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Diese Patentanmeldung betrifft das Gebiet der Formung von Holzlagenkomplexen zur Herstellung von Verkleidungsteilen. Der Gegenstand dieser Patentanmeldung betrifft insbesondere ein Verfahren unter Einsatz von Robotern zum Vorformen von Holzlagenkomplexen, die zur Herstellung verschiedener Teile wie Fahrzeugverkleidungsteile eingesetzt werden können. Durch den Einsatz eines automatisierten Verfahrens sinken die Produktionskosten und die Produktionsdauer, bei gleichzeitiger Verbesserung der Qualität des hergestellten Teils, enorm.
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In der Praxis wird gegenwärtig ein vorzuformender hydratisierter Holzlagenkomplex manuell an eine Heizstation übergeben, die eine Vertikalpresse aufweist. Der Werkzeugwechsel je nach vorzuformender Form erfolgt ebenfalls manuell. Die Platzierung der Holzlage auf den Werkzeugstiften erfolgt mithilfe von Servomotoren, wohingegen die Programmkonfiguration hinsichtlich Presszeit und Temperatur des erwärmten Werkzeugs manuell angepasst wird.
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Ein ähnlicher Vorgang wird erneut wiederholt, wenn die vorgeformte erwärmte Schale zu einer Abkühlstation transportiert wird, die eine Taschen-presse aufweist und zum Abkühlen der vorgeformten Schale verwendet wird, damit ihre Form länger formstabil sein kann.
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Bei einigen vorgeschlagenen Lösungen ist zur Durchführung einiger Schritte beim Formen/Vorformen die Roboterautomatisierung zum Einsatz gekommen. Bei derartigen Lösungen besteht der maximale Einsatz von Robotern jedoch darin, einer Formstation und der Presse ‚Zuschnitte‘ zuzuführen. Die
CN104690172B offenbart einen derartigen Mechanismus. Ebenso offenbart die
US 20140339742A1 einen Mechanismus, bei dem ein Roboter eine Zuschnittlagenanordnung von einer Zuschnittstation an ein Vorformwerkzeug und anschließend an ein Presswerkzeug übergibt.
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Im Stand der Technik ist somit die Roboterautomatisierung bisher ausschließlich zum Einlegen und Entnehmen von zu formenden Teilen und/oder zu formendem Material sowie zum Anordnen von Zuschnittteilen in Vorformwerkzeugen und/oder Pressen genutzt worden.
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Der je nach zu formendem Teil notwendige Werkzeugwechsel, die exakte Platzierung des Teils auf dem Werkzeug, die Auswahl der passenden Konfiguration des Formprogramms wie Zeit- und Temperaturwerte sind noch nicht automatisiert.
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Die zuvor erwähnten Mängel bekannter Lösungen werden mit dem Vorformverfahren nach Anspruch 1 behoben.
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In einer Ausführungsform umfasst das vorgeschlagene Robotervorformverfahren die folgenden Schritte: Mindestens ein Roboter ordnet einen Holzlagenkomplex, vorzugsweise einen hydratisierten Holzlagenkomplex, in der ersten Station, der Heizstation, an. Im Allgemeinen umfasst der Holzlagenkomplex eine Dekorschicht aus Holz und einen Verstärkungsträger, beispielsweise einen textilen Träger. Ein hydratisierter Holzlagenkomplex weist einen höheren Wassergehalt auf als der Gleichgewichtsgehalt von ungefähr 5 bis 7% eines Holzlagenkomplexes, der bei 20 Grad C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit stabilisiert ist. Ein hydratisierter Holzlagenkomplex umfasst üblicherweise zwischen 9% und 12% Wasser. Die Station weist ein erstes Werkzeug auf, wobei das erste Werkzeug ein oberes Teil des ersten Werkzeugs und ein unteres Teil des ersten Werkzeugs aufweist. Das untere Teil des ersten Werkzeugs wird bei einer Temperatur über 100 °C vorgewärmt. Das obere Teil des ersten Werkzeugs wird mittels Wärmeübertragung, vorzugsweise Wärmeleitung, von dem unteren Teil des ersten Werkzeugs erwärmt. Der Roboter oder einer der Roboter nimmt das obere Teil des ersten Werkzeugs auf, damit das untere Teil des ersten Werkzeugs zugänglich ist, und der Roboter oder einer der Roboter ordnet den Holzlagenkomplex in der korrekten Position auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs an. Der Holzlagen-komplex kann aus einem dafür vorgesehenen Bereich aufgenommen werden oder könnte sich auf einem Paternostersystem befinden, das einen hydratisierten Holzlagenkomplex von einer Hydratisierungsstation bereitstellt.
