CN112074368A - 工件加工设备及用于运行工件加工设备的方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于对工件(48、51)进行加工的工件加工设备(10)，其包括：用于制造和/或加工工件(48、51)的边缘(50b、61a)的工具。本发明提出，工件加工设备包括至少一个提供信号的传感器装置(42)，基于所述信号能够确定加工后的工件(48)的几何形状特性。

Description

工件加工设备及用于运行工件加工设备的方法和控制装置

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分所述的工件加工设备、特别是板材分割锯以及用于运行工件加工设备的方法和控制装置。

背景技术

市面上已知以板材分割锯形式的工件加工设备。例如针对家具工业，可以利用该板材分割锯将大尺寸的矩形板状工件分割为较小的工件。为此，该板材分割锯具有输入台、在其区域内布置有实际锯切装置的机台以及卸载台。在所述支承台的侧面布置有以角度尺(Winkellineal)形式的平直延伸的抵接装置(Anlageeinrichtung)，待分割的工件的(同样尽可能地平直延伸的)侧边缘贴靠在该抵接装置上。由此实现工件相对于锯切装置的期望对准。

EP 2 253 442 A1描述了一种用于加工板状工件的加工设备和加工方法。存在于加工设备中的工件可以借助于测量装置来测量。这些测量装置可以分别测量工件的窄侧面并为此将其布置在对准装置的区域中。此外，DE 201 08 813 U1中还已知的是，将待锯切的工件自动地在锯切设备上空间对准。EP 1 916 046 B1描述了一种用于机械切割板状工件的方法，其中，待分割的工件的位置、几何形状和尺寸在无接触的情况下(即，视觉上)确定。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种工件加工设备、一种用于其运行的方法以及一种控制装置，其可以以简单的类型和方式获得高质量加工的工件。

根据本发明，该目的通过具有对应的独立权利要求所述特征的工件加工设备、用于运行的工件加工设备的方法以及控制装置来实现。在从属权利要求中给出了本发明的有利扩展方案。另外，在以下描述和附图中可以找到对于本发明必要的特征。这些特征单独地或以不同的组合对于本发明都是必要的。

按照本发明地提供了一种工件加工设备，利用该工件加工设备特别是可以加工例如用于制造家具的板状的工件。例如，这样的工件加工设备是板材分割锯，其将大尺寸的初始工件分割成大多矩形的加工后的工件。这种工件加工设备包括用于制造和/或加工工件的边缘的工具，例如锯(主要是制造)或铣刀(用于制造和加工)。本发明提出，根据本发明的工件加工设备包括至少一个传感器装置，该传感器装置提供信号，基于该信号可以确定由工件加工设备加工后的工件的几何形状特性，该几何形状特性可能通过刚刚完成的对工件的边缘的加工改变。

本发明还包括一种用于运行这种工件加工设备的方法。按照该方法，借助至少一个传感器装置提供信号并且基于所述信号确定加工后的工件的几何形状特性，其中，其涉及这样的几何形状特性，该几何形状特性可通过对工件的边缘的加工而发生改变。

本发明实现了，在完成工件的加工之后(例如在分割初始工件之后)产生分离的和加工后的工件，对这样加工后的工件可以在其几何形状(特别是关于长度、宽度、一个或多个边缘的平直度和垂直度)方面进行评定。因此，在加工之后立即可以给出所制造或加工后的工件是否满足期望的质量目标，或者是否需要后处理或者甚至是新工件的后生产以达到所期望的质量目标。

因此，本发明可以非常迅速和非常容易地识别质量问题并采取相应的对策。由此整体提高了最终提供的工件的质量。

根据本发明的方法的第第一个扩展方案的特征在于，几何形状特性包括加工后的工件的边缘的曲率和/或加工后的工件的两个边缘之间的角度和/或加工后的工件的两个平行边缘之间的距离。这些几何形状特性非常好地描述了特别是板状的工件并且特别是通过加工而分割的工件，并且非常容易检测。

本发明还提出，传感器装置包括至少三个固定的传感器，这些传感器沿着优选平直的线(实体的)布置，平直的线至少相对于加工后的板状的工件的移动方向基本上正交地延伸，并且当工件的边缘移动经过传感器时，传感器的信号改变状态。这是按照本发明的传感器装置的一种非常简单的设计方案。可以理解的是，沿着该线布置的传感器的数量越大，该几何形状特性就可以以更高的精确度和可靠性确定。

本发明还提出，传感器装置包括至少三个传感器，这些传感器沿着优选平直的线布置并且至少在基本上与所述线的延伸正交的方向上移动，并且当传感器移动经过工件的边缘时，传感器的信号改变状态。这是一种例如可以以简单的方式改造已有工件加工设备的可能的设计方案。

一个扩展方案还设置为，传感器装置包括至少一个传感器，其能够相对于加工后的工件的边缘的延伸平行地移动。通过这种传感器装置可以类似得“扫描”工件的边缘，由此可以非常精确地给出涉及该边缘的几何形状特性(例如曲率)。

另外还设置为，传感器装置包括至少一个传感器，其至少部分地集成在支承台中，加工后的工件至少部分地位于该支承台上。在这种情况下，加工后的工件的移动自然不会受到阻碍，该至少一个传感器必须在工件的支承面下方位于该支承台上。这是按照本发明的传感器装置的一种非常牢固的设计方案。

