DE3218107A1

DE3218107A1 - Vorrichtung zum quer- und/oder laengsbearbeiten von holzwerkstuecken

Info

Publication number: DE3218107A1
Application number: DE19823218107
Authority: DE
Inventors: Erich Ing. 3001 Mauerbach Schmidt
Original assignee: Maschinenfabrik Zuckermann KG
Current assignee: Maschinenfabrik Zuckermann KG
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1983-11-17
Also published as: ATA176583A; US4512380A; JPS5941201A; DE3218107C2; AT378727B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Quer- und/oder Längsbearbeiten von Holzwerkstücken mit einem Werkstückschlitten zur Aufnahme eines oder mehrerer Werkstücke, der in Richtung der X-Achse eines räumlichen X-Y-Z-Koordinaten-Systems entlang wenigstens eines Querbearbeitungswerkzeugs verfahrbar ist, das selbst in der Y- und/oder Z-Achse für die Bearbeituftg zustellbar ist.

Eine Vorrichtung der eben genannten Art ist beispielsweis.e aus der AT-PS 316 849 bekannt. Für die Querbearbeitung von Werkstücken aller· Art sind dort eine Reihe von einzelnen Maschinen vorgesehen, die zu einer Taktstraße zusammengestellt sind. Die Werkstücke werden auf den Werkstückschlitten durch die Taktstraße bewegt, jeweils vor den Maschinen angehalten und anschließend bearbeitet. Jede Maschine übernimmt eine eigene Querbearbeitung, z. B. einen Bohr- oder Fräsvorgang, das Schaffen einer Rundung, das Abstechen eines Werkzeugabschnittes usw..

Taktstraßen dieser Art lohnen sich für Großserien von Werkstücken. Für Kleinserien kommen sie jedoch nicht in Frage, da die Umrüst- und Nebenzeiten viel zu zahlreich und kostenintensiv wären, als daß Kleinserien in der Größenordnung zwischen 20 und 500 Stück pro Los darauf gefertigt werden könnten.

Derartige Kleinserien werden üblicherweise auf nicht spezialisierten einzelnen Maschinen hergestellt, die

auf die gewünschte Bearbeitung eingerichtet werden 5

und miteinander nicht verkettet sind. Hier ergeben sich ebenso beträchtliche Rüstzeiten. Hinzu tritt noch der Nachteil, daß die Werkstücke nacheinander in den verschiedenen Maschinen gespannt werden müssen und sich dadurch Ungenauigkeiten am fertigen Produkt einstellen. Die Werkstücke müssen auch zumeist von Hand von einer Maschine zur anderen transportiert werden, so daß auch noch ungewollte Nebenzeiten anfallen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit Hilfe welcher die Quer- und/oder Längsbearbeitung des Werkstückes in einer einzigen Aufspannung an einem Maschinenplatz erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Werkstückschlitten einen Aufspanntisch aufweist, der um eine zur X-Achse parallele Achse verkippbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut und ermöglicht die variable Anordnung des oder der aufgespannten Werkstücke. Geht man davon aus, daß das Werkzeug in seiner Orientierung innerhalb der Vorrichtung unverändert bleibt, so können durch den verkippbaren Aufspanntisch von den sechs Seiten eines quaderförmigen Werkstückes fünf in einer einzigen Aufspannung bearbeitet werden. Die Kippachse des Werkzeugschlittens ermöglicht dies. Bei den parallel zur X-Achse verlaufenden Oberflächen kann sowohl die Oberfläche bearbeitet,

z. B. glattgefräst als auch Bohrungen vorgenommen werden. Bei den beiden Endflächen des Quaders, die quer zur X-Achse ausgerichtet sind, sind unter der Annahme des gleichbleibend orientierten Werkzeuges ausschließlich die Oberflächen bearbeitbar. Natürlich ist die Art der Bearbeitung von der Art des Werkzeuges abhängig. Die vorstehenden Äußerungen beziehen sich lediglich auf die allgemeine Zugänglichkeit des Werk-

Stückes.

Die Möglichkeit des Verkippens des Werkstückes kann auch für die Bearbeitung selbst herangezogen werden.

Generell sei bemerkt, daß sich die erfindungsgemäße ι ο

Vorrichtung vorzüglich für eine wie auch immer geartete Bahnsteuerung zur automatischen Bearbeitung der Werkstücke eignet. Dabei kann die Steuerung nicht nur die Bewegung des Werkstückes, sondern auch dieje_on nige des oder der Werkzeuge leiten. Entsprechende Stellantriebe und Steuergeräte sind bekannt.

Durch die einmalige Aufspannung zur Bearbeitung von fünf von insgesamt sechs vorhandenen Flächen eines

2g Quaders entfallen die sonst notwendigen Nebenzeiten. Das Endprodukt kann durch die einmalige Aufspannung sehr viel genauer gefertigt werden, da Aufspannfehler entfallen. Bei nicht quaderförmigen Werkstücken bietet die Bearbeitung analoger Werkstückoberflächen die gleichen Vorteile. Als Werkstücke können beispielsweise in Frage kommen: Möbelteile.aller Art, beispielsweise Stuhl- und Tischteile, Gewehrkolben, Sportartikel aller Art, beispielsweise Sportbogen, Tennisschläger, Kricketschläger, Golfschläger, Skiteile, Instrumententeile aller Art, beispielsweise Gitarrenhälse.

