberen Kante angeordnet, während das Gehäuse (183) der unteren Parallelgreifvorrichtung (181, 182) mit seiner Kante bündig an der unteren Kante des Adapterkeils (171) anliegt. Die geometrischen Mitten der beiden jeweils unabhängig voneinander wirkenden Parallelgreifvorrichtungen (181, 182) sind im Ausführungsbeispiel 150 mm voneinander entfernt.
Die einzelne Parallelgreifvorrichtung (181, 182) lagert in ihrem Gehäuse, zur Sicherung der Robustheit und Tragkraft, in Stahlführungen die die Plattengreifelemente (185, 186) tragenden Plattengreifschlitten (184). Letztere sind ebenfalls aus einer Stahllegierung hergestellt. Das Gehäuse (183) ist rundherum staubdicht abgedichtet. Der Greifhub der Plattengreifelemente (185, 186), er beträgt z.B. pro Plattengreifelement (185, 186) 13 mm, wird indirekt mittels eines am Antriebsgehäuse jeder Parallelgreifvorrichtung (181, 182) angeordneten analogen Wegmesssystems (191) erfasst.
Das einzelne Plattengreifelement (185, 186) hat z.B. eine Länge von 140 mm, wobei im Bereich seines freien Endes jeweils ein Greifbelag (189) aus Polyurethan vertieft eingelassen ist. Jeder z.B. festgeschraubte Greifbelag (189) hat bei einer Länge von 50 mm eine Breite von 27 mm. Er ragt z.B. 3 mm über die Innenflanke des jeweiligen Plattengreifelementes (185, 186) über.
Die Greifkraft der Plattengreifelemente (185, 186) beträgt z.B. 1900-2000 N. Die Kombination aus der großen Greifkraft und der Haftfähigkeit der Greifbeläge (189) ermöglicht es auch große Möbelplatten (1), z.B. in Form von Schranktüren, sicher zu fassen, ohne deren Oberfläche zu beschädigen. In jeder Plattengreifvorrichtung (181, 182) wird sowohl die Greif- als auch die Lösekraft mithilfe einer doppelt wirkenden druckluftbetätigten Zylinder-Kolben-Einheit erzeugt. Für den Greifhub wird der Kolben der Zylinder-Kolben-Einheit durch einen Federspeicher unterstützt, um z.B. nach einem Notaus der Anlage die gegriffene Möbelplatte (1) auch ohne das Anstehen von Druckluft zu halten.
Die 6 zeigt eine Sockelmontagevorrichtung (200) zur Befestigung eines Möbelsockels (280) an der Unterseite einer Möbelplatte, die z.B. Teil eines Küchenmöbels ist. Der Möbelsockel (280), vgl. auch 7, besteht aus einer Sockelplatte (281), auf der ein Sockelaufbaugehäuse (291) aufgebaut ist. An der Möbelanlageseite (283) der Sockelplatte (281) sind vier Möbelsteckzapfen (284) angeordnet, über die der Möbelsockel (280) in Bohrungen der Möbelplatte, z.B. kraft-, form- und reibschlüssig, fixierbar ist.
Das Sockelaufbaugehäuse (291) hat u.a. eine große, nahezu zentral angeordnete Bohrung, um die vier wesentlich kleinere Sockelmontagebohrungen (295) angeordnet sind. Alle fünf Bohrungen sind Durchgangsbohrungen, die zudem parallele Mittellinien aufweisen. Alle Mittellinien sind senkrecht zur Unterseite (292) des Sockelaufbaugehäuses (291) ausgerichtet.
Nach 7 befinden sich im hinteren Bereich des Sockelaufbaugehäuses (291) zwei nach hinten ragende Sockelseitenstege (296), die auch an der Sockelplatte (281) angeformt sind.
Die Sockelmontagevorrichtung (200) umfasst zwei unabhängig voneinander bewegbare Vorrichtungen. Diese sind eine Sockelgreifvorrichtung (240) und eine Sockeleintreibvorrichtung (260). Beide Vorrichtungen (240, 260) sind in einem Zylinderblock (220) geführt und gelagert. Der Zylinderblock (220) selbst ist an einem Adapterkörper (201), nach 7, in Vertikalrichtung an zwei Führungsstangen (205, 206) eines Adapterkörpers (201) geführt und gelagert. Der Adapterkörper (201) ist mittels einer Distanzplatte (208) an der Seite des Zentralkörpers (110) befestigt, der der Ventilträgerplatte (158) gegenüberliegt. Zudem ist der Adapterkörper (201) über Passstifte an der Distanzplatte (208) positioniert. Ebenso ist die Position der Distanzplatte (208) über weitere Passstifte am Zentralkörper (110) vorgegeben.
Zum besseren Verständnis des geometrischen Aufbaus der Sockelmontagevorrichtung (200) sind in 7 die einzelnen Baugruppen bzw. Vorrichtungen jeweils seitlich versetzt zueinander dargestellt. Ausgehend vom Adapterkörper (201) ist der Zylinderblock (220) nach rechts versetzt dargestellt. Noch weiter rechts davon ist die Sockelgreifvorrichtung (240) abgebildet. Die Sockeleintreibvorrichtung (260) ist parallel nach links verschoben dargestellt. Der Möbelsockel (280) hat seine Position gegenüber dem Adapterkörper (201) nicht verändert, vgl. dazu 6.
