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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei der Bearbeitung von Profilen,
die beispielsweise bei der Herstellung von Türen oder Fenstern verwendet
werden, sind zahlreiche unterschiedliche Arbeitsvorgänge durchzuführen. Solche
Profile können
aus Kunststoff, Metall oder Holz bestehen. Auch eine Kombination
verschiedener Materialien ist möglich.
Werden z. B. Kunststoffprofile für
Fenster bearbeitet, so müssen
Entwässerungsschlitze schräg in den
Falz und/oder nach unten und/oder nach vorn gefräst werden. Außerdem sind
Schließteil-Positionsbohrungen
an einem Blendrahmenprofil und/oder an einem Kämpferprofil zu setzen. Weiterhin
müssen
gegebenenfalls Schloßkästen ausgefräst, Nippelschrauben
für Rolläden, Führungsleisten und
Wetterschenkel verbohrt werden. Ferner sind im Flügelüberschlag
Eckband-Bohrungen vorzusehen. Übliche
Durchmesser für
Entwässerungs-
und Belüftungsschlitze
sind 5 mm, während
die Schließteilbohrungen
sowie die Scheren- und Eckbandbohrungen immer einen Durchmesser
von 3 mm aufweisen. Die Durchmesser für Ecklagerbohrungen am Flügelschlag
für Fixierungszapfen
sind 6 mm, und für Schloßkastenfräsungen 12
mm. Mit am größten sind die
Ausnehmungen für
Gurtwickler, die eine Länge von
220 mm aufweisen.
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Um diese unterschiedlichen Bohrungen
und Ausfräsungen
durchführen
zu können,
sind verschiedene Bearbeitungsgeräte erforderlich. Bei einer
automatisierten Bearbeitung entfällt
die Möglichkeit,
z. B. bei einem einzigen Bohrer die Bohrer-Einsätze auszuwechseln, weil der
Aufwand hierfür
zu groß wäre. Einfacher
ist es, von vornherein verschiedene Bohrer mit jeweils unterschiedlichen
Einsätzen
vorzusehen.
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Bei der herkömmlichen Bearbeitung von Profilen
werden lange Profilstangen auf einen Tisch oder dergleichen gelegt
und mit einer an ihrem hinteren Ende angreifenden Vorrichtung zu
den Bearbeitungsgeräten
geschoben, die entlang der Verschiebeachse der Profilstangen angeordnet
sind. Es findet somit eine fließbandmäßige Bearbeitung
der Profilstangen statt, an deren Ende das Abtrennen eines Teils
der Profilstange steht.
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Bei Entgratmaschinen ist es bereits
bekannt, ein Werkzeug – hier
eine Werkzeugbürste
-, das fest an einem Maschinenkörper
angebracht ist, verstellbar zu machen, damit nicht bei jedem Werkstück – hier Stabmaterial
und Rohre – mit
unterschiedlichem Durchmesser eine andere Walzenbürste verwendet werden
muß (
DE 21 52 229A ).
Durch diese Verstellbarkeit ist es jedoch noch nicht möglich, andersartige Bearbeitungen
vorzunehmen.
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Entsprechendes gilt auch für eine Weiterentwicklung
der beschriebenen Entgratmaschine (
EP-0 745 455 A1 ).
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Es ist weiterhin grundsätzlich bekannt,
ein Werkstück,
das auf seinem Umfang bearbeitet werden soll, bei ortsfestem Werkzeug
zu drehen, wie es auch andererseits bekannt ist, ein Werkzeug um
das Werkstück
zu drehen (vgl.
US 3 557 439 ).
