DE102020002322B4 - System for processing workpieces made of wood, plastic, aluminum and the like, and method for transferring workpieces between a first and a second clamping device - Google Patents
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Abstract
Anlage zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen, mit mindestens einer ersten, eine Klemmeinrichtung (5', 5", 6', 6", 18, 20) aufweisenden Spanneinrichtung (5, 6), die in x-Richtung von einem Beschickungsbereich (7) in einen Bearbeitungsbereich (9) und umgekehrt verstellbar ist, und mit wenigstens einer zweiten Spanneinrichtung (10), die mit wenigstens einer Klemmeinrichtung (12, 14) versehen ist und an die das Werkstück (1) übergeben wird, wobei die zweite Spanneinrichtung (10) wenigstens einen in y-Richtung verstellbaren Anschlag (18) für das Werkstück (1) und die erste Spanneinrichtung (5, 6) wenigstens einen in y-Richtung verstellbaren Gegenanschlag (15) für das Werkstück (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spanneinrichtung (10) mittels wenigstens eines Antriebes (44) in y-Richtung positionierbar ist.Plant for processing workpieces made of wood, plastic, aluminum and the like, with at least one first clamping device (5, 6) having a clamping device (5', 5", 6', 6", 18, 20) which in x- direction from a loading area (7) into a processing area (9) and vice versa, and with at least one second clamping device (10) which is provided with at least one clamping device (12, 14) and to which the workpiece (1) is transferred , wherein the second clamping device (10) has at least one stop (18) adjustable in the y-direction for the workpiece (1) and the first clamping device (5, 6) has at least one counter-stop (15) adjustable in the y-direction for the workpiece (1 ) has, characterized in that the second clamping device (10) can be positioned in the y-direction by means of at least one drive (44).
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Übergabe von Werkstücken zwischen einer ersten und einer zweiten Spanneinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 9.The invention relates to a system for processing workpieces made of wood, plastic, aluminum and the like according to the preamble of
Bekannte Anlagen haben einen Beschickungsbereich und einen Bearbeitungsbereich für die zu bearbeitenden Werkstücke, die vorteilhaft stabförmige Teile sind und mit Spanntischvorschüben durch die Anlage transportiert werden. Bei solchen Anlagen befinden sich der Beschickungs- und der Beladebereich an der gleichen Stelle innerhalb der Anlage, so dass nicht gleichzeitig be- und entladen werden kann.Known systems have a loading area and a processing area for the workpieces to be processed, which are advantageously rod-shaped parts and are transported through the system with clamping table feeds. With such systems, the feeding and loading areas are located at the same point within the system, so that loading and unloading cannot take place at the same time.
Erfahrungsgemäß kommt es bei solchen Spanntischsystemen mit Werkstückklemmung besonders auf eine hochpräzise Positionierung und Klemmung des Werkstückes an. Für den Beschickungsbereich ist es daher notwendig, dass zum Einbringen und Klemmen der Werkstücke ein hochgenaues und steifes Element erforderlich ist. Auch muss der Spanntisch zur Beschickung mit dem Werkstück exakt positioniert werden. Auch im Bearbeitungsraum ist eine exakte Positionierung des Spanntisches in Bezug auf die Werkzeugspindel sowie in Bezug auf einen weiteren Spanntisch, auf den die Werkstücke übergeben werden müssen, notwendig. Insofern ist es für eine qualitativ hochwertige und genaue Bearbeitung erforderlich, dass der Beschickungsbereich und die Spanntische mit hoher Präzision ausgeführt sind und eine hohe Positioniergenauigkeit aufweisen, wodurch die Anlage jedoch aufwändig und teuer wird.Experience has shown that with such clamping table systems with workpiece clamping, high-precision positioning and clamping of the workpiece is particularly important. It is therefore necessary for the loading area that a highly precise and rigid element is required for inserting and clamping the workpieces. The clamping table must also be positioned exactly for loading with the workpiece. Exact positioning of the clamping table in relation to the tool spindle and in relation to another clamping table to which the workpieces have to be transferred is also necessary in the machining area. In this respect it is necessary for high-quality and accurate processing that the loading area and the clamping tables are designed with high precision and have a high level of positioning accuracy, which, however, makes the system complex and expensive.
Es ist bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Holz, Kunststoff und dergleichen bekannt (
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Anlage und das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, dass die zu bearbeitenden Werkstücke bei einem einfachen Aufbau der Anlage mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden können.The invention is based on the object of designing the generic system and the generic method in such a way that the workpieces to be machined can be machined with a high degree of accuracy with a simple construction of the system.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.This object is achieved according to the invention with the generic device with the characterizing features of
Die erfindungsgemäße Anlage hat die erste Spanneinrichtung, die den wenigstens einen in y-Richtung verstellbaren Gegenanschlag für das Werkstück aufweist. Im Beschickungsbereich kann das Werkstück ohne hohe Positionsgenauigkeit gegen den Gegenanschlag in y-Richtung geschoben und geklemmt werden. Dabei kann das Werkstück bis zu einem gewissen Masse verdreht oder auch schräg auf der Spanneinrichtung eingespannt sein.The system according to the invention has the first clamping device, which has the at least one counter-stop for the workpiece, which can be adjusted in the y-direction. In the loading area, the workpiece can be pushed against the counter stop in the y-direction and clamped without high positioning accuracy. The workpiece can be twisted to a certain extent or clamped at an angle on the clamping device.