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Die Erfindung ist insbesondere für die Massivholzbearbeitung gedacht, wenngleich sie auch für Werkstoffe

ähnlicher Zerspanbarkeit einsetzbar ist. 5

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Aufspanntisch als Schaukel ausgebildet ißt und an seinen beiden Enden senkrecht zur Tischebene

gleichgerichtet abstehende Wangen aufweist, an denen 10

die Lager für die Kippachse angeordnet sind.

Diese Art der Ausbildung des Aufspanntisches ermöglicht es, das Werkstück in der Kippachse anzuordnen.

Dies hat besondere Vorteile für die Bearbeitung. Das . ·

Werkstück kann um die Kippachse geschwenkt werden, als

ob es gleichsam in den Aufnahmedorn eines Supports gespannt wäre. Verkippt man den Aufspanntisch, so wird das Werkstück gleichzeitig mit verkippt, da es auf dem Aufspanntisch festgehalten ist. Dies ist günstig für die Steue-20

rung der Bearbeitung. Bei der Erfindung ist vorgesehen,

neben den übrigen steuerbaren Teilen der Vorrichtung auch den Aufspanntisch einer CNC-Bahnsteuerung zu unterwerfen. Das Werkstück kann deshalb für den bear-_O[_ beitungsgerechten Zugang durch das Werkzeug entsprechend positioniert werden.

Um die Querbearbeitung des Werkstückes bei gleichmäßig orientiertem Werkzeug auch an den quer zur X-Achse

QQ ausgerichteten Werkstückbereichen zu ermöglichen, ist es günstig, wenn der Aufspanntisch mit einem Schwenktisch ausgestattet ist, der um eine zur X-Achse senkrechte Achse verschwenkbar ist. Der Schwenktisch kann bei beliebiger Positionierung des Aufspanntisches um seine Schwenkachse verschwenkt werden, um beispiels-

weise die Stirnbereiche des Werkstückes der Querbearbeitung vollends zugänglich zu machen. Verschwenkt man den Schwenktisch in etwa quer zur X-Achse und richtet man das Werkstück auf das Werkzeug aus, so ist es bei dieser Stellung nunmehr möglich, mit dem eingangs erwähnten, immer noch gleich orientierten Werkzeug Vorsprünge, beispielsweise Zapfen oder Ver-

^q tiefungen z. B. Bohrungen herauszuarbeiten. Für die verschiedenen Querbearbeitungen können Universalwerkzeuge verwendet werden, die sowohl mit ihrer Stirnais auch mit ihrer Mantelfläche eingesetzt werden können, beispielsweise zur Oberflächenbearbeitung oder auch zum Erarbeiten von Zapfen, Bohrungen usw..

Um das Werkstück von allen Seiten für die Bearbeitung zugänglich zu machen und dennoch eine gesicherte Aufspannung sicherzustellen ist es günstig, daß bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen ist, am Schwenktisch einander gegengeordnete Aufspannelemente anzuordnen. Die Aufspannelemente sind für das Spannen des Werkstücks von verschiedenen Seiten her vorgesehen, so daß nacheinander eine Rundumbearbeitung möglich ist. Das Werkstück bleibt während des Wechsels der Aufspannelemente immer in der gleichen Position •gespannt, da die Aufspannelemente zeitlich einander übelappend gewechselt werden können.

Um die Bewegungen der Werkzeuge während der Querbearbeitung zu minimieren ist es vorteilhaft, wenn das Werkstück mit seinen Fertig-Außenmaßen zur Kippachse ausgemittelt auf dem Schwenktisch aufgespannt ist.

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Eine günstige Weiterbildung der Erfindung besteht auch darin, daß die Schwenkachse in der Längs- und Breiten-

_c mitte des Schwenktisches verläuft. Der Schwenktisch b

ist damit in seiner Symmetrieebene gelagert» Er kann ausgewuchtet werden, um die Lagerbelastung beim Verschwenken .zu minimieren. Das Gleiche ist möglich für das Werkstück. Die eben, erwähnte Ausmittelung bei der.

Aufspannung kann auch dahingehend erfolgen, daß das Werkstück mit seinem Schwerpunkt auf der Schwenkachse angeordnet wird. In der Praxis wird man versuchen, den Schwerpunkt des Werkstückes möglichst auf der Schwenkachse anzuordnen und gleichzeitig eine längenmäßige Ausmittelung zur Minimierung der Bearbeitung-swege zu erreichen.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Werkzeugschlitten eine vertikale Grundplatte aufweist, an deren Enden zwei in Richtung des Werkzeugs vorstehende Tragarme zur Lagerung des Aufspanntisches vorhanden sind. Die Grundplatte ist vertikal ausgerichtet, um die Späneabfuhr zu erleichtern. Gleichzeitig ermöglicht sie einen Freiraum zum Verschwenken des Schwenktisches.