另外还有利的是，传感器装置包括至少一个传感器，其至少部分地与加工区域相邻地布置。由此可以在加工之后立即地或在工件的加工过程中，在加工后的工件上确定几何形状特性。

本发明还提出，在传感器(相对于加工区域相邻地布置)是固定的且线性布置的情况下，在加工后的工件的输送方向上观察，沿线布置的传感器布置在加工区域的下游，即，布置在其后。因此，为了借助传感器装置检测可以取消工件相对于加工区域的向后移动，由此节省了时间。

为此在扩展方案中提出，在加工后的工件的输送方向上观察，沿线布置的传感器也布置在加工区域的下游，即，布置在其前方。以这种方式可以在移动方向上观察工件的后边缘横跨加工区域之前已经借助传感器装置检测了工件，由此节省了时间。

在按照本发明的工件加工设备的另一个变型中设置为，传感器装置包括至少一个传感器，其至少部分地布置在缓冲装置的区域中。因此，借助传感器装置的检测可以在标准运行过程之外进行，由此更少地干扰标准运行过程。

在此有利的是，缓冲装置布置在输入台的侧面。这种缓冲装置也已知作为“活动的部分缓冲(aktiver Teilepuffer)”并且用于引入已加工的工件以进行进一步加工。通过将传感器装置布置在这种缓冲装置的区域中，可以在所述引入之前立即进行质量控制，从而可以考虑在缓冲过程之后才可能发生的几何形状特性的变化。

类似的优点也可以在这种情况下得到，即，缓冲装置布置在加工区域上方。但是这样的缓冲装置还具有这样的优点：其可以布置为非常节省空间的并由此可以使工件加工设备的整体尺寸保持为较小。

本发明还提出，传感器装置包括至少一个传感器，其至少部分地布置在侧面的抵接装置的区域中、特别是布置在角度尺的区域中。这样额外地实现了对工件的侧边缘的质量进行检查，并且还额外地实现了：当例如通过上述线性布置的传感器检测工件的前边缘和/或后边缘时，通过角度尺检查工件的正确对准。以这种方式改善了质量声明的可靠性。

另外还可以考虑的是，传感器装置包括至少一个传感器，其至少部分地布置在压条的区域中，并因此在运行中布置在工件的上方。特别是在用于加工板状工件的工件加工设备(例如板材分割锯)中使用这种压条，以在加工过程中将工件夹紧在压条和机台之间。压条可以竖直移动，并且其大部分沿着加工区域延伸、特别是沿着并在锯缝上方延伸。如果传感器装置布置在压条的区域中，例如集成在其中，其实际上必须被布置在工件由工具加工的边缘的区域中，并因此使其在加工之后立即进行期望的检测。在有利的扩展方案中还可以考虑的是，传感器装置包括至少一个传感器，其例如能够沿着横杆移动，该横杆平行于压条布置在加工区域上方。

另外，按照本发明还提出，传感器装置包括至少一个传感器，其至少部分地布置在能够移动的门架的区域中，该门架存在于加工区域的上方。这也是一种可以在已有的工件加工设备中实现简单改造的变型。

特别有利的是，传感器装置包括至少一个光学传感器(例如类似于PC鼠标常见的传感器的红外传感器)，和/或至少一个电感传感器和/或至少一个以接触的方式工作的传感器和/或至少一个照相机。即使是PC鼠标中常见的非常简单的红外传感器也可以提供非常好的测量结果，因为在加工后的工件的边缘经过它们时(或者它们移动经过加工后的工件的边缘时)，它们可靠地提供信号状态变化。所有这些传感器都允许变量的检测并且提供相应的信号，基于该信号可以以非常好的方式确定加工后的工件的期望的几何形状特性。

按照本发明的方法的一个扩展方案设置为，在确定加工后的工件的几何形状特性的过程中可以考虑传感器装置的传感器和工件之间相对速度和/或程序滑块的位置。这是按照本发明的方法的一个非常重要的设计方案，因为其可以以非常简单的方式实现对两个平行的并且相对于移动方向正交延伸的工件的边缘之间的距离进行确定。根据相对速度和借助传感器装置对一个边缘的检测和借助传感器装置对于另一个边缘的检测之间经过的时间，可以以非常精确和简单的方式确定在该时间内经过的路径以及所述距离。

另外还有利的是，根据确定的几何形状特性而触发动作，其中，该动作有利地自动进行，即，无需人的操作。以这种方式可以实现工件加工设备的很大程度上自动化或者甚至完全自动化的运行，从而可以节省操作人员，或者可以使用仅经过较少培训的操作人员。由此可以节省工件加工设备的运行成本。

对此，在扩展方案中提出，该动作是选自以下组中的至少一个：

·对工件进行操纵：这可以在加工过程之后作为反应进行，并且例如包括：借助于相应的操纵装置(例如机器人或对准装置)或者通过操作人员手动地使工件旋转、移动和/或对准；和/或对工件进行新的或者特殊的加工。

这种操纵也可以意味着，例如基于所识别的工件的不允许的弯曲边缘，启动所谓的“无应力切割”。这是基于这样的事实，即，在压制板(Spanplatten)的情况下，例如在其生产过程中，由于冷却板内部会产生内应力，这可能导致工件在分割过程中翘曲。通过引入狭槽并切出狭槽所在的条带，可以至少在很大程度上消除工件的内应力，从而在后续分割的情况下减小了弯曲的侧边缘部分的风险。

·向操作人员输出信息：例如，如果识别到不被允许的弯曲的工件的边缘或与规定的质量目标的偏差，则该信息可包括向操作人员输出警报和/或具体指令，其例如以哔声的形式、以语音输出形式或通过光学方式发出警告灯或在相应的显示器上的文本输出。还可以考虑的是，警报和/或具体指令作为显示内容投射在待加工的工件上，或者在诸如智能手机或平板PC的移动设备上输出报告，或者沿着加工区域布置的LED灯带以预设的并且与警报和/或具体指令相对应的方式照亮。但是还可能的是，当评估结果表明工件已达到规定的质量目标时，也可以将其作为信息输出到操作人员。

