DE102020002319A1

DE102020002319A1 - Spanneinrichtung für Werkstücke aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen sowie Anlage mit einer solchen Spanneinrichtung

Info

Publication number: DE102020002319A1
Application number: DE102020002319.3A
Authority: DE
Inventors: Paul Gurka; Jörg Wiederroth
Original assignee: Michael Weinig AG
Current assignee: Michael Weinig AG
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2021-10-14
Also published as: WO2021204417A1; EP4132757A1

Abstract

Die Spanneinrichtung für Werkstücke aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen hat wenigstens eine untere und wenigstens eine obere Klemmbacke sowie wenigstens einen Antrieb zur Verstellung der oberen und/oder unteren Klemmbacke in Klemmrichtung (z-Richtung) und zur Erzeugung einer Klemmkraft auf die Werkstücke. Für die obere und/oder untere Klemmbacke sind wenigstens zwei Antriebe vorgesehen, die unabhängig voneinander jeweils eine individuelle Klemmkraft erzeugen. Längliche Werkstücke. können dadurch bei einfacher und kostengünstiger Ausbildung sicher eingespannt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für Werkstücke aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Anlage mit einer solchen Spanneinrichtung nach Anspruch 7.
Längliche Werkstücke, wie sie insbesondere im Holzfensterbau verwendet werden, werden ab einer bestimmten Länge mit mehreren angetriebenen Klemmbacken geklemmt, um einen zuverlässigen Halt des Werkstückes zu gewährleisten und über die Werkstücklänge eine gleichmäßige Flächenpressung auf das Werkstück aufzubringen. Der Klemmdruck muss so gewählt werden, dass das Werkstück zur Bearbeitung sicher gehalten wird. Der Klemmdruck darf aber nicht so hoch sein, dass die Klemmbacken am Werkstück Eindrücke hinterlassen. Die Klemmbacken müssen solche Abstände voneinander haben, dass das Werkstück bei seiner Bearbeitung, insbesondere an seinen Längsseiten, so gehalten wird, dass es durch die Bearbeitungskräfte nicht verrutscht oder vibriert. Hierfür darf ein bestimmter Abstand der Klemmbacken voneinander nicht überschritten werden. Dieser freie Abstand zwischen den Klemmbacken beträgt in der Praxis ungefähr 500 mm. Bei einer üblichen Länge von länglichen Werkstücken von rund 3 m sind somit 6 bis 7 einzelne Klemmbacken notwendig.
Außerdem muss je nach Werkstücklänge das Werkstück so positioniert werden, dass das frei überstehende Ende beispielsweise nicht länger als etwa 200 mm ist, da ansonsten dieses freie Ende bei der Bearbeitung zu vibrieren beginnt. Auch muss darauf geachtet werden, dass die Klemmbacken an den beiden Enden des Werkstückes nicht mit einer so geringen Fläche auf dem Werkstück aufliegen, dass die Flächenpressung zu hoch wird. Um dem zu begegnen, müssen entweder viele einzelne, eng hintereinander liegende oder längs der Werkstücklänge positionierbare Klemmbacken eingesetzt werden, was aber zu einem zusätzlichen Maschinenaufwand führt. Da positionierbare Klemmbacken mit einem zugehörigen Antrieb versehen sein müssen, ist die Spanneinrichtung sowie eine eine solche Spanneinrichtung aufweisende Anlage entsprechend teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Spanneinrichtung und die Anlage so auszubilden, dass längliche Werkstücke bei einfacher und kostengünstiger Ausbildung sicher eingespannt werden können.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Spanneinrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und bei der Anlage erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 7 gelöst.
Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zur Erzielung der Spannkraft wenigstens zwei Antriebe für die obere und/oder untere Klemmbacke vorgesehen sind, die unabhängig voneinander jeweils eine individuelle Klemmkraft aufbringen können. Dadurch ist es möglich, die Klemmbacke so mit Kraft zu beaufschlagen, dass die Flächenpressung auf das Werkstück unabhängig von der zur Verfügung stehenden Klemmfläche über die Länge des Werkstücks im Wesentlichen konstant bleibt.
Der Einsatz wenigstens zweier Antriebe ermöglicht es, die obere und/oder die untere Klemmbacke so auszubilden, dass sie eine solche Erstreckung in Längsrichtung der Werkstücke aufweisen, dass ein Großteil der zu fertigenden länglichen Werkstücke über ihre gesamte Länge eingespannt werden kann. Dabei kann die obere Klemmbacke schmal ausgeführt werden, um Stör- bzw. Kollisionsbereiche mit dem Werkzeug bei der Bearbeitung zu minimieren. Durch die schmale und damit schlanke Ausführung ist die Klemmbacke über ihre Länge nicht so steif, dass beispielsweise durch den Einsatz nur eines Antriebes die Flächenpressung gleichmäßig aufgebracht werden kann. Durch den Einsatz von mindestens zwei Antrieben, die unabhängig eine Klemmkraft aufbringen, kann jedoch eine annähernd gleichmäßige Flächenpressung erreicht werden.
Der Großteil der Werkstücke liegt bei gebräuchlichen Fensterteilen im Bereich von 0,5 m bis 3 m. Beispielsweise haben die unteren und oberen Klemmbacken eine Länge von 3 m, so dass sie sich vollständig über Werkstücke mit einer Länge von maximal 3 m erstrecken. Werkstücke, deren Länge die Länge der Klemmbacken überschreitet, können dennoch bearbeitet werden, indem sie in Längsrichtung versetzt ein zweites mal eingespannt werden. Bei kurzen Werkstücken können ggf. auch mehrere auf einmal eingespannt werden. Je nach Anwendung und den zu bearbeitenden Werkstücklängen kann die Anlagengröße und insbesondere die Länge der Klemmbacken unterschiedlich sein.
Um eine gleichmäßige Druckverteilung über die Länge des Werkstückes zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn mindestens einer der Antriebe kraftgesteuert ist, das heißt, dass er eine variable Klemmkraft aufbringen kann.
Eine vorteilhafte Ausbildung ergibt sich, wenn zur Verstellung drei Antriebe vorgesehen sind, von denen ein Antrieb etwa in halber Länge der Klemmbacke angeordnet ist. Bei einer solchen Ausbildung werden die Werkstücke in vorteilhafter Weise symmetrisch von der Mitte der Spanneinrichtung, also von ihrer halben Länge aus gespannt. Der mittlere Antrieb wird hierbei mit einer bestimmten Klemmkraft ausgestattet. Die beiden äußeren Antriebe werden dann vorteilhaft gemeinsam unter Berücksichtigung der Werkstücklänge, den sich daraus ergebenden Hebelverhältnissen bezüglich der Positionen der Antriebe und vorteilhaft der Gewichtskraft der Klemmbacke ebenfalls auf eine bestimmte Spannkraft eingestellt. Auf diese Weise lässt sich die Flächenpressung auf das Werkstück über dessen gesamte Länge annähernd konstant halten.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn die drei Antriebe in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Dann lässt sich in einfacher Weise über die Länge des Werkstückes eine gleichmäßige Flächenpressung erreichen.
Werden die Werkstücke nicht symmetrisch zur Spanneinrichtung ausgerichtet und gespannt, können zur Einstellung der Spannkraft der einzelnen Antriebe vorteilhaft auch die Position des Werkstücks in der Spanneinrichtung und die Hebelverhältnisse, die sich aus der Position des Werkstücks zu den Positionen der Antriebe ergeben, Berücksichtigung finden.