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Mit der Formulierung „mindestens ein Roboter“ ist ein Komplex aus Robotern gemeint, wobei der Komplex aus nur einem Roboter oder mehreren Robotern bestehen kann.
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Anschließend ordnet der mindestens eine Roboter das obere Teil des ersten Werkzeugs wieder auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs an und kann das erste Werkzeug verschließen, sobald zwischen dem oberen Teil des ersten Werkzeugs und dem unteren Teil des ersten Werkzeugs ein notwendiger Spalt erreicht ist. Der Spalt kann dem Druck, der auf den Holzlagenkomplex ausgeübt wird oder werden soll, entsprechen oder kann darauf abgestimmt werden, und zum Ausüben eines unterschiedlich hohen Drucks zum Formen von Schalen für eine Vielzahl von Verkleidungsteilen oder zum Vorformen von Holzlagenkomplexen mit unterschiedlicher Dicke können unterschiedliche Spalte verwendet werden.
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Das Arretieren des unteren Teils des ersten Werkzeugs und des unteren Teils des ersten Werkzeugs gegeneinander kann entweder durch Festklemmen oder mechanisches Zusammenfügen der beiden Werkzeugteile erfolgen. Sobald das vorgeformte Teil fertig ist, öffnet der mindestens eine Roboter das erste Werkzeug durch Aufnehmen des oberen Teils des ersten Werkzeugs. Anschließend ordnet der mindestens eine Roboter das vorgeformte Teil in der zweiten Station an und kann das obere Teil des ersten Werkzeugs auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs anordnen. Die zweite Station umfasst ein zweites Werkzeug, wobei das zweite Werkzeug ein oberes Teil des zweiten Werkzeugs und ein unteres Teil des zweiten Werkzeugs aufweist. Das untere Teil des zweiten Werkzeugs wird auf eine Temperatur mindestens 50 Grad C unter der Temperatur des unteren Teils des ersten Werkzeugs abgekühlt. Das obere Teil des zweiten Werkzeugs wird von dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs mittels Wärmeübertragung, vorzugsweise Wärmeleitung, abgekühlt.
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Der mindestens eine Roboter hebt das obere Teil des zweiten Werkzeugs an, damit das untere Teil des zweiten Werkzeugs zugänglich ist, ordnet die vorgeformte Schale in der richtigen Position auf dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs an und ordnet das obere Teil des zweiten Werkzeugs wieder auf der vorgeformten Schale und dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs an und verschließt abschließend das Werkzeug. Gleichzeitig kann der mindestens eine Roboter, wenn er die Werkzeuge entweder am ersten oder zweiten Werkzeug anordnet und abschließend verschließt, das Programm zum Erwärmen beziehungsweise Abkühlen starten. Das Programm gibt hier die Dauer und die Temperatur der Erwärmungs- und Abkühlungszyklen vor, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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In der Praxis kann die Anzahl von Werkzeugen in jeder Station vorzugsweise über eins betragen, damit das Verfahren durch gleichzeitiges Vorformen und Abkühlen mehrerer Schalen nicht nur beschleunigt wird, sondern sich auch Schalen mit unterschiedlichen Formen vorformen lassen. Mit mehreren Werkzeugen in einer Station können daher unterschiedliche Formen für vorgeformte Teile erzielt werden. In diesem Fall muss der mindestens eine Roboter verschiedene Werkzeuge erkennen und in der Lage sein, sich daran anzupassen.
