DE3218107C2 - Vorrichtung zum quer- und/oder laengsbearbeiten von holzwerkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Quer- und/oder Längsbearbeiten von Holzwerkstücken mit einem Werkstückschlitten zur Aufnahme eines oder meh­ rerer Werkstücke, der in Richtung der X-Achse eines räumlichen X-Y-Z-Koordinantensystems entlang wenigstens eines Bearbeitungswerkzeuges verfahrbar ist, das selbst in der Y- und/oder Z-Achse für die Bearbeitung zustell­ bar ist und wobei der Werkstückschlitten einen Aufspann­ tisch aufweist.

Eine Vorrichtung der eben genannten Art ist aus der DE-PS 40 906 bekannt. Sie dient zum Fräsen von Rosetten, Platten und ähnlicher Stücke. Der Fräser ist gleichsam als Scheibenfräser ausgebildet und rotiert in einer zur X-Achse parallelen Ebene. Der Werkstückschlitten weist einen Aufspanntisch auf, der gleichzeitig als Schwenk­ tisch ausgebildet ist und um eine vertikale Achse in vorbestimmbaren Positionen festlegbar ist. Er besitzt einander gegengeordnete Aufspannelemente für das Werk­ stück.

Die bekannte Vorrichtung dient nur dazu, die Oberfläche des Werkstückes längszubearbeiten. Sie fräst dort mit Hilfe von Schneidbahnen Muster ein. Durch das Verstellen des Schwenktisches kann man Kreuzmuster erzeugen.

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Aufspanntisch als um eine zur X-Achse paral­ lele Kippachse schwenkbare Schaukel ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut und ermöglicht die variable Anordnung des oder der auf­ gespannten Werkstücke. Geht man davon aus, daß das Bearbeitungs­ werkzeug in seiner Orientierung innerhalb der Vorrich­ tung unverändert bleibt, so können durch den verkipp­ baren Aufspanntisch von den sechs Seiten eines quader­ förmigen Werkstückes fünf in einer einzigen Aufspannung bearbeitet werden. Die Kippachse des Werkzeugschlittens ermöglicht dies. Bei den parallel zur X-Achse verlaufen­ den Oberflächen kann sowohl die Oberfläche bearbeitet, z. B. glattgefräst als auch Bohrungen vorgenommen wer­ den. Bei den beiden Endflächen des Quaders, die quer zur X-Achse ausgerichtet sind, sind unter der Annahme des gleichbleibend orientierten Bearbeitungswerkzeuges ausschließ­ lich die Oberflächen bearbeitet. Natürlich ist die Art der Bearbeitung von der Art des Bearbeitungswerkzeuges abhängig. Die vorstehenden Äußerungen beziehen sich lediglich auf die allgemeine Zugänglichkeit des Werkstückes.

Die Möglichkeit des Verkippens des Werkstücks kann auch für die Bearbeitung selbst herangezogen werden. Vorteil­ hafterweise kann das Werkstück nämlich während der Be­ arbeitung verfahren, verkippt und geschwenkt werden. Generell sei bemerkt, daß sich die erfindungsgemäße Vor­ richtung vorzüglich für eine wie auch immer geartete Bahnsteuerung zur automatischen Bearbeitung der Werk­ stücke eignet. Dabei kann die Steuerung nicht nur die Bewegung des Werkstückes, sondern auch diejenige des oder der Bearbeitungswerkzeuge leiten. Entsprechende Stellantriebe und Steuergeräte sind bekannt.

Durch die einmalige Aufspannung zur Bearbeitung von fünf von insgesamt sechs vorhandenen Flächen eines Quaders entfallen die sonst notwendigen Nebenzeiten. Das Endprodukt kann durch die einmalige Aufspannung sehr viel genauer gefertigt werden, da Aufspannfeh­ ler entfallen. Bei nicht quaderförmigen Werkstücken bietet die Bearbeitung analoger Werkstückoberflächen die gleichen Vorteile. Als Werkstücke können beispiels­ weise in Frage kommen: Möbelteile aller Art, beispiels­ weise Stuhl- und Tischteile, Gewehrkolben, Sportarti­ kel aller Art, beispielsweise Sportbogen, Tennisschlä­ ger, Kricketschläger, Golfschläger, Skiteile, Instru­ mententeile aller Art, beispielsweise Gitarrenhälse.

Die Erfindung ist insbesondere für die Massivholzbe­ arbeitung gedacht, wenngleich sie auch für Werkstoffe ähnlicher Zerspanbarkeit einsetzbar ist.

