EP4132754B1 - Anlage zur bearbeitung von werkstücken aus holz, kunststoff, aluminium und dergleichen sowie verfahren zum bearbeiten solcher werkstücke - Google Patents

Anlage zur bearbeitung von werkstücken aus holz, kunststoff, aluminium und dergleichen sowie verfahren zum bearbeiten solcher werkstücke

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Publication number
EP4132754B1
EP4132754B1 EP21719044.6A EP21719044A EP4132754B1 EP 4132754 B1 EP4132754 B1 EP 4132754B1 EP 21719044 A EP21719044 A EP 21719044A EP 4132754 B1 EP4132754 B1 EP 4132754B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
clamping
workpieces
clamping device
workpiece carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21719044.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4132754A1 (de
Inventor
Michael Hemmerich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michael Weinig AG
Original Assignee
Michael Weinig AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Michael Weinig AG filed Critical Michael Weinig AG
Publication of EP4132754A1 publication Critical patent/EP4132754A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4132754B1 publication Critical patent/EP4132754B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M1/00—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching
    • B27M1/08—Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching by multi-step processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27C—PLANING, DRILLING, MILLING, TURNING OR UNIVERSAL MACHINES FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL
    • B27C5/00—Machines designed for producing special profiles or shaped work, e.g. by rotary cutters; Equipment therefor
    • B27C5/02—Machines with table
    • B27C5/06—Arrangements for clamping or feeding work

Definitions

  • the invention relates to a system for machining workpieces made of wood, plastic, aluminum and the like according to the preamble of claim 1 and to a method for machining such workpieces according to claim 11.
  • Such systems include window machines or molding machines, on which the elongated workpieces with a square cross-section are machined on their sides.
  • curved or flat workpieces such as door panels, often also need to be machined.
  • Such flat workpieces are clamped onto workpiece carriers, which usually form a stationary system on a machining center. Therefore, if a flat workpiece is to be clamped onto the workpiece carrier, the machining center must be shut down for safety reasons.
  • clamping such flat workpieces is usually very time-consuming, especially since they are usually relatively heavy.
  • the machining area of a machining center is usually only accessible from one side, making it difficult to load the flat workpieces onto the workpiece carrier. A crane-like loading aid is often required.
  • a generic system is made of DE 20 2004 020 954 U1 , which discloses the preamble of claim 1.
  • the two clamping devices are arranged one above the other in the system.
  • a transport trolley with rubber suction cups is provided, with which a plate can be attached
  • the transport carriage with the workpiece is guided past a tool that processes the panel as the transport carriage slides past.
  • the invention is based on the object of designing the generic system and the method in such a way that flat or curved workpieces can be easily clamped and aligned without having to interrupt the operation of the system.
  • the system according to the invention allows the flat or curved workpiece to be easily placed on the workpiece carrier outside the system. This makes it possible to process the elongated workpieces in the system during the setup process. Outside the system, the workpiece carrier can be positioned so that it is accessible from all sides. This allows even a heavy workpiece to be easily placed on it by two people, for example, eliminating the need for auxiliary equipment such as a workshop crane.
  • a carriage carrying the workpiece carrier can be docked to a guide system of the system so that the workpiece carrier can be moved to the machining of the clamped flat or curved workpiece can be transported into the system.
  • the workpiece carrier is advantageously mounted on a guide of the carriage. It can be moved, for example, using wheels, so that it can easily be brought into a position where the flat or curved workpiece can be conveniently positioned on the workpiece carrier.
  • the workpiece carrier can be easily moved along the guide.
  • the carriage's guide when docked, forms a continuation of the system's guide system. This allows the workpiece carrier to be conveniently transported from the carriage into the system.
  • a positive connection can be provided between the workpiece carrier and the guide system, such as fixing bolts, fixing wedges, or hooks that engage in corresponding recesses.
  • the second clamping device is advantageously a suction clamping device, which allows the flat or curved workpiece to be easily secured to the workpiece carrier.
  • the suction cups operate in vacuum mode and firmly hold the flat or curved workpiece.
  • the suction clamping device advantageously has suction cups arranged on the workpiece carrier.
  • They can be advantageously positioned on the workpiece carrier so that they can be individually positioned on the workpiece carrier depending on the flat or curved workpiece to be clamped.
  • Positioning the suction cups is advantageously easier if the top of the workpiece carrier is divided into a checkerboard pattern and the coordinates of the suction cup positions are predefined. This allows the suction cups to be easily yet precisely adjusted to the positions required for clamping the flat or curved workpiece.
  • the suction cups for moving the flat or curved workpiece can be switched to compressed air operation at the interface with the workpiece, i.e., at the contact surface between the suction cups and the workpiece. Compressed air is then generated, forming an air cushion on which the flat or curved workpiece can be easily moved. Once the workpiece is positioned, the system switches to vacuum operation, so that the workpiece is firmly pulled and held against the suction cups.
  • the elongated workpieces are machined in the system, while simultaneously the flat or curved workpiece is clamped on the workpiece carrier of the second clamping device outside the system.
  • the system described below is used to process elongated workpieces, which can advantageously be made of wood, but can also be made of plastic, aluminum or a similar material.
  • the workpieces 1 have a rectangular cross-section and are fed onto a feed device 2 perpendicular to their longitudinal direction in the y-direction.
  • the feed device 2 is equipped with at least one transport unit 3, with which the workpieces 1 are transported into the system perpendicular to their longitudinal direction.
  • the workpieces 1 to be machined can be placed onto the feed device 2 by hand.
  • automatic workpiece feeding is also possible.
  • the transport unit 3 can be formed, for example, by transport belts that extend in the y-direction and on which the workpieces 1 rest when being fed into the system.
  • the feed device 2 has at least one support table 4 onto which the workpieces 1 are placed. As soon as the workpieces 1 leave the support table 4, they are grasped by the transport unit 3 and transported transversely to their longitudinal direction.
  • the feed device can have several adjacent transport units 3, for example, to be able to transport several adjacent workpieces 1 simultaneously.
  • the workpieces 1 are fed to two clamping devices 5a, 5b, with which the workpieces 1 are clamped on the top and bottom.
  • the clamping devices 5a, 5b each have at least one, in the exemplary embodiment three, clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c, each having upper clamping jaws 8a with which the workpieces 1 are clamped against lower clamping jaws 8b in a known manner.
  • the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c can be individually positioned in the x-direction according to the length of the workpieces 1.
  • the number of clamping devices 5a, 5b and clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c can vary.
  • a different number of clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c can form the clamping device 5a, 5b.
  • the individual clamping device 5a, 5b is defined in the exemplary embodiment such that a single workpiece 1 is clamped in a clamping device 5a, 5b.
  • the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c can have different widths (in the longitudinal direction of the workpieces), so that a workpiece can be clamped in only one clamping carriage 6a to 6c, 7a to 7c. Accordingly, the clamping device 5a, 5b in this case consists of the single clamping carriage 6a to 6c, 7a to 7c.
  • the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c are movable in the x-direction along a guide 9.
  • the elongated workpieces 1 extend in the x-direction, the transport direction.
  • the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c enter a transfer area 10 in which the workpieces 1 can be taken over by a second clamping device 11.
  • the clamping device 11 has a lower clamping jaw 12 for the workpieces 1 ( Fig. 2 ), on which the workpieces 1 rest in the clamped state.
  • the clamping jaw 12 extends in the x-direction over approximately the length of the clamping device 11.
  • An upper clamping jaw 13 is used to clamp the workpieces 1, which extends in the x-direction over the length of the clamping device 11 and is provided with at least two drives 14, in the exemplary embodiment with three in the x-direction connected to drives 14 arranged at a distance from one another, with which the upper clamping jaw 13 can be adjusted in the z-direction.
  • the drives 14 each have a support 14a to which the clamping jaw 13 is attached and which is adjustable in the z-direction along a guide (not shown).
  • the drive 14 is preferably a piston-cylinder unit with which the clamping force is generated.
  • the piston-cylinder unit has the cylinder 15, which is attached to a support 16.
  • the support 14a which is fixedly connected to the clamping jaw 13, is connected to a piston rod 17, which can be moved in the z-direction to adjust the upper clamping jaw 13 in the z-direction.
  • the drives 14 are parts of adjustment units 18, which have the carrier 16 and which can be moved together with the drives 14 in the z-direction.
  • the adjustment units 18 are provided in a further adjustment unit 19, which has z-guides 20 for the supports 16 of the drives 14.
  • the adjustment units 19 are movable on guides 21 extending in the y-direction.
  • a drive 22 ( Fig. 1 ) is provided to move the adjustment units 19 in the y-direction.
  • This travel axis is designed as a positioning axis so that the clamping jaws 12, 13 can be precisely adjusted in the y-direction for the transfer of the workpieces 1 into the clamping device 11, as described below.
  • the drive 22 has a drive motor 23 with a motor shaft 24 extending in the y-direction, which is connected via endless drives 25 to adjusting spindles 26 extending in the y-direction. These can be used to move the adjustment units 19 in the y-direction.
  • the workpieces 1 to be machined are fed via the feeding device 2 and the transport unit 3 ( Fig. 1 ) in the y-direction to the clamping devices 5a, 5b, which are located in a loading area 27 of the system. In this area, the workpiece 1 can be moved against a spring-loaded counter-stop 28 ( Fig. 5 ) in the y-direction and clamped with the clamping jaws 8a, 8b of the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c. In this case, it is not necessary to clamp the workpiece 1 precisely and in a precise position.
  • the depth in the y-direction depends on the width of the workpiece 1, which is pushed in by means of a slider that engages behind the workpiece 1 and executes a defined stroke or path. It is limited by the maximum end position of the counter-stop 28.
  • the workpiece 1 can also lie twisted or unevenly or diagonally on the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c.
  • the transport unit 3 is higher than the lower clamping jaws 8b, for example, so that the workpieces 1, such as in Fig. 5 As shown, the protruding side is tilted upward rather than downward. Therefore, the clamping device 11 can be retracted in the y-direction without prior z-stroke of the lower clamping jaws 8b.
  • the transport unit After clamping the unmachined workpieces 1, the transport unit is decelerated slightly to release the underside of the workpiece 1.
  • the clamping devices 5a, 5b can then be transported along the guide 9 extending in the x-direction into the transfer area 10, which also forms the processing area of the system. During this transport, the workpiece 1 is moved in its longitudinal direction, i.e., in the x-direction.
  • Fig. 5 shows, by way of example, a workpiece 1 clamped obliquely and tilted between the clamping jaws 8a, 8b of the clamping device 5a.
  • the exact alignment of the workpiece 1 only takes place in the transfer area 10, so that it can be clamped and machined in the transfer area 10 with high precision.
  • the upper clamping jaw 13 of the clamping device 11 located in the transfer area 10 is raised in the z-direction so far that the workpiece 1 can be moved into the clamping device 11 in the x-direction and/or, if necessary, the clamping device 11 can be adjusted in the y-direction. If necessary, the lower clamping jaw 12 of the clamping device 11 is slightly lowered during retraction so that contact with the workpiece 1 and subsequent damage cannot occur.
  • the workpieces 1 are clamped into the respective clamping device 5a, 5b such that their one longitudinal side 29 protrudes in the y-direction over the clamping jaws 8a, 8b of the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c in the direction of the clamping device 11. Since the workpiece 1 is clamped obliquely in the clamping device 5a, 5b, as shown in the example, the longitudinal side 29 of the workpiece 1 runs at a corresponding angle to the x-direction. If the workpiece 1 is also clamped tilted, as shown in the example, the longitudinal side 29 of the workpiece 1 also lies at a small acute angle to the y-direction.
