EP2149439A2

EP2149439A2 - Vorrichtung zum Bearbeiten von hölzernen werkstücken

Info

Publication number: EP2149439A2
Application number: EP09009809A
Authority: EP
Inventors: Paul Wassmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-01
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2010-02-03
Also published as: DE102008036026A1; DE102008036026B4; EP2149439A3

Abstract

Eine Vorrichtung (1) dient zum Bearbeiten von hölzernen Werkstücken (2), nämlich von Baumstämmen oder Modeln, an vier winklig oder rechtwinklig zueinander angeordneten oder wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Längsseiten und weist dazu eine Bearbeitungsstation (3) auf, in welcher Werkzeuge (4), wie Zerspaner, Fräser und/oder Sägeblätter (7) zum Bearbeiten des hölzernen Werkstückes (2) während seines Vorschubes angeordnet sind. Zu der Vorrichtung (1) gehört eine Zuführeinrichtung (5), die für den Vorschub des Werkstückes (2) zu der und in die Bearbeitungsstation (3) sorgt, wobei das Werkstück (2) in seiner Längserstreckungsrichtung und in Richtung seiner Längsmittelachse (9) bewegbar ist. Die Zuführeinrichtung (5) weist dazu wenigstens zwei in Vorschubrichtung hintereinander angeordnete und in Vorschubrichtung zumindest während des ersten Teils des Vorschubes synchron bewegbare Greifer (10, 11) auf. Für eine automatisierte Ausrichtung und Bearbeitung kann in Vorschubrichtung vor dieser Zuführeinrichtung (5) oder zumindest an deren Anfang eine Messvorrichtung (12) zur Ermittlung der Abmessungen und/oder der Form des jeweiligen Werkstückes (2) vorgesehen sein, die die beiden Greifer (10, 11) und Ausrichtmittel ansteuert, um das Werkstück (2) in optimaler Lage erfassen und bearbeiten zu können (Fig. 3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von hölzernen Werkstücken, nämlich vom Baumstämmen oder Modeln, an insbesondere vier winklig oder rechtwinklig zueinander angeordneten Längsseiten mit einer Bearbeitungsstation, in welcher Werkzeuge wie Zerspaner, Fräser und/oder Sägeblätter zum Bearbeiten eines hölzernen Werkstücks während seines Vorschubes angeordnet sind, und mit einer Zuführeinrichtung für den Vorschub des Werkstücks zu der oder in die Bearbeitungsstation, wobei das Werkstück in seiner Längserstreckungsrichtung bewegbar ist und eine Zuführeinrichtung mit einem in Vorschubrichtung wirkenden Fördermittel vorgesehen ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 10 2007 008 304.3 bekannt und hat sich bewährt. Als Zuführeinrichtung ist dabei ein in Vorschubrichtung schräg ansteigend verlaufendes Fördermittel vorgesehen, welches mit seiner Schrägstellung die Konizität eines Baumstamms berücksichtigt und während des Vorschubes eines derartigen hölzernen Werkstücks in der Höhe verstellt werden muss. Diese Höhenverstellung der Zuführeinrichtung während des Vorschubes ist steuerungstechnisch aufwändig und erlaubt nur in begrenztem Umfang die Berücksichtigung einer Krümmung, die ein solcher Baumstamm oder gegebenenfalls auch ein Model von Natur aus haben kann.
Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher der Zuführaufwand vermindert ist und auch gekrümmte Werkstücke wirtschaftlich bearbeitet werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs definierte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung zum Transport des Werkstücks zu und in die Bearbeitungsstation wenigstens zwei in Vorschubrichtung hintereinander angeordnete und nach dem Erfassen des Werkstücks in Vorschubrichtung bewegbare Greifer mit jeweils wenigstens zwei Backen aufweist.
Auf diese Weise kann die Konizität eines hölzernen Werkstückes oder Baumstammes beim Erfassen durch die Greifer berücksichtigt werden und die Verstellung eines Fördermittels hinsichtlich Höhe und Winkellage während des Vorschubes des Werkstückes kann entfallen, da dieser Vorschub nach dem Erfassen durch die Greifer von diesen bewerkstelligt wird.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Backen der Greifer in Gebrauchsstellung abwärts gerichtet sind und ihr gegenseitiger Abstand eine nach unten offene Greiföffnung bildet. Somit können die Greifer von oben her ein unter ihnen befindliches oder platziertes Werkstück erfassen, um es dann in der gewünschten Weise in Vorschubrichtung transportieren zu können.
Dabei können die Backen der Greifer quer zur Vorschubrichtung und zum Werkstück insbesondere unabhängig voneinander verstellbar sein. Dies erleichtert einerseits ein Ausrichten des Werkstücks in horizontaler oder Querrichtung und außerdem auch das Erfassen eines unregelmäßig geformten Baumstamms oder Models in einer Weise, dass eine Mittelachse genau in Vorschub- und Transportrichtung orientiert ist.
Die Greifer können an einer gemeinsamen horizontalen Führung in Vorschubrichtung und entgegengesetzt dazu verstellbar sein und die Backen der Greifer können gleichsinnig in ihrer Höhenlage gegenüber Führung und/oder die Führung gegebenenfalls selbst in ihrer Höhenlage verstellbar sein. Dadurch können einerseits unterschiedlich dicke Werkstücke und durch die Verstellbarkeit der Backen der Greifer auch die Höhenlage unterschiedlich bemessener Bereiche eines konischen Werkstücks so ausgerichtet werden, dass eine Mittelachse genau in Transportrichtung verläuft. Mit Hilfe von gleichsinnig in ihrer Höhe verstellbaren Backen kann ein Werkstück, welches aufgrund seiner Konizität eventuell schräg orientiert ist, an einem Ende stärker angehoben und dadurch horizontal ausgerichtet werden.
