DE10201680B4 - Verfahren zum Bearbeiten von Möbelstücken - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bearbeiten von Möbelstücken, insbesondere zum Kantenbearbeiten von Möbelstücken (1), insbesondere zum Nachbearbeiten von aufgebrachten Kunststoffkanten (2 und 3), mit einem angetriebenen Rotationswerkzeug (4 oder 5), wobei ein Abstand der Rotationsachse des Werkzeugs zu dem zu bearbeitenden Möbelstück (Kante 2 oder 3) mittels einer Zustelleinrichtung (18 oder 33) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Rotationsachse (31 oder 32) des Rotationswerkzeugs (4 oder 5) und den zu bearbeitenden Möbelstück als Funktion des Leistungsbedarfs des Antriebsmotors (6 oder 11) eingestellt wird, indem bei nachlassendem Leistungsbedarf eine Zustellung des Rotationswerkzeugs (4 oder 5) zu dem zu bearbeitenden Möbelstück (2 oder 3) erfolgt.
Description
- 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.
- 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.
- Aus der deutschen Druckschrift
DE 44 05 660 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben einer spanabhebenden Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine bekannt. Dabei werden aktuelle Zustandssignale von einem Host-Rechner zur Vermeidung instabiler Zustände genutzt. - Aus der deutschen Druckschrift
DE 87 15 746 U1 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken mit geschweiften Schmalseiten bekannt. Dabei werden Vor- und Nachfräser durch eine entsprechende Steuerung unterschiedlich eingesetzt und im Bedarfsfalle Einzelaggregate stillgesetzt. - 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.
- 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.
- 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 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 he ranfährt, 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.
- 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.
- 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, wo durch sich das Verfahren als besonders geeignet für den automatisierten Betrieb zeigt. Des Weiteren kann auf manuelle Eingriffe weitestgehend verzichtet werden.
- Im Folgenden wird anhand einer Zeichnung das Verfahren und die für das Verfahren benötigte Vorrichtung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
-
1 das Bearbeiten von Kanten an Möbelstücken mit an je einer Verstelleinheit befestigten Werkzeugen, wobei die Werkzeuge über je eine Spindel vertikal verstellbar sind, -
2 unverschlissene Werkzeuge, die voneinander den Abstand S1 aufweisen, bei der Bearbeitung der Kanten, -
3 abgenutzte Werkzeuge, die voneinander den Abstand S2 aufweisen, bei der Bearbeitung der Kanten, -
4 eine Verstelleinrichtung zum Bewegen der Spindeln. - In der
1 wird ein Möbelstück1 , 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. - Die aufgeklebte Kunststoffzierleiste kann auch umlaufend angeordnet sein und bildet somit eine obere Kante
2 und eine untere Kante3 . 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 Rotationswerkzeug4 zur Bearbeitung der oberen Kante2 im Uhrzeigersinn, während das Rotationswerkzeug5 zur Bearbeitung der unteren Kante3 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Das obere Rotationswerkzeug4 wird von einem Motor6 angetrieben. Der Motor6 ist an einer Befestigungseinheit7 fixiert. Die Befestigungseinheit7 wird über eine drehbare Spindel8 in vertikaler Richtung bewegt und dabei mittels der Führungsstangen9 und10 geführt. Das untere Rotationswerkzeug5 wird von einem Motor11 angetrieben. Der Motor11 ist an einer Befestigungseinheit12 fixiert. Die Befestigungseinheit12 wird über eine drehbare Spindel13 in vertikaler Richtung bewegt und dabei mit den Führungsstangen9 und11 geführt. Die Spindel8 wird berührungslos (ohne Eingriff) durch die Befestigungseinheit12 hindurchgeführt. Die Spindel13 wird berührungslos (ohne Eingriff) durch die Befestigungseinheit7 hindurchgeführt. Die Rotationswerkzeuge4 und5 rotieren um eine Rotationsachse31 und32 , die jeweils parallel zur Kante2 und3 ist. - Zum Steuern des Motors
