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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht.
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Stand der Technik
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Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Holzbearbeitungsmaschinen, können als stationäre Bearbeitungsmaschinen oder als Durchlaufmaschinen ausgebildet sein, wobei bei beiden Varianten zum Ausführen eines Bearbeitungsvorgangs ein Bearbeitungswerkzeug und ein Werkstück relativ zueinander bewegt werden.
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Um während des Bearbeitungsvorgangs eine Führung des Bearbeitungswerkzeugs bereitzustellen, ist dem Bearbeitungswerkzeug eine Tasteinrichtung zugeordnet, die während der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs und/oder des Werkstücks auf der Werkstückoberfläche aufsetzt und auf diese Weise einen konstanten Abstand zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Werkstück sicherstellt.
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Insbesondere bei empfindlichen Werkstückoberflächen, beispielsweise Beschichtungsmaterialien, können durch den Kontakt zwischen der Tasteinrichtung und dem Werkstück Beschädigungen auftreten, die zu einer Beeinträchtigung der Werkstückqualität führen können. Darüber hinaus erfordert eine solche mechanische Tasteinrichtung zusätzlichen Bauraum in der Bearbeitungsmaschine.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, welche einen vereinfachten Aufbau aufweist und einen geringeren Kostenaufwand ermöglicht. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, welches eine hohe Bearbeitungsqualität bei der Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks nach Anspruch 11 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bestimmte Ausführungsformen.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die bisher erforderlichen, kontaktbehafteten Tasteinrichtungen durch eine berührungslose Tastung zu ersetzen. Während eines Bearbeitungsvorgangs, d.h. während einer Relativbewegung zwischen der Werkzeugeinrichtung, insbesondere dem Mehrprofilwerkzeug und/oder der Werkzeugwechseleinrichtung, und dem zu bearbeitenden Werkstück, kann die Werkzeugeinrichtung, insbesondere das Mehrprofilwerkzeug und/oder die Werkzeugwechseleinrichtung, somit auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Sensoreinrichtung berührungslos gesteuert werden. Eine mechanische Tasteinrichtung, beispielsweise Tastrollen oder Tastschuhe zur mechanischen Führung des Bearbeitungsaggregats während des Bearbeitungsvorgangs, kann somit entfallen. Hierdurch ergibt sich neben einer präzisen Bearbeitung ein vereinfachter Aufbau und auch ein geringerer Platzbedarf.
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Durch das Vorsehen der Sensoreinrichtung kann zum Ausführen des Bearbeitungsvorgangs auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses eine Positionierung der Werkzeugeinrichtung, insbesondere des Mehrprofilwerkzeugs und/oder der Werkzeugwechseleinrichtung, relativ zu der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks berührungslos gesteuert werden.
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Das Werkzeug kann beispielsweise als spanabnehmendes Bearbeitungswerkzeug, insbesondere als Fräswerkzeug oder Schneidwerkzeug, ausgebildet sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Werkzeug ein Mehrprofilwerkzeug und/oder eine Werkzeugwechseleinrichtung aufweist.
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Das Mehrprofilwerkzeug kann insbesondere zum Bearbeiten einer Werkstückoberfläche, einer Werkstückkante und/oder einer Schmalfläche des Werkstücks eingerichtet sein. Vorzugsweise kann das Mehrprofilwerkzeug eine Mehrprofilbearbeitung einer Werkstückkante, beispielsweise einer umlaufenden Werkstückkante, insbesondere einer die Schmalfläche eines plattenförmigen Werkstücks begrenzenden umlaufenden Kante, ermöglichen.
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Die Werkzeugwechseleinrichtung ist vorzugsweise zum Aufnehmen verschiedener Bearbeitungswerkzeuge ausgebildet. Durch die jeweiligen Bearbeitungswerkzeuge können unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge, insbesondere zum Bearbeiten der Werkstückoberfläche, Werkstückkante und/oder Schmalfläche des Werkstücks, ausführbar sein. Bei den aufnehmbaren Bearbeitungswerkzeugen kann es sich vorzugsweise um Fräswerkzeuge, Schneidwerkzeuge wie etwa Ziehklingen und/oder Sägen etc. handeln.
