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Maschine zum Bearbeiten von Möbelteilen
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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten von Möbelteilen
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Maschine wird derzeit auf dem Deutschen Markt angeboten.
Sie weist einen Auflage- und Spanntisch (Arbeitstisch) für die zu bearbeitenden
Möbelteile auf, auf dem die Werkstücke positioniert und beispielsweise pneumatisch
festgespannt werden. Die Maschine hat ferner einen sich in Längsrichtung über den
Arbeitstisch hin- und herbewegenden Werkzeugträger, der in Maschinenlängsrichtung
mittels einer CNcProgrammsteuerung positioniert werden kann. Das Einstellen der
von dem Werkzeugträger getragenen Werkzeuge in Richtung quer zur Maschinenlängsrichtung
erfolgt hierbei von Hand je nach dem durchzuführenden Arbeitsprogramm. Die einzelnen
Arbeitsvorgänge (Bohren od.dgl.) der Werkzeuge werden nach Vorgabewerten der Programmsteuerung
betätigt.
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Durch das feste Aufspannen des zu bearbeitenden Möbelteils auf dem
Arbeitstisch ist es nicht mehr notwendig, das Werkstück durch die Maschine laufen
zu lassen und nach beendigter Bearbeitung wieder in die Ausgangsstellung zurückzuführen,
um es entnehmen zu können, oder an den beiden Enden der Maschine eine Aufgabestelle
und eine Entnahmestelle vorzusehen.
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Vielmehr ergibt sich durch das feste Aufspannen des Werkstücks der
Vorteil, daß Beschicken und Entnehmen der Werkstücke immer an der gleichen Stelle
erfolgen, so daß nur ein einmaliges Ausrichten oder Positionieren der Werkstücke
bei der Aufgabe erforderlich ist.
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Die bekannte Maschine hat jedoch noch verschiedene Nachteile: Die
Werkzeuge bzw. Arbeitseinheiten sind gegenüber dem Werkzeugträger nicht in Längsrichtung
der Maschine verstellbar, so daß der Werkzeugträger zur Durchführung eines bestimmten
Arbeitsprogramms als Ganzes verhältnismäßig viele Schritte in Maschinenlängsrichtung
durchführen muß, wodurch die Bearbeitung eines Möbelteils noch einen verhältnismäßig
hohen Zeitaufwand erfordert. Da das Einstellen der Werkzeuge quer zur Längsrichtung
von Hand geschieht, ergeben sich hier bei einer änderung des Programms erhebliche
Umrüstzeiten. Die bekannte Maschine ist denn auch vorwiegend für die Bearbeitung
kleiner bis mittlerer Serien gleicher Möbelteile bestimmt.
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Mit der bekannten Maschine ist es nicht wirtschaftlich möglich, nacheinander
einzelne unterschiedliche Möbelteile zu bearbeiten, die zusammen zu einer Kommission
gehören.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs
genannten Art derart auszubilden, daß mit ihr unmittelbar hintereinander einzelne
unterschiedliche Möbelteile kommissionsweise derart bearbeitet werden können, daß
mehrere Arbeitsoperationen gleichzeitig ausgeführt werden können, daß zwischen der
Bearbeitung der einzelnen Möbelteile keine oder praktisch keine ins Gewicht fallenden
Totzeiten und/oder Totwege der Maschine in Kauf genommen werden müssen, sondern
daß die Maschine praktisch ohne Umrüstzeit unterschiedliche Möbelteile unmittelbar
nacheinander mit größtmöglicher Genauigkeit bearbeiten kann, wobei durch die Programmsteuerung
sichergestellt werden soll, daß auch bei einer Programmänderung von einem Möbelteil
zum
nächsten die Bearbeitungswerkzeuge ohne Zeit- und Weg-verluste sofort zur Bearbeitung
des nächsten Möbelteils einsetzbar sind.
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Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.
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Da der Werkzeugträger und seine Werkzeuge oder Arbeitseinheiten so
gesteuert sind, daß sowohl beim Vorlauf als auch beim Rücklauf des Werkzeugträgers
längs der Maschine die Werkzeuge jewels zum Arbeitseinsatz kommen, werden somit
der Bewegungsweg des Werkzeugträgers längs der Maschine und die Arbeitsmöglichkeiten
seiner Werkzeuge sozusagen doppelt ausgenutzt, so daß sich praktisch keine oder
nur minimale Totwege und Totzeiten ergeben. Durch die Bewegungsmöglichkeiten einmal
des Werkzeugträgers längs der Maschine und zum anderen der Werkzeuge zusätzlich
längs und quer zur Maschine, wird die Möglichkeit geschaffen, daß mehrere Werkzeuge
gleichzeitig ihre Arbeitsfunktion ausführen können, so daß die Gesamtbearbeitungszeit
des Möbelteils damit erheblich verkürzt wird. Dabei kann die Maschine beim Vorlauf
und beim Rücklauf untereinander gleiche oder unterschiedliche Möbleteile bearbeiten.