关于边缘的弯曲程度的具体说明也可以作为信息输出给操作人员，并且可以将相应的具体指令以文本或语言的形式输出到操作人员，从而使他们更容易地解决现有问题或避免即将发生的问题，例如通过使操作人员启动上述无应力切割。

可以直接在工件加工设备中进行信息的输出，但是替代地或额外地，其也可以例如经蓝牙或WLAN直接输出到在操作人员已有的显示装置上，例如操作人员佩戴的智能手表或操作人员佩戴的耳机。特别是在智能手表的情况下，信息也可以至少以触觉的方式输出，例如作为振动信号。还可能的是，借助激光辅助系统输出信息，通过该激光辅助系统例如可以将显示内容(例如以操纵指令的形式)投射到工件上。

·存储工件的质量特征：这对制造过程的记录而言是特别有利的，这简化了对后续的退货(Reklamationen)的处理并且实现了对后续加工的优化。作为质量特征，例如可以考虑侧边缘的曲率半径的绝对值和/或例如曲率半径相对于极限值的相对值偏差等。

质量特征可以直接存储在工件加工设备的存储器中，也可以存储在外部数据库(例如云盘)中。以这种方式，质量特征例如可用于更高级别的质量系统，该质量系统监测工件的整个加工过程并可以在发生退货时将错误追溯到产生错误的处理步骤。除了质量特征之外，还可以存储至少一个过程参数，由此能够识别并能够追溯过程参数和质量特征之间的关联。

·在工件上附上信息：该信息可以例如包括如上所述的质量特征，例如与侧边缘部分的曲率有关的质量特征。该信息还可以包含例如工件的公差和用于制造工件的过程参数。该信息可以例如通过粘性标签贴附到工件上并且例如以条形码或QR码的形式能够被容易地读取。在后续的加工步骤中将考虑到该信息。

·使工件弹出：例如，这允许对其侧边缘被识别为不被允许的弯曲的工件进行后续处理，以便以后可以再次用于加工。由此确保了高加工质量，同时材料消耗较低。

·将工件声明为废品：如果后续处理由于超出允许的极限值太多而无法成功进行，那么这是特别有用的。例如，在加工后的工件上发现不被允许的弯曲的侧边缘就是这种情况，传感器装置检测或确定在输送方向上观察在加工区域之后的间隔。由于操作可以根据传感器装置的测量结果自动进行，因此也减轻了操作人员的负担。

·对工件进行再生产。这与上面的要点“将工件声明为废品”有关。这也大大减轻了操作人员的负担，因为再生产(Nachproduzieren)可以自动进行。如果将工件声明为废品，则工件加工设备的控制装置自动地创建新的加工计划或修改现有的加工计划，而无需操作人员手动干预，例如手动重新编程或调整加工计划。

·创建工件的边缘的几何形状轮廓或切割计划的工件的边缘的几何形状轮廓。这种几何形状轮廓可以以多种方式使用，例如，在找出工件的侧边缘不希望的弯曲原因时。通过对切割计划内的几何形状的偏差进行分析可以得出关于对机器的调整或由其导致的系统性错误的结论。也可以确定系统性错误及其机器方面的原因，并且可以如下地采取对工件加工设备的调整。

总体上，以上提出的自动启动的动作在加工特别是板状的工件的过程中显著提高了过程可靠性，特别是在实际尺寸以不允许的方式偏离目标尺寸的板状工件的加工过程中。这在这样的工件加工系统中是尤其明显的，该工件加工系统在很大程度上是自动运行、甚至是完全自动运行的。但是，上述优点在手动的工件加工设备中也很显著。可以理解的是，定义工件具有不允许的弯曲的侧边缘的极限值可以例如由操作人员自由选择或者可以作为过程参数由控制装置根据待制造的工件自动调节，无需操作人员参与。可以以非常灵活和应用相关的方式处理不允许的公差的定义。

按照本发明，从评估中可以得出以下组中的至少一个质量特征：工件的实际尺寸与目标尺寸的偏差；工件的角度误差；边缘的实际延伸与目标延伸的偏差。

本发明还涉及一种用于控制上述类型的工件加工设备的控制装置，其包括存储器和处理器。本发明提出，将该控制装置设置用于控制上述方法。

附图说明

以下参照附图详细说明本发明。在此，功能相同的元件和区域标记有相同的附图标记。附图中：

图1为以板材分割锯的形式的工件加工设备的第一种实施方式的俯视图，其包括用于确定加工后的工件的几何形状特性的传感器装置；

图2为在工件的推进移动过程中在不同的时间点图1中的工件和传感器装置的俯视图；

图3示出了在矩形工件的情况下纵坐标为信号状态改变的时间点与图2中的传感器装置的五个沿横坐标线性布置的传感器的示意图；

图4示出了在矩形工件的情况下纵坐标为图2中的传感器装置的侧面传感器对应于距离的信号与横坐标上的时间t的示意图；

图5为在梯形的工件的情况下类似于图3的示意图；

图6为在梯形的工件的情况下类似于图4的示意图；

图7为在工件带有材料凹陷的情况下类似于图4的示意图；

图8为过滤后的图7的示意图；

图9为两个通过加工变成“香蕉形”的工件、加工线和图2中的传感器装置的五个线性布置的传感器的俯视图；

图10在中间示出了第一运行状态的两个加工后的工件、分别具有传感器装置的三个传感器的上方线和下下方线和加工线的俯视图；在上方示出了类似于图3的针对传感器装置的传感器的上方线的示意图；并且在下方示出了类似于图3的针对传感器装置的传感器的下方线的示意图；