Diesbezüglich'ist es auch günstig, wenn der Abstand zwischen den an den Tragarmen angeordneten Kipplagern und der Grundplatte mindestens der Hälfte der Gesamtlänge des Schwenktisches entspricht. Der Schwenktisch kann selbst dann mit dem Aufspanntisch in einem VoIlkreis um die Kippachse verkippt werden, wenn er quer zum Aufspanntisch orientiert ist.

Für die waagrechte Verschwenkung des Schwenktisches ist es günstig, wenn die Tragarme etwa in einem 45°-Winkel

zur vertikalen Grundplatte schräg nach oben gerichtet 5

sind. Auf diese Weise kann das Gestell der Vorrichtung niedrig gehalten werden und es ist eventuell auch bei kürzeren Tragarmen möglich, die horizontale Verschwenkbarkeit des Schwenktisches sicherzustellen.

Um den Aufspann- und/oder den Schwenktisch in bestimmbaren Positionen festlegen zu können, ist es vorteilhaft, eine Konuskupplung vorzusehen. Dieselbe legt die Tische in den vorgegebenen Stellungen unverrückbar für _ die Bearbeitung fest, so daß Ungenauigkeiten wegen ei-

nes während der Bearbeitung nachgebenden Tisches vermieden werden können. Eine einfache Konstruktion ergibt sich dadurch, daß man die Konuskupplung zentrisch zum Kipp- und/oder Schwenklager anordnet.

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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1

Figur 2

Figur 3

Figur 4

Figur 5

Figur 6

und 7

Figur 8

Figur 9 ·

Figur

Figur 11 und 12

Figur 13

Figur 14

eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine Seitenansicht der Vorrichtung von Figur 1, eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Figur 2, einen Schnitt durch das im Aufspanntisch angeordnete Schwenklager des Schwenktisches, eine perspektivische Ansicht mehrerer Werkstücke, eine perspektivische Ansicht eines Universal-Fräsers mit verschiedenen Einsatzmöglichkeiten, eine perspektivische Ansicht eines mit dem in den Figuren 6 und 7 gezeigten Universal-Werkzeug bearbeiteten Werkstückes, eine perspektivische, schematische Ansicht des Aufspann- und des Schwenktisches unter Angabe der Bewegungsmöglichkeiten für beide Tische, eine schematische perspektivische Ansicht des Schwenktisches unter Angabe des räumlichen X-Y-Z-Achsenkoordinatensystems, eine schematisch perspektivische Ansicht des Aufspanntisches mit mehreren Sesselzargen, die für die Zapfen-, Langloch- und Dübellochbearbeitung aufgespannt sind,

eine Seitenansicht auf den mit Aufspannelementen und Positionierungsanschlägen ausgestatteten Aufspanntisch,

eine Schnittansicht durch den mit Aufspannelementen bestückten Aufspanntisch gem. der Linie XIV-XIV in Figur 13,

Figur 15 die schematische Darstellung des mit einander gegengeordneten Aufspannelementen bestückten Aufspanntisches in Auswurfposition und

Figur 16 eine schematische Darstellung von Universal-Werkzeugen und deren Einsatzmöglichkeiten.

In Figur 1 der Zeichnung ist zum besseren Verständnis eine Vorrichtung 1 zum Querbearbeiten von Holzwerkstücken 2 vereinfacht dargestellt. Ehe auf die Details der Vorrichtung eingegangen wird, soll zunächst anhand der Figur 1 ein überblick über die Bestandteile der Vorrichtung gegeben werden

Die Vorrichtung 1 dient vornehmlich zum Querbearbeiten von Werkstücken aus Massivholz. Sie ist aber auch zum Längsbearbeiten geeignet,und zwar auch von Werkstücken anderer Werkstoffe, die ähnlich wie Holz zerspanbar sind.

Die Vorrichtung 1 ist im vorliegenden Fall mit einer CNC-Bahnsteuerung bestückt, die eine vollautomatische Bearbeitung der Werkstücke 2 in einer einzigen Aufspannung ermöglicht. Ein Steuergerät 3 ist als eigene Einheit an der Seite des eigentlichen Arbeitsbereiches der Vorrichtung angeordnet und mit der Vorrichtung über übliche Steuerleitungen verbunden.

Die Basissteuerung des Gerätes besteht in der Hauptsache aus einem elektronischen Rechner, der Steuerwerte in Form von elektrischen Signalen an Motorregler abgibt. Die Regler ihrerseits erzeugen proportional

dem Eingangssignal eine elektrische Spannung, deren Größe beispielsweise für die Drehzahl der Gleich-

stromraotore von Achsantrieben der Vorrichtung be-5

stimmend ist. Jeder Antriebsmotor besitzt einen Tachogenerator zum SOLL-IST-WERT-VERGLEICH der Drehgeschwindigkeit und einen inkrementalen Drehgeber zum Erfassen der IST-Position.

.