Im Bereich unter den Greifern kann ein Unterstützungsmittel zum Auflegen und/oder Unterstützen und/oder Mittel zum Ausrichten des Werkstücks vorgesehen sein.
Beispielsweise kann das Unterstützungsmittel zur Berücksichtigung der Konizität des jeweiligen Werkstückes oder Baumstammes eine gegenüber einer horizontalen Ebene schräg angeordnete oder verlaufende Auflage oder Stützfläche haben. Dadurch wird das Ausrichten des Baumstammes zum Erfassen durch die Greifer unterstützt und die Lage dieses Baumstammes kann bereits durch die Unterstützungsmittel weitgehend an die Konizität des Baumstammes angepasst werden, so dass eine diesbezügliche Ausrichtung durch die Greifer nicht oder kaum noch erforderlich ist.
Günstig ist es dabei, wenn das Unterstützungsmittel als Auflage für das Werkstück ein in Vorschubrichtung bewegbares Förderelement, eine Förderkette oder ein Förderband aufweist und seine Schrägstellung an die Form des Werkstücks zur Höhenausrichtung verstellbar ist. Durch diese Mittel kann das Werkstück in Höhenrichtung weitgehend ausgerichtet werden, so dass die Greifer nur noch eine Ausrichtung in einer horizontalen Ebene benötigen.
Die Greifer können eine zusätzliche Funktion haben, weil Sie auch zum Ausrichten des Werkstückes in Querrichtung herangezogen werden könne, indem ihre Backen entsprechend ansteuerbar und quer zur Vorschubrichtung bewegbar sind. Ist der gekrümmte Baumstamm dann dreidimensional ausgerichtet, kann er von den Greifern endgültig in dieser Lage erfasst und mit Hilfe der Greifer in Vorschubrichtung bewegt werden, wobei das Unterstützungsmittel und das oder die darauf befindlichen Förderelemente, bevorzug eine Förderkette, die Unterseite des Werkstückes weitgehend freigeben können.
Dabei ist es günstig, wenn das Unterstützungsmittel nach dem Erfassen des Werkstückes durch die Greifer aus seiner zu der Bearbeitungsstation schräg ansteigenden Position soweit abwärts verschwenkbar ist, dass das in Vorschubrichtung hintere Ende des Werkstücks davon unterstützt bleibt, der in Vorschubrichtung vordere Bereich aber freigegeben und zur Unterseite des Werkstückes beabstandet ist.
Dabei kann die Auflage oder Unterstützungsfläche des Unterstützungsmittels nach dem Erfassen des Werkstückes durch die Greifer in eine Lage und Höhe verstellbar oder verstellt sein, in der das in Vorschubrichtung hintere Ende größeren Querschnitts des Werkstücks unterstützt und Während des Vorschubs zumindest von unten her geführt ist. Beispielsweise kann das Unterstützungsmittel mit seiner Auflage und Unterstützungsfläche sowie einen dort befindlichen Förderelement in eine horizontale Lage verschwenkt sein, in welcher nur der Bereich größeren Querschnitts des Werkstückes unterstützt und in Vorschubrichtung geführt wird. Im Übrigen wird das Werkstück während des Vorschubes von den Greifern gehalten und auch vorwärts bewegt.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass in Vorschubrichtung vor oder an der Zuführeinrichtung eine Messvorrichtung zur Ermittlung der Abmessungen und/oder der Form des jeweiligen Werkstücks vorgesehen ist, die die beiden Greifer und/oder deren Antriebe ansteuert und dass im Bereich der Messeinrichtung insbesondere ein vorgeschaltetes Fördermittel zum Transportieren des Werkstücks zu und durch die Messeinrichtung und in den Bereich der Greifer vorgesehen ist. Dadurch lässt sich das Ausrichten eines Werkstücks weitgehend automatisieren. Insbesondere kann dadurch die Form und Konizität des hölzernen Werkstücks oder Baumstamms erfasst und durch die Einstellung und Bewegung der Greifer berücksichtigt werden.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Verstellantrieb der Backen der Greifer durch die Messeinrichtung zur Ausrichtung des Werkstücks in horizontaler und/oder in vertikaler und/oder in Drehrichtung ansteuerbar sind. Die Greifer und ihre Backen können also außer ihrer Hauptfunktion, das Werkstück in Vorschubrichtung zu bewegen, auch das Ausrichten des Werkstücks in eine möglichst günstige Lage weitgehend automatisch durchführen.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann dabei vorsehen, dass das Unterstützungsmittel in Vorschubrichtung horizontal angeordnet ist und verläuft und in Gebrauchsstellung die Stelle größten Querschnitts oder größter Abmessung des Werkstücks nach unten an diesem Werkstück berührt. Da es möglich ist, die beiden Backen der Greifer auch gleichsinnig zu bewegen, kann ein konisches Werkstück, welches mit seiner Mittelachse zunächst schräg verlaufend auf einem solchen horizontalen Unterstützungsmittel liegt, von demjenigen Greifer hochgehoben werden, der zum Erfassen des Bereiches geringeren Durchmessers oder Querschnitts vorgesehen ist, um so das Werkstück mit seiner Längsachse in die gewünschte horizontale Lage und dabei die Längsachse in Übereinstimmung mit der Vorschubrichtung zu bringen.
Die Greifer können also zwei unabhängig voneinander quer zur Vorschubrichtung und zu dem Werkstück verstellbare und ansteuerbare Backen aufweisen und ihre Verstellantriebe können durch die Messeinrichtung zur Ausrichtung des Werkstückes in horizontaler Richtung ansteuerbar sein. Somit können die Backen jeweils einzeln in Querrichtung verstellt werden und dabei an das Werkstück anschlagen und dieses erforderlichenfalls in Querrichtung verschieben. Jede Backe eines jeden Greifers kann einen eigenen Antrieb, insbesondere einen Servomotor, aufweisen und der Vorschub des Greifers kann bis zum vollen Erfassen des Werkstückes oder Baumstammes durch den Greifer gesperrt sein und ferner kann der Vorschub nach dem Schließen beider Greifer erfolgen. Dadurch ist sichergestellt, dass das Werkstück nach dem Ausrichten erst dann bewegt wird, wenn die Greifer es sicher erfasst haben.
