-
TECHNISCHER BEREICH
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Profilen, insbesondere aus Aluminium, Leichtmetalllegierungen, PVC oder dergleichen.
-
STAND DER TECHNIK
-
Auf dem Gebiet der Bearbeitung von Profilen ist die Herstellung eines Typs von Bearbeitungszentrum bekannt, die Folgendes umfasst: eine längliche Basis bzw. Sockel, die sich in einer ersten, im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt; eine Bearbeitungsstation, die entlang der Basis erhalten wird, um die Bearbeitung durch Spanabnahme der Profile durchzuführen; und eine Vorschubeinheit, um mindestens ein Profil an einem hinteren Ende davon zu halten und um das Profil entlang der Basis und durch die Bearbeitungsstation zu befördern.
-
Die Vorschubeinheit arbeitet mit einer Vielzahl von Greifern zusammen, die an der Bearbeitungsstation angeordnet sind.
-
Jede Greifvorrichtung umfasst in der Regel eine horizontale und eine vertikale Klemme bzw. Schraubstock, die so konfiguriert sind, dass sie das Profil in zwei zueinander senkrechten Richtungen und in einer Vorschubrichtung des Profils entlang der Basis einspannen.
-
Jede Klemme besteht aus zwei Klemmbacken, die relativ zueinander zwischen einer Profil-Klemmposition und einer -Freigabeposition beweglich sind.
-
Bekannte Bearbeitungszentren des oben beschriebenen Typs haben gewisse Nachteile, die sich hauptsächlich aus der Tatsache ergeben, dass solche Bearbeitungszentren aufgrund der gleichzeitigen Anwesenheit der Vorschubeinheit und der Greifvorrichtungen auf der Basis relativ komplex und kostspielig sind, dass sie außerdem die Synchronisierung zwischen den Bewegungen der Vorschubeinheit entlang der Basis und den Bewegungen der Klemmen zwischen den relativen Klemm- und Freigabepositionen der Profile erfordern und dass sie schließlich das wiederholte Klemmen und Freigeben der Profile in/aus den Klemmen beinhalten.
-
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Profilen, insbesondere aus Aluminium, Leichtmetalllegierungen, PVC oder dergleichen, zu realisieren, das frei von den oben beschriebenen Nachteilen ist und einfach und wirtschaftlich zu realisieren ist.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Profilen, insbesondere aus Aluminium, Leichtmetalllegierungen, PVC oder dergleichen, gemäß den beigefügten Ansprüchen realisiert.
-
Figurenliste
-
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel davon zeigen, wobei:
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums ist, bei der zur Verdeutlichung Teile entfernt wurden;
- 2 eine schematische Seitenansicht des Bearbeitungszentrums nach 1 ist, bei der zur Verdeutlichung Teile entfernt wurden;
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Details des Bearbeitungszentrums nach 1 ist, bei der Teile zur besseren Übersichtlichkeit entfernt wurden;
- 4 und 5 zwei schematische perspektivische Ansichten eines zweiten Details des Bearbeitungszentrums nach 1 sind, bei denen zur Verdeutlichung Teile entfernt wurden;
- 6 eine schematische Seitenansicht eines Details aus den 4 und 5 ist;
- 7 eine schematische perspektivische Ansicht eines dritten Details des Bearbeitungszentrums nach 1 ist, bei der zur Verdeutlichung Teile entfernt wurden; und wobei
- 8 eine schematische perspektivische Ansicht eines vierten Details des Bearbeitungszentrums nach 1 ist, bei der zur Verdeutlichung Teile entfernt wurden.
-
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
-
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird mit 1 die Gesamtheit eines Bearbeitungszentrums zur Bearbeitung von länglichen Profilen 2 aus Aluminium, Leichtmetalllegierungen, PVC oder dergleichen bezeichnet.
-
Das Bearbeitungszentrum 1 umfasst eine längliche Basis 3, die sich in einer horizontalen Richtung 4 erstreckt, durch eine im Wesentlichen flache und vertikale vordere Fläche 5 begrenzt wird sowie durch eine im Wesentlichen flache und horizontale obere Fläche 6 begrenzt ist.
-
Das Bearbeitungszentrum 1 umfasst ferner eine Bearbeitungsstation 7, die an einem Zwischenpunkt der Basis 3 gewonnen wird und mit einem Portal 8 versehen ist, das seinerseits eine vertikale Säule 9, die im Wesentlichen parallel zu einer Richtung 10 verläuft, die quer zur Richtung 4 verläuft, und einen horizontalen Querträger 11 umfasst, der im Wesentlichen parallel zu einer Richtung 12 verläuft, die orthogonal zu den Richtungen 4 und 10 verläuft.
