CN101450553A - 用于精制工件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于精制工件(2)的装置(1)，该工件优选地至少部分由木材，木料或类似材料构成，该装置具有：喷墨打印部件(10)，该喷墨打印部件具有多个喷嘴(12)，墨滴能够从所述喷嘴中排出；工件承载部件(20)，其用于承载将要形成图案的工件(2)；传送装置，其用于使得精制的工件(2)与所述打印部件(10)之间产生相对运动。该装置的特征在于它还具有至少一个用于加工工件的加工部件(30)。

Description

用于精制工件的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于精制工件的装置，该工件优选至少部分由木材、木料等构成。

背景技术

文初提到的这种类型的装置可从例如DE 100 31 030 B4获知。在该装置中，在传送装置上输送和存放工件。为了检测工件在传送装置上的位置，装置具有连接到传送装置或门形架(portal)上的固定传感器。这些传感器还必须检测工件的几何形状，或者几何数据必须由上游的加工装置传输和读入并根据传感器的新的定位数据来进行转变。这导致了高的设计和程序性成本。

此外，由申请人提交并且还未公开的欧洲专利申请EP05009326.9也涉及根据权利要求1的前序部分的装置。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于精制工件的一般装置，该装置能够通过简单的设计和简单的操作完成高精制质量。

根据本发明，该目的通过一种根据权利要求1的用于精制工件的装置实现。

在从属权利要求中详细说明本发明的特别有利的改进。

本发明的基本思想是在精制过程中尽可能避免重新夹持待精制的工件。为此，根据本发明，使一般装置还具有至少一个用于加工工件的加工部件。由此，不仅能在根据本发明的装置中在工件上印下标记，而且可执行能在打印工序之前、之后或者打印工序期间进行的单个或多个加工工序。于是省却了在这些精制步骤之间的重新夹持操作，因此无需重复的工件定向和/或传感器检测，并且这简化了整个装置的设计及其操作，而不会降低精制质量。

尽管在本发明范围内使用至少一个喷墨打印部件是优选的，但也可以替代地或附加地使用其他打印部件。

在本发明范围内，原则上能够固定地设置喷墨打印部件和/或加工部件，而使用传送装置来沿着加工部件引导将要精制的工件。还可将打印部件和/或加工部件构造成是可运动的，或者提供两种变型的组合，即，使用传送装置使工件和打印部件和/或加工部件在打印或加工工序中都移动。

在本发明的范围内，用于加工工件的加工装置能够具有多种结构并能构造成用于一种或多种类型的加工。

关于优选在当前情况下进行精制且至少部分由木材，木料或类似材料构成的工件，根据本发明的改进，已经证明有利的是，从例如至少材料去除、镶边、挤压、涂覆、层压、清洁、脱脂、提高粘合性和润湿性、以及降低带静电性中选择加工部件配置成用来进行的加工操作。对于执行以下类型的加工：清洁、脱脂、提高粘合性和润湿性以及降低带静电性，可参考由申请人提交的欧洲专利申请No.06004713.1，本申请要求其优选权。还应该指出的是，在本发明范围内，可替代地或附加地使用其他类型的加工，尤其是用于对被印上标记的工件或将要印上标记的工件进行制备和/或后续处理的那些加工。

在本发明的范围内，传送装置也可以通过各种方式来构成，例如通过单独的工件传送台，也可以通过大量的可相对彼此运动的可动部件来构成。不过，根据本发明的改进，优选的是，传送装置还配置成使得在待精制工件与加工部件之间产生相对运动，优选使得可在不改变工件相对于工件承载部件的位置的情况下对工件进行加工和打印标记。这样，在根据本发明的装置中，避免了在待精制工件的精制过程中重新夹持工件，从而获得简单而精确的具有高精制质量的操作。

在根据本发明的装置中，喷墨打印部件和加工部件原则上可以放置在任何理想的地方，包括例如放置在可动的或固定的自动机械上。它们也可以固定地设置。根据本发明的改进，将该装置设置成具有至少一个用于引导打印部件和/或加工部件的梁状部件，具体为门形架或臂(jib)。这样，能毫无困难地将该打印部件或加工部件定位在任何理想的地方，此外，可选地沿着梁状引导部件运动。此外，梁状引导部件可有利地用来容纳根据本发明的改进而设置的主轴单元，该主轴单元优选地可在梁状引导部件上移动和/或优选地可关于至少一个轴线枢转。

这种类型的主轴单元高度适合用作加工部件的基本构件，特别是在与能够优选地插入所述至少一个主轴单元并能特别优选地存放在至少一个刀具库中的多个加工刀具和/或设备相结合的情况下尤其如此。这以低的设计成本，比如例如少量的驱动器，实现了加工工件的多种可能性。