  • Each clamping carriage 6a to 6c, 7a to 7c of the clamping devices 5a, 5b has at least one counter-stop 28, which can be moved forwards and backwards in two positions by means of a pneumatic cylinder and which, in the forward position, acts as a spring-loaded counter-stop 28 due to the pressure applied.
  • the counter-stop 28 is in the retracted position, in which it is at a distance from the workpiece 1.
  • each clamping carriage 6a to 6c, 7a to 7c has a spring-loaded counter-stop 28 that can be moved forwards and backwards.
  • the distance measured in the y-direction between the opposing clamping devices 5a, 5b and 11 is set such that the workpiece 1 reaches the lower clamping jaw 12 of the clamping device 11 over part of its width.
  • the next step involves aligning the workpiece 1 so that it is precisely positioned for subsequent machining.
  • the clamping device 5a, 5b is provided with at least one spring-loaded counter-stop 28, which is movable in the y-direction.
  • the counter-stop 28 has a stop surface 30 perpendicular to the support surface of the lower clamping jaw 8b, with which it comes into contact with the longitudinal side 31 of the workpiece 1 opposite the longitudinal side 29 when it moves the workpiece 1 in the y-direction ( Fig. 7 ).
  • the workpiece 1 With the counter stop 28, the workpiece 1 is pushed in the y-direction onto the lower clamping jaw 12 until the workpiece 1 rests with its long side 29 against a stop 32 of the clamping device 11 extending in the x-direction ( Fig. 7 ), the contact side of which is also perpendicular to the support surface of the lower clamping jaw 12.
  • the stop 32 of the clamping device 11 can be positioned in the y-direction. In this way, the position of the workpiece 1 can be precisely adjusted for subsequent processing.
  • the workpiece 1 is advantageously positioned in such a way that, during this first clamping, it already assumes the position required in the y-direction for the subsequent machining of the longitudinal side 31. Then, the workpiece 1 does not need to be moved after machining of one longitudinal side 29 and transfer to the clamping device 11.
  • the workpiece 1 is brought into the exact position.
  • the upper clamping jaws 8a of the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c are lowered in the z-direction until the workpiece 1 is clamped between the upper clamping jaws 8a and the lower clamping jaws 8b.
  • the clamping of the workpiece 1 is such that it protrudes in the y-direction towards the clamping device 11 beyond the two clamping jaws 8a, 8b.
  • the workpiece 1 protrudes approximately half its width beyond the clamping jaws 8a, 8b ( Figs. 8 and 9 ).
  • the clamped workpiece 1 rests with its long side 31 on the stop surface 30 of the counter stop 28 of the clamping device 5a, 5b ( Figs. 8 and 9 ).
  • the stop 32 can be positioned in its y-position via a separate y-axis or by means of the y-axis of the clamping device 11.
  • the stop 32 is arranged on the supports 16 of the adjustment units 18 and can be adjusted to three positions in the y-direction.
  • the stop 32 is indexed forward in the y-direction.
  • the two pre-indexed positions of the stop 32 serve to align and push off the workpieces 1.
  • the stop 32 is then indexed back to the third position when the workpiece 1 is to be transferred for the second clamping for machining the longitudinal side 31 of the clamping device 11.
  • the stop 32 is then not in contact with the workpiece 1.
  • Fig. 6 the middle position of the stop 32 is shown.
  • the clamping device 11 is adjusted with the described adjustment units 19 ( Fig. 2 ) in the y-direction so far back, that the workpiece 1 can then be machined on its end faces and its long side 29 with the appropriate tools, usually profiled or planed smooth.
  • bores, grooves and the like can be made in the upper side 33 and/or the lower side 34 of the workpiece 1.
  • the clamping device 11 is moved by means of the adjustment units 19 in the y-direction back into a position relative to the clamping device 5a, 5b, in which the workpiece 1 is gripped by the clamping jaws 12, 13 of the clamping device 11.
  • This position of the two clamping devices 5a, 5b and 11 relative to each other corresponds approximately to the position shown in Fig. 8 is shown.
  • the upper clamping jaw 13 of the clamping device 11 is lowered in the z-direction so far that the workpiece is clamped in the clamping device 11 in the area projecting beyond the clamping jaws 8a, 8b or in a previously machined area, for example in a fold.
  • the clamping device 11 is moved in the direction of the clamping device 5a, 5b until the clamping device 11 has reached the optimal position for optimal clamping and for machining the workpiece 1 on the long side 31.
  • the upper clamping jaws 8a of the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c are lifted in the z-direction so that the workpiece 1 is no longer clamped by the clamping device 5a, 5b.
  • the clamping device 5a, 5b is then moved in the x-direction back to the transfer or loading area 27 to pick up the next workpiece 1 to be machined.
  • a small z-stroke (for example 3 mm) of the clamping device 11 is advantageously carried out upwards, or the clamping device 11 moves back in the y-direction so that the underside of the workpiece 1 is not damaged when the clamping device 5a, 5b is moved.
  • the lower clamping jaws 8b, 12 can be slightly lowered in the z-direction when moving into or out of the transfer position, so that it is ensured that the lower clamping jaws 8b, 12 do not come into contact with the support side of the workpiece 1, where its surface could be damaged.
  • the workpiece 1 is clamped in the clamping device 11 such that it protrudes sufficiently far in the y-direction beyond the clamping jaws 12, 13 of the clamping device 11.
  • the not yet machined longitudinal side 31 of the workpiece 1 can then be easily machined with the appropriate tool.
  • holes, grooves and the like can also be made using an appropriate tool.
  • the two clamping jaws 12, 13 of the clamping device 11 extend over the entire length of the workpiece lengths commonly used in the system's application area.
  • the upper clamping jaw 13 is driven in the z-direction by several drives 14 as described above.
  • three drives 14 are used for the z-adjustment of the upper clamping jaw 13, which are arranged one behind the other at a distance in the x-direction.
  • the drives 14 apply the clamping force required to clamp the workpieces 1.
  • the drives 14 can be electric, pneumatic, hydraulic, or similar. They are advantageously spaced equally apart.
  • At least one of the drives 14 is force-controlled.
  • the lower clamping jaw 12 which normally forms the reference edge or reference surface for machining workpiece 1, is designed to be sufficiently rigid. This ensures high milling accuracy during machining of the workpiece.
  • the workpiece 1 or workpieces 1 are clamped symmetrically to the center of the clamping device 11.
  • a specific force is exerted on the workpiece 1 via the clamping jaw 13 using the middle of the three drives 14.
  • the two outer drives 14 are also jointly adjusted to a specific clamping force. In this way, the surface pressure can be kept constant over the length of the workpiece 1.
  • the clamping device 11 has several pressure circuits.
  • each drive 14 is assigned a pressure control valve 35 to 37 ( Fig. 2 ).
  • the respective clamping pressure can be adjusted on the drives 14, so that different clamping forces can be generated with the drives 14.
  • the clamping force can thus be adjusted along the length of the workpiece to ensure optimal clamping.
  • the effect of the weight of the upper clamping jaw 13 can also be taken into account.
  • the two outer drives 14 can be actuated via one pressure circuit and the middle drive 14 via another pressure circuit.
  • the clamping device 11 has only two drives 14 for the upper clamping jaw 13.
  • the upper clamping jaw 13 can, if necessary, be slightly curved in the longitudinal direction in order to compensate for its deflection during clamping.
  • the Clamping device 11 has a lateral stop 32 with which the clamping depth of the workpiece 1 can be determined. Since the lower clamping jaw 12, like the upper clamping jaw 13, extends over the length of the workpiece, the stop 32 can also extend over the entire length of the clamping jaws 12, 13. In this way, a high degree of precision in the positioning of the workpiece 1 in the clamping device 11 or in the clamping device 5a, 5b can be achieved with simple design means. Only one drive is required to adjust the stop 32 in the y-direction, since the stop points do not have to be flexible in length relative to one another.
  • a receiving unit 38 ( Fig. 1 ). It has a support part 39 which extends horizontally and protrudes from a vertically upwardly adjoining side wall 40.
  • the receiving unit 38 is lowered until it is located below the clamped workpieces. Then, after the clamping is released, the workpiece 1 is pushed onto the receiving unit 38 in the y-direction by a drive (not shown) using the stop 32 of the clamping device 11.
  • the receiving unit 38 is adjusted upwards to a level that does not interfere with workpiece machining. After the finished workpieces 1 are transferred to the receiving unit 38, it is adjusted upwards again in the z-direction.
  • the receiving unit 38 is provided on a support designed as a portal 41, which is movable in the x-direction.
  • the portal 41 has two stands 42, 43 ( Fig. 1 ), which are movable on guides 44, 45 extending in the x-direction.
  • the two columns 42, 43 are connected at the upper end by a cross member 46.
  • To move the A drive 47 is provided for the portal 41, which is arranged, for example, on the stand 43.
  • a carriage 48 ( Fig. 1 ) for adjusting the height of the receiving unit 38.
  • Two arms 49 are provided to support the support part 39, which are hinged at one end to the receiving unit 38 and at the other end to the carriage 48.
  • the receiving unit 38 is moved by the gantry 41 along the guides 44, 45 in the x-direction until the workpieces 1 can be transferred from the receiving unit 38 to a removal unit 50.
  • This is provided in the area above the feed device 2.
  • the receiving unit 38 is lowered in the z-direction. It has recesses 51 into which, in the exemplary embodiment, belt tracks 52 of the removal unit 50 extend when the receiving unit 38 is lowered.
  • the workpieces 1 placed on the receiving unit 38 can thus be grasped by the belt tracks 52 and removed from the receiving unit 38.
  • the finished workpieces 1 are removed from the removal unit 50 for further processing.
  • the two guides 44, 45 for the portal 41 are designed such that the guide 9 for the clamping devices 5a, 5b is located in the area between the two guides 44, 45. This allows the portal 41 to be moved in the x-direction, and simultaneously the clamping devices 5a, 5b with the clamping carriages 6a to 6c, 7a to 7c can be moved in the x-direction, thus ensuring parallel operation.
  • the guide 9 is provided in close proximity to the guide 44 of the gantry 41.
  • the column 42 of the gantry 41 which is movable along the guide 44, is designed such that it does not collide with the clamping devices 5a, 5b movable along the guide 9.
  • the tools intended for machining the workpieces 1 are provided on the portal 41, which is moved along the guides 44, 45 for machining the workpieces 1.
  • a carriage 53 is arranged on the cross member 46 for movement in the y-direction.
  • the carriage 53 is arranged on the side of the cross member 46 facing away from the receiving unit 38. It has guides 54 extending in the y-direction, along which the carriage 53 is movable ( Fig. 3 ). It carries a tool spindle 55, whose axis runs in the z-direction and which, in the exemplary embodiment, is a motor spindle.
  • a tool 56 ( Fig. 4 ) is used, which is provided in a magazine 57.
  • a linear magazine ( Fig. 1 ), which has storage locations 58 for the tools 56 arranged one behind the other in a row.
  • the tool spindle 55 is held on a spindle carrier 59 ( Fig. 3 ), which is movable in the z-direction relative to the carriage 53.
  • the spindle carrier 59 can be adjusted in the z-direction by means of a drive 60 mounted on the carriage 53.
  • the corresponding tool 56 can be moved to the desired extent in the x, y, and z directions by means of the gantry 41, the slide 53, and the spindle carrier 59. In this way, the corresponding sides of the workpiece 1 can be machined within the transfer area 10 in the manner described.
  • the system is provided with a tool changing device 61, which is provided on the portal 41 and can be moved together with it in the x-direction.
  • the tools 56 required for machining the workpieces 1 can be removed from the magazine 57 and inserted into the tool spindle 55. Conversely, the respective tool 56 can be inserted into the magazine 57 using the tool changing device 61.
  • the tool changing device 61 has a plate magazine 62 with an axis 63 located in the z-direction, with which the plate magazine 62 can be rotated.