Der Einsatz von drei Antrieben ermöglicht es, an den beiden äußeren Antrieben eine etwas geringere Kraft aufzubringen, da die äußeren Antriebe anteilig auf eine geringere Spannfläche wirken.
Der Einsatz von nur wenigstens zwei Antrieben für die langen Werkstücke ermöglicht eine sehr wirtschaftliche Klemmung der Werkstücke, wobei das Werkstück trotz der nur geringen Zahl an Antrieben bzw. Klemmbacken mit gleichmäßiger Klemmkraft fixiert wird.
Die Antriebe sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform Bestandteil einer Verstelleinheit. Mit ihr können die Klemmbacken quer zur Längsrichtung der Werkstücke in y-Richtung verstellt werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Klemmbacken beispielsweise auf die Breite der Werkstücke einzustellen.
Die Antriebe können elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder dgl. arbeiten. Vorteilhaft sind die Antriebe Kolben-Zylindereinheiten, die mit einem pneumatischen Druck beaufschlagt werden. Dann erfolgt die Einstellung der Klemmkraft über die Vorgabe und Regelung des Pneumatikdruckes bei vorgegebenem Zylinder-/Kolbendurchmesser. Je nach konstruktiver Anordnung können die Antriebe Zylinder mit unterschiedlichem Durchmesser aufweisen, um eine optimale Klemmkraft einstellen zu können.
Vorteilhaft beträgt die Einspannlänge der oberen und/oder unteren Klemmbacke mindestens 0,5 m, vorzugsweise mindestens 1,0 m, insbesondere mindestens 1,5 m.
Die erfindungsgemäße Anlage mit der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung zeichnet sich durch ihren konstruktiv einfachen Aufbau aus. Zudem ist diese Anlage wegen dieses einfachen Aufbaus auch kostengünstig in der Herstellung.
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 nachstehend anhand einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt

1 in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage mit einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung,
2 in vergrößerter und perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung,
3 in perspektivischer Darstellung einen Teil der erfindungsgemäßen Anlage,
4 in vergrößerter Darstellung und teilweise im Schnitt eine Werkzeugwechselvorrichtung der erfindungsgemäßen Anlage,
5 bis 9 jeweils verschiedene Phasen beim Einspannen und Ausrichten von Werkstücken zur Bearbeitung in der Anlage,
10 in einer Darstellung entsprechend 1 eine erfindungsgemäße Anlage mit einer Spanneinrichtung für flächenförmige Werkstücke,
11 bis 13 verschiedene Schritte beim Einbringen des flächenförmigen Werkstückes in die Anlage.

In der im Folgenden beschriebenen Anlage werden längliche Werkstücke bearbeitet, die vorteilhaft aus Holz, aber auch aus Kunststoff, Aluminium oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen können.
Die Werkstücke1 haben rechteckigen Querschnitt und werden auf einer Zuführeinrichtung 2 quer zu ihrer Längsrichtung in y-Richtung zugeführt. Hierzu ist die Zuführeinrichtung 2 mit mindestens einer Transporteinheit 3 versehen, mit der die Werkstücke 1 quer zu ihrer Längsrichtung in die Anlage transportiert werden. Die zu bearbeitenden Werkstücke 1 können von Hand auf die Zuführeinrichtung 2 aufgelegt werden. Es ist aber auch eine automatische Werkstückzuführung möglich.
Die Transporteinheit 3 kann beispielhaft durch Transportriemen gebildet werden, die sich in y-Richtung erstrecken und auf denen die Werkstücke 1 bei der Zuführung in die Anlage aufliegen.
Die Zuführeinrichtung 2 hat wenigstens einen Auflagetisch 4, auf den die Werkstücke 1 aufgelegt werden. Sobald die Werkstücke 1 den Auflagetisch 4 verlassen, werden sie von der Transporteinheit 3 erfasst und quer zu ihrer Längsrichtung transportiert. Die Zuführeinrichtung kann mehrere nebeneinander liegende Transporteinheiten 3 aufweisen, um beispielsweise mehrere nebeneinander liegende Werkstücke 1 gleichzeitig transportieren zu können.
Die Werkstücke 1 werden zwei Spanneinrichtungen 5a, 5b zugeführt, mit denen die Werkstücke 1 an der Ober- und der Unterseite festgeklemmt werden.
Die Spanneinrichtungen 5a, 5b haben jeweils wenigstens einen, im Ausführungsbeispiel drei Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c, die jeweils obere Spannbacken 8a aufweisen, mit denen die Werkstücke 1 in bekannter Weise gegen untere Klemmbacken 8b gespannt werden. Die Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c können entsprechend der Länge der Werkstücke 1 individuell in x-Richtung positioniert werden. Je nach Ausbildung der Anlage kann die Zahl der Spanneinrichtungen 5a, 5b und Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c variieren. Je nach Werkstücklänge können unterschiedlich viele Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c die Spanneinrichtung 5a, 5b bilden. Die einzelne Spanneinrichtung 5a, 5b wird im Rahmen des Ausführungsbeispiels so definiert, dass in einer Spanneinrichtung 5a, 5b ein einzelnes Werkstück 1 eingespannt ist. Die Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c können unterschiedlich breit (in Längsrichtung der Werkstücke) sein, so dass auch ein Werkstück nur in einem Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c eingespannt sein kann. Dementsprechend besteht die Spanneinrichtung 5a, 5b in diesem Fall aus dem einen Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c.
Die Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c sind in x-Richtung längs einer Führung 9 verfahrbar. Die länglichen Werkstücke 1 erstrecken sich hierbei in x-Richtung, der Transportrichtung.
Die Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c gelangen in einen Übergabebereich 10, in dem die Werkstücke 1 von einer zweiten Spanneinrichtung 11 übernommen werden können.
Die Spanneinrichtung 11 hat eine untere Klemmbacke 12 für die Werkstücke 1 (2), auf der die Werkstücke 1 im geklemmten Zustand aufliegen. Die Klemmbacke 12 erstreckt sich in x-Richtung über etwa die Länge der Spanneinrichtung 11.
Zum Einspannen der Werkstücke 1 dient eine obere Klemmbacke 13, die sich in x-Richtung über die Länge der Spanneinrichtung 11 erstreckt und mit mindestens zwei Antrieben 14, im Ausführungsbeispiel mit drei in x-Richtung mit Abstand hintereinander liegenden Antrieben 14, verbunden ist, mit denen die obere Klemmbacke 13 in z-Richtung verstellt werden kann.
Die Antriebe 14 haben jeweils einen Träger 14a, an dem die Klemmbacke 13 befestigt ist und der entlang einer (nicht dargestellten) Führung in z-Richtung verstellbar ist. Der Antrieb 14 ist bevorzugt eine Kolben-Zylinder-Einheit, mit der die Klemmkraft erzeugt wird. Die Kolben-Zylinder-Einheit hat den Zylinder 15, der an einem Träger 16 befestigt ist. Der Träger 14a, der mit der Klemmbacke 13 fest verbunden ist, ist mit einer Kolbenstange 17 verbunden, die in z-Richtung verschoben werden kann, um die obere Klemmbacke 13 in z-Richtung zu verstellen.
Die Antriebe 14 sind Teile von Verstelleinheiten 18, welche den Träger 16 aufweisen und die zusammen mit den Antrieben 14 in z-Richtung verfahren werden können.