Es ist auch möglich, nach dem Vorlauf das soeben bearbeitete Möbelteil zu wenden
und während des Rücklaufs des Werkzeugträgers auf seiner anderen Seite zu bearbeiten.
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In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist bei Bearbeitung
gleicher Werkstücke beim Vor- und Rücklauf des Werkzeugträgers keine Änderung, sondern
automatisch eine Umkehrung des Arbeitsprogramms vorgesehen. Bei einer entsprechenden
Programmänderung könnten natürlich während des Rücklaufs auch andere Möbelteile
bearbeitet werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 3 können bei
jedem Durchlauf des Werkzeugträgers mehrere Möbelteile nacheinander bearbeitet werden,
so daß das erste Möbelteil schon entnommen und an seiner Stelle ein neues eingelegt
werden kann, während das zweite und gegebenenfalls weitere Möbelteile noch bearbeitet
werden. Auch diese Maßnahme trägt
zur Vermeidung von Totzeiten und
Totwegen der Bearbeitungswerkzeuge bei.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
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Fig. 1 zeigt schematisch die Ansicht der Maschine von der Bedienungsseite
her gesehen, Fig. 2 zeigt schematisch den Grundriß der Maschine.
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Die Maschine weist ein Gestell 1 auf das in den Fig. 1 und 2 unterbrochen
dargestellt ist. Auf dem Gestell 1 ist mit Hilfe von Längsführungen 3 ein Werkzeugträger
5 in Längsrichtung der Maschine verschiebbar gelagert.
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Zur genauen Positionierung des Werkzeugträgers 5 in Längsrichtung
der Maschine ist der Werkzeugträger 5 an einer stationären Kugelgewindespindel 4
geführt. Der Antrieb des Werkzeugträgers 5 in Längsrichtung der Maschine erfolgt
über eine nicht dargestellte numerische Programmsteuerung in einzelnen diskreten
Schritten derart, daß der Werkzeugträger 5 an jede gewünschte Stelle in Längsrichtung
der Maschine verfahrbar ist, wobei während eines Bearbeitungsvorgangs eine Bewegung
des Werkzeugträgers 5 in Teilschritten immer nur in der gleichen Richtung erfolgt.
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In Fig. 1 ist der Werkzeugträger 5 in seiner Ausgangslage E1 links
in vollen Linien gezeichnet, während in Fig. 1 rechts der Werkzeugträger 5 in seiner
anderen Endstellung E2 in strichpunktierten Linien angedeutet ist.
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Der Werkzeugträger 5 trägt verschiedene Arbeitseinheiten 7, insbesondere
Bohraggregate, deren Bohrwerkzeuge 7' zur Anpassung
an die unterschiedlichsten
notwendigen Bearbeitungsvorgänge einzeln, gruppenweise oder in Reihen in Längsrichtung
und/oder in Querrichtung der Maschine angeordnet sein können. Für die einzelnen
Arbeitseinheiten 7 oder für Gruppen solcher Werkzeuge 7'sind jeweils eigene Antriebsmotoren
9 vorgesehen.
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Die Arbeitseinheiten 7 sind jeweils einzeln oder in Gruppen unabhängig
von dem Werkzeugträger 5 in Längsrichtung der Maschine auf dem Werkzeugträger 5
verschiebbar, und sie sind zusätzlich auch in Querrichtung der Maschine an dem Werkzeugträger
5 verschiebbar, wie dies z.B. in Fig. 2 durch Führungsstangen 11 angedeutet ist.
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Auf diese Weise lassen sich die Arbeitseinheiten 7 mit Hilfe der nicht
dargestelltenCNC-Programmsteuerung unabhängig von der ebenfalls durch die Programmsteuerung
gesteuerten Bewegung des Werkzeugträgers 5 auf jedes gewünschte und vorwählbare
Arbeitsprogramm einstellen. Nicht nur die Positionierung, sondern auch der Antrieb
und das Absenken und Anheben der Arbeitseinheiten 7, beispielsweise zum Bohren,
erfolgt mit Hilfe der Programmsteuerung.
