Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PROCESSING DEVICE AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/139104
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a processing device and to a method for processing a workpiece. Such a workpiece is especially in the form of a panel. Preferably, the workpiece consists at least partially of wood, a manufactured wood product, plastic, a composite material or the like.

Inventors:
BUSSMEIER RALF (DE)
GERTZEN OLIVER (DE)
KETTNER RICHARD (DE)
SCHWARZ TOBIAS (DE)
TEGELKAMP JOCHEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/051096
Publication Date:
July 27, 2023
Filing Date:
January 18, 2023
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HOMAG BOHRSYSTEME GMBH (DE)
International Classes:
B23B39/16
Domestic Patent References:
WO2003070407A12003-08-28
Foreign References:
EP3290163A12018-03-07
CN206484051U2017-09-12
CN214814968U2021-11-23
EP3415282A12018-12-19
Attorney, Agent or Firm:
HOFFMANN EITLE PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTMBB, ASSOCIATION NO. 151 (DE)
Download PDF:
Claims:
ANSPRÜCHE Bearbeitungsvorrichtung (1) zum Bearbeiten eines

Werkstücks (W) , umfassend: eine oder mehrere Werkstückauflagen (10a, 10b, 10c, lOd, lOe, lOf) , zumindest eine bewegbare Zustelleinheit (20a-20f; 30a, 30b) , die zumindest eine Einzelspindel (21a-21f ; 31a, 31b) zum Antrieb eines Werkzeugs (B) aufnimmt, wobei die Zustelleinheit (20a-20f; 30a, 30b) eingerichtet ist, die Einzelspindel (21a-21f; 31a, 31b) in eine oder mehrere Arbeitsstellungen zu bewegen und die Einzelspindel (21a-21f; 31a, 31b) in einer oder mehreren Arbeitsstellungen zum Durchführen einer Bearbeitung zu betätigen . Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei die zumindest eine bewegbare Zustelleinheit (20a-20f; 30a, 30b) eingerichtet ist, die Einzelspindel (21a-21f; 31a, 31b) in einer Schwenkbewegung zu bewegen. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend eine Vielzahl von Zustelleinheiten (20a-20f ; 30a, 30b) , die eingerichtet sind, in jeweils angrenzenden oder überlappenden Bereichen eine Bearbeitung des Werkstücks (W) durchzuführen . Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, wobei eine Steuereinrichtung der Bearbeitungsvorrichtung (1) eingerichtet ist, die Bewegung mehrerer Zustelleinheiten (20a-20f; 30a, 30b) zu koordinieren. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die bewegbare Zustelleinheit (20a-20f; 30a, 30b) in vertikaler Richtung oberhalb oder unterhalb einer Werkstückebene angeordnet ist . Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die bewegbare Zustelleinheit (20a-20f; 30a, 30b) ein SCARA-Roboter ist. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die eine oder die mehrere Werkstückauflagen (10a, 10b, 10c, lOd, lOe, lOf) zum Abstützen des Werkstücks (W) in einer Förderrichtung (F) dienen. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, wobei die eine oder die mehreren Werkstückauflagen (10a, 10b, 10c, lOd, lOe, lOf) einen Schwenkkörper (11a, 11b, 11c, lld) aufweist, an dem ein oder mehrere Auflagearme (12a, 12b, 12c, 12d) zum Aufnehmen des Werkstücks (W) angebracht sind . Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend zumindest einen Niederhalter (15) , der eingerichtet ist, ein Werkstück (W) während einer Bearbeitung zu halten. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend einen Werkzeugspeicher (50) angeordnet, der mehrere Werkzeuge (B) aufnimmt, wobei die Werkzeuge (B) zu einem Übergabebereich bewegt und der Einzelspindel (21a-21f; 31a, 31b) übergeben werden können. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend ein erstes Führungssystem (40a) und ein vom ersten Führungssystem (40a) beabstandetes zweites Führungssystem (40b) , wobei das erste Führungssystem (40a) eine, insbesondere umlaufende, Führung (41a) aufweist, entlang derer mehrere Führungselemente (42a) bewegbar sind, und/oder das zweite Führungssystem (40b) eine, insbesondere umlaufende, Führung (41b) aufweist, entlang derer mehrere Führungselemente (42b) bewegbar sind. Bearbeitungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Zustelleinheit (20a- 20f; 30a, 30b) eine Absaugeinrichtung aufweist. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, umfassend die Schritte

Bewegen zumindest einer Zustelleinheit (20a-20f; 30a, 30b) , die zumindest eine Einzelspindel (21a-21f ; 31a, 31b) zum Antrieb eines Werkzeugs (B) aufnimmt,

Durchführen einer Bearbeitung mit dem Werkzeug (B) . Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei eine Vielzahl von Zustelleinheiten (20a-20f; 30a, 30b) in jeweils angrenzenden oder überlappenden Bereichen eine Bearbeitung eines Werkstücks (W) durchzuführen. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei die Bewegung mehrerer Zustelleinheiten (20a-20f; 30a, 30b) koordiniert wird .