Der Adapterkörper (201) weist, gemäß der 6 und 7, jeweils oben und unten einen Führungsstangenhalter (202, 203) auf. Jeder Führungsstangenhalter hat in seinen beiden Endbereichen eine Durchgangsbohrung zur Lagerung der Führungsstangen (205, 206). Die zum Teil quaderförmig geformten Führungsstangenhalter (202, 203) dienen zudem als Führungsanschläge für den auf den Führungsstangen (205, 206) geführten Zylinderblock (220). Der untere Führungsstangenhalter (203) ist im mittleren Bereich mit einem Durchbruch versehen, um die hintere Pulsierführungsstange (264) der Sockeleintreibvorrichtung (260) nicht zu behindern.
Der Zylinderblock (220) ist z.B. ein zwölfeckiger Vollmaterialblock, dessen Ober- und Unterseite zueinander parallel ausgerichtet sind. Er hat in seinen hinteren Endbereichen zwei parallele, durchgehende Hauptführungsbohrungen (223), in denen Gleitlagerbüchsen zur Führung der Führungsstangen (205, 206) z.B. eingepresst oder eingeklebt sind. In der Oberseite des Zylinderblocks (220) befinden sich zwischen den Hauptführungsbohrungen (223) zwei Federsacklochbohrungen (224), die der Aufnahme von Schraubendruckfedern (207) dienen.
Vor jeder Hauptführungsbohrung (223) ist eine von der Oberseite (221) des Zylinderblocks (220) aus eingearbeitete - als Sackloch ausgebildete - Setzzylinderbohrung (226) angeordnet. Jede Setzzylinderbohrung (226) ist im Bereich der Oberseite (221) mit einem Deckel (236) dicht verschlossen, wobei jeder Deckel (236) einen Pneumatikanschluss aufweist. In jedem durch eine Setzzylinderbohrung und einen Deckel (236) gebildeten Setzzylinder ist ein Setzkolben (241) mit einer Setzkolbenstange (242) angeordnet.
Beide Setzkolben (241) sind am unteren Ende ihrer Setzkolbenstange (242) mittels eines stabförmigen Kolbenstangenquerhaupts (243) formsteif verbunden. Z.B. ist mittig an der Unterseite des Kolbenstangenquerhaupts (243) eine Setzparallelgreifvorrichtung (245) angeordnet. Dabei hat die Setzparallelgreifvorrichtung (245) zwei nebeneinander angeordnete, z.B. über ein pneumatisch betätigbares Doppelschiebekeilgetriebe, synchron antreibbare Schlitten. Jeder Schlitten trägt einen Doppelfingergreifarm (246, 247). Der einzelne Doppelfingergreifarm (246, 247) hat zwei nach unten ragende, z.B. rotationssymmetrische Greiffinger (248). Alle vier Greiffinger (248) sind parallel zueinander ausgerichtet.
Für die Sockeleintreibvorrichtung (260) weist der Zylinderblock (220) zwei Pulsierführungsbohrungen (227, 228) und eine Pulsierzylinderbohrung (229) auf. Die Mittellinien aller drei Bohrungen (227-229) liegen in einer nach 7 vertikalen Mittenebene, die senkrecht zur Frontseite (222) und der Führungsebene des Zylinderblocks (220) orientiert ist. Die hintere Pulsierführungsbohrung (227) liegt zwischen den beiden Federsacklochbohrungen (224). Die vordere Pulsierführungsbohrung (228) hat nur einen kleinen Abstand zur Frontseite (222). Zwischen beiden Pulsierführungsbohrungen (227, 228) liegt die als Sackloch ausgebildete Pulsierzylinderbohrung (229). Im Bereich der Oberseite (221) des Zylinderblocks (220) ist die Pulsierzylinderbohrung (229) durch einen dicht sitzenden, magnetisierbaren, z.B. ferromagnetischen Deckel (231) mit Druckluftanschluss verschlossen. Die Pulsierzylinderbohrung (229) hat einen Durchmesser von z.B. 21 mm. Dieser Durchmesser ist beispielsweise doppelt so groß wie der Durchmesser einer Setzzylinderbohrung (226). Somit drückt die Sockeleintreibvorrichtung (260) gegenüber der Sockelgreifvorrichtung (240) mit der doppelten Kraft auf den Möbelsockel (280).
Die Pulsierführungsbohrungen (227, 228) des Zylinderblocks (220) weisen zumindest in ihren Endbereichen Gleitlagerbüchsen auf.
