EP1837189B1 - Device for refining of workpieces - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Veredeln von Werkstücken, die bevorzugt zumindest teilweise aus Holz, Holzwerkstoffen oder dergleichen bestehen, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a device for refining workpieces, which are preferably at least partially made of wood, wood-based materials or the like, according to the preamble of claim 1.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
Ferner betrifft die von der Anmelderin eingereichte, nachveröffentlichte Europäische Patentanmeldung
Die Lehre der
Die Lehre der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Veredeln von Werkstücken bereitzustellen, die bei einfacher Konstruktion und einfachem Betrieb eine hohe Veredelungsqualität ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a generic device for finishing workpieces, which allows a high quality finishing with simple design and easy operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Veredeln von Werkstücken nach Anspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben.This object is achieved by a device for finishing workpieces according to claim 1. An advantageous development of the invention is specified in
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Umspannen der zu veredelnden Werkstücke im Zuge der Veredelung so weit wie möglich zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie ferner mindestens eine Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten des Werkstücks aufweist. Auf diese Weise wird es möglich, die Werkstücke in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur zu bedrucken, sondern auch einzelne oder zahlreiche Bearbeitungsvorgänge auszuführen, die dem Bedrucken vor-, nach- oder auch zwischengelagert sein können. Hierdurch kann auf ein Umspannen zwischen diesen Veredelungsschritten verzichtet werden, so dass keine mehrfache Werkstückausrichtung und/oder Sensorerfassung erforderlich ist, was die Konstruktion der Gesamtvorrichtung und deren Betrieb vereinfacht, ohne die Veredelungsqualität zu beeinträchtigen.The invention is based on the idea to avoid the re-clamping of the workpieces to be finished in the course of finishing as much as possible. For this purpose, it is provided according to the invention in a generic device that it further comprises at least one processing device for processing the workpiece. In this way, it is possible not only to print the workpieces in the device according to the invention, but also to carry out individual or numerous machining operations, which can be before, after or even temporarily stored for printing. As a result, can be dispensed with a re-clamping between these finishing steps, so that no multiple workpiece alignment and / or sensor detection is required, which simplifies the construction of the overall device and its operation, without affecting the finishing quality.
Obgleich im Rahmen der Erfindung der Einsatz mindestens einer Ink-Jet-Druckeinrichtung bevorzugt ist, können alternativ oder zusätzlich auch andere Druckeinrichtungen eingesetzt werden.Although the use of at least one ink-jet printing device is preferred within the scope of the invention, other printing devices may alternatively or additionally be used.
Im Rahmen der Erfindung ist es prinzipiell möglich, die Ink-Jet-Druckeinrichtung und/oder die Bearbeitungseinrichtung stationär anzuordnen und die zu veredelnden Werkstücke an dieser unter Einsatz der Fördervorrichtung entlang zuführen. Ebenso ist es möglich, die Druckeinrichtung und/oder die Bearbeitungseinrichtung beweglich auszuführen, oder auch eine Kombination beider Varianten vorzusehen, d.h. dass sowohl die Werkstücke als auch die Druckeinrichtung und/oder die Bearbeitungseinrichtung während des Druck- bzw. Bearbeitungsvorganges unter Einsatz der Fördervorrichtung bewegt werden.In the context of the invention, it is in principle possible to arrange the ink-jet printing device and / or the processing device stationary and to be finished workpieces feed this along using the conveyor along. It is likewise possible to make the printing device and / or the machining device movable or to provide a combination of both variants, ie that both the workpieces and the printing device and / or the machining device are moved during the printing or machining operation using the conveying device ,
Die Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten des Werkstücks kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf unterschiedlichste Weise ausgestaltet und für eine oder mehrere Bearbeitungsarten ausgelegt sein.In the context of the present invention, the processing device for processing the workpiece can be configured in a wide variety of ways and designed for one or more types of processing.
Auch die Fördervorrichtung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf unterschiedlichste Art und Weise ausgestaltet sein, beispielsweise durch einen einzelnen Werkstücksfördertisch, aber auch durch eine Vielzahl verfahrbarer Bauteile, die in Relation zueinander verfahren werden können. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch bevorzugt, dass die Fördervorrichtung eingerichtet ist, auch eine Relativbewegung zwischen dem zu veredelnden Werkstück und der Bearbeitungseinrichtung herbeizuführen, und zwar bevorzugt derart, dass das Werkstück ohne Veränderung seiner Relativposition zu der Werkstücktrageinrichtung bearbeitet und bedruckt werden kann. Auf diese Weise kann ein Umspannen der zu veredelnden Werkstücke im Zuge der Veredelung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden werden, wodurch sich ein einfacher und präziser Betrieb mit hoher Veredelungsqualität ergibt.In the context of the present invention, the conveyor device can also be designed in many different ways, for example by a single workpiece conveyor table, but also by a multiplicity of movable components which can be moved in relation to one another. According to one embodiment of the invention, however, it is preferred that the conveying device is set up to bring about a relative movement between the workpiece to be finished and the processing device, preferably in such a way that the workpiece can be processed and printed without changing its relative position to the workpiece carrier device. In this way, a re-clamping of the workpieces to be finished in the course of finishing in the device according to the invention can be avoided, resulting in a simple and precise operation with high quality finishing.