Das Werkstück kann gegebenenfalls mit Hilfe des Messeinrichtung derart ausrichtbar sein, dass ein möglichst breiter Längsschnitt des Werkstückes, der innerhalb eines Umrisses dieses Werkstückes angeordnet ist, in eine horizontale oder vertikale Lage bringbar ist und die Greifer können so angesteuert sein, dass sie das Werkstück in dieser Lage erfassen und fixieren.
Die Steuerung kann also insbesondere mit Hilfe eines Programmes so gestaltet sein, dass durch eine Messeinrichtung zunächst erkannt wird, in welcher Lage der größter Längsschnitt des Werkstückes in einer horizontalen Ebene, gegebenenfalls in einer vertikalen Ebene, angeordnet ist, wobei zunächst auch noch diese Ebene etwas schräg zur Vorschubrichtung verlaufen könnte. Mit Hilfe der programmierten Steuerung kann dann das Werkstück so ausgerichtet werden, dass sein größter Umriss in einer horizontalen -gegebenenfalls vertikalen- Lage angeordnet ist, so dass auch bei der nachfolgenden Bearbeitung möglichst wenig Abfälle entstehen und der Querschnitt des Werkstückes bestmöglich ausgenutzt wird.
Zum Ausrichten des Längsschnitts des Werkstückes aus einer gegenüber der Auflagefläche schrägen in eine parallele Lage kann eine Dreheinrichtung vorgesehen sein, mit welcher das Werkstück relativ zur Auflage des Unterstützungsmittels um seine Längsachse verdrehbar ist. Die Dreheinrichtung wird dabei von der Steuerung und somit von der Messeinrichtung angesteuert, so dass diese Ausrichtung des Werkstücks programmiert ablaufen kann.
Die Dreheinrichtung kann mit den Greifern verbunden sein oder die Backen der Greifer können als Dreheinrichtung ausgebildet sein. Dazu können die Backen eines jeden Greifers zusätzlich zu ihren Öffnungs- und Schließbewegungen in ihren Erstreckungsrichtungen insbesondere gegensinnig zueinander bewegbar sein und eine derartige gegensinnige Bewegung der Backen kann in Schließstellung ansteuerbar und durchführbar sein. Somit können die Backen das Werkstück erfassen und dann durch gegensinnige Bewegungen, die aber bei beiden Backen gleichsinnig verlaufen, das Werkstück verdrehen, indem sie es zwischen sich aufgrund ihrer gegensinnigen Bewegungen rollen, bis die gewünschte Ausrichtposition erreicht ist, was ebenfalls mit einer Messeinrichtung oder durch die vorgeschaltete Messeinrichtung überprüfbar ist.
Zweckmäßig ist es, wenn der Abstand der beiden Greifer zueinander geringer als die Länge eines mit ihnen transportierbaren Werkstücks ist und der in Vorschubrichtung vordere Greifer in Ausgangsstellung nach dem Erfassen des Werkstückes von dessen in Vorschubrichtung vorderem Ende und/oder von der Bearbeitungsstation einen Abstand hat, der wenigstens dem Maß entspricht, welches zwischen dem Anfang und Eintritt in die Bearbeitungsstation und einem in Vorschubrichtung dahinter befindlichen ersten Bearbeitungswerkzeug vorhanden ist, wobei der in Vorschubrichtung vordere Greifer so lange in Vorschubrichtung bewegbar und in Wirkverbindung mit dem Werkstück ist, bis das Werkstück zumindest von dem in Vorschubrichtung ersten Bearbeitungswerkzeug erfasst und dadurch gehalten ist. Dadurch kann erreicht werden, dass der vordere Greifer zusammen mit dem hinteren Greifer das Werkstück solange hält, bis sein in Vorschubrichtung vorderes Ende von dem Bearbeitungswerkzeug erfasst und gehalten wird, so dass dann das Werkstück einer Halterung durch den in Vorschubrichtung vorderen Greifer nicht mehr bedarf.
Die Vorschubbewegung des in Vorschubrichtung vorderen Greifers kann nach seiner Verstellung bis zu der Arbeitsstation und/oder bis zum Erfassen des Werkstücks durch ein in Vorschubrichtung erstes Bearbeitungswerkzeug enden und/oder der in Vorschubrichtung vordere Greifer oder sein Antrieb können dann ausschaltbar/stillsetzbar und seine Backen lösbar und öffenbar sein. Somit kann dann der vordere Greifer, nachdem er seine Aufgabe erfüllt hat, den weiteren Vorschub des Werkstückes nicht mehr stören oder beeinflussen.
Der in Vorschubrichtung hintere Greifer kann nach dem Stillsetzen und Lösen des vorderen Greifers in Vorschubrichtung bis zu einem Anschlag oder bis an den in Vorschubrichtung vorderen Greifer weiterbewegbar sein und nach dem Stillsetzen des hinteren Greifers und dem Öffnen seiner Backen können vorzugsweise beide Greifer entgegen der Vorschubrichtung leer in ihre Ausgangsstellungen zurückverstellbar sein. Somit wird das Werkstück weiterhin an seinem hinteren Bereich gehalten und in Vorschubrichtung bewegt und auch gleichzeitig geführt. Der hintere Greifer kann also seinen Abstand zu dem vorderen Greifer ändern, wenn das Werkstück zu einem Teil in das Bearbeitungswerkzeug hineinverschoben ist. Der Vorschub erfolgt dabei in Richtung einer durch die Ausrichtung fixierten geradlinigen horizontal verlaufenden Achse des Werkstücks.
