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Verfahren und Maschine zur automatischen Bearbeitung von stabförmigen
Werkstücken an beiden Enden Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Maschine zur automatischen Bearbeitung von stabförmigen Werkstücken, insbesonders
aus Holz, nacheinander an beiden Enden. Die Bearbeitung kann dabei bestehen aus:
Sägen, Keilzinken jeder Art, Gehrungsschneiden und Leimangeben. Bisher ist ein Verfahren
für eine derartige automatische Bearbeitung nicht bekannt. Die Erfindung stellt
daher eine beträchtliche Bereicherung der Technik dar.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Werkstücke, die in einer Mehrzahl auf einen zur Lotrechten geneigten Aufspanntisch
gebracht, dort ausgerichtet und festgeklemmt sind, horizontal mit dem iufspanntisch
über eine erste Bearbeitungsstation, an der ihre unteren Enden bearbeitet werden,
zu einer ersten Schwenkstation bewegt werden, dann zusammen mit dem Aufspanntisch
um eine horizontale Achse in eine etwa spiegelbildliche Stellung verschwenkt, so
daß die bisher nicht bearbeiteten inden nacn unten zeigen, und ansclieend über eine
zweite Bearbeitungsstation hinweg zu einer zweiten Schwenkstation geführt werden,
aus welcher der Aufs;anntisch in seine Ausgangsstellung
zurückgeschwenkt
und die bearbeiteten Werkstücke entnommen werden können.
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Die Automatik kann insofern noch erweitert werden, als auch das Aufbringen
der Werkstücke auf den Aufspanntisch einschließlich des Ausrichtens und Festklemmens
sowie das Entnehmen der fertigbearbeiteten Werkstücke von der zweiten Schwenkstation
selbsttätig möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Maschine ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Maschine zwei nebeneinanderliegende Reihen von mindestens je drei Stationen aufweist,
daß mindestens drei zur Lotrechten geneigte Aufspanntische vorgesehen sind, die
innerhalb der Stationenreihen längsbeweglich und am Ende der Reihen mittels einer
Schwenkeinrichtung um eine horizontale Achse von der einen in die andere Reihe verschwenkbar
sind, und daß die Bearbeitungswerkzeuge an den mittleren Stationen beider Reihen
unterhalb der von den Aufspanntischen bei ihrer tängsbewegung bestrichenen Ebene
angeordnet sind.
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Das automatische Aufbringen der Werkstücke auf den Aufspanntisch wird
dadurch ermöglicht, daß der ersten Stationenreihe eine Aufgabestation mit einem
schwenkbaren Tisch vorgeschaltet ist.
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Die automatische Entnahme wird dadurch ermöglicht, daß der zweiten
Stationsreihe eine Entnahmestation mit einer Entnahmeschiene nachgesohaltet ist,
die um eine horizontale Achse verschwenkbar ist.
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Wenn besondere Anforderungen an die Genauigkeit der Bearbeitttn-~
bezüglich Einhaltung von fixen Längen gestellt werden, können diese durch ein weiteres
Erfindungsmerkmal erfüllt werden, das
gekennzeichnet ist durch zusätzliche
Aufspannvorrichtungen für die Werkstücke, bestehend aus einem mit Spanneinrichtungen
versehenen und an den Aufspanntischen in der Höhe verstellbar ngeordneten Schlitten.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel
anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen: wita. 1 und 2 eine erfindungsgemäße
Maschine in schematischer Darstellung im Grundriß und in der Ansicht, Fig. T eine
Darstellung ähnlich Fi. 1, jedoch ohne die Aufspanntische, -i. 4 eine Teilansicht
in größerem Maßstab ohne Aufgabe- und Entnahme station, Fig. 5 einen Teilquerschnitt
in größerem Maßstab durch die zweite Bearbeitungsstation, Fig. 6 eine Teilansicht
einer maschine zur Bearbeitung von Werkstücken gleicher Länge, Fig, r ein mit einer
Einrichtung nach Fig. 6 bearbeitetes Werkstück, Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt die links
befindliche Stationenr: e R 1 die Stationen 5 1, S 2 und S , die rechts ange or@nete
ReiheR2 cie Stationen S L, S 5 und S 6
Der Station
S 1 ist die Aufgabestation s 7 und der Station s 6 die 3ntnahmestation S 5 nachgeschaltet.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
sind drei geneigte Aufspanntische
2 vorgesehen. Die Bearbeitungswerkzeuge, beispielsweise eine Trennscheibe 81 und
ein Fräser 82, sind an den Stationen S 2 und 5 5 angeordnet und zwar, wie aus den
Fig. 4 und 5 hervorgeht, unterhalb der Ebene, welche die Unterkante der Aufspanntische
2 bei ihrer Längsbewegung bilden. auf den am Winde der Reihen befindlichen Stationen
S 3 und S 6 (Schwenkstationen) erfolgt die Verschwenkung jeweils in die andere Reihe.