Je nach Ausbildung des Aufspanntisches als Schaukel, besteht die Möglichkeit, das Werkstück in der Kipp­ achse anzuordnen. Dies hat besondere Vorteile für die Bearbeitung. Das Werkstück kann um die Kippachse ge­ schwenkt werden, als ob es gleichsam in den Aufnahme­ dornen 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 Steuerung der Bearbeitung. Es ist vorgesehen, neben den übrigen steuerbaren Teilen der Vorrichtung auch den Aufspanntisch einer CNC-Bahn­ steuerung zu unterwerfen. Das Werkstück kann für den bearbeitungsgerechten Zugang durch das Bearbeitungswerkzeug ent­ sprechend positioniert werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Aufspanntisch an seinen beiden En­ den senkrecht zur Tischebene abstehende, gleichgerich­ tete Wangen aufweist, an denen die Lager für die Kipp­ achse angeordnet sind. Die Wangen erlauben eine ein­ fache Lagerung für den Aufspanntisch.

Um die Bearbeitung des Werkstückes bei gleichmäßig orientiertem Bearbeitungswerkzeug auch an den quer zur X-Achse ausgerichteten Werkstückbereichen zu ermöglichen, ist es günstig, wenn der Aufspanntisch mit einem an sich bekannten 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 wer­ den, um beispielsweise die Stirnbereiche des Werkstückes der Querbearbeitung vollends zugänglich zu machen. Ver­ schwenkt man den Schwenktisch in etwa quer zur X-Achse und richtet man das Werkstück auf das Bearbeitungswerkzeug aus, so ist es bei dieser Stellung nunmehr möglich, mit dem eingangs erwähnten, immer noch gleich orientierten Werkzeug Vorsprünge, beispielsweise Zapfen oder Ver­ tiefungen z. B. Bohrungen herauszuarbeiten. Für die verschiedenen Querbearbeitungen können Universalwerk­ zeuge verwendet werden, die sowohl mit ihrer Stirn- als auch mit ihrer Mantelfläche eingesetzt werden können, beispielsweise zur Oberflächenbearbeitung oder auch zum Erarbeiten von Zapfen, Bohrungen usw.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß der Werkzeugschlitten eine vertikale Grund­ platte aufweist, an deren beiden Enden jeweils ein in Richtung des Bearbeitungswerkzeuges vorstehender Trag­ arm zur Lagerung der Wangen vorhanden ist. Die Grund­ platte ist vertikal ausgerichtet, um die Späneabfuhr zu erleichtern. Gleichzeitig ermöglicht sie einen Frei­ raum zum Verschwenken des Schwenktisches.

Für die waagrechte Verschwenkung des Schwenktisches ist es günstig, wenn die Tragarme etwa in einem 45°-Winkel zur vertikalen Grundplatte schräg nach oben gerichtet sind. Auf diese Weise kann das Gestell der Vorrichtung niedrig gehalten werden und es ist eventuell auch bei kürzeren Tragarmen möglich, die horizontale Verschwenk­ barkeit des Schwenktisches sicherzustellen.

Um den Aufspann- und/oder den Schwenktisch in bestimm­ baren Positionen festlegen zu können, ist es vorteil­ haft, 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 ver­ mieden werden können.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische An­ sicht einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch das im Aufspanntisch angeordnete Schwenklager des Schwenkti­ sches,

Fig. 5 eine perspektivische, schematische An­ sicht des Aufspann- und des Schwenkti­ sches unter Angabe der Bewegungsmöglich­ keiten für beide Tische.

In Fig. 1 der Zeichnung ist zum besseren Verständnis eine Vorrichtung 1 zum Querbearbeiten von Werkstücken 2 vereinfacht dargestellt.

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 mit einer Bahnsteuerung bestückt, die unter Verwendung eines räumlichen X-Y-Z-Koordinatensystems arbeitet, das in der Fig. 1 durch die Angabe der drei Achsen angedeutet ist. Dabei verläuft die X- Achse in Längsrichtung eines später noch näher beschriebenen Werkstückschlittens 4 und ist bei der gezeigten Vorrichtung 1 horizontal ausgerichtet.

Die Y-Z-Achsen sind dem Werkzeugbereich zugeordnet. Die Y-Achse steht vertikal und ist zuständig für die vertikale Positionierung des oder der Bearbeitungswerkzeuge 6, 7, 8, 9. Die Z-Achse ist ebenso wie die X-Achse horizontal und ist zuständig für die horizontale Zustellung des Bearbeitungswerkzeuges 6, 7, 8, 9. Sie steht auf der Y- und X-Achse senkrecht.

Im gezeigten Fall sind an einem Revolverkopf 5 vier verschiedene Bearbeitungswerkzeuge 6, 7, 8 und 9 angebracht, die sternförmig an der Mantelfläche des um eine horizontale, zur X-Achse parallele Achse 10 verschwenkbaren Revolverkopfes 5 angeordnet sind.

Der Revolverkopf 5 ist auf einem ersten Werkzeugschlitten 19 angeordnet, der in Richtung der Z-Achse mit Hilfe 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 Werkzeugschlitten 19, 21 dient jeweils zum Zustellen des für die Bearbeitung ausgewählten Bearbeitungswerkzeuges 6, 7, 8, 9 in Richtung der Z- und/oder Y-Achse. Das Bearbeitungswerkzeug 6, 7, 8, 9 wird für das Bearbeiten in die dem Werkstück 2 zugeordnete Position verschwenkt, wie sie beispielsweise in den Fig. 1 und 2 das Bearbeitungswerkzeug 8 einnimmt. Dies bedeutet, das betreffende Bearbeitungswerkzeug 6, 7, 8, 9 ist parallel zur Z-Achse ausgerichtet.