Description:
Bearbeitungs orrichtung sowie Verfahren

Technisches Gebiet

Die Erfindung betri f ft eine Bearbeitungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks . Ein solches Werkstück ist insbesondere plattenförmig . Bevorzugt handelt es sich um ein Werkstück aus zumindest abschnittsweise Hol z , Hol zwerkstof f , Kunststof f , einem Verbundwerkstof f oder dergleichen .

Stand der Technik

Für die Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken sind Bearbeitungsvorrichtungen bekannt , mit denen Werkstücke transportiert , gestoppt , mit Bohrgetrieben bearbeitet und wieder aus der Bearbeitungsvorrichtung heraus transportiert werden . Durch die große Varianz an Bearbeitungsmöglichkeiten beim Einbringen von Bohrlöchern in Werkstücke ist dabei das Rüsten für ein neues Bauteil mit neuen Bohrern und deren relativer Anordnung mit großem Aufwand verbunden .

Sogenannte starre Bohrgetriebe müssen manuell konfiguriert und positioniert werden, wobei damit in der Regel ein Eintaktbetrieb mit hoher Teileausbringung erreicht wird . Eine andere Herangehensweise wird durch sogenannte flexible Bohrgetriebe mit einzeln ausstellbaren Spindeln bereitgestellt , die zwar automatisch rüstbar sind, j edoch sehr oft einen Mehrtaktbetrieb benötigen, woraus eine niedrige Teileausbringung resultiert . Starre Bohrgetriebe werden bislang bei j edem Rüstvorgang mit den entsprechenden Werkzeugen bestückt , j edoch werden bei einem bestimmten Arbeitstakt oftmals nicht alle Spindelpositionen benötigt . Die nicht bestückten Spindeln drehen im Leerlauf mit und erzeugen dabei Energieverluste und Verschleiß . Ferner stellen unterschiedliche Bohrtiefen eine Heraus forderung dar, denn diese werden durch unterschiedliche Werkzeuglängen erzeugt , wobei die Werkzeuge entsprechend positioniert werden müssen .

Das Bohrgetriebe wird manuell nach einer bestimmten Arbeitsanweisung außerhalb der Maschine bestückt und dann in der Maschine manuell an die Antriebsspindel gekuppelt . Die Fehlergefahr ist dabei hoch und der Rüstaufwand ist beträchtlich .

Für die verschiedenen Werkstückvarianten mit unterschiedlichsten Lochbildern gibt es Viel zahl von unterschiedlichen Bohrgetrieben, die neben der eigentlichen Maschine beschaf ft werden müssen . Diese werden bei der Proj ektierung einer Anlage auf Grundlage des zu fertigenden Teilesortiments mit großem Aufwand (manuell ) definiert . Das automatische Wechseln eines kompletten starren Bohrgetriebes ist mit hohem technischem Aufwand verbunden .

Ein weiterer Aspekt sind Begleitumstände während der Fertigung . Insbesondere entstehen im Produktionsbetrieb viele Späne , die sich unter anderem zwischen und in den nicht besetzten Bohrspindeln sammeln und dort festsetzen können . Das Reinigen ist schwierig und mit entsprechendem Aufwand verbunden . Wird eine Reinigung nicht regelmäßig durchgeführt , so besteht die Gefahr, dass die Werkzeugaufnahmen korrodieren oder beim Einsetzen von neuen Werkzeugen eine Fehlstellung erzeugt wird .

Die zuvor bereits genannten flexiblen Bohrgetriebe ermöglichen das automatische Rüsten . Allerdings müssen im Produktionsbetrieb deutlich reduzierte Zyklus zeiten in Kauf genommen werden . In der Regel ist kein Eintaktbetrieb möglich, wie bei den zuvor beschriebenen starren Bohrgetrieben . Eine Überprüfung des Werkzeugzustandes , insbesondere der Werkzeugabnutzung, über das Drehmoment der Spindel kann bei flexiblen Bohrgetrieben nicht aussagekräftig durchgeführt werden, da aufgrund der vielen anderen mitdrehenden und zum großen Teil derzeitig nicht benötigten Spindeln der Einfluss einer einzelnen Spindel verhältnismäßig zu gering ist . Aufgrund der massiven Größe sowohl der flexiblen als auch der starren Bohrgetriebe müssen für deren Bewegung große Massen beschleunigt und abgebremst werden wodurch die Dynamik reduziert und Energieverbrauch erhöht wird .