Die zweite Spanneinrichtung, die sich im Bearbeitungsbereich der Anlage befindet, hat den wenigstens einen in y-Richtung positionierbaren Anschlag für das Werkstück. Sobald das Werkstück aus dem Beschickungsbereich mittels der ersten Spanneinrichtung in den Bearbeitungsbereich verstellt worden ist, kann nach Lösen der Klemmeinrichtung der ersten Spanntischeinrichtung das Werkstück gegen den in y-Richtung positionierten Anschlag der zweiten Spanneinrichtung geschoben werden. Die beiden Spanneinrichtungen haben Auflageebenen mit sehr hoher Genauigkeit, auf denen die Werkstücke aufliegen. Der Unterbau und die Führung für die Spanneinrichtungen verfügen über eine sehr hohe Präzision und Steifigkeit, weil die Werkstücke im Bearbeitungsbereich der Anlage mit hoher Präzision bearbeitet werden müssen.The second clamping device, which is located in the processing area of the system, has at least one stop for the workpiece that can be positioned in the y-direction. As soon as the workpiece has been moved from the loading area into the processing area by means of the first clamping device, after loosening the clamping device of the first clamping table device, the workpiece can be pushed against the stop of the second clamping device positioned in the y-direction. The two clamping devices have support planes with very high accuracy on which the workpieces rest. The substructure and the guide for the clamping devices have a very high level of precision and rigidity, because the workpieces in the processing area of the system have to be machined with great precision.
Wenn sich die erste Spanneinrichtung im Bearbeitungsbereich der Anlage befindet und der dort vorgesehenen zweiten Spanneinrichtung gegenüberliegt, kann nach Lösen der Klemmeinrichtung der ersten Spanneinrichtung das Werkstück in y-Richtung ausgerichtet werden. Da hierbei die Auflagen bzw. untere Klemmbacken der beiden Spanneinrichtungen sehr genau zueinander ausgerichtet sind, insbesondere eine exakt gleiche Höhenposition haben, und beide Klemmeinrichtungen der Spanneinrichtungen gelöst bzw. geöffnet sind, kann das Werkstück ohne Spannung auf den Auflagen aufliegen. Auch wenn das Werkstück beim Beschickungsvorgang schräg oder verdreht in der Klemmeinrichtung der ersten Spanneinrichtung geklemmt worden ist, wird nunmehr das Werkstück, da es freiliegt, gegen den Anschlag der zweiten Spanneinrichtung in y-Richtung verschoben und hierbei mittels der Spanneinrichtung genau positioniert. Mit der Klemmeinrichtung der ersten Spanneinrichtung wird dann das exakt ausgerichtete Werkstück festgeklemmt.If the first clamping device is in the processing area of the system and is opposite the second clamping device provided there, the workpiece can be aligned in the y-direction after loosening the clamping device of the first clamping device. Since the supports or lower clamping jaws of the two clamping devices are aligned very precisely with one another, in particular have exactly the same height position, and both clamping devices of the clamping devices are released or opened, the workpiece can rest on the supports without tension. Even if the workpiece has been clamped at an angle or twisted in the clamping device of the first clamping device during the loading process is now the workpiece, since it is exposed, moved against the stop of the second clamping device in the y-direction and positioned precisely by means of the clamping device. The precisely aligned workpiece is then clamped with the clamping device of the first clamping device.
Die Ausrichtung des Werkstückes erfolgt in der Weise, dass seine Längsseiten über die Klemmbacken der Spanneinrichtungen so weit in y-Richtung überstehen, dass die Längsseiten mit dem gewünschten Profil versehen werden können. Vorteilhaft werden die Werkstücke dabei so ausgerichtet, dass sie beim Umspannen von der ersten zur zweiten Spanneinrichtung - oder auch umgekehrt - ihre Lage nicht verändern müssen.The workpiece is aligned in such a way that its long sides protrude beyond the clamping jaws of the clamping devices so far in the y-direction that the long sides can be provided with the desired profile. The workpieces are advantageously aligned in such a way that they do not have to change their position when being re-clamped from the first to the second clamping device—or vice versa.
Die zweite Spanneinrichtung kann für die zweite Bearbeitung auch in y-Richtung zurückgefahren werden, um einen Freiraum für Bearbeitungswerkzeuge zu erzeugen. Dieser Ablauf ist zeitneutral möglich, weil für die Abgabe der fertig bearbeiteten Werkstücke die zweite Spanneinrichtung ohnehin in y-Richtung zurückgefahren werden muss.The second clamping device can also be retracted in the y-direction for the second machining in order to create a free space for machining tools. This process is time-neutral, because the second clamping device has to be retracted in the y-direction anyway for the delivery of the finished workpieces.
Die zweite Spanneinrichtung kann in vorteilhafter Ausbildung mittels des Antriebes in y-Richtung weg von der ersten Spanneinrichtung gefahren werden, so dass das in der ersten Spanneinrichtung eingespannte Werkstück nunmehr mit einem oder mehreren Werkzeugen bearbeitet werden kann.In an advantageous embodiment, the second clamping device can be moved away from the first clamping device in the y-direction by means of the drive, so that the workpiece clamped in the first clamping device can now be machined with one or more tools.