  • a star carrier 64 with radially extending arms 65, which are each provided with a holder 66 for tools 56 at the free end ( Fig. 4 ).
  • the magazine 56 has the storage locations 58 ( Fig. 3 ), which are equipped with receptacles 67 corresponding to the receptacles 66 of the plate magazine 62.
  • the plate magazine 62 is part of a carriage 68 ( Fig. 3 ), which is movable in the y-direction along a cross member 69 extending in the y-direction. It is connected to the portal 41, in particular to its stand 42. As Fig. 3 As shown, the cross member 69 is provided on one side with two guides 70 extending in the y-direction, which are spaced apart from one another in the z-direction. With the slide 68, the plate magazine 62 can be moved along the guides 70 into the respective transfer positions.
  • the tool changing device 61 is provided with a transfer unit 72 ( Fig. 4 ), with which the tools 56 can be transferred from the magazine 57 to the plate magazine 62.
  • the transfer unit 72 consists of a carriage 73, a transfer part 74, and a drive 75.
  • the transfer unit 72 is provided on a holder 76, which is advantageously plate-shaped and extends in the y-direction.
  • the holder 76 has a support element 77 that is attached to the carriage 68.
  • the transfer unit 72 can be attached to the free end of the cross member 69.
  • the slide 73 is movable in the y-direction along the support 76.
  • a guide rail 78 for the slide 73 is located on the support 76.
  • the slide 73 is adjusted via a piston-cylinder unit 79, whose housing 80 is connected to the slide 73 and whose piston rod 81 is connected to the support 76.
  • the transfer part 74 which is adjustable in the z-direction, is housed in the slide 73. It is advantageously bolt-shaped and can be moved from a rest position to a transfer position.
  • a drive 75 for example, a pneumatic cylinder, is provided for this purpose, allowing the transfer part 74 to be moved axially.
  • Fig. 4 shows the transfer part 74 in its transfer position, in which it engages an inner contour 82 of a tool-side interface 83.
  • This is advantageously an HSK interface. It has a fitting diameter at the cone end and at a recess in the cone base, into which the bolt-shaped transfer part 74 can be inserted, allowing a tilt-free horizontal force to be exerted on the tool 56. This makes it possible to transfer the tool 56 from the holder 67 of the magazine 57 to the holder 66 of the plate magazine 62 without tilting.
  • the tool 56 has a gripper groove 84 in the area of the interface 83, which extends over the circumference of the interface 83 and into which legs 85, 86 engage, which delimit the receptacles 66 in the plate magazine 62 and the receptacles 67 in the magazine 57.
  • the legs 85, 86 are designed in such a way that they fit positively and advantageously force-fit into the gripper groove 84.
  • the tool 56 is thus supported in the axial direction both in the magazine 57 or the plate magazine 62 and during transfer, so that there is no danger of it falling downwards.
  • the transfer part 74 is designed such that the inner contour 82 of the interface 83 is blown out when the transfer part 74 is retracted.
  • the corresponding bore can be provided in the transfer part 74.
  • At least one blowing nozzle separately on the side of the transfer unit 72 for supplying the blowing air, through which a blowing jet passes, with which chips are blown or sucked out of the bore of the tool 56.
  • the carriage 73 To retrieve the tool 56 from the magazine 57, the carriage 73 is moved in the y-direction on the cross member 69 toward the magazine 57.
  • the plate magazine 62 is aligned in the x-direction relative to the tool 56 to be picked up by moving the gantry 41, and the star carrier 64 is rotated about the vertical axis 63 of the plate magazine 62 such that the receptacles 66, 67 of the plate magazine 62 and the magazine 57 are opposite one another.
  • the transfer part 74 is retracted far enough that it does not come into contact with the tool 56 when the carriage 73 is moved.
  • the transfer part 74 of the transfer unit 72 is moved downwards in the z-direction until it engages the inner contour 82 of the interface 83 of the tool 56 ( Fig. 4 ).
  • the tool 56 is pressed into the receptacle 66 of the plate magazine 62.
  • the carriage 68 together with the plate magazine 62 and the transfer unit 72 can be moved along the guides 70 in the y-direction towards the Portal 41 is moved.
  • the transfer part 74 is retracted into the transfer position before, during, or after the movement so that it is released from the tool 56.
  • the plate magazine 41 is then rotated by 180° so that the tool 56 is positioned in the area below the tool spindle 55 provided on the portal 41.
  • the spindle is then moved downward in the z-direction until the tool 56 is received in the tool spindle 55 and clamped using a known HSK clamping system.
  • the system can also process curved or flat workpieces 87, as is the case in the Fig. 1 and 10 to 13 for a flat workpiece. It is positioned on a workpiece carrier 88, for example, according to the specifications of the system control.
  • the flat workpiece 87 can be held on the workpiece carrier 88 by clamps and suction cups 89 ( Fig. 10 ).
  • the workpiece carrier 88 is located on a carriage 90, which can be moved toward the system by means of wheels 91.
  • a carriage 90 On the carriage 90, there is a guide 92, preferably one on each side, along which the workpiece carrier 88 can be moved.
  • the workpiece 87 can be clamped onto the workpiece carrier 88, for example, at a setup station.
  • the carriage 90 with the clamped workpiece 87 is then moved to the system ( Fig. 12 ) that the guide 92 can be docked to a guide system 93 of the system after opening a machine protective cover.
  • the guide system 93 extends in the y-direction in the transfer area 10 of the system and advantageously also consists of a guide 93 on each side. After docking, a continuous guideway is created between the workpiece carrier 88 and the system, on which the workpiece carrier 88 can be pushed into the system together with the workpiece 87.
  • the clamping device 11 is lowered in the z-direction so far that a free passage of the workpiece carrier 88 over the lowered clamping device is possible ( Fig. 12 ).
  • the guideway 93 can be raised within the system.
  • the moving gantry 41 and the clamping units 5a, 5b are located outside the transfer area 10, so that the workpiece carrier 88 with the clamped workpiece 87 can be introduced into the system without collision.
  • the workpiece carrier 88 is pushed into the system manually. However, this can also be done via a drive.
  • the workpiece carrier 88 can also be lowered onto the carriage 90 in order to enable the operator to have an ergonomically good working position when placing and aligning the workpieces 87.
  • the workpiece carrier 88 is lowered far enough for the workpiece 87 to reach the required machining position.
  • the workpiece 87 can be positioned at a similar height to the elongated workpieces 1 for machining within the transfer area 10. With the tool inserted into the tool spindle 55, the workpiece 87 can be machined in a known manner.
  • the gantry 41 can move collision-free over the guide system and the workpiece carrier 88 with the clamped workpiece 87.
  • the machining of the flat or curved workpieces 87, as well as the machining of the elongated workpieces 1, takes place in the transfer area 10 or machining area of the system.
  • the workpiece carrier 88 is locked in its position by index bolts 95, for example, which are arranged on the long sides of the workpiece carrier 88 and project downwards in the z-direction. of the workpiece carrier 88, the guide system 93 is indexed in the z-direction together with the workpiece carrier 88.
  • the index pins 95 are inserted into fixed recesses 96 ( Fig. 13 ).
  • index bolts can enable the workpiece carrier 88 to be fixed in the y-direction. These index bolts can be provided on the clamping device 11 and/or in the area of the guideway 9 opposite it and can engage in bores in the workpiece carrier 88.
  • the guide system 93 is so long that the workpiece carrier 88 is in the positioned position ( Fig. 13 ) is located entirely on the guide system 93.
  • the carriage 90 can therefore be moved away after the transfer of the workpiece carrier 88 to the guide system 93 in order to arrange the next workpiece carrier 88 on it and to clamp the next workpiece 87 on it.
  • the tensioners or suction cups 89 are, as shown in the example in Fig. 10 is shown, distributed over the width and length of the workpiece carrier 88.
  • the suction cups 89 can be arranged in rows at a distance from one another, as Fig. 10 shows as an example.
  • a further advantageous embodiment consists in designing the suction cups 89 in such a way that they are arranged displaceably on the workpiece carrier 88.
  • the position of the suction cups 89 can then be optimally adapted to the shape of the flat workpieces 87.
  • the workpiece 87 can also be easily positioned on the workpiece carrier 88.
  • This positioning can be particularly advantageous if the workpiece carrier 88 is divided into a checkerboard pattern and the coordinates of the positions of the suction cups 89 are specified. It is also possible, for example, for the positions of the suction cups 89 on the workpiece carrier 88 to be marked by a laser. In this case, the carriage 90 is located at a defined position.
  • the system can continue to process the cant-shaped workpieces 1 in stack processing or another workpiece on a second workpiece carrier.
  • the suction cups 89 can advantageously be designed such that they are operated with compressed air instead of vacuum during the sliding movement at the interface to the workpiece 87, by being switchable to compressed air operation. Compressed air is then generated, forming an air cushion on which the workpiece 87 can be easily moved. They are held in place on the side facing the workpiece carrier 88 in a manner to be described below.
  • the carriage 90 can be placed anywhere outside the system, it is possible to arrange the carriage 90 so that the workpiece carrier 88 is accessible from all sides. This allows a heavy workpiece to be easily placed on it by two people, for example. An auxiliary device such as a workshop crane is then not absolutely necessary.
  • the workpiece carrier 88 or the carriage 90 is provided with stops 94, 94a in two horizontal directions (x and y directions) to which the unmachined workpiece 87 can be placed ( Fig. 1 and 10 ).
  • the workpiece carrier 88 can be formed from a steel plate.
  • the suction cups 89 are equipped with magnets, which can be used to hold the suction cups firmly on the workpiece carrier 88.
  • the carriage 90 and the system each have their own vacuum and/or pneumatic supply, and for the corresponding lines to be manually reconnected after the workpiece carrier 88 is inserted into the system. It is also possible for the corresponding pneumatic connections to be disconnected or connected automatically, for example, when the workpiece carrier 88 is lowered.
  • the processing of the curved workpieces is carried out in the same way.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Bearbeiten solcher Werkstücke nach Anspruch 11.
  • Es sind Anlagen bekannt, mit denen längliche Werkstücke bearbeitet werden können. Solche Anlagen sind beispielsweise Fenstermaschinen oder Kehlmaschinen, auf denen die länglichen, im Querschnitt viereckigen Werkstücke an ihren Seiten bearbeitet werden. Außer solchen länglichen Werkstücken müssen häufig auch bogen- oder flächenförmige Werkstücke bearbeitet werden, beispielsweise Türblätter. Solche flächenförmigen Werkstücke werden auf Werkstückträgern gespannt, die üblicherweise ein ortsfestes System auf einem Bearbeitungszentrum bilden. Soll daher ein flächenförmiges Werkstück auf dem Werkstückträger gespannt werden, muss das Bearbeitungszentrum aus Sicherheitsgründen stillgesetzt werden.
  • Darüber hinaus ist es in der Regel sehr zeitaufwändig, solche flächenförmigen Werkstücke aufzuspannen, zumal diese in der Regel verhältnismäßig schwer sind. Hinzu kommt, dass der Bearbeitungsraum eines Bearbeitungszentrums in der Regel nur von einer Seite zugänglich ist, so dass die flächenförmigen Werkstücke nur schwierig auf den Werkstückträger gebracht werden können. Häufig ist eine kranartige Beschickungshilfe erforderlich.
  • Eine gattungsgemäße Anlage ist aus DE 20 2004 020 954 U1 , welche den Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart, bekannt. Die beiden Spanneinrichtungen sind in der Anlage übereinander angeordnet. Bei einer weiteren bekannten Anlage ( DE 201 15 186 U1 ) ist ein Transportwagen mit Gummisaugern vorgesehen, mit denen eine Platte befestigt werden kann. Der Transportwagen mit dem Werkstück wird an einem Werkzeug vorbeigeführt, welches die Platte beim Vorbeischieben des Transportwagens bearbeitet.