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , die zuvor genannten Nachteile zu reduzieren oder zu beheben, und/oder eine Bearbeitungsvorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, mit denen eine zeitef fi ziente und flexible Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht wird .

Anspruch 1 stellt eine entsprechende Bearbeitungsvorrichtung bereit . Weitere bevorzugte Aus führungs formen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie nachfolgend beschrieben .

Die Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks weist auf : eine oder mehrere Werkstückauflagen, und zumindest eine bewegbare Zustelleinheit , die zumindest eine Einzelspindel zum Antrieb eines Werkzeugs aufnimmt . Die Zustelleinheit ist eingerichtet , die Einzelspindel in unterschiedlichen einer oder mehreren Arbeitsstellungen zu bewegen und die Einzelspindel zum Durchführen einer Bearbeitung zu betätigen . Bei der Arbeitsstellung oder den Arbeitsstellungen kann es sich um während eines Bearbeitungsvorgangs orts feste oder sich bewegende Arbeitsstellungen handeln . Eine orts feste Arbeitsstellung meint eine Position, in der das Werkstück fixiert ist oder temporär angehalten wird . Somit wird mit der Einzelspindel nach Zustellung in die Arbeitsstellung eine Arbeitsbewegung ( insbesondere Ausstellen der Spindel zum Einbringen einer Bohrung oder ähnlichem) durchgeführt . Eine sich bewegende Arbeitsstellung liegt insbesondere dann vor, wenn das Werkstück während der Bearbeitung (beispielsweise im Durchlauf ) zusätzlich bewegt wird . Bei einem Bearbeitungsvorgang wird die Arbeitsbewegung ( insbesondere Ausstellen der Spindel zum Einbringen einer Bohrung oder ähnlichem) mit einer Bewegung überlagert , mit der die Einzelspindel mit dem sich bewegenden Werkstück mitgeführt wird .

Mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung wird die Flexibilität zur Anpassung auf die verschiedensten Bauteile deutlich erhöht werden . Darüber hinaus wird eine Energieeinsparung durch minimal bewegtes Gewicht sowie Entfall von mitlauf enden, j edoch nicht benötigten Spindeln erreicht . Ferner kann eine Teileausbringung von mehr als 40 Teilen realisiert werden . Aufgrund der hohen Geschwindigkeiten beim Positionieren und Zustellen der Einzelspindel können eine oder mehrere Bohrungen in sehr kurzer Zeit eingebracht werden . Dieses Vorgehen wird al s „virtuelles Bohrgetriebe" bezeichnet , da das Ergebnis für den Anwender dem eines konventionellen starren Bohrgetriebes entspricht . Das Bauteil ist hierfür vorzugsweise in der Bearbeitungsposition fixiert .

Die Bearbeitungsvorrichtung kann eine Steuereinrichtung aufweisen, die eingerichtet ist , Bearbeitungsparameter der Einzelspindel zu überwachen . Durch Verwendung einer Einzelspindel kann eine Analyse des eigentlichen Bearbeitungsvorgangs , z . B . auch die Erkennung von abgebrochenen oder stumpfen Werkzeugs (wie eines Bohrers ) , erfolgen, indem die Bearbeitungsparameter überwacht werden, welche nicht mehr überlagert werden von gleichzeitig ablaufenden anderen Bearbeitungsvorgängen oder nicht benutzten, aber mitlaufenden Spindeln .

Der Arbeitsraum der bewegbare Zustelleinheit ist dabei flexibel . Somit können auch größere oder kleinere Werkstücke bearbeitet werden .

Die Anschaf fung und Bevorratung von vielen mechanischen produktspezi fischen Bohrgetrieben entfällt . Stattdessen können an der Bearbeitungsvorrichtung Einzelwerkzeuge vorgehalten werden .

Bei der Bearbeitung kann j eder Bearbeitungsvorgang ( insbesondere Bohrvorgang) j eweils einzeln definiert werden . Somit können mit einer Einzelspindel unterschiedlich tiefe Bohrungen eingebracht werden .

Eine Ausgestaltung und Anordnung einer genannten Werkstückauflage ist dabei nicht auf eine bestimmte Form oder Position beschränkt . Auch kann es sich um eine Werkstückauflage oder um mehrere Werkstückauflagen handeln .

Ferner können ein oder mehrere Führungselemente vorgesehen sein, um das Werkstück zu bewegen . Die Führungselemente können auch die Aufgabe der Werkstückauflage (n) übernehmen, oder die Werkstückauflage (n) sind separat vorgesehen .