图11为类似图10的第二运行状态的图示；

图12为类似图10的第三运行状态的图示；

图13在中间和下方示出了第一运行状态的两个加工后的工件、具有传感器装置的三个传感器的线和加工线的俯视图；以及在上方示出了类似于图3的针对传感器的线的示意图；

图14为类似图13的第二运行状态的图示；

图15为类似图13的第三运行状态的图示；

图16为类似于图1的工件加工设备的第二种实施方式的图示；

图17为类似于图1的工件加工设备的第三种实施方式的图示；

图18为类似于图1的工件加工设备的第四种实施方式的图示；

图19为类似于图1的工件加工设备的第五种实施方式的图示；

图20为工件加工设备的第六种实施方式的压条和机台上观察的部分透明的视图；

图21为图20的布置上的示意性的截面侧视图；和

图22为类似于图1的工件加工设备的第六种实施方式的图示。

具体实施方式

图1示出了以板材分割锯的形式的工件加工设备10。在当前实施例中，其包括：输入台12，其在当前实施例中由多个辊式输送机(Rollenbahnen)形成；连接至输入台12的机台14；和连接至机台14的卸载台16。在当前实施例中，卸载台例如形成为气垫桌(Luftkissentisch)并且由四个区段组成，出于简化的原因，这四个区段中只有一个带有附图标记。

工件的加工在机台14的区域中进行，为此，在该区域中存在锯槽18，该锯槽18沿着点线表示的并且形成加工区域的锯切线20延伸。在锯槽18的下方存在能够沿着锯切线20延伸的锯架22，在当前实施例中，该锯架22承载两个锯片(未示出)，即，主锯和前置锯片。在锯切线20上方存在虚线表示压条24，该压条24可以在加工工件的过程中下降到工件上。原则上还可以考虑完全不同类型的工具，例如铣削装置、钻孔机等。

在当前实施例中，工件加工设备10还包括以门架状的程序滑条26形式的输送装置，程序滑条26可以通过发动机沿箭头28所示的输送方向往复移动并承载多个夹紧头30，出于简要的原因，在图1中这些夹紧头仅用一个附图标记标识。

工件加工设备10另外还具有操纵装置32，该操纵装置32在本实施例中仅象征性地由点划线所示的六边形表示并且例如可以包括具有抽吸横杆(Saugtraverse)的机器人的组合。通过这种操纵装置32(或者未示出地，通过板轴承的操纵装置)，工件可以被放置到输入台12上或从其上取下，并且工件可以被放置到卸载台16上或从其上取下。

在卸载台16的区域中还存在标签装置34，并且另外在图1中的下方区域中还示出了显示装置36。工件加工设备10还包括在三个支承台12、14和16的侧面布置的抵接装置38，该抵接装置38在该实施例中是以角度尺的形式，该角度尺由两个区段40a和40b组成并且沿直线延伸。在此，抵接装置38以完全正交于锯切线20的方式延伸。从图1中可以看出，抵接装置38的一个区段40a主要位于输入台12的侧面，抵接装置38的第二区段40b主要位于卸载台16的侧面。

工件加工设备10包括传感器装置42，其在当前实施例中包括在平行于锯切线20平行的平直先上布置的六个传感器44a-f，这些传感器以表面齐平的方式集成到机台14中。平直线与输送方向28正交地延伸，并因此也相对于工件48的移动方向46延伸，其中，工件48在图1中示出在机台14和卸载台16的区域中并且在当前的运行状态下整体呈矩形。在工件48的移动方向46上观察，其在当前实施例中具有直线的前边缘50a和直线的后边缘50b。借助于锯架22和存在于锯架处的锯，工件4通过沿着锯切线20的切割而从初始工件51上分离，在图1中，其仍由夹紧头30保持并位于输入台12上。在这方面，工件48是加工后的工件。

传感器44a-f被设计成，当其经过前边缘50a和后边缘50b时(即，在当前实施例在它们上方移动时)，它们的信号状态改变。为此，传感器44a至44f被集成到机台14(加工后的工件48位于该机台14上)中，即，紧邻锯切线20，如上所述地，该锯切线20形成了加工区域。在这种情况下，沿输送方向28或移动方向46观察，传感器44a-f被布置在处理区域20的下游，即，布置在处理区域20之后，整体上位于锯切线20和卸载台16之间。

在本发明中，传感器44a-f例如是类似于PC鼠标中使用的红外传感器，并且在本实施例中以光栅的形式使用，并且由于其功能也可以被称为“边缘检测传感器”。这些传感器需要在工件和传感器之间进行相对运动以识别边缘。但是，原则上其他传感器也是可能的，例如声学传感器、触摸传感器、电感传感器或者是以照相机形式的图像处理装置，其中，上述传感器的组合也是可能的。传感器可以包括以吹扫喷嘴形式的清洁装置，通过该清洁装置例如可以去除在运行中产生的粉尘并能够确保传感器的功能性。

指向并贴靠抵接装置38的工件48的侧边缘带有附图标记52。在抵接装置38中同样集成有传感器54，其连续地检测侧边缘52与抵接装置38的距离。

工件加工设备10还包括控制装置56，其例如可以是PC。该控制装置56接收来自工件加工设备10的多个传感器的信号，即，来自传感器装置42的传感器40a-f和54的信号。根据传感器的信号以及根据存储在控制装置56中的一个或多个计算机程序，控制装置56控制工件加工设备10的不同的组件。

