DE10244838B4

DE10244838B4 - Bohreinrichtung für die Bearbeitung flächiger Werkstücke

Info

Publication number: DE10244838B4
Application number: DE2002144838
Authority: DE
Inventors: Norbert Jürgenhake
Original assignee: HUETTENHOELSCHER MASCHB GmbH; Huettenholscher Maschinenbau GmbH
Current assignee: Huettenhoelscher Maschinenbau & Co Kg 3 De GmbH
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: DE10244838A1

Abstract

Anordnung für die Bearbeitung flächiger Werkstücke (30), insbesondere von Möbelteilen, die dazu bestimmt ist, mit Hilfe eines eine Mehrzahl von Bohrspindeln (22) antreibenden Bohraggregats (16) eine Anzahl von entsprechend einem vorgebbaren Bohrbild (60) angeordneten Bohrungen in einem vorgebbaren Abstand zu einer Kante (48) des Werkstücks (30) in dieses einzubringen, wobei der Bezug zu der Kante (48) durch deren Abtastung hergestellt wird, und wobei ein zu bearbeitendes Werkstück (30) auf einem Bearbeitungstisch (24) in den Arbeitsbereich des Bohraggregats (16) gebracht wird, mit einer mechanischen Abtasteinrichtung (36), welche mit dem Bohraggregat (16) verbunden ist,
gekennzeichnet durch
ein Drehlager (18), über welches das Bohraggregat (16) mit einem den Bearbeitungstisch (24) freilassenden Support (12) drehbar verbunden ist, und das die Drehung des Bohraggregats (16) um eine zu der Längsachse der Bohrwerkspindeln (22) parallele Drehachse (20) gestattet,
und eine Zustelleinrichtung (50) für die Heranführung der Abtasteinrichtung (36) an die Kante (48) des...

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohreinrichtung für die Bearbeitung flächiger Werkstücke, insbesondere von Möbelteilen.
Beispielsweise bei der Produktion kastenförmiger Möbel besteht ein Arbeitsgang darin, in die Boden- und Deckplatte eines Möbelkorpus eine Reihe von Löchern einzubringen, die parallel zu den Seitenkanten der Boden- bzw. Deckplatte angeordnet sind, und in die die Seitenwände des Möbelkorpus mit Hilfe von Dübeln oder Montagebeschlägen eingesetzt werden. Dabei muss damit gerechnet werden, dass die Seitenkanten nicht immer genau parallel zueinander verlaufen. Würde man sich beim Bohren der Löcher auf nur eine Seitenkante der Boden- bzw. Deckplatte beziehen, so könnte eine Seitenwand schräg zu einer Seitenkante verlaufen, was zu einem unschönen Aussehen des Möbels führt.
Es sind deshalb bereits Bohrvorrichtungen für die Bearbeitung von Möbelteilen in Gebrauch, die es ermöglichen mit Hilfe eines eine Mehrzahl von Bohrwerkzeugen antreibenden Bohraggregats entsprechend einem vorgebbaren Bohrbild angeordnete Bohrungen in einem vorgebbaren Abstand zu einer Kante eines Werkstücks in dieses einzubringen. Dabei wird der Bezug zu der Kante durch deren fotoelektrische Abtastung hergestellt. Die Abtastung erfolgt durch Lichtschranken und die Positionierung des Bohraggregats bezüglich der abgetasteten Kante wird entweder über einen durch die Lichtschranken gesteuerten Stelltrieb vorgenommen oder die Position und Winkelstellung des Bohrbildes wird in einer Maschinensteuerungssoftware anhand der ermittelten Abweichung umgerechnet. Durch den Bohrstaub können die Lichtschranken leicht "blind" werden. Über dies sind die bekannten steuerungstechnischen Lösungen aufwändig.