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In einer Weiterbildung des Bearbeitungsaggregats kann die Sensoreinrichtung wenigstens einen Abstandssensor, wenigstens eine Kamera und/oder dergleichen umfassen und eingerichtet sein, einen Abstand zu der Oberfläche und/oder eine Kontur der Oberfläche des Werkstücks zu erfassen. Das Erfassungsergebnis kann zur Steuereinrichtung übermittelt werden.
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Der wenigstens eine Abstandssensor kann beispielsweise durch eine Lasereinrichtung zur Abstandsmessung ausgebildet sein. Vorzugsweise können mehrere Abstandssensoren in der Weise angeordnet sein, dass eine räumliche Abstandsmessung zur Oberfläche des Werkstücks vorgesehen ist.
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Umfasst die Sensoreinrichtung wenigstens eine Kamera, kann der Abstand zu der Oberfläche des Werkstücks und/oder die Kontur des Werkstücks, d.h. eine Ausgestaltung der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, Werkstückkante und/oder Schmalfläche, aus den Bildinformationen ermittelt werden. Vorzugsweise können mehrere Kameras in der Weise angeordnet sein, dass eine räumliche Erfassung der Kontur der Oberfläche des Werkstücks vorgesehen ist.
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Auf diese Weise kann die Steuerung der Werkzeugeinrichtung, insbesondere des Mehrprofilwerkzeugs und/oder der Werkzeugwechseleinrichtung, auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Sensoreinrichtung, d.h. auf der Grundlage des ermittelten Abstands zur Werkstückoberfläche und/oder der ermittelten Kontur der Werkstückoberfläche, erfolgen.
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Eine weitere Ausgestaltung des Bearbeitungsaggregats kann vorsehen, dass die Sensoreinrichtung in einer Bearbeitungsrichtung vorhergehend zur Werkzeugeinrichtung, insbesondere dem Mehrprofilwerkzeug und/oder der Werkzeugwechseleinrichtung, angeordnet ist.
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Die Erfassung des Abstands und/oder der Kontur kann auf diese Weise während der Relativbewegung zwischen dem Bearbeitungsaggregat und dem Werkstück erfolgen. Dadurch kann eine präzise und direkte Steuerung der Werkzeugeinrichtung, insbesondere des Mehrprofilwerkzeugs und/oder der Werkzeugwechseleinrichtung, vorzugsweise in Echtzeit, in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis der Sensoreinrichtung ermöglicht sein.
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Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Sensoreinrichtung in einer Bearbeitungsrichtung nachlaufend zur Werkzeugeinrichtung vorzusehen, etwa zur Qualitätsüberwachung.
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Bevorzugt kann bei dem Bearbeitungsaggregat vorgesehen sein, dass die Werkzeugeinrichtung, insbesondere das Mehrprofilwerkzeug, ein Bearbeitungswerkzeug mit einem ersten Bearbeitungsprofil und wenigstens einem weiteren Bearbeitungsprofil aufweist.
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Durch eine solche Werkzeugeinrichtung beziehungsweise ein solches Mehrprofilwerkzeug kann die Bearbeitung des Werkstücks in Abhängigkeit von der Positionierung der Werkzeugeinrichtung/ des Mehrprofilwerkzeugs zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche durch die verschiedenen Bearbeitungsprofile, d.h. durch eine definiertes Bearbeitungsprofil, erfolgen. Die Positionierung des definierten Bearbeitungsprofils der Werkzeugeinrichtung/ des Mehrprofilwerkzeugs zum Werkstück erfolgt dabei insbesondere auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Sensoreinrichtung.
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Bei dem Bearbeitungswerkzeug handelt es sich insbesondere um ein spannehmendes Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise ein Fräswerkzeug mit wenigstens zwei unterschiedlichen Fräsprofilen, eine Ziehklinge mit wenigstens zwei unterschiedlichen Schneidprofilen oder dergleichen. Die Fräsprofile des Fräswerkzeugs oder die Schneidprofile der Ziehklinge können beispielsweise durch unterschiedliche Fräs- bzw. Schneidradien oder Fräs- bzw. Schneidfasen zur Bearbeitung von Werkstückkanten ausgebildet sein.
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In einer Weiterbildung des Bearbeitungsaggregats kann die Werkzeugeinrichtung, insbesondere das Mehrprofilwerkzeug, ein erstes Bearbeitungswerkzeug mit einem ersten Bearbeitungsprofil und wenigstens ein weiteres Bearbeitungswerkzeug mit einem weiteren Bearbeitungsprofil aufweisen und vorzugsweise kann wenigstens eines der Bearbeitungswerkzeuge zwischen einer Arbeitsposition und einer Ruheposition bewegbar sein.