Die Ink-Jet-Druckeinrichtung und die Bearbeitungseinrichtung können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung prinzipiell an einer beliebigen Stelle platziert sein, beispielsweise auch an einem verfahrbaren oder stationären Roboter.The ink-jet printing device and the processing device can in principle be placed anywhere in the device according to the invention, for example also on a movable or stationary robot.
Gemäß der Erfindung ist die Druckeinrichtung in einer Spindeleinheit einwechselbar aufgenommen.According to the invention, the printing device is received einwechselbar in a spindle unit.
Eine derartige Spindeleinheit eignet sich sehr gut als grundlegendes Bauteil einer Bearbeitungseinrichtung, und zwar in einer Kombination mit einer Mehrzahl von Bearbeitungswerkzeugen und/oder -aggregaten, die gemäß der Erfindung in die mindestens eine Spindeleinheit einwechselbar und in mindestens einem Magazin ablegbar sind. Hierdurch ergibt sich mit geringem konstruktivem Aufwand, wie beispielsweise einer geringen Anzahl von Antrieben, eine hohe Vielfalt von Bearbeitungsmöglichkeiten für die Werkstücke.Such a spindle unit is very well suited as a basic component of a processing device, in a combination with a plurality of Machining tools and / or aggregates, which are interchangeable according to the invention in the at least one spindle unit and can be stored in at least one magazine. This results in low design effort, such as a small number of drives, a wide variety of processing options for the workpieces.
Darüber hinaus wird die mindestens eine Spindeleinheit nicht nur zum Betreiben unterschiedlichster Bearbeitungswerkzeuge und/oder -aggregate, sondern auch zum Betreiben einer Druckeinheit verwendet werden. Zu diesem Zweck ist gemäß der in Anspruch 1 genannten Erfindung die Druckeinheit vorgesehen, die in die mindestens eine Spindeleinheit einwechselbar ist, und zwar über eine Schnittstelle. Hierdurch kann die Druckeinheit ebenfalls flexibel eingesetzt werden und nur dann in eine Betriebsposition in der Spindeleinheit gebracht werden, wenn sie zum Veredeln des Werkstücks benötigt wird. Um ein sicheres Einwechseln der Druckeinheit in die Spindeleinheit zu ermöglichen, ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Druckeinheit Anschlussmittel aufweist, mittels der sie in die Werkzeugaufnahme einer Spindeleinheit einwechselbar ist. Somit muss die Spindeleinheit nicht zur Aufnahme der Druckeinheit adaptiert werden, sondern die Druckeinheit weist geeignete Anschlussmittel auf, welche in die ohnehin vorhandene Werkzeugaufnahme der Spindeleinheit eingeschlossen werden können.In addition, the at least one spindle unit will not only be used for operating a wide variety of machining tools and / or assemblies, but also for operating a printing unit. For this purpose, according to the invention mentioned in claim 1, the printing unit is provided, which is einwechselbar in the at least one spindle unit, via an interface. In this way, the printing unit can also be used flexibly and only brought into an operating position in the spindle unit when it is needed for finishing the workpiece. In order to enable a safe replacement of the printing unit in the spindle unit, it is provided according to the invention that the printing unit has connection means by means of which it is exchangeable in the tool holder of a spindle unit. Thus, the spindle unit does not have to be adapted to accommodate the printing unit, but the printing unit has suitable connection means which can be included in the already existing tool holder of the spindle unit.