In der DE 41 29 743 C1 ist eine Bohrmaschine beschrieben, die eine Werkstückauflage, eine Reihe von Bohrspindeln und eine verstellbare Anschlagwalze umfasst. An letzterer sind verstellbare Anschlagplättchen befestigt, welche die Werkstückauflage überragen. Die Anschlagplättchen bilden eine Reihe von Anschlägen, an die ein Werkstück mit der zugekehrten Stirnseite herangeführt werden kann. Die Anschlagplättchen bestimmen den Abstand einer Bohrung von der anliegenden Stirnseite des Werkstücks.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bohrvorrichtung der genannten Art vorzuschlagen, die zuverlässig und mit geringem steuerungstechnischem Aufwand zu realisieren ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung betrifft also eine Anordnung für die Bearbeitung flächiger Werkstücke, insbesondere von Möbelteilen, die dazu bestimmt ist, mit Hilfe eines eine Mehrzahl von Bohrwerkzeugen antreibenden Bohraggregats eine Anzahl von entsprechend einem vorgebbaren Bohrbild angeordneten Bohrungen in einem vorgebbaren Abstand zu einer Kante eines Werkstücks in dieses einzubringen, wobei der Bezug zu der Kante durch deren Abtastung hergestellt wird, und wobei ein zu bearbeitendes Werkstück auf einem Bearbeitungstisch in den Arbeitsbereich des Bohraggregats gebracht wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst eine mechanische Abtasteinrichtung, die mit dem Bohraggregat verbunden ist, ein Drehlager, über welches das Bohraggregat mit einem portalartigen, den Bearbeitungstisch freilassenden Support drehverbunden ist und das die Drehung des Bohr aggregats um eine zu der Längsachse einer Bohrwerkspindel parallele Drehachse gestattet, sowie eine Zustelleinrichtung für die Heranführung der Abtasteinrichtung an die Kante des Werkstücks und Positionierung des Bohraggregats in der Arbeitsposition.
Bei der Heranführung der Abtasteinrichtung an die Kante des Werkstücks schmiegt sich die Abtasteinrichtung aufgrund der Leichtgängigkeit des Drehlagers zwanglos an die Kante des Werkstücks an, wobei das Bohraggregat und damit ein zu bohrendes Bohrbild in eine zu der Kante parallele Ausrichtung gedreht wird.
Vorzugsweise ist die Drehachse des Drehlagers dabei so angeordnet, dass sie eine Abtastkante des Abtastelements berührt. Axial auf das Drehlager wirkende Querkräfte werden damit vermieden.
Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Abtasteinrichtung parallel zu der Oberfläche des Bearbeitungstisches verschieblich an dem Bohraggregat angeordnet. Damit lässt sich der Abstand des Bohrbildes von der Kante des Werkstücks einstellen. Die Verstellung erfolgt vorzugsweise unter Steuerung durch ein die Bohreinrichtung steuerndes NC-Programm, in dem die Bearbeitungsdaten für das Werkstück gespeichert sind. Zu diesen gehört auch der Abstand des Bohrbildes von der Kante des Werkstücks. Der Stellantrieb arbeitet vorzugsweise pneumatisch.
Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist die Abtasteinrichtung senkrecht zu der Oberfläche des Bearbeitungstisches zwischen einer Abtastposition und einer über einem auf dem Bearbeitungstisch befindlichen Werkstück liegenden Freigabeposition verschieblich an dem Bohraggregat angeordnet. Dadurch ist es möglich, das Bohraggregat in Längs- und Querrichtung über das Werkstück zu bewegen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der Bearbeitungstisch einen Anschlag für eine der abzutastenden Kante des Werkstücks gegenüberliegende Kante, gegen welche das Werkstück transportiert wird, bevor die Abtasteinrichtung an die abzutastende Kante herangeführt wird. Dadurch ist zum einen eine winkel- und positionsgenaue Ausrichtung des Werkstücks auf dem Bearbeitungstisch sichergestellt und zum anderen ist die Lage der der abzutastenden Kante des Werkstücks gegenüberliegende Kante bezüglich des Bohraggregats genau definiert.
Damit ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung folgende Arbeitsweise möglich:
nach dem Bohren eines der abgetasteten Kante des Werkstücks nahen Bohrbildes wird die Abtasteinrichtung in die Freigabeposition gebracht, das Bohraggregat wird in eine auf den Anschlag bezogene als Winkelstellung "0" definierte Drehposition gebracht und darin mit Hilfe einer Indexierungseinrichtung fixiert, das Bohraggregat wird an dem Support parallel zur Oberfläche des Bearbeitungstisches senkrecht und/oder parallel zu dem Anschlag zu einer weiteren Arbeitsposition transportiert, die damit auf die an dem Anschlag anliegende Kante des Werkstücks bezogen ist, ein der weiteren Arbeitsposition zugeordnetes weiteres Bohrbild wird in das Werkstück eingebracht.