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Mit einer solchen Werkzeugeinrichtung oder einem solchen Mehrprofilwerkzeug kann das Werkstück, insbesondere Werkstückkanten, mit unterschiedlichen Bearbeitungsprofilen, beispielsweise unterschiedlichen Radien oder Fasen oder Überstände, bearbeitet werden. Insbesondere handelt es sich bei den Bearbeitungswerkzeugen um spannehmende Bearbeitungswerkzeuge, vorzugsweise Fräswerkzeuge mit unterschiedlichen Fräsprofilen. Die Bearbeitung durch die verschiedenen Bearbeitungsprofile ist dabei dadurch erreicht, dass das wenigstens eine weitere Bearbeitungswerkzeug axial zum ersten Bearbeitungswerkzeug bewegbar ist, so dass das Bearbeitungsprofil des wenigstens einen weiteren Bearbeitungswerkzeugs in der Arbeitsposition das Bearbeitungsprofil des ersten Bearbeitungswerkzeugs für den Bearbeitungsvorgang überlagert.
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Die Positionierung des Mehrprofilwerkzeugs und/oder die Ansteuerung der axialen Stellbewegung des wenigstens einen weiteren Bearbeitungswerkzeugs relativ zu dem ersten Bearbeitungswerkzeug, d.h. die Ansteuerung der axialen Stellbewegung des Bearbeitungswerkzeugs aus der Ruheposition in die Arbeitsposition, kann auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Sensoreinrichtung vorgesehen sein.
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Eine weitere Ausgestaltung des Bearbeitungsaggregats kann zudem vorsehen, dass die Werkzeugwechseleinheit eingerichtet ist, wenigstens zwei verschiedene Bearbeitungsprofile aufweisende Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig oder alternierend aufzunehmen und den Bearbeitungsvorgang durch jeweils eines der Bearbeitungswerkzeuge auszuführen.
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Die Werkzeugwechseleinheit ist insbesondere ausgebildet, verschiedene spannehmende Bearbeitungswerkzeuge mit unterschiedlichen Bearbeitungsprofilen, beispielsweise verschiedene Fräswerkzeuge, Schneidwerkzeuge oder dergleichen, aufzunehmen. Beispielsweise kann die Werkzeugwechseleinheit eine einfache Wechseleinheit oder eine Revolvereinrichtung aufweisen, durch welche die Bearbeitungswerkzeuge gleichzeitig oder alternierend aufnehmbar sind. Die Werkzeugwechseleinheit kann zudem ausgebildet sein, um auch andere Bearbeitungswerkzeuge aufnehmen zu können, beispielsweise Bohr- oder Sägewerkzeuge.
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Vorteilhafterweise kann bei dem Bearbeitungsaggregat eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die eingerichtet ist, auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Sensoreinrichtung die Werkzeugeinrichtung, insbesondere das Mehrprofilwerkzeug und/oder die Werkzeugwechseleinheit, in eine Sollposition zu überführen und den Bearbeitungsvorgang durch das erste Bearbeitungsprofil oder das wenigstens eine weitere Bearbeitungsprofil zu steuern.
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Die Steuereinrichtung kann eine elektronische Steuerung und/oder eine Stelleinrichtung umfassen, wobei durch die Stelleinrichtung eine Stellbewegung der Werkzeugeinrichtung, insbesondere des Mehrprofilwerkzeugs und/oder der Werkzeugwechseleinheit, in eine X-Richtung und/oder Y-Richtung und/oder Z-Richtung relativ zu dem Werkstück ausführbar ist und durch die elektronische Steuerung die Stellbewegung in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis steuerbar ist. Die Sollposition bildet vorzugsweise eine Position der Werkzeugeinrichtung, insbesondere des Mehrprofilwerkzeugs und/oder der Werkzeugwechseleinheit, zum Werkstück, in der eine Bearbeitung des Werkstücks durch ein definiertes Bearbeitungsprofil in einem definierten Abstand vorgesehen ist.