  • Bei einer weiteren bekannten Anlage ( DE 93 12 534 U1 ) wird ein plattenförmiges Werkstück auf einem Transportwagen aufgespannt und an ein Bearbeitungswerkzeug herangefahren, um mit ihm das Werkstück zu bearbeiten.
  • Es ist schließlich eine weitere Anlage bekannt ( DE 10 2019 200 661 A1 ), bei der mit einem frei verfahrbaren ersten Werkzeugmaschinenaufbau Werkstücke zu einem zweiten Werkzeugmaschinenaufbau gefahren, dort positioniert und dann mit einem Werkzeug auf dem zweiten Werkzeugmaschinenaufbau bearbeitet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Anlage sowie das Verfahren so auszubilden, dass flächen- oder bogenförmige Werkstücke einfach gespannt und ausgerichtet werden können, ohne dass der Betrieb der Anlage unterbrochen werden muss.
  • Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Anlage erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim erfindungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 11 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht es, das flächen- oder bogenförmige Werkstück außerhalb der Anlage problemlos auf dem Werkstückträger anzuordnen. Dadurch ist es möglich, dass während des Rüstvorganges die länglichen Werkstücke in der Anlage bearbeitet werden können. Außerhalb der Anlage kann der Werkstückträger so positioniert werden, dass er von allen Seiten zugänglich ist. Dann kann auch ein schweres Werkstück beispielhaft von zwei Personen leicht aufgelegt werden, so dass Hilfsmittel, wie beispielsweise ein Werkstattkran, nicht unbedingt erforderlich sind.
  • Ein den Werkstückträger tragender Wagen lässt sich an ein Führungssystem der Anlage andocken, damit der Werkstückträger zur Bearbeitung des aufgespannten flächen- oder bogenförmigen Werkstückes in die Anlage transportiert werden kann.
  • Der Werkstückträger ist vorteilhaft auf einer Führung des Wagens angeordnet. Er kann beispielsweise mittels Rädern verfahren werden, so dass er sich leicht an eine Position bringen kann, in der das flächen- oder bogenförmige Werkstück bequem auf dem Werkstückträger positioniert werden kann. Auf der Führung lässt sich der Werkstückträger einfach verschieben.
  • Damit der Werkstückträger mit dem aufgespannten flächen- oder bogenförmigen Werkstück einfach in die Anlage transportiert werden kann, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Führung des Wagens in angedockter Lage eine Fortsetzung des Führungssystems der Anlage bildet. Dann kann der Werkstückträger vom Wagen bequem in die Anlage transportiert werden.
  • Damit der Werkstückträger und damit das flächen- oder bogenförmige Werkstück in der Anlage einfach positioniert werden können, ist vorteilhaft der Werkstückträger in der Anlage fixierbar. Hierfür kann eine Formschlussverbindung zwischen dem Werkstückträger und dem Führungssystem vorgesehen sein, wie beispielsweise Fixierbolzen, Fixierkeile, Haken, die in entsprechende Ausnehmungen eingreifen.
  • Vorteilhaft ist die zweite Spanneinrichtung eine Saugspanneinrichtung, mittels der sich das flächen- oder bogenförmige Werkstück einfach auf dem Werkstückträger fixieren lässt. Die Sauger werden im Vakuumbetrieb betrieben und ziehen das flächen- oder bogenförmige Werkstück fest an.
  • Die Saugspanneinrichtung weist vorteilhaft auf dem Werkstückträger angeordnete Sauger auf.
  • Sie sind vorteilhaft auf dem Werkstückträger positionierbar, so dass sie individuell in Abhängigkeit vom festzuspannenden flächen- oder bogenförmigen Werkstück auf dem Werkstückträger positioniert werden können.
  • Die Positionierung der Sauger ist vorteilhaft dann einfach möglich, wenn die Oberseite des Werkstückträgers schachbrettmäßig aufgeteilt und die Koordinaten der Positionen der Sauger vorgegeben sind. Dann lassen sich die Sauger einfach und dennoch genau in die zum Aufspannen des flächen- oder bogenförmigen Werkstückes erforderlichen Positionen verstellen.
  • Es ist auch möglich, dass die Position der Sauger auf dem Werkstückträger durch eine Anzeigeeinrichtung angezeigt wird. Vorteilhaft ist hierbei der Einsatz eines Lasers, mit dem die Position des jeweiligen Saugers auf dem Werkstückträger positionsgenau angezeigt werden kann.
  • Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausbildung sind die Sauger zum Verschieben des flächen- oder bogenförmigen Werkstückes an der Schnittstelle zum Werkstück, d.h. an der Kontakfläche zwischen den Saugern und dem Werkstück, auf Druckluftbetrieb umschaltbar. Dann wird Druckluft erzeugt, die ein Luftkissen bildet, auf dem sich das flächen- oder bogenförmige Werkstück leicht verschieben lässt. Sobald das Werkstück positioniert ist, wird auf Vakuumbetrieb umgeschaltet, so dass das Werkstück fest gegen die Sauger gezogen und gehalten wird.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden in der Anlage die länglichen Werkstücke bearbeitet, während gleichzeitig das flächen- oder bogenförmige Werkstück auf dem Werkstückträger der zweiten Spanneinrichtung außerhalb der Anlage gespannt wird. Dadurch muss der Betrieb der Anlage während des Rüstvorganges nicht unterbrochen werden. Erst wenn das flächen- oder bogenförmige Werkstück auf dem Werkstückträger aufgespannt ist, wird er in die Anlage gefahren, positioniert und arretiert. Zuvor wird die Bearbeitung der länglichen Werkstücke beendet, so dass sofort anschließend das flächen- oder bogenförmige Werkstück in der Anlage bearbeitet werden kann.
  • Es ist aber auch möglich, die Werkstücke in der Anlage auf dem arretierten Werkstückträger zu bestücken und zu entnehmen. Vorzugsweise dann, wenn die Anlage nicht mit der Produktion von länglichen Werkstücken benutzt werden muss.
  • Während der Bearbeitung des flächen- oder bogenförmigen Werkstückes können mit der ersten Spanneinrichtung bereits weitere längliche Werkstücke eingespannt werden, die nach der Bearbeitung des Werkstückes in der Anlage bearbeitet werden können.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Anlage mit einer erfindungsgemäßen Spanneinrichtung,
    Fig. 2
    in vergrößerter und perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemäße Spanneinrichtung,
    Fig. 3
    in perspektivischer Darstellung einen Teil der erfindungsgemäßen Anlage,
    Fig. 4
    in vergrößerter Darstellung und teilweise im Schnitt eine Werkzeugwechselvorrichtung der erfindungsgemäßen Anlage,
    Fig. 5 bis 9
    jeweils verschiedene Phasen beim Einspannen und Ausrichten von Werkstücken zur Bearbeitung in der Anlage,
    Fig. 10
    in einer Darstellung entsprechend Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage mit einer Spanneinrichtung für flächenförmige Werkstücke,
    Fig. 11 bis Fig. 13
    verschiedene Schritte beim Einbringen des flächenförmigen Werkstückes in die Anlage.
  • In der im Folgenden beschriebenen Anlage werden längliche Werkstücke bearbeitet, die vorteilhaft aus Holz, aber auch aus Kunststoff, Aluminium oder einem ähnlichen Werkstoff bestehen können.
  • Die Werkstücke 1 haben rechteckigen Querschnitt und werden auf einer Zuführeinrichtung 2 quer zu ihrer Längsrichtung in y-Richtung zugeführt. Hierzu ist die Zuführeinrichtung 2 mit mindestens einer Transporteinheit 3 versehen, mit der die Werkstücke 1 quer zu ihrer Längsrichtung in die Anlage transportiert werden. Die zu bearbeitenden Werkstücke 1 können von Hand auf die Zuführeinrichtung 2 aufgelegt werden. Es ist aber auch eine automatische Werkstückzuführung möglich.
  • Die Transporteinheit 3 kann beispielhaft durch Transportriemen gebildet werden, die sich in y-Richtung erstrecken und auf denen die Werkstücke 1 bei der Zuführung in die Anlage aufliegen.
  • Die Zuführeinrichtung 2 hat wenigstens einen Auflagetisch 4, auf den die Werkstücke 1 aufgelegt werden. Sobald die Werkstücke 1 den Auflagetisch 4 verlassen, werden sie von der Transporteinheit 3 erfasst und quer zu ihrer Längsrichtung transportiert. Die Zuführeinrichtung kann mehrere neben einander liegende Transporteinheiten 3 aufweisen, um beispielsweise mehrere nebeneinander liegende Werkstücke 1 gleichzeitig transportieren zu können.
  • Die Werkstücke 1 werden zwei Spanneinrichtungen 5a, 5b zugeführt, mit denen die Werkstücke 1 an der Ober- und der Unterseite festgeklemmt werden.
  • Die Spanneinrichtungen 5a, 5b haben jeweils wenigstens einen, im Ausführungsbeispiel drei Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c, die jeweils obere Spannbacken 8a aufweisen, mit denen die Werkstücke 1 in bekannter Weise gegen untere Klemmbacken 8b gespannt werden. Die Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c können entsprechend der Länge der Werkstücke 1 individuell in x-Richtung positioniert werden. Je nach Ausbildung der Anlage kann die Zahl der Spanneinrichtungen 5a, 5b und Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c variieren. Je nach Werkstücklänge können unterschiedlich viele Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c die Spanneinrichtung 5a, 5b bilden. Die einzelne Spanneinrichtung 5a, 5b wird im Rahmen des Ausführungsbeispiels so definiert, dass in einer Spanneinrichtung 5a, 5b ein einzelnes Werkstück 1 eingespannt ist. Die Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c können unterschiedlich breit (in Längsrichtung der Werkstücke) sein, so dass auch ein Werkstück nur in einem Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c eingespannt sein kann. Dementsprechend besteht die Spanneinrichtung 5a, 5b in diesem Fall aus dem einen Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c.
  • Die Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c sind in x-Richtung längs einer Führung 9 verfahrbar. Die länglichen Werkstücke 1 erstrecken sich hierbei in x-Richtung, der Transportrichtung.
  • Die Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c gelangen in einen Übergabebereich 10, in dem die Werkstücke 1 von einer zweiten Spanneinrichtung 11 übernommen werden können.
  • Die Spanneinrichtung 11 hat eine untere Klemmbacke 12 für die Werkstücke 1 (Fig. 2), auf der die Werkstücke 1 im geklemmten Zustand aufliegen. Die Klemmbacke 12 erstreckt sich in x-Richtung über etwa die Länge der Spanneinrichtung 11.
  • Zum Einspannen der Werkstücke 1 dient eine obere Klemmbacke 13, die sich in x-Richtung über die Länge der Spanneinrichtung 11 erstreckt und mit mindestens zwei Antrieben 14, im Ausführungsbeispiel mit drei in x-Richtung mit Abstand hintereinander liegenden Antrieben 14, verbunden ist, mit denen die obere Klemmbacke 13 in z-Richtung verstellt werden kann.
  • Die Antriebe 14 haben jeweils einen Träger 14a, an dem die Klemmbacke 13 befestigt ist und der entlang einer (nicht dargestellten) Führung in z-Richtung verstellbar ist. Der Antrieb 14 ist bevorzugt eine Kolben-Zylinder-Einheit, mit der die Klemmkraft erzeugt wird. Die Kolben-Zylinder-Einheit hat den Zylinder 15, der an einem Träger 16 befestigt ist. Der Träger 14a, der mit der Klemmbacke 13 fest verbunden ist, ist mit einer Kolbenstange 17 verbunden, die in z-Richtung verschoben werden kann, um die obere Klemmbacke 13 in z-Richtung zu verstellen.