Diese y-Achse der zweiten Spanneinrichtung kommt auch dann zur Anwendung, wenn das Werkstück für eine weitere Bearbeitung von der ersten Spanneinrichtung der zweiten Spanneinrichtung übergeben und von ihr eingespannt werden soll. Dann wird die zweite Spanneinrichtung in y-Richtung so weit an die erste Spanneinrichtung herangefahren, dass die Werkstückübergabe möglich ist.This y-axis of the second clamping device is also used when the workpiece is to be transferred from the first clamping device to the second clamping device and clamped by it for further processing. Then the second clamping device is moved in the y-direction so far up to the first clamping device that the workpiece transfer is possible.
Durch die y-Achse, die ohnehin benötigt wird, wird eine Achse im Beschickungsbereich eingespart. Dies ist umso mehr von Vorteil, als sich der seitliche Anschlag über eine große Länge erstrecken und ein entsprechender Aufwand getrieben werden muss, um die Genauigkeit über die gesamte Länge des Anschlages zu gewährleisten.The y-axis, which is required anyway, saves one axis in the loading area. This is all the more advantageous as the lateral stop extends over a great length and a corresponding effort has to be made in order to ensure accuracy over the entire length of the stop.
Vorteilhaft ist die erste Spanneinrichtung längs einer in x-Richtung sich erstreckenden Führung verfahrbar. Die erste Spanneinrichtung kann daher zuverlässig aus dem Beschickungsbereich in den Bearbeitungsbereich der Anlage verfahren werden.Advantageously, the first clamping device can be moved along a guide extending in the x-direction. The first clamping device can therefore be reliably moved from the loading area into the processing area of the system.
Zu einem einfachen Aufbau der Anlage trägt in vorteilhafter Weise bei, wenn die zweite Spanneinrichtung in x-Richtung unverstellbar im Bearbeitungsbereich angeordnet ist.An advantageous contribution to a simple structure of the system is if the second clamping device is arranged in the processing area so that it cannot be adjusted in the x-direction.
Die zweite Spanneinrichtung ist in vorteilhafter Weise in y-Richtung längs einer Führung verstellbar. Wenn die zweite Spanneinrichtung in Richtung auf die erste Spanneinrichtung oder weg von ihr verstellt werden soll, gewährleistet die Führung, dass die zweite Spanneinrichtung zuverlässig verschoben werden kann.The second clamping device is advantageously adjustable in the y-direction along a guide. When the second tightening device is to be moved towards or away from the first tightening device, the guide ensures that the second tightening device can be reliably displaced.
Damit die Aufnahme des Werkstückes in den Klemmeinrichtungen der ersten und/oder der zweiten Spanneinrichtung problemlos möglich ist, ist die untere Klemmbacke der zweiten Spanneinrichtung in vorteilhafter Weise in z-Richtung verstellbar. Damit kann die untere Klemmbacke beispielsweise bei der Übergabe des Werkstückes von der ersten in die zweite Spanneinrichtung geringfügig abgesenkt werden, so dass ein Hängenbleiben des Werkstückes bei der Übergabe ausgeschlossen ist.The lower clamping jaw of the second clamping device can advantageously be adjusted in the z-direction so that the workpiece can be accommodated in the clamping devices of the first and/or the second clamping device without any problems. The lower clamping jaw can thus be slightly lowered, for example when the workpiece is transferred from the first to the second clamping device, so that the workpiece cannot get caught during the transfer.
Eine konstruktiv einfache Ausbildung der Anlage ergibt sich in vorteilhafter Weise, wenn sich die Klemmbacken der zweiten Spanneinrichtung über die Länge der zweiten Spanneinrichtung in x-Richtung erstrecken.A structurally simple design of the system results in an advantageous manner when the clamping jaws of the second clamping device extend over the length of the second clamping device in the x-direction.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn sich die gesamte zweite Spanneinrichtung nahezu über die Länge des Bearbeitungsbereiches in x-Richtung erstreckt.It is advantageous here if the entire second clamping device extends almost over the length of the machining area in the x-direction.
Die Anlage ist in vorteilhafter Weise zur Ablage der Werkstücke nach der Bearbeitung mit wenigstens einer Aufnahmeeinheit versehen, die in x-Richtung aus dem Bearbeitungsbereich in den Beschickungsbereich verstellbar ist. Befindet sich die Aufnahmeeinheit im Bearbeitungsbereich, können die Werkstücke nach ihrer Fertigbearbeitung auf der Aufnahmeeinheit abgelegt werden. Mit ihr werden die Werkstücke in x-Richtung zum Beschickungsbereich verfahren und dort aus der Anlage mittels einer geeigneten Transporteinrichtung abgeführt. Während dieses Abgabevorganges können die Spanneinrichtungen unabhängig von der Position der Aufnahmeeinheit die Werkstücke in der Anlage transportieren.The system is advantageously provided with at least one receiving unit for depositing the workpieces after processing, which can be moved in the x-direction from the processing area to the loading area. If the receiving unit is in the processing area, the workpieces can be placed on the receiving unit after they have been finished. With it, the workpieces are moved in the x-direction to the loading area and removed from the system by means of a suitable transport device. During this delivery process, the clamping devices can transport the workpieces in the system, regardless of the position of the receiving unit.