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Zwischen den beiden in Fig. 1 dargestellten Endstellungen E1,E2des
Werkzeugträgers 5 weist die Maschine einen Auflage- und Spanntisch (Arbeitstisch)
13 für die zu bearbeitenden Möbelteile M auf. In Fig. 2 sind zwei gleiche Möbelplatten
M beispielsweise durch strich-punktierte Linien angedeutet. Die Möbelteile M werden
durch pneumatisch beaufschlagte und durch die Programmsteuerung betätigte, unterhalb
des Arbeitstischs 13 angeordnete Saugköpfe 15 in der Bearbeitungsstellung festgehalten,
wobei sie an Anschlägen 17 auf dem Arbeitstisch 13 in Richtung quer zur Maschinenlängsrichtung
positioniert sind und wobei die Möbelteile M außerdem, je nach ihrer Länge in Längsrichtung
der Maschine an einem bewegbaren mittleren Anschlag 19 und/oder an in Längsrichtung
der Maschine einstellbaren Endanschlägen 21 am Arbeitstisch 13 positioniert sind.
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Während der Bewegung des Werkzeugträgers 5 von seiner linken Endstellung
E1 auf der linken Seite des Arbeitstischs 13 in seine rechte Endstellung E2 auf
der anderen Seite des Arbeitstischs 13 bearbeiten die durch die Programmsteuerung
in Längs- und Querrichtung der Maschine einstellbaren und zur Durchführung der Arbeitsvorgänge
antreibbaren Arbeitseinheiten 7 die Möbelteile M entsprechend dem vorgewählten Programm.
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Beim Rücklauf des Werkzeugträgers 5 von der rechten Endstellung E2
in die linke Endstellung E1 können neue Möbelteile bearbeitet werden5 die zum Austausch
gegen die dargestellten Möbelteile M auf den Arbeitstisch 13 aufgelegt wurden, wobei
diese neuen Möbelteile das gleiche Arbeitsprogramm wie die Möbelteile M oder ein
unterschiedliches Arbeitsprogramm erfordern können. Bei der Bearbeitung gleicher
Möbelteile M beim Vor- und Rücklauf des Werkzeugträgers 5 ist dessen Arbeitsprogramm
so gesteuert, daß die Arbeitsvorgänge beim Rücklauf in umgekehrter Reihenfolge wie
beim Vorlauf ausgeführt werden.
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Wie die Zeichnung zeigt, ist der Arbeitstisch 13 mindestens so lang,
daß zwei Möbelteile M in Längsrichtung der Maschine hintereinander darauf Platz
finden. Der Arbeitstisch 13 kann aber auch noch länger sein, so daß mehr als zwei
Möbelteile aufgenommen werden und bei einem Durchlauf des Werkzeugträgers 5 bearbeitet
werden können, wobei in Längsrichtung der Maschine hintereinander auch unterschiedliche
Möbelteile oder Möbelteile angeordnet sein können, die ein unterschiedliches Arbeitsprogramm
erfordern. Das Arbeitsprogramm ist jeweils entsprechend den zu bearbeitenden Möbelteilen
mit Hilfe der Programmsteuerung vorwählbar.
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Die Endstellungen E1 und E2 für den Werkzeugträger 5 an beiden Seiten
des Arbeitstischs 13 sind nicht unveränderlich, sondern
vielmehr
derart veränderlich, daß je nach dem für die Bearbeitung des nächstfolgenden Möbelteils
erforderlichen Arbeitsprogramm in Maschinenlängsrichtung vorwählbare Bewegungsend-
und -startpunkte E1, E2 für den Werkzeugträger 5 vorhanden sind. Hierdurch werden
bei der Bearbeitung Totwege des Werkzeugträgers 5 so weit wie möglich vermieden,
was zu einer Zeitersparnis bei der Bearbeitung und damit zu einer weiteren Rationalisierung
beiträgt.
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Der Werkzeugträger 5 kann in einem Schnitt quer zur Längsrichtung
der Maschine (in der Zeichnung nicht ersichtlich) einen Rahmen in Form eines einseitig
offenen, liegenden U mit zwei waagerechten und einem lotrechten Schenkel aufweisen,
wobei an allen drei Schenkeln Arbeitseinheiten 7 angeordnet sein können. In der
Zeichnung sind nur an dem oberen waagerecht liegenden U-Schenkel des Werkzeugträgers
5 Arbeitseinheiten 7 dargestellt. Durch diese U-Form des Werkzeugträgers 5 ist es
möglich, Möbelteile an drei Seiten5 nämlich von oben, von unten und von einer Längsseite
her zu bearbeiten. Trotzdem ist jedoch der Werkzeugträger 5 von der in Fig. 2 durch
ein entsprechendes Symbol gekennzeichneten Bedienungsseite der Maschine her gut
zugänglich und zur Kontrolle der Werkzeuge und der Arbeitsvorgänge durch die Bedienungsperson
einsehbar. Der lotrechte Schenkel des U-förmigen Werkzeugträgers 5 liegt also an
der der Bedienungsseite gegenüberliegenden Rückseite der Maschine.