-
Das Portal 8 ist in Richtung 4 fest und trägt einen Arbeitskopf 13, der gleitend mit dem Querträger 11 verbunden ist, um geradlinige Bewegungen entlang des Querträgers 11 in Richtung 12 auszuführen, und der mit einer Elektrospindel 14 versehen ist, die gleitend mit dem Kopf 13 verbunden ist, um sich in Richtung 10 zu bewegen.
-
Die Elektrospindel 14 trägt im Eingriff ein Werkzeug 15 zur Bearbeitung der Profile 2 (z. B. zur Ausführung von Fräs- und/oder Bohr- und/oder Schneid-Arbeiten) und arbeitet mit einem Werkzeugmagazin 16 zusammen, das mit der Säule 9 verbunden ist.
-
Das Bearbeitungszentrum 1 weist ferner eine erste Führungsvorrichtung 17 auf, die auf der Fläche 5 parallel zur Richtung 4 gewonnen ist und sich zwischen den freien Enden der Basis 3 und somit im Wesentlichen entlang der gesamten Basis 3 erstreckt, sowie eine zweite Führungsvorrichtung 18, die auf der Fläche 6 parallel zur Richtung 4 gewonnen ist und sich zwischen der Station 7 und einem freien Ende der Basis 3 selbst erstreckt.
-
Wie in den 3 und 7 dargestellt, umfasst das Bearbeitungszentrum 1 außerdem eine Vielzahl von Greif- und Transporteinheiten 19 (in diesem Fall drei Greif- und Transporteinheiten 19), die auf der Basis 3 montiert sind, um die Profile 2 in Richtung 4 zu bewegen.
-
Jede Einheit 19 umfasst einen motorisierten Schlitten 20, der gleitend mit der Führungsvorrichtung 17 gekoppelt ist, um sich entlang der Basis 3 in Richtung 4 zu bewegen, und die Form eines Bords bzw. Konsole hat, das von der Fläche 5 in Richtung 12 absteht.
-
Der Schlitten 20 ist mit einer geradlinigen Führung 21 versehen, die an einer oberen Fläche des Schlittens 20 parallel zur Richtung 12 befestigt ist und zum Spannen eine Klemme bzw. Zwinge 22 trägt, die zum Greifen zwei Greif- bzw. Klemmbacken 23, 24 umfasst, die sich vom Schlitten 20 nach oben in Richtung 10 erstrecken.
-
Die Klemme 22 umfasst ferner eine Stützrolle 25, die sich durch die Klemmbacken 23, 24 in Richtung 12 erstreckt, um eine zur Richtung 12 parallele Drehachse 26 drehbar gelagert ist und die zusammen mit den Rollen 25 der anderen Klemmen 22 eine horizontale Stützebene P1 für ein Profil 2 bildet.
-
Die Klemmbacke 23 ist in Richtung 12 fest montiert, und die Klemmbacke 24 ist gleitend mit der Führung 21 verbunden, um geradlinige Bewegungen in Richtung 12 zwischen einer Klemmstellung und einer Freigabestellung eines Profils 2 auszuführen.
-
Die Klemmbacke 24 wird entlang der Führung 21 durch eine Betätigungsvorrichtung 27 bewegt, die eine Zahnstange 28 umfasst, die sich entlang des Schlittens 20 in Richtung 12 erstreckt, gleitend mit dem Schlitten 20 gekoppelt ist und mit einer Ausgangs- bzw. Abtriebs-Stange 29 eines Betätigungszylinders 30 verbunden ist, der parallel zur Richtung 12 selbst am Schlitten 20 befestigt ist.
-
Die Klemmbacke 24 wird auf der Zahnstange 28 mittels eines Betätigungszylinders 31 blockiert, der parallel zur Richtung 4 auf der Klemmbacke 24 montiert ist und eine (nicht abgebildete) Abtriebs-Stange aufweist, deren außer Eingriff kommen bzw. Loslösung von der Zahnstange 28 eine selektive Bewegung der Klemmbacke 24 entlang der Zahnstange 28 in der Richtung 12 selbst ermöglicht.
-
Die Klemmbacke 24 ist außerdem mit einem Puffer bzw. Dorn 32 aus elastisch verformbarem Material versehen, das gleitend mit der Klemmbacke 24 gekoppelt ist, um geradlinige Bewegungen in Richtung 10 auszuführen, und das mit einer Vorrichtung 33 zum Blockieren des Puffers 32 an der Klemmbacke 24 selbst versehen ist.