被控制的组件包括例如程序滑条26和夹紧头30、锯架22及其上布置的锯、操纵装置32、标签装置34以及显示装置36。控制装置56还优选地与外部存储器58双向通信，该外部存储器52可以例如是云存储器并且在其中存储数据库的数据记录。

在标准和理想的运行状态下，工件加工设备10如下地进行加工：例如通过操纵装置32将初始工件51放置在支承台12上。随后，初始工件51在后边缘处由夹紧头30夹持，并朝着机台14的方向逐步移动。在此，其以期望的方式相对于锯切线20定位，然后降低压条24，并随后通过切割(第一切割)从初始工件51上分离工件48，该工件48随即被放置在机台14和卸载台16上。重复该过程直到初始工件51被完全分割。

由于抵接装置38的纵向延伸与锯切线20的纵向延伸完全正交，因此以这种方式生产出矩形分割的并且得到的加工后的工件48。在图1所示的标准且理想的运行中，这些工件具有彼此平行或完全正交的笔直的侧边缘50a、50b以及52。

在对初始工件51进行第一次分割之后，可以暂时存储已加工的工件48，或者可以将其立即取下，或者可以将其立即移回到输入台12上(例如通过操纵装置32，例如可以将其旋转90°)然后再次划分(第二次分割)。因此，加工后的工件48成为初始工件，随后可以从该初始工件中产生更多的加工后的工件。在某些情况下，该过程可以重复多次(第三次分割和后续分割)。

图2中用实线表示矩形的加工后的工件48沿移动方向46在传感器44a-f上的移动。此外，图2中还以虚线示出了梯形的工件48沿移动方向46在传感器44a-f上的移动。

在图3中，针对矩形的工件48的情况，绘制了传感器44a-f(横坐标)的信号状态改变的时间点(纵坐标)。其中，时间点t1表示前边缘50a移动经过传感器44a-f的时间点，时间点t2表示工件48的后边缘50b经过或越过传感器44a-f的时间点。在该示意图中，用虚线示出了目标信号(对应于朝向锯切线20和抵接装置38对齐的完全矩形的工件48)，并且用实线示出了实际信号。在图4中，对应于距离的传感器54的信号(纵坐标)相对于时间作图。

从图3中可以看出，在矩形的工件48的情况下，所有传感器在目标时间点t1和t2表现出信号状态的改变。还可以看出，根据时间差t2-t1中工件48沿着移动方向46的速度可以确定前边缘50a和后边缘50b之间的距离。也可以考虑传感器装置42的传感器44a-f与工件48之间的相对速度或者工件48相对于传感器44a-f的相对路径。所确定的距离表示加工后的板状工件48的几何形状特性，其可以以这种方式通过传感器装置42确定。因此实现了借助于程序滑块26的测量系统通过分配各个传感器44a-f的信号状态的变化确定前边缘50a和后边缘50b之间的距离。从图4还可以看出，在工件48的移动过程中，在各个时间点，侧边缘52与抵接装置38之间的实际距离x对应于目标距离，并且在这种情况下在工件48的移动期间保持恒定。图3和图4还示出了前边缘50a和后边缘50b彼此完全平行，并且侧边缘52与两个边缘50a和50b完全正交。因此还由传感器装置42确定边缘50a、50b和52之间的角度，其同样是工件48的几何形状特性。由于图3和4中的信号图示也是笔直的，即可以知道边缘50a，50b和52是完全笔直的，其曲率为零，这同样是加工后的工件48的几何形状特性。

所有这些均在控制装置56中由传感器44a-f和54的信号以及由同样在控制装置56中已知的程序滑块26的速度以及程序滑块26经过的路径而确定，并且在控制装置56中对实际数值与目标数值进行比较。在当前情况下，可以发现实际数值(在很大程度上)完全对应目标数值，控制装置56由此得出这样的结论，即，加工后的工件48在其几何形状特性方面(很大程度上)完全对应于期望的质量目标。这被传输到存储器58，并且借助标签装置34将标签粘贴到工件48，该标签包含实际数值与目标数值的偏差(在当前情况下为零)，作为例如以条形码或QR码形式的质量特征。

可以理解的是，在此以及下文中可能在必要时再次将仍被程序滑块26的夹紧头30抓取的工件51以与输送方向28相反地拉回至输入台12，并随后再次将其沿输送方向28前推，以使待评估的边缘61a移动经过传感器44a-f。

在图5和6中绘制了图2中用虚线示出的梯形的工件48的信号状态变化的相应的时间点或信号变化过程。可以看出，时间点或信号变化过程清楚地表明了梯形形状并显示了实际数值与目标数值的偏差。随后在控制装置56中的评估表明，工件48的边缘50a和50b是彼此平行且笔直的，但是工件48不是矩形的而是梯形的。这些质量特征(即，实际数值与目标数值的偏差)也存储在存储器58中，并通过标签装置34将标签(例如作为条形码或QR码)粘贴到工件48上。

在控制装置56中将实际数值与目标数值的差值与极限数值进行比较，并且在超过极限数值的情况下触发动作。根据已确定的几何形状特性(在当前情况下：加工后部工件48的强梯形形状)触发所述动作。该动作可以包括：操纵工件；向操作人员输出信息；存储工件的质量特征(如上所述)；将信息附在工件上(如上所述)；将工件弹出；将工件声明为废品；对工件进行再生产；创建工件的边缘的几何形状轮廓；机器调整的错误分析和产生针对与之相关的机器调整的指令。