Das zentrale Bauteil der Sockeleintreibvorrichtung (260) ist eine z.B. quaderförmige Pulsierträgerplatte (261). Aus ihrer Oberseite (221), vgl. 7, ragt z.B. mittig die Pulsierkolbenstange (263) mit ihrem endseitig angeordneten Pulsierkolben (262) hervor. Im Boden des Pulsierkolbens (262) ist ein Permanentmagnet (268) versenkt eingesetzt. Letzterer schließt z.B. bündig mit der Bodenseite des Pulsierkolbens (262) ab.
Beidseits der Pulsierkolbenstange (263) sind die beiden Pulsierführungsstangen (264) angeordnet. An der Unterseite der Pulsierträgerplatte (261) ist unter jeder Pulsierführungsstange (264) ein u-förmig geformter Pulsierdoppelarm (265, 266) starr befestigt. Die Arme der beiden Pulsierdoppelarme (265, 266) sind so gestaltet, dass ihre unteren Enden bzw. Stirnflächen alle in einer Ebene liegen, die zudem senkrecht zur Mittellinie der Pulsierkolbenstange (263) angeordnet ist. Diese Arme umfassen die vier Eckbereiche des Möbelsockels (280) oberhalb der Sockelplatte (281), vgl. 6. Die Arme der hinteren Pulsierdoppelarme (265, 266) haben im unteren Armbereich jeweils eine Freiraumnut (267). Jede Freiraumnut (267) umgreift mit viel Spiel einen Sockelseitensteg (296) des Möbelsockels (280).
Um nun einen Möbelsockel (280) auf einem auf dem Saugerstützbock (100) positionierten Möbelplatte (1) zu montieren, muss sich das Handhabungsgerät (10) mit seiner in der Multibearbeitungseinheit (100) angebauten Sockeleintreibvorrichtung (260) voraus über dem in der Magazinablage (125) bereitgestellten Möbelsockel (280) positionieren. Dabei ist die Sockelgreifvorrichtung (240) komplett ausgefahren. Die Sockeleintreibvorrichtung (260) befindet sich dagegen in ihrer hinteren Position, sodass die Pulsierträgerplatte (261) an der Unterseite des Zylinderblocks (220) anliegt. In dieser Position liegt der Permanentmagnet (268) mit geringem oder keinem Spiel am Deckel (231) an. Die Magnetkraft des Permanentmagneten (268) ist größer als die Gewichtskraft der Sockeleintreibvorrichtung (260).
In einem ersten Schritt wird die Multibearbeitungseinheit (100) so lange abwärts bewegt, bis die Greiffinger (248) in den Sockelmontagebohrungen (295) des Möbelsockels (280) versenkt sind. In einem zweiten Schritt fahren die Doppelfingergreifarme (246, 247) der Setzparallelgreifvorrichtung (245) wenige zehntel Millimeter aufeinander zu, bis die Greiffinger (248) den Möbelsockel (280) verliersicher erfasst haben. In einem dritten Schritt entnimmt das Handhabungsgerät (10) den Möbelsockel (280) von der Magazinablage (125), um diesen mit dessen vier Möbelsteckzapfen (284) voraus direkt vor den passenden Sockelsteckzapfenbohrungen zu positionieren. Die Heranfahrbewegung des Handhabungsgeräts (10) in Normalenrichtung der Oberfläche der Möbelplatte (1) wird erst gestoppt, wenn die Setzkolben (241) im Zylinderblock (220) um z.B. 10 mm - gegen ihre Druckluftbelastung - zurückgeschoben wurden.
In einem vierten Schritt wird der Pulsierkolben (262) durch eine Druckbeaufschlagung seines Kolbenbodens ruckartig ausgefahren.
Um eine hohe Pulsierkolbenbeschleunigung zu erzielen, wird vor dessen Druckbeaufschlagung der Kolbenstangenraum der Pulsierzylinderbohrung (229) mittels eines separaten Ventils entlüftet. Der Pulsierkolben (262) kann somit nahezu ohne Gegendruck ausfahren.
Am Möbelsockel (280) schlagen die freien Enden der Pulsierdoppelarme (265, 266) in den vier Bereichen der Sockelplatte (281) des Möbelsockels (280) gegen diese, an dessen Vorderseite sich die Möbelsteckzapfen (284) befinden. Aufgrund der Pulsierkolbenausfahrgeschwindigkeit und der Beschleunigung der an der Ausfahrbewegung beteiligten trägen Masse werden die Möbelsteckzapfen (284) pro Schlag z.B. 3-4 mm in die Sockelsteckzapfenbohrungen eingetrieben.
In einem fünften Schritt wird im Zylinderblock (220) die Druckluft auf den kolbenstangenseitigen Pulsierzylinderraum umgelenkt. Die Sockeleintreibvorrichtung (260) fährt nun z.B. 40 mm zurück, während die Doppelfingergreifarme (246, 247) nach wie vor druckluftbelastet an der Unterseite (292) des Möbelsockels (280) anliegen.