Die Bahnsteuerung arbeitet unter Verwendung eines räumlichen X-Y-Z-Achsenkoordinatensystems, das in den Figuren .1 und 10 durch die Angabe der drei Achsen angedeutet ist. Dabei verläuft die X-Achse in Längs-

,_ richtung eines später noch näher beschriebenen Werk-

Stückschlittens 4 und ist bei der gezeigten Vorrichtung horizontal ausgerichtet. Sie ist bestimmend für den Werkstückbereich der Vorrichtung und die Verfahrrichtung des Werkstückschlittens.

Die Y-Z-Achsen sind dem Werkzeugbereich zugeordnet.

Die Y-Achse steht vertikal und ist zuständig für die vertikale Positionierung des oder der Werkzeuge. Die Z-Achse ist ebenso wie die X-Achse horizontal und ist zuständig für die horizontale Zustellung des Werkzeugs für die Bearbeitung. Sie steht auf der Y-und X-Achse senkrecht.

Im gezeigten Fall sind an einem Revolverkopf 5 vier verschiedene Werkzeuge 6,. 7, 8 und 9 angebracht. Die Werkzeuge sind sternförmig an der Mantelfläche des um eine horizontale, zur X-Achse parallel Achse 10 verschwenkbaren Revolverkopfes 5 angeordnet,und zwar sternförmig, mit einem gegenseitigen Winkelabstand von 90°. Das Werkzeug 6 ist ein Spiralbohrer. Das Werkzeug 7 ist ein Universalfräser, wie er beispiels-

4k-

weise in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist. Der Fräser besitzt einen zylinderförmigen Abschnitt 11, dem ,. zur Werkstückantriebsachse 12 hin topfartig ein Zylinderfräser 13 mit größerem Durchmesser als der Fräser 11 nebengeordnet ist. Beide Fräser 11 und 13 weisen mit Schneiden bestückte Stirnflächen 14 und 15 auf, die, wie die Figuren 6 und 7 zeigen, ebenfalls für die Bearbeitung herangezogen werden können.

Die Figur 6 zeigt mit der schraffierten Fläche die bearbeiteten Teile des Werkstückes 2. Es ist deutlich zu erkennen, daß nicht nur die Mantelfächen der Fräser 11 jg und 13 das Werkstück bearbeiten, sondern auch die Stirnflächen 14 und 15. Durch die gezeigte Querbearbeitung ergibt, sich an dem Werkstück 2 eine L-förmige Aussparung.

In Figur 7 ist gezeigt, wie der Fräser 7 lediglich zur Herstellung von Bohrungen 16 verwendet wird. Der Fräser wird hierzu in senkrechter Ausrichtung zur zu bearbeitenden Oberfläche auf diese bis zum Erreichen der gewünschten Lochtiefe abgesenkt.

In Figur 8 ist diese Querbearbeitung schematisch bei dem Werkstück 2 dargestellt. Dort ist allerdings gezeigt, wie der Fräser 7 zur Bildung eines Langloches 17 verfahren wird. Um das Langloch auszubilden wird der Fräser unter Verwendung einer Kreisinterpolation durch die Bahnsteuerung so geführt, daß sich zu guter Letzt das Langloch ergibt. Das Langloch kann eine größere Breite aufweisen, als der Fräser 7 mit seinem Abschnitt 11 dick ist. Der Fräser wir hierzu in parallelen Bahnen verfahren.

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Der in Figur 7 gezeigte Langzapfen des Werkstücks 2 wurde ebenfalls mit Hilfe des Universal-Fräsers 7 gefertigt, allerdings in einer verschiedenen Orientie-5

rung desselben bezüglich des Werkstücks 7- Dabei ist er mit seiner Drehachse zur gezeigten Werkstückachse W parallel ausgerichtet und verfährt, ähnlich wie bei der Langlochherstellung der Figur 8, entlang einer vorbestimmten Bearbeitungsbahn, die die Spanabnahme an der Mantelfläche des Zapfens ermöglicht.

Der Fräser 7 kann aber auch als Universal-Werkzeug zum gleichzeitigen oder einander nachfolgenden Bearbeiten von geraden Oberflächen und Phasenflächen

ausgebildet sein. In Figur 16 ist in den beiden obersten Darstellungen und in der untersten Darstellung eine Modifikation des Fräsers dargestellt. Die Abänderung besteht darin, daß der Fräsabschnitt 11 mit

__n seiner Schneide in einer Krümmung bis zum Fräserabschnitt 13 hoch reicht. Während der Zylinderteil des Fräserabschnitts 11 gerade Ebenen zu bearbeiten vermag, kann mit Hilfe der gekrümmten Schneide das Werkstück 2 angephast werden. Dies ist in der rechten oberen und in der untersten Darstellung gezeigt.

Das Werkstück. 8 ist ebenfalls ein Universal-Fräser. Er stellt gleichsam das Gegenstück zu dem Fräser 7 dar, wie dies gut aus Figur 16 hervorgeht. Er ist gleichsam ein bezüglich der Werkzeugantriebsachse 12 umgedrehter Fräser 7, der ebenfalls mit einem zylindrischen Fräsabschnitt zur Bearbeitung ebener Flächen und mit einer gekrümmten Schneide zur Bearbeitung einer Phase geeignet ist.

