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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bearbeiten von
Möbelstücken, insbesondere zum Kantenbearbeiten von Möbelstücken, insbesondere zum
Nachbearbeiten von aufgebrachten Kunststoffkanten, mit einem angetriebenen
Rotationswerkzeug, insbesondere Schleifstern, wobei ein Abstand der Rotationsachse des
Werkzeugs zu den zu bearbeitenden Möbelstücken mittels einer Zustelleinrichtung
eingestellt werden kann.
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Bisher werden Kanten an Möbelstücken von Werkzeugen bearbeitet, die einem
gewissen Verschleiß unterliegen. In der Serienfertigung werden Möbelstücke mit Kanten
beklebt, die über den Rand des Möbelstücks hinausstehen. Die Kanten können dabei
aus Kunststoff sein. Die Möbelstücke werden durch eine Zuführeinrichtung, im
Regelfall ein Förderband, zu der Bearbeitungsvorrichtung geführt, die den Überstand
der Kanten aberodieren. Im Regelfall ist in der Bearbeitungsvorrichtung für jede
Kante in Längsrichtung zumindest je ein Werkzeug vorhanden, an welchem die
Kanten vorbeigeführt und bearbeitet werden. Die Werkzeuge sind dabei in vertikal und
horizontal zum Werkstück befindlichen Ebenen verstellbar. Hier werden zumeist
Schleifwerkzeuge eingesetzt, die sich durch die Bearbeitung abnutzen. Daraus
resultieren schlechtere Qualitäten bei den nachfolgenden Werkstücken. Um eine
gleichbleibend hohe Qualität der zu bearbeitenden Möbelstückkanten zu erhalten, werden
die Werkzeuge näher an das Werkstück herangestellt, wodurch sich der durch die
Abnutzung der Werkzeuge einstellende größere Abstand zwischen Werkzeug und
Werkstück wieder verkleinert. Die Werkzeuge sind im Regelfall an Motoren befestigt,
die durch Gewindespindeln beweglich gelagert sind.
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Der Grad der Abnutzung der Werkzeuge wird bisher von dem Bedienpersonal, der
zur Kantenbearbeitung eingesetzten Maschine manuell, oder mittels einer
festgelegten Zeittaktung, oder mittels einer Hilfskonstruktion direkt am Werkzeug ermittelt. Es
können jedoch Umstände eintreten, etwa bedingt durch die Bearbeitung von im
Härtegrad unterschiedlichen Werkstoffen, die einen Verlust der bei der zeitlichen Taktung
zugrunde gelegten linearen Werkzeugabnutzung nach sich ziehen, wodurch sich
diese Methodik als ungenau herausstellt. Sobald der Grad der Abnutzung bestimmt ist,
wird nach Vergleich mit einem vorab definierten Wert die Abnutzung am Werkzeug
als einen Grenzwert überschreitend festgestellt, und das Werkzeug deshalb neu
eingestellt. Dies hat zum Nachteil, dass die Qualität der zu bearbeitenden Werkstücke
immer noch stark variiert, da die Einstell- und Wartungsintervalle nicht beliebig kurz
bzw. dicht gewählt werden können. Häufige Stillstandzeiten und hohe
Qualitätsschwankungen sind in der Serienfertigung jedoch zu vermeiden.
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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, automatisch den Verschleiß am
Werkzeug zu sensieren und automatisch eine Neueinstellung des Werkzeugs
dergestalt vorzunehmen, dass sich durch einen dem Verschleiß des Werkzeugs
angepassten Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück eine gleichbleibend gute
Qualität der zu bearbeitenden Kante einstellt.
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Diese Aufgabe wird durch die in Patenanspruch 1 aufgeführten Merkmale dadurch
erreicht, dass der Abstand zwischen der Rotationsachse des Werkzeugs und dem zu
bearbeitenden Möbelstück als Funktion des Leistungsbedarfs des Antriebsmotors
eingestellt wird, indem bei nachlassendem Leistungsbedarf eine Zustellung des
Werkzeugs zu dem zu bearbeitenden Möbelstück erfolgt.