Sobald die Pulsierträgerplatte (261) beim Zurückfahren an der Unterseite des Zylinderblocks (220) anschlägt, verschiebt sich der Zylinderblock (220) auf den Führungsstangen (205, 206) - zusammen mit der Sockeleintreibvorrichtung (260) - aufgrund der trägen Masse Letzterer (260) unter einem Komprimieren der Schraubendruckfedern (207) nach oben. Die Rücklaufbewegung der Sockeleintreibvorrichtung (260) wird somit abgefedert. Die Gleitreibung in den Führungsstangen (205, 206) und den Hauptführungsbohrungen (223) wirkt zusätzlich dämpfend.
Die Vor - und Rücklaufbewegung der Sockeleintreibvorrichtung wiederholt sich bei dem hier vorliegenden Möbelsockel (280) in der Regel 1 bis 4-mal. Dann sitzt der Möbelsockel (280) mit seiner Möbelanlageseite (283) spielfrei auf der Oberfläche der Möbelplatte (1) auf. Um dies sicherzustellen, misst ein am Zylinderblock (220) angeordnetes Wegmesssystem (251), vgl. 7, die hierfür vorgesehene untere Ausfahrposition des hinteren Setzkolbens (241).
Die 8 zeigt eine Beschlagsetzvorrichtung (300). Sie hat die Teilaufgabe, einen Möbelbeschlag (380) an einer Möbelplatte (1) zu befestigen. Bei der Beschlagsetzvorrichtung (300) sind in einem z.B. aus einer Aluminiumlegierung gefertigten Basiskörper (301) eine Beschlaggreifvorrichtung (320) und zwei baugleiche Elektroschraubvorrichtungen (350) gelagert und geführt.
Der Möbelbeschlag (380) ist im Ausführungsbeispiel die Grundplatte eines Topfscharniers, an der der den Topf tragende Bandarm eingehängt ist, vgl. 9 und 10. In der Regel ist die Grundplatte am Möbelkorpus befestigt, während der Topf des Topfscharniers in der entsprechend schwenkbaren Möbeltür versenkt angeordnet ist. Der Möbelbeschlag (380) besteht hier aus einer zentralen Beschlagsschiene (381), an der beidseits zwei Anschraublaschen (391) angeformt sind. In jeder Anschraublasche (391) befindet sich eine Bohrung, in der ein Eindrückdübel (393) mit vormontierter Beschlagsschraube (395) fixiert ist. Die im Querschnitt u-förmige Beschlagsschiene (381) hat vorn und hinten jeweils zwei einander gegenüberliegende Beschlagsrastkerben (383, 384). Im hinteren Bereich weist die Beschlagsschiene (381) eine Schienenaussparung (382) auf.
Der Basiskörper (301) der Beschlagsetzvorrichtung (300) hat die Form eines quaderförmigen Klotzes, an dem - im Bereich seiner Rückseite - beidseitig jeweils ein Flanschsteg (305) angeformt ist. Über den Flanschsteg (305) ist der Basiskörper (301) an der Hauptflanschplatte (157) des Zentralkörpers (110) neben der Plattengreifvorrichtung (170) befestigt.
Der Basiskörper (301) weist zwei nebeneinanderliegende Greifzylinderbohrungen (311) auf, in deren jeweiligem oberen Ende, vgl. 8, - zur Bildung eines Greifzylinders - ein Zylinderbohrungsdeckel (312) dichtend angeordnet ist. Die Bohrungswandung der einzelnen Greifzylinderbohrung (311) nähert sich der jeweils nächstgelegenen Seitenwandung des Basiskörpers (301) z.B. bis auf 4,5 mm an.
Jeder Zylinderbohrungsdeckel (312) weist an seiner Unterseite einen Permanentmagnet auf. Im Bereich der Unterseite des Basiskörpers (301), vgl. 9, sitzt in der jeweiligen Greifzylinderbohrung (311) eine Zylinderbohrungsdichthülse (313), in der die jeweilige Beschlaggreifkolbenstange (322) abgedichtet geführt ist.
Die 9 zeigt die wesentlichen Baugruppen der Beschlagsetzvorrichtung (300) seitlich zueinander versetzt in einem auseinandergezogenen Zustand. Links sieht man die Beschlaggreifvorrichtung (320), rechts den Basiskörper (301) und mittig die beiden nebeneinander angeordneten Elektroschraubvorrichtungen (350). Unterhalb der beiden Elektroschraubvorrichtungen (350) ist in der Verlängerung der Kreuzschlitzeinsätze (370) der Möbelbeschlag (380) dargestellt.
Die Mittellinien der in den Basiskörper (301) eingearbeiteten Greifzylinderbohrungen (311) liegen in einer Greifzylinderbohrungsebene, die parallel zur Frontseite (304) des Basiskörpers (301) orientiert ist. Quer zu dieser Ebene liegt eine Mittenlängsebene des Basiskörpers (301), in der die Mittellinien von zwei Schrauberführungsbohrungen (315) angeordnet sind. Die letztgenannten Mittellinien sind von der Greifzylinderbohrungsebene jeweils gleich weit entfernt. Alle vier Mittellinien sind parallel zueinander ausgerichtet.