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Besonders bevorzugt kann die Steuereinrichtung des Bearbeitungsaggregats eingerichtet sein, die Werkzeugeinrichtung, insbesondere das Mehrprofilwerkzeug und/oder die Werkzeugwechseleinheit derart, zu steuern, dass in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis ein definiertes Bearbeitungswerkzeug und/oder Bearbeitungsprofil ausgewählt wird und in die Sollposition überführt wird und/oder das definierte Bearbeitungswerkzeug und/oder Bearbeitungsprofil während des Bearbeitungsvorgangs in einem Sollabstand zur Oberfläche des Werkstücks gehalten wird.
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Durch eine solche Steuerung kann der Bearbeitungsvorgang durch die verschiedenen Bearbeitungswerkzeuge und/oder verschiedenen Bearbeitungsprofile insbesondere automatisiert steuerbar sein. Indem die Steuerung auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses erfolgt, kann eine präzise Positionierung des jeweiligen Bearbeitungswerkzeugs bzw. Bearbeitungsprofils zu der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks steuerbar sein.
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Gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann das Werkzeug als Mehrprofilwerkzeug und/oder als eine Werkzeugwechseleinrichtung ausgeführt sein. Allerdings ist es gemäß weiteren Modifikationen möglich, dass das Werkzeug eine Andrückeinrichtung (wie etwa eine Andrückrolle), eine Haftmittelauftragseinrichtung (beispielsweise eine Leimwalze), ein Nachbearbeitungswerkzeug, insbesondere eine Ziehklinge, und/oder ein Fräswerkzeug, insbesondere zum Konturfräsen oder Formfräsen, aufweist.
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Die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung kann beispielsweise als eine stationäre Werkzeugmaschine ausgebildet sein, bei welcher das Werkstück stationär aufgenommen ist und das Bearbeitungsaggregat zum Ausführen eines Bearbeitungsvorgangs durch die Fördereinrichtung, insbesondere eine mehrachsige Stelleinrichtung, relativ zum Werkstück bewegbar ist. Die Bearbeitungsvorrichtung kann als eine CNC-gesteuerte Bearbeitungsmaschine oder ein CNCgesteuertes Bearbeitungszentrum ausgebildet sein. Ebenso kann die Bearbeitungsvorrichtung als eine Durchlaufmaschine ausgebildet sein, bei welcher das Werkstück durch die Fördereinrichtung in einer Förderrichtung relativ zu dem Bearbeitungsaggregat bewegt wird.
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Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, nach Anspruch 11 gelöst.
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Durch ein solches Bearbeitungsverfahren kann eine hohe Bearbeitungsqualität bei der Bearbeitung von Werkstücken durch die Werkzeugeinrichtung, insbesondere das Mehrprofilwerkzeug und/oder die Werkzeugwechseleinrichtung, erzielt werden. Durch die Steuerung der Werkzeugeinrichtung, insbesondere des Mehrprofilwerkzeugs und/oder der Werkzeugwechseleinheit, auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Sensoreinrichtung können diese während des Bearbeitungsvorgangs in einem definierten Sollabstand zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche gehalten werden. Eine Beschädigung der Oberfläche des Werkstücks, beispielsweise eines empfindlichen Werkstückmaterials oder einer Oberflächenbeschichtung, die durch einen Kontakt einer mechanischen Tasteinrichtung mit der Werkstückoberfläche verursacht werden kann, kann aufgrund des berührungslosen Erfassens der Oberfläche des Werkstücks durch die Sensoreinrichtung vermieden werden.
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Durch das Erfassen der Istposition der Oberfläche des Werkstücks und dem Steuern des Werkstücks und/oder des Bearbeitungsaggregats in die Sollposition kann zudem eine präzise Steuerung des Bearbeitungsvorgangs erreicht werden, wodurch eine hohe Bearbeitungsqualität erreichbar ist.
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Zudem ermöglicht die Steuerung der Werkzeugeinrichtung, insbesondere des Mehrprofilwerkzeugs und/oder der Werkzeugwechseleinheit, des Bearbeitungsaggregats auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses, dass ein definiertes Bearbeitungsprofil der Werkzeugeinrichtung, insbesondere des Mehrprofilwerkzeugs und/oder der Werkzeugwechseleinheit, ausgewählt und zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche positioniert werden kann, um den Bearbeitungsvorgang durch dieses definierte Bearbeitungsprofil auszuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile einer Vorrichtung, einer Verwendung und/oder eines Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Von diesen Zeichnungen zeigt:
- 1 eine schematisch perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung;
- 2 eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Mehrprofilwerkzeugs;
- 3 eine schematische Ansicht eines alternativen Beispiels eines Mehrprofilwerkzeugs;
- 4 eine schematisch perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 10 zum Bearbeiten von Werkstücken 11 in einer schematischen perspektivischen Ansicht.