Der in Vorschubrichtung hintere Greifer kann bis zu einem Anschlag oder bis an den in Vorschubrichtung vorderen Greifer verstellbar oder verfahrbar sein. Es kann also ein eigenständiger Anschlag vorgesehen sein und/oder der vordere Greifer kann die Bewegung des hinteren Greifers in Vorschubrichtung begrenzen. Nach dem Stillsetzen des hinteren Greifers und dem Öffnen seiner Backen können beide Greifer entgegen der Vorschubrichtung leer in ihre Ausgangsstellungen, also auch in ihre zueinander beabstandete Position zurückverstellbar sein.
Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorgeschriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich eine Vorrichtung, mit welcher auch stärker gekrümmte oder in mehrere Richtungen gekrümmte hölzerne Werkstücke wie unregelmäßig gewachsene Baumstämme mit einer Längsachse in eine beste Lage ausgerichtet und dann in Vorschubrichtung bewegt werden können, ohne auf einem im Wesentlichen ebenen Fördermittel aufliegen zu müssen, welches ohne weitere Hilfsmittel nur eine Unterstützung von unten her bewirken könnte. Vielmehr kann das Werkstück nach der optimalen Ausrichtung mehr oder weniger freihängend in Vorschubrichtung bewegt, dabei aber an seinem Ende noch geführt sein und auch aufgrund einer optimierten Ausrichtung bezüglich seines Querschnittes bestmöglich ausgenutzt werden.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten von jeweils einzelnen hölzernen Werkstücken, nämlich Baumstämmen, mit einer Bearbeitungsstation, in welcher an vier Seiten des Baumstammes die Schwarte bzw. Waldkante entfernt wird, und mit einer in Vorschubrichtung dahinter befindlichen Sägemaschine für eine weitere Bearbeitung in dem selben Vorschub und Durchlauf, wobei der ausgerichtete Baumstamm auf einem Fördermittel einer Zuführeinrichtung angeordnet und vor allem durch Greifer erfasst ist, welche die Vorschubbewegung durchführen,
Fig. 2: eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, wobei das Werkstück schon zu einem erheblichen Teil in die Bearbeitungsstation verschoben und über einen Teil seiner Länge von den Waldkanten oder Schwarten befreit ist und der in Vorschubrichtung vordere Greifer bereits still gesetzt ist,
Fig. 3: eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2, wobei sich das Werkstück noch vollständig vor der Bearbeitungsstation befindet, aber schon ausgerichtet und von den Greifern erfasst ist, wobei durch die Ausrichtung der optimale Längsschnitt und die in Vorschubrichtung orientierte Längsachse etwa horizontal ausgerichtet sind und in Figur 3 mit strichpunktierten Linien angedeutet sind,
Fig. 4: in schematisierter Darstellung die Zuführung des Baumstammes zunächst zu den Greifern,
Fig. 5: das Ausrichten des Baumstammes in der Form, dass seine Konizität berücksichtigt und seine Mittellinie in eine horizontale Lage versetzt wird,
Fig. 6: eine den Figuren 4 und 5 entsprechende Darstellung bei Beginn des Vorschubes des Werkstückes oder Baumstammes durch die Greifer, wobei ein mit einem Förderelement versehenes Unterstützungsmittel aus der in den Figuren 4 und 5 schrägen Lage zurück in eine horizontale Lage verstellt ist und nur noch das in Vorschubrichtung hintere und in seiner Abmessung größere Ende des Werkstückes unterseitig erfasst und führt,
Fig. 7: in schematisierter Darstellung eine Stirnansicht oder einen Querschnitt eines Werkstückes zwischen den Backen eines Greifers während des Vorganges des Ausrichtens durch eine Drehbewegung, bei welcher die beiden Greiferbacken den Pfeilen gemäß gegensinnige Bewegungen in vertikaler Richtung durchführen,
Fig. 8: die Anordnung gemäß Figur 7 nach dem Ausrichten und dem Rückverstellen der Backen der Greifer in die Greifposition,
Fig. 9: einen Querschnitt des Werkstückes im Bereich von bei seinem Vorschub zuerst in der Bearbeitungsstation erreichten Bearbeitungswerkzeugen oder Zerspanern, welche die Ober- und Unterseite bearbeiten und dabei das Werkstück in diesem Bereich führen,
Fig. 10: den Querschnitt des Werkstücks nach der Bearbeitung an vier Längsseiten sowie
Fig. 11: die anschließend mit in Vorschubrichtung hinter den Zerspanern angeordneten Sägeblättern aus dem Werkstück gebildeten Bretter.

Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zum Bearbeiten von hölzernen Werkstücken 2, nämlich von Baumstämmen oder Modeln, wobei im Ausführungsbeispiel schematisiert ein Baumstamm als ein derartiges Werkstück dargestellt ist und dieses im Folgenden deshalb auch als "Baumstamm 2" bezeichnet wird.
Die Bearbeitung erfolgt dabei an vier rechtwinklig zueinander angeordneten Längsseiten (vgl. Fig. 10) in einer zu der Vorrichtung 1 gehörenden Bearbeitungsstation 3, in welcher Werkzeuge 4 wie zum Beispiel Zerspaner oder Fräser zum Bearbeiten eines einzelnen Baumstammes 2 während seines Vorschubes angeordnet sind. Ferner gehört zu der Vorrichtung 1 eine im Ganzen mit 5 bezeichnete Zuführeinrichtung für den Vorschub des jeweiligen Werkstückes oder Baumstammes 2 zu der und in die Bearbeitungsstation 3, wobei das Werkstück 2 in seiner Längserstreckungsrichtung und in Richtung einer Längsmittelachse 9 bewegbar ist, wie der Vergleich der Figuren 1 und 2 verdeutlicht. Die Längsmittelachse entspricht dabei der linearen Vorschubrichtung in und durch die Vorrichtung 1 und die Bearbeitungsstation 3.