Vor und hinter der Greifzylinderbohrung (311), die gemäß der 8 und 9 der vorn gelegenen Seitenwandung des Basiskörpers (301) am nächsten liegt, ist jeweils eine als durchgehende Stufenbohrung ausgeführte Schrauberabstützbohrung (316) angeordnet. An dieser Seitenwandung ist zudem ein analoges Wegmesssystem (319) angeordnet.
In den Greifzylinderbohrungen (311) sind die beiden Beschlaggreifkolben (321) der Beschlaggreifvorrichtung (320) geführt gelagert. Die einzelne Kolbenstange (322) der Beschlaggreifkolben (321) ist in der jeweiligen Zylinderbohrungsdichthülse (313) zusätzlich abgestützt. Der einzelne Beschlaggreifkolben (321) ist entweder aus einem ferromagnetischen Material gefertigt oder er weist einen Einsatz aus dem ferromagnetischen Material auf. Auf diese Weise lassen sich die Beschlaggreifkolben (321) ohne anstehende Druckluft in ihrer hinteren Position vor den Zylinderbohrungsdeckeln (312) temporär magnetisch fixieren.
Am jeweils freien Ende der beiden Beschlaggreifkolbenstangen (322) ist ein in erster Näherung quaderförmiges Kolbenstangenquerhaupt (325) angeschraubt. An der Unterseite dieses Kolbenstangenquerhaupts (325) ist eine Beschlagparallelgreifvorrichtung (330) angeordnet. In Letzterer sind beispielsweise zwei parallel zueinander verschiebbare Schlitten gelagert, die über ein Doppelschiebekeilgetriebe - für eine Greiferöffnungsbewegung - pneumatisch auseinander gefahren werden. Für die Greiferschließbewegung wird ein Federspeicher genutzt. Jeder der in der Unterseite der Beschlagparallelgreifvorrichtung (330) gelagerte Schlitten weist ein Greifmittel (331, 335) auf. Nach 9 ist das hintere Greifmittel ein Achsengreifarm (331), während das vordere Greifmittel ein Hintergriffsarm (335) darstellt. Gegebenenfalls wird zumindest die Greifposition der Beschlagparallelgreifvorrichtung (330) sensorisch erfasst.
An den beiden größeren Seitenflächen des Gehäuses der Beschlagparallelgreifvorrichtung (330) ist jeweils ein Beschlagsstützblock (341, 342) befestigt, der an seiner Vorderseite eine dreiseitig angefaste Abstützfläche (343) aufweist. Die einzelne Abstützfläche (343) ragt mit geringem Spiel an das nächstgelegene Greifmittel (331, 335) heran. Jeder Beschlagsstützblock (341, 342) hat eine zu den Mittellinien der Beschlaggreifkolbenstangen (322) parallele Durchgangsbohrung (344), die bei montierter Beschlagsetzvorrichtung (300) gegenüber den vormontierten Beschlagsschrauben (395) des ergriffenen Möbelbeschlags (380) angeordnet ist, vgl. 8.
Die beiden im Basiskörper (301) geführten Elektroschraubvorrichtungen (350) bestehen jeweils im Wesentlichen aus einem Elektromotor (351), einem Getriebe (352), einem Spannfutter (353), einem Werkzeugeinsatz (370) und einer Schrauberführungsstange (360). Der Elektromotor (351) und das Getriebe (352) sind hintereinander in einem zylindrischen Gehäuse untergebracht, wobei Letzteres mit geringem Spiel in der jeweiligen Schrauberführungsbohrungen (315) längsverschiebbar sitzt. Im oberen Bereich des Gehäuses ist ein kurzer Kragarm (355) angeordnet, an dem eine Schrauberführungsstange (360) befestigt ist. Das Gehäuse und die Schrauberführungsstange (360) sind parallel zueinander orientiert.
Die Schrauberführungsstange (360), deren Länge geringfügig größer ist als die Höhe des Basiskörpers (301), hat zum einen die Aufgabe, das beim Schraubvorgang um die Mittellinie des Werkzeugeinsatzes (370) entstehende Drehmoment in der Schrauberabstützbohrung (316) des Basiskörpers (301) abzustützen. Zum anderen liegt, nach 9, am unteren Ende der Schrauberführungsstange (360) auf einer von einer Stützscheibenschraube (362) gehaltenen Stützscheibe (361) eine Rückholschraubendruckfeder (365) auf, die sich im Inneren der gestuften Schrauberabstützbohrungen (316) an einem Bohrungsbund abstützt. Beispielsweise vor oder bei einem Schraubvorgang kann somit der vom Zentralkörper (110) zusammen mit dem Basiskörper (301) gegen die zu verschraubende Beschlagsschraube (395) - im Rahmen des Federwegs der Rückholschraubendruckfeder (365) - vorgespannt werden, um während des Schraubvorgangs, ohne Vorschubbewegung des Basiskörpers (301), den rotierenden Werkzeugeinsatz (370) der sich einschraubenden Beschlagsschraube (395) folgen zu lassen.
