-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspannen eines Werkstücks, insbesondere
einer Möbelwandung
auf einer Transporteinrichtung, welche das Werkstück zu wenigstens
einer Bearbeitungseinrichtung zu transportieren und relativ zu dieser
zu positionieren vermag, und eine Anordnung zur Durchführung dieses
Verfahrens. Sie geht aus von der
DE 10 2004 034 872 A1 .
-
Aus
der
DE 10 2004
034 872 A1 ist eine Vorrichtung zum Klemmen und Verfahren
eines Werkstücks,
insbesondere einer Möbelwandung
in waagerechter Lage bekannt, welche das Werkstück für eine nachfolgende Bearbeitung
klemmt. Die bekannte Vorrichtung umfasst einen ersten beweglichen
Schlitten mit einem ersten Antrieb, einen zweiten beweglichen Schlitten
mit einem zweiten Antrieb und ein Zugelement, um das Werkstück zwischen
dem ersten und zweiten Schlitten zu klemmen, wobei das Zugelement
eine Zugkraft derart ausübt,
dass zumindest ein Schlitten relativ zum anderen Schlitten bewegt wird,
um das Werkstück
zu klemmen.
-
Das
Betriebsverfahren der vorbeschriebenen Einrichtung ist in der
DE 10 2004 034 872
A1 wie folgt geoffenbart: Die Schlitten werden entsprechend der
Länge des
Werkstücks
zueinander positioniert. Danach wird die Zugstange mittels eines
Klemmelements an dem zweiten Schlitten fixiert, wodurch die Schlitten
miteinander verbunden sind. Nach dem Einlegen des Werkstücks zwischen
die beiden Schlitten zieht das Zugelement mit Hilfe der Zugstange
den zweiten Schlitten in Richtung des ersten Schlittens, bis eine
Klemmung des Werkstücks
erfolgt. Nun können
die beiden Antriebe betrieben werden, und der Verbund kann als Einheit
verfahren werden. Während
der Bearbeitung des Werkstücks
muss die Zugkraft des Zugelements aufrecht erhalten werden.
-
Das
Zugelement enthält
eine Zugstange, also ein mechanisches Koppelungselement zwischen
den beiden Schlitten, eine Betätigungseinrichtung
und wenigstens ein Klemmelement zum Klemmen der Zugstange an wenigstens
einem Schlitten. In der
DE 10 2004 034 872 A1 ist dargelegt, dass
bei einer für
das Klemmen längerer
Werkstücke
erforderlichen langen Zugstange das Zugstangenende zusätzlich geführt werden
muss, um bei sehr dicht zusammengefahrenen Schlitten ein Schwingen
des Zugstangenendes zu verhindern. Um ein Durchhängen der Zugstange bei dicht
zusammengefahrenen Schlitten zu verhindern, muss für die Zugstange
noch eine zusätzliche
Führung
an einem Ende der Zugstange, gegenüber der Betätigungseinrichtung vorgesehen
werden. Die Führung
liegt dann außerhalb des
Schlittenverbundes. Weitere Führungen
auch zwischen den Schlitten sind bei großen Spannweiten erforderlich.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufspannen eines Werkstücks, insbesondere
einer Möbelwandung
auf einer Transporteinrichtung, welche das Werkstück relativ
zu wenigstens einer Bearbeitungseinrichtung zu positionieren vermag, und
eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens vorzuschlagen, die ohne ein mechanisches Koppelungselement
zwischen den Schlitten auskommt.
-
Der
verfahrensbezogene Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 oder 2 und der anordnungsbezogene Teil der Aufgabe durch
die Merkmale des Patentanspruchs 4 oder 5 gelöst.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Aufspannen eines Werkstücks,
insbesondere einer Möbelwandung
bezieht sich auf eine Transporteinrichtung, welche das Werkstück relativ
zu wenigstens einer Bearbeitungseinrichtung zu positionieren vermag,
wobei die Transporteinrichtung zwei jeweils mit einem Motor versehene,
auf Führungen
eines Maschinengestells verfahrbare und mit Klemmbacken versehene
Schlitten um fasst. In einem ersten Verfahrensschritt werden die
Schlitten entsprechend der Länge
des Werkstücks
zueinander positioniert. Nach dem Einlegen des Werkstücks zwischen
die Klemmbacken der beiden Schlitten wird wenigstens ein Motor mit
einem den Abstand zwischen den Schlitten verringernden Antriebsmoment
betrieben, bis das Werkstück
mit einer vorgebbaren Klemmkraft zwischen den Klemmbacken der beiden
Schlitten eingespannt ist. Während
des Stillstands, des Transports und der Bearbeitung des Werkstücks durch
die Bearbeitungseinrichtung werden die beiden Motoren ständig mit
einem die vorgegebene Klemmkraft aufrecht erhaltenden gegensinnigen
Antriebsmoment betrieben. Soll der Verbund aus Schlitten und Werkstück transportiert
werden wird der Motor des einen Schlittens mit einem in Transportrichtung
wirkenden Antriebsmoment und der Motor des anderen Schlittens mit
einem die Klemmkraft aufrecht erhaltenden gegensinnigen Antriebsmoment
betrieben. Nach dem Transport des Werkstücks zu einem Entnahmeort werden
die Schlitten zwecks Aufhebung der Klemmkraft auseinander gefahren.