此外，该至少一个主轴单元不仅能用来操作各种加工刀具和/或设备，而且还能用来操作打印单元。为此，根据本发明的另一目的提供能特别是通过接口插入该至少一个主轴单元的打印单元。这样，也可灵活地插入打印单元，而且只有在需要精制工件时打印单元才能被带至主轴单元中的操作位置。为了确保将打印单元可靠地插入主轴单元中，本发明的改进使打印单元具有连接部件，打印部件通过该连接部件能够插入到主轴单元的刀具插座中。由此主轴单元不必改装成适于容纳打印单元；相反，打印单元具有能够包括在主轴单元的已有刀具插座中的合适连接部件。

根据本发明的改进，这种类型的可插入打印单元还具有传输部件，该传输部件配置成与相应的主轴单元的接口的传输部件相连通。这样，不必经由电缆、滑动触点、软管等连接打印单元。因此，根据本发明的装置的设计绝不会受到电缆、软管等的妨碍；方便了将打印单元插入主轴单元或刀具以及打印单元的更换。根据本发明，在这种情况下特别优选的是传输部件配置成从主轴单元的传输部件中接收至少数据和/或电力和/或墨水。

可选地或附加地，本发明的改进还使得打印机具有墨水槽。这使得打印单元的操作更加独立于墨水的供应并从而更迅速且更可靠。不过，这不排除从外部或经由主轴单元的接口向打印单元供应墨水的可能性，例如从外部或经由接口以定期的间隔或连续地填充打印单元的墨水槽。

此外，作为经由传输部件/接口传输数据的替代方式或者除了经由传输部件/接口传输数据，根据本发明的改进，打印单元还可配置成从控制部件无线传输数据和/或将数据无线传输到控制部件。如前述构造，这提供了根据本发明的打印单元以及根据本发明的装置的简单设计和无故障的操作。

根据本发明的改进，打印单元还具有至少一个传感器，具体为至少一个距离传感器和/或至少一个图像检测传感器。该目标是基于在已知装置中的工件或具有已知打印单元的情况下，发现打印图像会变形和变模糊，这主要是因为这样的事实，即打印头和工件相互间没有以足够的精度定位，从而在不精确“对准”的情况下执行了打印。例如，这使得工件的某些区域印了两次标记或者产生了过度喷涂(overspray)，即，超出了工件的自由边界实施了打印从而墨水喷雾沉积在工件的邻近表面上。这些问题能通过至少一个传感器的存在来消除或至少极大地减小这些问题，这是因为在打印头和工件之间能够实现适于所述工件和打印工序的实际几何形状和位置的精确相对定位。

此外，本发明提供使用根据本发明的装置来精制工件的方法，该方法的特征在于，在保持相对于工件承载部件的预定位置的同时对各个工件进行加工和打印标记。根据本发明的该方法还能够实现超过现有技术的上述优点。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的用于精制工件的装置的示意性立体图；

图2是图1所示的装置的示意性局部平面图；

图3是图1所示的装置的示意性部分切除前视图；

图4表示图1所示的装置的打印部件的进一步细节；

图5表示图1所示的装置的打印部件的进一步细节；以及

图6表示图1所示的装置的操作。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1是作为本发明优选实施方式的用于精制工件2的装置1的示意性立体图。该装置用于对工件2进行加工和形成图案，在本实施方式中，该工件包含至少部分木材、木料、塑料等，诸如家具和结构构件领域中常用的材料。

装置1包括喷墨打印部件10，在本实施方式中，该打印部件根据在要求时滴落(drop-on-demand)的原则工作。如图4中最清晰表示的那样，喷墨打印部件10包括多个喷嘴12，墨滴能从喷嘴排出，并且在本实施方式中，喷嘴布置成多行，每一行用来排出预定的颜色，例如青色，品红色，黄色和黑色。

在打印部件10上还设置有烘干单元14，例如UV干燥器，用来即时干燥由打印部件施加的墨水以便防止可能的不精确“对准”的打印。

在本实施方式中打印部件10设置在主轴单元6上或插入主轴单元6中，如可从图3最清晰地看到的那样。主轴单元优选地是还适于可插且可互换地容纳加工刀具或加工装置的主轴单元，为此，主轴单元具有刀具插座6’和接口6”，其中接口可以例如配置成传输数据、电力、驱动、流体等。

为了将打印部件(打印单元)10插入主轴单元中，在本实施方式中打印单元10设置有能够插入主轴单元的刀具插座6’的连接件18(参见图3)。此外，打印单元10具有能够与主轴单元的接口6”相连通的传输部件16(参见图3)。这使得能够传输例如数据、电力、驱动、流体等，特别还能传输墨水。此外，打印单元10能够具有墨水槽和/或无线数据传输部件，尽管这没有表示在附图中。