Die Verstelleinheiten 18 sind in einer weiteren Verstelleinheit 19 vorgesehen, die z-Führungen 20 für die Träger 16 der Antriebe 14 aufweisen.
Die Verstelleinheiten 19 sind auf in y-Richtung sich erstreckenden Führungen 21 verfahrbar. Zum Antrieb der Verstelleinheiten 19 ist ein Antrieb 22 (1) vorgesehen, um die Verstelleinheiten 19 in y-Richtung zu verfahren. Diese Verfahrachse ist als Positionierachse ausgebildet, so dass die Klemmbacken 12, 13 für die noch zu beschreibende Übernahme der Werkstücke 1 in die Spanneinrichtung 11 exakt in y-Richtung eingestellt werden können.
Der Antrieb 22 hat einen Antriebsmotor 23 mit einer in y-Richtung liegenden Motorwelle 24, die über Endlosantriebe 25 mit in y-Richtung sich erstreckenden Stellspindeln 26 antriebsverbunden ist. Mit ihnen können die Verstelleinheiten 19 in y-Richtung verfahren werden.
Die zu bearbeitenden Werkstücke 1 werden über die Zuführeinrichtung 2 und die Transporteinheit 3 (1) in y-Richtung den Spanneinrichtungen 5a, 5b zugeführt, die sich in einem Beschickungsbereich 27 der Anlage befinden. In diesem Bereich kann das Werkstück 1 gegen einen gefederten Gegenanschlag 28 (5) in y-Richtung geschoben und mit den Klemmbacken 8a, 8b der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c geklemmt werden. Hierbei ist es nicht notwendig, das Werkstück 1 exakt und positionsgenau einzuspannen. Das Tiefenmaß in y-Richtung richtet sich nach der Breite des Werkstückes 1, das mittels eines Schiebers, der hinter dem Werkstück 1 zum Eingriff kommt und einen festgelegten Hub bzw. Weg ausführt, eingeschoben wird. Es wird durch die maximale Endposition des Gegenanschlags 28 begrenzt. Das Werkstück 1 kann hierbei auch verdreht oder ungerade bzw. schräg auf den Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c liegen.
Die Transporteinheit 3 steht im Vergleich zu den unteren Klemmbacken 8b beispielsweise höher, so dass die Werkstücke 1, wie etwa in 5 dargestellt, eher an der überstehenden Seite nach oben gekippt sind als nach unten. Daher kann das Einfahren der Spanneinrichtung 11 in y-Richtung ohne vorherigen z-Hub der unteren Klemmbacken 8b erfolgen.
Nach dem Einklemmen der unbearbeiteten Werkstücke 1 wird die Transporteinheit um ein kleines Maß abgetaktet, damit die Unterseite des Werkstückes 1 davon freikommt. Die Spanneinrichtungen 5a, 5b können dann längs der in x-Richtung sich erstreckenden Führung 9 in den Übergabebereich 10 transportiert werden, der auch den Bearbeitungsbereich der Anlage bildet. Das Werkstück 1 wird bei diesem Transport in seiner Längsrichtung, also in x-Richtung, verfahren.
5 zeigt beispielhaft ein schräg und gekippt zwischen den Klemmbacken 8a, 8b der Spanneinrichtung 5a eingespanntes Werkstück 1. Erst im Übergabebereich 10 erfolgt die exakte Ausrichtung des Werkstückes 1, so dass es im Übergabebereich 10 mit hoher Genauigkeit eingespannt und bearbeitet werden kann.
Die obere Klemmbacke 13 der im Übergabebereich 10 befindlichen Spanneinrichtung 11 ist in z-Richtung so weit hochgefahren, dass das Werkstück 1 in die Spanneinrichtung 11 in x-Richtung eingefahren und/oder bei Bedarf die Spanneinrichtung 11 in y-Richtung verstellt werden kann. Bei Bedarf ist die untere Klemmbacke 12 der Spanneinrichtung 11 während des Einfahrens etwas nach unten gestellt, so dass es zu keiner Berührung mit dem Werkstück 1 und daraus folgender Beschädigung kommen kann.
Die Werkstücke 1 werden bei der Zuführung so in die jeweilige Spanneinrichtung 5a, 5b eingespannt, dass sie mit ihrer einen Längsseite 29 in y-Richtung über die Klemmbacken 8a, 8b der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in Richtung auf die Spanneinrichtung 11 vorstehen. Da das Werkstück 1 beispielhaft schräg in der Spanneinrichtung 5a, 5b eingespannt ist, verläuft die Längsseite 29 des Werkstückes 1 unter einem entsprechenden Winkel zur x-Richtung. Ist das Werkstück 1, wie beispielhaft dargestellt, auch noch gekippt eingespannt, dann liegt die Längsseite 29 des Werkstückes 1 auch unter einem kleinen spitzen Winkel zur y-Richtung.
Sobald sich die Spanneinrichtung 5a, 5b im Übergabebereich 10 befindet und der Spanneinrichtung 11 gegenüberliegt, werden die oberen Klemmbacken 8a der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in z-Richtung angehoben ( 6). Das Werkstück liegt vollständig frei, weil auch die Klemmbacke 13 der Spanneinrichtung 11 in z-Richtung hochgefahren ist.
Jeder Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c der Spanneinrichtungen 5a, 5b hat mindestens einen Gegenanschlag 28, der mittels eines Pneumatikzylinders in zwei Positionen vor- und zurückgetaktet werden kann und der in der vorderen Stellung aufgrund der Druckbeaufschlagung als gefederter Gegenanschlag 28 wirkt. In 3 befindet sich der Gegenanschlag 28 in der zurückgefahrenen Stellung, in der er Abstand vom Werkstück 1 hat. Im Ausführungsbeispiel hat jeder Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c einen vor- und zurücktaktbaren gefederten Gegenanschlag 28.
Der in y-Richtung gemessene Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Spanneinrichtungen 5a, 5b und 11 ist so eingestellt, dass das Werkstück 1 über einen Teil seiner Breite auf die untere Klemmbacke 12 der Spanneinrichtung 11 gelangt.
Da bei der Übergabe bzw. Ausrichtung des Werkstückes 1 die Klemmbacken 8a, 13 hochgefahren sind, liegt das Werkstück 1 auf den unteren Klemmbacken 8b, 12 ohne Spannung auf. Dabei muss gewährleistet sein, dass die unteren Klemmbacken 8b, 12 auf exakt gleicher Höhe liegen.
Im nächsten Schritt erfolgt die Ausrichtung des Werkstückes 1, damit es positionsgenau für die nachfolgende Bearbeitung positioniert ist. Hierzu ist die Spanneinrichtung 5a, 5b mit dem mindestens einen gefederten Gegenanschlag 28 versehen, der in y-Richtung bewegbar ist. Der Gegenanschlag 28 hat eine senkrecht zur Auflagefläche der unteren Klemmbacke 8b liegende Anschlagfläche 30, mit der er an der der Längsseite 29 gegenüberliegenden Längsseite 31 des Werkstückes 1 zur Anlage kommt, wenn er das Werkstück 1 in y-Richtung verschiebt (7).
Mit dem Gegenanschlag 28 wird das Werkstück 1 in y-Richtung auf die untere Klemmbacke 12 so weit geschoben, bis das Werkstück 1 mit seiner Längsseite 29 an einem in x-Richtung sich erstreckenden Anschlag 32 der Spanneinrichtung 11 anliegt (7), dessen Anlageseite ebenfalls senkrecht zur Auflagefläche der unteren Klemmbacke 12 liegt. Der Anschlag 32 der Spanneinrichtung 11 ist in y-Richtung positionierbar. Auf diese Weise kann die Position des Werkstückes 1 für die nachfolgende Bearbeitung exakt eingestellt werden.