Soll z. B. eine Palette oder Stapelplatte durch Vernageln mehrerer
Bretter hergestellt werden, die kreuzweise auf beiden Seiten von
Stützbrettern
angeordnet sind, so kann dies an einem Fließband bzw. einer Fertigungslinie
erfolgen, die eine Vorrichtung zum Positionieren und Halten der
Stützbretter
und Bretter aufweist und bei der eine Nagelmaschine und eine Paletten-Drehvorrichtung
vorgesehen ist. Es wird somit ein Werkstück relativ zu einem ortsfesten
Werkzeug verdreht. Für
die Durchführung
unterschiedlicher Bearbeitungsvorgänge ist diese Vorrichtung indessen
ebenfalls nicht geeignet.
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Außerdem ist eine Maschine zum
Bohren von Löchern
in länglichen
Werkstücken
sowie in Kurbelwellen bekannt, wobei die Löcher verschiedene Winkellagen
haben können
(
DE 30 36 995 C2 ).
Mit dieser Maschine ist es möglich,
daß zur
Einstellung einer beliebigen Winkellage des Bohrers zur Längsachse
des Werkstücks
der Bohrer mit dem Bohrspindelstock zusammen den Bewegungen des
die Winkellage bestimmenden Werkstückanschlags folgt. Hierbei
wird das Werkstück
in eine Vorrichtung aufgenommen, die ein Drehen des Werkstücks in die
erforderliche Winkellage von Hand oder automatisch ermöglicht.
Zwar ist es mit dieser Maschine möglich, Löcher mit verschiedenen Winkellagen
zu bohren, aber keine Löcher
mit verschiedenem Durchmesser. Auch andersartige Vorgänge, z.
B. das Fräsen
von Nuten, ist mit dieser Maschine nicht möglich.
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Schließlich ist auch noch eine Vorrichtung zum
Bearbeiten von stangenförmigen
Werkstücken, z.B.
von Profilstangen, bekannt, die eine Haltevorrichtung für mehrere
Bearbeitungsgeräte
aufweist (
DE 38 23
635 C2 ). Die Haltevorrichtung weist dabei eine im Wesentlichen
mittige Ausnehmung auf, durch welche die stangenförmigen Werkstücke bewegbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken, die
von einer bewegbaren Transportvorrichtung gehalten werden, zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil
besteht insbesondere darin, daß durch
die besondere Anordnung der Werkzeuge in einer Ebene senkrecht zur Transportrichtung
eines Profils mehrere Arbeitsvorgänge gleichzeitig an diesem
Profil vorgenommen werden können.
Indem die Werkzeuge relativ zu ihrem Träger, der eine Platte senkrecht
zur Profil-Bewe gungsrichtung sein kann, bewegbar sind, ist eine besonders
große
Flexibilität
gewährleistet.
Weiterhin können
die bearbeiteten Profilstangen bei einer besonderen Ausgestaltung
der Trägerplatte über die Bearbeitungsstelle
hinaus transportiert werden. Die Trägerplatte weist hierbei einen
Schlitz auf, durch den ein Haltearm einer Profil-Transportvorrichtung geführt werden
kann. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist mit der Trägerplatte
eine Raumsteuerung möglich,
d. h. die Trägerplatte
kann in alle drei Raumkoordinaten verschoben werden, so daß z. B.
Gravuren auf räumlichen
Körpern
angebracht werden können.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
erste perspektivische Ansicht einer Anlage, in der die Erfindung
zum Einsatz kommt;
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2 eine
zweite perspektivische Ansicht der in der 1 gezeigten Anlage;
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3 ein,
Werkzeugelement der mit mehreren gleichen oder verschiedenen Werkzeugen
bestückt
ist;
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4 ein
Werkzeugelement mit Transportschiene für ein zu bearbeitendes oder
bearbeitetes Profil;
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5 das
Werkzeugelement nach 4 mit Greifern
für die
Verschiebung einer Profilstange;
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6 ein
Werkzeugelement in einer anderen Darstellung, wobei mehrere Werkzeuge
erkennbar sind, die mit dem Modul in Verbindung stehen;
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7 eine
Schiene, die vom Werkzeugelement weg zu einer Profilausgabe führt;
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8a bis 8c Darstellungen von Profilen,
die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bearbeitet werden können;
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9a bis 9c perspektivische Ansichten
von Profilen, bei denen die Nuten und Bohrungen erkennbar sind,
die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt
werden können;
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10 eine
Zusammenkopplung von zwei in den 1 und 2 gezeigten Anlagen.