Für die Montage des Möbelbeschlags (380) bewegt das Handhabungsgerät (10) den Zentralkörper (110) mit der Beschlagsetzvorrichtung (300) über den auf der Magazinablage (125) bereitgestellten Möbelbeschlag (380). Der Möbelbeschlag liegt dort so orientiert, dass die Köpfe der Beschlagsschrauben (395) nach oben ragen. Die Beschlagsetzvorrichtung (300) nähert sich in der Verlängerung der Mittellinien der Beschlagsschrauben (395) mit voll ausgefahrener Beschlaggreifvorrichtung (320) dem Möbelbeschlag (380). Dabei stehen die Beschlagsschrauben (395) z.B. 17 mm vor den vorderen Enden der Kreuzschlitzeinsätze (370). Beim Anfahren des Möbelbeschlags (380) öffnen sich die Greifmittel (331, 335) der Beschlagparallelgreifvorrichtung (330).
Kurz darauf legen sich die Beschlagsstützblöcke (341, 342) mit ihrer Abstützfläche (343) auf den Anschraublaschen (391) des Möbelbeschlags (380) auf. Die aus dem Möbelbeschlag (380) herausragenden Beschlagsschrauben (395) tauchen in die Stützblockbohrungen (344) der Beschlagsstützblöcke (341, 342) ein. Nach dem Aufliegen wird die Beschlaggreifvorrichtung (320) noch z.B. 10 mm weiter gegen den Möbelbeschlag (380) geschoben, um ein sicheres Aufliegen der Abstützflächen (343) auf diesen zu gewährleisten. Hierbei geben die druckluftvorgespannten Beschlaggreifkolben (321) in den Greifzylinderbohrungen (311) um annähernd diesen Überdrückweg nach.
Nach dem Entlüften der Beschlagparallelgreifvorrichtung (330) legen sich die Greifmittel (331, 335) an der Beschlagsschiene (381) des Möbelbeschlags (380) an. Hierbei greift der Achsengreifarm (331) mit seiner Halteachse (332) in die am Möbelbeschlag (380) vorn liegenden Beschlagsrastkerben (383, 384) ein, während der Hintergriffsarm (335) mit seiner Hintergriffsnase (336) die hintere Schienenaussparung (382) hintergreift. Die Federkraft des Federspeichers der Beschlagparallelgreifvorrichtung (330) hält den Möbelbeschlag (380) in der Beschlaggreifvorrichtung (320).
Nachdem der Möbelbeschlag (380) mithilfe des Handhabungsgeräts (10) - bei ausgefahrener Beschlaggreifvorrichtung (320) - vor die passenden Beschlagsbohrungen der Möbelplatte (1) transportiert worden ist, drückt das Handhabungsgerät (10) den Möbelbeschlag (380) mit den Eindrückdübeln (393) voraus in Richtung der Mittellinien der Beschlagsschrauben (395) in die Beschlagsbohrungen. Dabei geben die Beschlaggreifkolben (321) in ihren Greifzylinderbohrungen (311) gegen die anstehende Druckluft einige Millimeter nach. Die Eindrücktiefe bzw. die Position des Möbelbeschlags (380) gegenüber der Oberfläche der Möbelplatte (1) wird mithilfe des analogen Wegmesssystems (319) erfasst, das an der Seitenwandung des Basiskörpers (301) befestigt ist.
In einem weiteren Schritt wird der Basiskörper (301) z.B. um 30 mm gegen den Möbelbeschlag (380) verschoben, sodass die Kreuzschlitzeinsätze (370) der Elektroschraubvorrichtungen (350) die Werkzeugausnehmungen der Beschlagsschrauben (395) kontaktieren. Die auf den Schrauberführungsstangen (360) sitzenden Rückholschraubendruckfedern (365) spannen die Kreuzschlitzeinsätze (370) gegen die Beschlagsschrauben (395).
Mit der Inbetriebnahme der Elektromotoren (351) der Elektroschraubvorrichtungen (350) schrauben sich die Beschlagsschrauben (395) in den in den Anschraublaschen (391) sitzenden Eindrückdübel (393). Die Elektromotoren (351) sind mit einer Drehmomentüberwachung ausgestattet.
Nachdem die Nutzung der Beschlagsetzvorrichtung (300) beendet ist, wird die Beschlaggreifvorrichtung (320) in ihre hintere Position gebracht, in der die Permanentmagnete der Zylinderbohrungsdeckel (312) die Beschlaggreifkolben (321) magnetisch arretieren.