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Gemäß einer Ausführungsform werden mindestens drei Roboter eingesetzt. In einem derartigen Fall kann der erste Roboter den Holzlagenkomplex, vorzugsweise einen hydratisierten Holzlagenkomplex aus einem Paternoster, anheben. Ein zweiter Roboter hebt den oberen Teil des ersten Werkzeugs an. Anschließend ordnet der erste Roboter den Holzlagenkomplex in der richtigen Position auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs an. Nachdem der erste Roboter diese Aufgabe abgeschlossen hat, ordnet der zweite Roboter das obere Teil des ersten Werkzeugs wieder auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs an, genauer gesagt auf dem Holzlagenkomplex, der auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs angeordnet ist, und verschließt abschließend das Werkzeug. Zwecks Vorformung des Holzlagenkomplexes auf vorher festgelegte Art und Weise kann ein geeignetes Heizprogramm gestartet werden. Sobald das Vorformprogramm beendet ist, hebt der zweite Roboter das obere Teil des ersten Werkzeugs an, gegebenenfalls nach dem Entriegeln der beiden verschlossenen Werkzeugteile. Der erste Roboter nimmt dann die vorgeformte Schale auf und bewegt sie zur zweiten Station. Dort nimmt ein dritter Roboter das obere Teil des zweiten Werkzeugs auf. Anschließend ordnet der erste Roboter die vorgeformte Schale in der passenden Position auf dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs an. Wenn der erste Roboter diese Aufgabe abschließt, ordnet der dritte Roboter das obere Teil des zweiten Werkzeugs wieder auf dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs an und verschließt das Werkzeug. Zur Abkühlung der vorgeformten Schale kann ein geeignetes Abkühlprogramm gestartet werden. Nachfolgend wird der Holzlagenkomplex auch mit WSC bezeichnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform nutzt der mindestens eine Roboter zum einfachen Werkzeugwechsel eine Adapterplatte. Ein Roboter muss seinen Greifer oder seine Werkzeughandhabungseinrichtung möglicherweise wechseln, wenn er unterschiedliche Werkzeuge anhebt, beispielsweise unterschiedliche obere Werkzeugteile für unterschiedlich geformte vorgeformte Schalen. Bei lediglich einem Roboter muss der Roboter auch von einem Greifer für den Holzlagenkomplex auf einen Werkzeuggreifer wechseln. Eine Adapterplatte vereinfacht diesen Wechsel von Greifern/Werkzeughandhabungseinrichtu ngen.
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Unter Verwendung einer Adapterplatte kann ein Roboter Grei-fer/Handhabungseinrichtungen zum Anheben unterschiedlicher Werkzeuge rasch wechsein. Die unterschiedlichen Greifer können beispielsweise Vakuum-sauger mit unterschiedlicher Greifleistung sein, je nach Gewicht und Größe des Gegenstands, der angehoben werden muss. Zum Anheben eines Holzlagenkomplexes kann ein Saugnapfgreifer verwendet werden. Zum Anheben oberer Werkzeugteile, die schwerer sind, könnte andererseits ein Fingergreifer verwendet werden. Alternativ kann das Werkzeug selbst mit einer Adapterplatte ausgestattet sein, die mit der Werkzeughandhabungseinrichtung des Roboters zusammengefügt werden kann. Somit lässt sich feststellen, dass der Einsatz von Adapterplatten für die Flexibilität sorgt, dass eine große Vielfalt unterschiedlicher Greifer und Werkzeuge rasch mit dem Roboter verbunden werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mindestens eine Kamera zum Überwachen des Orts des WSC genutzt. Vorzugsweise ist mindestens eine Kamera an beiden Stationen montiert. Die Kamera überwacht den WSC. Diese Informationen werden zur Erkennung unterschiedlicher Objekte an einen Signalprozessor gesendet, beispielsweise einen Zentralrechner, auf dem Objekterkennungsalgorithmen ausgeführt werden. Auf dieser Grundlage führt der Signalprozessor den Roboter zum WSC, damit er von einer Station an die nächste