In Vorschubrichtung hinter der Bearbeitungsstation 3 befindet sich im Ausführungsbeispiel noch eine Sägemaschine 6 mit mehreren auch parallelen Sägeblättern 7, womit der gemäß Figur 10 etwa in eine Vierkantform gebrachte Baumstamm 2 oder ein Model in einzelne Bretter 8 zersägt werden kann, wie es in Figur 11 schematisiert angedeutet ist.
Die Zuführeinrichtung 5 ist dabei mit wenigstens einem in Vorschubrichtung wirkenden Fördermittel versehen, um das Werkstück 2 zu der Bearbeitungsstation 3 hin und in diese hinein zu befördern, wo dann der weitere Vorschub des Werkstückes 2 übernommen wird.
Als in Vorschubrichtung wirkendes Fördermittel weist die Vorrichtung 1 und die Zuführeinrichtung 5 im Ausführungsbeispiel zwei in Vorschubrichtung gemäß dem Pfeil Pf 1 hintereinander angeordnete und in dieser Vorschubrichtung bewegbare Greifer 10, 11 auf, die den Baumstamm 2 gemäß Figur 1 zunächst beide erfassen und in Vorschubrichtung bewegen.
In Vorschubrichtung vor der Zuführeinrichtung 5 ist eine Messvorrichtung 12 zur Ermittlung der Abmessungen und vor allem auch der Form es jeweiligen Werkstückes 2 vorgesehen, die die beiden Greifer 10, 11 ansteuert, so dass diese in programmierter und gesteuerter Form auf die in der Regel unregelmäßigen Formen solcher Werkstücke 2 ausgerichtet und daran angepasst werden können und ihrerseits bei der Ausrichtung des Werkstückes 2 wirksam gemacht werden.
In nicht näher dargestellter Weise ist im Bereich der Messeinrichtung 12 ein vorgeschaltetes Fördermittel zum Transportieren des Werkstückes 2 zu und durch die Messeinrichtung 12 und in den Bereich der Greifer 10, 11 vorgesehen und unter den Greifern erkennt man ein weiteres Förderelement beispielsweise in Form einer Förderkette 13, welches zunächst ebenfalls zum Befördern des Werkstückes 2 in den Bereich der Greifer 10, 11 und dann auch bei der weiteren Vorschubbewegung zur Unterstützung des Werkstückes 2 in noch zu beschreibender Weise dient.
An der Anordnung der Messvorrichtung 12 in Vorschubrichtung vor der Zuführeinrichtung 5 erkennt man, dass die Messeinrichtung 12 einen in Vorschubrichtung orientierten Durchtritt für das Werkstück 2 hat, in welchem dieses beispielsweise hinsichtlich seiner Form und seines Umrisses elektronisch abgefühlt oder gescannt werden kann, um dadurch die Aggregate der Zuführeinrichtung 5 ansteuern zu können.
Gemäß den Figuren 1, 2 und 4 bis 6 sind im Bereich der Greifer 10, 11 Unterstützungsmittel zum Auflegen und Mittel zum Ausrichten des Werkstückes 2 vorgesehen, deren Wirkungsweise vor allem in den Figuren 4 bis 6 angedeutet ist. Das Unterstützungsmittel hat dabei zur Berücksichtigung der Konizität des jeweiligen Werkstückes oder Baumstammes 2 eine gegenüber einer horizontalen Ebene schräg angeordnete oder verlaufende Auflage oder Stützfläche 14, die gemäß Figur 5 gegenüber Figur 4 in Richtung des Pfeiles Pf 2 noch etwas hoch geschwenkt werden kann, damit die Längsmittelachse 9 des Werkstückes 2 horizontal ausgerichtet ist. Während des Vorschubs des Werkstückes 2 soll nämlich diese Längsmittelachse 9 horizontal und in Vorschubrichtung orientiert sein.
Das Unterstützungsmittel hat dabei als Auflage für das Werkstück 2 die schon erwähnte Förderkette 13, welche den Vorschub zumindest mitbewirkt und in der schon erwähnten Weise hinsichtlich der Schrägstellung an die Form des Werkstückes 2 zur Höhenausrichtung dieses Werkstückes verstellbar ist.
Die Greifer 10, 11 weisen gemäß Figur 3, 7 und 8 zwei unabhängig voneinander quer zur Vorschubrichtung und zu dem Werkstück 2 verstellbare und ansteuerbare Backen 15, 16 auf und die Verstellantriebe dieser Backen 15, 16 sind durch die Messeinrichtung 12 ansteuerbar oder angesteuert, so dass das Werkstück 2 durch unterschiedliche Bewegungen der Backen 15, 16 der Greifer 10, 11 in horizontaler Richtung und quer zur Vorschubrichtung verstellbar sind. Gemäß Figur 3 kann also ein Werkstück 2 quer zur Vorschubrichtung in horizontaler Richtung und gemäß den Figuren 4 - 6 in vertikaler Richtung ausgerichtet werden.
Jede Backe 15, 16 eines jeden Greifers 10, 11 kann dabei in nicht näher dargestellter Weise einen eigenen Antrieb, insbesondere einen Servomotor, aufweisen, um die erwähnten Einstellbewegungen durchführen zu können. Der Vorschub der Greifer ist hingegen bis zum vollen Erfassen des Werkstück 2 gesperrt, so dass der Vorschub erst nach dem Schließen beider Greifer 10, 11 erfolgt.
