DE102010007378B4

DE102010007378B4 - Holzbearbeitungsanlage

Info

Publication number: DE102010007378B4
Application number: DE102010007378A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Hans Hundegger Beteiligungs & Co Kg De GmbH
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2030-02-11
Also published as: EP2894018B1; EP2353820B2; DE102010007378A1; PL2353820T5; PL2353820T3; SI2353820T2; DE202011110488U1; EP2353820A3; SI2353820T1; EP2353820A2; EP2353820B1; DE102010007378C5; EP2894018A1

Abstract

Holzbearbeitungsanlage mit einer Werkstückauflage (2) für die zu bearbeitenden Werkstücke (1), mindestens einem zwischen einem vorderen Auflagebereich (2a) und einem hinteren Auflagebereich (2b) der Werkstückauflage (2) angeordneten Bearbeitungsaggregat (6) und einer Transporteinrichtung (7) zur Verschiebung der auf der Werkstückauflage (2) aufliegenden Werkstücke (1) relativ zum Bearbeitungsaggregat (6) in einer ersten Linearachse (X-Achse), dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsaggregat (6) eine in zwei zueinander rechtwinkligen Linearachsen (Y-Achse, Z-Achse) verfahrbare und um drei Drehachsen (A-Achse, B-Achse, C-Achse) schwenkbare Bearbeitungseinheit (15) zur Aufnahme mindestens eines Bearbeitungswerkzeugs (16) enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Holzbearbeitungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Holzbearbeitungsanlage ist aus der EP 0 988 924 A2 bekannt. Dort ist zwischen einem vorderen und hinteren Auflagebereich einer als Rollenbahn ausgebildeten Werkstückauflage ein Kreissägeaggregat mit einem in der Höhe verstellbaren und um eine Vertikalachse schwenkbaren Kreissägeblatt angeordnet. Durch eine Transporteinrichtung werden die auf der Rollenbahn aufliegenden Werkstücke in einer Linearachse relativ zum Kreissägeaggregat transportiert, wobei durch das Kreissägeaggregat eine Bearbeitung erfolgt. Mit einer derartigen Holzbearbeitungsanlage können z. B. eine Vielzahl von Abbundbearbeitungen an Holzbalken vollautomatisch durchgeführt werden. Allerdings können bestimmte Bearbeitungen nicht ohne weiteres an allen sechs Seiten der Werkstücke ausgeführt werden. Hierzu müssen die Werkstücke bei Bedarf durch eine geeignete Umkanteinrichtung um ihre Längsachse gedreht werden.
Aus der DE 198 31 284 A1 ist eine Abbundanlage zur Bearbeitung von balkenförmigen Werkstücken bekannt, bei der die Werkstücke mit einem Bearbeitungsaggregat bearbeitet werden, das einen Führungsträger und einen an dem Führungsträger in einer ersten Verschieberichtung verschiebbar gelagerten Aggregatsträger aufweist. Auf dem Aggregatsträger ist eine um zu deren Spindelachse rechtwinklig angeordnete erste Drehachse drehbare Werkzeugspindel mit einer Mehrzahl von Werkzeugen für die Bearbeitung des Werkstücks angeordnet. Der Führungsträger ist um eine zur ersten Drehachse rechtwinklig angeordnete zweite Drehachse drehbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine universell einsetzbare Holzbearbeitungsanlage zu schaffen, die auch ohne zusätzliche Umkanteinrichtung eine 6-Seiten Bearbeitung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Holzbearbeitungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Holzbearbeitungsanlage weist das Bearbeitungsaggregat eine in zwei zueinander rechtwinkligen Linearachsen verfahrbare und um drei Drehachsen schwenkbare Bearbeitungseinheit zur Aufnahme mindestens eines Bearbeitungswerkzeugs auf. Durch diese Bewegungsmöglichkeiten kann z. B. eine mit einem Fräs-, Bohr- oder einem anderen Bearbeitungswerkzeug versehene Bearbeitungseinheit zu allen Seiten des Werkstücks verfahren und derart verschwenkt werden, dass das Bearbeitungswerkzeug auch senkrecht oder in beliebigen Winkeln zu den jeweiligen Seiten steht bzw. zu allen Seiten gelangen kann. Dadurch können z. B. an den Ober- und Unterseiten, den Vorder- und Hinterseiten sowie an beiden Stirnseiten eines Balkens Nuten, Bohrungen oder andere Vertiefungen ohne Umkanten des Balkens hergestellt werden. So kann auf einfache und schnelle Weise eine 6-Seiten-Bearbeitung der Werkstücke mit einer Vielzahl von Bearbeitungsmöglichkeiten bei maximaler Flexibilität erfolgen.