Bezugszeichenliste

1: Möbelplatten, Werkstücke, Rohteile
2: Fertigteile
3: Stirnseite, vorn
5: Aufstellfläche, Boden
10: Handhabungsgerät, Gelenkroboter, Roboter
11: Fundament
12: Grundplatte
13: A-Achse
14: Drehtisch, erstes Glied
16: B-Achse
17: Fußhebel
18: C-Achse
19: Kniehebel
22: D-Achse
23: Tragarm
24: E-Achse
25: Handhebel
26: F-Achse, Schwenkachse
27: Drehteller, Gegenadapter, Adapter
30: Traggerüst
31: Ständer, t-förmig
32: Horizontalstützen
35: Transportweg, vorn
36: Transportweg, hinten
40: Rohteiltransportsystem, Transportsystem
41: Transportgurt
42: Rohteilförderbandantrieb, Förderbandantrieb
43: Käfigstützen
45, 46: Stützrollenlinearkäfige, oben, unten
49: Rohteilstopper, Anschlag
70: Fertigteiltransportsystem, Transportsystem
72: Fertigteilförderbandantrieb, Förderbandantrieb
100: Stützeinrichtung, Saugerstützbock
101: Stützbockrahmen
110: Saugertragplatte
111: Längsschlitz
112: Saugelemente, Vakuumsaugelemente
113: Auflageelemente
115: Abstützzapfen, einziehbar, Schwerkraftanschläge
116: Anschlagzapfen, Festanschlag
121: Ausrichtschieber
122: Ausrichtschieberantrieb
125: Magazin für (280, 380), Magazinablage
130: Multibearbeitungseinheit
131: Roboterflanschplatte, Adapter
132: Kabelschlauchhalterung
135: Zwischenträgerplatte
136: Wartungsabstellstützen
140: Zentralkörper, Bohrkopf
141: Hauptkörper
142: Unterseite
143: Parkposition von (146)
144: Arbeitsposition von (146)
145: Bohrwerkzeuge, Werkzeugsystem
146: Bohrer, Stufenbohrer, Senker, Fingerfräser, Werkzeug
147: Motorflanschplatte
148: Servomotor, Motor, Antrieb
151: Nebenkörper
152: Tieflochbohrwerkzeug
153: Tieflochbohrer, Werkzeug
154: Mittellinie
157: Hauptflanschplatte
158: Ventilträgerplatte
170: Plattengreifvorrichtung, Greifwerkzeug, Werkzeugsystem
171: Adapterkeil
172: Flanschsteg
181: Parallelgreifvorrichtung, vorn
182: Parallelgreifvorrichtung, hinten
183: Gehäuse
184: Plattengreifschlitten
185, 186: Plattengreifelemente
189: Greifbelag
191: Wegmesssystem, analog
200: Sockelmontagevorrichtung, Montagevorrichtung, Werkzeugsystem
201: Adapterkörper
202: Führungsstangenhalter, oben
203: Führungsstangenhalter, unten
205, 206: Führungsstangen
207: Schraubendruckfedern
208: Distanzplatte
220: Zylinderblock
221: Oberseite
222: Frontseite
223: Hauptführungsbohrungen
224: Federsacklochbohrungen
226: Setzzylinderbohrungen
227, 228: Pulsierführungsbohrungen; hinten, vorn
229: Pulsierzylinderbohrung
231: Deckel, magnetisierbar für (229)
236: Deckel für (226)
239: Druckluftanschluss für Rückhub von (260)
240: Sockelgreifvorrichtung, Greifwerkzeug
241: Setzkolben
242: Setzkolbenstangen
243: Kolbenstangenquerhaupt
245: Setzparallelgreifvorrichtung
246, 247: Doppelfingergreifarme
248: Greiffinger
251: Wegmesssystem, absolut
260: Sockeleintreibvorrichtung, Eintreibvorrichtung
261: Pulsierträgerplatte
262: Pulsierkolben
263: Pulsierkolbenstange
264: Pulsierführungsstangen
265, 266: Pulsierdoppelarme
267: Freiraumnuten
268: Permanentmagnet in (262)
280: Möbelsockel, Sockel, Anbauteil
281: Sockelplatte
283: Möbelanlageseite
284: Möbelsteckzapfen
291: Sockelaufbaugehäuse
292: Unterseite
293: Bohrung, groß
295: Sockelmontagebohrungen
296: Sockelseitenstege
300: Beschlagsetzvorrichtung, Setzvorrichtung, Montagevorrichtung, Werkzeugsystem
301: Basiskörper
302: Oberseite
303: Unterseite
304: Frontseite
305: Flanschstege
311: Greifzylinderbohrung
312: Zylinderbohrungsdeckel, oben
313: Zylinderbohrungsdichthülse, unten
315: Schrauberführungsbohrungen
316: Schrauberabstützbohrungen
319: Wegmesssystem, analog
320: Beschlaggreifvorrichtung, Greifwerkzeug
321: Beschlaggreifkolben
322: Beschlaggreifkolbenstangen
325: Kolbenstangenquerhaupt
330: Beschlagparallelgreifvorrichtung
331: Achsengreifarm, Greifmittel
332: Halteachse
335: Hintergriffsarm, Greifmittel
336: Hintergriffsnase
341, 342: Beschlagsstützblock, vorn, hinten
343: Abstützfläche
344: Stützblockbohrung, Durchgangsbohrung
350: Elektroschraubvorrichtungen, Schraubvorrichtungen
351: Elektromotor
352: Getriebe
353: Spannfutter
355: Kragarm
360: Schrauberführungsstange
361: Stützscheibe
362: Stützscheibenschraube
365: Rückholschraubendruckfeder
370: Werkzeugeinsatz, Kreuzschlitzeinsatz
380: Möbelbeschlag, Grundplatte, Anbauteil
381: Beschlagsschiene
382: Schienenaussparung, hinten
382, 384: Beschlagsrastkerben, vorn, hinten
391: Anschraublaschen
393: Eindrückdübel
395: Beschlagsschrauben

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017012077 A1 [0002]