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das zu bearbeitende Werkstück im Beschickungsbereich zunächst von der ersten Spanneinrichtung ohne eine genaue Positionierung bezüglich dieser Spanneinrichtung aufgenommen und geklemmt. Ob das Werkstück hierbei verdreht oder schräg in der Klemmeinrichtung der Spanneinrichtung eingeklemmt ist, ist hierbei nicht wesentlich. Mit der ersten Spanneinrichtung wird das Werkstück neben die zweite Spanneinrichtung verfahren, deren Klemmeinrichtung geöffnet ist, so dass das in der ersten Spanneinrichtung eingespannte Werkstück ohne Probleme zwischen die Klemmbacken der Klemmeinrichtung der zweiten Spanneinrichtung eingefahren werden kann. Die unteren Klemmbacken bzw. Auflagen der beiden Spanneinrichtungen stehen in Höhenrichtung (z-Richtung) exakt zueinander, d.h. sie sind exakt zueinander ausgerichtet. Die entsprechenden Positionierachsen müssen für eine qualitativ hochwertige Bearbeitung ohnehin eine hohe Positioniergenauigkeit aufweisen. Vorteilhaft sind die unteren Klemmbacken auf gleicher Höhe exakt zueinander ausgerichtet. Dies ist notwendig, wenn die Werkstücke eine ebene Auflageseite aufweisen. Die zugeführten Werkstücke können beispielsweise bereits mit einem Falz versehen sein, d.h. die Werkstücke sind mit einer randoffenen Vertiefung oder Auskehlung, dem sogenannten Falz, versehen. Dieser Falz wird in Höhenrichtung (z-Richtung) durch eine zur Auflagefläche des Werkstückes parallele Fläche begrenzt, mit der das Werkstück an der entsprechenden Klemmbacke anliegt. In diesem Falle ist es notwendig, dass die Klemmbacken der beiden Spanneinrichtungen mit einem Höhenversatz, aber dennoch exakt zueinander, ausgerichtet werden, der dem Maß der Vertiefung in z-Richtung entspricht. Sobald sich die erste Spanneinrichtung neben der zweiten Spanneinrichtung befindet, wird die Klemmung des Werkstückes in der ersten Spanneinrichtung aufgehoben. Das Werkstück kann dann quer zur x-Richtung in y-Richtung mittels einander horizontal gegenüberliegender Anschläge ausgerichtet bzw. positioniert werden. Dadurch wird das Werkstück exakt positioniert, auch wenn es zuvor schräg oder verdreht in der ersten Spanneinrichtung eingespannt war. Das Werkstück wird anschließend in einer der beiden Spanneinrichtungen eingespannt und anschließend bearbeitet.In the method according to the invention, the workpiece to be machined is first picked up and clamped in the loading area by the first clamping device without precise positioning with respect to this clamping device. It is not important here whether the workpiece is twisted or clamped at an angle in the clamping device of the clamping device. With the first clamping device, the workpiece is moved next to the second clamping device, the clamping device is open, so that in the first Clamping device clamped workpiece can be moved without problems between the jaws of the clamping device of the second clamping device. The lower clamping jaws or supports of the two clamping devices are exactly in relation to one another in the vertical direction (z-direction), ie they are exactly aligned with one another. In any case, the corresponding positioning axes must have a high positioning accuracy for high-quality machining. Advantageously, the lower clamping jaws are exactly aligned with one another at the same height. This is necessary if the workpieces have a flat support surface. The supplied workpieces can, for example, already be provided with a fold, ie the workpieces are provided with an open-edged indentation or groove, the so-called fold. This fold is delimited in the vertical direction (z-direction) by a surface which is parallel to the bearing surface of the workpiece and with which the workpiece bears against the corresponding clamping jaw. In this case, it is necessary for the clamping jaws of the two clamping devices to be aligned with a height offset that corresponds to the dimension of the indentation in the z-direction, but is nevertheless exact to one another. As soon as the first clamping device is located next to the second clamping device, the clamping of the workpiece in the first clamping device is released. The workpiece can then be aligned or positioned transversely to the x-direction in the y-direction by means of horizontally opposite stops. As a result, the workpiece is positioned exactly, even if it was previously clamped at an angle or twisted in the first clamping device. The workpiece is then clamped in one of the two clamping devices and then machined.
Das Werkstück wird so positioniert, dass es in der geklemmten Lage in y-Richtung über die Klemmeinrichtung vorsteht. Der überstehende Werkstückbereich kann dann mit entsprechenden Werkzeugen bearbeitet werden.The workpiece is positioned in such a way that, in the clamped position, it projects beyond the clamping device in the y-direction. The protruding workpiece area can then be machined with appropriate tools.
Die genaue Positionierung des Werkstückes wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, dass es vor dem Einspannen in einer der beiden Spanneinrichtungen an einem Gegenanschlag der ersten Spanneinrichtung und einem Anschlag der zweiten Spanneinrichtung anliegt. Damit das Werkstück einwandfrei bearbeitet werden kann, wird die zweite Spanneinrichtung nach dem Einspannen des Werkstückes in y-Richtung so weit zurückgefahren, dass eine Seite des Werkstückes bearbeitet werden kann. Diese Seite kann die entsprechende Längsseite im überstehenden Werkstückbereich sowie auch die Ober- und/oder Unterseite des Werkstückes sein. Die frei liegende Längsseite des Werkstückes kann bearbeitet, insbesondere profiliert werden, während in die Ober/Unterseite des Werkstückes Bohrungen, Nuten und dergleichen eingebracht werden können.The precise positioning of the workpiece is advantageously achieved in that, before it is clamped in one of the two clamping devices, it rests against a counter-stop of the first clamping device and a stop of the second clamping device. So that the workpiece can be machined properly, after the workpiece has been clamped, the second clamping device is retracted in the y-direction so far that one side of the workpiece can be machined. This side can be the corresponding long side in the protruding workpiece area as well as the top and/or bottom of the workpiece. The exposed long side of the workpiece can be machined, in particular profiled, while bores, grooves and the like can be made in the top/bottom of the workpiece.