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Wie bereits erwähnt, sind die Arbeitseinheiten 7 an dem Werkzeugträger
5 einzeln und/oder gruppenweise sowohl in Längsrichtung der Maschine als auch quer
dazu über die Programmsteuerung individuell verstellbar. Während der Bewegung des
Werkzeugträgers 5 in Vorlaufrichtung zwischen den Stellungen E1 und E2, wobei die
Vorlaufbewegung zur Zeiteinsparung schrittweise immer nur in einer Richtung erfolgt,
können also die ArbeitseiSheiten
7 sich an dem Werkzeugträger 5
in Längsrichtung der Maschine hin- und herbewegen, also sowohl in Vorlaufrichtung
als auch in RUcklaufrichtung, und außerdem können sich die Arbeitseinheiten7 an
dem Werkzeugträger 5 in Querrichtung der Maschine hin- und herbewegen. Durch diese
Bewegungsmöglichkeit der Arbeitseinheiten 7 nach Art eines Kreuzsupports an dem
Werkzeugträger 5 lassen sich alle denkbaren Arbeitsprogramme verwirklichen, und
es können mehrere verschiedenartige Arbeitseinheiten zur Beschleunigung des Arbeitsablaufs
in optimaler Weise gleichzeitig an den Möbelteilen arbeiten.
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Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist neben dem eigentlichen Werkzeugträger
5 an diesem eine weitere mit dem Werkzeugträger 5 beweglich verbundene. Arbeitseinheit
23 vorgesehen, die insbesondere von einem eigenen Motor 25 aus angetriebene Werkzeuge
27 zum Bohren und/oder Fräsen von Aufnahmeöffnungen für Möbelbeschlagteile aufweist.
Zusätzlich kann die Arbeitseinheit 23 weitere Vorrichtungen tragen, die zum Zuführen
und zentrischen Einsetzen dieser Beschlagteile in die Aufnahmeöffnungen dienen,
wobei die Zuführvorrichtungen auch Magazine für die Beschlagteile aufweisen können.
Diese zuletzt genannten Vorrichtungen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Die Arbeitseinheit 23 selbst und/oder die von ihr getragenen Werkzeuge,
beispielsweise die Bohr- oder Fräswerkzeuge 27, sind gegenüber dem eigentlichen
Werkzeugträger 5 in Längs-und/oder Querrichtung der Maschine bewegbar und über die
Programmsteuerung verstellbar angeordnet.
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Auf diese Weise ist es möglich, besondere oder zusätzliche Arbeitsvorgänge
an den Möbelteilen auf dem Arbeitstisch 13 durchzuführen. Durch die Möglichkeit
zur Bewegung dieser zusätzlichen Werkzeuge in Längs- und/oder Querrichtung der Maschine
unabhängig von dem eigentlichen Werkzeugträger 5
und den von ihm
getragenen Arbeitseinheiten 7 werden die Arbeitsmöglichkeiten der Maschine wesentlich
erweitert und Totzeiten und Totwege im Sinne der zugrunde liegenden Aufgabenstellung
weiter reduziert, so daß auch für solche zusätzlichen Arbeitsgänge keine oder praktisch
keine Rüstzeiten beim Wechsel des Arbeitsprogramms von einem Möbelteil zum nächsten
auftreten.
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An dem Werkzeugträger 5 können die Werkzeuge mehrerer Arbeitseinheiten
7 zu einer Werkzeugreihe 7' zusammengefaßt und beispielsweise über einen mehrspindeligen
Getriebekopf 9' angetrieben sein. Derartige Werkzeugreihen können in Längsrichtung
undSoder Querrichtung der Maschine vorgesehen sein. Dabei ist es auch möglich, eine
oder mehrere solche Werkzeugreihen als Ganzes in nicht dargestellter Weise um eine
lotrechte Achse gegenüber dem Werkzeugträger 5 mit Hilfe der Programmsteuerung zu
verschwenken. Auf diese Weise wird es möglich, z.B. Lochreihen nicht nur parallel
oder quer zu den Seitenkanten von Möbelteilen M, sondern auch unter bestimmten Winkeln
geneigt gegenüber den Seitenkanten der Möbelteile zu bohren.