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Bei Abnutzung der Werkzeugoberfläche ist ein Bürstenüberstand von an dem
Werkzeug befestigten Bürsten geringer als im unverschlissenen Zustand, wobei der
Bürstenüberstand die Länge der Bürsten des Werkzeugs ist, welche mit dem Werkstück
bei der Bearbeitung in Kontakt tritt. Bei sonst gleichbleibenden Parametern, wird der
benötigte Leistungsbedarf des das Werkzeug mit den Bürsten antreibenden
Antriebsmotors, bei sich abnutzenden Bürsten geringer. Um dies festzustellen wird ein
Istwert eines Leistungsbedarfes zumindest an einem der Werkzeuge gemessen und
mit einem vorher definierten Sollwert des Leistungsbedarfes verglichen. Bei Vorliegen
einer Abweichung größer als ein vorab definierter Differenzwert zwischen Soll- und
Istwert, wird das Werkzeug dergestalt nachgestellt, dass es näher an die Kanten
heranfährt, um den Verschleiß des Werkzeuges zu kompensieren. Dabei wird das
Werkzeug, welches an einem Antriebsmotor befestigt ist, über eine Spindel in
vertikaler Richtung bewegt und dabei näher an das Werkstück positioniert. Die Spindel
wird von einer Ratsche gedreht, die an einem Hebel befestigt ist. Der Hebel ist
hierbei gelenkig mit einem Pneumatikzylinder verbunden, welcher die Steuerimpulse von
einem Computer erhält, der den Leistungsbedarf des das Werkzeug antreibenden
Motors, nach Messung an einem Frequenzumrichter des Motors, mit einem vorher
festgelegten Wert an Leistungsbedarf vergleicht und dann fallweise einen
Steuerimpuls sendet. Dieser Steuerimpuls führt dann zu einer Bewegung des
Pneumatikzylinders, wodurch sich die Spindel dreht und letztendlich das Werkzeug zum Werkstück
bewegt wird.
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Es ist dabei besonders vorteilhaft, den Verschleiß über den Leistungsbedarf der
einzelnen Antriebsmotoren pro Werkzeug unabhängig voneinander zu sensieren und
dementsprechend jedes Werkzeug für sich an die Kanten heranzufahren. Dadurch
trägt man auch dem Umstand Rechnung, dass unterschiedliche Kantenmaterialien
bearbeitet werden können, und zwar sogar gleichzeitig, die einen voneinander
unabhängigen Verschleiß nach sich ziehen können. Auch kann ein von zufälligen Faktoren
hervorgerufener unterschiedlicher Verschleiß der Werkzeuge ausgeglichen werden.
Durch eine einfache Definition eines Soll-Leistungsbedarfes der Antriebsmotoren und
die einfache Bestimmung eines Differenzwertes zu dem sensierten IST-
Leistungsbedarfes, kann auf effiziente Weise ein Steuersignal zur Zustelleinrichtung
geleitet werden. Durch die Nutzung einer Regeleinheit können schnelle
Auswertungen der gemessenen Signale und eine schnelle Ermittlung eines Zustellbedarfes
stattfinden. Dies erlaubt eine kontinuierliche Überwachung des Betriebs der zum
Kantenbearbeiten eingesetzten Vorrichtung. Zudem ist es besonders vorteilhaft zur
Verarbeitung der Steuersignale einen handelsüblichen Computer zu verwenden. Die
Verwendung von Spindeln und Führungsstangen ermöglicht des weiteren eine
Realisierung eines Kosteneinsparungspotential unter Gewährleistung hoher Robustheit.
Eine feine stufenweise Verstellung der Werkzeuge lässt besonders durch den Einsatz
eines Ratschenhebels realisieren, der durch den wartungsarmen Pneumatikzylinder
bewegt, die Spindeln in Drehung versetzen kann.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist somit die abwechselnde Bearbeitung von
unterschiedlich hart beschaffenen Materialien möglich. Zusätzlich kann eine Zu- und
Neueinstellung der Werkzeuge automatisch in zeitunabhängigem Intervall erfolgen,
wodurch sich das Verfahren als besonders geeignet für den automatisierten Betrieb
zeigt. Des Weiteren kann auf manuelle Eingriffe weitestgehend verzichtet werden.
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Im Folgenden wird anhand einer Zeichnung das Verfahren und die für das Verfahren
benötigte Vorrichtung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 das Bearbeiten von Kanten an Möbelstücken mit an je einer Verstelleinheit
befestigten Werkzeugen, wobei die Werkzeuge über je eine Spindel vertikal
verstellbar sind,
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Fig. 2 unverschlissene Werkzeuge, die voneinander den Abstand S1 aufweisen, bei
der Bearbeitung der Kanten,
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Fig. 3 abgenutzte Werkzeuge, die voneinander den Abstand S2 aufweisen, bei der
Bearbeitung der Kanten,
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Fig. 4 eine Verstelleinrichtung zum Bewegen der Spindeln.