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Bei der Bearbeitungsvorrichtung 10 handelt es sich insbesondere um eine Durchlaufmaschine, bei der ein Werkstück relativ zu einem oder zu mehreren Bearbeitungsaggregaten bewegt wird.
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Die Bearbeitungsvorrichtung 10 umfasst eine Fördereinrichtung 12, die gemäß 1 als eine Durchlauffördereinrichtung ausgebildet ist, beispielsweise ein Förderband, eine Förderkette, ein Förderriemen oder dergleichen. Auf der Fördereinrichtung 12 ist das zu bearbeitende Werkstück 11 positioniert und wird in einer Förderrichtung F relativ zu einem oder zu mehreren Bearbeitungsaggregaten 13, 14 bewegt. Das Werkstück 11 kann während eines Bearbeitungsvorgangs durch das eine oder die mehreren Bearbeitungsaggregate 13, 14 in der Förderrichtung F bewegt werden.
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In einer alternativen Ausführungsform der Bearbeitungsvorrichtung 10 kann ebenso vorgesehen sein, dass das Werkstück 11 stationär auf einer Werkstückauflage aufliegt und das eine oder die mehreren Bearbeitungsaggregate 13, 14 durch die Fördereinrichtung 12, insbesondere durch eine Stelleinrichtung, relativ zu dem Werkstück 11 bewegt werden.
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Ebenso sind Mischformen dieser beiden Konzepte möglich, wobei die Fördereinrichtung 12 die Aufgabe hat, eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück 11 und dem einen oder den mehreren Bearbeitungsaggregaten 13, 14 herbeizuführen.
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Die Bearbeitungsvorrichtung 10 kann folglich sowohl als eine Durchlaufmaschine als auch als eine stationäre Bearbeitungsmaschine ausgebildet sein.
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Bei dem zu bearbeitenden Werkstück 11 handelt es sich insbesondere um ein Werkstück, dass zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist. Das Werkstück 11 kann ein plattenförmiges Werkstück sein. Bevorzugt kann es sich um unterschiedliche Werkstücke 11 handeln, beispielsweise um Massivholz- oder Spanplatten, Leichtbauplatten, Sandwichplatten, Profile oder dergleichen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Werkstücke 11 beschränkt.
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Gemäß 1 umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 10 zwei Bearbeitungsaggregate 13 und 14, die jeweils einen Bearbeitungsvorgang am Werkstück 11 ausführen. Ebenso kann die Bearbeitungsvorrichtung 10 auch nur ein Bearbeitungsaggregat 13 oder 14 aufweisen oder mehr als zwei Bearbeitungsaggregate.
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Zudem umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 10 eine Sensoreinrichtung 15 zum berührungslosen Erfassen einer Oberfläche 16 des zu bearbeitenden Werkstücks 11.
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Die Sensoreinrichtung 15 kann bevorzugt separat zu den Bearbeitungsaggregaten 13, 14 in der Bearbeitungsvorrichtung 10 vorgesehen sein. Ebenso kann die Sensoreinrichtung 15 an einem oder an beiden Bearbeitungsaggregaten 13, 14 angeordnet sein oder integral mit den Bearbeitungsaggregaten 13 und/oder 14 ausgebildet sein.
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Die Sensoreinrichtung 15 umfasst zwei Abstandssensoren 17, 18, die beispielsweise als Lasersensoren oder Liniensensoren zur Abstandsmessung ausgebildet sind.
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Ergänzend oder alternativ kann die Sensoreinrichtung 15 eine oder mehrere Kameras umfassen, um optisch einen Abstand zu der Oberfläche 16 zu erfassen und/oder um eine Kontur der Oberfläche 16 des Werkstücks 11 zu erfassen, beispielsweise eine Werkstückkante, eine Schmalfläche des Werkstücks oder dergleichen.
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Durch die Sensoreinrichtung 15 kann auf diese Weise eine räumliche Abstandsmessung zu der Oberfläche 16 des Werkstücks 11 erfolgen und/oder eine Ausgestaltung der zu bearbeitenden Oberfläche 16, d.h. der Werkstückkante, der Schmalfläche oder dergleichen, aus den Abstands- und/oder Bildinformationen ermittelt werden.