- Fig. 1Fig. 1
- zeigt schematisch eine Perspektivansicht einer Vorrichtung zum Veredeln von Werkstücken gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;shows schematically a perspective view of a device for finishing workpieces according to an embodiment of the invention;
- Fig. 2Fig. 2
-
zeigt schematisch eine teilweise Draufsicht der in
Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;schematically shows a partial plan view of the inFig. 1 shown device; - Fig. 3Fig. 3
-
zeigt schematisch eine teilweise geschnittene Frontansicht der in
Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;schematically shows a partially sectioned front view of inFig. 1 shown device; - Fig. 4Fig. 4
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zeigt weitere Details der Druckeinrichtung in
Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;shows more details of the printing device inFig. 1 shown device; - Fig. 5Fig. 5
-
zeigt weitere Details der Druckeinrichtung der in
Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;shows further details of the printing device inFig. 1 shown device; - Fig. 6Fig. 6
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veranschaulicht den Betrieb der in
Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.illustrates the operation of inFig. 1 shown device.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
Eine Vorrichtung 1 zum Veredeln von Werkstücken als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Ink-Jet-Druckeinrichtung 10, die in der vorliegenden Ausführungsform nach dem Drop-on-Demand-Prinzip arbeitet. Wie in
Ferner sind an der Druckeinrichtung 10 Trocknungseinheiten 14, beispielsweise UV-Trockner, vorgesehen, die dazu dienen, die durch die Druckeinrichtung aufgebrachte Tinte zügig zu trocknen, um ein mögliches Drucken mit ungenauem "Passer" zu verhindern.Furthermore, drying
Die Druckeinrichtung 10 ist in der vorliegenden Ausführungsform an einer Spindeleinheit 6 vorgesehen bzw. in diese eingewechselt, was in
Um das Einwechseln der Druckeinrichtung (Druckeinheit) 10 in die Spindeleinheit zu ermöglichen, ist die Druckeinheit 10 in der vorliegenden Ausführungsform mit einem Anschlussstutzen 18 versehen, der in die Werkzeugaufnahme 6' der Spindeleinheit einwechselbar ist (vgl.
Die Spindeleinheit 6 ist in y-Richtung verfahrbar an einem Portal 4 vorgesehen, das selbst wiederum in x-Richtung verfahrbar ausgestaltet sein kann. Dabei sind in der vorliegenden Ausführungsform zwei Portale 4 vorgesehen, die jeweils eine oder mehrere Spindeleinheiten 6 tragen können, die gegebenenfalls auf gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Portals 4 angeordnet sein können. Dabei ist zu beachten, dass die Portale 4 gegebenenfalls auch als Ausleger ausgestaltet sein können.The
Die Spindeleinheiten 6 können über an den Portalen 4 jeweils vorgesehene Werkzeugmagazine 32 mit Bearbeitungswerkzeugen und/oder Bearbeitungsaggregaten 30 sowie einer oder mehreren Druckeinheiten 10 automatisch oder manuell bestückt werden (
Im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform können unterschiedlichste Bearbeitungswerkzeuge 30 und/oder Bearbeitungsaggregate 30 zu Einsatz kommen; wie beispielsweise spanende Werkzeuge (Bohrer, Fräser, etc.), Kantenanleimaggregate, Extrudieraggregate, Beschichtungsaggregate, Kaschieraggregate, Reinigungsaggregate, Entfettungsaggregate, Aggregate zum Verbessern der Haftungs- und Benetzungseigenschaften der zu bedruckenden Oberflächen und Aggregate zum Verminderung der elektrostatischen Aufladung der zu bedruckenden Oberflächen. Diese Werkzeuge und Aggregate können selbstverständlich auch fest aufgebaut sein (unabhängig von einer Spindeleinheit). Zur Ausführung der Bearbeitungsarten Reinigen, Entfetten, Verbessern der Haftungs- und Benetzungseigenschaften sowie Verminderung der elektrostatischen Aufladung wird auf die von der Anmelderin eingereichte europäische Patentanmeldung mit der Nr. 06
Unterhalb der Portale 4 erstreckt sich in der vorliegenden Ausführungsform ein Werkstückstisch 20 zum Tragen der jeweiligen zu bemusternden Werkstücke 2, der in der in
Die Anordnung eines plattenförmigen Werkstücks 2 auf dem Werkstücktisch 20 ist in
Weitere Details des Werkstücktisches 20 sind in
Ferner umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 eine Erfassungseinrichtung 40 zur Erfassung der Relativposition der Ink-Jet-Druckeinrichtung 10 und der jeweiligen zu bemusternden Oberfläche eines Werkstücks 2. Die Erfassungseinrichtung 40 weist in der vorliegenden Ausführungsform mehrere Arten von Sensoren 42, 46 auf, die in den
Wie in den
Darüber hinaus ist an der Druckeinrichtung 10 benachbart zu den Tintenaustrittsdüsen 12 in der vorliegenden Ausführungsform ein Bilderfassungssensor 46 angeordnet, der ebenfalls in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Tintenausstoßrichtung der Düsen 12 misst. Bei dem Bilderfassungssensor 46 kann es sich beispielsweise um eine CCD-Kamera oder dergleichen handeln, die ein vollständiges Abbild eines zu bedruckenden oder bereits bedruckten Bereichs des jeweiligen Werkstücks 2 erstellen kann.Moreover, on the
Obgleich in den Figuren nicht gezeigt, sind einerseits sämtliche Sensoren und andererseits die Druckeinrichtung und bevorzugt auch die übrigen Betriebsbauteile der Vorrichtung 1 mit einer Steuereinrichtung verbunden, welche die jeweiligen, durch die Sensoren erfassten Daten auswertet und auf dieser Grundlage den Betrieb der Vorrichtung, insbesondere der Druckeinrichtung steuert. Der Betrieb der Vorrichtung kann sich dabei wie folgt darstellen.Although not shown in the figures, on the one hand all sensors and on the other hand the printing device and preferably also the other operating components of the device 1 are connected to a control device which evaluates the respective data detected by the sensors and on this Basis controls the operation of the device, in particular the printing device. The operation of the device can be represented as follows.
