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Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von
Werkstücken mit verschieden geformten Kanten, mit einem relativ zu diesen bewegbaren
Werkzeug, welches zur Vorbereitung der Durchführung des Bearbeitungsvorganges eine
Kante des Werkstückes abtastet. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
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Derartige Verfahrensweisen und Vorrichtungen werden insbesondere zur
Bearbeitung von platten- und leistenförmigen Werkstücken in der Möbel- und Bauindustrie
eingesetzt.
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Für große Stückzahlen wird dabei in der Hauptsache im Durchlaufverfahren
gearbeitet, während für kleine Stückzahlen oder für spezielle Arbeitsgänge das Taktverfahren
eingesetzt wird. Die Bearbeitung umfaßt dabei in erster Linie die Bearbeitungsvorgänge
Fräsen, Sägen, Schleifen und Bürsten. Sie kann jedoch auch solche Bearbeitungsvorgänge
umfassen, die mittels Druckrollen, Leimauftragsrollen oder Heizeinheiten ausgeführt
werden.
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Bekannte Verfahren und Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art
haben den Vorteil, daß Werkstücke mit verschieden geformten Kanten in beliebiger
Reihenfolge ohne manuelle
Um- oder Einstellarbuiten bearbeitet werden
können. Sie haben allerdings den Nachteil, daß diese Arbeitsweise nur mit einem
extrem hohen technischen Aufwand möglich ist. So müssen zur automatischen Durchführung
der Um- oder Einstellarbeiten bei derartigen bekannten Vorrichtungen, beispielsweise
NC-Achsen, automatisierte Revolveranordnungen oder Reihengrenztaster eingesetzt
werden, die nicht nur als solche kompliziert und teuer sind, sondern darüber hinaus
auch ein hohes Maß an Steuerungsaufwand erfordern.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein vollkommen neuartiges
Verfahren zu schaffen, das eine Bearbeitung von Werkstücken mit unterschiedlich
geformten Kanten in beliebiger Reihenfolge mit relativ niedrigem technischen Aufwand
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Werkzeug
durch die Kante des Werkstückes selbsttätig auf deren Form ausgerichtet wird.
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Der erfindungsgemäßen Verfahrensweise liegt der Gedanke zugrunde,
die für das Bearbeiten von verschieden geformten Werkstückkanten notwendigen Um-
oder Einstellarbeiten nicht wie bisher über NC-Achsen, automatisierte Revolveranordnungen,
Reihengrenztaster oder dgl., sondern hierfür aktiv die für die Bearbeitung maßgebliche
Werkstückkante selbst einzusetzen. Mit anderen Worten: Notwendige Um- oder Einstellarbeiten
beim Ubergang von einer auf eine andere Kantenform sollen erfindungsgemäß aktiv
durch die betreffende Kante des Werkstückes selbst durchgeführt werden. In der Praxis
bedeutet dies, daß sich das Werkzeug aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensweise
seine Bearbeitungsposition in Abhängigkeit der jeweiligen Kantenform selbsttätig
sucht, sodaß aufwendige Steuerungssysteme zur Durchführung der Um oder Einstellarbeiten
nicht erforderlich sind. Erst aus dieser Bearbeitungsposition heraus erfolgt dann
der eigentliche Bearbeitungsvorgang. Erfindungsgemäß wird somit die betreffende
Kante des Werkstückes zuerst zum Auffinden der für die jeweilige Kantenform richtigen
Bearbeitungsposition
des Werkzeuges abgetastet, während im Anschluß daran aus dieser Position heraus
der eigentliche Bearbeitungsvorgang durchgeführt wird, der in herkömmlicher Weise
ebenfalls über einen Abtastvorgang gesteuert werden kann.