Dieser Fräser kann ebenso wie der Fräser 7 so eingesetzt werden, daß lediglich der zylindrische Fräser-ρ-abschnitt eingreift, oder ausschließlich der gekrümmte. Natürlich können auch beide Abschnitte gleichzeitig zur Bearbeitung herangezogen werden. Dies ist ebenfalls in Figur 16 anhand der verschiedenen Darstellungen gezeigt.

Das Werkzeug 9 ist ein Scheibenfräser der üblichen Art.

Der Revolverkopf 5 ist auf einem ersten Werkzeugschlitten. 19 angeordnet, der in Richtung der Z-Achse mit HiI-fe eines Stellantriebes 20 horizontal verfahrbar ist.

Der Werkzeugschlitten 19 ist selbst an einem zweiten Werkzeugschlitten 21 angeordnet, der mit Hilfe eines Stellantriebes 22 in vertikaler Richtung, nämlich in Richtung der Y-Achse verfahrbar an einem Gestell 23 gelagert ist. Der erste und zweite Schlitten dient jeweils zum Zustellen des für die Bearbeitung ausgewählten Werkzeuges in Richtung der Z- und/oder Y-Achse. Das Werkstück wird für das Bearbeiten in die dem Werkstück 2 zugeordnete Position verschwenkt, wie sie beispielsweise in den Figuren 1 und 2 das Werkzeug 8 einnimmt. Dies bedeutet, das betreffende Werkzeug ist parallel zur Z-Achse ausgerichtet. Die Verschwenkung des Revolve.rkopfes geschieht mit Hilfe gegenläufiger Stellantriebe, beispielsweise Pneumatikantrieben, die untereinander über eine umgelenkte Steuerkette verbunden sind. Das Gestell 23 ist ortsfest.

Der Werkstückschlitten H ist, wie bereits ausgeführt wurde, in Richtung der X-Achse verfahrbar gelagert, und

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zwar an einem vom Werkzeuggestell 23 unabhängigen Gestell 24, das in etwa im rechten Winkel zu der Längs- - erstreckung des Gestelles 23 ebenfalls ortfest auf einer Aufstandsfläche angeordnet ist. Sowohl der Werkstückschlitten 4 als auch die Werkzeugschlitten 19 und 21 sind auf Stangenführungen 25 gelagert, die insbesondere aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich sind. Der Figur 1 ist zu entnehmen, daß die Führungen durch Faltenbälge abgedichtet sind.

Der Werkstückschlitten 4 weist einen Aufspanntisch 26 auf, der um eine zur X-Achse parallele Kippachse 27 verkippbar ist. Im vorliegenden Fall ist deshalb die Kippachse horizontal ausgerichtet.

Der Aufspanntisch ist.als Schaukel ausgebildet und weist an seinen beiden Enden senkrecht zur Tischebene gleichgerichtet abstehende Wangen 28 und 29 auf, an denen die Lager für die Kippachse 27 angeordnet sind. Der Aufspanntisch ist infolgedessen U-förmig gestaltet, wobei · die beiden Wangen die frei endenden U-Schenkel bilden, während die Tischebene den Verbindungsschenkel darstellt.

Der Werkstückschlitten"4 besitzt eine vertikale Grundplatte 30, die die Späneabfuhr erleichtern soll und zugleich nach Beendigung der Bearbeitung den Auswurf der Werkstücke senkrecht nach unten im freien Fall ermöglicht.

An beiden Enden der Grundplatte sind zwei in Richtung des Werkzeugbereiches vorstehende Tragarme 31 zur Lagerung des Aufspanntisches 26 vorhanden. Die Trag-

arme sind in etwa in einem 45°-Winkel zur vertikalen Grundplatte nach schräg oben gerichtet. Das Gestell g 24 endet relativ niedrig mit einer horizontalen Abschlußfläche, wobei die Tragarme höhenmäßig über diese Abschlußfläche hinausragen.

Der Aufspanntisch 26 besitzt einen in der Vertiefung IQ seiner U-Form angeordneten Schwenktisch 32, der um eine auf der Tischebene senkrechte Schwenkachse S relativ zum Aufspanntisch 26 verschwenkbar gelagert ist. Die Schwenkachse befindet sich in der Längsund Breitenmitte der Tisch'ebene des A'ufspanntisches, d.h. die Achse ist punktsymmetrisch auf der Tischebene angeordnet. Die Schwenkachse steht auf der X-Achse senkrecht. Um die Schwenkbarkeit im 360° Vollkreis des Aufspanntisches nicht zu beschränken, ist der Abstand zwischen den an den Tragarmen 31 vorhandenen Kipplagern des Aufspanntisches und der Grundplatte bzw. dem Gestell 24 mindestens so groß beim Messen wie die halbe Länge des Schwenktisches 32. Dies stellt den für die freie Beweglichkeit des Schwenktisches notwendigen Freiraum sicher.