Zunächst wird ein Werkstück 2 über die Anschlagbolzen 22 auf dem Werkstücktisch 20 grob positioniert und über die Vakuumsauger 24 fixiert. Anschließend werden die Positionierung und/oder Kontur des Werkstücks 2 auf dem Werkstücktisch 20 durch die Sensoren 52 erfasst und diese Daten an die Steuereinrichtung weitergegeben.First, a
Daraufhin wird der Werkstücktisch 20 in x-Richtung verfahren, sodass das Werkstück 2 durch in die Spindeleinheiten 6 eingewechselte Werkzeuge, Aggregate oder Druckeinheiten bearbeitet bzw. veredelt werden kann. Dabei vollzieht sich der Betrieb der Druckeinrichtung beispielsweise wie folgt.The workpiece table 20 is then moved in the x-direction, so that the
Auf der Grundlage der Daten von den Sensoren 52 wird die Druckeinrichtung 10 mit der entsprechenden Spindel 6 entlang des Portals 4 zu dem zu bedruckenden Werkstück 2 verfahren. Dabei führen die Sensoren 42, 46 kontinuierlich einen Messbetrieb aus, sodass das Vorhandensein und gegebenenfalls der Abstand des jeweiligen Werkstücks und darüber hinaus (durch den Bilderfassungssensor 46) auch weitere Informationen über das Werkstück 2 erhalten werden können. Auf der Grundlage dieser Daten gibt die Steuereinrichtung Drucksignale an die jeweiligen Düsen 12 (bzw. die zugehörigen piezoelektrischen Aktoren oder Thermoelemente) aus, sodass das Werkstück 2 bedruckt wird. In Abhängigkeit von den Erfassungsdaten der Sensoren 42, 46 können dabei einzelne Düsen oder Düsengruppen zu- oder abgeschaltet werden, um Abmessungs-, Lage- oder sonstige Toleranzen oder Abweichungen des Werkstücks 2 zu kompensieren. Alternativ oder zusätzlich ist es im Rahmen der Erfindung ebenso möglich, dass einzelne oder mehrere Düsen der Druckeinrichtung 10 über Piezostellmittel oder dergleichen erstellt werden, um deren Position oder Ausstoßrichtung an das Werkstück 2 anzupassen. Beim Bedrucken einer großen Seitenfläche eines Werkstücks 2 arbeiten neben dem Bilderfassungssensor 46 primär die neben den Düsen 12 angeordneten Sensoren 42, die in
Nach dem Bedrucken eines Oberflächenabschnitts kann dieser gegebenenfalls durch die Trocknungseinheiten 14 getrocknet werden, und zwar gegebenenfalls auch simultan zum Druckvorgang.After printing on a surface section, it may optionally be dried by the drying
Die Verfahrwege der Druckeinrichtung 10 und/oder des Werkstücks 2 sind in
Alternativ ist es ebenso möglich, dass in
Claims (2)
- Apparatus (1) for refining workpieces (2) which are preferably at least partially made of wood, derived timber products or the like, having:a printing device (10) which is preferably designed as an ink jet printing device having a plurality of jets (12) from which ink droplets can be ejected,a workpiece carrying device (20) for carrying the workpiece (2) to be patterned,a conveying device for bringing about a relative movement between the workpiece (2) to be refined and the printing device (10), andat least one processing device (30) for processing the workpiece,wherein the apparatus further comprises a spindle unit having a tool holder (6') for holding processing devices in a manner allowing them to be exchanged,characterised in thatthe apparatus has at least one magazine,the apparatus further has a plurality of processing tools and/or units (30) which can be inserted in the tool holder of the at least one spindle unit (6) and deposited in the at least one magazine (32), andthe printing device (10) has connecting means (18) by means of which it can be inserted via an interface (6") in the tool holder (6') of the at least one spindle unit (6).
- Apparatus according to claim 1, characterised in that the conveying device is designed also to bring about a relative movement between the workpiece (2) to be refined and the processing device (30), this being preferably in such a way that the workpiece (2) can be processed and printed on without changing its position relative to the workpiece carrying device (20).
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