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Das aktive Auffinden der Bearbeitungsposition für das Werkzeug durch
die jeweilige Werkstückkante kann sowohl bei der Bearbeitung von zur Bewegungsrichtung
des Werkstückes quer verlaufenden Werkstückquerkanten als auch zur Bearbeitung von
parallel zur Bewegungsrichtung verlaufenden Längskanten des Werkstückes eingesetzt
werden.
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Soll eine Querkante bearbeitet werden und schließt diese einen Winkel
zur Bewegungsrichtung des Werkstückes ein, so wird das Werkzeug erfindungsgemäß
durch die Querkante des Werkstückes selbsttätig auf diesen Winkel eingerichtet.
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Soll dagegen eine parallel zur Bewegungsrichtung verlaufende Längskante
des Werkstückes bearbeitet werden, so wird das Werkzeug erfindungsgemäß durch die
Längskante des Werkstückes selbsttätig in seine Bearbeitungsposition gebracht.
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Bei beiden Bearbeitungsweisen ist es zur Erzielung eines hochwertigen
Arbeitsergebnisses zweckmäßig, daß das Werkzeug nach vollendetem Ausricht- bzw.
Einrichtvorgang in seiner Bearbeitungsposition derart festgelegt wird, daß es nur
noch den Bearbeitungsvorgang ausführen kann.
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Die Festlegung kann dabei in verschiedenster Weise erfolgen. So kann
das Werkzeug bzw. das das Werkzeug tragende Bearbeitungsaggregat in seiner Bearbeitungsposition
formschlüssig arritiert oder auch lediglich kraftschlüssig festgeklemmt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner eine vollkommen neuartige
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen, mit der
eine Fzarbeitung von Werkstücken mit unterschiedlich geformten Kanten in beliebiger
Reihenfolge mit relativ niedrigem technischen Aufwand ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, bei
der die abzutastende Werkstückkante vor dem Abtastvorgang eine Einrichtung betätigt,
die das Werkzeug in seine Bearbeitungsposition stellt.
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Diese Einrichtung kann in verschiedenster Weise ausgestaltet sein.
Besonders geeignet sind Sensoren, Taster oder Anschläge, die die jeweilige Kantenform
abtasten und das Werkzeug in Abhängigkeit des Tastergebnisses in die für die jeweilige
Kantenform richtige Bearbeitungsposition bringen.
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Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Art eignen sich in besonderer
Weise zur Bearbeitung von Werkstücken im Durchlauf.
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Grundsätzlich können mit derartigen Vorrichtungen im Durchlaufverfahren
sowohl die Querkanten als auch die Längskanten bearbeitet werden. Besonders gute
Ergebnisse werden jedoch mit Vorrichtungen erzielt, bei denen eine einen Winkel
zur Bewegungsrichtung einschließende Querkante des Werkstückes abgetastet wird.
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Bekannte Vorrichtungen, bei denen eine einen Winkel zur Durchlaufrichtung
einschließende Querkante des Werkstückes abgetastet wird,weisen#einen in Werkstückdurchlaufrichtung
hin- und herverfahrbaren Schlitten auf, auf dem ein Bearbeitungsaggregat mit einem
Bearbeitungswerkzeug angeordnet ist. Das Beu beitungswerkzeug ist bei derartigen
bekannten Vorrichtungen mit einem Anschlag gekoppelt, der die Lage des Bearbeitungswerkzeuges
gegenüber der Werk-
stückquerkante abtastet, wobei das Bearbeitungswerkzeug
zur Durchführulg des Bearbeitungsvorganges quer zur Werkstückdurchlaufrichtuny bewegbar
ist.
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Erfindungsgemäß ist es bei einer derartigen Vorrichtung zweckmäßig,
daß das Bearbeitungsaggregat auf dem Schlitten derart gelagert ist, daß es durch
den Anschlag aus einer Ausgangsposition in die durch den Winkel der Querkante bestimmte
Bearbeitungsposition verschwenkbar und in dieser während des Bearbeitungsvorganges
festlegbar ist.