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Die Sensoreinrichtung 15 bildet eine berührungslose Tasteinrichtung für die Bearbeitungsaggregate 13, 14. Auf der Grundlage eines Erfassungsergebnis der Sensoreinrichtung 15 kann eine Istposition der zu bearbeitenden Oberfläche 16 des Werkstücks 11 ermittelt werden.
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Die durch die Sensoreinrichtung 15 erfassten Daten bezüglicher der zu bearbeitenden Oberfläche 16 des Werkstücks 11, d.h. das Erfassungsergebnis der Sensoreinrichtung 15, werden einer Steuereinrichtung 19 übermittelt, welche die Bearbeitungsaggregate 13, 14 zum Ausführen des Bearbeitungsvorgangs jeweils auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses steuert.
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Die Steuereinrichtung 19 kann eine elektronische Steuerung und eine Stelleinrichtung 20 umfassen. Durch die Stelleinrichtung 20 ist eine Stellbewegung der Bearbeitungsaggregate 13, 14 in eine X-Richtung, Y-Richtung und/oder Z-Richtung ausführbar. Die Stellbewegung ist durch die elektronische Steuerung der Steuereinrichtung 19 in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis der Sensoreinrichtung 15 steuerbar.
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Durch die Steuereinrichtung 19 sind die Bearbeitungsaggregate 13, 14 zwischen einer Istposition und einer Sollposition zum Bearbeiten der Oberfläche 15 des Werkstücks 11 steuerbar. In der Sollposition werden die Bearbeitungsaggregate 13, 14 während des Bearbeitungsvorgangs insbesondere in einem definierten Sollabstand zur Oberfläche 16 des Werkstücks 11 positioniert.
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Die Bearbeitungsaggregate 13, 14 umfassen jeweils einen Aggregatgrundkörper, der über eine nicht näher dargestellte Schnittstelleneinrichtung mit der Bearbeitungsvorrichtung 10, beispielsweise mit einer Antriebseinrichtung der Bearbeitungsvorrichtung 10, koppelbar ist.
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Ein Bearbeitungsaggregat 13, 14 umfasst eine Werkzeugeinrichtung, hier insbesondere ein Mehrprofilwerkzeug 21 oder eine Werkzeugwechseleinrichtung, um einen Bearbeitungsvorgang am Werkstück 11 auszuführen. Die beiden Bearbeitungsaggregate 13, 14 können jeweils unterschiedliche Mehrprofilwerkzeuge 21 oder Werkzeugwechseleinrichtungen aufweisen. Ebenso kann vorgesehen sein, dass ein Bearbeitungsaggregat 13 ein Mehrprofilwerkzeug 21 aufweist und das andere Bearbeitungsaggregat 14 eine Werkzeugwechseleinrichtung.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Mehrprofilwerkzeugs 21 in einer schematischen Ansicht.
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Dieses Mehrprofilwerkzeug 21 ist durch ein Bearbeitungswerkzeug 22, das mehrere Bearbeitungsprofile 23 zum Bearbeiten des Werkstücks 11 aufweist, gebildet.
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Vorzugsweise sind die Bearbeitungsprofile 23 zum Bearbeiten der Werkstückkante des Werkstücks 11 ausgebildet. Insbesondere ist das Bearbeitungswerkzeug 21 ein Fräswerkzeug, das unterschiedliche Fräsradien oder Fräsfasen zum Bearbeiten des Werkstücks 11, insbesondere zum Bearbeiten der Werkstückkante des Werkstücks 11, aufweist. Das Bearbeitungswerkzeug 21 kann einen rotationssymmetrischen Körper bilden und sich um eine Drehachse R drehen.
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Über die Schnittstelleneinrichtung kann das Mehrprofilwerkzeug 21 mit einer nicht näher dargestellten Antriebswelle der Bearbeitungsvorrichtung 10 koppelbar sein, so dass ein Drehmoment auf das Bearbeitungswerkzeug 22 übertragen werden kann.
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Ebenso kann das Bearbeitungswerkzeug 21 als ein Schneidwerkzeug oder eine Ziehklinge ausgebildet sein, das unterschiedliche Schneidradien oder Schneidfasen zum Bearbeiten des Werkstücks 11, insbesondere zum Bearbeiten der Werkstückkante des Werkstücks 11, aufweist.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Mehrprofilwerkzeugs 21.