An dem Bearbeitungstisch mag eine Zuförder- und/oder eine Abförderbahn angeordnet sein, deren Transportrichtung parallel zu dem Anschlag verläuft. Es ist aber auch möglich, an dem Bearbeitungstisch eine Zuförder- und/oder Abförderbahn anzuordnen, deren Transportrichtung senkrecht zu dem Anschlag verläuft. Die portalartige Gestalt des Supports gestattet dabei eine fließbandartige Zu- und Abförderung von Werkstücken sowohl in deren Längs- oder Querrichtung als auch in einer Kombination beider Förderrichtungen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bohreinrichtung an Hand einer beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigt
1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bohreinrichtung,
2 eine entlang der Schnittlinie II-II in 1 geschnittene Draufsicht der Bohreinrichtung gemäß 1.
In den 1 und 2 ist eine Bohreinrichtung in Seiten- und Draufsicht dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Sie umfasst einen nur schematisch dargestellten portalartigen Support 12, an dem ein Bohrwerksträger 14 entlang der Koordinaten X und Y verfahrbar ist. Ein Bohraggregat 16 ist mit Hilfe eines Drehlagers 18 an dem Bohrwerksträger 14 um eine vertikale Achse 20 drehbar angeordnet. Das Bohraggregat 16 verfügt über eine Anzahl von Bohrspindeln 22 (nur die vordere ist zu sehen), auf die unten noch eingegangen wird.
Unterhalb des Supports 12 ist ein Bearbeitungstisch 24 angeordnet, zu dem eine Zuförderbahn 26 hin- und von dem eine Abförderbahn 28 wegführt. Die Förderbahnen 26, 28 können als Endlosbänder oder als Rollenbahnen ausgeführt sein. Es ist auch denkbar, Transportroboter einzusetzen. Die Förderbahnen 26, 28 können dann entfallen. Letztgenannte bzw. ein Transportroboter dienen dazu, ein Werkstück 30 auf dem Bearbeitungstisch 24 in eine Bearbeitungsposition zu bringen und nach der Bearbeitung abzufördern. Die Anordnung der Zuförderbahn 26 und der Abförderbahn 28 im rechten Winkel zueinander ist lediglich beispielhaft zu verstehen, um zu verdeutlichen, dass der Support 12 eine Beförderung der Werkstücke 30 sowohl in deren Längs- als auch Querrichtung gestattet.
Der Bearbeitungstisch 24 ist mit nicht dargestellten Transportmitteln und Spannvorrichtungen ausgestattet. Letztgenannte dienen dazu, das Werkstück 30 in der Bearbeitungsposition auf dem Bearbeitungstisch 24 zu fixieren. In den Bearbeitungstisch 24 ist ein in diesem mit Hilfe eines ersten pneumatischen Antriebs 33 versenkbarer Anschlag 32 eingelassen. Die Versenkbarkeit ist nur dann erforderlich, wenn die Werkstücke in 2 von rechts herangefördert werden.
An dem Bohraggregat 16 ist ein Ausleger 34 angebracht, an dem eine Abtasteinrichtung 36 mit Hilfe eines zweiten pneumatischen Antriebs 38 parallel zur Oberfläche des Bearbeitungstisches 24 verschiebbar angebracht ist. Mit Hilfe eines dritten pneumatischen Antriebs 40 ist die Abtasteinrichtung 36 auch senkrecht zur Oberfläche des Bearbeitungstisches 24 verschiebbar.
Die Abtasteinrichtung 36 ist balkenförmig, erstreckt sich parallel zu dem Bearbeitungstisch 24 und hat an ihren Enden jeweils einen dem Werkstück 30 zugewandten Tastvorsprung 42. Eine die Vorderkante der Tastvorsprünge 24 verbindende gedachte Linie bildet eine Abtastkante 46 der Abtasteinrichtung 36. Das gesamte Bohraggregat 16 kann mit Hilfe eines vierten pneumatischen Antriebs in +X-Richtung verschoben werden, bis die Abtastkante 46 an der in den Figuren linken Kante 48 des Werkstücks 30 zur Anlage kommt. Die Abtasteinrichtung 36 ist um eine in der Mitte zwischen den Tastvorsprüngen 42, die Abtastkante 46 berührende und parallel zu der Achse 20 des Drehlagers 18 verlaufende Drehachse 44 drehbar.