Der Aufspanntisch 26 ist in üblicher Weise mit T-förmigen Spannuten zur Verankerung von Aufspannelementen 33 versehen,, die aber auch an der Rückseite oder an den Tischrändern befestigt werden können, wie dies beispielsweise in den Figuren 14 und 15 gezeigt ist. Diese Figuren zeigen auch eine einander gegengeordnete Positionierung der Spannelemente 33, die für eine Rundumbearbeitung des Werkstückes 2 vorgesehen ist. Aus Figur 14 ist der Einsatz der Aufspannelemente zu erkennen. Da das Werkzeug 7 gerade den unteren Längs·

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rand des Werkstücks 2 bearbeitet sind die am oberen Längsrand des Aufspanntisches 26 angeordneten Aufspannelemente 33 in Halteposition, während die un-5

teren Aufspannelemente 33 außer Reichweite des Werkzeugs gefahren sind, um dasselbe bei der Bearbeitung nicht zu behindern. Soll nunmehr das Werkzeug in den in Figur 14 oben positionierten Längsrand bearbeiten, so werden die unteren Aufspannelemente 33 überlappend zu den oberen auf das Werkstück 2 eingeschwenkt und spannen dieses zusätzlich- Anschließend werden die oberen Aufspannelemente zurückgefahren, so daß der obere Längsrand des Werkstückes für die Bearbeitung

frei ist. Zu bemerken ist, daß hier lediglich ein 15

Wechsel der Spannelemente eintritt, jedoch die gewählte Aufspannung erhalten bleibt.

Im gezeigten Fall werden die Aufspannelemente durch Pneumatikzylinder beaufschlagt.

Am Aufspanntisch können neben den bereits beschriebenen Aufspannelementen auch Zentrieranschläge 34 beispielsweise Längen- und Seitenanschläge zum genauen Positionieren des Werkstückes vorgesehen werden.

Um die Bearbeitungswege für die Werkzeuge möglichst gering zu halten, kann das Werkstück 2 auf dem Aufspanntisch bezüglich einer vorgegebenen Achse ausgemittelt aufgespannt werden. In den Figuren 13 und 14 ist gezeigt, wie das Werkstück mit seinem Querschnittszentrum exakt auf der Kippachse 27 liegt, wie dies anhand der Abstände h und H zu erkennen ist.

Die Werkstücke 2 müssen aber nicht mit ihrer Längserstreckung in Richtung der Längenausdehnung des Auf-

spanntisches 26 angeordnet sein, sie können auch quer dazu positioniert werden. In den Figuren 11 und 12

nebeneinander auf dem Aufspanntisch 26 angeordnete 5

Werkstücke 2, nämlich Sesselzargen gezeigt, die mit der Längserstreckung einen rechten Winkel zur Kippachse 27 einnehmen.

Bei den Sesselzargen werden zunächst gemäß der Darstellung von Figur 11 mit Hilfe des Fräsers 7 an den ersten Enden der Werkstücke die Zapfen 18 herausgearbeitet, wie dies bereits vorstehend im Zusammenhang mit der Figur 7 beschrieben wurde.

Nach der Bearbeitung der ersten Enden der Werkstücke wird der Schwenktisch um 18O° geschwenkt, so daß auch die zweiten Enden mit den Zapfen versehen werden können

Anschließend wird der Aufspanntisch 26 in der in Fi-

gur 12 gezeigten Weise um 90° hochgekippt, so daß der Bohrer 6 auf den Seitenflächen der Werkstücke 2· die Langlöcher 17 und die Dübellöcher 35 anbringen kann.

Eine Bearbeitung, bei der der Schwenktisch quer zum Aufspanntisch .arretiert wird, zeigt die Figur 9. Das Werkstück 2 wird zu der Bearbeitung der Zapfen 18 zusammen mit dem Schwenktisch quer zur Kippachse 27 aus-

3Q gerichtet. Für die Bearbeitung der Seitenflächen des Werkstücks 2 wird dann der Schwenktisch 32 wieder parallel zur Kippachse 27 angeordnet und zusammen mit dem Aufspanntisch um 90° in Richtung auf das Werkzeug verkippt, wie dies in Figur 9 in der unteren Darstellung gezeigt ist.

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Der Aufbautisch 26 ist ebenso wie der Schwenktisch mit Hilfe von Stellantrieben 36 bewegbar, die im vorliegenden Fall aus paarweise angeordneten Pneumatikan-5

trieben bestehen, die miteinander über eine Steuerkette verbunden sind. Die Stellantriebe 36 sind aus den Figuren 2, 3 und 4 ersichtlich, in der Figur 1 sind sie der guten Übersichtlichkeit wegen weggelassen.

·

Die Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Aufspanntisch 26 und den Schwenktisch 32. Der Schwenktisch ist mit Hilfe zweier Kugellager 37 und 38 verdrehbar ani Aufspanntisch 26 gelagert. Zwischen den Kugellagern ist ein Kettenrad 39 für den Eingriff der ■ von den Stellantrieben 36 betätigten Steuerkette 40 vorgesehen.