6 ist ein Frequenzumrichter14 am Motor6 angebracht. Ein Signal zur Bestimmung des Leistungsbedarfs des Motors6 wird über ein Kabel15 zu einer Regeleinheit16 geleitet, in der ein Steuersignal über ein Kabel17 an eine Zustelleinrichtung18 geleitet wird. Diese Zustelleinrichtung18 bewegt mittels eines Pneumatikzylinders19 einen Hebel20 . Der Hebel20 ist mit einer Ratsche21 wirkungsverbunden und versetzt die Spindel8 in Drehung. In4 ist die Zustelleinrichtung18 in einer Aufsicht dargestellt, wodurch die Einzelkomponenten klarer erkennbar sind. - Zum Steuern. des Motors
11 ist ein Frequenzumrichter22 am Motor11 angebracht. Ein Signal zur Bestimmung des Leistungsbedarfes des Motors11 wird über ein Kabel23 zu der Regeleinheit16 geleitet, in der ein Steuersignal über ein Kabel24 an eine Zustelleinrichtung25 geleitet wird. Diese Zustelleinrichtung25 bewegt mittels eines Pneumatikzylinders26 einen Hebel26 . Der Hebel26 ist mit einer Ratsche27 wirkungsverbunden und versetzt die Spindel13 in Drehung. - Die untere und die obere Befestigungseinheit
7 und12 sind in dem Detailausschnitt I % II gekennzeichnet. Dieser Detailausschnitt wird in den2 und3 detailliert beschrieben. - In
2 ist der Abstand S1 zwischen den Rotationswerkzeugen4 und5 in einem Zustand bei unverschlissenen Bürsten28 dargestellt. Die Bürsten28 sind die zur Bearbeitung der Kanten3 und2 eingesetzten Schleifmittel, die einen Teil der Rotationswerkzeuge4 und5 darstellen. Das Rotationswerkzeug4 ist mittels einer Wells29 mit dem Motor6 verbunden. - In
3 ist der Abstand S2 zwischen den Rotationswerkzeugen4 und5 in einem Zustand bei verschlissenen Bürsten28 dargestellt. Der Abstand S2 ist nach Bewegung der Befestigungseinheiten7 und12 kleiner als der Abstand S1. Das Rotationswerkzeug5 ist mittels einer Welle30 mit dem Motor5 verbunden. - In
4 ist eine Aufsicht der Zustelleinrichtung18 dargestellt. Hier ist der Pneumatikzylinder19 gelenkig mit dem Hebel20 verbunden, der über die Ratsche21 die Spindel8 dreht. - Nachfolgend wird die Funktionsweise der oben beschriebenen Erfindung beschrieben. Das Möbelstück
1 wird mit einer Fördereinheit durch die obige Vorrichtung entlang der Längsrichtung der Kanten2 und3 hindurchgeführt. Dabei rotieren die Rotationswerkzeuge4 und5 mit Bürsten28 an den Enden gegenläufig und bearbeiten die Kanten2 und3 des Möbelstückes1 . Im Ausgangszustand, sind die Rotationswerkzeuge4 und5 bzw. die Bürsten28 der Rotationswerkzeuge4 und5 unverschlissen, wodurch in der Regeleinheit16 der Sollleistungsbedarf der Rotationswerkzeuge4 und5 gemessen werden kann. Im weiteren Betrieb verschleißen die Bürsten28 an den Rotationswerkzeugen4 und5 , wodurch der Bürstenüberstand B2 der Bürsten28 bzw. der Rotationswerkzeuge4 und5 weniger groß als der Bürstenüberstand B, im unverschlissenen Zustand ist, und sich somit ein geringerer Leistungsbedarf bedingt. Deshalb fällt dann der Leistungsbedarf der zum Antreiben des Rotationswerkzeugs4 oder5 benötigten Motors6 oder11 ab, was von der Regeleinheit16 an dem Frequenzumrichter14 oder22 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 Zustelleinrichtung18 oder33 geleitet wird. Der Pneumatikzylinder25 oder36 der Zustelleinrichtung wird dann betätigt. Bei jeder Betätigung wird der Pneumatikzylinder25 oder36 ein Stück aus und danach wieder eingefahren. Dadurch wird der am Pneumatikzylinder25 oder36 gelenkig verbundener Hebel26 oder34 bewegt. Dieser Hebel26 oder34 bewegt eine Ratsche21 oder35 , die die Spindel8 oder13 dreht. Bei der Zurückbewegung des am Pneumatikzylinders25 oder36 befestigten Hebels26 oder34 , und damit auch der Ratsche21 oder35 , rutscht diese lediglich auf der Spindel8 oder13 durch, weswegen die Spindel8 oder13 nicht zurückgedreht wird. Gegebenenfalls, sollte ein Betätigungshub nicht ausreichen, fährt der Pneumatikzylinder25 oder36 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 Pneumatikzylinder25 oder36 wieder in die Ausgangsstellung zurück. Durch die Drehung der Spin del8 oder13 wird die Befestigungseinheit7 oder12 in vertikaler Richtung zur Kante des zu bearbeitenden Möbelstückes bewegt. Da Motor6 oder11 und Rotationswerkzeug4 oder5 mit der Befestigungseinheit7 oder12 wirkverbunden sind, bewegen sich diese auch auf die Kante2 oder3 des zu bearbeitenden Möbelstückes1 zu. Somit wird der Abstand zwischen den zwei Rotationswerkzeugen4 und5 kleiner. Dadurch geschieht ein automatisches Einstellen der Rotationswerkzeuge4 und5 in Abhängigkeit vom Verschleiß der Bürsten28 der Rotationswerkzeuge4 und5 . Für diese automatische Einstellung eignet sich die Überwachung des Leistungsbedarfes besonders gut.