übergeben werden und schließlich mit anderen vorgeformten und abgekühlten Schalen aufgestapelt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der mindestens eine Roboter an eine Software angebunden und er startet so ein Programm für das Werkzeug. Dieses Programm kann das Erwärmen oder Abkühlen betreffen. Mit dem Programm kann auch eine ordnungsgemäße Positionierung des Roboters bezüglich des Werkzeugs eingestellt werden. Ausschließlich zu Veranschaulichungszwecken kann das Programm für ein Werkzeug an der Heizstation den Abstand zwischen dem oberen Teil des ersten Werkzeugs und dem unteren Teil des ersten Werkzeugs so einrichten, dass er ein vordefinierter Wert ist, beispielsweise 0,5 cm, damit der gewünschte Druck zum Vorformen eines bestimmten Verkleidungsteils ausgeübt wird. Es kann zudem die Temperatur des Werkzeugs so einrichten, dass sie während einer vordefinierten Zeitspanne, beispielsweise fünfzehn Sekunden lang, bei einer konstanten Temperatur bleibt, beispielsweise einer Temperatur von 120 Grad C. Durch Bereitstellen einer Softwareschnittstelle zwischen dem Roboter und dem Werkzeugprogramm wird das Verfahren beschleunigt und es ist kein menschlicher Eingriff erforderlich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine Roboter in der Lage, das richtige Werkzeug zum Anordnen des Holzlagenkomplexes zu erkennen, damit die vorgeformte Schale eine bestimmte Form erhält. Dies lässt sich unter Verwendung der Kamera und des Signalprozessors erzielen, die zuvor erwähnt sind. Des Weiteren kann der Roboter nach Erkennen des Werkzeugs und Anordnen des Holzlagenkomplexes in der passenden Position auf dem unteren Teil des Werkzeugs ein Programm für das Werkzeug starten, das speziell auf das Werkzeug ausgelegt ist. So können unterschiedliche Arten vorgeformter Schalen zur Herstellung von unterschiedlichen Verkleidungsteilen mit verschiedenen Formen und unterschiedlichem Aufbau unterschiedliche Programme erfordern. Bei einigen kann mehr Druck und somit ein geringerer Spalt zwischen dem oberen und unteren Werkzeugteil notwendig sein; bei einigen kann eine höhere oder niedrigere Temperatur über einen längeren oder kürzeren Zeitraum benötigt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform nutzen das obere Teil des ersten Werkzeugs und/oder das obere Teil des zweiten Werkzeugs einen Sensor zur Überwachung ihrer Temperatur. Wie zuvor angegeben, muss bei verschiedenen Heiz- oder Abkühlprogrammen das Werkzeug bei bestimmten Temperaturen gehalten werden oder in einem bestimmten Temperaturbereich gehalten werden. Wie ebenfalls zuvor angegeben ist, wird ein oberes Werkzeugteil auf Grundlage von Wärmeübertragung, beispielsweise Wärmeleitung/Konvektion, von einem unteren Werkzeugteil aus oder auf ein unteres Werkzeugteil erwärmt oder abgekühlt. Es wird somit ein Temperatursensor benötigt, damit ein oberes Werkzeugteil die erforderliche Temperatur hält. Dieser Wert kann auch wieder in das Werkzeugprogramm zurückgeführt werden, damit sichergestellt ist, dass das Programm erst dann stoppt, wenn die Temperaturanforderungen beider Werkzeugteile erfüllt sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der mindestens eine Roboter mit einem Elektromodul und/oder einem Fluidmodul ausgestattet sein. Das Elektromodul kann zum Erwärmen des Werkzeugs beispielsweise mittels Induktion verwendet werden. Das Fluidmodul andererseits kann zum Abkühlen des Werkzeugs verwendet werden. Das Fluid ist vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit. Dies kann sich als besonders günstig erweisen, wenn der Roboter das obere Werkzeugteil vom unteren Werkzeugteil abgehoben hat. Während dieser Zeit gibt ein oberes Werkzeugteil möglicherweise zum Beispiel Wärme an die Umgebung ab und der Roboter kann dazu beitragen, die erforderliche Temperatur unter Verwendung des Elektro- oder Fluidmoduls aufrechtzuerhalten.