Die Einstellung des Werkstückes 1 erfolgt in vorteilhafter Weise derart, dass es in y-Richtung bereits bei dieser ersten Einspannung seine für die nachfolgende Bearbeitung der Längsseite 31 erforderliche Lage einnimmt. Dann muss das Werkstück 1 nach der Bearbeitung der einen Längsseite 29 und der Übergabe an die Spanneinrichtung 11 nicht bewegt werden.
Bei dem beschriebenen Ausrichtvorgang wird das Werkstück 1 in die exakte Position gebracht.
Sobald die positionsgenaue Ausrichtung des Werkstückes 1 über die horizontalen Anschläge 28, 32 erfolgt ist, werden die oberen Klemmbacken 8a der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in z-Richtung abgesenkt, bis das Werkstück 1 zwischen den oberen Klemmbacken 8a und den unteren Klemmbacken 8b eingespannt ist. Die Einspannung des Werkstückes 1 ist derart, dass es in y-Richtung in Richtung auf die Spanneinrichtung 11 über die beiden Klemmbacken 8a, 8b vorsteht. Im Ausführungsbeispiel steht das Werkstück 1 etwa über seine halbe Breite über die Klemmbacken 8a, 8b vor (8 und 9).
Das eingespannte Werkstück 1 liegt mit seiner Längsseite 31 an der Anschlagfläche 30 des Gegenanschlags 28 der Spanneinrichtung 5a, 5b an (8 und 9).
Der Anschlag 32 kann über eine separate y-Achse oder mittels der y-Achse der Spanneinrichtung 11 in seine y-Position positioniert werden.
Im Ausführungsbeispiel ist der Anschlag 32 auf den Trägern 16 der Verstelleinheiten 18 angeordnet und lässt sich in drei Positionen in y-Richtung verstellen. Zum Abschieben der fertig bearbeiteten Werkstücke 1 wird der Anschlag 32 in y-Richtung nach vorn getaktet. Die beiden vorgetakteten Positionen des Anschlages 32 dienen zum Ausrichten und Abschieben der Werkstücke 1. Der Anschlag 32 wird dann in die dritte Position zurückgetaktet, wenn das Werkstück 1 für die zweite Einspannung zur Bearbeitung der Längsseite 31 der Spanneinrichtung 11 übergeben werden soll. Der Anschlag 32 liegt dann nicht am Werkstück 1 an. In 6 ist die mittlere Position des Anschlages 32 dargestellt.
Sobald das Werkstück 1 in der beschriebenen Weise in der Spanneinrichtung 5a, 5b eingespannt ist, wird die Spanneinrichtung 11 mit den beschriebenen Verstelleinheiten 19 (2) in y-Richtung so weit zurückgefahren, dass anschließend das Werkstück 1 an seinen Stirnseiten und seiner Längsseite 29 mit den entsprechenden Werkzeugen bearbeitet, in der Regel profiliert oder glattgehobelt werden kann.
In dem über die Klemmbacken 8a, 8b vorstehenden Bereich sowie in den zwischen den oberen und unteren Klemmbacken 8a, 8b liegenden Bereichen können in die Oberseite 33 und/oder die Unterseite 34 des Werkstückes 1 Bohrungen, Nuten und dergleichen eingebracht werden.
Sobald das Werkstück 1 an seiner einen Längsseite 29 und gegebenenfalls an seiner Oberseite und/oder seiner Unterseite 34 bearbeitet worden ist, wird die Spanneinrichtung 11 mittels der Verstelleinheiten 19 in y-Richtung wieder in eine Position relativ zur Spanneinrichtung 5a, 5b gefahren, in der das Werkstück 1 von den Klemmbacken 12, 13 der Spanneinrichtung 11 übergriffen wird. Diese Lage der beiden Spanneinrichtungen 5a, 5b und 11 relativ zueinander entspricht in etwa der Position, wie sie in 8 dargestellt ist. In dieser Lage, in der das an seiner einen Längsseite 29 bearbeitete Werkstück 1 noch in der Spanneinrichtung 5a, 5b eingespannt ist, wird die obere Klemmbacke 13 der Spanneinrichtung 11 in z-Richtung so weit abgesenkt, dass das Werkstück in dem über die Klemmbacken 8a, 8b überstehenden Bereich oder an einem zuvor bearbeiteten Bereich, zum Beispiel in einem Falz, in der Spanneinrichtung 11 festgeklemmt wird.
Bei dieser y-Bewegung wird die Spanneinrichtung 11 so weit in Richtung auf die Spanneinrichtung 5a, 5b verfahren, bis die Spanneinrichtung 11 die für eine optimale Klemmung und für eine Bearbeitung des Werkstückes 1 an der Längsseite 31 optimale Position erreicht hat.
Während des Übergabevorganges ist das Werkstück 1 zu keiner Zeit frei. Außerdem verändert sich die Position des Werkstückes 1 nicht, sondern bleibt in der Anlage ortsfest. Dadurch ist eine sehr genaue Bearbeitung des Werkstückes 1 sichergestellt, da insbesondere keine Achspositionierung der Spanneinrichtung 11 erfolgen muss.
Sobald der überstehende Teil des Werkstückes 1 in der Spanneinrichtung 11 festgeklemmt ist, werden die oberen Klemmbacken 8a der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in z-Richtung abgehoben, so dass das Werkstück 1 durch die Spanneinrichtung 5a, 5b nicht mehr eingeklemmt ist. Die Spanneinrichtung 5a, 5b wird anschließend in x-Richtung zurück zum Übergabe- bzw. Beschickungsbereich 27 verfahren, um dort das nächste zu bearbeitende Werkstück 1 aufzunehmen.
Vor diesem Zurückfahren erfolgt in vorteilhafter Weise ein geringer z-Hub (beispielsweise 3 mm) der Spanneinrichtung 11 nach oben, oder die Spanneinrichtung 11 fährt in y-Richtung zurück, damit die Unterseite des Werkstückes 1 beim Verfahren der Spanneinrichtung 5a, 5b nicht beschädigt wird.
Damit eine zuverlässige Übergabe zwischen der Spanneinrichtung 5a, 5b und der Spanneinrichtung 11 stattfinden kann, kann es auch vorteilhaft sein, wenn beim Verfahren in bzw. aus der Übergabestellung die jeweils unteren Klemmbacken 8b, 12 geringfügig in z-Richtung abgesenkt werden können, so dass sichergestellt ist, dass die unteren Klemmbacken 8b, 12 nicht mit der Auflageseite des Werkstückes 1 in Berührung kommt, bei der deren Oberfläche beschädigt werden könnte.
Das Werkstück 1 ist in der Spanneinrichtung 11 so eingespannt, dass es in y-Richtung ausreichend weit über die Klemmbacken 12, 13 der Spanneinrichtung 11 übersteht. Die noch nicht bearbeitete Längsseite 31 des Werkstückes 1 kann dann problemlos mit dem entsprechenden Werkzeug bearbeitet werden.
In dem Bereich der Oberseite 33 bzw. der Unterseite 34 des Werkstückes 1, der frei liegt, können mit einem entsprechenden Werkzeug auch Bohrungen, Nuten und dergleichen eingebracht werden.