  • Die Antriebe 14 sind Teile von Verstelleinheiten 18, welche den Träger 16 aufweisen und die zusammen mit den Antrieben 14 in z-Richtung verfahren werden können.
  • Die Verstelleinheiten 18 sind in einer weiteren Verstelleinheit 19 vorgesehen, die z-Führungen 20 für die Träger 16 der Antriebe 14 aufweisen.
  • Die Verstelleinheiten 19 sind auf in y-Richtung sich erstreckenden Führungen 21 verfahrbar. Zum Antrieb der Verstelleinheiten 19 ist ein Antrieb 22 (Fig. 1) vorgesehen, um die Verstelleinheiten 19 in y-Richtung zu verfahren. Diese Verfahrachse ist als Positionierachse ausgebildet, so dass die Klemmbacken 12, 13 für die noch zu beschreibende Übernahme der Werkstücke 1 in die Spanneinrichtung 11 exakt in y-Richtung eingestellt werden können.
  • Der Antrieb 22 hat einen Antriebsmotor 23 mit einer in y-Richtung liegenden Motorwelle 24, die über Endlosantriebe 25 mit in y-Richtung sich erstreckenden Stellspindeln 26 antriebsverbunden ist. Mit ihnen können die Verstelleinheiten 19 in y-Richtung verfahren werden.
  • Die zu bearbeitenden Werkstücke 1 werden über die Zuführeinrichtung 2 und die Transporteinheit 3 (Fig. 1) in y-Richtung den Spanneinrichtungen 5a, 5b zugeführt, die sich in einem Beschickungsbereich 27 der Anlage befinden. In diesem Bereich kann das Werkstück 1 gegen einen gefederten Gegenanschlag 28 (Fig. 5) in y-Richtung geschoben und mit den Klemmbacken 8a, 8b der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c geklemmt werden. Hierbei ist es nicht notwendig, das Werkstück 1 exakt und positionsgenau einzuspannen. Das Tiefenmaß in y-Richtung richtet sich nach der Breite des Werkstückes 1, das mittels eines Schiebers, der hinter dem Werkstück 1 zum Eingriff kommt und einen festgelegten Hub bzw. Weg ausführt, eingeschoben wird. Es wird durch die maximale Endposition des Gegenanschlags 28 begrenzt. Das Werkstück 1 kann hierbei auch verdreht oder ungerade bzw. schräg auf den Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c liegen.
  • Die Transporteinheit 3 steht im Vergleich zu den unteren Klemmbacken 8b beispielsweise höher, so dass die Werkstücke 1, wie etwa in Fig. 5 dargestellt, eher an der überstehenden Seite nach oben gekippt sind als nach unten. Daher kann das Einfahren der Spanneinrichtung 11 in y-Richtung ohne vorherigen z-Hub der unteren Klemmbacken 8b erfolgen.
  • Nach dem Einklemmen der unbearbeiteten Werkstücke 1 wird die Transporteinheit um ein kleines Maß abgetaktet, damit die Unterseite des Werkstückes 1 davon freikommt. Die Spanneinrichtungen 5a, 5b können dann längs der in x-Richtung sich erstreckenden Führung 9 in den Übergabebereich 10 transportiert werden, der auch den Bearbeitungsbereich der Anlage bildet. Das Werkstück 1 wird bei diesem Transport in seiner Längsrichtung, also in x-Richtung, verfahren.
  • Fig. 5 zeigt beispielhaft ein schräg und gekippt zwischen den Klemmbacken 8a, 8b der Spanneinrichtung 5a eingespanntes Werkstück 1. Erst im Übergabebereich 10 erfolgt die exakte Ausrichtung des Werkstückes 1, so dass es im Übergabebereich 10 mit hoher Genauigkeit eingespannt und bearbeitet werden kann.
  • Die obere Klemmbacke 13 der im Übergabebereich 10 befindlichen Spanneinrichtung 11 ist in z-Richtung so weit hochgefahren, dass das Werkstück 1 in die Spanneinrichtung 11 in x-Richtung eingefahren und/oder bei Bedarf die Spanneinrichtung 11 in y-Richtung verstellt werden kann. Bei Bedarf ist die untere Klemmbacke 12 der Spanneinrichtung 11 während des Einfahrens etwas nach unten gestellt, so dass es zu keiner Berührung mit dem Werkstück 1 und daraus folgender Beschädigung kommen kann.
  • Die Werkstücke 1 werden bei der Zuführung so in die jeweilige Spanneinrichtung 5a, 5b eingespannt, dass sie mit ihrer einen Längsseite 29 in y-Richtung über die Klemmbacken 8a, 8b der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in Richtung auf die Spanneinrichtung 11 vorstehen. Da das Werkstück 1 beispielhaft schräg in der Spanneinrichtung 5a, 5b eingespannt ist, verläuft die Längsseite 29 des Werkstückes 1 unter einem entsprechenden Winkel zur x-Richtung. Ist das Werkstück 1, wie beispielhaft dargestellt, auch noch gekippt eingespannt, dann liegt die Längsseite 29 des Werkstückes 1 auch unter einem kleinen spitzen Winkel zur y-Richtung.
  • Sobald sich die Spanneinrichtung 5a, 5b im Übergabebereich 10 befindet und der Spanneinrichtung 11 gegenüberliegt, werden die oberen Klemmbacken 8a der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in z-Richtung angehoben (Fig. 6). Das Werkstück liegt vollständig frei, weil auch die Klemmbacke 13 der Spanneinrichtung 11 in z-Richtung hochgefahren ist.
  • Jeder Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c der Spanneinrichtungen 5a, 5b hat mindestens einen Gegenanschlag 28, der mittels eines Pneumatikzylinders in zwei Positionen vor- und zurückgetaktet werden kann und der in der vorderen Stellung aufgrund der Druckbeaufschlagung als gefederter Gegenanschlag 28 wirkt. In Fig. 3 befindet sich der Gegenanschlag 28 in der zurückgefahrenen Stellung, in der er Abstand vom Werkstück 1 hat. Im Ausführungsbeispiel hat jeder Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c einen vor- und zurücktaktbaren gefederten Gegenanschlag 28.
  • Der in y-Richtung gemessene Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Spanneinrichtungen 5a, 5b und 11 ist so eingestellt, dass das Werkstück 1 über einen Teil seiner Breite auf die untere Klemmbacke 12 der Spanneinrichtung 11 gelangt.
  • Da bei der Übergabe bzw. Ausrichtung des Werkstückes 1 die Klemmbacken 8a, 13 hochgefahren sind, liegt das Werkstück 1 auf den unteren Klemmbacken 8b, 12 ohne Spannung auf. Dabei muss gewährleistet sein, dass die unteren Klemmbacken 8b, 12 auf exakt gleicher Höhe liegen.
  • Im nächsten Schritt erfolgt die Ausrichtung des Werkstückes 1, damit es positionsgenau für die nachfolgende Bearbeitung positioniert ist. Hierzu ist die Spanneinrichtung 5a, 5b mit dem mindestens einen gefederten Gegenanschlag 28 versehen, der in y-Richtung bewegbar ist. Der Gegenanschlag 28 hat eine senkrecht zur Auflagefläche der unteren Klemmbacke 8b liegende Anschlagfläche 30, mit der er an der der Längsseite 29 gegenüberliegenden Längsseite 31 des Werkstückes 1 zur Anlage kommt, wenn er das Werkstück 1 in y-Richtung verschiebt (Fig. 7).
  • Mit dem Gegenanschlag 28 wird das Werkstück 1 in y-Richtung auf die untere Klemmbacke 12 so weit geschoben, bis das Werkstück 1 mit seiner Längsseite 29 an einem in x-Richtung sich erstreckenden Anschlag 32 der Spanneinrichtung 11 anliegt (Fig. 7), dessen Anlageseite ebenfalls senkrecht zur Auflagefläche der unteren Klemmbacke 12 liegt. Der Anschlag 32 der Spanneinrichtung 11 ist in y-Richtung positionierbar. Auf diese Weise kann die Position des Werkstückes 1 für die nachfolgende Bearbeitung exakt eingestellt werden.
  • Die Einstellung des Werkstückes 1 erfolgt in vorteilhafter Weise derart, dass es in y-Richtung bereits bei dieser ersten Einspannung seine für die nachfolgende Bearbeitung der Längsseite 31 erforderliche Lage einnimmt. Dann muss das Werkstück 1 nach der Bearbeitung der einen Längsseite 29 und der Übergabe an die Spanneinrichtung 11 nicht bewegt werden.
  • Bei dem beschriebenen Ausrichtvorgang wird das Werkstück 1 in die exakte Position gebracht.
  • Sobald die positionsgenaue Ausrichtung des Werkstückes 1 über die horizontalen Anschläge 28, 32 erfolgt ist, werden die oberen Klemmbacken 8a der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in z-Richtung abgesenkt, bis das Werkstück 1 zwischen den oberen Klemmbacken 8a und den unteren Klemmbacken 8b eingespannt ist. Die Einspannung des Werkstückes 1 ist derart, dass es in y-Richtung in Richtung auf die Spanneinrichtung 11 über die beiden Klemmbacken 8a, 8b vorsteht. Im Ausführungsbeispiel steht das Werkstück 1 etwa über seine halbe Breite über die Klemmbacken 8a, 8b vor (Fig. 8 und 9).
  • Das eingespannte Werkstück 1 liegt mit seiner Längsseite 31 an der Anschlagfläche 30 des Gegenanschlags 28 der Spanneinrichtung 5a, 5b an (Fig. 8 und 9).
  • Der Anschlag 32 kann über eine separate y-Achse oder mittels der y-Achse der Spanneinrichtung 11 in seine y-Position positioniert werden.
  • Im Ausführungsbeispiel ist der Anschlag 32 auf den Trägern 16 der Verstelleinheiten 18 angeordnet und lässt sich in drei Positionen in y-Richtung verstellen. Zum Abschieben der fertig bearbeiteten Werkstücke 1 wird der Anschlag 32 in y-Richtung nach vorn getaktet. Die beiden vorgetakteten Positionen des Anschlages 32 dienen zum Ausrichten und Abschieben der Werkstücke 1. Der Anschlag 32 wird dann in die dritte Position zurückgetaktet, wenn das Werkstück 1 für die zweite Einspannung zur Bearbeitung der Längsseite 31 der Spanneinrichtung 11 übergeben werden soll. Der Anschlag 32 liegt dann nicht am Werkstück 1 an. In Fig. 6 ist die mittlere Position des Anschlages 32 dargestellt.
  • Sobald das Werkstück 1 in der beschriebenen Weise in der Spanneinrichtung 5a, 5b eingespannt ist, wird die Spanneinrichtung 11 mit den beschriebenen Verstelleinheiten 19 (Fig. 2) in y-Richtung so weit zurückgefahren, dass anschließend das Werkstück 1 an seinen Stirnseiten und seiner Längsseite 29 mit den entsprechenden Werkzeugen bearbeitet, in der Regel profiliert oder glattgehobelt werden kann.
  • In dem über die Klemmbacken 8a, 8b vorstehenden Bereich sowie in den zwischen den oberen und unteren Klemmbacken 8a, 8b liegenden Bereichen können in die Oberseite 33 und/oder die Unterseite 34 des Werkstückes 1 Bohrungen, Nuten und dergleichen eingebracht werden.