Es ist bevorzugt , dass die zumindest eine bewegbare Zustelleinheit eingerichtet ist , die Einzelspindel in einer Schwenkbewegung zu bewegen . Somit kann die Einzelspindel mit einem Antrieb in mehrere Richtungen einer Ebene geführt werden . Damit lassen sich Bohrabstände außerhalb der im Möbelbau üblichen Raster ( z . B . 32mm) zur Bearbeitung auch in einem Takt ermöglicht . Es können sowohl gerade als auch schräge Lochreihen und runde Bohrbilder gebohrt werden . Die Flexibilität der Bearbeitungsvorrichtung, also des „virtuellen Bohrgetriebes" kann folglich gegenüber bisher bekannten Bohrgetrieben deutlich gesteigert werden .

Gemäß einer weiteren Aus führungs form ist es vorgesehen, das s eine Viel zahl von Zustelleinheiten bereitgestellt wird, die eingerichtet sind, in j eweils angrenzenden Bereichen eine Bearbeitung eines Werkstücks durchzuführen . Somit lassen sich die Einzelspindeln gewissermaßen zu mehreren flexiblen Bohrgetrieben zusammenfassen, die mit ihrem j eweiligen Arbeitsbereich in Summe eine große Bearbeitungs fläche abdecken können .

Ein Arbeitsbereich einer Einzelspindel einer Zustelleinheit kann wabenförmig ausgebildet sein . Die wabenförmigen Bereiche können aneinander angrenzen . Der Bewegungsbereich einer Zustelleinheit kann größer als ein Arbeitsbereich sein .

Auf diese Weise kann die Bearbeitungsvorrichtung mit einer Viel zahl von gleichartigen mechatronischen Modulen zusammengesetzt werden . Dies erleichtert die Wartung der Bearbeitungs Vorrichtung .

Ferner kann es vorgesehen sein, dass eine Steuereinrichtung der Bearbeitungsvorrichtung eingerichtet ist , die Bewegung mehrerer Zustelleinheiten zu koordinieren . Somit kann der Durchsatz der Bearbeitungsvorrichtung weiter gesteigert werden . Ferner kann bei sich überschneidenden Arbeitsbereichen benachbarter Zustelleinheiten eine Kollision vermieden werden .

In der Bearbeitungsvorrichtung kann die bewegbare Zustelleinheit in vertikaler Richtung oberhalb oder unterhalb einer Werkstückebene angeordnet sein . Auch ist es möglich, eine oder mehrere Zustelleinheiten in vertikaler Richtung oberhalb und eine oder mehrere weitere Zustelleinheiten in vertikaler Richtung unterhalb einer Werkstückebene anzuordnen . Die Werkstückebene i st dabei die Ebene , in der das Werkstück während einer Bearbeitung gehalten wird .

Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form ist es vorgesehen, dass die bewegbare Zustelleinheit als Roboter, insbesondere als SCARA-Roboter , ausgebildet i st . SCARA steht dabei für „selective compliance assembly robot arm" .

Ein SCARA-Roboter weist mehrere zueinander (um j eweils eine vertikale Achse ) schwenkbare Arme auf . Der Arbeitsbereich des SCARA-Roboters ist auf Grund der Geometrie der Arme insbesondere nierenförmig . Ein SCARA-Roboter zeichnet sich dadurch aus , dass dieser eine schnelle und besonders wiederholgenaue Positionier-Bewegung durchführen kann .

Dabei kann der vorderste Roboterarm des SCARA-Roboters mit der ( schnell drehenden) Einzelspindel ausgerüstet sein, deren Vorschubbewegung mit einer zusätzlichen vertikalen Achse entweder auch direkt im vordersten Roboterarm oder durch eine vertikale Bewegung des gesamten SCARA-Roboters erfolgt .

Gemäß einer Aus führungs form kann die Bewegungsmöglichkeit einer vierten Achse des SCARA-Roboters zum Durchführen einer Bohrbearbeitung genutzt werden . Ferner kann die vierte Achse für eine Wechsel funktion zum Wechseln des Werkzeugs ( insbesondere Bohrwerkzeug) genutzt werden .

Es ist bevorzugt , dass die eine oder die mehreren Werkstückauf lage/n zum Abstützen des Werkstücks dienen/eingerichtet ist/ sind . Eine Ausgestaltung und Anordnung einer Werkstückauflage ist dabei nicht auf eine bestimmte Form oder Position beschränkt . Insbesondere kann ein Werkstück mittig, im Bereich einer Fläche des Werkstücks , im Randbereich und/oder seitlich abgestützt werden . Ferner kann ein Werkstück punktuell , bereichsweise oder flächig abgestützt werden . Auf Grund der Werkstückauflage (n) kann beispielsweise das Werkstück gewissermaßen gleitend gehalten und übergeben werden .