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Das lkaschinengestell, das in der Zeichnung schematisch dargestellt
und mit 1 bezeichnet ist, ist so gestaltet, daß es die Aufspanntische 2, die Einrichtungen
für die Längs und die Schwenkbewegungen der ufspanntische 2 und den antrieb für
die Bearbeitungswerkzeuge tragen kann. Für die Halterung und Führung der Aufspanntische
sind amMaschinengestell im Bereich der äußeren Stationen S 1, 5 3, S 4 und S 6 Führungspaare
13 und im Bereich der mittleren Stationen S 2 und S 5 Führungspaare 14 vorgesehen.
Am vorderen und hinteren Ende des Maschinengestells 1 sina zwischen den Reinen R
1 und R 2 Schwenkachsen 15 für die Schwenkeinrichtungen 5 angeordnet.
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Die Aufgabestation 5 7 besteht im wesentlichen aus einem Tisch 3,
der an seinem der Stationenreihe R 1 benachbarten Ende um eine waagerechte Achse
35 verschwenkbar ist. Im rechten Winkel dazu ist in der Mitte des Tisches ein i:ittelsteg
31 und im rechten Winkel zu diesem an den Xußenkanten mindestens je eine Spanneinrichtung
angeordnet, beispielsweise ein Presszylinder 32. Die Oberfläche des Aufgabetisches
3 ist mit Federelementen 33, im gezeichneten Beispiel mit Schaumgummi versehen.
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Auch an den Aufspanntischen 2 sind Mittelstege 21 angeordnet, Wie
aus Fig. 4 hervorgeht, sind an den Auf spanntischen 2 in der Nähe der Unterkante
und Oberkante je zwei Spannvorrichtungen, vorzugsweise Presstempel 22 vorgesehen,
die in Richtung auf den Mittelsteg 21 einen Druck ausüben können. Auf der Hinterseite
der Aufspanntische 2 sind ebenfalls in der oberen und unteren Tischhälfte je ein
Paar Führungsleisten 23 angeordnet, die mit den Führungspaaren 13, 14 zusaramenwirken,
während in der Mitte ein mit der Schwenkeinrichtung 5 zusanimenwirkender Schwenkarm
25 befestigt ist.
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Die Entnahmestation S 8 besteht im wesentlichen aus dem Entnahmetisch
4 und einer U-förmigen Entnahme schiene 41, die um die horizontale achse 42 verschwenkbar
ist. An der Entnahmeschiene 42 ist eine Anpresseinrichtung 43 befestigt, die einen
Druck quer zur Schwenkachse 42 ausüben kann.
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Die Schwenkeinrichtungen 5 bestehen, wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich
ist, aus einem auf den Schwenkachsen 15 gelagerten Schwenkbalken 51 und einem auf
diesem verschiebbaren Spreizkörper 52.
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Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Maschine ergeben sich bei der
nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise bzw.
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der Arbeitsabläufe.
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Die zu bearbeitenden Werkstücke 9 werden von Hand oder autonlatisch
auf den Qufgabetisch 3 der Atlfgabestation S 7 beidseitig des Mittelstegs 31 in
waagerechter Lage aufgelegt.
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Sodann werden die Werkstücke mittels der Presstempel 32 gegen den
Mittelsteg 31 angepresst, so daß sie, wenn der Tisch 3 um die Achse 35 in Richtung
des Pfeils 36 (Fig. 2) auf den auf der Station S 1 befindlichen Aufspanntisch 2
verschwenkt wird, nicht herabfallen können. Wenn der Tisch 3 am Tisch 2 anliegt,
werden die Presstempel 32 gelöst, so daß die Werkstücke 9 infolge ihres Gewichtes
in Längsrichtung auf eine am Maschinengestell 1 im Bereich der Station S 1 befindliche
Grundplatte 11 abwärtsgleiten und somit in der Höhe ausgerichtet werden. Die Ausrichtung
in den anderen Richtungen erfolgt einerseits durch die am Tisch 3 befindlichen Federelemente
33 und andererseits durch die am Tisch 2 befindlichen Presstempel 22.