In einer besonders zweckmäßigen Ausführung weist das Bearbeitungsaggregat einen in einer zur ersten Linearachse (X-Achse) rechtwinkligen zweiten Linearachse (Y-Achse) und einer dazu rechtwinkligen dritten Linearachse (Z-Achse) verfahrbaren Träger auf, an dem die Bearbeitungseinheit um die drei Drehachsen (A-Achse, B-Achse, C-Achse) schwenkbar angeordnet ist. Der Träger ist zweckmäßigerweise als horizontaler Querträger ausgebildet, kann aber auch vertikal angeordnet sein.
Die Bearbeitungseinheit ist vorzugsweise an dem freien Ende eines an dem Träger um eine erste Drehachse (A-Achse) und eine dazu rechtwinklige zweite Drehachse (B-Achse) schwenkbaren Arms um eine zur ersten Drehachse (A-Achse) beabstandete dritte Drehachse (C-Achse) schwenkbar angeordnet. Der Arm kragt vom Träger seitlich aus und ist in einer konstruktiv zweckmäßigen Ausführung über eine am Träger um die erste Drehachse (A-Achse) drehbare Halterung um die dazu senkrechte zweite Drehachse schwenkbar angeordnet. Der Träger kann an einem vertikal oder horizontal verschiebbaren Schlitten verfahrbar sein, wobei der Schlitten an einem stationären oder ggf. verschiebbaren Gestell geführt ist.
Die Bearbeitungseinheit ist vorzugsweise als Motorspindel zur Aufnahme eines rotatorisch angetriebenen Werkzeugs ausgebildet. Je nach Bearbeitungsaufgabe und Bearbeitungsanforderungen kann die Bearbeitungseinheit aber auch anders ausgestaltet sein.
Die Transporteinrichtung besteht zweckmäßigerweise aus mindestens einem an einer Führung in der ersten Linearachse (X-Achse) motorisch verschiebbare Transportschlitten, der Spannbacken zum Festspannen und/oder zur gleitenden Führung des Werkstücks während der Bearbeitung aufweisen. Es kann sich hierbei um einen festen und einen demgegenüber beweglichen Spannbacken handeln, die neben festen Spannbereichen auch zusätzliche Führungsrollen zur gleitenden Führung der Werkstücke enthalten. Es können aber auch gegeneinander verstellbare Spannbacken vorgesehen sein.
In weiterer vorteilhafter Weise können die Auflagebereiche der Werkstückauflage gegenüber der Bearbeitungseinheit verstellbar sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Werkstückauflage möglichst nahe am Werkzeug erfolgt.
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Holzbearbeitungsanlage in einer Perspektive,
2 eine vergrößerte Teilansicht der Holzbearbeitungsanlage von 1 und
3 eine Teilansicht der Holzbearbeitungsanlage von 1 mit der Kennzeichnung der Bewegungsachsen.