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Bei einer derartigen Vorrichtung hat der Anschlag eine Doppelfunktion.
So dient der Anschlag einmal zum Verschwenken des Bearbeitungsaggregates aus einer
Ausgangsposition in die durch den Winkel der Kante bestimmte Bearbeitungsposition.
Ist diese Bearbeitungsposition erreicht und das Bearbeitungsaggregat in dieser Position
festgelegt, so dient der Anschlag in herkömmlicher Weise als Abtastorgan bei der
Durchführung des Bearbeitungsvorganges.
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Bei ebenen Schnitten liegt die Schwenkachse des Bearbeitungsaggregates
und damit des Werkzeuges in der Ebene der wirksamen Anschlagfläche des Anschlages.
Auf diese Weise ist selbst bei stark unterschiedlichen Winkeln sichergestellt, daß
das Werkzeug stets genau in der vorgegebenen Ebene arbeitet.
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Zur Bearbeitung von Werkstücken mit angeleimter Kante ist es erforderlich,
daß die Schwenkachse in der Ebene der Leimfuge liegt. Nur bei einer derartigen Anordnung
ist es gewährleistet, daß auch befun'te#schie#iic#hen Winkeln ein mit währleistet,
deP K#r;te genau fluchtendes Schnittergebnis erzielt wird.
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Die Festlegung des Bearbeitungsaggregates in der Bearbeitungsposition
kann auf verschiedene Weise erfolgen. Be-
sonders gute Ergebnisse
werden mit einer einfachen Bremseinrichtung erzielt.
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Vorteilhafterweise kann eine derartige Bremseinrichtung aus einer
mit dem Bearbeitungsaggregat verbundenen Bremsscheibe sowie einem diese zwischen
sich aufnehmenden, auf dem Schlitten befestigtem Bremsbackenpaar bestehen.
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Die Bremseinrichtung kann auf verschiedenste Weise gesteuert werden.
Vorteilhaft ist es, die Bremseinrichtung über einen im Anschlag angeordneten Sensor
zu steuern. Besonders gute Ergebnisse wurden mit sog. Staüdruckdüsen erzielt, da
derartige Sensoren aufgrund der durch den Luftstrahl bewirkten Selbstreinigung weitgehend
unempfindlich gegenüber Staub oder anderen Verunreinigungen sind.
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Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand einer Xappeinrichtnng
für in Durchlaufrichtung überstehende Furnier- oder Kunsvstoffkanten unter Bezugnahme
auf die beigefügten Figuren näher erläutert und beschrieben: Fig. 1 zeigt schematisch
in einer perspektivischen Ansicht eine Kappeinrichtung, die mit einer erfindungsgemässen
Vorrichtung ausgestattet ist; Fig. 3,4,5 und 7 zeigen jeweils in einer Draufsicht
auf die Vorrichtungen gemäß Fig. 1 verschiedene Phasen der Arbeitsweise, und Fig.
2 bzw. Fig. 6 zeigen Seitenansichten der Phasen gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 7.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt die Kappeinrichtung eine parallel
zu einer Transportkettenbahn 1 verlaufende Führung 2, auf der ein Schlitten 3 hin-
und herverfahrbar gelagert ist. Auf der Oberseite des Schlittens 3 ist eine Konsole
4 um eine vertikale Achse 5 derart gelagert, daß sie in Richtung des Pfeiles 6 verschwenkbar
ist. Auf der Konsole 4 ist über Lagerböcke 7 ein Bearbeitungsaggregat 8 um eine
horizontale Achse 9 in Richtung des Pfeiles 10 verschwenkbar gelagert. Dieses Bearbeitungsaggregat
8 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Elektromotor 11, auf dessen
Antriebswelle ein Kappsägeblatt 12 angeordnet ist.