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In der 1 ist
eine CNC-Anlage 1 in einer ersten perspektivischen Ansicht
gezeigt, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält. Diese CNC-Anlage 1 (CNC
= Computerized Numerical Control) weist eine Profilstangen-Zuführung 2 und eine
Profilteile-Abführung 3 auf.
Zwischen Profilstangen-Zuführung 2 und
Profilteile-Abführung 3 ist
die eigentliche erfindungsgemäße Vorrichtung
dargestellt, die sich in einem mit einer hochklappbaren Fensterabdeckung 4 versehenen
Gehäuse 5 befindet.
Mit 6 ist ein Computer-Steuerpult
bezeichnet, in dem sich die CNC-Steuerung befindet und mit dem verschiedene Daten
angezeigt bzw. in den Daten eingegeben werden können. Eine Führungsschiene 7 zur
Führung
eines Profilstangengreifers erstreckt sich von der Profilstangen-Zuführung 2 zur
Profilteile-Abführung 3.
Seitlich von der hochklappbaren Fensterabdeckung 4 sind
zwei ortsfeste Fensterabdeckungen 8, 9 vorgesehen.
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Die Profilteile-Abführung 3 dient
als Puffer bei der Serienfertigung von bearbeiteten Profilteilen. Die
bearbeiteten und abgeschnittenen Profilteile können hierbei auf den einzelnen
Schienen, z. B. 10, 11, gelagert werden.
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Nachdem auf die Profilstangen-Zuführung 2 mehrere
lange Profilstangen gelegt wurden, wird eine dieser Stangen in einen
Bearbeitungskanal eingeführt,
wo sie von einem durch die Schiene 7 geführten Profilstangen-Greifer
ergriffen und in Richtung auf die eigentliche erfindungsgemäße Vorrichtung
hinter dem Fenster 4, 8, 9 transportiert
wird. Der Transport erfolgt somit nicht durch Schieben am Ende der
Profilstange, sondern durch seitliches Umgreifen der Profilstange.
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Die Profilstangen-Zuführung 2 ist
in der 2 näher dargestellt.
Man erkennt hierbei verschiedene Auflagen, z. B. 12, 13, 14,
auf die eine lange Stange, z. B. 15, gelegt werden kann.
Die Führungsschiene 7 ist
ebenfalls erkennbar. Wurde die lange Stange 15 z. B. auf
die Auflagen 12, 13, 14 aufgelegt, wird
sie von rechts nach links bewegt, wo sie von einer an der Schiene 7 befestigten
Greifvorrichtung aufgenommen und in Richtung auf die hinter dem
Fenster 8 befindliche Bearbeitungsvorrichtung geschoben
wird.
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In der 3 ist
ein Werkzeugelement 20 dargestellt, das die Form eines
G besitzt. Wichtig ist bei diesem Werkzeugelement 20, daß es verschiedene Einzelwerkzeuge 21 bis 27 aufweist,
die gewissermaßen
in einer Ebene um eine zu bearbeitende Profilschiene 28 herum
angeordnet sind. Außerdem
ist die Öffnung 29 zwischen
den Schenkeln 30, 31 des Werkzeugelements 20 von
Bedeutung, weil durch diese Öffnung
die Halterung für
eine Profilschienen-Transportvorrichtung mit einem Greifer geführt werden
kann. Das Werkzeugelement 20 befindet sich hinter dem in
den 1 und 2 gezeigten Fenster 8. Die
Einzelwerkzeuge 21 bis 27 sind nur symbolisch dargestellt;
sie weisen selbstverständlich
Elemente auf, die mit der Profilschiene 28 in Berührung gebracht
weden können.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung können die
Werkzeuge 21 bis 27 auch relativ zu den Schenkeln 30 bis 32 bewegbar,
z. B. drehbar, sein. Außerdem
ist es möglich,
das Werkzeugelement 20 um eine Achse zu drehen, die parallel
zur Längsachse
der Profilschiene 28 verläuft. Eine Raumsteuerung des
Werkzeugelements, d. h. eine Steuerung in alle Raumkoordinaten,
ist ebenfalls möglich.