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Dadurch werden die Werkstücke einerseits gleichmäßig auf die geneigte
Fläche des Tisches 2 und andererseits an den Mittelsteg 21 angedrückt. Während der
Tisch 3 in seine Ausgangslage zurückgeschwenkt wird, wird der Tisch 2 in Richtung
des Pfeils 24 (Fig. 1) bewegt. Dabei gleiten die unteren Enden der Werkstücke über
die Grundplatte 11 hinweg, gelangen in den Wirkungsbereich des in der Station S
2 befindlichen Werkzeuges, und werden dort bearbeitet, beispielsweise mittels einer
Trennscheibe 81, wie Fig. 4 zeigt. Bei seiner Längsbewegung, die auf beliebige Art
bewirkt werden kann, gleitet der Aufspanntisch mittels seiner Führungsleisten 23
in den Führungen 13, 14, bis er schließlich nach Abschluß der Bearbeitung in der
Station S 3 am Ende der Reihe R 1 ankommt. Hier wird der Schwenkarm 25 von dem Spreizbackenpaar
52 der Schwenkeinrichtung erfaßt und der Aufepanntisch 2 um die Schwenkachse 15
gemäß Pfeilrichtung 26 auf die Station 5 4 der Reihe R 2 verschwenkt. Vor dem
Schwenkvorgang
muß die Wirkverbindung zwischen den Führungsleisten 23 und den Führungen 13 gelöst
werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß im Gegensatz zu den unbewegbaren Führungen
14 im Bereich der Stationen S 2 und S 5 mindestens eine der Führungen 13 querbeweglich
ausgebildet ist. Die Lösung erfolgt zweckmäßig, nachdem die Wirkverbindung zwischen
dem Schwenkarm 25 und dem Spreizbackenpaar hergestellt ist.
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Andererseits müssen die Führungen 13 auf der Station S 4 verschoben
sein, wenn der Aufspanntisch in die verschwenkte Stellung gelangt, damit die Wirkverbindung
zwischen den Führungsleisten 23 des Tisches und den Führungen 13 der Station S 4
hergestellt werden kann. Danach wird die Wirkverbindung des Tisches mit der Schwenkeinrichtung
5 gelöst, indem das Spreizbackenpaar 52 auseinandergespreizt und auf dem Schwenkbalken
zurückgescnoben wird. Die Schwenkeinrichtung 5 kann dann, wie Fig. 4 zeigt, in Pfeilrichtung
28 in die Ausgangsstellung bei Station S 3 zurückgeschwenkt werden, um für die Aufnahme
und Verschwenkung des nächsten Aufspanntisches bereit zu sein.
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Bei dem Verschwenken des Tisches kommt die bisher oben befindliche
Kante des Aufspanntisches nach unten und die Unterkante mit den bearbeiteten Enden
der Werkstücke 9 nach oben zu liegen.
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Nach Beendigung des Schwenkvorganges werden die jetzt oben befindlichen
Presstempel 22 zurtekgezogen, so daß die Werkstücke mit den unbearbeiteten Enden
voraus durch ihr Zigengewicht auf eine im Bereich der Station S 4 angeordnete Grundplatte
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( Fig. 3 und 4 ) und in den Bereich der am anderen Ende des Aufspanntisches 2 befindlichen
Presstempel 22 rutschen und ausgerichtet werden können, wozu außerdem noch ein an
der Station S 4 angeordnetes Anpresslineal 17 (Fig. 1 und 5) dient.
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Der Aufspanntisch 2 wird nun zur Station S 5 transportiert, in welcher
die bisher noch nicht bearbeiteten Enden, beispielsweise mit einem Fräser 82 bearbeitet
werden. Die Bearbeitungswerkzeuge können dabei, wie Fig. 5 zeigt, ortsfest bei 72
gelagert und durch einen Motor 71 über eine Riehmenscheibe 73 angetrieben sein.