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Die jeweilige Stellung der Konsole 4 auf dem Schlitten 3 kann mittels
einer Bremseinrichtung 13 fixiert werden, die aus einer mit der Konsole 4 verbundenen
Bremsscheibe 14 sowie einem auf der Oberseite des Schlittens angeordneten Bremsbackenpaar
15 besteht, das den Rand der Bremsscheibe
zwischen sich aufnimmt.
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Die Konsole 4 ist ferner mit einem Träger 16 verblnden, auf dessen
Oberseite ein Anschlag 17 befestigt ist, der in in in Richtung des Pfeiles 18 hochgefahren
bzw. abgesenkt werden kann. Diese Anordnung ist dabei aerart getroffen, daß der
Anschlag 17 im abgesenkten Zustand mit seiner Oberseite unterhalb der Ebene der
Transportkettenbahn 1 zu liegen kommt und in seinem angehobenen Zustand in die Bewegungsbahn
eines auf der Transportkettebahn geförderten Werkstückens W hineinragt. Das Werkstück
W ist im Bereich seiner Längskante mit einer Furnier- oder Kunststoffkante 19 ausgestattet,
die in Durchlaufrichtung nach vorne übersteht und - wie später noch beschrieben
werden wird - im Durchlauf durch das Kappsägeblatt 12 fluchtend mit der Querkante
20 des Werkstückes W abgetrennt werden soll, welche im vorliegenden Fall mit der
Werkstückdurchlaufrichtung einen Winkel g einschließt, der von 900 abweicht.
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Der Anschlag 17 ist ferner im Bereich seines einen Endes seiner wirksamen
Anschlag dche 21 mit einer Walze oder Rolle 22 und im Bereich seines anderen Endes
mit einem Sensor in Form einer Staudruckdüse 23 ausgestattet, deren Funktion im
folgenden noch be,chiieben werden wird.
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Der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind in Fig. 1 eine
Reihe son pneumatischen Betätigungszylindern, die - wie ebenfalls noch beschrieben
werden wird - in bestimmten Betriebszuständen die Konsole 4 in Richtung des Pfeiles
6 um die Achse 5 und das Bearbeitungsaggregat 8 in Richtung des Pfeiles 10 um die
Achse 9 verschwenken.
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ie Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nun folgende:
Nähert
sich ein Werktstück W - wie in den Fig. 2 und 3 in einer Seitenansicht und in einer
Draufsicht schematisch angedeutet - über die Transportkettenbahn 1 dem Bearbeitungsaggregat
8, so meldet nin in den Zeichnungen nicht dargestellter Sensor, ob es sich um ein
zu bearbeitendes Werkstück handelt oder um ein Werkstück, das an dem Bearbeitungsaggregat
vorbeibewegt werden soll. Handelt es sich um ein Werkstück, das nicht bearbeitet
werden soll, so bleibt der Anschlag 17 - wie in Fig. 2 angedeutet -unterhalb der
Ebene E der Transportkettenbaht 1 und das Bearbeitungsaggregat 8 in seiner Grundstellung,
so daß das Werkstück die Bearbeitungsstation unbehelligt passieren kann.
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Meldet der nicht dargestellte Sensor jedoch, daß das Werkstück W einer
Bearbeitung unterzogen werden soll, so wird der Anschlag 17 in Richtung des Pfeiles
24 (Fig. 2) angehoben, so daß der in die Bewegungsbahn des Werkstückes W hineinragt,
welches in Richtung des Pfeiles 25 (Fig. 2) angeliefert wird, Ist der Anschlag 17
hochgefahren, so kommt die Querkante 20 (val. Fig. 1) des Werkstückes W an der Rolle
oder Walze 22 des Anschlages 17 zur Anlage und nimmt diesen in Werkstückdurchlaufrichtung
mit. Da zu diesem Zeitpunkt der Schlitten 3 fixiert ist, bewirkt diese Mitnahme
des Anschlages 17 eine Drehung der Konsole 4 um die Achse 5, wie es in Fig. 3 mit
einem Pfeil 26 angedeutet ist. Dieses Verschwenken der Konsole 4 um die Achse 5
erfolgt solange, bis die wirksame Anschlagfläche 21 des Anschlages 17 voll an der
Werkstückquerkante 20 anliegt, wie dies in Fig'. 4 dargestellt ist. In dieser Phase
befindet sich das Bearbeitungsaggregat 8 noch in seiner ausgerückten Stellung, wie
dies ebenfalls aus Fig. 4 hervorgeht.