An dem Bohrwerksträger 14 ist ein konischer Indexierungsbolzen 52 und darunter in einer Indexierungsplatte 54 eine konische Indexierungsbohrung 56 angeordnet. Der Indexierungsbolzen 52 ist mit Hilfe eines fünften pneumatischen Antriebs 58 mit der Indexierungsbohrung 56 in Eingriff bringbar. Die aus den Elementen Indexierungsbolzen 52, Indexierungsplatte 54, Indexierungsbohrung 56 und fünftem pneumatischem Antrieb 58 bestehende Anordnung wird nachfolgend als Indexierungseinrichtung bezeichnet.
Die Bohreinrichtung 16 wird von einer nicht dargestellten rechnergestützten NC-Steuerungseinrichtung gesteuert, in der ein die Maschinenfunktionen steuerndes Maschinensteu erungsprogramm und die Produktionsdaten verschiedener Werkstücke, so auch des Werkstücks 30 gespeichert sind. Die Steuerungseinrichtung kontrolliert die Bewegung des Bohraggregats 16 in X- und Y-Richtung, die Auswahl der Bohrspindeln 22, die Antriebe der Zu- und Abförderbahn 26, 28 und die pneumatischen Antriebe 33, 38, 40, 50, 58 sowie die zeitliche Abfolge der Bewegungen und Betätigungen.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Bohreinrichtung 10 beschrieben:
Ein Werkstück 30 wird auf den Bearbeitungstisch 24 transportiert und mit seiner rechten Kante 62 an dem Anschlag 32 zur Anlage gebracht. Das Bohraggregat 16 befindet sich, gesteuert durch das Maschinensteuerungsprogramm, in einer Position links von der linken Werkstückskante 48. In den Produktionsdaten ist der Abstand eines weiter unten beschriebenen ersten Bohrbildes 60 von der linken Werkstückskante 48 festgelegt. Entsprechend dieser Festlegung wird die Abtasteinrichtung 36 mit Hilfe des zweiten pneumatischen Antriebs 38 relativ zu der Achse 20 verschoben.
Nun wird die Abtasteinrichtung 36 in die mit durchgezogenen Linien dargestellte abgesenkte Abtastposition gebracht. Das Bohraggregat 16 wird mit Hilfe des vierten pneumatischen Antriebs 50 in Richtung +X verschoben, bis die Abtastkante 46 an der linken Werkstückskante 48 zu liegen kommt. Sollte diese nicht parallel zu der an dem Anschlag 32 liegenden rechten Werkstückskante 62 sein – Abweichungen von bis zu ±3° liegen im Fertigungstoleranz-Bereich- so wird das Bohraggregat 16 um die Achse 20 gedreht und mit ihm die darin befindlichen entsprechend dem vorprogrammierten Bohrbild aktivierten Bohrspindeln 22. Zum Bohren wird das Bohraggregat 16 in +Z-Richtung abgesenkt. Ein erstes Bohrbild ist beispielhaft bei 60 ge zeigt. Es ist zu erkennen, dass die Reihe von Bohrungen des ersten Bohrbildes 60 sich immer parallel zu der linken Werkstückskante 48 einstellt.
Die Ausrichtung der folgenden, weiter unten näher beschriebenen Bohrbilder 64, 66 bezieht sich auf den Anschlag 32. Dazu wird der Indexierungsbolzen 52 in die Indexierungsbohrung 56 abgesenkt.
Nach dem Bohren des ersten Bohrbildes 60 wird das Bohraggregat 16 in –Z-Richtung verstellt und die Abtasteinrichtung 36 angehoben. Das Bohraggregat 16 kann nun frei über die Oberfläche des Werkstücks 30 zu einer weiteren Arbeitsposition verfahren werden, wo ein zweites Bohrbild 64 in das Werkstück 30 eingebracht wird. Es ist zu erkennen, dass das zweite Bohrbild 64 von dem ersten Bohrbild 60 in der Zahl und Anordnung der in das Werkstück 30 zu bringenden Bohrungen unterscheidet. Dazu werden die nur dem ersten Bohrbild 60 zugeordneten Bohrspindeln 22 angehoben und die für das zweite Bohrbild 64 benötigten Spindeln aktiviert. Die Bohrungen des zweiten Bohrbildes 64 werden wie die des ersten Bohrbildes 60 durch Absenken des Bohraggregates 16 in +Z-Richtung erzeugt. Schließlich wird das Bohraggregat 16 weiter in +Z-Richtung bis in eine dritte Arbeitsposition verfahren, wo in der vorbeschriebenen Weise die Bohrungen eines dritten Bohrbildes 66 in das Werkstück 30 eingebracht werden.