Claims (11)
- Verfahren zum Bearbeiten von Möbelstücken, insbesondere zum Kantenbearbeiten von Möbelstücken (
1 ), insbesondere zum Nachbearbeiten von aufgebrachten Kunststoffkanten (2 und3 ), mit einem angetriebenen Rotationswerkzeug (4 oder5 ), wobei ein Abstand der Rotationsachse des Werkzeugs zu dem zu bearbeitenden Möbelstück (Kante2 oder3 ) mittels einer Zustelleinrichtung (18 oder33 ) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Rotationsachse (31 oder32 ) des Rotationswerkzeugs (4 oder5 ) und den zu bearbeitenden Möbelstück als Funktion des Leistungsbedarfs des Antriebsmotors (6 oder11 ) eingestellt wird, indem bei nachlassendem Leistungsbedarf eine Zustellung des Rotationswerkzeugs (4 oder5 ) zu dem zu bearbeitenden Möbelstück (2 oder3 ) erfolgt. - Verfahren zur Kantenbearbeitung von Möbelstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsbedarf über einen am Antriebsmotor (
6 oder11 ) angebrachten Frequenzumrichter (14 oder22 ) mittels der Stromaufnahme bestimmt wird. - Verfahren zur Kantenbearbeitung von Möbelstücken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich zwischen einem Ist-Wert der Stromaufnahme und einem vorher festgelegten Soll-Wert der Stromaufnahme eine Zustellung des Rotationswerkzeugs (
4 oder5 ) solange erfolgt, als die Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert größer eines definierten Schwellenwertes ist. - Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Trägereinheit zum Durchführen eines Werkstücks (
1 ), insbesondere Möbel mit aufgebrachten Kunststoffkanten (2 oder3 ), ein Rotationswerkzeug (4 oder5 ) über eine Zustelleinrichtung (18 oder33 ), welche über eine Regeleinheit (16 ) ansteuerbar ist, an das Werkstück (1 ) heranbewegbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (
16 ) einen Computer umfasst. - Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Zustelleinrichtung (
18 oder33 ) über mindestens eine rotatorisch bewegbare Spindel (8 oder13 ), die in einer starren Führungseinheit gelagert ist, eine translatorische Bewegung einer an Spindel (8 oder13 ) und Rotationswerkzeug (4 oder5 ) montierten Befestigungseinheit (7 oder12 ) erzeugbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinheit zwei zu einander parallele Führungselemente (
9 und10 ), insbesondere Tuben, enthält, die zumindest an einem mit der Trägereinheit verbundenen Rahmen montiert sind, an denen entlang die translatorische Bewegung der Befestigungseinheit (7 und12 ) ausführbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (
8 oder13 ) mit einem Ratschenhebel verbunden und stufenweise betätigbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Hebel (
20 oder26 ) und Ratsche (27 oder35 ) miteinander wirkungsverbunden sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (
20 oder26 ) mit einem pneumatischen Zylinder (19 oder25 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Rotationswerkzeuge (
4 oder5 ) als Schleifstern ausgestaltet ist.
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