Der beschriebene Ablauf beim Einspannen, bei der Übergabe und bei der Bearbeitung des Werkstückes 1 erfolgt mit allen Spanneinrichtungen 5a, 5b in gleicher Weise. Bei der gleichzeitigen Bearbeitung von zwei oder mehr Werkstücken 1 können durchaus zwei oder mehr Spanneinrichtungen 5a, 5b zum Einsatz kommen, die zeitgleich und parallel die entsprechenden Bewegungen ausführen, wie anhand der 5 bis 9 erläutert worden ist.
Die beiden Klemmbacken 12, 13 der Spanneinrichtung 11 erstrecken sich über die gesamte Länge der im Einsatzbereich der Anlage gebräuchlicher Werkstücklängen. Die obere Klemmbacke 13 wird in der beschriebenen Weise in z-Richtung mittels mehrerer Antriebe 14 angetrieben. Im Ausführungsbeispiel dienen zur z-Verstellung der oberen Klemmbacke 13 drei Antriebe 14, die mit Abstand in x-Richtung hintereinander angeordnet sind. Mit den Antrieben 14 wird die zur Einklemmung der Werkstücke 1 erforderliche Klemmkraft aufgebracht.
Die Antriebe 14 können elektrische, pneumatische, hydraulische oder ähnliche Antriebe sein. Sie haben vorteilhaft gleichen Abstand voneinander.
Um eine gleichmäßige Druckverteilung über die Länge der Klemmbacken 12, 13 zu ermöglichen, ist mindestens einer der Antriebe 14 kraftgeregelt.
Die untere Klemmbacke 12, die im Normalfall die Referenzkante bzw. Referenzfläche für die Bearbeitung des Werkstückes 1 bildet, wird hinreichend steif ausgeführt. Dadurch ist eine hohe Fräsgenauigkeit bei der Bearbeitung des Werkstückes sichergestellt.
Vorteilhaft ist, wenn das Werkstück 1 bzw. die Werkstücke 1 symmetrisch zu der Mitte der Spanneinrichtung 11 gespannt wird bzw. werden. Hierfür wird mit dem mittleren der drei Antriebe 14 über die Klemmbacke 13 eine bestimmte Kraft auf das Werkstück 1 ausgeübt. Die beiden äußeren Antriebe 14 werden gemeinsam ebenfalls auf eine bestimmte Klemmkraft eingestellt. Auf diese Weise lässt sich über die Länge des Werkstückes 1 die Flächenpressung konstant halten.
Es ist möglich, mit den beiden äußeren Antrieben 14 eine etwas höhere Spannkraft auf das Werkstück 1 auszuüben als mit dem mittleren Antrieb 14. Dadurch wird das Werkstück 1 im Bereich seiner beiden Enden stärker geklemmt als im mittleren Bereich. Somit kann das Werkstück 1 als Ganzes in seiner Position optimal gehalten werden.
Um die unterschiedlichen Kräfte zu erzeugen, hat die Spanneinrichtung 11 mehrere Druckkreise. Im Ausführungsbeispiel ist jedem Antrieb 14 jeweils ein Druckregelventil 35 bis 37 (2) zugeordnet. Mit ihrer Hilfe kann an den Antrieben 14 der jeweilige Spanndruck eingestellt werden, so dass mit den Antrieben 14 unterschiedliche Klemmkräfte erzeugt werden können. Insbesondere bei nicht symmetrischer Lage der Werkstücke 1 in der Spanneinrichtung 11 oder bei stärker oder ungleichmäßig gekrümmten Werkstücken 1 kann somit über die Länge des Werkstückes die Klemmkraft so eingestellt werden, dass eine optimale Einspannung gewährleistet ist. Insbesondere kann hierbei auch die Wirkung der Gewichtskraft der oberen Klemmbacke 13 berücksichtigt werden.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die beiden äußeren Antriebe 14 über einen Druckkreis beaufschlagt werden und der mittlere Antrieb 14 über einen anderen Druckkreis.
Im einfachsten Fall hat die Spanneinrichtung 11 nur zwei Antriebe 14 für die obere Klemmbacke 13. In diesem Fall kann die obere Klemmbacke 13 gegebenenfalls in Längsrichtung leicht gekrümmt ausgebildet sein, um deren Durchbiegung beim Spannen zu kompensieren.
Durch den Einsatz von nur zwei oder drei Antrieben 14 für lange Werkstücke 1 wird eine sehr wirtschaftliche Werkstückklemmung erreicht, wobei das Werkstück 1 dennoch mit gleichmäßiger Klemmkraft auf dem Werkstücktisch mit der unteren Klemmbacke 12 fixiert wird.
Wie anhand der 5 bis 9 im Einzelnen erläutert worden ist, hat die Spanneinrichtung 11 den seitlichen Anschlag 32, mit dem die Einspanntiefe des Werkstückes 1 festgelegt werden kann. Da sich die untere Klemmbacke 12 wie die obere Klemmbacke 13 über die Länge des Werkstückes erstreckt, kann auch der Anschlag 32 über die gesamte Länge der Klemmbacken 12, 13 durchgehen. Auf diese Weise kann mit einfachen konstruktiven Mitteln eine hohe Präzision bei der Positionierung des Werkstückes 1 in der Spanneinrichtung 11 bzw. in der Spanneinrichtung 5a, 5b erreicht werden.
Zur Verstellung des Anschlages 32 in y-Richtung ist nur ein Antrieb erforderlich, da die Anschlagpunkte in der Länge nicht flexibel zueinander ausgebildet sein müssen.
Sobald die Werkstücke 1 fertig bearbeitet sind, d.h. zumindest an beiden Längsseiten 29, 31 entsprechend bearbeitet worden sind, werden sie auf eine Aufnahmeeinheit 38 geschoben (1). Sie hat einen Auflageteil 39, der sich horizontal erstreckt und von einer senkrecht nach oben anschließenden Seitenwand 40 absteht.
Nach der Fertigbearbeitung der Werkstücke 1 wird die Aufnahmeeinheit 38 so weit abgesenkt, bis sie sich im Bereich unterhalb der eingespannten Werkstücke befindet. Dann wird das Werkstück 1 nach Lösen der Einspannung mit dem Anschlag 32 der Spanneinrichtung 11 durch einen (nicht dargestellten) Antrieb in y-Richtung auf die Aufnahmeeinheit 38 geschoben.
Während der Bearbeitung der Werkstücke 1 im Übergabebereich 10 ist die Aufnahmeeinheit 38 so weit nach oben verstellt, dass sie die Werkstückbearbeitung nicht behindert. Nach der Übergabe der fertig bearbeiteten Werkstücke 1 an die Aufnahmeeinheit 38 wird diese wieder nach oben in z-Richtung verstellt.
Die Aufnahmeeinheit 38 ist an einem als Portal 41 ausgebildeten Träger vorgesehen, der in x-Richtung verfahrbar ist. Das Portal 41 hat zwei Ständer 42, 43 (1), die auf Führungen 44, 45 verfahrbar sind, die sich in x-Richtung erstrecken. Die beiden Ständer 42, 43 sind am oberen Ende durch einen Querträger 46 miteinander verbunden. Zum Verfahren des Portals 41 ist ein Antrieb 47 vorgesehen, der beispielhaft am Ständer 43 angeordnet ist.
Am Querträger 46 ist ein in z-Richtung verfahrbarer Schlitten 48 (1) zur Höhenverstellung der Aufnahmeeinheit 38 angeordnet. Zur Abstützung des Auflageteils 39 sind zwei Arme 49 vorgesehen, die mit einem Ende an der Aufnahmeeinheit 38 und mit dem anderen Ende am Schlitten 48 angelenkt sind.