  • Sobald das Werkstück 1 an seiner einen Längsseite 29 und gegebenenfalls an seiner Oberseite und/oder seiner Unterseite 34 bearbeitet worden ist, wird die Spanneinrichtung 11 mittels der Verstelleinheiten 19 in y-Richtung wieder in eine Position relativ zur Spanneinrichtung 5a, 5b gefahren, in der das Werkstück 1 von den Klemmbacken 12, 13 der Spanneinrichtung 11 übergriffen wird. Diese Lage der beiden Spanneinrichtungen 5a, 5b und 11 relativ zueinander entspricht in etwa der Position, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist. In dieser Lage, in der das an seiner einen Längsseite 29 bearbeitete Werkstück 1 noch in der Spanneinrichtung 5a, 5b eingespannt ist, wird die obere Klemmbacke 13 der Spanneinrichtung 11 in z-Richtung so weit abgesenkt, dass das Werkstück in dem über die Klemmbacken 8a, 8b überstehenden Bereich oder an einem zuvor bearbeiteten Bereich, zum Beispiel in einem Falz, in der Spanneinrichtung 11 festgeklemmt wird.
  • Bei dieser y-Bewegung wird die Spanneinrichtung 11 so weit in Richtung auf die Spanneinrichtung 5a, 5b verfahren, bis die Spanneinrichtung 11 die für eine optimale Klemmung und für eine Bearbeitung des Werkstückes 1 an der Längsseite 31 optimale Position erreicht hat.
  • Während des Übergabevorganges ist das Werkstück 1 zu keiner Zeit frei. Außerdem verändert sich die Position des Werkstückes 1 nicht, sondern bleibt in der Anlage ortsfest. Dadurch ist eine sehr genaue Bearbeitung des Werkstückes 1 sichergestellt, da insbesondere keine Achspositionierung der Spanneinrichtung 11 erfolgen muss.
  • Sobald der überstehende Teil des Werkstückes 1 in der Spanneinrichtung 11 festgeklemmt ist, werden die oberen Klemmbacken 8a der Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in z-Richtung abgehoben, so dass das Werkstück 1 durch die Spanneinrichtung 5a, 5b nicht mehr eingeklemmt ist. Die Spanneinrichtung 5a, 5b wird anschließend in x-Richtung zurück zum Übergabe- bzw. Beschickungsbereich 27 verfahren, um dort das nächste zu bearbeitende Werkstück 1 aufzunehmen.
  • Vor diesem Zurückfahren erfolgt in vorteilhafter Weise ein geringer z-Hub (beispielsweise 3 mm) der Spanneinrichtung 11 nach oben, oder die Spanneinrichtung 11 fährt in y-Richtung zurück, damit die Unterseite des Werkstückes 1 beim Verfahren der Spanneinrichtung 5a, 5b nicht beschädigt wird.
  • Damit eine zuverlässige Übergabe zwischen der Spanneinrichtung 5a, 5b und der Spanneinrichtung 11 stattfinden kann, kann es auch vorteilhaft sein, wenn beim Verfahren in bzw. aus der Übergabestellung die jeweils unteren Klemmbacken 8b, 12 geringfügig in z-Richtung abgesenkt werden können, so dass sichergestellt ist, dass die unteren Klemmbacken 8b, 12 nicht mit der Auflageseite des Werkstückes 1 in Berührung kommt, bei der deren Oberfläche beschädigt werden könnte.
  • Das Werkstück 1 ist in der Spanneinrichtung 11 so eingespannt, dass es in y-Richtung ausreichend weit über die Klemmbacken 12, 13 der Spanneinrichtung 11 übersteht. Die noch nicht bearbeitete Längsseite 31 des Werkstückes 1 kann dann problemlos mit dem entsprechenden Werkzeug bearbeitet werden.
  • In dem Bereich der Oberseite 33 bzw. der Unterseite 34 des Werkstückes 1, der frei liegt, können mit einem entsprechenden Werkzeug auch Bohrungen, Nuten und dergleichen eingebracht werden.
  • Der beschriebene Ablauf beim Einspannen, bei der Übergabe und bei der Bearbeitung des Werkstückes 1 erfolgt mit allen Spanneinrichtungen 5a, 5b in gleicher Weise. Bei der gleichzeitigen Bearbeitung von zwei oder mehr Werkstücken 1 können durchaus zwei oder mehr Spanneinrichtungen 5a, 5b zum Einsatz kommen, die zeitgleich und parallel die entsprechenden Bewegungen ausführen, wie anhand der Fig. 5 bis 9 erläutert worden ist.
  • Die beiden Klemmbacken 12, 13 der Spanneinrichtung 11 erstrecken sich über die gesamte Länge der im Einsatzbereich der Anlage gebräuchlicher Werkstücklängen. Die obere Klemmbacke 13 wird in der beschriebenen Weise in z-Richtung mittels mehrerer Antriebe 14 angetrieben. Im Ausführungsbeispiel dienen zur z-Verstellung der oberen Klemmbacke 13 drei Antriebe 14, die mit Abstand in x-Richtung hintereinander angeordnet sind. Mit den Antrieben 14 wird die zur Einklemmung der Werkstücke 1 erforderliche Klemmkraft aufgebracht.
  • Die Antriebe 14 können elektrische, pneumatische, hydraulische oder ähnliche Antriebe sein. Sie haben vorteilhaft gleichen Abstand voneinander.
  • Um eine gleichmäßige Druckverteilung über die Länge der Klemmbacken 12, 13 zu ermöglichen, ist mindestens einer der Antriebe 14 kraftgeregelt.
  • Die untere Klemmbacke 12, die im Normalfall die Referenzkante bzw. Referenzfläche für die Bearbeitung des Werkstückes 1 bildet, wird hinreichend steif ausgeführt. Dadurch ist eine hohe Fräsgenauigkeit bei der Bearbeitung des Werkstückes sichergestellt.
  • Vorteilhaft ist, wenn das Werkstück 1 bzw. die Werkstücke 1 symmetrisch zu der Mitte der Spanneinrichtung 11 gespannt wird bzw. werden. Hierfür wird mit dem mittleren der drei Antriebe 14 über die Klemmbacke 13 eine bestimmte Kraft auf das Werkstück 1 ausgeübt. Die beiden äußeren Antriebe 14 werden gemeinsam ebenfalls auf eine bestimmte Klemmkraft eingestellt. Auf diese Weise lässt sich über die Länge des Werkstückes 1 die Flächenpressung konstant halten.
  • Es ist möglich, mit den beiden äußeren Antrieben 14 eine etwas höhere Spannkraft auf das Werkstück 1 auszuüben als mit dem mittleren Antrieb 14. Dadurch wird das Werkstück 1 im Bereich seiner beiden Enden stärker geklemmt als im mittleren Bereich. Somit kann das Werkstück 1 als Ganzes in seiner Position optimal gehalten werden.
  • Um die unterschiedlichen Kräfte zu erzeugen, hat die Spanneinrichtung 11 mehrere Druckkreise. Im Ausführungsbeispiel ist jedem Antrieb 14 jeweils ein Druckregelventil 35 bis 37 (Fig. 2) zugeordnet. Mit ihrer Hilfe kann an den Antrieben 14 der jeweilige Spanndruck eingestellt werden, so dass mit den Antrieben 14 unterschiedliche Klemmkräfte erzeugt werden können. Insbesondere bei nicht symmetrischer Lage der Werkstücke 1 in der Spanneinrichtung 11 oder bei stärker oder ungleichmäßig gekrümmten Werkstücken 1 kann somit über die Länge des Werkstückes die Klemmkraft so eingestellt werden, dass eine optimale Einspannung gewährleistet ist. Insbesondere kann hierbei auch die Wirkung der Gewichtskraft der oberen Klemmbacke 13 berücksichtigt werden.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die beiden äußeren Antriebe 14 über einen Druckkreis beaufschlagt werden und der mittlere Antrieb 14 über einen anderen Druckkreis.
  • Im einfachsten Fall hat die Spanneinrichtung 11 nur zwei Antriebe 14 für die obere Klemmbacke 13. In diesem Fall kann die obere Klemmbacke 13 gegebenenfalls in Längsrichtung leicht gekrümmt ausgebildet sein, um deren Durchbiegung beim Spannen zu kompensieren.
  • Durch den Einsatz von nur zwei oder drei Antrieben 14 für lange Werkstücke 1 wird eine sehr wirtschaftliche Werkstückklemmung erreicht, wobei das Werkstück 1 dennoch mit gleichmäßiger Klemmkraft auf dem Werkstücktisch mit der unteren Klemmbacke 12 fixiert wird.
  • Wie anhand der Fig. 5 bis 9 im Einzelnen erläutert worden ist, hat die Spanneinrichtung 11 den seitlichen Anschlag 32, mit dem die Einspanntiefe des Werkstückes 1 festgelegt werden kann. Da sich die untere Klemmbacke 12 wie die obere Klemmbacke 13 über die Länge des Werkstückes erstreckt, kann auch der Anschlag 32 über die gesamte Länge der Klemmbacken 12, 13 durchgehen. Auf diese Weise kann mit einfachen konstruktiven Mitteln eine hohe Präzision bei der Positionierung des Werkstückes 1 in der Spanneinrichtung 11 bzw. in der Spanneinrichtung 5a, 5b erreicht werden. Zur Verstellung des Anschlages 32 in y-Richtung ist nur ein Antrieb erforderlich, da die Anschlagpunkte in der Länge nicht flexibel zueinander ausgebildet sein müssen.
  • Sobald die Werkstücke 1 fertig bearbeitet sind, d.h. zumindest an beiden Längsseiten 29, 31 entsprechend bearbeitet worden sind, werden sie auf eine Aufnahmeeinheit 38 geschoben (Fig. 1). Sie hat einen Auflageteil 39, der sich horizontal erstreckt und von einer senkrecht nach oben anschließenden Seitenwand 40 absteht.
  • Nach der Fertigbearbeitung der Werkstücke 1 wird die Aufnahmeeinheit 38 so weit abgesenkt, bis sie sich im Bereich unterhalb der eingespannten Werkstücke befindet. Dann wird das Werkstück 1 nach Lösen der Einspannung mit dem Anschlag 32 der Spanneinrichtung 11 durch einen (nicht dargestellten) Antrieb in y-Richtung auf die Aufnahmeeinheit 38 geschoben.
  • Während der Bearbeitung der Werkstücke 1 im Übergabebereich 10 ist die Aufnahmeeinheit 38 so weit nach oben verstellt, dass sie die Werkstückbearbeitung nicht behindert. Nach der Übergabe der fertig bearbeiteten Werkstücke 1 an die Aufnahmeeinheit 38 wird diese wieder nach oben in z-Richtung verstellt.
  • Die Aufnahmeeinheit 38 ist an einem als Portal 41 ausgebildeten Träger vorgesehen, der in x-Richtung verfahrbar ist. Das Portal 41 hat zwei Ständer 42, 43 (Fig. 1), die auf Führungen 44, 45 verfahrbar sind, die sich in x-Richtung erstrecken. Die beiden Ständer 42, 43 sind am oberen Ende durch einen Querträger 46 miteinander verbunden. Zum Verfahren des Portals 41 ist ein Antrieb 47 vorgesehen, der beispielhaft am Ständer 43 angeordnet ist.
  • Am Querträger 46 ist ein in z-Richtung verfahrbarer Schlitten 48 (Fig. 1) zur Höhenverstellung der Aufnahmeeinheit 38 angeordnet. Zur Abstützung des Auflageteils 39 sind zwei Arme 49 vorgesehen, die mit einem Ende an der Aufnahmeeinheit 38 und mit dem anderen Ende am Schlitten 48 angelenkt sind.