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Dieses Mehrprofilwerkzeug 21 umfasst einen Grundkörper 24 mit einem ersten Bearbeitungswerkzeug 25 und einem zweiten Bearbeitungswerkzeug 26. Die beiden Bearbeitungswerkzeuge 25, 26 sind koaxial zueinander angeordnet und um eine gemeinsame Drehachse R drehbar.
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Über die Schnittstelleneinrichtung kann das Mehrprofilwerkzeug 21 mit der Antriebswelle der Bearbeitungsvorrichtung 10 koppelbar sein, so dass ein Drehmoment auf das erste Bearbeitungswerkzeug 25 und/oder das zweite Bearbeitungswerkzeug 26 übertragen werden kann.
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Das zweite Bearbeitungswerkzeug 26 ist an einem Außenumfang des ersten Bearbeitungswerkzeugs 25 axial verschiebbar zum ersten Bearbeitungswerkzeug 25 vorgesehen, sodass das zweite Bearbeitungswerkzeug 26 zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition axial verschiebbar ist.
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Das erste Bearbeitungswerkzeug 25 bildet an einer Stirnseite des Mehrprofilwerkzeugs 21 ein erstes Bearbeitungsprofil 27. Das zweite Bearbeitungswerkzeug 26 bildet in der Arbeitsposition an der Stirnseite ein zweites Bearbeitungsprofil 28. Durch das axiale Verschieben des zweiten Bearbeitungswerkzeugs 26 relativ zum ersten Bearbeitungswerkzeug 25 überlagert das zweite Bearbeitungsprofil 28 des zweiten Bearbeitungswerkzeugs 26 das erste Bearbeitungsprofil 27 des ersten Bearbeitungswerkzeugs 25, sodass durch das Mehrprofilwerkzeug 21 zwei verschiedene Bearbeitungsprofile 27, 28 zum Bearbeiten des Werkstücks 11 bereitgestellt werden.
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Insbesondere sind das erste und zweite Bearbeitungswerkzeug 25, 26 jeweils Fräswerkzeuge mit verschiedenen Fräsradien oder Fräsfasen zum Bearbeiten der Werkstückkante des Werkstücks 11.
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Wie zuvor bereits beschrieben, ist die Steuereinrichtung 19 eingerichtet, die Bearbeitungsaggregate 13, 14 auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses der Sensoreinrichtung 15 aus der Istposition und die Sollposition zum Bearbeiten der Oberfläche 15 des Werkstücks 11 zu überführen.
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Dabei ist die Steuereinrichtung 19 insbesondere eingerichtet, das jeweilige Bearbeitungswerkzeug 22, 25, 26, mit welchem der Bearbeitungsvorgang durchgeführt werden soll, in der Sollposition während des Bearbeitungsvorgangs mit einem konstanten Abstand zu der zu bearbeitenden Oberfläche 16 des Werkstück 11 zu bewegen.
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Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 19 vorzugsweise eingerichtet, das jeweilige Bearbeitungswerkzeug 22, 25, 26 in der Sollposition in der Weise zu der zu bearbeitenden Oberfläche 16 des Werkstücks 11 zu positionieren, dass der Bearbeitungsvorgang mit einem definierten Bearbeitungsprofil 23, 27, 28 ausführbar ist.
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Die Steuereinrichtung 19 kann zudem eingerichtet sein, in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis der Sensoreinrichtung 15 ein definiertes Bearbeitungsprofil 23, 27, 28 auszuwählen und das Bearbeitungswerkzeug 22, 25, 26 mit diesem definierten Bearbeitungsprofil 23, 27, 28 zu der Oberfläche 16 des Werkstücks 11 zu positionieren, um den Bearbeitungsvorgang auszuführen.
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Weist das Bearbeitungsaggregat 13, 14 eine Werkzeugwechseleinrichtung auf, kann die Steuereinrichtung 19 eingerichtet sein, die Werkzeugwechseleinheit derart zu steuern, dass in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis ein definiertes Bearbeitungswerkzeug ausgewählt wird, beispielsweise durch die Werkzeugwechseleinrichtung eingewechselt wird, und dieses in die Sollposition überführt wird, um den Bearbeitungsvorgang auszuführen.
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Durch eine solche Steuerung durch die Steuereinrichtung 19 kann auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses eine automatisierte Steuerung des Bearbeitungsvorgangs durch die verschiedenen Bearbeitungsprofile 23, 27, 28 und/oder Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen sein.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 10 zum Bearbeiten von Werkstücken 11.