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In der Fig. 1 wird ein Möbelstück 1, auf dessen Längsseiten eine Kante z. B. aus
Kunststoff aufgeklebt ist, bearbeitet. Das Möbelstück besteht bevorzugt aus Press-
Span mit auflackierter Kunststoffober- und -unterfläche. Eine seitliche Abdeckung
des Pressspans mittels einer aufgeklebten Kunststoffzierleiste bildet mit der Ober-
und Unterfläche die Kanten.
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Die aufgeklebte Kunststoffzierleiste kann auch umlaufend angeordnet sein und bildet
somit eine obere Kante 2 und eine untere Kante 3. Das Möbelstück wird in die
Bildebene hineinbefördert, wobei die Längskanten parallel zur Förderrichtung verlaufen.
Die Kanten werden von je einem Werkzeug pro Längsseite bearbeitet, wobei der
Einfachheit halber nur ein Paar für die linke Seite visualisiert ist. Hier dreht das
Werkzeug 4 zur Bearbeitung der oberen Kante 2 im Uhrzeigersinn, während das Werkzeug
5 zur Bearbeitung der unteren Kante 3 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Das obere
Werkzeug 4 wird von einem Motor 6 angetrieben. Der Motor 6 ist an einer
Befestigungseinheit 7 fixiert. Die Befestigungseinheit 7 wird über eine drehbare Spindel 8 in
vertikaler Richtung bewegt und dabei mittels der Führungsstangen 9 und 10 geführt.
Das untere Werkzeug 5 wird von einem Motor 11 angetrieben. Der Motor 11 ist an
einer Befestigungseinheit 12 fixiert. Die Befestigungseinheit 12 wird über eine
drehbare Spindel 13 in vertikaler Richtung bewegt und dabei mit den Führungsstangen 9
und 11 geführt. Die Spindel 8 wird berührungslos (ohne Eingriff) durch die
Befestigungseinheit 12 hindurchgeführt. Die Spindel 13 wird berührungslos (ohne Eingriff)
durch die Befestigungseinheit 7 hindurchgeführt. Die Werkzeuge 4 und 5 rotieren um
eine Rotationsachse 31 und 32, die jeweils parallel zur Kante 2 und 3 ist.
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Zum Steuern des Motors 6 ist ein Frequenzumrichter 14 am Motor 6 angebracht. Ein
Signal zur Bestimmung des Leistungsbedarfs des Motors 6 wird über ein Kabel 15 zu
einer Regeleinheit 16 geleitet, in der ein Steuersignal über ein Kabel 17 an eine
Zustelleinrichtung 18 geleitet wird. Diese Zustelleinrichtung 18 bewegt mittels eines
Pneumatikzylinders 19 einen Hebel 20. Der Hebel 20 ist mit einer Ratsche 21
wirkungsverbunden und versetzt die Spindel 8 in Drehung. In Fig. 4 ist die
Zustelleinrichtung 18 in einer Aufsicht dargestellt, wodurch die Einzelkomponenten klarer
erkennbar sind.
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Zum Steuern des Motors 11 ist ein Frequenzumrichter 22 am Motor 11 angebracht.
Ein Signal zur Bestimmung des Leistungsbedarfes des Motors 11 wird über ein Kabel
23 zu der Regeleinheit 16 geleitet, in der ein Steuersignal über ein Kabel 24 an eine
Zustelleinrichtung 25 geleitet wird. Diese Zustelleinrichtung 25 bewegt mittels eines
Pneumatikzylinders 26 einen Hebel 26. Der Hebel 26 ist mit einer Ratsche 27
wirkungsverbunden und versetzt die Spindel 13 in Drehung.
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In Fig. 2 ist der Abstand S1 zwischen den Werkzeugen 4 und 5 in einem Zustand bei
unverschlissenen Bürsten 28 dargestellt. Die Bürsten 28 sind die zur Bearbeitung der
Kanten 3 und 4 eingesetzten Schleifmittel, die einen Teil der Werkzeuge 4 und 5
darstellen. Das Werkzeug 4 ist mittels einer Wells 29 mit dem Motor 6 verbunden.