Nach der Bearbeitung der einen Seite des Werkstückes erfolgt in vorteilhafter Weise die Übergabe des teilbearbeiteten Werkstückes innerhalb des Bearbeitungsbereiches an die zweite Spanneinrichtung. Sie wird bei geöffneter Klemmeinrichtung in y-Richtung in Richtung auf die erste Spanneinrichtung verschoben.After one side of the workpiece has been machined, the partially machined workpiece is advantageously transferred to the second clamping device within the machining area. With the clamping device open, it is displaced in the y-direction in the direction of the first clamping device.
Während des Übergabevorganges von der ersten Spanneinrichtung an die zweite Spanneirichtung ist das Werkstück stets eingespannt, so dass durch den Übergabevorgang keine Positionsveränderung des Werkstückes stattfindet. Dies trägt zu einer sehr hohen Bearbeitungsqualität bei.The workpiece is always clamped during the transfer process from the first clamping device to the second clamping device, so that the position of the workpiece does not change as a result of the transfer process. This contributes to a very high processing quality.
Vorteilhaft wird hierbei die Klemmvorrichtung der ersten Spanneinrichtung erst dann geöffnet, wenn die Klemmvorrichtung der zweiten Spanneinrichtung das Werkstück geklemmt hat.Advantageously, the clamping device of the first clamping device is not opened until the clamping device of the second clamping device has clamped the workpiece.
Die Einspannung des Werkstückes erfolgt hierbei so, dass der noch unbearbeitete Bereich des Werkstückes in y-Richtung über die Klemmeinrichtung der zweiten Spanneinrichtung vorsteht, so dass an der frei liegenden Längsseite und/oder der Ober- und/oder Unterseite des Werkstückes die erforderlichen Bearbeitungen vorgenommen werden können.The workpiece is clamped in such a way that the still unmachined area of the workpiece protrudes in the y-direction beyond the clamping device of the second clamping device, so that the required machining can be carried out on the exposed long side and/or the top and/or bottom of the workpiece can become.
Die zweite Spanneinrichtung kann für diese weitere Bearbeitung in y-Richtung zurückgefahren werden, damit die entsprechenden Werkzeuge an den unbearbeiteten Werkstückbereich gelangen können.For this further processing, the second clamping device can be retracted in the y-direction so that the corresponding tools can reach the unprocessed workpiece area.
Während dieser Bearbeitung kann die erste Spanneinrichtung zurück zum Beschickungsbereich verfahren werden, um dort das nächste zu bearbeitende Werkstück aufzunehmen.During this processing, the first clamping device can be moved back to the loading area in order to pick up the next workpiece to be processed there.
Sobald das Werkstück in der zweiten Spanneinrichtung fertig bearbeitet ist, wird es an eine Aufnahmeeinheit übergeben, mit der das fertig bearbeitete Werkstück aus dem Bearbeitungsbereich zurück in den Beschickungsbereich transportiert werden kann.As soon as the workpiece has been completely machined in the second clamping device, it is transferred to a pick-up unit with which the finished workpiece can be transported from the machining area back to the loading area.
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.The subject matter of the application results not only from the subject matter of the individual patent claims, but also from all the information and features disclosed in the drawings and the description. Even if they are not the subject of the claims, they are claimed to be essential to the invention insofar as they are new compared to the prior art, either individually or in combination.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features of the invention emerge from the further claims, the description and the drawings.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
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1 in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage, -
2 in vergrößerter und perspektivischer Darstellung eine Spanneinrichtung der erfindungsgemäßen Anlage, -
3 bis7 verschiedene Phasen beim Ausrichten der Werkstücke nach der Zuführung und vor der ersten Bearbeitung.
-
1 a perspective view of a system according to the invention, -
2 in an enlarged and perspective representation of a clamping device of the system according to the invention, -
3 until7 different phases in aligning the pieces after feeding and before the first machining.
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 Werkstücke 1 haben rechteckigen Querschnitt und werden auf einer Zuführeinrichtung 2 quer zu ihrer Längsrichtung in y-Richtung zugeführt. Die Zuführeinrichtung 2 ist 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 auch eine automatische Werkstückzuführung möglich.In the system described below, elongated workpieces are processed, which can advantageously consist of wood, but also of plastic, aluminum or a similar material. The
Die Transporteinheit 3 kann beispielhaft durch Transportriemen gebildet sein, die mit Abstand nebeneinander liegen und sich in y-Richtung erstrecken.The transport unit 3 can be formed, for example, by transport belts that lie next to one another at a distance and extend in the y-direction.