Mit dem Portal 41 wird die Aufnahmeeinheit 38, sobald die fertig bearbeiteten Werkstücke 1 auf ihr abgelegt sind und sie in ihre obere Position verstellt worden ist, längs der Führungen 44, 45 in x-Richtung so weit verfahren, dass die Werkstücke 1 von der Aufnahmeeinheit 38 an eine Abführeinheit 50 übergeben werden können. Sie ist im Bereich oberhalb der Zuführeinrichtung 2 vorgesehen. Die Aufnahmeeinheit 38 wird in z-Richtung abgesenkt. Sie hat Aussparungen 51, in welche im Ausführungsbeispiel Riemenbahnen 52 der Abführeinheit 50 ragen, wenn die Aufnahmeeinheit 38 abgesenkt wird. Die auf der Aufnahmeeinheit 38 abgelegten Werkstücke 1 können dadurch von den Riemenbahnen 52 erfasst und von der Aufnahmeeinheit 38 abgenommen werden. Die fertig bearbeiteten Werkstücke 1 werden der Abführeinheit 50 für die weitere Verarbeitung entnommen.
Die beiden Führungen 44, 45 für das Portal 41 sind so vorgesehen, dass die Führung 9 für die Spanneinrichtungen 5a, 5b im Bereich zwischen den beiden Führungen 44, 45 liegt. Dadurch können das Portal 41 in x-Richtung und gleichzeitig auch die Spanneinrichtungen 5a, 5b mit den Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in x-Richtung verfahren werden, so dass eine zeitparallele Arbeitsweise gewährleistet ist.
Im Ausführungsbeispiel ist die Führung 9 nahe benachbart zur Führung 44 des Portals 41 vorgesehen. Der Ständer 42 des Portals 41, der längs der Führung 44 verfahrbar ist, ist so ausgebildet, dass er nicht in Kollision mit den längs der Führung 9 verfahrbaren Spanneinrichtungen 5a, 5b kommt.
Die zur Bearbeitung der Werkstücke 1 vorgesehenen Werkzeuge sind am Portal 41 vorgesehen, das zur Bearbeitung der Werkstücke 1 längs der Führungen 44, 45 verfahren wird.
Am Querträger 46 ist ein Schlitten 53 in y-Richtung verfahrbar angeordnet. Vorteilhaft ist der Schlitten 53 an der von der Aufnahmeeinheit 38 abgewandten Seite des Querträgers 46 angeordnet. Er hat in y-Richtung verlaufende Führungen 54, längs denen der Schlitten 53 verfahrbar ist (3). Er trägt eine Werkzeugspindel 55, deren Achse in z-Richtung verläuft und die im Ausführungsbeispiel eine Motorspindel ist.
In das untere Ende der Werkzeugspindel 55 wird ein zur Bearbeitung der Werkstücke 1 erforderliches Werkzeug 56 (4) eingesetzt, das in einem Magazin 57 bereitgestellt wird. Es ist beispielhaft ein Linearmagazin ( 1), das in einer Reihe hintereinander angeordnete Speicherplätze 58 für die Werkzeuge 56 aufweist.
Die Werkzeugspindel 55 ist an einem Spindelträger 59 gehalten (3), der gegenüber dem Schlitten 53 in z-Richtung verfahrbar ist. Der Spindelträger 59 kann mittels eines am Schlitten 53 gelagerten Antriebes 60 in z-Richtung verstellt werden.
Das entsprechende Werkzeug 56 kann mittels des Portals 41, des Schlittens 53 und des Spindelträgers 59 in gewünschtem Maße in x-, y- und z-Richtung verfahren werden. Auf diese Weise können die entsprechenden Seiten des Werkstückes 1 innerhalb des Übergabebereiches 10 in der beschriebenen Weise bearbeitet werden.
Um die Werkzeuge 56 dem Werkzeugmagazin 57 entnehmen und in die Werkzeugspindel 55 einsetzen zu können, ist die Anlage mit einer Werkzeugwechseleinrichtung 61 versehen, die am Portal 41 vorgesehen ist und zusammen mit ihm in x-Richtung verfahren werden kann.
Mit der Werkzeugwechseleinrichtung 61 können die für die Bearbeitung der Werkstücke 1 erforderlichen Werkzeuge 56 dem Magazin 57 entnommen und in die Werkzeugspindel 55 eingesetzt werden. Umgekehrt kann mit der Werkzeugwechseleinrichtung 61 das jeweilige Werkzeug 56 in das Magazin 57 eingesetzt werden.
Die Werkzeugwechseleinrichtung 61 hat ein Tellermagazin 62 mit einer in z-Richtung liegenden Achse 63, mit der das Tellermagazin 62 gedreht werden kann.
Auf der Achse 63 sitzt drehfest ein Sternträger 64 mit radial verlaufenden Armen 65, die am freien Ende jeweils mit einer Aufnahme 66 für Werkzeuge 56 versehen sind (4).
Das Magazin 56 hat die Speicherplätze 58 (3), die mit den Aufnahmen 66 des Tellermagazins 62 entsprechenden Aufnahmen 67 ausgestattet sind.
Das Tellermagazin 62 ist Teil eines Schlittens 68 (3), der in y-Richtung längs eines in y-Richtung sich erstreckenden Querträgers 69 verfahrbar ist. Er ist mit dem Portal 41, insbesondere mit dessen Ständer 42, verbunden. Wie 3 zeigt, ist der Querträger 69 an einer Seite mit zwei in y-Richtung sich erstreckenden Führungen 70 versehen, die in z-Richtung mit Abstand übereinander liegen. Mit dem Schlitten 68 kann das Tellermagazin 62 längs der Führungen 70 in die jeweiligen Übergabestellungen verfahren werden.
Hierzu dient eine Zylindereinheit 71, die oberhalb des Querträgers 69 angeordnet ist.
Die Werkzeugwechseleinrichtung 61 ist mit einer Übergabeeinheit 72 versehen (4), mit der die Werkzeuge 56 vom Magazin 57 dem Tellermagazin 62 übergeben werden können. Die Übergabeeinheit 72 besteht aus einem Schlitten 73, einem Übergabeteil 74 und einem Antrieb 75.
Die Übergabeeinheit 72 ist an einer Halterung 76 vorgesehen, die vorteilhaft plattenförmig ausgebildet ist und sich in y-Richtung erstreckt. Die Halterung 76 hat ein Tragelement 77, das am Schlitten 68 befestigt ist.
Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform kann die Übergabeeinheit 72 am freien Ende des Querträgers 69 befestigt sein.
Der Schlitten 73 ist in y-Richtung längs der Halterung 76 verfahrbar. Auf der Halterung 76 befindet sich eine Führungsschiene 78 für den Schlitten 73. Die Verstellung des Schlittens 73 erfolgt über eine Kolben-Zylinder-Einheit 79, deren Gehäuse 80 mit dem Schlitten 73 und deren Kolbenstange 81 mit der Halterung 76 verbunden sind.
Im Schlitten 73 ist das in z-Richtung verstellbare Übergabeteil 74 untergebracht. Es ist vorteilhaft bolzenförmig ausgebildet und kann aus einer Ruhestellung in eine Übergabestellung verschoben werden. Hierfür ist der Antrieb 75 vorgesehen, beispielsweise ein Pneumatikzylinder, mit dem das Übergabeteil 74 axial verschoben werden kann.