主轴单元6设置成可在门形架4上沿y方向移动，该门形架自身又设置成可沿x方向移动。在本实施方式中设有两个门形架4，其中每一个门形架4都能支承一个或多个主轴单元6，可选的是，该主轴单元可设置在各个门形架4的相反侧上。关于这方面应该指出，可选的是，门形架4可构造成臂。

主轴单元6通过分别设置在门形架4处的刀具库32可自动或手动地装配有加工刀具和/或加工设备30以及一个或多个打印单元10(图3)。换句话说，打印单元10以这样的方式构成，即，它们也可设置在刀具库32中。

在本实施方式的范围内，可使用各种加工刀具30和/或加工设备30，例如，切割刀具(钻头，铣刀，等)，镶边设备，挤压设备，涂覆设备，层压设备，清洗设备，脱脂设备，用于提高待打印标记的表面的粘合性和润湿性的设备，以及用于降低待打印标记的表面的带静电性的设备。显然，这些刀具和设备也能够固定地设立(独立于主轴单元)。为了执行以下类型的加工：清洗、脱脂、提高粘合性和润湿性以及降低带静电性，可参考由申请人提交的欧洲专利申请No.06004713.1，本申请要求其优先权。

在本实施方式中，用于承载将要形成图案的各个工件2的工件台20在门形架4下面延伸，该工作台可沿图1所示的x方向移动。工件台20可以有各种结构，并例如也可由循环传送带等形成。由于它的可动性，工件台20同时形成根据本发明的工件承载部件和一部分传送装置。

图2是工件台20上的板状工件2的布置的详细平面图。在本实施方式中，工件台20具有可延伸的止动销22，工件2可抵靠着止动销放置以便大致定位。工件台20上还设置有多个距离传感器52，这些距离传感器是粗略检测部件50的一部分。图2所示的距离传感器配置成检测传感器与每一个工件2的侧表面(窄表面)之间的距离。在本实施方式中，关于这方面传感器52可绕垂直于工件台20的表面延伸的轴线旋转，并且可选的，可平行于该表面移动。该粗略检测部件50从而用来粗略检测每一个工件2的几何形状和位置。

工件台20的其它细节表示在图3中，该图是图1所示装置的部分切除前视图。从图3可看出相应的工件2可例如通过真空吸附部件24固定在工件台20上。还可以将适当的吸附部件或抽吸口结合到工件台或工件带上。

根据本发明的装置1还包括用于检测喷墨打印部件10与工件2的待形成图案的相应表面的相对位置的检测部件40。在本实施方式中，检测部件40具有多种类型的传感器42、46，这些传感器能够从图3、图4和图5最清楚地看到。在本实施方式中，检测部件40首先包括所有三个距离传感器42，它们邻近喷嘴12设置在打印部件10上，并且沿着与墨水从喷嘴12排出的方向基本上平行的方向进行测量(图4)。一方面，这些距离传感器能够用来确定打印部件10与工件2之间的绝对距离；不过，除此以外，也能够从获得的距离数据推断每个工件2的精确轮廓。

如可从图3和5最清晰看出的那样，另外的距离传感器42分别经由在本实施方式中能够枢转的构件44设置在打印部件10上。可枢转的构件44使得每一个传感器能够被带入可从图5中最清楚地看到的伸出位置。在该位置，图5所示的传感器42沿着与墨水从喷嘴12排出的方向基本上垂直的方向进行测量。这使得能够检测待打印标记的每一个区域的厚度或高度，并避免过度喷涂。

除此以外，在本实施方式中，在打印部件10上邻近墨水排出喷嘴12设置有图像检测传感器46，该图像检测传感器也沿着与墨水从喷嘴12排出方向基本上平行的方向进行测量。图像检测传感器46可以例如是CCD相机等能够产生各个工件2的待打印标记或已经被打印标记的区域的完整图像。

尽管在图中未示出，一方面所有的传感器，另一方面打印部件，并且优选地，装置1的其余操作部件都连接到控制部件，该控制部件计算(evaluate)由传感器收集的各个数据，并在此基础上控制装置特别是打印部件的操作。在这一方面，该装置可如下操作。