Das Werkstück 2 ist also mit Hilfe der Messeinrichtung 12 derart ausrichtbar, dass es in bestmöglicher Lage von den Greifern 10, 11 erfasst werden kann, um dann von diesen gemäß Figur 1 durch die Zuführeinrichtung 5 in die Bearbeitungsstation 3 transportiert werden zu können.
Die Greifer 10, 11 sind in Vorschubrichtung und entgegengesetzt dazu verstellbar und zweckmäßigerweise an einer gemeinsamen horizontalen Führung gelagert. Die Backen 15, 16 der Greifer 10, 11 können zusätzlich zu den schon erwähnten Bewegungsmöglichkeiten auch gleichsinnig in ihrer Höhenlage gegenüber ihrer Führung beziehungsweise ihrer Halterung verstellbar sein, so dass die in den Figuren 4 bis 6 dargestellte Ausrichtung eines konischen Werkstücks auch dadurch bewerkstelligt werden kann, dass die Greifer das Werkstück gemäß Figur 4 auf dem horizontalen Unterstützungsmittel erfassen und dann die Backen 15 und 16 des in Vorschubrichtung vorderen Greifers 10 in ihrer Höhenlage in die in Figur 6 dargestellte Position verstellt werden, wodurch dasselbe Ausrichtergebnis erzielt wird, aber die Verschwenkung des Unterstützungsmittels und seiner Stützfläche 14 gemäß Figur 5 entfallen kann.
Dabei ist in den Figuren 3, 7 und 8 noch angedeutet, dass das Werkstück 2 mit Hilfe der Messeinrichtung 12 derart nach unterschiedlichen Seiten und in unterschiedlichen Drehrichtungen ausrichtbar ist, dass ein möglichst breiter Längsschnitt und ein möglichst großer Querschnitt innerhalb eines Umrisses des Werkstückes 2 parallel zur Längsmittelachse 9 angeordnet und in eine horizontale oder gegebenenfalls vertikale Lage bringbar ist, wobei die Greifer 10, 11 derart angesteuert sind, dass sie den Baumstamm 2 in dieser den Figuren 3 und 8 entsprechenden optimalen Lage erfassen und fixieren. Auf diese Weise kann auch bei einem recht unregelmäßigen Wuchs des Werkstückes 2 ein optimaler Querschnitt des Baumstammes herausgearbeitet und weiterverarbeitet werden.
Zum Ausrichten des optimalen, in Figur 3 durch strichpunktierte Umrisslinien angedeuteten Längsschnitts des Werkstückes 2 aus einer gegenüber der Auflagefläche 14 oder Förderkette 13 schrägen in eine parallele Lage ist dabei eine in Figur 7 und 8 angedeutete Dreheinrichtung vorgesehen, mit welcher das Werkstück relativ zu der Auflage des Unterstützungsmittels um seine Längsachse verdrehbar ist. Im Ausführungsbeispiel ist dabei diese Dreheinrichtung mit den Greifern 10, 11 verbunden bzw. die Backen 15, 16 der beiden Greifer 10, 11 sind als Dreheinrichtung ausgebildet.
Beim Vergleich der Figuren 7 und 8 erkennt man, dass die Backen 15, 16 eines jeden Greifers 10, 11 zusätzlich zu ihrer Öffnungs- und Schließbewegung in ihrer Erstreckungsrichtung außerdem gemäß den Pfeilen Pf 3 und Pf 4 gegensinnig zueinander bewegbar sind. Eine derartige gegensinnige Bewegung der Backen 15, 16 kann dabei in deren Schließstellung ansteuerbar und durchführbar sein, so dass ein zwischen ihnen gemäß Figur 7 erfasster Baumstamm 2 aus einer ersten in eine andere in Figur 8 angedeutete Lage verdreht werden kann, in welcher dann der optimale Querschnitt und ebenso auch der optimale Längsschnitt horizontal und parallel zu der Vorschubebene angeordnet sind. Die durch die gegensinnige Bewegung zunächst gegeneinander höhenversetzten Backen 15, 16 können dabei gemäß Figur 8 für die endgültige Greifbewegung wieder in eine übereinstimmende Höhenlage gebracht werden.
In Figur 6 ist noch angedeutet, dass das Unterstützungsmittel bzw. seine Stützfläche 14 bzw. die Förderkette 13 nach dem Erfassen des Werkstückes 2 durch die Greifer 10, 11 aus seiner zur Bearbeitungsstation 3 schräg ansteigenden Position gemäß Figur 5 soweit entgegen dem Pfeil Pf 2 abwärts verschwenkbar ist, dass das in Vorschubrichtung hintere Ende des Werkstückes 2 unterstützt bleibt, der vordere Bereich aber freigegeben und zur Unterseite des Werkstückes 2 beabstandet ist. Die Auflage oder Unterstützungsfläche 14 des Unterstützungsmittels ist also nach dem Erfassen des Werkstückes 2 durch die Greifer 10, 11 in seiner Lage und Höhe verstellbar, in der das in Vorschubrichtung hintere Ende größeren Querschnitts des Werkstückes 2 unterstützt und während des Vorschubes zumindest von unten her geführt ist. Somit dient das Unterstützungsmittel zum Ausrichten des Werkstückes 2 in vertikaler Richtung bei noch offenen Greifern 10, 11 und danach während des Vorschubes als Unterstützungs- und zusätzliches Vorschubmittel.