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Eine Ausführungsform betrifft ein System bei Verwendung vorzugsweise des Robotervorformverfahrens nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, das zwei Stationen, eine erste Station und eine zweite Station, umfasst, wobei die erste Station eine Heizstation ist und die zweite Station eine Abkühlstation ist. Sowohl die erste Station als auch die zweite Station weisen mindestens ein Werkzeug auf, das erste Werkzeug beziehungsweise das zweite Werkzeug. Das untere Teil des ersten Werkzeugs ist so eingerichtet, dass es bei einer Temperatur über 100 Grad C vorgewärmt wird, während das entsprechende obere Teil des ersten Werkzeugs unmittelbar oben auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs angeordnet ist und durch Wärmeübertragung, beispielsweise durch Wärmeleitung oder Konvektion, zwischen dem unteren Teil des ersten Werkzeugs und dem oberen Teil des ersten Werkzeugs erwärmt wird. Eine unmittelbare Anordnung des oberen Werkzeugteils oben auf dem unteren Werkzeugteil bedeutet, dass zwischen den beiden Werkzeugteilen kein WSC vorhanden ist und dass sich die Werkzeugteile vorzugsweise berühren, damit zwischen den beiden Werkzeugteilen eine Wärmeübertragung möglich ist.
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Das untere Teil des zweiten Werkzeugs ist so eingerichtet, dass es eine Temperatur von mindestens 50 Grad C unter der Temperatur des unteren Teils des ersten Werkzeugs aufweist. Das obere Teil des zweiten Werkzeugs ist so eingerichtet, dass es auf dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs angeordnet wird und mittels Wärmeübertragung, vorzugsweise Wärmeleitung/Konvektion, abgekühlt wird. Das System umfasst ferner mindestens einen Roboter, der so eingerichtet ist, dass er das obere Teil des ersten Werkzeugs und/oder das obere Teil des zweiten Werkzeugs anhebt, einen Holzlagenkomplex, vorzugsweise einen hydratisierten Holzlagenkomplex, auffindet, und ihn in der korrekten Position auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs anordnet und das erste Werkzeug verschließt. Der mindestens eine Roboter ist zudem so eingerichtet, dass er die vorgeformte Schale in der korrekten Position auf dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs anordnet und auch das zweite Werkzeug verschließt.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft ein gut ausgeformtes Verkleidungsteil, bei dem es sich um ein mit den zuvor beschriebenen Schritten des Vorformverfahrens erhaltenes Produkt handelt. Mit dem Einsatz eines automatisierten Robotervorformverfahrens wird nicht nur die Effizient hinsichtlich Zeit und Kosten gesteigert, sondern lassen sich auch besser geformte Schalen für Verkleidungsteile herstellen. Ein Roboter ordnet den Holzlagenkomplex und die vorgeformte Schale in den unteren Werkzeugteilen der Heiz- und Kühlstation mit höherer Genauigkeit an, als mit manuellen Mitteln erreichbar ist. Die vorgeformte Schale (und im Ergebnis das Verkleidungsteil) ist somit besser geformt als eine vorgeformte Schale, die mit einem nicht automatisierten Verfahren hergestellt ist.
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Die Offenbarung ist unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung verschiedener veranschaulichender Ausführungsformen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen möglicherweise vollständiger zu verstehen. Es zeigen:
- 1 die verschiedenen Schritte des Robotervorformverfahrens.
- 2 die verschiedenen Komponenten des Roboters und des Werkzeugs.
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An der Offenbarung lassen sich zwar verschiedene Abwandlungen und Alternativen vornehmen, jedoch sind in den Zeichnungen Eigenschaften davon beispielhaft dargestellt und werden ausführlich beschrieben. Es sollte sich jedoch verstehen, dass keine Einschränkung von Aspekten der Offenbarung auf die konkreten beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen erfolgen soll. Ganz im Gegenteil sollen sämtliche Abwandlungen, Entsprechungen und Alternativen, die in den Geist und Umfang der Offenbarung fallen, eingeschlossen sein. Es können beispielsweise in dem Vorformverfahren mehrere Roboter eingesetzt werden. Zudem kann sowohl die Heiz- als auch die Abkühlstation mehr als ein Werkzeug aufweisen.