首先，工件2通过止动销22大致定位在工件台20上并通过真空吸附部件24固定。随后，由传感器52检测工件台20上的工件2的位置和/或轮廓，且该数据传送到控制部件。

然后工件台20沿x方向移动，从而能够通过插入主轴单元6中的刀具、装置或打印单元对工件2进行加工或精制。在这一方面，打印部件例如如下操作。

基于来自传感器52的数据，打印部件10与相应的主轴6沿着门形架4移动到待打印标记的工件2。在这一方面，传感器42、46连续地执行测量操作，由此能够获得每一个工件的存在信息，在适当情况下可获得每个工件的距离信息，而且除此之外(通过图像检测传感器46)可获得工件2的其它信息。基于该数据，控制部件向相应喷嘴12(或者有关的压电致动器或热电偶)发出打印信号，于是工件2被打印上标记。关于这方面，可根据传感器42、46的检测数据，将单独的喷嘴或成组的喷嘴打开或关闭以便补偿工件2在尺寸上的、在位置上的或其他的公差或偏差。可选地或附加地，在本发明范围内，也可以通过压电调整部件等产生打印部件10的各个喷嘴或多个喷嘴，以便使其位置或喷出方向适应于工件2。

当对工件2的较大侧表面进行标记打印时，除了图像检测传感器46，主要操作邻近喷嘴12设置并能从图4最清楚地看到的传感器42。为了对工件2的较窄表面进行标记打印，可选或附加地使用能通过可枢转构件44而延伸的传感器42以便检测所述较窄表面的高度，从而防止过度喷涂。

一旦表面部分已经被打印上标记，则能够可选地通过烘干单元14进行烘干，如果必要的话可与打印工序同步进行。

图6示意性地表示打印部件10和/或工件2的移动路径。图6的左边绘图表示称为横向打印中的操作，在该打印中，打印部件10沿着门形架4与主轴单元6一起沿y方向来回移动，并且工件台20进一步沿x方向推进(clock)工件2。

可选的是，也可以使用表示在图6右手侧且称为纵向打印的打印模式。在该模式中，打印部件10本身在打印过程中基本上是固定的，而工件2沿x方向与工件台20一起来回移动。从而，在薄片(web)的打印完成后，仅需沿y方向进一步推进打印部件10。此外，在本发明范围内，两种操作的结合也是可行的，而且能够打印例如倾斜设置的薄片等。

Claims (14)

1.用于精制工件(2)的装置(1)，该工件(2)优选地至少部分由木材，木料或类似材料构成，该装置(1)具有：

打印部件(10)，该打印部件优选地构成为具有多个喷嘴(12)的喷墨打印部件，墨滴能够从所述喷嘴中排出，

工件承载部件(20)，其用于承载将要形成图案的工件(2)，

传送装置，其用于使得待精制的工件(2)与所述打印部件(10)之间发生相对运动；

所述装置的特征在于，

其还具有至少一个用于加工所述工件的加工部件(30)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加工部件(30)配置成执行从至少材料去除、镶边、挤压、涂覆、层压、清洗、脱脂、提高粘合性和润湿性以及降低带静电性中选出的加工操作。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述传送装置配置成使得在待精制的所述工件(2)与所述加工部件(30)之间产生相对运动，优选使得所述工件(2)能够在不改变它相对于所述工件承载部件(20)的位置的情况下被加工和打印标记。

4.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，该装置具有至少一个梁状引导部件(4)，具体为门形架或臂。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，该装置还具有至少一个主轴单元(6)，所述主轴单元优选地可沿着所述梁状引导部件(4)移动和/或关于至少一个轴线旋转。

6.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，该装置还具有多个加工刀具和/或设备(30)，所述加工刀具和/或设备能够优选地插入至少一个主轴单元(6)，并能特别优选地存放在至少一个工具库(32)内。

7.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述打印部件(10)能特别是经由接口(6’)插入到所述至少一个主轴单元(6)。

8.用于根据以上权利要求中任一项所述的装置(1)的打印单元(10)，其特征在于，该打印单元(10)具有连接部件(18)，所述打印单元(10)能通过该连接部件插入主轴单元(6)的刀具插座(6”)。

9.根据权利要求8所述的打印单元，其特征在于，该打印单元还具有传输部件(16)，该传输部件配置成与相应主轴单元(6)的接口(6’)的传输部件相连通。

10.根据权利要求9所述的打印单元，其特征在于，所述传输部件(16)配置成从所述主轴单元(6)的所述传输部件接收至少数据和/或电力和/或墨水。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的打印单元，其特征在于，该打印单元具有墨水槽。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的打印单元，其特征在于，该打印单元配置成用于从控制部件无线传输数据和/或将数据无线传输到控制部件。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的打印单元，其特征在于，该打印单元还具有至少一个传感器(42，46)，具体是至少一个距离传感器(42)和/或至少一个图像检测传感器(46)。

14.使用根据权利要求1至7中任一项所述的装置(1)对工件进行精制的方法，所述工件优选至少部分由木材、木料或类似材料构成，所述方法的特征在于，相应工件(2)在相对于所述工件承载部件(20)维持预定位置的同时被加工和打印标记。

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