4 zeigt das Übergabeteil 74 in seiner Übergabeposition, in der es in eine Innenkontur 82 einer werkzeugseitigen Schnittstelle 83 eingreift. Sie ist vorteilhaft eine HSK-Schnittstelle. Sie hat am Konusende und an einer Vertiefung im Konusboden einen Passdurchmesser, in den das bolzenförmige Übergabeteil 74 eingeführt werden kann, wodurch eine kippfreie Horizontalkraft auf das Werkzeug 56 ausgeübt werden kann. Dadurch ist es möglich, das Werkzeug 56 ohne Verkippen von der Aufnahme 67 des Magazins 57 in die Aufnahme 66 des Tellermagazins 62 zu überführen.
Das Werkzeug 56 hat im Bereich der Schnittstelle 83 eine Greifernut 84, die sich über den Umfang der Schnittstelle 83 erstreckt und in welche Schenkel 85, 86 eingreifen, welche die Aufnahmen 66 im Tellermagazin 62 und die Aufnahmen 67 im Magazin 57 begrenzen. Die Schenkel 85, 86 sind so ausgebildet, dass sie form- und vorteilhaft kraftschlüssig in die Greifernut 84 eingreifen. Das Werkzeug 56 ist dadurch in axialer Richtung sowohl im Magazin 57 bzw. dem Tellermagazin 62 als auch bei der Übergabe abgestützt, so dass nicht die Gefahr besteht, dass es nach unten fällt.
Vorteilhaft ist es, wenn das Übergabeteil 74 so ausgebildet ist, dass beim Einfahren des Übergabeteiles 74 die Innenkontur 82 der Schnittstelle 83 ausgeblasen wird. Die entsprechende Bohrung kann im Übergabeteil 74 vorgesehen sein.
Es ist auch möglich, für die Zuführung der Blasluft separat seitlich an der Übergabeeinheit 72 wenigstens eine Blasdüse vorzusehen, durch die ein Blasstrahl gelangt, mit dem Späne aus der Bohrung des Werkzeuges 56 geblasen bzw. gesaugt werden.
Um das Werkzeug 56 aus dem Magazin 57 abzuholen, wird der Schlitten 73 in y-Richtung am Querträger 69 in Richtung auf das Magazin 57 verfahren. Das Tellermagazin 62 ist hierbei in x-Richtung durch Verfahren des Portals 41 so gegenüber dem zu übernehmenden Werkzeug 56 ausgerichtet und der Sternträger 64 so um die vertikale Achse 63 des Tellermagazins 62 gedreht, dass die Aufnahmen 66, 67 des Tellermagazins 62 und des Magazins 57 einander gegenüberliegen. Das Übergabeteil 74 ist so weit zurückgezogen, dass es beim Verfahren des Schlittens 73 nicht in Kontakt mit dem Werkzeug 56 kommt.
Um das Werkzeug 56 vom Magazin 57 in das Tellermagazin 62 zu überführen, wird das Übergabeteil 74 der Übergabeeinheit 72 in z-Richtung so weit nach unten verschoben, dass es in die Innenkontur 82 der Schnittstelle 83 des Werkzeuges 56 eingreift (4).
Wird der Schlitten 73 mit dem in das Werkzeug 56 eingreifenden Übergabeteil 74 in y-Richtung in Richtung auf das Portal 41 gefahren, wird das Werkzeug 56 in die Aufnahme 66 des Tellermagazins 62 gedrückt. Nunmehr kann der Schlitten 68 zusammen mit dem Tellermagazin 62 und der Übergabeeinheit 72 längs der Führungen 70 in y-Richtung in Richtung auf das Portal 41 verfahren werden. Das Übergabeteil 74 wird vor, während oder nach dem Fahren in die Übergabestellung zurückgezogen, so dass es vom Werkzeug 56 freikommt. Anschließend wird das Tellermagazin 41 um 180° so gedreht, dass das Werkzeug 56 im Bereich unterhalb der am Portal 41 vorgesehenen Werkzeugspindel 55 positioniert ist. Sie wird anschließend in z-Richtung so weit nach unten gefahren, dass das Werkzeug 56 in die Werkzeugspindel 55 aufgenommen und mittels eines an sich bekannten HSK-Spannsystems gespannt wird.
In der Anlage können auch flächen- oder bogenförmige Werkstücke 87 bearbeitet werden, wie es beispielhaft in den 1 und 10 bis 13 für ein flächenförmiges Werkstück dargestellt ist. Es wird auf einem Werkstückträger 88 positioniert, zum Beispiel nach Vorgabe der Anlagensteuerung. Auf dem Werkstückträger 88 kann das flächenförmige Werkstück 87 durch Spanner und Sauger 89 gehalten werden (10).
Der Werkstückträger 88 befindet sich auf einem Wagen 90, der mittels Rädern 91 an die Anlage herangefahren werden kann. Auf dem Wagen 90 befindet sich eine Führung 92, vorzugsweise beidseitig je eine Führung 92, längs der der Werkstückträger 88 verschiebbar ist.
Da der Wagen 90 fahrbar ist, kann das Werkstück 87 beispielsweise an einem Rüstplatz auf dem Werkstückträger 88 aufgespannt werden. Anschließend wird der Wagen 90 mit dem aufgespannten Werkstück 87 so an die Anlage herangefahren (12), dass die Führung 92 nach Öffnen einer Maschinenschutzabdeckung an ein Führungssystem 93 der Anlage angedockt werden kann. Das Führungssystem 93 erstreckt sich im Übergabebereich 10 der Anlage in y-Richtung und besteht vorteilhaft ebenfalls beidseitig aus je einer Führung 93. Nach dem Andocken ergibt sich zwischen dem Werkstückträger 88 und der Anlage eine durchgängige Führungsbahn, auf welcher der Werkstückträger 88 zusammen mit dem Werkstück 87 in die Anlage geschoben werden kann.
Bevor der Werkstückträger 88 mit dem aufgespannten Werkstück 87 in die Anlage gefahren wird, wird die Spanneinrichtung 11 in z-Richtung so weit abgesenkt, dass eine freie Überfahrt des Werkstückträgers 88 über die abgesenkte Spanneinrichtung möglich ist (12). Alternativ oder zusätzlich kann die Führungsbahn 93 in der Anlage angehoben werden. Das Fahrportal 41 sowie die Spanneinheiten 5a, 5b befinden sich außerhalb des Übergabebereichs 10, so dass der Werkstückträger 88 mit dem aufgespannten Werkstück 87 kollisionsfrei in die Anlage eingebracht werden kann.
Im Ausführungsbeispiel wird der Werkstückträger 88 von Hand in die Anlage geschoben. Dies kann aber auch über einen Antrieb erfolgen.
Vorteilhaft kann der Werkstückträger 88 auch auf dem Wagen 90 abgesenkt werden, um dem Bediener beim Auflegen und Ausrichten der Werkstücke 87 eine ergonomisch gute Arbeitsposition zu ermöglichen.
Nach Wegfahren des Wagens 90 und Schließen der Maschinenschutzabdeckung wird der Werkstückträger 88 so weit abgesenkt, dass das Werkstück 87 in die notwendige Bearbeitungsposition gelangt. Das Werkstück 87 kann hierbei auf einer ähnlichen Höhe wie die länglichen Werkstücke 1 für die Bearbeitung innerhalb des Übergabebereiches 10 positioniert sein. Mit dem in die Werkzeugspindel 55 eingesetzten Werkzeug kann das Werkstück 87 in bekannter Weise bearbeitet werden. Das Portal 41 kann kollisionsfrei über das Führungssystem und den Werkstückträger 88 mit dem aufgespannten Werkstück 87 hinweg fahren.