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Meldet nun der Sensor in Form der Staudruckdüse 23 (vgl. Fig. 1) aufgrund
des durch die Anlage der Werkstückkante 20 an der wirksamen Fläche 21 des Anschlages
17 hervorgerufenen Druckanstieges im Drucksystem, daß sich das Bearbeitungsaggregat
8 in seiner richtigen Stellung zur Querkante 20 des Werkstückes W befindet, so erhält
die Bremseinrichtung 13 ein Signal zur Verriegelung. Durch dieses Signal erfassen
die Bremsbacken 15 die Bremsscheibe 14, so daß ein Verschwenken der Konsole 4 auf
dem Schlitten 3 um die Achse 5 nicht mehr möglich ist. Sobald diese Fixierung der
Konsole 4 auf dem Schlitten 3 erfolgt ist, erhalten die Betätigungszylinder für
das Bearbeitungsaggregat 8 ein Signal, wodurch das Bearbeitungsaggregat in Richtung
des Pfeiles 27 (Fig. 4) verschwenkt wird und dabei den Überstand U der Furnier-
oder Kunststoffkante 19 abtrennt, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist. Aufgrund der
durch den Anschlag 17 erfolgten Ausrichtung verläuft die Kappbewegung des Kappsägeblattes
12 dabei genau in der Ebene der Querkante 20 des Werkstückes, so daß die Furnier-
oder Kunststoffkante genau fluchtend mit der Werkstückquerkante 20 abgetrennt wird.
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Während dieses Abtrennvorganges bewegt sich der Schlitten 3 mit dem
Werkstück W in bekannter Weise mit.
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Ist die-Abtrennbewegung abgeschlossen, so verschwenken die Betätigungszylinder
das Bearbeitungsaggregat 8 in Richtung des Pfeiles 28 (Fig. 5), wodurch das Kappsägeblatt
12 wieder aus dem Bereich des Werkstückes herausgezogen wird.
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Ist diese Zurückschwenkbewegung des Bearbeitungsaggregates 8 abgeschlossen,
so erhält der Betätigungszylinder für den Schlitten ein Signal, wodurch der Schlitten
kurzzeitig beschleunigt wird, so daß der Anschlag 17 von der Querkante 20 des Werkstückes
W abheben kann. Sobald der Anschlag 17
abgehoben ist erhält der
Betätigungszylinder für den Anschlag ein Signal, wodurch dieser unter die Ebene
E der Transportkettenbahn abgesenkt wird, so daß das Werkstück W den Anschlag überlaufen
kann, wie dies in den Fig. 6 und 7 in Seitenansicht bzw. Draufsicht schematisch
dargestellt ist. Während des überlaufens wird die Konsole 4 ferner durch die entsprechenden
Stellzylinder in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt und der Schlitten 3 in seine
Grundstellung in Richtung des Pfeiles 28 (vgl. Fig. 1) zurückgefahren.
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Ist diese Rücklaufbewegung abgeschlossen, befindet sich die Vorrichtung
wieder in ihrer Ausgangsstellung für die Bearbeitung des nächstfolgenden Werkstückes.
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Voraussetzung für die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, daß sich die Anschlagfläche 21 des Anschlages 17 in ihrer Ausgangsstellung
stets in einer Lage befindet, deren Winkel - bezogen auf die Werkstückdurchlaufrichtung
- kleiner ist als der Winkel d der Werkstückquerkante 20.
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