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Dies kann beispielsweise für die Anbringung von Schubkastenführungen
an Möbelseitenwänden erforderlich sein, wo die Schub-0 kastenführungen geringfügig,
z.B. um 2 , gegenüber der Waagerechten geneigt sein sollen, um ein Herausrutschen
der Schubkästen aus einem Schrank zu verhindern. Durch die Verschwenkbarkeit der
Werkzeugreihen 7' ergibt sich also eine weitere Rationalisierung bei der Bearbeitung
der Möbelteile M.
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Die Halterung der Möbelteile M auf dem Auflage- und Spanntisch (Arbeitstisch)
13 kann mit Hilfe verschiedenartiger Halteeinrichtungen erfolgen. Geeignet hierfür
sind beispielsweise Klemmen oder die in Fig. 2 dargestellten pneumatisch betätigten
Saugköpfe 15. Diese Halteeinrichtungen können darart mit der
Programmsteuerung
verbunden sein, daß nur die für eine bestimmte vorwählbare Größe eines Möbelteils
benötigten Halteeinrichtungen jeweils über die Programmsteuerung betätigt werden.
Be der Verwendung von Saugköpfen werden z.B. nicht benötigte Saugköpfe nicht mit
Unterdruck beaufschlagt, so daß der zum Halten der Möbelteile M benötigte Unterdruck
nicht durch Ansaugen von Luft durch freie, nicht durch Möbelteile M abgedeckte Saugköpfe
zusammenbrechen kann. Es wird also immer, je nach dem für ein bestimmtes Möbelteil
M zu verwendenden Programm, selbsttätig ein festes Spannen der Möbelteile M gewährleistet.
Auch auf diese Weise werden Totzeiten oder Rüstzeiten bei der Umstellung auf andere
Möbelteile vermieden.
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Wie Fig. 2 zeigt, sind, in Längsrichtung der Maschine gesehen, in
der Mitte des Arbeitstischs 13 ein beweglicher Anschlag 19 und an den Enden des
Arbeitstischs 13 je ein weiterer, in Längsrichtung der Maschine verstellbarer Anschlag
21 für die Möbelteile M vorgesehen. Die zu bearbeitenden Möbelteile M -sind von
beiden Seiten her gegen den mittleren Anschlag 19 anlegbar. Bei kleinen Möbelteilen
M, wie in Fig.2 dargestellt, genügt eine Anlage an dem Anschlag 19 zur Positionierung
der Möbelteile M in Längsrichtung der Maschine, zusätzlich zu der Positionierung
in Querrichtung mit Hilfe der Anschläge 17. Bei diesen in Längsrichtung der Maschine
kurzen MöbelteilenM sind für den Werkzeugträger 5 nur kurze Wege und damit kurze
Bearbeitungszeiten zwischen den entsprechend zur Maschinenmitte hin verschobenen
Endstellungen E1 und E2 erforderlich. Längere Möbelteile M legen sich auch oder
nur an die in Längsrichtung der Maschine äußeren Endanschläge 21 an.
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Bei der Bearbeitung mehrerer gleicher Möbelteile M hintereinander
liegen deren Bearbeitungstoleranzen immer in der gleichen Richtung. Daher passen
zusammengehörige Möbelteile,
z.B. zwei gleichartige Seitenwände
für einen Schrank, nach der Bearbeitung immer genau zusammen.
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Fig. 2 zeigt schließlich, daß am Arbeitstisch 13 gegen die zu bearbeitenden
Möbelteile seitlich anlegbare Meßleisten 29 vorgesehen sind. Solche Meßleisten sind
sowohl an die Längsseiten der Möbelteile M als auch an deren Querseiten anlegbar.
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Sie sind zum Vergleich des Istwertes der Abmessungen der aufgelegten
Möbelteile M mit einem vorprogrammierten Sollwert mit der Programmsteuerung verbunden.
Nach dem Auflegen der Möbelteile M werden also die Meßleisten 29 an diese heranbewegt.
Dadurch erfolgt der Vergleich mit dem Sollwert des Programms. Auf diese Weise werden
Fehlbearbeitungen vermieden.
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Es wird also sichergestellt, daß für das jeweils eingelegte Möbelteil
M das für dessen Größe bzw. Abmessungen richtige Bearbeitungsprogramm durchgeführt
wird.