In den Figuren 1 und 4 bis 6 erkennt man, dass der Abstand der beiden Greifer 10, 11 geringer als die Länge eines mit Ihnen transportierbaren Werkstückes 2 ist und der in Vorschubrichtung vordere Greifer 10 in Ausgangslage insbesondere nach dem Erfassen des Werkstückes 2 von dessen in Vorschubrichtung vorderen Ende und/oder von der Bearbeitungsstation 3 einen Abstand hat, der wenigstens dem Maß entspricht, welches zwischen dem Anfang und Eintritt der Bearbeitungsstation 3 und einem in Vorschubrichtung dahinter befindlichen ersten Bearbeitungswerkzeug 4 vorhanden ist, wobei der in Vorschubrichtung vordere Greifer 10 so lange in Vorschubrichtung bewegbar und in Wirkverbindung mit dem Werkstück 2 ist, bis das Werkstück 2 zumindest von dem in Vorschubrichtung ersten Bearbeitungswerkzeug 4 erfasst und dadurch gehalten und auch von einer Vorschubeinrichtung im Inneren der Bearbeitungsstation 3 erfasst ist. In Figur 2 erkennt man, dass der in Vorschubrichtung vordere Greifer 10 also eine Endstellung einnimmt, während der in Vorschubrichtung dahinter befindliche Greifer 11 noch eine weitere Vorschubbewegung durchführen kann.
Die Vorschubbewegung des in Vorschubrichtung vorderen Greifers 10 endet also nach seiner Verstellung bis zur Bearbeitungsstation 3 und/oder bis zum Erfassen des Werkstückes 2 durch ein in Vorschubrichtung erstes Bearbeitungswerkzeug 4. Der in Vorschubrichtung vordere Greifer 10 oder sein Antrieb sind dann ausschaltbar und seine Backen 15, 16 lösbar oder öffenbar, so dass das Werkstück 2 von dem vorderen Greifer 10 freigegeben wird und die Vorschubbewegung, die durch den hinteren Greifer 11 und die Förderkette 13 bewirkt wird, fortsetzen kann.
Der in Vorschubrichtung hintere Greifer 11 ist also gemäß Figur 2 nach dem Stillsetzen des vorderen Greifers 10 in Vorschubrichtung weiter bewegbar. Dabei ist er bis zu einem Anschlag oder bis an den vorderen Greifer 10 verstellbar oder verfahrbar, was in Figur 2 noch nicht ganz erreicht ist. Nach dem Stillsetzen auch des hinteren Greifers 11 und dem Öffnen seiner Backen 15, 16 sind dann beide Greifer 10, 11 entgegen der Vorschubrichtung leer in ihre Ausgangsstellungen zurückverstellbar.
Die Vorrichtung 1 dient zum Bearbeiten von hölzernen Werkstücken 2, nämlich von Baumstämmen oder Modeln, an vier winklig oder rechtwinklig zueinander angeordneten oder wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Längsseiten und weist dazu eine Bearbeitungsstation 3 auf, in welcher Werkzeuge 4, wie Zerspaner, Fräser und/oder Sägeblätter 7 zum Bearbeiten des hölzernen Werkstückes 2 während seines Vorschubes angeordnet sind. Zu der Vorrichtung 1 gehört eine Zuführeinrichtung 5, die für den Vorschub des Werkstückes 2 zu der und in die Bearbeitungsstation 3 sorgt, wobei das Werkstück 2 in seiner Längserstreckungsrichtung und in Richtung seiner Längsmittelachse 9 bewegbar ist. Die Zuführeinrichtung 5 weist dazu wenigstens zwei in Vorschubrichtung hintereinander angeordnete und in Vorschubrichtung zumindest während des ersten Teils des Vorschubes synchron bewegbare Greifer 10, 11 auf. Für eine automatisierte Ausrichtung und Bearbeitung kann in Vorschubrichtung 5 vor dieser Zuführeinrichtung 5 oder zumindest an deren Anfang eine Messvorrichtung 12 zur Ermittlung der Abmessungen und/oder der Form des jeweiligen Werkstückes 2 vorgesehen sein, die die beiden Greifer 10, 11 und Ausrichtmittel ansteuert, um das Werkstück 2 in optimaler Lage erfassen und bearbeiten zu können.

Claims

Vorrichtung (1) zum Bearbeiten von hölzernen Werkstücken (2), nämlich von Baumstämmen oder Modeln, an vier winklig oder rechtwinklig zueinander angeordneten oder an wenigstens zwei parallelen Längsseiten mit einer Bearbeitungsstation (3), in welcher Werkzeuge (4) wie Zerspaner, Fräser und/oder Sägeblätter (7) zum Bearbeiten des Werkstückes (2) während seines Vorschubes angeordnet sind, und mit einer Zuführeinrichtung (5) für den Vorschub des Werkstückes (2) zu der oder in die Bearbeitungsstation (3), wobei das Werkstück (2) in seiner Längserstreckungsrichtung bewegbar und eine Zuführeinrichtung mit einem in Vorschubrichtung wirkenden Fördermittel vorgesehen ist, wobei die Zuführeinrichtung (5) zum Transport des Werkstücks (2) zu und in die Bearbeitungsstation (3) wenigstens zwei in Vorschubrichtung hintereinander angeordnete und nach dem Erfassen des Werkstücks (2) in Vorschubrichtung bewegbare Greifer (10, 11) mit jeweils wenigstens zwei Backen (15, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (15, 16) der Greifer (10, 11) in Gebrauchsstellung abwärts gerichtet sind und ihr gegenseitiger Abstand eine nach unten offene Greiföffnung bildet und dass die Backen (15, 16) der Greifer (10, 11) quer zur Vorschubrichtung und zum Werkstück unabhängig von einander verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (10, 11) an einer gemeinsamen horizontalen Führung in Vorschubrichtung und entgegengesetzt dazu verstellbar sind und dass die Backen (15, 16) der Greifer (10, 11) gleichsinnig in ihrer Höhenlage gegenüber ihrer Führung und/oder die Führung gegebenenfalls selbst in ihrer Höhenlage verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich unter den Greifern (10, 11) ein Unterstützungsmittel zum Auflegen und/oder Unterstützen und/oder Mittel zum Ausrichten des Werkstücks (2) vorgesehen sind und dass das Unterstützungsmittel zur Berücksichtigung der Konizität des jeweiligen Werkstückes oder Baumstammes (2) eine gegenüber einer horizontalen Ebene schräg