Die Bearbeitung der flächen- oder bogenförmigen Werkstücke 87 erfolgt ebenso wie die Bearbeitung der länglichen Werkstücke 1 im Übergabebereich 10 bzw. Bearbeitungsbereich der Anlage.
Der Werkstückträger 88 wird in seiner Lage beispielhaft durch Indexbolzen 95 arretiert, die an den Längsseiten des Werkstückträgers 88 angeordnet sind und in z-Richtung von ihm nach unten abstehen. Um die Arretierung des Werkstückträgers 88 zu erreichen, wird das Führungssystem 93 in z-Richtung zusammen mit dem Werkstückträger 88 abgetaktet. Die Indexbolzen 95 werden dabei in ortsfeste Vertiefungen 96 eingeführt (13).
Möglich wären auch separat getaktete Arretiereinrichtungen, die an erforderlichen Positionen den Werkstückträger 88 sicher mit dem Maschinengestell verbinden.
Zusätzliche (nicht dargestellte) Indexbolzen können eine Fixierung des Werkstückträgers 88 in y-Richtung ermöglichen. Diese Indexbolzen können an der Spanneinrichtung 11 und/oder im Bereich der ihr gegenüberliegenden Führungsbahn 9 vorgesehen sein und in Bohrungen im Werkstückträger 88 eingreifen.
Das Führungssystem 93 ist so lang, dass sich der Werkstückträger 88 in der positionierten Lage (13) vollständig auf dem Führungssystem 93 befindet. Der Wagen 90 kann daher nach der Übergabe des Werkstückträgers 88 an das Führungssystem 93 weggefahren werden, um auf ihm den nächsten Werkstückträger 88 anzuordnen und auf diesem das nächste Werkstück 87 aufzuspannen.
Die Spanner bzw. Sauger 89 sind, wie beispielhaft in 10 dargestellt ist, über die Breite und Länge des Werkstückträgers 88 verteilt angeordnet. Beispielhaft können die Sauger 89 in Reihen mit Abstand nebeneinander angeordnet sein, wie 10 beispielhaft zeigt.
Es ist möglich, die Sauger 89 einzeln zu betätigen, so dass je nach Größe des flächenförmigen Werkstückes 87 nur die benötigten Sauger 89 betätigt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, die Sauger 89 so auszubilden, dass sie auf dem Werkstückträger 88 verschiebbar angeordnet sind. Dann kann die Position der Sauger 89 optimal an die Form der flächenförmigen Werkstücke 87 angepasst werden. Insbesondere kann auf diese Weise auch das Werkstück 87 auf dem Werkstückträger 88 einfach positioniert werden.
Da die Sauger 89 vorteilhaft variabel verschiebbar sind und individuell auf dem Werkstückträger 88 angeordnet werden können, kann der Werker zum Beispiel nach Vorgabe der Maschinensteuerung die Sauger 89 exakt positionieren.
Diese Positionierung kann besonders vorteilhaft dann durchgeführt werden, wenn der Werkstückträger 88 schachbrettmäßig aufgeteilt und die Koordinaten der Positionen der Sauger 89 vorgegeben werden. Auch ist es möglich, dass beispielsweise die Positionen der Sauger 89 auf dem Werkstückträger 88 durch einen Laser gekennzeichnet werden. In diesem Falle befindet sich der Wagen 90 an einer definierten Position.
Während des Rüstens des Wagens 90 können in der Anlage weiterhin die kantelförmigen Werkstücke 1 in der Stapelbearbeitung oder ein anderes Werkstück auf einem zweiten Werkstückträger bearbeitet werden.
Um ein schweres flächenförmiges Werkstück 87, zum Beispiel ein Türblatt, auf den Saugern 89 verschieben zu können, können die Sauger 89 in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, dass sie während des Verschiebens an der Schnittstelle zum Werkstück 87 mit Druckluft anstatt Vakuum betrieben wird, indem sie auf Druckluftbetrieb umschaltbar sind. Dann wird Druckluft erzeugt, die ein Luftkissen bildet, auf dem sich das Werkstück 87 leicht verschieben lässt. Auf der dem Werkstückträger 88 zugewandten Seite werden sie in noch zu beschreibender Weise fest gehalten.
Da der Wagen 90 außerhalb der Anlage an einen beliebigen Platz gestellt werden kann, besteht die Möglichkeit, den Wagen 90 so anzuordnen, dass der Werkstückträger 88 von allen Seiten zugänglich ist. Dadurch kann ein schweres Werkstück beispielhaft von zwei Personen leicht aufgelegt werden. Ein Hilfsmittel, wie zum Beispiel ein Werkstattkran, ist dann nicht unbedingt erforderlich.
Vorteilhaft ist der Werkstückträger 88 oder der Wagen 90 mit Anschlägen 94, 94a in zwei horizontalen Richtungen (x- und y-Richtung) versehen, an die das unbearbeitete Werkstück 87 angelegt werden kann (1 und 10).
Damit sich die Sauger 89 nicht auf dem Werkstückträger 88 unbeabsichtigt verschieben, kann der Werkstückträger 88, zumindest aber seine Auflageseite, durch eine Stahlplatte gebildet sein. Die Sauger 89 sind mit Magneten ausgestattet, mittels derer die Sauger fest auf dem Werkstückträger 88 gehalten werden können.
Es ist aber auch möglich, an die Sauger 89 oder an den Werkstückträger 88 einen Unterdruck anzulegen und auf diese Weise die Sauger 89 auf dem Werkstückträger 88 zu fixieren.
Es ist grundsätzlich möglich, dass der Wagen 90 und die Anlage jeweils ihre eigene Vakuum- und/oder Pneumatikversorgung haben und die entsprechenden Leitungen nach dem Einschieben des Werkstückträgers 88 in die Anlage manuell umgesteckt werden. Auch ist es möglich, dass zum Beispiel beim Absenken des Werkstückträgers 88 das Trennen bzw. Verbinden der entsprechenden Pneumatikanschlüsse automatisch stattfindet.
Die Bearbeitung bogenförmiger Werkstücke erfolgt in gleicher Weise.

Claims

Spanneinrichtung für Werkstücke aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen, mit wenigstens einer unteren und wenigstens einer oberen Klemmbacke sowie mit wenigstens einem Antrieb zur Verstellung der oberen und/oder unteren Klemmbacke in Klemmrichtung (z-Richtung) und zur Erzeugung einer Klemmkraft auf die Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, dass für die obere und/oder untere Klemmbacke (12, 13) wenigstens zwei Antriebe (14) vorgesehen sind, die unabhängig voneinander jeweils eine individuelle Klemmkraft erzeugen.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Antriebe (14) kraftgesteuert ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Antriebe (14) vorgesehen sind, von denen ein Antrieb (14) etwa in halber Länge der Klemmbacke (12, 13) angeordnet ist.
Spanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (14) in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.
Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (14) Teil einer Verstelleinheit (19) sind, mit der die Klemmbacken (12, 13) in y-Richtung verstellbar sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannlänge der oberen und/oder unteren Klemmbache (12, 13) mindestens 0,5 m, vorzugsweise mindestens 1 m, insbesondere mindestens 1,5 m beträgt.
Anlage zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen mit einer Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.