In einer Aus führungs form umfasst/umf assen die eine oder die mehreren Werkstückauflagen einen Schwenkkörper, an dem ein oder mehrere Auflagearme zum Aufnehmen des Werkstücks angebracht sind . Wenn die Zustelleinheit als ein SCARA- Roboter ausgebildet ist , ist es besonders vorteilhaft , den Schwenkkörper auf dem Gehäuse des SCARA-Roboters zu befestigen, sodass der „Totraum" über dem Roboterfuß genutzt werden kann . Das Schwenken des Auflagearms oder der Auflagearme dient zur Vermeidung der Kollision mit den Bohrbildern .

Es ist bevorzugt , dass die Bearbeitungsvorrichtung zumindest einen Niederhalter aufweist , der eingerichtet ist , ein Werkstück während einer Bearbeitung zu halten . Bevorzugt ist der Niederhalter so angeordnet , dass ein durch diesen kontaktiertes Werkstück gegen einen oder mehrere Auflagearme zum Aufnehmen des Werkstücks gedrückt werden .

Die Bearbeitungsvorrichtung kann einen Werkzeugspeicher aufweisen, der mehrere Werkzeuge ( insbesondere Bohrwerkzeuge ) aufnimmt , wobei die Werkzeuge zu einem Übergabebereich bewegt und der Einzelspindel übergeben werden können . Damit kann eine signi fikante Leistungserhöhung durch eine automatische Rüstmöglichkeit für die Serien- und Einzelbearbeitung von Werkstücken, beispielsweise Korpusteilen für die Möbelindustrie , erreicht werden . Auch bei kleineren Losgrößen reduziert sich der Rüstzeitanteil signi fikant .

Ferner ist es bevorzugt , dass die Bearbeitungsvorrichtung ein erstes Führungssystem und ein vom ersten Führungssystem beabstandetes zweites Führungssystem aufweist . Das erste Führungssystem weist eine , insbesondere umlaufende , Führung auf , entlang derer mehrere Führungselemente bewegbar sind . Alternativ oder zusätzlich weist das zweite Führungssystem eine , insbesondere umlaufende , Führung aufweist , entlang derer mehrere Führungselemente bewegbar sind . Die Führungssystem können dabei Zusammenwirken, um ein Werkstück aus zurichten, zu bewegen und/oder bei einer Bewegung zu führen .

Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form umfasst die Zustelleinheit eine Absaugeinrichtung . Für die Späne- Absaugung kann somit ein einziger Absaug-Schlauch im Bereich des Werkzeugs wirken, sodass die Späne sicher entfernt werden können .

Die vorliegende Erfindung ist auch an einer Bearbeitungsvorrichtung mit bewegtem Bauteil anwendbar . Die Position der Einzelspindel fährt hierbei die Werkstückbewegung mit . Hierfür weist die Zustelleinheit eine Tracking-Funktion auf .

Ferner stellt die Erfindung ein Verfahren bereit . Im Rahmen des Verfahrens kann eine Bearbeitungsvorrichtung gemäß einem der zuvor genannten Aspekte zum Einsatz kommen .

Mit dem Verfahren wird die Flexibilität zur Anpassung auf die verschiedensten Bauteile deutlich erhöht . Darüber hinaus wird eine Energieeinsparung durch minimal bewegtes Gewicht sowie Entfall von mitlauf enden, j edoch nicht benötigten Spindeln erreicht .

Obwohl es bevorzugt ist , dass der Bearbeitungsvorgang ( insbesondere Bohrvorgang) durch eine Bewegung des Werkzeugs entlang einer Achse durchgeführt wird, während keine weitere Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück vorliegt , kann es ferner vorgesehen sein, dass durch Bereitstellen einer weiteren Relativbewegung eine weitere abtragende Bearbeitung durchzuführen, beispielsweise eine im Querschnitt ovale Bohrung einzubringen . Es ist bevorzugt, dass eine Vielzahl von Zustelleinheiten in jeweils angrenzenden oder überlappenden Bereichen eine Bearbeitung eines Werkstücks durchführen. Somit kann jeder Zustelleinheit beziehungsweise deren Einzelspindel ein bestimmtes Werkzeug zugewiesen werden. Aus dem Einsatz der Vielzahl von Zustelleinheiten und deren Interaktion ergibt sich ein gesamtes Bearbeitungsergebnis. Dabei ist es bevorzugt, dass die Bewegung mehrerer Zustelleinheiten koordiniert wird, um kollisionsfrei und bei hohem Durchsatz ein Werkstück zu bearbeiten.

Ein im Rahmen des Verfahrens bearbeitetes Werkstück ist insbesondere zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff, einem Verbundwerkstoff oder dergleichen .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer

Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer

Aus führungs form der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dar gestellte Bearbeitungs Vorrichtung .