Claims

Werkstückbearbeitungsstation zum Bearbeiten von platten- und/oder brettartigen Werkstücken (1, 2) und zum montierenden Bestücken der Werkstücke (1, 2) mit Anbauteilen (280, 380) - mit mindestens einem Rohteiltransportsystem (40) zum Bereitstellen der unbearbeiteten Werkstücke (1), - mit mindestens einem Fertigteiltransportsystem (70) zum Ab- oder Weitertransport der bearbeiteten Werkstücke (2), - mit mindestens einem Magazin (125) zur Bereitstellung von einem oder mehreren verschiedenartigen Anbauteilen (280, 380), - mit mindestens einer Stützeinrichtung (100), die die Werkstücke (1, 2) während der Bearbeitung trägt, ausrichtet und fixiert, - mit mindestens einem Handhabungsgerät (10), das ein automatisch gesteuerter, frei programmierbarer - in drei oder mehr Achsen beweglicher - Mehrzweckmanipulator ist, - mit mindestens einer von jeweils einem Handhabungsgerät (10) getragenen und geführten Multibearbeitungseinheit (130), - wobei die Multibearbeitungseinheit (130) mindestens ein Greifwerkzeug (170) zum Greifen der zwischen den Transportsystemen (40, 70) und der Stützeinrichtung (100) zu handhabenden Werkstücke (1, 2) aufweist, - wobei in oder an der Multibearbeitungseinheit (130) verschiedene Typen und/oder Größen von angetriebenen spanenden Werkzeugen (145, 152) zum Bearbeiten der Werkstücke (1) angeordnet sind und - wobei die Multibearbeitungseinheit (130) für jedes Anbauteil (280, 380) mindestens ein Greifwerkzeug (170) zum Greifen und mindestens ein Werkzeugsystem (200, 300) zum Befestigen des jeweiligen Anbauteils (280, 380) am Werkstück (1, 2) mitführt.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückübergabestellen des Rohteiltransportsystems (40) und des Fertigteiltransportsystems (70), die Anbauteilübergabestellen des Magazins (125) und die Stützeinrichtung (100) im Arbeitsraum des Handhabungsgeräts (10) angeordnet sind.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohteiltransportsystem (40) einen angetriebenen Transportgurt (41) aufweist, auf dem das einzelne Werkstück (1) mit seiner langen Schmalseite aufliegt, wobei die beiden Flächennormalen der großflächigen Oberflächen des Werkstücks (1) horizontal orientiert sind.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigteiltransportsystem (70) die bearbeiteten Werkstücke (2) auf einem angetriebenen Transportgurt aufliegen, wobei die Flächennormale der großflächigen, anbauteilefreien Oberfläche gegen die Horizontale um 5 bis 15 Winkelgrade - vom Handhabungsgerät (10) weg - geneigt ist.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohteiltransportsystem (40) beim Ergreifen des Werkstücks (1) mittels des Greifwerkzeugs (170) mit seiner vorderen Stirnseite (3) gegen einen Anschlag (49) anliegt, sodass die Plattengreifelemente (185, 186) das Werkstück (1) in einem konstanten Abstand zu dessen Stirnseite (3) erfassen, der kürzer als die halbe Länge des Werkstücks (1) ist.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Ende des Rohteiltransportsystems (40) und dem Anfang des Fertigteiltransportsystems (70) kleiner als die doppelte Plattenstärke eines Werkstücks (1, 2) ist.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindungsstelle zwischen dem Handhabungsgerät (10) und der Multibearbeitungseinheit (130) eine schnellwechselbare Schnittstelle ist.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (100) eine Saugertragplatte (110) aufweist, auf der in mindestens zwei Reihen Saugelemente (112) nebeneinander angeordnet sind, wobei zwischen zwei Reihen eine Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten des Werkstücks (1, 2) gegen einen Festanschlag (116) angeordnet ist, mit der ein angetriebener Ausrichtschieber (121) das Werkstück (1, 2) aktiv gegen den Festanschlag (116) schiebt.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß der Ansprüche 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugelemente (112) in einem geometrischen Raster angeordnet sind, dessen Zwischenräume den Plattengreifelementen (185, 186) des Greifwerkzeugs (170) jeweils beidseitig 15 bis 20 mm Platz lassen.
Werkstückbearbeitungsstation gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (100) 10 bis 30 Winkelgrade gegen die Vertikale geneigt ist und entlang ihrer unteren Kante eine Vielzahl von einziehbaren Abstützzapfen (115) aufweist, die nach dem Festsaugen des Werkstücks (1, 2) an den Saugelementen (112) 5 bis 10 mm hinter die Rückseite des Werkstücks (1, 2) zurückziehbar sind.