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 2 kann mehrere nebeneinander liegende Transporteinheiten 3 aufweisen, um beispielsweise mehrere nebeneinander liegende Werkstücke 1 gleichzeitig transportieren zu können.The feed device 2 has at least one support table 4 on which the
Die Werkstücke 1 werden Spanneinrichtungen 5, 6 zugeführt, mit denen die Werkstücke 1 an der Ober- und Unterseite festgeklemmt werden.The
Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat jede Spanneinrichtung 5, 6 drei Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c, die jeweils obere und untere Klemmbacken 5', 6'; 5", 6" haben.In the exemplary embodiment shown, each clamping
In der Stellung gemäß
Die Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c sind längs einer in x-Richtung verlaufenden Führung 8 verfahrbar und können entsprechend der Länge der Werkstücke 1 individuell in x-Richtung positioniert werden. Die Werkstücke 1 werden mit den Spannwagen in ihrer Längsrichtung transportiert. Je nach Ausbildung der Anlage kann die Zahl der Spanneinrichtungen 5, 6 und Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c variieren. Je nach Werkstücklänge können unterschiedlich viele Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c die Spanneinrichtung 5, 6 bilden. Die einzelne Spanneinrichtung 5, 6 wird im Rahmen des Ausführungsbeispiels so definiert, dass in einer Spanneinrichtung 5, 6 ein einzelnes Werkstück 1 eingespannt ist. Die Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c können unterschiedlich breit (in Längsrichtung der Werkstücke) sein, so dass auch ein Werkstück nur in einem Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c eingespannt sein kann. Dementsprechend besteht die Spanneinrichtung 5, 6 in diesem Fall aus dem einen Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c.The clamping
Mit den Spanneinrichtungen 5, 6 werden die Werkstücke 1 in einen Bearbeitungsbereich 9 der Anlage transportiert. In diesem Bereich können die Werkstücke 1 von einer zweiten Spanneinrichtung 10 übernommen werden. With the
Sie hat eine Auflage 11, auf der eine untere Klemmbacke 14 angeordnet ist, auf der die Werkstücke in geklemmtem Zustand aufliegen. Die Auflage 11 und die Klemmbacke 14 erstrecken sich in x-Richtung über die Länge der Spanneinrichtung 10. Zum Einspannen der Werkstücke 1 dient eine obere Klemmbacke 12, die sich in x-Richtung über die Länge der Spanneinrichtung 10 erstreckt und die in z-Richtung mit mindestens einem Antrieb 30, im Ausführungsbeispiel mit drei in x-Richtung mit Abstand hintereinander liegenden Antrieben 30 verstellt werden kann (
Die Antriebe 30 sind Teile von Verstelleinheiten 31, welche den Träger 50 aufweisen und die zusammen mit den Antrieben 30 in z-Richtung verfahren werden können. Die Verstelleinheiten 31 sind an weiteren Verstelleinheiten 31a vorgesehen, die z-Führungen 52 für die Träger 50 der Antriebe 30 aufweisen.The
Die Anlage weist im Bereich der Spanneinrichtung 10 in y-Richtung sich erstreckende Führungen 32 für die Verstelleinheiten 31a auf. Sie werden mittels eines Antriebes 44 (
Der Antrieb 44 hat einen Antriebsmotor 45 mit einer in y-Richtung liegenden Motorwelle 46, die über Endlosantriebe 47 mit in y-Richtung sich erstreckenden Stellspindeln 48 antriebsverbunden ist. Mit ihnen können die Verstelleinheiten 31a in y-Richtung verfahren werden.The
Anhand der
Im Beschickungsbereich 7 kann das Werkstück 1 gegen einen gefederten Gegenanschlag 15 in y-Richtung geschoben und mit den Klemmbacken 5', 5", 6', 6" 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 Gegenanschlages 15 begrenzt. Das Werkstück 1 kann hierbei auch verdreht oder ungerade bzw. schräg auf den Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c liegen. Anschließend werden die Spanneinrichtungen 5, 6 in x-Richtung längs der Führung 8 in den Bearbeitungsbereich 9 transportiert, wobei das Werkstück 1 in seiner Längsrichtung, also in x-Richtung, verfahren wird.In the loading area 7, the
Die Transporteinheit 3 steht im Vergleich zu den unteren Klemmbacken 5", 6" beispielsweise höher, so dass die Werkstücke 1, wie etwa in
Nach dem Einklemmen der unbearbeiteten Werkstücke 1 wird die Transporteinheit um ein kleines Maß abgetaktet, damit die Unterseite des Werkstückes 1 freikommt. Die Spanneinrichtungen 5, 6 können dann längs der in x-Richtung sich erstreckenden Führung 8 in den Bearbeitungsbereich 9 transportiert werden, der auch den Bearbeitungsbereich der Anlage bildet. Das Werkstück 1 wird bei diesem Transport in seiner Längsrichtung, also in x-Richtung, verfahren.After the
Im Bearbeitungsbereich 9 befindet sich die Spanneinrichtung 10, deren obere Klemmbacke 12 in z-Richtung so weit hochgefahren ist, dass das Werkstück 1 in die Spanneinrichtung 10 in x-Richtung eingefahren und bei Bedarf die Spanneinrichtung 10 in y-Richtung verstellt werden kann. Bei Bedarf ist die Auflage 11 der Spanneinrichtung 10 auch etwas nach unten gestellt, so dass es zu keiner Berührung mit dem Werkstück 1 und daraus folgender Beschädigung kommen kann.The clamping