在图7中以更高的分辨率再现了图4的传感器54的信号。可以看出，该信号具有在图7中用60表示的单独的短暂的峰值(“Peaks”)。这些是由工件48的侧边缘52中的凹陷(“材料凹陷”)引起的。这是还取决于：许多材料(例如刨花板)导致工件的内部结构并非完全封闭而是具有空腔。这些空腔在外部界面处以材料凹陷的形式是可见的。

由于传感器54以非常高的精确度(例如以百分之几毫米的精确度)测量侧边缘52与抵接装置38的距离，因此所述材料凹陷以信号峰值60的形式出现。因此确定了一个公差范围(图7中的虚线)，并滤出了超出该公差范围的信号值。这随后导致对应于图8或对应于图4的信号变化过程用于评估。

图9示出了初始工件51和加工后的工件48的不同运行情况。可以看出，两个工件48和51均由于沿着锯切线20的分离切割之后存在的内应力而翘曲，这导致了所谓的“香蕉形状”。在加工后的工件48中可以看出，在图9中其后边缘50b向下弯曲，而在移动方向46上观察，初始工件51的前边缘61a在图9中向上弯曲。由此在两个工件48和51之间打开了月牙形的间隙62，在两个工件48和51沿着移动方向46进一步移动的过程中，通过位于间隙62下方的传感器44a-c通过相应的信号变化检测该间隙。如果两个工件48和51没有翘曲，该间隙62则不存在，并且在这两个工件48和51移动经过传感器44a-c或在其上经过的过程中，位于下方的传感器44a-c不会产生任何信号变化。在示出的情况下，位于工件48和51外部的传感器44e和44d识别不到任何材料。

在图9所示的情况下，从传感器44a-c的信号状态的变化推导出，工件48的后边缘50b和初始工件51的前边缘61a不是平直的。结果是，对应于以上结合图2-6的描述，评价借助于传感器44a-c所产生的信号，并且将确定的实际数值与预设的目标数值进行比较。根据数值在公差范围内还是在公差范围之外，将加工后的工件48声明为“正常”或“废品”。

当然，在此也当然可以在考虑工件48和51相对于传感器装置42的相对速度或经过的路径的情况下，由传感器44a-e的信号状态变化例如也可以确定前后边缘50a、50b或61a和61b之间的距离，即，最终工件的宽度。也可以将其与相应的目标数值进行比较，从而在制造过程期间或之后立即自动检查加工后的工件的尺寸。

现在参考图10-12，借助这些附图说明了三个传感器44a-c的信号状态变化以及三个传感器44d-f的信号状态变化，其中，传感器44a-c在直线上布置并且沿工件48和51的移动方向46布置在紧邻锯切线20的“上游”，而传感器44d-f沿着直线布置并且沿着工件48和51的移动方向46布置在紧邻锯切线20的“下游”。传感器44a-f还可以是例如常规PC鼠标中已知的传感器。在工件的边缘经过这些传感器的瞬间，它们就会改变其信号状态。在此，传感器44a-f以表面齐平的方式集成在机台14中，从而当工件的边缘在传感器44a-f上方移动时，传感器44a-f的信号状态发生改变。基本上这些传感器的工作原理是光栅。出于说明的原因，传感器44a-f被示出在与锯切线20非常接近的位置。可以理解的是，他们也可以布置为离锯切线20更远。

图10至图12均在中间示出了在沿着锯切线20的锯切过程之后的初始工件51和加工后工件48，在上方示出了传感器44a-c的上游行的信号状态变化的时间点，而在下方示出了传感器44d-fd的下游行的信号状态变化的时间点。为了简单和清楚起见，仅在图10中标记了附图标记。

图10示出了材料应力小于夹紧头30在初始工件51的后边缘61b上的保持力的情况。尽管存在材料应力或者由于工件的刚性，初始工件51仍保持其矩形形状并且前边缘61a保持笔直。相应地，上游的传感器44a-c全部在同一时间点并且根据恰好对应于预设移动路径的移动路径改变信号状态。

相反地，由于存在的材料应力，加工后的工件48一旦与初始工件51分离就发生变形为香蕉形状。当其沿移动方向46从初始工件51进一步移动时，其弯曲的后边缘50b扫过下游的传感器44d-f，并这些传感器不会在相同的时间点改变信号状态。外部的传感器44d和44f比预期更早地(即，在比预期更短的移动路径之后)改变信号状态，而中间的传感器44e基本上在预期的时间点和预期的移动路径之后改变信号状态。这与以下事实有关：在该位置处，加工后的工件48直接贴靠在初始工件51上，这与后边缘50b的平直延伸的情况是一样的。

与此类似地，从图11和12可以得出：在图11和图12中，初始工件51中的材料应力较高以使其变形为香蕉形，尽管其后边缘61b仍被夹紧头30抓取。因此，在初始工件51的前边缘61a和加工后的工件48的后边缘50b移动经过传感器48a-f期间，在上方的示意图中产生了对应于初始工件51的前边缘61a的对应延伸的信号状态变化的时间点。在下方的示意图中产生了对应于加工后的工件48的后边缘50b的对应延伸的信号状态变化的时间点