Die Schwenkachse S des Schwenktisches 32 ist zur Rück-2Q seite des Aufspanntisches hin verlängert und ragt rückwärts aus diesem heraus. Sie ist dort mit einem verdrehsicher angeordneten Joch 41 versehen, das seitlich T-förmige Aufnahmenuten für die Aufnahme von Positionieranschlägen 42 besitzt.

Um in beliebigen Schwenkpositionen den Schwenktisch festlegen zu können, ist dem topfartig ausgebildeten Joch eine Konuskupplung 43 zugeordnet. Sie befindet sich sich zentrisch zur Schwenkachse S im Inneren der Topfvertiefung des Joches und wird von diesem fast zur Gänze umgeben. Die Konuskupplung ist in Richtung der Achse S verschieblich auf derselben gelagert. Gegen Rotation ist sie gegenüber dem Aufspanntisch 26 mit Hilfe von Bolzen 44 gesichert. An ihrer Mantelfläche besitzt sie neben einem zylindrischen Ab-

schnitt 45 einen rundumlaufenden Konus 46, dem am Joch ein Gegenkonus 47 zugeordnet ist. Die eigentliche Festlegung des Joches gegenüber der Konuskupplung findet 5

dann statt, wenn die Konuskupplung mit ihrem Konus sich.

in Reibschluß befindet mit dem Gegenkonus 47 des Joches. Die Konuskupplung 43 wird von einem sich am Aufspanntisch 26 abstützenden Tellerfederpaket 48 stets in Arretierrichtung gedrängt. Die Konuskupplung kann für das Verschwenken des Schwenktisches 32 axial entlastet werden durch Einleiten eines Fluids in den Ringraum 49. Im entlasteten Zustand löst sich der Konus 46 axial vom Gegenkonus 47 und die Verschwenkung ist möglich.

Eine analoge Lagerung und Arretierung ist bei den Kipplagern des Aufspanntisches 26 vorhanden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient insbesondere zum 2Q Querbearbeiten von Werkstücken aus Massivholz, wie sie beispielsweise in der Figur 5 dargestellt sind. Die Werkstücke können an den Längs- und Stirnseiten, an den Rändern an der Oberfläche bearbeitet werden, auch eine Tiefenbearbeitung beispielsweise zum Herstellen von Zapfen und Bohrungen oder der Inlets von Gewehrkolben ist möglich. Die Zapfen und Bohrungen können auch schräg zur Längserstreckung der Werkstücke.orientiert sein, wie dies beispielsweise anhand des untersten Werkstückes 2 in Figur 5 gezeigt ist.

Für die Bearbeitung können die Rohlinge oder die vorbereiteten Werkstücke von Hand oder automatisch dem Schwingtisch zugeführt werden, worauf sie nach genauer Positionierung und ggf. Ausmittelung nach Gewicht oder Gestalt ■ mit Hilfe von Aufspannelementen 33 gespannt werden.

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Dem Steuergerät wird das entsprechende Programm für die gewünschte Querbearbeitung eingegeben. Am Revolverkopf

sind die hierzu erforderlichen Werkstücke angeordnet 5

worden, worauf das Steuergerät alle weiteren Stell-, Spann- und Bearbeitungsvorgänge von selbst steuert. Im vorliegenden Fall werden die einzelnen Werkstückbzw. Werkzeugschlitten über Kugelrollspindeln von

Gleichstrommotoren angetrieben. Es wurde eingangs be-10

reits ausgeführt, daß jeder zu steuernde Antrieb einen Drehgeber zum Erfassen der IST-Position besitzt und einen Tachogenerator zum SOLL-IST-WERT-VERGLEICH der Drehgeschwindigkeit aufweist.

Das Werkstück wird auf dem Schwenk- und dem Aufsspanntisch jeweils so positioniert, daß in einer für den Arbeitsablauf optimalen Weise die Quer- oder Längsbearbeitungen erfolgen können. Sollten die Aufspannele-

mente,beispielsweise für eine Randbearbeitung, im Wege 20

sein, so können dieselben im überlappenden Betrieb gegen gegengeordnete Aufspannelemente ausgetauscht werden, die das Werkstück dann von der anderen Seite her spannen. Die Aufspannposition bleibt aber die gleiche. Auf Wunsch _OK kann dieselbe aber auch ggf. unter Zuhilfenahme einer automatischen Werkstückaufnahme verändert werden.