Die in 1 in einer Perspektive schematisch dargestellte Holzbearbeitungsanlage ist insbesondere für eine 6-Seiten-Bearbeitung von länglichen Werkstücken 1 wie Holzbalken, Brettern, Platten und dgl. konzipiert. Sie enthält eine hier als Rollenbahn ausgeführte Werkstückauflage 2 mit einem vorderen Auflagebereich 2a und einem vom vorderen Auflagebereich 2a beabstandeten hinteren Auflagebereich 2b. Die vorderen und hinteren Auflagebereiche 2a und 2b enthalten in an sich bekannter Weise eine Vielzahl hintereinander angeordneter Transportrollen 3, die zwischen parallelen Schienen 4 drehbar gelagert sind. Die Schienen 4 mit den dazwischen drehbar gelagerten Transportrollen 3 sind auf einem hier als Schweißkonstruktion ausgeführten Gestell 5 angeordnet. Zwischen dem vorderen und hinteren Auflagebereich 2a und 2b der Werkstückauflage 2 ist ein im Folgenden noch näher erläutertes Bearbeitungsaggregat 6 angeordnet. Die Holzbearbeitungsanlage enthält außerdem eine Transporteinrichtung 7, mit der ein auf der Werkstückauflage 2 liegendes Werkstück 1 relativ zum Bearbeitungsaggregat 6 in Richtung einer ersten Linearachse (X-Achse) horizontal verschoben werden kann. In der gezeigten Ausführung können die vorderen und hinteren Auflagebereiche 2a und 2b gegenüber dem Bearbeitungsaggregat 6 in Richtung der ersten Linearachse verstellt werden, so dass die Werkstückauflage möglichst nahe am Werkzeug erfolgen kann.
Wie besonders aus 2 hervorgeht, enthält die Transporteinrichtung 7 zwei oder mehrere an einer Führung 8 in Längsrichtung der Werkstückauflage 2 in der ersten Linearachse (X-Achse) motorisch verschiebbare Transportschlitten 9a und 9b, die jeweils eine feste Spannbacke 10 und eine dazu quer verschiebbare bewegliche Spannbacke 11 tragen. Die Führung 8 weist bei der gezeigten Ausführung zwei oberhalb der Werkstückauflage 2 über dem vorderen und hinteren Auflagebereich 2a und 2b angeordnete parallele Führungsschienen 12 auf, zwischen denen die Transportschlitten 9a und 9b mit den nach unten ragenden Spannbacken 10 und 11 über den gesamten Bereich der Werkstückauflage 2 durch entsprechende Antriebe gesteuert verschiebbar sind. Die Führungsschienen 12 können sektional ausgebildet und derart ausgeführt sein, dass einzelne Bereiche der Führungsschienen bei Bedarf geöffnet werden können, um einen größeren Verfahrbereich des Bearbeitungsaggregats zu ermöglichen.
Die Transportschlitten 9a und 9b sind so ausgeführt, dass sie das Werkstück 1 durch entsprechende Zustellung der beweglichen Spannbacken 11 nicht nur fest zwischen den beiden Spannbacken 10 und 11 spannen und in der X-Achse transportieren, sondern das Werkstück 1 bei Bedarf auch führen können. So können z. B. die beiden Spannbacken 10 und 11 des in Transportrichtung hinteren Transportschlittens 9b das Werkstück 1 fest spannen und dieses durch Verfahren des Transportschlittens 9b transportieren, während die beiden Spannbacken 10 und 11 des in Transportrichtung vorderen Transportschlittens 9a das Werkstück 1 gleitend führen. Das Werkstück 1 kann aber auch von den Spannbacken 10 und 11 beider Transportschlitten 9a und 9b geklemmt und zur Bearbeitung festgehalten oder durch gleichzeitiges Verfahren beider Transportschlitten 9a und 9b verfahren werden. Das Werkstück 1 kann bei Bedarf auch nur durch den in Transportrichtung vorderen Transportschlitten 9a transportiert werden, während der in Transportrichtung hintere Transportschlitten 9b das Werkstück 1 gleitend führt.