-
Die
Koppelung zwischen den Schlitten ist virtuell und wird lediglich
softwaremäßig über die
Steuereinrichtung der Motoren hergestellt. Die Werkstück-Spannweite
kann sich über
die gesamte Breite des Maschinengestells ohne zusätzliche
mechanische Stütz-
oder Klemmelemente erstrecken. Die Klemmkraft kann während des
Bearbeitungsvorganges variiert werden, wodurch eine besonders schonende
Behandlung des Werkstücks
gegeben ist.
-
Die
Motoren sind vorzugsweise Servo- oder Linearmotoren. Dadurch ist
eine hochgenaue Positionierung, optimaler Synchronlauf der die Schlitten antreibenden
Motoren und präzise
Einstellung und Konstanthaltung des Antriebsmoments und damit der Klemmkraft
möglich.
-
Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist ein motorgetriebener
Schlitten durch einen motorlosen Schlitten ersetzt, der über ein
Koppelglied mit einem Klemmantrieb verbunden ist. Dieser ist an
einem auf den Führungen
verfahrbaren und mit einem Antriebsmotor oder einem Translator eines Linearmotors
ausgestatteten Antriebsblock angeordnet. Der Klemmantrieb greift über ein
Kraftübertragungsglied
an dem motorlosen Schlitten an. Bei dem Klemmantrieb kann es sich
beispielsweise um einen Druckluftzylinder oder um einen Servomotor
handeln.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist wenigstens ein dritter Motor vorgesehen, der mit der Klemmbacke
wenigstens eines Schlittens wirkverbunden ist und diese gegenüber dem
Schlitten zu verstellen vermag.
-
Vorzugsweise
ist der dritte Motor auf dem Schlitten angeordnet, dessen Klemmbacke
gegenüber
diesem Schlitten verstellbar ist.
-
Gemäß einer
Fortbildung der Erfindung umfasst eine dritte Ausführungsform
der Aufspann- und Transporteinrichtung für Werkstücke zwei Transportebenen auf.
Einer oberen Transportebene ist dabei ein oberes Führungspaar
und einer unteren Transportebene ein unteres Führungspaar zugeordnet, wobei
auf dem oberen Führungspaar
eine obere Spanneinrichtung und auf dem unteren Führungspaar
eine untere Spanneinrichtung zwischen einer Aufgabe- und/oder Entnahmestation
und wenigstens einer Bearbeitungsstation verschieblich gelagert
ist. In vorteilhafter Weise gewährleistet
diese Anordnung einen hohen Werkstückdurchsatz: Während der
Bearbeitung eines Werkstücks
auf einer Transportebene kann bereits ein bearbeitetes Werkstück von der anderen
Transportebene entnommen und ein nächstes Werkstück aufgespannt
werden.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die
Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele
erläutert.
Es zeigt
-
1 eine
Aufspann- und Transporteinrichtung für eine Möbelwandung in einer schematischen Draufsicht,
-
2 einen
Teil einer zweiten Aufspann- und Transporteinrichtung mit einer
verstellbaren Klemmbacke in einer schematischen Draufsicht,
-
3 eine
dritte Aufspann- und Transporteinrichtung für eine Möbelwandung mit zwei Transportebenen
in einer schematischen perspektivischen Ansicht.
-
1 zeigt
eine Aufspann- und Transporteinrichtung 10 für eine Möbelwandung 12 in
einer schematischen Draufsicht. Sie dient dazu, die Möbelwandung 12 relativ
zu wenigstens einer in 3 mit 90 bezeichneten
Bearbeitungsstation zu positionieren. Die Aufspann- und Transporteinrichtung 10 weist einen
linken, mit einem Motor 14 versehenen, auf Führungen 16 eines
in 3 mit 76 bezeichneten Maschinengestells
verfahrbaren und mit einer linken Klemmbacke 18 versehenen
Schlitten 20 auf. Ein rechter Schlitten 22 ist
spiegelgleich zu dem linken Schlitten 20 aufgebaut. Der
rechte Motor ist mit 24 und die rechte Klemmbacke mit 26 bezeichnet.