Raumsteuerungen als solche sind in der CNC-Technik bekannt und müssen deshalb
nicht beschrieben werden.
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In der 4 ist
ein Werkzeugelement 20 mit Schenkeln 30, 31, 32 dargestellt.
Man erkennt hierbei eine Führungsschiene 39,
in der die zu bearbeitende Profilstange (28 in 3) geführt wird. An den Schenkel 32 des
Werkzeugelements 20 ist ein Bohrer 34 ange flanscht.
Mit 35, 36 sind Greiferbacken bezeichnet, mit
denen die Profilstange 15 umfaßt und auf der Schiene 39 entlang
geschoben wird. Diese Greiferbacken 35, 36 sind
mit einer in der 4 nicht dargestellten
Vorrichtung verbunden, die ihrerseits an der Schiene 7 (1, 2) verschiebbar angeordnet sind. Die Öffnung zwischen
den Schenkeln 31, 30 dient dazu, diese Vorrichtung
durch das Werkzeugelement 20 hindurch verschiebbar zu machen.
Mit 33 ist eine mit dem Werkzeugelement 20 verbundene Platte
bezeichnet, an der weitere Werkzeuge vorgesehen sein können.
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Die 5 zeigt
die Greiferbacken 35, 36 noch einmal deutlicher,
wobei im Gegensatz zu 4 die
Haltevorrichtung für
die Greiferbacken 35, 36 dargestellt ist. Man
erkennt, daß diese
Greiferbacken 35, 36 an einem vertikalen Arm 37 befestigt sind,
die seinerseits mit einem querverlaufenden Arm 38 verbunden
ist, der verschiebbar in der Führungsschiene 7 hängt. Soll
eine Profilstange 15, auf die 5 bezogen, von links nach rechts bis
zur nächsten
Bearbeitungsstelle verschoben werden, umfassen die beiden Greiferbacken 35, 36 diese
Stange 15 und schieben sie über die Schiene 39 nach
rechts. Hierbei müssen
die beiden Greiferbacken 35, 36 durch die durch
die Schenkel 30, 31, 32 gebildete mittlere Öffnung des
Werkzeugelements 20 stoßen. Diejenigen der Arme 37, 38,
an denen die Greiferbacken 35, 36 befestigt sind,
stoßen
nicht an das Werkzeugelement 20, weil dieses den erwähnten Schlitz 29 zwischen
den Enden der Schenkel 30, 31 aufweist. Die beiden
Greiferbacken 35, 36 erfassen eine zu bearbeitende
und in der 5 nicht dargestellte Profilstange 15 und
tragen sie in Richtung auf das Werkzeugelement 20, wo diese
Profilstange 15 durch Werkzeuge, z. B. 34 und 40,
bearbeitet wird. Ist der Bearbeitungsvorgang beendet, schieben die
Greiferbacken 35, 36 die Profilstange über die
Führungsschiene 39 weiter
nach rechts, wo anschließend
ein Teil der langen Stange abgeschnitten werden kann. Bei der in
den 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen
ist es wichtig, daß die
Werkzeuge 40, 34 nicht auf einer in sich geschlossenen
Platte angeordnet sind, sondern daß diese Platte eine mittlere Öffnung mit
einer Randöffnung 29 aufweist.