图13-15示出了与图10至图12相同的运行情况，但是沿移动方向46观察，只有呈一行的三个传感器44a-c布置在锯切线20的下游。为了简单和清楚起见，仅在图13中标记出了附图标记，并且传感器44a-c示出为紧邻锯切线20，但是也可以布置相对于锯切线距离更远的位置。在初始工件51和由其推动的工件48的移动期间，当加工后或分离的工件48的后边缘50b移动相应的传感器44a-c时，传感器44a-c才改变信号状态，并且当初始工件51的前边缘61a在这些传感器上移动时再次改变信号状态。相应地产生了图中所示的各个传感器44a-c的信号状态变化的时间点，从中可以得出在两个工件48和51之间形成的间隙的形状以及尺寸。

现参照图16-22，其示出了工件加工设备10的不同实施方式。在此，这些工件加工设备10特别在传感器装置42的定位和设计方面是不同的。下文中特别描述了与之相关的特征。

与图1的工件加工设备10不同之处在于，图16的工件加工设备10还具有布置在输入台12侧面的缓冲装置64。该缓冲装置64具有自己的输送装置(未示出，例如带式输送机)，位于缓冲装置64中的工件48a-d可以借助该输送装置特别是在朝向输入台12的方向上移动。这由箭头66表示。原则上也可能使位于缓冲装置64中的工件48a-d沿相反方向移动。

例如，在与输入台12邻接的缓冲装置64的边缘处存在传感器装置42的三个沿直线布置的固定的传感器44a-c。如果位于缓冲装置64中的工件48a-d(例如已经经过第一次切割和第二次切割加工)通过输送装置对应于箭头66在朝向输入台12的方向上移动，从而被传入到输入台12中，其在此处随后例如由程序滑块26的夹紧头30抓取并输送至锯切线20(用于第二次切割或第三次切割)，这些工件48a-d的前边缘和后边缘在传感器44a-c上移动，由此再次产生传感器44a-c的信号的相应状态变化，这特别是结合输送装置沿着箭头66的方向的已知速度或沿着箭头66的方向已知的移动路径得出关于所述边缘的平直度或曲率和工件48a-d的尺寸以及垂直度的信息。可以理解的是，传感器44a-c既可以布置在工件48a-d下方，也可以布置在工件48a-d上方。

图17中所示的工件加工设备10与图16的不同之处在于，沿直线布置的传感器44a-c不是固定的，而是对应于图17中所示的箭头68基本上相对于该直线的延伸正交地移动。传感器44a-c可以布置在例如一个共同的滑块上，该滑块可以移动到位于缓冲装置64中的工件48a-d的下方。该移动是通过电动机完成的，并且例如借助于位置测量系统能够随时获悉传感器44a-c的位置以及在其移动期间所经过的路径。

如果传感器44a-c在工件48a-d下方移动，则当传感器44a-c在工件48a-d的边缘下方移动时，会再次发生传感器44a-c的上述信号状态的变化。随后根据信号状态的这种变化和已知的传感器44a-c的当前位置或所经过的路径，可以确定位于缓冲装置64中的工件48a-d的平直度、曲率、垂直度、尺寸等。

在图18的工件加工设备10中，传感器装置42也位于布置在输入台12侧面的缓冲装置64的区域中。但是该传感器装置仅具有一个传感器44，该传感器44可以通过电动机与位于缓冲装置64中的工件48a-d的横向边缘的延伸基本上平行的方式移动(箭头68)。传感器44优选布置在位于缓冲装置64中的工件48a-d上方。通过传感器44可以扫描位于缓冲装置64中的工件48a-d与输入台12紧邻的整个横向边缘(前边缘50a)。在这种情况下，有利的是，不将传感器44设计为例如上述PC鼠标形式的纯“边缘检测传感器”，而是例如被设计为照相机或激光扫描仪，其可以检测在特定区域中的工件的边缘的形状和位置或甚至是工件的整体形状。

在图19中示出了工件加工设备10的另一种变型，其中，传感器装置42集成到抵接装置38(“角度尺”)中。为此，将抵接装置38分成多个单独的区段，并且将传感器装置42的传感器54a-c设计为距离传感器。这也使得可以确定指向抵接装置38的工件48的各个边缘(在当前情况下为后边缘50b)的边缘的平直度或曲率。

在图20和21中仅示出了工件加工设备10的另一实施例的机台4和存在于机台处的元件。在该工件加工设备10中，传感器装置42被集成到压条24中。可以看出，压条24包括两个彼此分开并且平行于锯切线20延伸的压紧元件70a和70b，其中一个压紧元件布置在锯切线20或锯缝18的上游而另一个布置在锯切线20或锯缝18的下游。这两个压紧元件70a和70b均可以竖直移动，从而在分割之前固定保持初始工件51并在分割之后固定保持分离后的工件48和剩余的初始工件51(该状态在图21中以虚线示出)。

在两个压紧元件70a和70b之间有一个载体72，在其指向机台14的端部上例如布置有多个以照相机形式的传感器44a-d(替代地，传感器也可以固定在压紧元件70a和/或压紧元件70b上)。其检测位于下方的区域74。传感器44a-d优选是固定的。但是也可以想到，它们是能够平行于锯切线20移动的。这尤其适用于例如仅提供照相机或类似物形式的单个传感器的情况。

借助于传感器44a-d可以在分割后立即从上方检测在两个工件48和51之间产生的切口76，从而可以检测并评估分离后的工件48的后边缘50b和初始工件51的前边缘61a的位置、形状以及其他质量特性。如果需要的话，还可以在传感器44a-d的区域中提供照明设备(图中未示出)，这有助于简化传感器44a-d对切口76的检测或提高精确度。