Zur Gewährleistung der Transport- und Führungsfunktion weist die bewegliche Spannbacke 11 neben festen Spannflächen bzw. Spannbereichen 13 auch zusätzliche Führungsrollen 14 auf. Die Führungsrollen 14 an der Spannbacke 11 können in Richtung des Werkstücks 1 federnd vorgespannt sein und in der Offenstellung der Spannbacke 11 gegenüber der festen Spannfläche oder dem Spannbereich 13 vorstehen, so dass sie in einer gegenüber der Spannstellung leicht geöffneten Führungsstellung der Spannbacke 11 zur Linearführung des Werkstücks 1 dienen können. Wird dagegen die bewegliche Spannbacke 11 aus der Führungsstellung weiter in Richtung der festen Spannbacke 10 bewegt, fahren die federbeaufschlagten Führungsrollen 14 zurück, so dass der Spannbereich bzw. die Spannfläche 13 der Spannbacke 11 in Eingriff mit dem Werkstück 1 zum Festspannen des Werkstücks 1 gelangen kann.
Das zwischen dem vorderen Auflagebereich 2a und dem hinteren Auflagebereich 2b der Werkstückauflage 2 angeordnete Bearbeitungsaggregat 6 umfasst gemäß 2 eine in mehreren Achsen bewegliche Bearbeitungseinheit 15, die bei der gezeigten Ausführung als Motorspindel zur Aufnahme eines rotatorisch angetriebenen Werkzeugs 16, z. B. eines Fräsers, eines Bohrers, eines Sägeblatts oder dgl., ausgebildet ist. Zur Durchführung anderer Bearbeitungen oder z. B. zum Anbringen von Markierungen kann die Bearbeitungseinheit 15 aber auch anderes ausgestaltet sein.
Zur Bewegung der Bearbeitungseinheit 15 in mehreren Achsen enthält das Bearbeitungsaggregat 6 einen quer zur Werkstückauflage 2 zwischen dem vorderen und hinteren Auflagebereich 2a und 2b angeordneten horizontalen Träger 17, der gemäß 3 über einen Schlitten 18 horizontal und vertikal in einer Y- und Z-Achse verfahrbar an einem Gestell 19 angeordnet ist. Bei der gezeigten Ausführung ist das Gestell 19 stationär ausgeführt. In einer weiteren Ausbaustufe könnte das Gestell 19 aber auch in der X-Achse verfahrbar sein. Der Schlitten 18 ist über vertikale Führungsschienen 20 an dem Gestell 19 in einer zur ersten Linearachse (X-Achse) rechtwinkligen zweiten Linearachse (Z-Achse) vertikal verschiebbar angeordnet. Über horizontale Führungsschienen 21 ist der Träger 17 am Schlitten 18 in einer zu der ersten und zweiten Linearachse senkrechten dritten Linearachse (Y-Achse) horizontal verfahrbar.
Wie aus 3 hervorgeht, ist an dem in einen Zwischenraum zwischen den vorderen und hinteren Auflagebereich 2a und 2b ragenden vorderen Ende des horizontalen Trägers 17 eine U-förmige Halterung 22 um eine horizontale erste Drehachse (A-Achse) um 180° drehbar angeordnet. An der mittels eines Motors drehbaren U-förmigen Halterung 22 ist ein abgewinkelter, gegenüber dem Träger 17 rechtwinklig auskragender Arm 23 um eine zur ersten Drehachse (A-Achse) rechtwinklige zweite Drehachse (B-Achse) um 180° schwenkbar gehalten. An dem freien Ende des um die zweite Drehachse (B-Achse) ebenfalls motorisch schwenkbaren Arms 23 ist die als Motorspindel ausgebildete Bearbeitungseinheit 15 um eine von der ersten Drehachse (A-Achse) beabstandete und zur zweiten Drehachse (B-Achse) rechtwinklige dritte Drehachse (C-Achse) um 240° drehbar angeordnet. Die Bearbeitungseinheit 15 ist über einen Motor um die dritte Drehachse (C-Achse) drehbar.
Sämtliche Antriebsmotoren sind gesteuert, so dass die Bearbeitungseinheit 15 eine gesteuerte Bewegung gegenüber dem Werkstück 1 ausführen kann. In der Bearbeitungseinheit 15 ist das rotatorisch angetriebene Werkzeug 16 mit seiner zur dritten Drehachse (C-Achse) senkrechten Drehachse eingespannt.