angeordnete oder verlaufende Auflage oder Stützfläche (14) hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterstützungsmittel als Auflage für das Werkstück (2) ein in Vorschubrichtung bewegbares Förderelement, eine Förderkette (13) oder ein Förderband aufweißt und seine Schrägstellung an die Form des Werkstückes (2) und zur Höhenausrichtung verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Backe (15, 16) eines jeden Greifers (10, 11) einen eigenen Antrieb, insbesondere einen Servomotor, aufweist und dass der Vorschub der Greifer (10, 11) bis zum vollen Erfassen des Werkstücks (2) oder Baumstamms durch den Greifer gesperrt ist und dass der Vorschub nach dem Schließen beider Greifer (10, 11) erfolgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (2) mit Hilfe der Messeinrichtung (12) derart ausrichtbar ist, dass ein möglichst breiter Längsschnitt, der innerhalb eines Umrisses des Werkstückes (2) angeordnet ist, in eine horizontale oder gegebenenfalls vertikale Lage bringbar ist und dass die Greifer (10, 11) so angesteuert sind, dass sie den Baumstamm (2) in dieser Lage erfassen und fixieren und dass zum Ausrichten des optimalen Längsschnitts des Werkstückes (2) aus einer gegenüber der Auflagefläche (14) schrägen in eine parallele Lage eine Dreheinrichtung vorgesehen ist, mit welcher das Werkstück (2) relativ zu der Auflage (14) des Unterstützungsmittels um seine Längsachse (9) verdrehbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung mit den Greifern (10, 11) verbunden ist oder dass die Backen (15, 16) der Greifer (10, 11) als Dreheinrichtung ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (15, 16) eines jeden Greifers (10, 11) zusätzlich zu ihren Öffnungs- und Schließbewegungen in ihrer Erstreckungsrichtung insbesondere gegensinnig zueinander bewegbar sind und dass eine derartige gegensinnige Bewegung der Backen (15, 16) in Schließstellung ansteuerbar und durchführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Vorschubrichtung vor oder an der Zuführeinrichtung (5) eine Messvorrichtung (12) zur Ermittlung der Abmessungen und/oder der Form des jeweiligen Werkstückes (2) vorgesehen ist, die die beiden Greifer (10, 11) ansteuert und dass im Bereich der Messeinrichtung (12) insbesondere ein vorgeschaltetes Fördermittel zum Transportieren des Werkstückes (2) zu und durch die Messeinrichtung (12) und in den Bereich der Greifer (10, 11) vorgesehen ist und dass die Verstellantriebe der Backen (15, 16) der Greifer (10, 11) durch die Messeinrichtung zur Ausrichtung des Werkstücks (2) in horizontaler und/oder in vertikaler und/oder in Drehrichtung ansteuerbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterstützungsmittel in Vorschubrichtung horizontal angeordnet ist und verläuft und in Gebrauchsstellung die Stelle größten Querschnitts oder größter Abmessung des Werkstücks nach unten an diesem Werkstück berührt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage oder Unterstützungsfläche (14) des Unterstützungsmittels nach dem Erfassen des Werkstückes (2) durch die Greifer (10, 11) in eine Lage oder Höhe verstellbar ist, in der das in Vorschubrichtung hintere Ende größeren Querschnitts des Werkstückes (2) unterstützt und während des Vorschubes zumindest von unten her geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterstützungsmittel nach dem Erfassen des Werkstückes (2) durch die Greifer (10, 11) aus einer zu der Bearbeitungsstation (3) schräg ansteigenden Position soweit abwärts verschwenkbar ist, dass das in Vorschubrichtung hintere Ende des Werkstückes (2) davon unterstützt, der vordere Bereich aber freigegeben und zur Unterseite des Werkstückes (2) beabstandet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der beiden Greifer (10, 11) zueinander geringer als die Länge eines mit ihnen transportierbaren Werkstückes (2) ist und dass der in Vorschubrichtung vordere Greifer (10) in Ausgangsstellung nach dem Erfassen des Werkstückes (2) von dessen in Vorschubrichtung vorderem Ende und/oder von der Bearbeitungsstation (3) einen Abstand hat, der wenigstens dem Maß entspricht, welches zwischen dem Anfang und Eintritt in die Bearbeitungsstation (3) und einem in Vorschubrichtung dahinter befindlichen ersten Bearbeitungswerkzeug (4) vorhanden ist, wobei der in Vorschubrichtung vordere Greifer (10) so lange in Vorschubrichtung bewegbar und in Wirkverbindung mit dem Werkstück (2) haltbar ist, bis das Werkstück (2) zumindest von dem in Vorschubrichtung ersten Bearbeitungswerkzeug (4) oder einem diesem benachbarten Vorschubmittel erfasst und dadurch gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubbewegung des in Vorschubrichtung vorderen Greifers (10) nach seiner Verstellung bis zu der Bearbeitungsstation (3) und/oder bis zum Erfassen des Werkstückes (2) durch ein in Vorschubrichtung erstes Bearbeitungswerkzeug (4) endet und/oder der in Vorschubrichtung vordere Greifer (10) oder sein Antrieb ausschaltbar/stillsetzbar und seine Backen (15, 16) lösbar und öffenbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der in Vorschubrichtung hintere Greifer (11) nach dem Stillsetzen des vorderen Greifers (10) in Vorschubrichtung bis zu einem Anschlag oder bis an den in Vorschubrichtung vorderen Greifer (10) weiter bewegbar ist und dass nach dem Stillsetzen des hinteren Greifers (11) und dem Öffnen seiner Backen (15, 16) vorzugsweise beide Greifer (10, 11) entgegen der Vorschubrichtung leer in ihre Ausgangsstellungen zurückverstellbar sind.