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1 zeigt zwei Stationen, die Heizstation beziehungsweise die Abkühlstation, an denen die verschiedenen Schritte beim Vorformen einer Schale aus einem hydratisierten Holzlagenkomplex dargestellt sind. Im ersten Schritt ist das erste Werkzeug in einer geschlossenen Position an der Heizstation zu erkennen. Das obere Teil des ersten Werkzeugs 11 liegt fest oben auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs 12. Das untere Teil des ersten Werkzeugs 12 wurde auf eine Temperatur über 100 Grad C, beispielsweise 130 Grad C, vorgewärmt, wohingegen das obere Teil des ersten Werkzeugs 11 über Konvektion von dem unteren Teil des ersten Werkzeugs 12 ebenfalls erwärmt wurde.
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In Schritt 2 öffnet ein Roboter das Werkzeug durch Anheben des oberen Teils des ersten Werkzeugs 11. Das obere Teil des ersten Werkzeugs wird vorübergehend beiseite gelegt, vorzugsweise auf einem warmen Bereich, damit ein Temperaturverlust vermieden wird, und bleibt über einer Temperatur von 100 Grad C, beispielsweise über oder bei 110 Grad C.
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In Schritt 3 legt der Roboter einen hydratisierten Holzlagenkomplex 13 ein, den er von einem (in der Figur nicht dargestellten) Paternostersystem oder anderen speziell dafür vorgesehenen Bereich aufgenommen hat, und ordnet ihn in der korrekten Position auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs 11 an. Der hydratisierte Holzkomplex weist einen Wassergehalt zwischen 9 Gewichts-% und 12 Gewichts-% auf.
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An oder über der Heiz- und Abkühlstation kann mindestens eine (nicht in der Figur dargestellte) Kamera angeordnet sein. Die Informationen von der Kamera werden von einem Signalprozessor, beispielsweise einem Zentral-rechner, zur Erkennung unterschiedlicher Objekte genutzt. Unter Verwendung dieser Informationen kann der Signalprozessor den Roboter entsprechend führen, damit er den Holzlagenkomplex 13 auffindet und ihn in der korrekten Position auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs anordnet.
In Schritt 4 ordnet der Roboter das obere Teil des ersten Werkzeugs 11 wieder oben auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs 12 an und aktiviert den Verschluss des Werkzeugs, sobald zwischen dem oberen Teil des ersten Werkzeugs und dem unteren Teil des ersten Werkzeugs der gewünschte Spalt erreicht ist. Der Spalt kann so angepasst werden, dass er dem auf den Holzlagenkomplex mit einer bestimmten Dicke ausgeübten Druck entspricht. Der Verschluss 14 kann in Form von Klemmvorrichtungen oder mechanisch ineinandergreifenden Teilen vorliegen. Der Roboter kann auch an eine Software zum Starten des Heizprogramms angebunden werden.
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Der Roboter kann des Weiteren das korrekte Werkzeug für die Herstellung der gewünschten Schale erkennen. Für verschiedene Verkleidungsteile werden verschiedene Schalenformen benötigt und deshalb muss der Holzlagenkomplex auf unterschiedlichen Werkzeugen angeordnet werden, damit verschieden geformte Schalen hergestellt werden. Daher ist die Erkennung verschiedener Werkzeuge sowie der Einsatz der zweckmäßigen Werkzeuge wichtig.
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Auf dieser Grundlage kann der Roboter auch das zutreffende Programm zur Herstellung der Schale starten. Beispielsweise muss möglicherweise bei einem Heizprogramm zur Herstellung einer bestimmten vorgeformten Schale für ein Verkleidungsteil der Holzlagenkomplex fünfzehn Sekunden lang auf eine Temperatur von 130 Grad C erwärmt werden, wobei das Werkzeug mit einem Spalt von 1 cm zwischen dem unteren Teil des ersten Werkzeugs und dem oberen Teil des ersten Werkzeugs verschlossen ist.