Ist einmal für ein Werkstück ein Steuerprogramm erstellt, so braucht für jede Wiederholfertigung lediglich die Auf-

3Q spanneinrichtung für das Werkstück umgerüstet und das Pro gramm aus der Programmbibliothek in die Maschine eingegeben zu werden. Damit ergeben sich Rüstzeiten von wenigen Minuten. Werkzeugkorrekturen sind ebenso schnell durchzuführen. Einschließlich der Endbearbeitung braucht das Werkstück nur ein einziges Mal eingespannt zu werden.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Werkstücke bis zum lackierfertigen Zustand bearbeitet werden. In der Figur 15 ist gezeigt, wie die Werkstücke bei einander entgegengeordneten Aufspannelementen automatisch ausgeworfen werden können. Der Schwenktisch wird hierzu gegenüber der Vertikalen um 45° so geneigt, daß das Werkstück unter den Schwenktisch gerät. Dadurch schwen-

jQ ken die unteren Aufspannelemente so weit zurück, daß das Werkstück vertikal nach unten fallen kann. Bei fehlenden unteren Aufspannelementen 33 genügt es bei der in Figur 14 gezeigten Position, lediglich die oberen Aufspannelemente zu lösen. Auch dann fällt das Werkstück ohne Behinderung vertikal nach unten.

Für bestimmte Werkstücke kann es vorteilhaft sein, sie unter Zuhilfenahme von Distanzelementen auf dem Schwenktisch anzuordnen. Auf diese Weise kann man auch noch die dem Schwenktisch benachbarten Randbereiche des Werkstückes bearbeiten.

Der Revolverkopf 5 bzw. die Werkzeuge 6, 7, 8 und 9 können durch die Werkzeugschlitten 19 und 21 in Y- und Z-Richtung für die richtige Bearbeitungsposition verfahren werden. Es ist auch möglich, den Revolverkopf starr anzuordnen und dem Werkstuckschlitten zwei zusätzliche Freiheitsgrade in Y- und Z-Richtung zuzuordnen, beispielsweise durch ähnliche Schlitten, wie sie durch die Werkezeugschlitten 19 und 21 gebildet sind.

Der guten Ordnung halber sei noch erwähnt, daß der Werkstückschlitten 4 bei in X-Richtung orientierten Arbeitsvorgängen in X-Richtung mit dem Werkstück am Werkzeug entlang verfährt.Für eine Punktbearbeitung verharrt der Werkstückschlitten, bis diese beendet ist.

Leerseite

Claims

GRÜNECKER. KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER

PATENTANWÄLTE

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D" H KIMKF.UOeV. (Wi »λ

D" Af STOCKMAIH. ar, iM

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8CCO MÜNCHEN 2S

PH 17 310 - 80/RO 13. Mai 1982

MASCHINENFABRIK ZÜCKERMANN Gesellschaft mbH
Anastasius-Grün-Gasse 22-24 A-II81 Wien / Österreich

Vorrichtung zum Quer- und/oder Längsbearbeiten von Holzwerkstücken

PATENTANSPRÜCHE

Μ J Vorrichtung zum Quer- und/oder Längsbearbeiten von Holzwerkstücken mit einem Werkstückschlitten zur Aufnahme eines oder mehrerer Werkstücke, der in Richtung der X-Achse des räumlichen X-Y-Z-Koordinatensystems entlang wenigstens eines Querbearbeitungswerkzeuges verfahrbar ist, das selbst in der Y- und/oder Z-Achse für die Bearbeitung zustellbar ist, dadurch gekennzeichnet ,

daß der Werkstückschlitten (4) einen Aufspanntisch (26) aufweist, der um eine zur X-Achse parallele Achse (27)

verkippbar ist.
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufspanntisch (26) als Schaukel ausgebildet ist und an seinen beiden Enden senkrecht zur Tischebene gleichgerichtete abstehende Wangen (28, 29) aufweist, an denen die Lager für die Kippachse (27) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -

,_ kennzeich net, daß der Aufspanntisch (26) b

mit einem Schwenktisch (32) ausgestattet ist, der um eine zur X-Achse senkrechte Schwenkachse (S) verschwenk.bar ist.

_nr.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß am Schwenktisch (32) einander gegengeordnete Aufspannelemente (33) vorhanden sind.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche .1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Werkstück (2) mit seinen Fertigaußenmaßen zur Achse (27) ausgemittelt auf dem Schwenktisch (26) aufgespannt ist.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche

1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkachse (S) in der Längs- und Breitenmitte des Schwenktisches (32) verläuft. 35
7- Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Werkstückschlitten (4) eine vertikale Grundplatte (30) aufweist, an deren Ende zwei in Richtung des Werk zeugs (6, 7, 8, 9) vorstehende Tragarme (31) zur Lagerung des Aufspanntisches (26) vorhanden sind.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand (a) der an den Tragarmen (31) angeordneten Kipplager und der Grundplatte (30) mindestens die Hälfte der Gesamtlänge (L) des Schwenktisches entspricht. . ■
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Tragarme (31) etwa in einem 45°-Winkel zur vertikalen Grundplatte (30) schräg nach oben gerichtet

sind.
10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche

1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß für eine horizontale 36O°-Verschwenkung des Schwenktisches (32) am Gestell (24) ein Schwenkfreiraum vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufspann- und/oder Schwenktisch (4,32) durch eine Konuskupplung (43, 46', 47) in bestimmbarem Positionen festlegbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Konuskupplung (43) zentrisch zum Kipp- und/oder Schwenklager (38, 39) angeordnet ist