In die Bohrungen der Bohrbilder 60, 64, 66 werden in einem nachfolgenden Arbeitsgang Dübel eingeleimt, deren anderes Ende in entsprechende Bohrungen in der Stirn von Seiten- und Innenwänden eines anzufertigenden kastenförmigen Möbels eingeführt werden. Dabei ist durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Bohreinrichtung sichergestellt, dass die Seitenwände exakt parallel zu der jeweils benachbarten Kante 48 bzw. 62 des Werkstücks -hier eine Boden- oder Deckplatte des Möbels- ausgerichtet ist.

Claims

Anordnung für die Bearbeitung flächiger Werkstücke (30), insbesondere von Möbelteilen, die dazu bestimmt ist, mit Hilfe eines eine Mehrzahl von Bohrspindeln (22) antreibenden Bohraggregats (16) eine Anzahl von entsprechend einem vorgebbaren Bohrbild (60) angeordneten Bohrungen in einem vorgebbaren Abstand zu einer Kante (48) des Werkstücks (30) in dieses einzubringen, wobei der Bezug zu der Kante (48) durch deren Abtastung hergestellt wird, und wobei ein zu bearbeitendes Werkstück (30) auf einem Bearbeitungstisch (24) in den Arbeitsbereich des Bohraggregats (16) gebracht wird, mit einer mechanischen Abtasteinrichtung (36), welche mit dem Bohraggregat (16) verbunden ist, gekennzeichnet durch ein Drehlager (18), über welches das Bohraggregat (16) mit einem den Bearbeitungstisch (24) freilassenden Support (12) drehbar verbunden ist, und das die Drehung des Bohraggregats (16) um eine zu der Längsachse der Bohrwerkspindeln (22) parallele Drehachse (20) gestattet, und eine Zustelleinrichtung (50) für die Heranführung der Abtasteinrichtung (36) an die Kante (48) des Werkstücks (30) und Positionierung des Bohraggregats (16) in der Arbeitsposition.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (20) des Drehlagers (18) eine Abtastkante (46) des Abtastelements (36) berührt.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Abtasteinrichtung (36) parallel zu der Oberfläche des Bearbeitungstisches (24) verschieblich an dem Bohraggregat (16) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (36) senkrecht zu der Oberfläche des Bearbeitungstisches (24) zwischen einer Abtastposition und einer über dem auf dem Bearbeitungstisch (24) befindlichen Werkstück (30) liegenden Freigabeposition verschiebbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungstisch (24) einen Anschlag (32) für eine der abzutastenden Kante (48) des Werkstücks (30) gegenüberliegende Kante (62) umfasst, gegen welche das Werkstück (30) transportiert wird, bevor die Abtasteinrichtung (36) an die abzutastende Kante (48) herangeführt wird.
Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche zusammen mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bohren eines der abgetasteten Kante (48) des Werkstücks (30) nahen Bohrbildes (60) die Abtasteinrichtung (36) in die Freigabeposition gebracht wird, das Bohraggregat (16) in eine auf den Anschlag (32) bezogene Winkelposition gebracht und darin durch eine Indexierungseinrichtung (52, 54, 56, 58) fixiert wird, das Bohraggregat (16) parallel zur Oberfläche des Bearbeitungstisches (24) senkrecht und/oder parallel zu dem Anschlag (32) zu einer weiteren Arbeitsposition transportiert wird und ein der weiteren Arbeitsposition zugeordnetes weiteres Bohrbild (64, 66) in das Werkstück (30) eingebracht wird.
Anordnung nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bearbeitungstisch (24) eine Zuförderbahn (26) und/oder eine Abförderbahn angeordnet ist, deren Transportrichtung parallel zu dem Anschlag (32) verläuft.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bearbeitungstisch (24) eine Zuförderbahn und/oder eine Abförderbahn (28) angeordnet ist, deren Transportrichtung senkrecht zu dem Anschlag (32) verläuft.