-
Die Einheit 19 ist ferner mit einer Rollen-Stützvorrichtung 34 versehen, die einen horizontalen Schlitten 35 umfasst, der gleitend mit dem Schlitten 20 gekoppelt ist, um sich in Richtung 12 entlang des Schlittens 20 zu bewegen, und die eine Vorrichtung 36 zum Arretieren des Schlittens 35 auf dem Schlitten 20 selbst aufweist.
-
Die Vorrichtung 34 umfasst ferner einen vertikalen Schlitten 37, der mit einer oberen Rolle 38 zum Abstützen der Profile 2 versehen ist und gleitend mit dem Schlitten 35 gekoppelt ist, um sich in Richtung 10 unter dem Schub eines oberen Zylinders 39 zu bewegen, der auf dem Schlitten 35 parallel zur Richtung 10 selbst montiert ist.
-
Wie in den 1, 2, 4 und 5 dargestellt, umfasst das Bearbeitungszentrum 1 außerdem eine Station 40 zum Be- und Entladen der Profile 2 in/aus den Greif- und Fördereinheiten 19.
-
Die Station 40 ist mit der Führungseinrichtung 18 in Richtung 12 ausgerichtet und arbeitet mit einer Zuführeinheit 41 zusammen, die sich in Richtung 12 erstreckt und einen Tragrahmen 42 umfasst, auf dem eine untere Fördereinrichtung 43 für das Zuführen der zu bearbeitenden Profile 2 zur Station 40 und eine obere Fördereinrichtung 44 für das Abführen der soeben bearbeiteten Profile 2 von der Station 40 selbst montiert sind.
-
Die Vorrichtung 43 ist unterhalb der Vorrichtung 44 angeordnet und ragt hervor von der Vorrichtung 44 in Richtung 12 zur Basis 3 hin.
-
Jede Vorrichtung 43, 44 umfasst eine Vielzahl von motorisierten Förderbändern 45, die parallel zueinander und zur Richtung 12 angeordnet sind und eine im Wesentlichen horizontale Auflageebene P2 für die Profile 2 definieren.
-
Die Vorrichtung 43 arbeitet mit einer Vielzahl von Endanschlag-Elementen 46 zusammen, die jeweils zwischen zwei benachbarten Förderern 45 am Rahmen 42 befestigt sind, an der Station 40 montiert sind und von der Ebene P2 der Vorrichtung 43 in Richtung 10 nach oben abstehen.
-
Jedes Profil 2 wird durch eine Vielzahl von Schiebevorrichtungen 47 in Kontakt mit den Elementen 46 geschoben, von denen jede zwischen zwei benachbarten Förderern 45 montiert ist und Folgendes umfasst: einen horizontalen Schlitten 48, der mit dem Rahmen 42 gekoppelt ist, um geradlinige Verschiebungen in Richtung 12 auszuführen, sowie einen vertikalen Schlitten 49, der mit dem Schlitten 48 gekoppelt ist, um geradlinige Verschiebungen in Richtung 10 auszuführen.
-
Der Schlitten 49 ist mit einer Schubstange 50 versehen, die sich in Richtung 10 erstreckt und durch den Schlitten 49 selbst bewegt wird zwischen einer angehobenen Betriebsposition, in der die Stange 50 über die Ebene P2 der Vorrichtung 43 hinausragt, und einer abgesenkten Ruheposition, in der die Stange 50 unterhalb der Ebene P2 der Vorrichtung 43 selbst verläuft.
-
Wie in den 5 und 6 dargestellt, arbeitet die Vorrichtung 43 außerdem mit einer Vielzahl von Hebeelementen 51 zusammen, die zwischen den Elementen 46 und den Stangen 50 angebracht sind.
-
Jedes Element 51 ist zwischen zwei benachbarten Förderern 45 montiert, erstreckt sich in Richtung 10 und ist in der Richtung 10 selbst beweglich zwischen einer angehobenen Betriebsposition, in der das Element 51 über die Ebene P2 der Vorrichtung 43 hinausragt, um die geformten Profile 2 zu drehen und deren korrekte Positionierung zu gewährleisten, und einer abgesenkten Ruheposition, in der die Stange 50 unterhalb der Ebene P2 der Vorrichtung 43 selbst verläuft.
-
Gemäß einer nicht dargestellten Variante sind die Elemente 51 in Richtung 12 beweglich.
-
Mit Bezug auf 1 ist die Station 40 mit einer Übergabegruppe 52 für die Übergabe der Profile 2 zwischen den Vorrichtungen 43, 44 und den Klemmen 22 ausgestattet.