Der Werkstückschlitten 4 ist, wie bereits ausgeführt wurde, in Richtung der X-Achse verfahrbar gelagert, und zwar an einem vom Gestell 23 unabhängigen Gestell 24, das in etwa im rechten Winkel zu der Längserstreckung des Gestelles 23 ebenfalls ortsfest auf einer Aufstandsfläche angeordnet ist. Sowohl der Werkstückschlitten 4 als auch die Werkstückschlitten 19 und 21 sind auf Stangenführungen 25 gelagert, die insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich 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 27 horizontal ausgerichtet.

Der Aufspanntisch 26 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 26 ist infolgedessen U-förmig gestaltet, wobei die beiden Wangen 28, 29 die frei endenden U-Schenkel bilden, während die Tischebene den Verbindungsschenkel darstellt.

Der Werkstückschlitten 4 besitzt eine vertikale Grundplatte 30, die die Spänezufuhr erleichtern soll und zugleich nach Beendigung der Bearbeitung den Auswurf der Werkstücke 2 senkrecht nach unten im freien Fall ermöglicht.

An beiden Enden der Grundplatte sind zwei in Richtung des Werkzeugbetriebes vorstehende Tragarme 31 zur Lagerung des Aufspanntisches 26 vorhanden. Die Tragarme 31 sind in etwa in einem 45°-Winkel zur vertikalen Grundplatte 30 nach schräg oben gerichtet. Das Gestell 24 endet relativ niedrig mit einer horizontalen Abschlußfläche, wobei die Tragarme 31 höhenmäßig über diese Abschlußfläche hinausragen.

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

Eine Bearbeitung, bei der der Schwenktisch 32 quer zum Auf­ spanntisch 26 arretiert wird, zeigt die Fig. 5. Das Werk­ stück 2 wird zur Bearbeitung zusammen mit dem Schwenktisch 32 quer zur Kippachse 27 ausgerichtet. Für die Bearbeitung der Seitenflächen des Werkstücks 2 wird dann der Schwenktisch 32 wieder parallel zur Kipp­ achse 27 angeordnet und zusammen mit dem Aufspanntisch 26 um 90° in Richtung auf das Bearbeitungswerkzeug 6, 7, 8, 9 verkippt, wie dies in Fig. 5 in der unteren Darstellung gezeigt ist.

Die Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Aufspanntisch 26 und den Schwenktisch 32.

Die Schwenkachse S des Schwenktisches 32 ist zur Rückseite des Aufspanntisches 26 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 32 festlegen zu können, ist dem topfartig ausgebildeten Joch 41 eine Konuskupplung 43 zugeordnet. Sie befindet sich zentrisch zur Schwenkachse S im Inneren der Topfvertiefung des Joches 41 und wird von diesem fast zur Gänze umgeben. Die Konuskupplung 43 ist in Richtung der Schwenkachse S verschieblich auf derselben gelagert.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Quer- und/oder Längsbearbeiten von Holzwerkstücken mit einem Werkstückschlitten zur Aufnah­ me eines oder mehrerer Werkstücke, der in Richtung der X-Achse eines räumlichen X-Y-Z-Koordinatensystems ent­ lang wenigstens eines Bearbeitungswerkzeuges verfahrbar ist, das selbst in der Y- und/oder Z-Achse für die Be­ arbeitung zustellbar ist und wobei der Werkstückschlit­ ten einen Aufspanntisch aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Aufspanntisch (26) als um ei­ ne zur X-Achse parallele Kippachse (27) schwenkbare Schaukel gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aufspanntisch (26) an seinen beiden Enden senkrecht zur Tischebene abste­ hende, gleichgerichtete Wangen (28, 29) aufweist, an denen die Lager für die Kippachse (27) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aufspanntisch (26) mit einem Schwenktisch (32) ausgestattet ist, der um eine zur X-Achse senkrechte Schwenkachse (S) verschwenk­ bar ist.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückschlitten (4) eine vertikale Grundplatte (30) aufweist, an deren beiden Enden jeweils ein in Richtung des Bearbeitungswerkzeuges (6, 7, 8, 9) vorstehender Tragarm (31) zur Lagerung der Wangen (28, 29) vorhanden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tragarme (31) etwa in einem 45°-Winkel zur vertikalen Grundplatte (30) schräg nach oben gerichtet sind.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Aufspann- und/oder Schwenktisch in bestimmbaren Positionen festlegbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Festlegung des Auf­ spann- und/oder Schwenktisches (26, 32) durch eine Ko­ nuskupplung (43) erfolgt.