在图22中示出的工件加工设备10中，缓冲装置78布置在加工区域20上方，即，在承载可移动的压条(在图22中不可见，因为其被缓冲装置78覆盖)的结构上。在此，加工后的工件48e-h也可以被暂时存储在此处，随后被送至进一步的加工(例如第二次切割和/或第三次切割)。在图22的工件加工设备10中，传感器设备42布置在该缓冲装置78的区域中，特别是以可移动门架80的形式布置，该门架可以被设计为测量门架。该测量门架80可以沿着双箭头68在缓冲装置78上方移动，并且在移动期间扫描位于缓冲装置78中的工件48e-h。

这种测量门架80的优点在于，其不仅可以用于确定加工后的工件48e-h的几何形状特性，而且也可以用于确定其他质量特征，例如涉及切割质量和工件表面(划痕、细丝等)的质量特征。这种测量门架基本上是市面已知的。例如，这种测量门架80与图像检测或多个不同的传感器(例如照相机、超声传感器、激光传感器等)共同作用。

这种测量门架80也可以布置在缓冲装置64的区域中，该缓冲装置64布置在输入台12的侧面，如图22中通过虚线框所表示的。在这种情况下，测量门架80也可以固定地布置。位于缓冲装置64中的工件48a-d在通过缓冲装置64的输送装置沿着箭头66向输入台12的方向在测量门架80下方移动时由测量门架80进行扫描。

Claims (22)

1.一种用于加工特别是板状的工件(48、51)的工件加工设备(10)、特别是板材分割锯，所述工件加工设备(10)具有用于对工件(48、51)的边缘(50b、61a)进行制造和/或加工的工具，其特征在于，所述工件加工设备(10)包括至少一个传感器装置(42)，所述传感器装置(42)提供信号，基于所述信号能够确定加工后的工件(48)的几何形状特性。

2.根据权利要求1所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述几何形状特性包括：所述加工后的工件(48)的边缘(50a、50b)的曲率和/或所述加工后的工件(48)的两个边缘之间的角度和/或所述加工后的工件(48)的两个平行的边缘(50a、50b)之间的距离。

3.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少三个固定的传感器(44)，所述传感器(44)沿着优选平直的线布置，所述平直的线至少相对于加工后的板状的工件(48)的移动方向(46)基本上正交地延伸，并且当所述工件的边缘(50)移动经过所述传感器(44)时，所述传感器(44)的所述信号改变状态。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少三个传感器(44)，所述传感器(44)沿着优选平直的线布置并且至少在基本上与所述线的延伸正交的方向上移动，并且当所述传感器(44)移动经过所述工件(48)的边缘(50a、50b)时，所述传感器(44)的所述信号改变状态。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少一个传感器(44)，其能够相对于加工后的工件(48)的边缘(50a、50b)的延伸平行地移动。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少一个传感器(42)，其至少部分地集成在支承台(14)中，所述加工后的工件(48)至少部分地位于所述支承台(14)上。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少一个传感器(44、54)，其至少部分地与加工区域(20)相邻地布置。

8.根据权利要求3和7的组合所述的工件加工设备(10)，其特征在于，在所述加工后的工件(48)的输送方向(46)上观察，沿直线布置的传感器(44)布置在所述加工区域(20)的下游。

9.根据权利要求8所述的工件加工设备(10)，其特征在于，在所述加工后的工件(48)的输送方向(46)上观察，沿直线布置的传感器(44)也布置在所述加工区域(20)的上游。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少一个传感器(44)，其至少部分地布置在缓冲装置(46；78)的区域中。

11.根据权利要求10所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述缓冲装置(46)布置在输入台(14)的侧面。

12.根据权利要求10所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述缓冲装置(78)布置在加工区域(20)上方。

13.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少一个传感器(54)，其至少部分地布置在侧面的抵接装置(38)的区域中、特别是布置在角度尺的区域中。

14.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少一个传感器(44)，其至少部分地布置在压条(24)的区域中。

15.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少一个传感器，其至少部分地布置在能够移动的门架(80)的区域中，所述门架(80)存在于加工区域(20)的上方。

16.根据前述权利要求中至少一项所述的工件加工设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(42)包括至少一个光学的传感器(44)和/或至少一个电感的传感器和/或声学的传感器和/或至少一个以接触的方式工作的传感器和/或至少一个照相机(44)。

17.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的工件加工设备(10)的方法，其特征在于，借助至少一个传感器装置(42)提供信号并且基于所述信号确定加工后的工件(48)的几何形状特性。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在确定所述加工后的工件(48)的所述几何形状特性的过程中，考虑所述传感器装置(42)的传感器(44、54)与所述工件(48)之间的相对速度和/或程序滑块(26)的位置。

19.根据权利要求17至18中至少一项所述的方法，其特征在于，根据确定的所述几何形状特性而触发动作。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述动作是选自以下组中的至少一个：操纵所述加工后的工件(48)；向操作人员输出信息；存储所述加工后的工件(48)的质量特征；将信息附在所述加工后的工件(48)上；将所述加工后的工件(48)弹出；将所述加工后的工件(48)声明为废品；对工件进行再生产；创建所述工件(48、51)的边缘的几何形状轮廓；确定系统错误及其机器相关的原因；在所述工件加工设备上进行调整。

21.根据权利要求17至20中至少一项所述的方法，其特征在于，从所述评估中得出选自以下组中的至少一个质量特征：所述工件的实际尺寸与目标尺寸的偏差；所述工件的角度误差；所述边缘的实际延伸与目标延伸的偏差。

22.一种用于控制根据权利要求1至16中任一项所述的工件加工设备的控制装置(56)，其包括存储器和处理器，其特征在于，所述控制装置(56)设置用于控制根据权利要求17至21中任一项所述的方法。

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