Beschreibung von Aus führungs formen

Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.

Bevorzugt ist die Bearbeitungsvorrichtung 1 eine

Holzbearbeitungsmaschine, mit der Werkstücke W aus zumindest abschnittsweise Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff, einem

Verbundwerkstoff oder dergleichen bearbeitet werden können. Bei den Werkstücken W handelt es sich um plattenförmige Werkstücke, die insbesondere für die Möbel- oder Bauelementefertigung vorgesehen sein . Beispielsweise sind die Werkstücke als Massivhol zplatten, MDF-/HDF- oder Spanplatten, Verbundplatten, Leichtbauplatten, Sandwichplatten oder dergleichen ausgebildet . Im Zuge der Bearbeitung werden von einer Oberseite und/oder einer Unterseite Bohrungen in die Werkstücke eingebracht .

Die Bearbeitungsvorrichtung 1 ist gemäß dem vorliegenden Aus führungsbeispiel als sogenannte Durchlaufmaschine ausgebildet , bei welcher die Werkstücke W nacheinander in einer Förderrichtung F in einen Bearbeitungsbereich gefördert und nach Durchführen einer Bearbeitung wieder aus dem Bearbeitungsbereich herausgeführt werden . Die Bearbeitung kann sowohl an einem im Bearbeitungsbereich gestoppten Werkstück W als auch an einem s ich bewegenden Werkstück W ausgeführt werden .

Zum Zuführen eines Werkstücks W in den Bearbeitungsbereich der Bearbeitungsvorrichtung 1 weist die Bearbeitungsvorrichtung 1 eine erste Fördereinrichtung 2a auf . Ein Aus fördern erfolgt mittels einer zweiten Fördereinrichtung 2b . Die erste und/oder zweite Fördereinrichtung 2a, 2b sind gemäß dem Aus führungsbeispiel als Riemenförderer ausgebildet . Gemäß weiteren Modi fikationen können die erste und/oder zweite Fördereinrichtung 2a, 2b auch als Rollenförderer oder Bandförderer ausgebildet sein .

Ferner umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1 ein erstes Führungssystem 40a und ein vom ersten Führungssystem 40a quer zur Förderrichtung F beabstandetes zweites Führungssystem 40b .

Das erste Führungssystem 40a weist eine umlaufende Führung 41a auf , entlang derer mehrere Führungselemente 42a bewegbar sind . Die Führungselemente 42a können j eweils einzeln bewegt und entlang der Führung 41a positioniert werden . Die Führungselemente 42a können dabei als Anschlagselemente und/oder als Halteelemente dienen . Das erste Führungssystem 40a ist ferner quer zur Förderrichtung bewegbar, um den Abstand zum zweiten Führungssystem 40b zu ändern und somit die Bearbeitungsvorrichtung 1 an die Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke anzupassen .

Das zweite Führungssystem 40b ist ähnlich wie das erste Führungssystem 40a ausgebildet und umfasst eine umlaufende Führung 41b auf , entlang derer mehrere Führungselemente 42b bewegbar sind . Die Führungselemente 42b können j eweils einzeln bewegt und entlang der Führung 41b positioniert werden .

Mit den Führungselementen 42a, 42b des ersten und zweiten Führungssystems 40a, 40b können Werkstücke W von der ersten Fördereinrichtung 2a übernommen und ggf . ausgerichtet werden . Dabei liegt , in Förderrichtung F betrachtet , j eweils eines der Führungselemente 42a, 42b des ersten und zweiten Führungssystems 40a, 40b an einer Vorderkante und eines der Führungselemente 42a, 42b des ersten und zweiten Führungssystems 40a, 40b an einer Hinterkante eines Werkstücks W an . Durch Bewegen der Führungselemente 42a, 42b kann das j eweilige Werkstück W in einem ausgerichteten Zustand durch den Bearbeitungsbereich der Bearbeitungsvorrichtung 1 geführt werden .

Benachbart zum ersten Führungssystem 40a ist ein Werkzeugspeicher 50 angeordnet , der mehrere Werkzeuge B (hier : Bohrwerkzeuge ) aufnimmt . Die Bohrwerkzeuge B können von zwei der Führungselemente 42a des ersten Führungssystems 40a übernommen und zu einem Übergabebereich bewegt werden . Somit wird den Führungselemente 42a eine weitere Funktion zugewiesen . Gemäß einer anderen Aus führungs form ist ein separates Wechselsystem zum Bewegen eines Werkzeugs zum Übergabebereich vorgesehen . Die Bearbeitungsvorrichtung 1 umfasst in einem Bereich zwischen dem ersten Führungssystem 40a und dem zweiten Führungssystem 40b eine Vielzahl von Werkstückauflagen 10a, 10b, 10c, lOd, lOe, lOf. Jede der Werkstückauflagen 10a, 10b, 10c, lOd, lOe, lOf weist einen Schwenkkörper 11a, 11b, 11c, lld, Ile, llf auf, an dem ein oder mehrere Auflagearme 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f angebracht sind. Die Auflagearme 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f können ein Werkstück an einer in vertikaler Richtung betrachtet unteren Seite aufnehmen und in einer Werkstückebene abstützen.