Es ist aber auch möglich, die Bearbeitungswerk zuge hier wie auch auf der Station
5 2 ortsbeweglich anzuordnen.
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Nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges auf der Station 5 5 wird
der Tisch mit den nunmehr fertigbearbeiteten Werkstücken in Richtung des Pfeils
27 zu der Station S 6 bewegt. Hier werden die Presstempel 22 zurückgefahren, so
daß die Werkstücke in cie Entnahmeschiene 41 rutschen. An dieser ist eine PresseinrcIftung
43 angeordnet. Diese hat den Zweck, die Werkstücke 9 in der Entnahme schiene festzuhalten,
damit sie mit dieser auf der ntnahmetisch 4 verschwenkt werden kollnen. Inzwischen
werden am Aufspanntisch die Wirkverbindung mit der vorderen Schwenceinrichtung 5
hergestellt und die Wirkverbindung mit den Führungen 13, wie soeben beschrieben,
gelöst und der Aufspanntisch in die Station S 1 zurückgeschwenkt.
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Während des beschriebenen Arbeitsablaufes, in welchem der eine Aufspanntisch
die Stationen S 1 bis S 6 durchlaufen hat, haben die beiden übrigen Aufspanntische
in gleidher Weise die Stationen S 3 bis S 2 bzw. S 5 bis S 4 durchlaufen, so daß
während einer vollen Durchlaufszeit die dreifache anzahl von Werkstücken bearbeitet
wird.
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Auf nähere Angaben über die Art und Weise, wie die einzelnen Bewegungen
erzeugt und gesteuert werden, kann verzichtet werden, da dies zum Stand der Technik
gehört. Das gleiche gilt für die verschiedenen Anpresseinrichtungen.
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Die bisherige Beschreibung bezog sich auf die Bearbeitung von Werkstücken
ungleicher Länge, wie
für die herstellung von Kellzinken, also von astfreien Stäben bestimmter Mindestlänge,
die aus miteinander verleimten einzelnen Stäben bestehen. Hier spielt eine mögliche
Ungenauigkeit, die durch die Ausrichtung nur durch das Gewicht bedingt sein kann,
keine Rolle.
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Wenn jedoch Werkstücke bearbeitet werden sollen, die eine exakte Länge
haben müssen, wie beispielsweise ein Fensterrahmenteil nach Fig. 7 die Länge X,
so kann die in Fig. 6 gezeigte zusätzliche Aufspanneinrichtung 6 verwendet werden.
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Diese bestehen im wesentlichen aus zwei Einzelsohlitten 61, die mittels
einer Spindel 62 zu einem in der Höhe einstellbaren Doppelschlitten zusammengefaßt
sind, der auf geeignete Weise in Führungsnuten 29 des Aufspanntisches 2 gelagert
ist. Durch entsprechende Drehung der Spindel 62 kann die Gesamthöhe des Doppelschlittens
auf die jeweilige Länge der Werkstücke eingestellt werden. Auf beiden Einzelschlitten
61 sind den Spannvorrichtungen 22 ähnliche Spannvorrichtungen 65 angeordnet.
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Um eine Verschiebung des Doppelschlittens 61 auS dem Tisch 2 im gewünschten
Maße zu ermöglichen, ist an den Aufspanntischen 2 ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder
64 mit einer Kolbenstange 65 vorgesehen, die ihrerseits mit dem Doppelschlitten
61 verbunden ist. An der Vorderseite der Aufspanntische 2 ist ein
einstellbarer
Anschlag 66 zur Begrenzung des hubes der Kolbenstange 65 angeordnet.
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Der Arbeitsablauf bei der Bearbeitung von Werkstücken auf eine genaue
Länge ist bis zur Station S 3 der gleiche wie er oben für Werkstücke ungleicher
Länge beschrieben ist. Auch der S4 Schwenkvorgang von Station 53 zu Station/ ist
gleich. Hier werden allerdings die Spannvorrichtungen 63 nicht gelöst.
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Dafür wird der Doppelschlitten 61 durch die Kolbenstange 65 bis zum
Anschlag 66 verschoben. Nach erfolgter Verschwenkung befinden sich die bisher noch
nicht bearbeiteten Enden der Werkstücke 9 in der Tage gegenüber den Bearbeitungswerkzeugen,
die eine genaue Einhaltung der erwünschten Länge X gewährleisten.