Die Werkstücke 1 werden bei der Zuführung so in die jeweilige Spanneinrichtung 5, 6 eingespannt, dass sie mit ihrer einen Längsseite 13 in y-Richtung über die Klemmbacken 5', 5", 6', 6" der Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c in Richtung auf die Spanneinrichtung 10 vorstehen. Da das Werkstück 1 beispielhaft schräg in der Spanneinrichtung 5, 6 eingespannt ist, verläuft die Längsseite 13 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 13 des Werkstückes 1 auch unter einem kleinen spitzen Winkel zur y-Richtung.During feeding, the
Sobald sich die Spanneinrichtung 5, 6 im Bearbeitungsbereich 9 befindet und der Spanneinrichtung 10 gegenüberliegt, werden die oberen Klemmbacken 5', 6' der Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c in z-Richtung angehoben (
Jeder Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c hat mindestens einen Gegenanschlag 15, der mittels eines Pneumatikzylinders in zwei Positionen vor- und zurückgetaktet werden kann und der in der vorderen Stellung aufgrund der Druckbeaufschlagung als gefederter Gegenanschlag 15 wirkt. In
Der in y-Richtung gemessene Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Spanneinrichtungen 5, 6, 10 ist so eingestellt, dass das Werkstück 1 über einen Teil seiner Breite auf die untere Klemmbacke 14 der Spanneinrichtung 10 gelangt.The distance, measured in the y-direction, between the opposing
Da bei der Übergabe bzw. Ausrichtung des Werkstückes 1 die Klemmbacken 5', 6', 12 hochgefahren sind, liegt das Werkstück 1 auf den unteren Klemmbacken 5", 6", 14 ohne Spannung auf. Dabei muss gewährleistet sein, dass die unteren Klemmbacken 5", 6" der Spanneinrichtung 5, 6 und die Auflage/Klemmbacke 14 der Spanneinrichtung 10 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 5, 6 mit dem mindestens einen gefederten Gegenanschlag 15 versehen, der in y-Richtung bewegbar ist. Der Gegenanschlag 15 hat eine senkrecht zur Auflagefläche der unteren Klemmbacke 5", 6" liegende Anschlagfläche 16, mit der er an der der Längsseite 13 gegenüberliegenden Längsseite 17 des Werkstückes 1 zur Anlage kommt, wenn er das Werkstück in y-Richtung verschiebt (
Mit dem Gegenanschlag 15 wird das Werkstück 1 in y-Richtung auf die untere Klemmbacke 14 so weit geschoben, bis das Werkstück 1 mit seiner Längsseite 13 an einem in x-Richtung sich erstreckenden Anschlag 18 der Spanneinrichtung 10 anliegt (
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 17 erforderliche Lage einnimmt. Dann muss das Werkstück 1 nach der Bearbeitung der einen Längsseite 13 und der Übergabe an die Spanneinrichtung 10 nicht bewegt werden.The setting of the
Bei dem beschriebenen Ausrichtvorgang wird das Werkstück 1 in die exakte Position gebracht.In the alignment process described, the
Sobald die positionsgenaue Ausrichtung des Werkstückes 1 über die horizontalen Anschläge 15 und 18 erfolgt ist, werden die oberen Klemmbacken 5', 6' der Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c der Spanneinrichtungen 5, 6 in z-Richtung abgesenkt, bis das Werkstück 1 zwischen den oberen Klemmbacken 5', 6' und den unteren Klemmbacken 5", 6" eingespannt ist. Die Einspannung des Werkstückes 1 ist derart, dass es in y-Richtung in Richtung auf die Spanneinrichtung 10 über die Klemmbacken 5', 5", 6', 6" vorsteht. Im Ausführungsbeispiel steht das Werkstück 1 etwa über seine halbe Breite über die Klemmbacken 5', 5", 6', 6" vor.As soon as the
Das eingespannte Werkstück 1 liegt mit seiner Längsseite 17 an der Anschlagfläche 16 des Gegenanschlages 15 der Spanneinrichtung 5, 6 an (
Der Anschlag 18 kann über eine separate y-Achse oder wie im Ausführungsbeispiel mittels der y-Achse der Spanneinrichtung 10 in seine y-Position positioniert werden.The
Im Ausführungsbeispiel ist der Anschlag 18 auf den Trägern 50 der Verstelleinheiten 31a angeordnet und kann in drei Positionen in y-Richtung verstellt werden. Zum Abschieben der fertig bearbeiteten Werkstücke 1 wird der Anschlag 18 in y-Richtung nach vorn getaktet. Die beiden vorgetakteten Positionen des Anschlages 18 dienen zum Ausrichten und Abschieben der Werkstücke 1. Der Anschlag 18 wird dann in die dritte Position zurückgetaktet, wenn das Werkstück 1 für die zweite Einspannung zur Bearbeitung der Längsseite 17 der Spanneinrichtung 10 übergeben werden soll. Der Anschlag 18 liegt dann nicht am Werkstück 1 an. In
Sobald das Werkstück in der beschriebenen Weise in der Spanneinrichtung 5, 6 eingespannt ist, wird die Spanneinrichtung 10 mit den beschriebenen Verstelleinheiten 31a (
Das Bearbeitungswerkzeug wird in eine Werkzeugspindel 33 (
In dem über die Klemmbacken 5', 5", 6', 6" vorstehenden Bereich sowie in den zwischen den oberen und unteren Klemmbacken 5', 5", 6', 6" liegenden Bereichen können in die Oberseite 19 bzw. Unterseite 19' des Werkstückes 1 Bohrungen, Nuten und dergleichen eingebracht werden.In the area protruding over the clamping