  • Mit dem Portal 41 wird die Aufnahmeeinheit 38, sobald die fertig bearbeiteten Werkstücke 1 auf ihr abgelegt sind und sie in ihre obere Position verstellt worden ist, längs der Führungen 44, 45 in x-Richtung so weit verfahren, dass die Werkstücke 1 von der Aufnahmeeinheit 38 an eine Abführeinheit 50 übergeben werden können. Sie ist im Bereich oberhalb der Zuführeinrichtung 2 vorgesehen. Die Aufnahmeeinheit 38 wird in z-Richtung abgesenkt. Sie hat Aussparungen 51, in welche im Ausführungsbeispiel Riemenbahnen 52 der Abführeinheit 50 ragen, wenn die Aufnahmeeinheit 38 abgesenkt wird. Die auf der Aufnahmeeinheit 38 abgelegten Werkstücke 1 können dadurch von den Riemenbahnen 52 erfasst und von der Aufnahmeeinheit 38 abgenommen werden. Die fertig bearbeiteten Werkstücke 1 werden der Abführeinheit 50 für die weitere Verarbeitung entnommen.
  • Die beiden Führungen 44, 45 für das Portal 41 sind so vorgesehen, dass die Führung 9 für die Spanneinrichtungen 5a, 5b im Bereich zwischen den beiden Führungen 44, 45 liegt. Dadurch können das Portal 41 in x-Richtung und gleichzeitig auch die Spanneinrichtungen 5a, 5b mit den Spannwagen 6a bis 6c, 7a bis 7c in x-Richtung verfahren werden, so dass eine zeitparallele Arbeitsweise gewährleistet ist.
  • Im Ausführungsbeispiel ist die Führung 9 nahe benachbart zur Führung 44 des Portals 41 vorgesehen. Der Ständer 42 des Portals 41, der längs der Führung 44 verfahrbar ist, ist so ausgebildet, dass er nicht in Kollision mit den längs der Führung 9 verfahrbaren Spanneinrichtungen 5a, 5b kommt.
  • Die zur Bearbeitung der Werkstücke 1 vorgesehenen Werkzeuge sind am Portal 41 vorgesehen, das zur Bearbeitung der Werkstücke 1 längs der Führungen 44, 45 verfahren wird.
  • Am Querträger 46 ist ein Schlitten 53 in y-Richtung verfahrbar angeordnet. Vorteilhaft ist der Schlitten 53 an der von der Aufnahmeeinheit 38 abgewandten Seite des Querträgers 46 angeordnet. Er hat in y-Richtung verlaufende Führungen 54, längs denen der Schlitten 53 verfahrbar ist (Fig. 3). Er trägt eine Werkzeugspindel 55, deren Achse in z-Richtung verläuft und die im Ausführungsbeispiel eine Motorspindel ist.
  • In das untere Ende der Werkzeugspindel 55 wird ein zur Bearbeitung der Werkstücke 1 erforderliches Werkzeug 56 (Fig. 4) eingesetzt, das in einem Magazin 57 bereitgestellt wird. Es ist beispielhaft ein Linearmagazin (Fig. 1), das in einer Reihe hintereinander angeordnete Speicherplätze 58 für die Werkzeuge 56 aufweist.
  • Die Werkzeugspindel 55 ist an einem Spindelträger 59 gehalten (Fig. 3), der gegenüber dem Schlitten 53 in z-Richtung verfahrbar ist. Der Spindelträger 59 kann mittels eines am Schlitten 53 gelagerten Antriebes 60 in z-Richtung verstellt werden.
  • Das entsprechende Werkzeug 56 kann mittels des Portals 41, des Schlittens 53 und des Spindelträgers 59 in gewünschtem Maße in x-, y- und z-Richtung verfahren werden. Auf diese Weise können die entsprechenden Seiten des Werkstückes 1 innerhalb des Übergabebereiches 10 in der beschriebenen Weise bearbeitet werden.
  • Um die Werkzeuge 56 dem Werkzeugmagazin 57 entnehmen und in die Werkzeugspindel 55 einsetzen zu können, ist die Anlage mit einer Werkzeugwechseleinrichtung 61 versehen, die am Portal 41 vorgesehen ist und zusammen mit ihm in x-Richtung verfahren werden kann.
  • Mit der Werkzeugwechseleinrichtung 61 können die für die Bearbeitung der Werkstücke 1 erforderlichen Werkzeuge 56 dem Magazin 57 entnommen und in die Werkzeugspindel 55 eingesetzt werden. Umgekehrt kann mit der Werkzeugwechseleinrichtung 61 das jeweilige Werkzeug 56 in das Magazin 57 eingesetzt werden.
  • Die Werkzeugwechseleinrichtung 61 hat ein Tellermagazin 62 mit einer in z-Richtung liegenden Achse 63, mit der das Tellermagazin 62 gedreht werden kann.
  • Auf der Achse 63 sitzt drehfest ein Sternträger 64 mit radial verlaufenden Armen 65, die am freien Ende jeweils mit einer Aufnahme 66 für Werkzeuge 56 versehen sind (Fig. 4).
  • Das Magazin 56 hat die Speicherplätze 58 (Fig. 3), die mit den Aufnahmen 66 des Tellermagazins 62 entsprechenden Aufnahmen 67 ausgestattet sind.
  • Das Tellermagazin 62 ist Teil eines Schlittens 68 (Fig. 3), der in y-Richtung längs eines in y-Richtung sich erstreckenden Querträgers 69 verfahrbar ist. Er ist mit dem Portal 41, insbesondere mit dessen Ständer 42, verbunden. Wie Fig. 3 zeigt, ist der Querträger 69 an einer Seite mit zwei in y-Richtung sich erstreckenden Führungen 70 versehen, die in z-Richtung mit Abstand übereinander liegen. Mit dem Schlitten 68 kann das Tellermagazin 62 längs der Führungen 70 in die jeweiligen Übergabestellungen verfahren werden.
  • Hierzu dient eine Zylindereinheit 71, die oberhalb des Querträgers 69 angeordnet ist.
  • Die Werkzeugwechseleinrichtung 61 ist mit einer Übergabeeinheit 72 versehen (Fig. 4), mit der die Werkzeuge 56 vom Magazin 57 dem Tellermagazin 62 übergeben werden können. Die Übergabeeinheit 72 besteht aus einem Schlitten 73, einem Übergabeteil 74 und einem Antrieb 75.
  • Die Übergabeeinheit 72 ist an einer Halterung 76 vorgesehen, die vorteilhaft plattenförmig ausgebildet ist und sich in y-Richtung erstreckt. Die Halterung 76 hat ein Tragelement 77, das am Schlitten 68 befestigt ist.
  • Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform kann die Übergabeeinheit 72 am freien Ende des Querträgers 69 befestigt sein.
  • Der Schlitten 73 ist in y-Richtung längs der Halterung 76 verfahrbar. Auf der Halterung 76 befindet sich eine Führungsschiene 78 für den Schlitten 73. Die Verstellung des Schlittens 73 erfolgt über eine Kolben-Zylinder-Einheit 79, deren Gehäuse 80 mit dem Schlitten 73 und deren Kolbenstange 81 mit der Halterung 76 verbunden sind.
  • Im Schlitten 73 ist das in z-Richtung verstellbare Übergabeteil 74 untergebracht. Es ist vorteilhaft bolzenförmig ausgebildet und kann aus einer Ruhestellung in eine Übergabestellung verschoben werden. Hierfür ist der Antrieb 75 vorgesehen, beispielsweise ein Pneumatikzylinder, mit dem das Übergabeteil 74 axial verschoben werden kann.
  • Fig. 4 zeigt das Übergabeteil 74 in seiner Übergabeposition, in der es in eine Innenkontur 82 einer werkzeugseitigen Schnittstelle 83 eingreift. Sie ist vorteilhaft eine HSK-Schnittstelle. Sie hat am Konusende und an einer Vertiefung im Konusboden einen Passdurchmesser, in den das bolzenförmige Übergabeteil 74 eingeführt werden kann, wodurch eine kippfreie Horizontalkraft auf das Werkzeug 56 ausgeübt werden kann. Dadurch ist es möglich, das Werkzeug 56 ohne Verkippen von der Aufnahme 67 des Magazins 57 in die Aufnahme 66 des Tellermagazins 62 zu überführen.
  • Das Werkzeug 56 hat im Bereich der Schnittstelle 83 eine Greifernut 84, die sich über den Umfang der Schnittstelle 83 erstreckt und in welche Schenkel 85, 86 eingreifen, welche die Aufnahmen 66 im Tellermagazin 62 und die Aufnahmen 67 im Magazin 57 begrenzen. Die Schenkel 85, 86 sind so ausgebildet, dass sie form- und vorteilhaft kraftschlüssig in die Greifernut 84 eingreifen. Das Werkzeug 56 ist dadurch in axialer Richtung sowohl im Magazin 57 bzw. dem Tellermagazin 62 als auch bei der Übergabe abgestützt, so dass nicht die Gefahr besteht, dass es nach unten fällt.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Übergabeteil 74 so ausgebildet ist, dass beim Einfahren des Übergabeteiles 74 die Innenkontur 82 der Schnittstelle 83 ausgeblasen wird. Die entsprechende Bohrung kann im Übergabeteil 74 vorgesehen sein.
  • Es ist auch möglich, für die Zuführung der Blasluft separat seitlich an der Übergabeeinheit 72 wenigstens eine Blasdüse vorzusehen, durch die ein Blasstrahl gelangt, mit dem Späne aus der Bohrung des Werkzeuges 56 geblasen bzw. gesaugt werden.
  • Um das Werkzeug 56 aus dem Magazin 57 abzuholen, wird der Schlitten 73 in y-Richtung am Querträger 69 in Richtung auf das Magazin 57 verfahren. Das Tellermagazin 62 ist hierbei in x-Richtung durch Verfahren des Portals 41 so gegenüber dem zu übernehmenden Werkzeug 56 ausgerichtet und der Sternträger 64 so um die vertikale Achse 63 des Tellermagazins 62 gedreht, dass die Aufnahmen 66, 67 des Tellermagazins 62 und des Magazins 57 einander gegenüberliegen. Das Übergabeteil 74 ist so weit zurückgezogen, dass es beim Verfahren des Schlittens 73 nicht in Kontakt mit dem Werkzeug 56 kommt.
  • Um das Werkzeug 56 vom Magazin 57 in das Tellermagazin 62 zu überführen, wird das Übergabeteil 74 der Übergabeeinheit 72 in z-Richtung so weit nach unten verschoben, dass es in die Innenkontur 82 der Schnittstelle 83 des Werkzeuges 56 eingreift (Fig. 4).
  • Wird der Schlitten 73 mit dem in das Werkzeug 56 eingreifenden Übergabeteil 74 in y-Richtung in Richtung auf das Portal 41 gefahren, wird das Werkzeug 56 in die Aufnahme 66 des Tellermagazins 62 gedrückt. Nunmehr kann der Schlitten 68 zusammen mit dem Tellermagazin 62 und der Übergabeeinheit 72 längs der Führungen 70 in y-Richtung in Richtung auf das Portal 41 verfahren werden. Das Übergabeteil 74 wird vor, während oder nach dem Fahren in die Übergabestellung zurückgezogen, so dass es vom Werkzeug 56 freikommt. Anschließend wird das Tellermagazin 41 um 180° so gedreht, dass das Werkzeug 56 im Bereich unterhalb der am Portal 41 vorgesehenen Werkzeugspindel 55 positioniert ist. Sie wird anschließend in z-Richtung so weit nach unten gefahren, dass das Werkzeug 56 in die Werkzeugspindel 55 aufgenommen und mittels eines an sich bekannten HSK-Spannsystems gespannt wird.
  • In der Anlage können auch bogenförmige oder flächenförmige Werkstücke 87 bearbeitet werden, wie es beispielhaft in den Fig. 1 und 10 bis 13 für ein flächenförmiges Werkstück dargestellt ist. Es wird auf einem Werkstückträger 88 positioniert, zum Beispiel nach Vorgabe der Anlagensteuerung. Auf dem Werkstückträger 88 kann das flächenförmige Werkstück 87 durch Spanner und Sauger 89 gehalten werden (Fig. 10).