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Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der mit Blick auf 1 beschriebenen ersten Ausführungsform primär darin, dass eine weitere Oberfläche eines Werkstücks 11 abgetastet und bearbeitet werden kann. Ergänzend wird deshalb zur nachfolgenden Erläuterung der zweiten Ausführungsform auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden, insbesondere auch der zuvor beschriebenen Modifikationen bestimmter Merkmale.
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Wie in der ersten Ausführungsform umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 10 eine Fördereinrichtung 12. Auf der Fördereinrichtung 12 ist das zu bearbeitende Werkstück 11 positioniert und wird in einer Förderrichtung F relativ zu einem oder zu mehreren Bearbeitungsaggregaten 13, 14 bewegt.
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Die Bearbeitungsvorrichtung 10 zwei Bearbeitungsaggregate 13 und 14 an einer (in Durchlaufrichtung) rechten Seite und zwei Bearbeitungsaggregate 13 und 14 an einer (in Durchlaufrichtung) linken Seite.
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Zudem umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 10 zwei Sensoreinrichtungen 15 (jeweils eine in Durchlaufrichtung links und rechts angeordnete Sensoreinrichtungen 15) zum berührungslosen Erfassen einer Oberfläche 16 des zu bearbeitenden Werkstücks 11. Die Sensoreinrichtungen 15 können separat zu den Bearbeitungsaggregaten 13, 14 in der Bearbeitungsvorrichtung 10 vorgesehen sein. Ebenso können die Sensoreinrichtungen 15 an einem oder an beiden Bearbeitungsaggregaten 13, 14 angeordnet sein oder integral mit den Bearbeitungsaggregaten 13 und/oder 14 ausgebildet sein.
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Jede der Sensoreinrichtungen 15 umfasst zwei Abstandssensoren 17, 18, die beispielsweise als Lasersensoren oder Liniensensoren zur Abstandsmessung ausgebildet sind. Ergänzend oder alternativ können die Sensoreinrichtungen 15 eine oder mehrere Kameras umfassen, um optisch einen Abstand zu der Oberfläche 16 zu erfassen und/oder um eine Kontur der Oberfläche 16 des Werkstücks 11 zu erfassen, beispielsweise eine Werkstückkante, eine Schmalfläche des Werkstücks oder dergleichen.
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Durch die jeweilige Sensoreinrichtung 15 kann auf diese Weise eine räumliche Abstandsmessung zu der Oberfläche 16 des Werkstücks 11 erfolgen und/oder eine Ausgestaltung der zu bearbeitenden Oberfläche 16, d.h. der Werkstückkante, der Schmalfläche oder dergleichen, aus den Abstands- und/oder Bildinformationen ermittelt werden.
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Die Sensoreinrichtungen 15 bilden jeweils eine berührungslose Tasteinrichtung für die Bearbeitungsaggregate 13, 14. Auf der Grundlage eines Erfassungsergebnis der Sensoreinrichtung 15 kann eine Istposition der zu bearbeitenden Oberfläche 16 des Werkstücks 11 ermittelt werden.
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Die durch die Sensoreinrichtungen 15 erfassten Daten bezüglicher der zu bearbeitenden Oberfläche 16 des Werkstücks 11, d.h. das Erfassungsergebnis der Sensoreinrichtung 15, werden einer Steuereinrichtung 19 übermittelt, welche die Bearbeitungsaggregate 13, 14 zum Ausführen des Bearbeitungsvorgangs jeweils auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses steuert.
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In 4 ist die Steuereinrichtung 19 durch zwei getrennte Bereiche anschaulich dargestellt. Anstelle einer Steuereinrichtung 19 können jedoch auch separate Steuereinrichtungen vorgesehen sein. Bezüglich weiterer Aspekte wird auf die Erläuterungen zur ersten Ausführungsform verwiesen. Entsprechendes gilt für die Details zur Werkzeugeinrichtung 21, wobei gemäß der zweiten Ausführungsform mehrere Werkzeugeinrichtungen 21 vorgesehen sind oder vorgesehen sein können.
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Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass einzelne, jeweils in verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale auch in einer einzigen Ausführungsform umgesetzt werden können, sofern sie nicht strukturell inkompatibel sind. Gleichermaßen können verschiedene Merkmale, die im Rahmen einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein.