-
Die Gruppe 52 umfasst eine Vielzahl von Übergabegruppen 53 (in diesem Fall zwei Einheiten 53), die an der Führungsvorrichtung 18 montiert sind.
-
Jede Einheit 53 umfasst einen Brückenkran 54 mit einer vertikalen Säule 55, die sich von der Basis 3 in Richtung 10 nach oben erstreckt, gleitend mit der Vorrichtung 18 verbunden ist, um geradlinige Bewegungen entlang der Basis 3 in Richtung 4 auszuführen, und die an einem freien oberen Ende einen horizontalen Querträger 56 trägt, der sich über die Basis 3 und die Station 40 in Richtung 12 erstreckt.
-
Wie in dargestellt, umfasst die Einheit 53 ferner einen ersten horizontalen Schlitten 57, der gleitend mit dem Querträger 56 verbunden ist, um geradlinige Verschiebungen entlang des Querträgers 56 in Richtung 12 durchzuführen, und einen ersten vertikalen Schlitten 58, der gleitend mit dem horizontalen Schlitten 57 verbunden ist, um geradlinige Bewegungen entlang des horizontalen Schlittens 57 in Richtung 10 durchzuführen.
-
Die Einheit 53 umfasst ferner einen zweiten horizontalen Schlitten 59, der durch die Einfügung einer federbelasteten Stoßdämpfervorrichtung 60 gleitend mit dem vertikalen Schlitten 58 gekoppelt ist, um geradlinige Bewegungen entlang des vertikalen Schlittens 58 in Richtung 12 auszuführen.
-
Die Einheit 53 ist ferner mit einem zweiten vertikalen Schlitten 61 versehen, der durch die Einfügung einer federbelasteten Stoßdämpfervorrichtung 62 gleitend mit dem horizontalen Schlitten 59 gekoppelt ist, um geradlinige Bewegungen entlang des horizontalen Schlittens 59 in Richtung 10 auszuführen.
-
Der vertikale Schlitten 61 trägt zum Spannen eine Klemme 63, die Folgendes umfasst: eine feste Klemmbacke 64, die vom vertikalen Schlitten 61 in Richtung 10 nach unten vorsteht, und eine bewegliche Klemmbacke 65, die vom vertikalen Schlitten 61 in Richtung 10 nach unten vorsteht und gleitend mit dem vertikalen Schlitten 61 gekoppelt ist, um geradlinige Bewegungen in Richtung 12 zwischen einer Spannposition und einer Freigabeposition eines Profils 2 unter dem Schub eines Betätigungszylinders 66 vorzunehmen, der am vertikalen Schlitten 61 parallel zu dessen Richtung 12 befestigt ist.
-
Die Vorrichtungen 60, 62 ermöglichen es den Klemmen 63, das Profil 2 von den Förderbändern 45 der Vorrichtung 43 korrekt zu fassen und das Profil 2 in den Klemmen 22 korrekt freizugeben, unabhängig von der tatsächlichen Position des Profils 2 auf den Förderern 45 der Vorrichtung 43 und von geometrischen Formabweichungen des Profils 2 selbst.
-
Außerdem ermöglichen die Vorrichtungen 60, 62 den Klemmen 63, das Profil 2 mit einem Einführschub in den Richtungen 10 und 12 in den Klemmen 22 zu positionieren.
-
In Bezug auf das vorstehend Genannte sollte darauf hingewiesen werden, dass die Klemmen 22 eine U-Form mit einer nach oben gerichteten Konkavität und die Klemmen 63 eine U-Form mit einer nach unten gerichteten Konkavität haben.
-
Die Funktionsweise des Bearbeitungszentrums 1 wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 und unter der Annahme der Bearbeitung eines einzelnen Profils 2 beschrieben.
-
Das betrachtete Profil 2 wird von der Fördervorrichtung 43 in die Belade-/Entladestation 40 befördert und in Kontakt mit den Endanschlag-Elementen 46 gebracht.
-
Zu diesem Zeitpunkt werden die Schubstangen 50 der Schiebevorrichtungen 47 über die Ebene P2 der Vorrichtung 43 angehoben und entlang des Rahmens 42 in Richtung 12 vorgeschoben, um das Profil 2 korrekt gegen die Elemente 46 zu positionieren und es den Spann-Klemmen 63 der Übergabegruppe 52 zu ermöglichen, das Profil 2 korrekt in die Spann-Klemmen 22 der Greif- und Transporteinheiten 19 zu übertragen.