Dabei gewährleisten die Führungselemente 42a, 42b, dass das Werkstück W in einem ausgerichteten Zustand gehalten wird.

Eine Gruppe von ersten Werkstückauflagen 10a ist dabei derart angeordnet, dass ein Arm 12a der Werkstückauflagen 10a ein Werkstück W von der ersten Fördereinrichtung 2a lückenlos übernehmen kann und bei der Bewegung durch die Maschine abstützt. Zwischen den ersten Werkstückauflagen 10a und den sechsten Werkstückauflagen lOf sind in einer jeweiligen Reihe zweite Werkstückauflagen 10b, dritte Werkstückauflagen 10c, vierte Werkstückauflagen lOd und fünfte Werkstückauflagen lOe angeordnet, die mit ihren jeweiligen Armen 12b, 12c, 12d, 12e ein Werkstück W durch den Bearbeitungsbereich bewegen und dieses hierbei abstützten.

Die Anzahl der Werkstückauflagen 10a, 10b, 10c, lOd, lOe, lOf sowie deren relative Anordnung ist dabei nicht auf die genannte Anzahl und Anordnung beschränkt. Vielmehr können je nach Anwendungsfall mehr oder weniger Werkstückauflagen vorgesehen sein.

In einem Bereich zwischen der ersten Fördereinrichtung 2a und der zweiten Fördereinrichtung 2b sind in einem, in vertikaler Richtung betrachtet, unteren Abschnitt der Bearbeitungsvorrichtung 1 eine Vielzahl von bewegbaren Zustelleinheit 20a-20f zum Ausbilden eines „virtuellen Bohrgetriebes" vorgesehen . Jede der bewegbaren Zustelleinheit 20a-20 f nimmt eine Einzelspindel 21a-21 f zum Antrieb eines Bohrwerkzeuges B aufnimmt .

Die Zustelleinheiten 20a-20 f sind, in Förderrichtung F betrachtet , in mehreren Reihen gruppiert , sodass die Bearbeitungsvorrichtung 1 erste Zustelleinheiten 20a, zweite Zustelleinheiten 20b, dritte Zustelleinheiten 20c, vierte Zustelleinheiten 20d, vierte Zustelleinheiten 20e und fünfte Zustelleinheiten 20 f umfasst .

Die Anzahl der Zustelleinheiten 20a-20 f sowie deren relative Anordnung ist dabei nicht auf die genannte Anzahl und Anordnung beschränkt . Vielmehr können j e nach Anwendungs fall mehr oder weniger Zustelleinheiten vorgesehen sein .

Die Zustelleinheiten 20a-20 f sind gemäß dem Aus führungsbeispiel als SCARA-Roboter ausgebildet , der mehrere zueinander (um j eweils eine vertikale Achse ) schwenkbare Arme aufweist . Der Arbeitsbereich eines solchen SCARA-Roboters ist auf Grund der Geometrie der Arme typischerweise nierenförmig . Ein SCARA-Roboter zeichnet sich dadurch aus , dass dieser eine schnelle und besonders wiederholgenaue Bewegung durchführen kann . Bei Einsatz eines SCARA-Roboters ist der vorderste Roboterarm mit der schnell drehenden Einzelspindel 21a-21 f ausgerüstet , deren Vorschubbewegung mit einer zusätzlichen vertikalen Achse entweder auch direkt im vordersten Roboterarm oder durch eine vertikale Bewegung des gesamten SCARA-Roboters erfolgt .

Die Zustelleinheiten 20a-20 f sind, in vertikaler Richtung betrachtet , unterhalb der Werkstückebene angeordnet , sodass mit der j eweiligen Einzelspindel 21a-21 f eine Bohrung in eine Unterseite des Werkstücks W eingebracht werden kann . Um das Werkstück während einer Bearbeitung mit den Zustelleinheiten 20a-20 f zu halten, umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 1 mehrere Niederhalter 15 , die das Werkstück W gegen die Auflagearme 12a, 12b, 12c, 12d drücken, auf denen das Werkstück W auf liegt . Die Niederhalter 15 sind dabei bei Bedarf zustellbar .