Sobald das Werkstück 1 an seiner einen Längsseite 13 und ggf. an seiner Oberseite 19 und/oder Unterseite 19' bearbeitet worden ist, wird die Spanneinrichtung 10 mittels der Verstelleinheiten 31a in y-Richtung wieder in eine Position relativ zur Spanneinrichtung 5, 6 gefahren, in der das Werkstück 1 von den Klemmbacken 12, 14 der Spanneinrichtung 10 übergriffen wird. Diese Lage der beiden Spanneinrichtungen 5, 6, 10 relativ zueinander entspricht in etwa der Position, wie sie in
Bei dieser y-Bewegung wird die Spanneinrichtung 10 so weit in Richtung auf die Spanneinrichtung 5, 6 verfahren, bis die Spanneinrichtung 10 die für eine optimale Klemmung und für eine Bearbeitung des Werkstückes 1 an der Längsseite 17 optimale Position erreicht hat.During this y movement, the clamping
Während des Übergabevorganges ist das Werkstück 1 zu keiner Zeit frei. Außerdem wird die Position des Werkstückes hierbei nicht verändert, sondern bleibt in der Anlage ortsfest. Dadurch ist eine sehr genaue Bearbeitung des Werkstückes 1 sichergestellt, da insbesondere keine Achspositionierung der Spanneinrichtung erfolgen muss.The
Sobald der überstehende Teil des Werkstückes 1 in der Spanneinrichtung 10 festgeklemmt ist, werden die oberen Klemmbacken 5', 6' der Spannwagen 5a bis 5c, 6a bis 6c in z-Richtung abgehoben, so dass das Werkstück durch die Spanneinrichtung 5, 6 nicht mehr eingeklemmt ist. Die Spanneinrichtung 5, 6 wird anschließend in x-Richtung zurück zum Beschickungsbereich 7 verfahren, um dort das nächste zu bearbeitende Werkstück 1 aufzunehmen.As soon as the protruding part of the
Vor diesem Zurückfahren erfolgt in vorteilhafter Weise ein geringer z-Hub (beispielsweise 3 mm) der Spanneinrichtung 10 nach oben, oder die Spanneinrichtung 10 fährt in y-Richtung zurück, damit die Unterseite des Werkstückes 1 beim Verfahren der Spanneinrichtung 5, 6 nicht beschädigt wird. Before this retraction, there is advantageously a small z-stroke (e.g. 3 mm) of the
Damit eine zuverlässige Übergabe zwischen der Spanneinrichtung 5, 6 und der Spanneinrichtung 10 stattfinden kann, ist es vorteilhaft, wenn beim Verfahren in bzw. aus der Übergabestellung die jeweils unteren Klemmbacken 5", 6", 14 geringfügig in z-Richtung abgesenkt werden können, so dass sichergestellt ist, dass die untere Klemmbacken 5", 6", 14nicht mit der Auflageseite des Werkstückes 1 in Berührung kommt, wobei deren Oberfläche beschädigt werden könnte.So that a reliable transfer can take place between the clamping
Das Werkstück 1 ist in der Spanneinrichtung 10 so eingespannt, dass es in y-Richtung ausreichend weit über die Klemmbacken 12, 14 der Spanneinrichtung 10 vorsteht. Die noch nicht bearbeitete Längsseite 17 des Werkstückes 1 kann dann problemlos mit dem entsprechenden Werkzeug bearbeitet werden, das in x-Richtung mittels des Portals 34 am Werkstück 1 vorbeigefahren wird.The
In dem Bereich der Oberseite 19 bzw. der Unterseite 19' des Werkstückes, der frei liegt, können mit dem entsprechenden Werkzeug auch Bohrungen, Nuten und dergleichen eingebracht werden.In the area of the
Der beschriebene Ablauf beim Einspannen, bei der Übergabe und bei der Bearbeitung des Werkstückes erfolgt mit allen Spanneinrichtungen 5, 6 in gleicher Weise.The process described when clamping, when handing over and when processing the workpiece takes place with all clamping
Bei der gleichzeitigen Bearbeitung von zwei oder mehr Werkstücken 1 können durchaus zwei oder mehr Spanneinrichtungen 5, 6 zum Einsatz kommen, die zeitgleich und parallel die entsprechenden Bewegungen ausführen, wie anhand der
Die Aufnahmeeinheit 20 ist mit zwei Armen 41, 42 an einem Schlitten 43 gelagert, der am Querträger 39 des Portals 34 in z-Richtung verfahrbar ist. Zusammen mit dem Portal 34 kann die Aufnahmeeinheit 20 in x-Richtung verfahren werden, wenn die fertig bearbeiteten Werkstücke auf ihr abgelegt sind und die Aufnahmeeinheit 20 in ihre obere, in
Mit dem Portal 34 wird die Aufnahmeeinheit 20 so weit in x-Richtung verfahren, bis sie einer Abführeinheit 21 (
Die Aufnahmeeinheit 20 wird beispielsweise durch ein profiliertes Blechstück gebildet, das einen in einer Horizontalebene liegenden Auflageteil 22 aufweist, der mit Aussparungen 23 versehen ist, die in Richtung auf den freien Rand des Auflageteiles 22 offen sind.The receiving
Wenn die Aufnahmeeinheit 20 im Bereich der Abführeinheit 21 durch Verfahren des Schlittens 43 in z-Richtung abgesenkt wird, ragen in die Aussparungen 23 die Riemenbahnen 21a der Transporteinheit 3, welche die auf dem Auflageteil 22 liegenden Werkstücke 1 erfassen und in y-Richtung von der Aufnahmeeinheit 20 abnehmen.When receiving
Die Ablage der fertig bearbeiteten Werkstücke 1 auf der Abführeinheit 21 kann parallel zur Ausrichtung und ersten Einspannung der Werkstücke 1 im Bearbeitungsbereich 9 erfolgen, so dass ein kontinuierlicher Maschinenablauf gewährleistet ist.The
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