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Das obere Teil des ersten Werkzeugs weist vorzugsweise einen Temperatursensor auf. Da das obere Teil des ersten Werkzeugs in Schritt 1 vorübergehend von dem vorgewärmten unteren Teil des ersten Werkzeugs abgehoben wird, ist es bei ihm möglicherweise zu einem Wärmeverlust gekommen. Die Daten von dem Temperatursensor können an das Heizprogramm übergeben werden, das sich auf Basis dieser Werte selbst anpassen kann, damit beispielsweise das Programm länger oder kürzer läuft usw.
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In Schritt 5 öffnet der Roboter, sobald das Heizprogramm endet, das Werkzeug und legt das obere Teil des ersten Werkzeugs auf eine warme Fläche, damit es nicht zu einem Wärmeverlust kommt. Wie zu erkennen ist, liegt der Holzlagenkomplex 13 nun in Form einer vorgeformten Schale 15 vor.
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In Schritt 6 ist zu erkennen, dass das zweite Werkzeug an der Abkühlstation geschlossen ist. Das untere Teil des zweiten Werkzeugs 17 ist auf eine Temperatur von mindestens 50 Grad C unter der Temperatur des unteren Teils des ersten Werkzeugs 12 der Heizstation vorgekühlt worden, vorzugsweise ist das untere Teil des zweiten Werkzeugs auf 25 Grad C abgekühlt. Das obere Teil des zweiten Werkzeugs 16 wird durch Konvektion von dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs 17 abgekühlt.
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In Schritt 7 legt der Roboter die vorgeformte Schale von Schritt 5 ein und ordnet sie in der korrekten Position auf dem unteren Teil des zweiten Werkzeugs 17 an. Die vorgeformte Schale muss abgekühlt werden, nachdem sie im Heizprozess ihre Form erhalten hat, damit sich die erhaltene Form nicht verändert, was geschehen kann, wenn sie in einem erwärmten Zustand belassen wird.
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In Schritt 8 schließt der Roboter das zweite Werkzeug oben auf der vorgeformten Schale. Anschließend startet er das passende Abkühlprogramm. In Schritt 9 öffnet der Roboter das Werkzeug zum Entnehmen der Schale. Die vorgeformte abgekühlte Schale wird von dem Roboter in Schritt 10 auf einem Stapel weiterer vorgeformter Schalen aus Holzlagenkomplex abgelegt.
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Es sei vermerkt, dass mehrere Roboter das zuvor beschriebene Verfahren durchführen können. So kann beispielsweise ein Roboter ausschließlich zur Handhabung der Holzlagenkomplexe vorgesehen sein. Ein weiterer Roboter kann zur Anordnung an der Heizstation vorgesehen sein, wohingegen ein dritter Roboter möglicherweise ausschließlich an der Abkühlstation eingesetzt wird. In diesem Fall würde der Roboter für die Handhabung der Holzlagenkomplexe den Holzlagenkomplex zur Heizstation bringen. Dort nimmt ein zweiter Roboter das obere Teil des ersten Werkzeugs auf, während der Roboter für die Handhabung der Holzlagenkomplexe den Holzlagenkomplex unverzüglich in der passenden Position auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs anordnet. Ohne jeglichen Zeitverlust ordnet der zweite Roboter anschließend das obere Teil des ersten Werkzeugs wieder oben auf dem unteren Teil des ersten Werkzeugs an, verschließt das Werkzeug und startet das zutreffende Heizprogramm.
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Ein ähnlicher Vorgang wird an der Abkühlstation wiederholt, an der der Roboter für die Handhabung der Holzlagenkomplexe und ein dritter Roboter zusammenarbeiten, damit der Holzlagenkomplex zügig in das Werkzeug eingelegt wird. Wie sich feststellen lässt, wird mit dieser Anordnung viel Zeit eingespart und die Produktionseffizienz gesteigert.