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Die 6 zeigt
das Werkzeugelement noch einmal in einer anderen Variante. Man erkennt
hierbei deutlich die Schenkel 30, 31, 32, 42 des
Werkzeugelements 20 sowie zwei Werkzeuge 45, 46 am Schenkel 30 sowie
zwei Werkzeuge 41, 43 am Schenkel 31.
Die Schiene 39 ist ebenfalls zu erkennen.
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In der 7 ist
die Fortsetzung der Schiene 39 der 6 nach rechts zu erkennen. Es handelt sich
hierbei also um denjenigen Teil der Anlage, der nach der Bearbeitung
durch das Werkzeugelement 20 folgt. An dem Ende der Schiene 39 befindet
sich ein weiteres Bearbeitungsgerät, das hier eine Säge ist,
welche die bearbeitete Profilstange abschneidet. Der abgeschnittene
Teil gelangt sodann auf die nur andeutungsweise zu erkennende Abführung 3.
Die nicht dargestellte Säge
tritt beispielsweise durch einen Schlitz 49, der durch
die beiden nebeneinander angeordneten Streben 47, 48 gebildet
wird. Mit 80, 81 sind zwei Grei backen bezeichnet,
welche ein bearbeitetes und von der langen Profilstange 15 abgeschnittenes
Profilteil aufgreifen und auf die Abführung 3 hin bewegen.
Auch diese Greiferbacken 80, 81 sind an der Haltevorrichtung 82, 83, 84 befestigt, die
in der Schiene 7 beweglich hängt. Bei den Greiferbacken 80, 81 kann
es sich um zusätzliche
Backen zu den Backen 35, 36 handeln. Es ist jedoch
auch möglich,
die Backen 35, 36 (5)
nach rechts durchzuführen.
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Zwischen dem Werkzeugelement 20 in
er 6 und der Säge in der 7 können weitere Werkzeugelemente
mit anderen Werkzeugen angeordnet sein. Es handelt sich dann um
eine Hintereinanderschaltung mehrere Werkzeugelemente.
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Die 8a zeigt
einige Anwendungsbeispiele der Erfindung. Mit 50 ist ein
Profil für
einen Fensterrahmen bezeichnet, das bearbeitet werden soll. An diesem
Profil soll an der Stelle 51 eine Dichtungsnut freigefräst werden,
während
an der Stelle 52 mittels eines Bohrers 53 ein
Loch gebohrt werden soll, das zur Entwässerung dienen soll. Ein weiteres
Loch wird an der Stelle 54 mittels des gleichen Bohrers 53 gebohrt,
der in diesem Fall verschwenkbar sein muß. An den Stellen 55, 56 sollen
Kämpferbohrungen
vorgesehen werden, während
an der Stelle 57 Schließteile markiert, verbohrt oder
automatisch gesetzt werden sollen. Eine Zusatzfräsung ist an der Stelle 58 vorzusehen.
Für einen
Dübel wird
mittels eines Dübelbohrers 59 an
der Stelle 60 ebenfalls ein Loch gebohrt. Ferner wird mit
einem Bohrer 61 in dem Winkel 62 ein Loch gebohrt.
Die Fläche 63 des
Profils 50 dient hierbei als Scheren-Ecklager. Mit 67 ist
eine Verlängerung
des Rahmenprofils bezeichnet. Eine solche Verlängerung ist beispielsweise
am Profil 28 der 3 zu
erkennen, wo die Verlängerung
links oben aufgesetzt ist.
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Die 8b zeigt
ein Profil 70, das bei einem Fensterflügel zur Anwendung kommt. Bei
diesem Profil wird eine Aussparung 71 für einen Schloßkasten
ausgefräst.
Außerdem
werden mittels der Bohrer 72, 73 Entwässerungsbohrungen 74, 75 vorgesehen. An
der Stelle 76 des Profils 70 werden Olivenbohrungen
durchgeführt.
Mit 77 ist eine Schraube bezeichnet, die mit dem Profil 70 verschraubt
wird.