Auch der rechte Schlitten 22 ist auf den Führungen 16 des Maschinengestells 76 verfahrbar.
Um einen leichten Lauf der Schlitten 20, 22 zu
gewährleisten,
sind diese mit Gleitlagern 28 oder auch Rollenlagern auf
den Führungen 16 gelagert.
-
Die
Motoren 14, 24 sind Servomotoren, auf deren jeweilige
Welle ein Zahnrad 30 bzw. 32 aufgesetzt ist. Die
Zahnräder 30, 32 stehen
mit einer Zahnstange 34 in Eingriff, die sich parallel
zu den Führungen 16 im
wesentlichen über
die Breite des Maschinengestells 76 erstreckt und ortsfest
in diesem angeordnet ist. Wird ein Motor 14, 24 bestromt,
wird der zugehörige
Schlitten 20 bzw. 22 in Richtung des Pfeils 36 bzw. 38 transportiert.
Es sind aber auch andere formschlüssige Wirkverbindungen mit
dem Maschinengestell als die vorgenannte Zahnrad-Zahnstangen-Verbindung
möglich, beispielsweise
eine Gewindemutter-Gewindespindel-Verbindung.
-
Soll
die Aufspann- und Transporteinrichtung 10 auch Möbelwandungen 12 mit
einer großen
Länge L
aufnehmen können,
kann eine Stütze 40 vorgesehen
werden, die ein Durchhängen
der Möbelwandung 12 verhindert.
Die Stütze 40 weist
einen Stützarm 42 auf,
der an einen Antriebsblock 44 angeformt ist. Die Stütze 40 ist
ansonsten ähnlich
den Schlitten 20, 22 aufgebaut und mittels Gleit-
oder Rollenlagern 28 auf den Führungen 16 in Richtung
des dritten Bewegungspfeils 48 verschieblich gelagert.
Ferner umfasst der Antriebsblock 44 einen Antriebsmotor 46, auf
dessen Welle ein mit der Zahnstange 34 in Eingriff stehendes
drittes Zahnrad 50 aufgesetzt ist. Um einen universellen
Einsatz der Aufspann- und
Transporteinrichtung 10 auch für kleine Werkstücke zu ermöglichen,
ist es denkbar, die Stütze 40 aus
dem Bereich zwischen den Schlitten 20, 22 zu entfernen,
beispielsweise anzuheben, abzusenken oder aus dem Transportweg der
Schlitten 20, 22 heraus zu ziehen. Auch ist es
denkbar, die Stütze 40 auf
einer unter den Führungen 16 liegenden
zweiten Ebene zu lagern.
-
2 zeigt
in einer schematischen Draufsicht den rechten Teil einer zweiten
Aufspann- und Transporteinrichtung 52, die mit einer verstellbaren Klemmeinrichtung 54 ausgestattet
ist und ansonsten der Aufspann- und Transporteinrichtung 10 in 1 entspricht.
Die Klemmeinrichtung 54 ersetzt darin den rechten Schlitten 22.
-
Die
Klemmeinrichtung 54 umfasst einen dritten Schlitten 56 und
einen zweiten Antriebsblock 58. Letzterer ist mit einem
zweiten Antriebsmotor 60 versehenen, auf dessen Welle ein
mit der Zahnstange 34 in Eingriff stehendes viertes Zahnrad 62 aufgesetzt
ist. Der dritte Schlitten 56 ist mit einer Klemmbacke 64 versehenen.
Der zweite Antriebsblock 58 und der dritte Schlitten 56 sind
mit Gleitlagern 28 oder auch Rollenlagern auf den Führungen 16 verschieblich
gelagert. Der zweite Antriebsblock 58 trägt einen Klemmantrieb 66,
der über
ein Kraftübertragungsglied 68 an
dem dritten Schlitten 56 angreift. Bei dem Klemmantrieb 66 kann
es sich um einen Druckluftzylinder oder um einen Servomotor handeln,
der beispielsweise als Kraftübertragungsglied 68 ein
Gewindespindel/Gewindemutter-Getriebe benutzt.
-
Gemäß einer
alternativen Lösung
mag ein anderer Klemmantrieb mit der Klemmbacke wenigstens eines
Schlittens wirkverbunden sein, um diese gegenüber dem Schlitten zu verstellen.