  • Der Werkstückträger 88 befindet sich auf einem Wagen 90, der mittels Rädern 91 an die Anlage herangefahren werden kann. Auf dem Wagen 90 befindet sich eine Führung 92, vorzugsweise beidseitig je eine Führung 92, längs der der Werkstückträger 88 verschiebbar ist.
  • Da der Wagen 90 fahrbar ist, kann das Werkstück 87 beispielsweise an einem Rüstplatz auf dem Werkstückträger 88 aufgespannt werden. Anschließend wird der Wagen 90 mit dem aufgespannten Werkstück 87 so an die Anlage herangefahren (Fig. 12), dass die Führung 92 nach Öffnen einer Maschinenschutzabdeckung an ein Führungssystem 93 der Anlage angedockt werden kann. Das Führungssystem 93 erstreckt sich im Übergabebereich 10 der Anlage in y-Richtung und besteht vorteilhaft ebenfalls beidseitig aus je einer Führung 93. Nach dem Andocken ergibt sich zwischen dem Werkstückträger 88 und der Anlage eine durchgängige Führungsbahn, auf welcher der Werkstückträger 88 zusammen mit dem Werkstück 87 in die Anlage geschoben werden kann.
  • Bevor der Werkstückträger 88 mit dem aufgespannten Werkstück 87 in die Anlage gefahren wird, wird die Spanneinrichtung 11 in z-Richtung so weit abgesenkt, dass eine freie Überfahrt des Werkstückträgers 88 über die abgesenkte Spanneinrichtung möglich ist (Fig. 12). Alternativ oder zusätzlich kann die Führungsbahn 93 in der Anlage angehoben werden. Das Fahrportal 41 sowie die Spanneinheiten 5a, 5b befinden sich außerhalb des Übergabebereichs 10, so dass der Werkstückträger 88 mit dem aufgespannten Werkstück 87 kollisionsfrei in die Anlage eingebracht werden kann.
  • Im Ausführungsbeispiel wird der Werkstückträger 88 von Hand in die Anlage geschoben. Dies kann aber auch über einen Antrieb erfolgen.
  • Vorteilhaft kann der Werkstückträger 88 auch auf dem Wagen 90 abgesenkt werden, um dem Bediener beim Auflegen und Ausrichten der Werkstücke 87 eine ergonomisch gute Arbeitsposition zu ermöglichen.
  • Nach Wegfahren des Wagens 90 und Schließen der Maschinenschutzabdeckung wird der Werkstückträger 88 so weit abgesenkt, dass das Werkstück 87 in die notwendige Bearbeitungsposition gelangt. Das Werkstück 87 kann hierbei auf einer ähnlichen Höhe wie die länglichen Werkstücke 1 für die Bearbeitung innerhalb des Übergabebereiches 10 positioniert sein. Mit dem in die Werkzeugspindel 55 eingesetzten Werkzeug kann das Werkstück 87 in bekannter Weise bearbeitet werden. Das Portal 41 kann kollisionsfrei über das Führungssystem und den Werkstückträger 88 mit dem aufgespannten Werkstück 87 hinweg fahren.
  • Die Bearbeitung der flächen- oder bogenförmigen Werkstücke 87 erfolgt ebenso wie die Bearbeitung der länglichen Werkstücke 1 im Übergabebereich 10 bzw. Bearbeitungsbereich der Anlage.
  • Der Werkstückträger 88 wird in seiner Lage beispielhaft durch Indexbolzen 95 arretiert, die an den Längsseiten des Werkstückträgers 88 angeordnet sind und in z-Richtung von ihm nach unten abstehen. Um die Arretierung des Werkstückträgers 88 zu erreichen, wird das Führungssystem 93 in z-Richtung zusammen mit dem Werkstückträger 88 abgetaktet. Die Indexbolzen 95 werden dabei in ortsfeste Vertiefungen 96 eingeführt (Fig. 13).
  • Möglich wären auch separat getaktete Arretiereinrichtungen, die an erforderlichen Positionen den Werkstückträger 88 sicher mit dem Maschinengestell verbinden.
  • Zusätzliche (nicht dargestellte) Indexbolzen können eine Fixierung des Werkstückträgers 88 in y-Richtung ermöglichen. Diese Indexbolzen können an der Spanneinrichtung 11 und/oder im Bereich der ihr gegenüberliegenden Führungsbahn 9 vorgesehen sein und in Bohrungen im Werkstückträger 88 eingreifen.
  • Das Führungssystem 93 ist so lang, dass sich der Werkstückträger 88 in der positionierten Lage (Fig. 13) vollständig auf dem Führungssystem 93 befindet. Der Wagen 90 kann daher nach der Übergabe des Werkstückträgers 88 an das Führungssystem 93 weggefahren werden, um auf ihm den nächsten Werkstückträger 88 anzuordnen und auf diesem das nächste Werkstück 87 aufzuspannen.
  • Die Spanner bzw. Sauger 89 sind, wie beispielhaft in Fig. 10 dargestellt ist, über die Breite und Länge des Werkstückträgers 88 verteilt angeordnet. Beispielhaft können die Sauger 89 in Reihen mit Abstand nebeneinander angeordnet sein, wie Fig. 10 beispielhaft zeigt.
  • Es ist möglich, die Sauger 89 einzeln zu betätigen, so dass je nach Größe des flächenförmigen Werkstückes 87 nur die benötigten Sauger 89 betätigt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausbildung besteht darin, die Sauger 89 so auszubilden, dass sie auf dem Werkstückträger 88 verschiebbar angeordnet sind. Dann kann die Position der Sauger 89 optimal an die Form der flächenförmigen Werkstücke 87 angepasst werden. Insbesondere kann auf diese Weise auch das Werkstück 87 auf dem Werkstückträger 88 einfach positioniert werden.
  • Da die Sauger 89 vorteilhaft variabel verschiebbar sind und individuell auf dem Werkstückträger 88 angeordnet werden können, kann der Werker zum Beispiel nach Vorgabe der Maschinensteuerung die Sauger 89 exakt positionieren.
  • Diese Positionierung kann besonders vorteilhaft dann durchgeführt werden, wenn der Werkstückträger 88 schachbrettmäßig aufgeteilt und die Koordinaten der Positionen der Sauger 89 vorgegeben werden. Auch ist es möglich, dass beispielsweise die Positionen der Sauger 89 auf dem Werkstückträger 88 durch einen Laser gekennzeichnet werden. In diesem Falle befindet sich der Wagen 90 an einer definierten Position.
  • Während des Rüstens des Wagens 90 können in der Anlage weiterhin die kantelförmigen Werkstücke 1 in der Stapelbearbeitung oder ein anderes Werkstück auf einem zweiten Werkstückträger bearbeitet werden.
  • Um ein schweres flächenförmiges Werkstück 87, zum Beispiel ein Türblatt, auf den Saugern 89 verschieben zu können, können die Sauger 89 in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, dass sie während des Verschiebens an der Schnittstelle zum Werkstück 87 mit Druckluft anstatt Vakuum betrieben wird, indem sie auf Druckluftbetrieb umschaltbar sind. Dann wird Druckluft erzeugt, die ein Luftkissen bildet, auf dem sich das Werkstück 87 leicht verschieben lässt. Auf der dem Werkstückträger 88 zugewandten Seite werden sie in noch zu beschreibender Weise festgehalten.
  • Da der Wagen 90 außerhalb der Anlage an einen beliebigen Platz gestellt werden kann, besteht die Möglichkeit, den Wagen 90 so anzuordnen, dass der Werkstückträger 88 von allen Seiten zugänglich ist. Dadurch kann ein schweres Werkstück beispielhaft von zwei Personen leicht aufgelegt werden. Ein Hilfsmittel, wie zum Beispiel ein Werkstattkran, ist dann nicht unbedingt erforderlich.
  • Vorteilhaft ist der Werkstückträger 88 oder der Wagen 90 mit Anschlägen 94, 94a in zwei horizontalen Richtungen (x- und y-Richtung) versehen, an die das unbearbeitete Werkstück 87 angelegt werden kann (Fig. 1 und 10).
  • Damit sich die Sauger 89 nicht auf dem Werkstückträger 88 unbeabsichtigt verschieben, kann der Werkstückträger 88, zumindest aber seine Auflageseite, durch eine Stahlplatte gebildet sein. Die Sauger 89 sind mit Magneten ausgestattet, mittels derer die Sauger fest auf dem Werkstückträger 88 gehalten werden können.
  • Es ist aber auch möglich, an die Sauger 89 oder an den Werkstückträger 88 einen Unterdruck anzulegen und auf diese Weise die Sauger 89 auf dem Werkstückträger 88 zu fixieren.
  • Es ist grundsätzlich möglich, dass der Wagen 90 und die Anlage jeweils ihre eigene Vakuum- und/oder Pneumatikversorgung haben und die entsprechenden Leitungen nach dem Einschieben des Werkstückträgers 88 in die Anlage manuell umgesteckt werden. Auch ist es möglich, dass zum Beispiel beim Absenken des Werkstückträgers 88 das Trennen bzw. Verbinden der entsprechenden Pneumatikanschlüsse automatisch stattfindet.
  • Die Bearbeitung der bogenförmigen Werkstücke erfolgt in gleicher Weise.

Claims (11)

  1. Anlage zur Bearbeitung von Werkstücken (1) aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen, mit wenigstens einer ersten Spanneinrichtung (11) zum Einspannen von länglichen Werkstücken (1), wobei die Anlage wenigstens eine zweite Spanneinrichtung (89) für flächen- oder bogenförmige Werkstücke (87) aufweist, die an wenigstens einem Werkstückträger (88) vorgesehen ist, der mit dem flächen- oder bogenförmigen Werkstück (87) bestückbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spanneinrichtung (11) Klemmbacken (8a, 8b) zum Einspannen der länglichen Werkstücke (1) aufweist, dass der Werkstückträger (88) außerhalb der Anlage mit dem flächen- oder bogenförmigen Werkstück (87) bestückbar ist, und dass ein den Werkstückträger (88) tragender Wagen (90) an ein Führungssystem (93) der Anlage andockbar ist.
  2. Anlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (88) in der Anlage in einem Bearbeitungsbereich positionierbar und arretierbar ist.
  3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (88) auf einer Führung (92) des Wagens (90) angeordnet ist, die in angedockter Lage eine Fortsetzung des Führungssystems (93) der Anlage bildet.
  4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (88) in der Anlage fixierbar ist.
  5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spanneinrichtung (89) eine Saugspanneinrichtung ist.
  6. Anlage nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Saugspanneinrichtung auf dem Werkstückträger (88) angeordnete Sauger (89) aufweist.
  7. Anlage nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sauger (89) auf dem Werkstückträger (88) positionierbar sind.
  8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Werkstückträgers (88) schachbrettmäßig aufgeteilt ist und die Koordinationen der Positionen der Sauger (89) vorgegeben sind.
  9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Sauger (89) auf dem Werkstückträger (88) mit einer Anzeigeeinrichtung, vorzugsweise einer Lasereinrichtung, anzeigbar ist.
  10. Anlage, nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sauger (89) auf Druckluftbetrieb umschaltbar sind.
  11. Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz, Kunststoff, Aluminium und dergleichen, mit einer Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die länglichen Werkstücke (1) in der Anlage bearbeitet werden, während gleichzeitig das flächen- oder bogen- förmige Werkstücke (87) auf dem Werkstückträger (88) der zweiten Spanneinrichtung (89) außerhalb der Anlage gespannt wird, wobei anschließend der Werkstückträger (88) nach Beenden der Bearbeitung des länglichen Werkstückes (1) in die Anlage gefahren, positioniert und arretiert und das flächen- oder bogenförmige Werkstück (87) bearbeitet wird.
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