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Der fachkundige Leser bemerkt zudem, dass die Qualität der vorgeformten Schale und somit von dem sich ergebenden gefertigten Verkleidungsteil, da der gesamte Prozess automatisiert wurde, höher wäre als bei einem vergleichbaren Verkleidungsteil, das mit einem nicht automatisierten Verfahren gefertigt wird. Der Einsatz von Robotern steigert nämlich nicht nur die Produktionseffizienz, sondern bewirkt auch, dass die vorgeformte Schale gut ausgeformt ist. Durch den Einsatz von Robotern nimmt die Prozessgenauigkeit zu, beispielsweise durch die exaktere Anordnung des Holzlagenkomplexes in der korrekten Position in einem unteren Werkzeugteil. Ebenso kann auch der erforderliche Spalt zwischen einem unteren Werkzeugteil und einem oberen Werkzeugteil, der notwendig ist, mit einem Roboter präziser erhalten werden.
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2 zeigt die einzelnen Komponenten eines Roboters sowie des Vorformwerkzeugs. Es ist zu erkennen, dass der Roboter 1 mit einem Elektromodul 2 und einem Fluidmodul 3 ausgestattet sein kann. Das Elektromodul kann von dem Roboter zum Erwärmen eines oberen Werkzeugteils durch Induktion verwendet werden, wohingegen das Fluidmodul zum Abkühlen eines oberen Werkzeugteils verwendet werden kann. Diese Module können besonders zweckdienlich in der Zeitspanne sein, wenn der Roboter ein oberes Werkzeugteil von einem unteren Werkzeugteil abgehoben hat. Da ein oberes Werkzeugteil mittels Konvektion von einem unteren Werkzeugteil erwärmt/abgekühlt wird, kann seine gewünschte Abkühlung/Erwärmung hinfällig werden, wenn es von einem unteren Werkzeugteil getrennt ist. In diesen Zeiträumen können das Elektro- oder das Fluidmodul des Roboters zur Erwärmung beziehungsweise Abkühlung eines oberen Werkzeugteils beitragen.
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Der Roboter weist zudem eine Adapterplatte 4 auf, mit der er je nach anzuhebendem Werkzeug rasch die Werkzeughandhabungseinrichtung 5 wechseln kann. Hierbei kann es sich um einen Sauggreifer zum Anheben des Holzlagenkomplexes oder einen Fingergreifer zum Anheben eines leichten Werkzeugs handeln. Bei schwereren Werkzeugen kann es sich bei der Werkzeughandhabungseinrichtung 5 um eine Anordnung aus Schlitzen handeln, die den Hebeschlitzen 6 an der Adapterplatte 7 des Werkzeugs entspricht, die mit der Werkzeughandhabungseinrichtung 5 zusammengefügt werden kann. Es ist zu erkennen, dass die Werkzeugadapterplatte 7 an dem oberen Werkzeugteil 8 angeordnet ist, das der Roboter stets anhebt, wohin-gegen sich das untere Werkzeugteil 9 nicht bewegt und auf dem Aufsetzfuß 10 angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Roboter
- 2.
- Elektromodul
- 3.
- Fluidmodul
- 4.
- Roboteradapterplatte
- 5.
- Werkzeughandhabungseinrichtung
- 6.
- Hebeschlitze
- 7.
- Werkzeugadapterplatte
- 8.
- Oberes Werkzeugteil mit Adapterplatte
- 9.
- vorgewärmtes oder vorgekühltes unteres Werkzeugteil
- 10.
- Aufsetzfuß
- 11.
- oberes Teil des ersten Werkzeugs
- 12.
- unteres Teil des ersten Werkzeugs
- 13.
- Holzlagenkomplex
- 14.
- Werkzeugverschluss
- 15.
- vorgeformte Schale
- 16.
- oberes Teil des zweiten Werkzeugs
- 17.
- unteres Teil des zweiten Werkzeugs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 104690172 B [0004]
- US 20140339742 A1 [0004]