Der andere Klemmantrieb ist dann vorzugsweise auf dem Schlitten
angeordnet, dessen Klemmbacke gegenüber diesem Schlitten verstellbar
ist.
-
3 zeigt
in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine dritte Aufspann-
und Transporteinrichtung 70, welche mit einer oberen Transportebene 72 und
einer unteren Transportebene 74 für Möbelwandungen 12 ausgestattet
ist. Von einem nur teilweise dargestellten Maschinengestell 76 wird
ein der oberen Transportebene 72 zugehörendes oberes Führungspaar 78 und
ein der unteren Transportebene 74 zugehörendes unteres Führungspaar 80 getragen.
Die Führungspaare 78, 80 umfassen
jeweils zwei Führungen
wie sie in 1 mit 16 bezeichnet sind.
Auf dem oberen Führungspaar 78 ist
eine obere Spanneinrichtung 82 und auf dem unteren Führungspaar 80 eine
untere Spanneinrichtung 84 in Richtung eines vierten Bewegungspfeils 86 zwischen
einer Aufgabe- und
Entnahmestation 88 und der Bearbeitungsstation 90 verschieblich
gelagert. Die Spanneinrichtungen 82, 84 sind in 3 nur
symbolisch dargestellt. Sie entsprechen in ihrem Aufbau und ihrer
Betriebsweise der in 1 dargestellten Aufspann- und
Transporteinrichtung 10 oder der in 2 dargestellten
Aufspann- und Transporteinrichtung 52. Die obere Spanneinrichtung 82 befindet
sich in 3 im Bereich der Bearbeitungsstation 90.
Ihre Position im Bereich der Aufgabe- und Entnahmestation 88 ist
strichpunktiert dargestellt. Die untere Spanneinrichtung 84 befindet
sich im Bereich der Aufgabe- und Entnahmestation 88. Die
Bearbeitungsstation 90 mag die verschiedensten Bearbeitungswerkzeuge
enthalten. Exemplarisch ist nur ein Bohrwerk 92 dargestellt,
welches in Richtung eines fünften
Bewegungspfeils 94 zwischen der oberen und der unteren
Transportebene 72, 74 verstellbar ist.
-
Die
Aufspann- und Transporteinrichtung 70 gewährleistet
in vorteilhafter Weise einen hohen Werkstückdurchsatz: Während der
Bearbeitung einer Möbelwandung
auf einer Transportebene 72 oder 74 kann bereits
eine bearbeitete Möbelwandung
von der anderen Transportebene 74 bzw. 72 entnommen
und eine nächste
Möbelwandung
aufgespannt werden. Nach der Erfindung ist es auch möglich, mehr
als eine Bearbeitungsstation und/oder räumlich voneinander getrennte
Aufgabe- und Entnahmestationen vorzusehen. Letztere können manuell
oder mit Hilfe automatisch arbeitender Zu- und Abfördereinrichtungen
bedient werden.
-
Statt
der Servomotoren können
auch Linearmotoren zum Einsatz kommen. Deren Translatoren sind dann
an den Schlitten 20, 22 und den Antriebsblöcken 44, 58 anzubringen,
während
der Stator an die Stelle der Zahnstange 34 tritt und sich über die gesamte
Länge des
Transportweges erstreckt.
-
Nachfolgend
wird ein Verfahren zum Aufspannen eines Werkstücks, insbesondere der Möbelwandung 12 auf
der Transporteinrichtung 10 und zum Positionieren der Möbelwandung 12 relativ
zu wenigstens einer Bearbeitungsstation 90 beschrieben.
Unter Steuerung eines nicht näher
beschriebenen Bearbeitungsprogramms, dem die Maße und die durchzuführende Bearbeitung
der Möbelwandung bei
der Aufgabe mitgeteilt wurden, werden in einem ersten Verfahrensschritt
die Schlitten 20, 22 auf einen Abstand zueinander
positioniert, der der Länge
L der Möbelwandung 12 zuzüglich einer
das Einlegen der Möbelwandung 12 erlaubenden
Zugabe entspricht.