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In Fig. 3 ist der Abstand S2 zwischen den Werkzeugen 4 und 5 in einem Zustand bei
verschlissenen Bürsten 28 dargestellt. Der Abstand S2 ist nach Bewegung der
Befestigungseinheiten 7 und 12 kleiner als der Abstand S1. Das Werkzeug 5 ist mittels
einer Welle 30 mit dem Motor 5 verbunden.
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In Fig. 4 ist eine Aufsicht der Zustelleinrichtung 18 dargestellt. Hier ist der
Pneumatikzylinder 19 gelenkig mit dem Hebel 20 verbunden, der über die Ratsche 21 die
Spindel 8 dreht.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise der oben beschriebenen Erfindung
beschrieben. Das Möbelstück 1 wird mit einer Fördereinheit durch die obige Vorrichtung
entlang der Längsrichtung der Kanten 2 und 3 hindurchgeführt. Dabei rotieren die
Werkzeuge 4 und 5 mit Bürsten 28 an den Enden gegenläufig und bearbeiten die Kanten 2
und 3 des Möbelstückes 1. Im Ausgangszustand, sind die Werkzeuge 4 und 5 bzw.
die Bürsten 28 der Werkzeuge 4 und 5 unverschlissen, wodurch in der Regeleinheit
16 der Sollleistungsbedarf der Werkzeuge 4 und 5 gemessen werden kann. Im
weiteren Betrieb verschleißen die Bürsten 28 an den Werkzeugen 4 und 5, wodurch der
Bürstenüberstand B2 der Bürsten 28 bzw. der Werkzeuge 4 und 5 weniger groß als
der Bürstenüberstand B1 im unverschlissenen Zustand ist, und sich somit ein
geringerer Leistungsbedarf bedingt. Deshalb fällt dann der Leistungsbedarf der zum
Antreiben des Werkzeugs 4 oder 5 benötigten Motors 6 oder 11 ab, was von der
Regeleinheit 16 an dem Frequenzumrichter 14 oder 22 gemessen wird. Der dabei auftretende
Differenzwert zwischen dem nun gemessenen Istwert und dem vorher abgelesenen
Sollwert führt, falls der Differenzwert größer als ein definierter Schwellenwert ist, zu
einem Signal, was zu der Zustelleinrichtung 18 oder 33 geleitet wird. Der
Pneumatikzylinder 25 oder 36 der Zustelleinrichtung wird dann betätigt. Bei jeder Betätigung
wird der Pneumatikzylinder 25 oder 36 ein Stück aus und danach wieder eingefahren.
Dadurch wird der am Pneumatikzylinder 25 oder 36 gelenkig verbundener Hebel 26
oder 34 bewegt. Dieser Hebel 26 oder 34 bewegt eine Ratsche 21 oder 35, die die
Spindel 8 oder 13 dreht. Bei der Zurückbewegung des am Pneumatikzylinders 25
oder 36 befestigten Hebels 26 oder 34, und damit auch der Ratsche 21 oder 35,
rutscht diese lediglich auf der Spindel 8 oder 13 durch, weswegen die Spindel 8 oder
13 nicht zurückgedreht wird. Gegebenenfalls, sollte ein Betätigungshub nicht
ausreichen, fährt der Pneumatikzylinder 25 oder 36 ein weiteres mal aus und wieder ein,
bis die Differenz zwischen dem gemessenen Ist-Wert und dem Soll-Wert des
Leistungsbedarfs geringer als der Schwellenwert ist. Bei Unterschreiten des
Schwellenwertes fährt der Pneumatikzylinder 25 oder 36 wieder in die Ausgangsstellung
zurück. Durch die Drehung der Spindel 8 oder 13 wird die Befestigungseinheit 7 oder 12
in vertikaler Richtung zur Kante des zu bearbeitenden Möbelstückes bewegt. Da
Motor 6 oder 11 und Werkzeug 4 oder 5 mit der Befestigungseinheit 7 oder 12
wirkverbunden sind, bewegen sich diese auch auf die Kante 2 oder 3 des zu
bearbeitenden Möbelstückes 1 zu. Somit wird der Abstand zwischen den zwei Werkzeugen 4
und 5 kleiner. Dadurch geschieht ein automatisches Einstellen der Werkzeuge 4 und
5 in Abhängigkeit vom Verschleiß der Bürsten 28 der Werkzeuge 4 und 5. Für diese
automatische Einstellung eignet sich die Überwachung des Leistungsbedarfes
besonders gut.