-
Wenn das Profil 2 eine konturierte Form hat, werden auch die Hebeelemente 51 über die Ebene P2 der Vorrichtung 43 angehoben, um das Profil 2 korrekt zu positionieren und es den Schiebevorrichtungen 47 zu ermöglichen, es korrekt gegen die Endanschlags-Elemente 46 zu klemmen, und den Spann-Klemmen 63 der Übergabegruppe 52, es korrekt in die Spann-Klemmen 22 der Greif- und Transporteinheiten 19 zu übergeben.
-
Anschließend wird das Profil 2 von den Einheiten 19 entlang der Basis 3 vorgeschoben, damit zunächst der Arbeitskopf 13 seine Bearbeitung durchführen kann, und dann damit es wieder zur Station 40 übergeben wird.
-
Schließlich wird das Profil 2 durch die Gruppe 52 von den Klemmen 22 der Einheiten 19 auf die Fördereinrichtung 44 übergeben.
-
Die Spann-Klemme 22 jeder Greif- und Transporteinheit 19 wird über die Spann-Klemme 63 einer Übergabeeinheit 53 je nach Form und Größe des Profils 2 und nach einem automatischen Werkzeugzyklus bestückt, der die folgenden Schritte umfasst:
- Außer Eingriff bringen des Betätigungszylinders 31 von der Zahnstange 28;
- Ergreifen eines aus der Klemmbacke 24 herausragenden Mitnehmerstifts 67 mittels der Klemme 63 und Bewegen der Klemmbacke 24 entlang der Führung 21 in Richtung 12;
- Wieder in Eingriff bringen des Betätigungszylinders 31 mit der Zahnstange 28, um die Klemmbacke 24 entlang der Führung 21 zu verriegeln;
- Lösen der Verriegelungsvorrichtung 33 der Puffersperre 32;
- Ergreifen, mit Hilfe der Klemme 63, eines aus dem Puffer 32 herausragenden Mitnehmerstift 68 und den Puffer 32 entlang der Klemmbacke 24 in Richtung 10 bewegen;
- Erneutes Aktivieren der Verriegelungsvorrichtung 33, um den Puffer 32 entlang der Klemmbacke 24 zu verriegeln;
- Lösen der Verriegelungsvorrichtung 36 der Rollen-Stützvorrichtung 34;
- Ergreifen, mit Hilfe der Klemme 63, der oberen Rolle 38 und Bewegen des horizontalen Schlittens 35 entlang des Schlittens 20 in Richtung 12; und
- Erneutes Aktivieren der Verriegelungsvorrichtung 36, um den Schlitten 35 entlang des Schlittens 20 zu verriegeln.
-
Nach einigen nicht dargestellten Varianten;
die Belade-/Entladestation 40 entfällt und wird durch eine Beladestation und eine Entladestation ersetzt, die auf gegenüberliegenden Seiten der Bearbeitungsstation 7 in Richtung 4 angeordnet sind;
die Belade-/Entladestation 40 entfällt und wird durch eine Beladestation und eine Entladestation ersetzt, die an gegenüberliegenden Seiten der Basis 3 in Richtung 12 angeordnet sind;
die Führungsvorrichtung 18 wird auf einer Rückseite der Basis 3 gewonnen; und
das Portal 8 ist entlang der Basis 3 in Richtung 4 beweglich.
-
Nach einer weiteren, nicht dargestellten Variante wird die Übergabegruppe 52 eliminiert und durch einen Robotermanipulator ersetzt, der eine Vielzahl von Gelenkarmen und eine am freien Ende der Gelenkarme montierte Übergabeeinheit umfasst.
-
Die Übergabeeinheit umfasst zwei parallel zueinander angeordnete Spann-Klemmen, die völlig analog zu den Spann-Klemmen 63 sind.
-
Die Spann-Klemmen sind nach Maßgabe der Form und der Abmessungen der Profile 2 zueinander beweglich und werden durch in den Gelenkarmen enthaltene Last- bzw. Wägezellen abgefedert.
-
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich insbesondere auf ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Profilen 2, mit einer länglichen Basis 3, einem entlang der Basis 3 montierten Portal 8, das mit einem Arbeitskopf 13 zur Bearbeitung der Profile 2 versehen ist, und mindestens einer auf der Basis 3 montierten Greif- und Transporteinheit 19 zum Halten mindestens eines Profils 2; wobei die Basis 3 mit einer Führungsvorrichtung 17 versehen ist, die sich im Wesentlichen entlang der gesamten Basis 3 erstreckt und von der Greif- und Transporteinheit 19 gleitend in Eingriff genommen wird.