-
Nach
dem Einlegen der Möbelwandung 12 zwischen
die Klemmbacken 18, 26 der beiden Schlitten 20, 22 wird
wenigstens einer der Motoren 14, 24 mit einem
den Abstand zwischen den Schlitten 20, 22 verringernden
Antriebsmoment betrieben, bis die Möbelwandung 12 mit
einer vorgebbaren Klemmkraft zwischen den Klemmbacken 18, 26 der
beiden Schlitten 20, 22 eingespannt ist. Während des
Transports und der Bearbeitung der Möbelwandung 12 durch
die Bearbeitungseinrichtung 90 werden die beiden Motoren 14, 22 ständig mit
einem die vorgegebene Klemmkraft aufrecht erhaltenden gegensinnigen
Antriebsmoment betrieben. Soll der Verbund aus Schlitten 20, 22 und
Möbelwandung 12 beispielsweise
nach rechts transportiert werden wird der Motor 14 des
linken Schlittens 20 mit einem in Transportrichtung wirkenden
Antriebsmoment und der Motor 24 des rechten Schlittens 22 mit
einem die Klemmkraft aufrecht erhaltenden gegensinnigen Antriebsmoment
betrieben. Da das Moment des rechten Motors 24 geringer
als das des linken Motors 14 ist, wird der rechte Schlitten 22 und
damit der Verbund nach rechts geschoben. Bei einem Transport nach
links ist der rechte Motor 24 der schiebende und der linke
Motor 14 der geschobene. Nach dem Transport der Möbelwandung 12 zu
einem Entnahmeort werden die Schlitten 20, 22 zwecks
Aufhebung der Klemmkraft auseinander gefahren.
-
Wird
ein gesonderter Klemmantrieb 66 eingesetzt, so hat dieser
lediglich die vorgegebene Klemmkraft aufzubringen. Die beiden die
Schlitten 20, 22 antreibenden Motore 14, 24 können dann
mit gleichsinnigen Momenten betrieben werden. Dadurch wird die Steuerung
der Motoren besonders einfach.
-
Es
ist offensichtlich, dass zur Erzeugung und Konstanthaltung der Klemmkraft
keine mechanischen Kopplungselemente zwischen den Schlitten 20, 22 erforderlich
sind. Die Spannweite zwischen den Schlitten 20, 22 kann
daher beliebig groß gewählt werden.
-
Kommt
eine Stütze 40 zu
Einsatz, so wird diese wie folgt gesteuert: Während gemäß dem ersten Verfahrensschritt
die Schlitten 20, 22 auf einen Abstand zueinander
positioniert werden, der der Länge
L der Möbelwandung 12 entspricht,
wird die Stütze 40 an
eine Position gefahren, auf der der der Steuerung bekannte Schwerpunkt
der einzuspannenden Möbelwandung 12 zu
liegen kommen wird. Beim Verfahren des Verbundes aus den Schlitten 20, 22 und der
Möbelwandung 12 wird
der Antriebsmotor 46 mit der selben Geschwindigkeit betrieben
wie der Motor 14 bzw. 24 des in Transportrichtung
betriebenen Schlittens 20 bzw. 22. Dadurch wird
eine Relativbewegung zwischen der Möbelwandung 12 und
dem Stützarm 42 und
damit eine Beschädigung
der Oberfläche
der Möbelwandung 12 vermieden.
-
- 10
- Aufspann-
und Transporteinrichtung
- 12
- Möbelwandung
- 14
- linker
Motor
- 16
- Führung
- 18
- linke
Klemmbacke
- 20
- linker
Schlitten
- 22
- rechter
Schlitten
- 24
- rechter
Motor
- 26
- rechte
Klemmbacke
- 28
- Gleitlager
- 30
- linkes
Zahnrad
- 32
- rechtes
Zahnrad
- 34
- Zahnstange
- 36
- linker
Bewegungspfeil
- 38
- rechter
Bewegungspfeil
- 40
- Stütze
- 42
- Stützarm
- 44
- Antriebsblock
- 46
- Antriebsmotor
- 48
- dritter
Bewegungspfeil
- 50
- drittes
Zahnrad
- 52
- zweite
Aufspann- und Transporteinrichtung
- 54
- Klemmeinrichtung
- 56
- dritter
Schlitten
- 58
- zweiter
Antriebsblock
- 60
- zweiter
Antriebsmotor
- 62
- viertes
Zahnrad
- 64
- Klemmbacke
- 66
- Klemmantrieb
- 68
- Kraftübertragungsglied
- 70
- dritte
Aufspann- und Transporteinrichtung
- 72
- obere
Transportebene
- 74
- untere
Transportebene
- 76
- Maschinengestell
- 78
- oberes
Führungspaar
- 80
- unteres
Führungspaar
- 82
- obere
Spanneinrichtung
- 84
- untere
Spanneinrichtung
- 86
- vierter
Bewegungspfeil
- 88
- Aufgabe-
und Entnahmestation
- 90
- Bearbeitungsstation
- 92
- Bohrwerk
- 94
- fünfter Bewegungspfeil
- L
- Länge von 12