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In der 8c ist
eine Kämpfer-Stirnseite
dargestellt, bei der an einem Profil 90 auf der Unterseite eine
bestimmte Kontur gefräst
werden soll. Das Profil 90 kann auf das Profil 92 geschoben
werden, in das es paßt.
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Die 9a zeigt
ein zu bearbeitendes Profil 100, bei dem es sich um ein
Flügelprofil
in z-Ausführung handelt,
in perspektivischer Ansicht. Ein Pfeil 101 bezeichnet hierbei
die Durchlaufrichtung des Profils 100 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung. Auf
der Unterseite dieses Profils sind ein Klinkenschnitt 102 für Flügelsprossen
und eine Armierungsschraube 103 zu erkennen. An der rechten
Seitenflanke 104 des Profils 100 sind drei Olivenbohrungen 105, 106, 107 vorgesehen.
Auf der Oberseite des Profils 100 erkennt man eine Schloßkastenausfräsung 108 sowie
eine Falzentwässerung 109 rechts und
zwei Falzentwässerungen 110, 111 nach
unten. Eine Falzentwässerung 112 links
ist ebenfalls sichtbar.
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Bei der Darstellung gemäß 9b, die einen normalen Rahmen
zeigt, sind auf der rechten Seite eine Falzentwässerung 120 von unten,
eine Falzentwässerung 121 nach
vorne, eine Falzentwässerung 122 rechts,
ein Klinkenschnitt 123 für Kämpfer, eine Falzentwässerung 124,
eine Falzentwässerung 125 links
und eine Falzentwässerung 126 nach
vorne sichtbar. Außerdem
erkennt man eine Schließteilbohrung 127,
ein Kämpferloch
bzw. Dübelloch 128 und eine
Armierungsschraube 129. Der Rahmen gemäß 9b entspricht dem Element 92 in 8e, jedoch in um 180° gedrehter
Ansicht.
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In der 9c,
die einen Kämpfer
zeigt, sind auf einer Seite des Profils eine Falzentwässerung 130 nach
vorn, eine Falzentwässerung 131 rechts, eine
Falzentwässerung 132 links
und eine Falzentwässerung 133 nach
vorn zu erkennen. Auf der Oberseite des Profils sind eine Schließteilbohrung 134,
ein Kämpferloch 135 und
eine Armierungsschraube 136 zu erkennen.
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Die 10 zeigt
eine Anlage 1 wie in der 1,
jedoch mit einer Erweiterung zu einer zweiten Anlage 150.
Auf der automatischen Profilstangen-Zuführung 2 sind zwei
lange Profilstangen 151, 152 erkennbar, die von
einem auf einer Schiene 153 geführten Greifer 154 an
einer frei wählbaren
Stelle nacheinander ergriffen und in Richtung des Pfeils 155 geschoben
werden. Ist eine Stange im Gehäuse 5 angelangt,
wird sie dort bearbeitet und anschließend über die Abführung 3 in Richtung
des Pfeils 156 transportiert und auf eine Profilzuführung 157 der zweiten
Anlage 150 gegeben. dort findet innerhalb eines Gehäuses 158 eine
weitere Bearbeitung statt. Nach dieser Bearbeitung gelangt das Profil
auf die Ausgabe 159. Mit 6 ist die CNC-Steuerung
bezeichnet, die beide Anlagen 1, 150 gleichzeitig
steuern kann.
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Der Einschub der Profilstangen 151, 152 erfolgt
vollautomatisch über
Kugelvollspindeln und mittels eines Servoantriebs mit sicherer Positionierung.
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Das Gehäuse 5 dient in erster
Linie als Lärmschutz über den
Sägeaggregaten
sowie als Sicherheit gegen wegfliegende Metallteile.
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Die Schiene 153 entspricht
funktionsmäßig der
Schiene 7 gemäß den vorangegangenen
Figuren. Der Greifer 154 entspricht der Vorrichtung 35 bis 38 gemäß 5.