Der Träger 17 ist mit seinem gegenüber dem Vertikalträger 19 auskragenden vorderen Ende zwischen dem vorderen und hinteren Auflagerbereich 2a und 2b auch über und unter dem Werkstück 1 so verfahrbar, dass die in drei Achsen drehbare Bearbeitungseinheit 15 mit dem Werkzeug 16 zu allen Seiten des Werkstücks gelangt. So kann z. B. neben der Ober- und Unterseite des Werkstücks auch die Hinter- und Vorderseite des Werkstücks 1 bearbeitetet werden, wie dies aus 3 hervorgeht. Auch die beiden Stirnseiten des Werkstücks 1 können gemäß 2 bearbeitetet werden. Durch die vorstehend beschriebenen Bewegungsmöglichkeiten im mehreren Achsen kann somit das durch die Transporteinrichtung transportierte Werkstück 1 ohne Umkanten auf allen sechs Seiten bearbeitet werden.

Claims

Holzbearbeitungsanlage mit einer Werkstückauflage (2) für die zu bearbeitenden Werkstücke (1), mindestens einem zwischen einem vorderen Auflagebereich (2a) und einem hinteren Auflagebereich (2b) der Werkstückauflage (2) angeordneten Bearbeitungsaggregat (6) und einer Transporteinrichtung (7) zur Verschiebung der auf der Werkstückauflage (2) aufliegenden Werkstücke (1) relativ zum Bearbeitungsaggregat (6) in einer ersten Linearachse (X-Achse), dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsaggregat (6) eine in zwei zueinander rechtwinkligen Linearachsen (Y-Achse, Z-Achse) verfahrbare und um drei Drehachsen (A-Achse, B-Achse, C-Achse) schwenkbare Bearbeitungseinheit (15) zur Aufnahme mindestens eines Bearbeitungswerkzeugs (16) enthält.
Holzbearbeitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsaggregat (6) einen in einer zur ersten Linearachse (X-Achse) rechtwinkligen zweiten Linearachse und einer dazu rechtwinkligen dritten Linearachse (Z-Achse) verfahrbaren Träger (17) enthält, an dem die Bearbeitungseinheit (15) um die drei Drehachsen (A-Achse, B-Achse, C-Achse) schwenkbar angeordnet ist.
Holzbearbeitungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (15) an dem freien Ende eines am Träger (17) um eine erste Drehachse (A-Achse) und eine zur ersten Drehachse (A-Achse) rechtwinklige zweite Drehachse (B-Achse) schwenkbaren Arms (23) um eine von der ersten Drehachse (A-Achse) beabstandete dritte Drehachse (C-Achse) schwenkbar angeordnet ist.
Holzbearbeitungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (23) vom Träger (17) seitlich auskragt.
Holzbearbeitungsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (23) über eine am Träger (17) um die erste Drehachse (A-Achse) drehbare Halterung (22) um die zur ersten Drehachse (A-Achse) rechtwinklige zweite Drehachse (B-Achse) schwenkbar ist.
Holzbearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (17) an einem vertikal oder horizontal verschiebbaren Schlitten (18) verfahrbar ist.
Holzbearbeitungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (18) an einem Gestell (19) verschiebbar ist.
Holzbearbeitungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (19) verschiebbar ist.
Holzbearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (15) als Motorspindel zur Aufnahme eines rotatorisch angetrieben Werkzeugs (16) ausgebildet ist.
Holzbearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (7) mindestens einen an einer Führung (8) in der ersten Linearachse (X-Achse) motorisch verschiebbaren Transportschlitten (9a, 9b) aufweist.
Holzbearbeitungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Transportschlitten (9a, 9b) eine feste Spannbacke (10) und eine demgegenüber bewegliche Spannbacke (11) oder zwei bewegliche Spannbacken (10, 11) enthalten.
Holzbearbeitungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (10, 11) neben festen Spannbereichen (13) zusätzliche Führungsrollen (14) aufweisen.
Holzbearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagebereiche (2a, 2b) der Werkstückauflage (2) gegenüber der Bearbeitungseinheit (6) verstellbar sind.
Holzbearbeitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Bearbeitungsaggregate (6) enthält.