Die Bearbeitungsvorrichtung 1 umfasst ferner weitere Zustelleinheiten 30a-30b, die ähnlich wie die zuvor genannten Zustelleinheiten 20a-20 f als SCARA-Roboter ausgebildet sind . Der vorderste Roboterarm der weitere Zustelleinheiten 30a-30b ist mit einer schnell drehenden Einzelspindel 31a-31b ausgerüstet , deren Vorschubbewegung mit einer zusätzlichen vertikalen Achse entweder auch direkt im vordersten Roboterarm oder durch eine vertikale Bewegung des gesamten SCARA-Roboters erfolgt .

Die weiteren Zustelleinheiten 30a-30b sind, in vertikaler Richtung betrachtet , oberhalb der Werkstückebene angeordnet , sodass mit der j eweiligen Einzelspindel 31a-31b eine Bohrung in eine Oberseite des Werkstücks W eingebracht werden kann . Dabei sind die weiteren Zustelleinheiten 30a-30b oberhalb von Zustelleinheiten 20e-20 f vorgesehen . Eine Abstützung des Werkstücks W während einer Bearbeitung mit den weiteren Zustelleinheiten 30a-30b erfolgt durch die Auflagearme 12c, 12d .

Gemäß einer Modi fikation der Aus führungs form können die Zustelleinheiten 20a-20 f , 30a, 30b auch als Kreuzschlitten ausgebildet sein, die beispielsweise durch Linearmotoren angetrieben werden .

Die Bearbeitungsvorrichtung 1 weist eine Steuereinrichtung auf , die eingerichtet ist , die Bewegung der Zustelleinheiten zu koordinieren . Somit können die Bearbeitungsvorgänge der Zustelleinheiten 20a-20 f , 30a, 30b gewissermaßen ineinandergrei fen .

Nachfolgend wird ein beispielhafter Verfahrensablauf der Bearbeitungsvorrichtung 1 beschrieben . Ein Werkstück W wird mit der ersten Fördereinrichtung 2a in Förderrichtung F bewegt , in den Bereich der Auflagearme 12a der ersten Werkstückauflagen 10a bewegt und von den Auflagearmen 12a abgestützt . Die erste Fördereinrichtung 2a bewegt das Werkstück W dabei bis zu Führungselementen 42a , 42b des ersten und zweiten Führungssystems 40a, 40b, sodass eine Vorderkante des Werkstücks W an diesen Führungselementen 42a, 42b anschlägt . Nachfolgend werden weitere Führungselemente 42a, 42b des ersten und zweiten Führungssystems 40a, 40b zu einer Hinterkante des Werkstücks W bewegt . Die Führungselemente 42a und 42b bewegen und fixieren das Werkstück in Transportrichtung .

Nunmehr wird der Niederhalter 15 in vertikaler Richtung nach unten bewegt , um das Werkstück W gegen die Auflagearme 12a, 12b zu drücken .

Die Zustelleinheiten 20a und/oder 20b werden nunmehr betätigt , sodass mit der j eweiligen Einzelspindel 21a eine Bohrung in eine Unterseite des Werkstücks W eingebracht werden kann . Durch weitere Betätigung der Zustelleinheiten 20a werden die Einzelspindeln 21a/21b zu einer weiteren Arbeitsstellung verschwenkt und durch eine Zustellbewegung der Einzelspindeln 21a/21b werden weitere Bohren in das Werkstück W eingebracht .

Nachdem mit den Zustelleinheiten 20a und/oder 20b ein bestimmtes Lochbild mit Bohrungen mit einem bestimmten Durchmesser in das Werkstück W eingebracht wurden, wird der Niederhalter 15 in vertikaler Richtung nach oben bewegt , sodass das Werkstück W durch die Führungselemente 42a und 42b transportiert und fixiert wird, wobei das Werkstück W auf den Auflagearmen 12a...l2 f vertikal von unten abgestützt wird .

Auf diese Weise wird das Werkstück durch den Bearbeitungsbereich bewegt und von Zustelleinheiten 20a-20 f , 30a, 30b bearbeitet . Hiernach wird das Werkstück von der vierten Werkstückauflagen l Od, insbesondere deren ein Auflagearmem 12d zur zweiten Fördereinrichtung 2b übergeben und von der zweiten Fördereinrichtung 2b abtransportiert .

Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass einzelne , j eweils in verschiedenen Aus führungs formen beschriebene Merkmale auch in einer einzigen Aus führungs form umgesetzt werden können, sofern sie nicht strukturell inkompatibel sind . Gleichermaßen können verschiedene Merkmale , die im Rahmen einer einzelnen

Aus führungs form beschrieben sind, auch in mehreren Aus führungs formen einzeln oder in j eder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein .