EP3042743A1 - Verfahren zur bearbeitung von werkstücken, insbesondere kantenbändern, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur bearbeitung von werkstücken, insbesondere kantenbändern, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

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EP3042743A1
EP3042743A1 EP16150065.7A EP16150065A EP3042743A1 EP 3042743 A1 EP3042743 A1 EP 3042743A1 EP 16150065 A EP16150065 A EP 16150065A EP 3042743 A1 EP3042743 A1 EP 3042743A1
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EP
European Patent Office
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heat
workpiece
heat source
receiving area
heated
Prior art date
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EP16150065.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3042743B1 (de
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Stefan Hüsener
Uwe Seifert
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IMA Schelling Deutschland GmbH
Original Assignee
IMA Klessmann Holzbearbeitungssysteme GmbH
IMA Klessmann GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D5/00—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D5/00—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood
    • B27D5/003—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood securing a veneer strip to a panel edge

Definitions

  • the invention relates to a method for processing workpieces according to the preamble of claim 1 and an apparatus for carrying out such a method according to the preamble of claim 6.
  • the operating parameters must be adjusted so that the required temperature is achieved on the one hand, but on the other hand, the temperature must not be significantly exceeded or undershot, because the workpiece takes damage or its further processing can not be made.
  • plastic edge strips are heated by a heat source, eg a laser, hot air or plasma radiation, prior to attachment to narrow sides of plates made of wood or wood substitutes.
  • a functional layer is melted in the edge band, which cools after pressing against the narrow side of the plate and the edge band thus enters into a firm connection with the plate.
  • a temperature sensor with which, if necessary, an energy source or means for focusing the energy can be controlled.
  • Object of the present invention is therefore to provide a method and an apparatus of the type mentioned, in which the said restrictions do not occur.
  • the invention provides, by an imaging method, such as by the use of a pyrometer or a thermal imaging camera by the heat source - which is preferably a laser, a hot air blower or a plasma nozzle - heated spot on the workpiece - preferably as an edge band is trained - to detect directly by detecting the heat radiation emanating from the workpiece.
  • Heat radiation is the radiation emitted by the heated workpiece; This is primarily infrared radiation.
  • the heat return is in most applications infrared radiation in the longer wavelength range, i. usually beyond 3000 nm towards longer wavelengths.
  • This heat return can be detected well with imaging techniques. In this way, it is possible to make adjustments in the current workpiece machining process, for example, by examining the temperature ranges of the heated point on the workpiece.
  • the data acquired by the imaging method are preferably evaluated and / or displayed on a display device.
  • the evaluation can be an integration via the temperature distribution detected and imaged by the imaging method in order to calculate, for example, a heat content or an average temperature. Such information determined by evaluation and / or calculation provides information about the temperature conditions prevailing on the workpiece.
  • such determined data can be used to control and / or regulate the heat source.
  • the energy emitted by the heat source to the workpiece is controlled on the basis of the detected heat return and / or regulated to a desired value.
  • a determined average value or an integration value can be compared with a desired value specified for the workpiece and the processing process.
  • the energy supply the heat source can be increased if the detected temperature at the workpiece is too low and lowered when said temperature is too high.
  • the method according to the invention also offers the advantage that workpieces whose optimum temperature operating point, ie the optimum energy provided by the heat source, is not known, can be measured. This can be done, for example, by continuously changing the energy output of the source and thereby examining the temperature behavior by means of the imaging process.
  • the invention is particularly suitable for use in woodworking machines, in which an edging device for edging narrow sides of plates made of wood or wood substitutes is coated with an edge band.
  • the edge bands preferably have a functional layer of plastic or consist entirely of plastic, wherein the functional layer can be melted in both cases by the energy of the heat source. It is particularly advantageous if a laser is used as heat source - as mentioned above, because then it can be achieved that the temperature detection by the imaging process on the one hand and the irradiation of the workpiece, for example, the edge band, on the other hand do not interfere with each other.
  • the heat return on a line or in the region of the beam axis or beam plane, which is coaxial or parallel with the beam path of the incident on the workpiece laser beam.
  • the detection of the image data ie the spatially resolved observation of the temperature distribution on the workpiece, parallax can then be done freely, which prevents errors in the subsequent evaluation and / or control and / or regulation of the heat source.
  • the heat return can also be detected at any angle.
  • the method described above and the device described below are not only for Bekantungsvoriquesen or generally in wood processing.
  • the invention is also suitable for use in working methods or manufacturing processes in which a part is heated with a heat source and the information about the heating of the workpiece for the further process is to be detected.
  • the device according to the invention for carrying out a method described above comprises the heat source and a workpiece receiving area for receiving a workpiece, which may be an edge band as described above.
  • the heat source is arranged so that it is directed onto the workpiece receiving area and the energy provided by it can heat a workpiece located in the workpiece receiving area. This can be done by heat radiation, heat conduction or supply of a thermal energy-containing mass flow such as hot air or a plasma flame.
  • the indirect heating by irradiation of laser light, which excites an absorber contained in the workpiece, which in turn heats the workpiece material surrounding it, is possible.
  • the device further comprises a heat detection device which detects the heat radiation emanating from the workpiece when it is heated by the heat source. The heat return can be detected for example with a pyrometer or a thermal imaging camera.
  • a preferred variant in which e.g. Laser light is used as a heat source, provides to observe the heat reflection on the axis or in the plane which is defined by the beam path of the laser beam before hitting the workpiece.
  • the device according to the invention comprises an optical device which reflects the heat radiation or transmits the heat radiation and which is arranged between the heat detection device and the workpiece receiving region in the radiation region of the heat return.
  • this device may be a semi-transparent mirror, e.g. one which has zinc selenide as the material.
  • a mirror is used to redirect laser light of a certain wavelength range on the mirror to the workpiece, but is permeable to the heat reflection, so that the mirror between the workpiece and heat detection device can be arranged.
  • a detection of the temperature distribution "on the laser beam axis" is possible.
  • the optical device is designed in particular for light in a light wavelength range between 700 and 3000 nm, preferably between 700 and 2000 nm, permeable or reflective.
  • the heat detecting means may be designed to detect only heat radiation in a spectral range outside the spectral range of the laser light, the latter being preferable between 700 and 3000 nm, preferably between 700 and 2000 nm.
  • the heat detection device can detect heat radiation in a range of in particular greater than 1000 nm, but preferably 6000 to 14000 nm.
  • the observation of the temperature distribution on the workpiece can take place without interference in the "beam path" of the laser beam, because the heat detection device does not "see” the incident laser light.
  • the apparatus may further include a control device which receives heat detection data of the heat detection means and is adapted to evaluate the heat detection data and / or compare with predetermined target data and / or depending on this evaluation to control the output from the heat source energy and / or to control to a predetermined setpoint.
  • a control device which receives heat detection data of the heat detection means and is adapted to evaluate the heat detection data and / or compare with predetermined target data and / or depending on this evaluation to control the output from the heat source energy and / or to control to a predetermined setpoint.
  • the device according to the invention is preferably designed as an edging device for plate-shaped products made of wood or wood substitutes.
  • the workpiece receiving area is formed in this case for the supply of edge bands and possibly subsequent pressing edge bands to plate-shaped products.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a possible configuration of a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of another possible configuration of a device according to the invention.
  • a heat source 1 which is a laser beam source in the example shown, which emits a laser beam 4, 4 '.
  • a workpiece receiving device is indicated by the reference numeral 10, in which a workpiece 2 is located, which may be an edge band in the example shown.
  • the laser beam 4 impinges on an optical device 3 embodied here as a semitransparent mirror and is deflected toward a deflecting beam 4 'onto the workpiece.
  • the optical device 3 is designed here to reflect the laser light, preferably that of a diode laser (near-infrared) or of a CO 2 laser (about 10000 nm).
  • the heat source 1 heats the workpiece (here in the area of impact of the laser 4 ') and thereby generates heat radiation 5.
  • this heat radiation is in some other spectral range of the infrared, for example in the range of 3000 to 14000 nm.
  • the heat detection device 6 is preferably designed so that it detects just this spectral range and possibly for the spectral range of the laser light is "blind".
  • the optical device is permeable to infrared radiation in the area relevant to the heat radiation, so that the heat detection device 6 behind the optical device 3 - which thus between the device 6 and the workpiece 2 is - can be placed.
  • control and regulating device 7 which is connected to the device 6 for receiving image data via a - e.g. wireless or wired communication interface 8 communicates.
  • a display (not shown) may be provided which visualizes the detected heat return, e.g. by outputting a temperature distribution of the detected thermal image of the workpiece or merely displaying a false color image.
  • a communication interface 9 can be provided between the device 7 and the heat source 1. This communication interface 9 can in turn be wireless or wired or the like.
  • the devices 6, 7 shown as well as the communication interfaces 9 and also the optical device 3 are not absolutely necessary for realizing the inventive concept - method or device. In principle, only the heat source 1 and the workpiece receiving area 10 or a workpiece 2 and the heat detection device 6 are required.
  • FIG. 2 An alternative in which, for example, the optical device is missing is in FIG. 2 shown, the operation is otherwise to the embodiment described above in FIG. 1 identical.
  • the optical device 3 can then be introduced into the beam path of the beam 4 striking the workpiece at an angle thereto.
  • the optical device 3 is then for the irradiated laser light 4 -. in said spectral ranges - transparent, but reflects the heat radiation 5 e.g. in their abovementioned spectral ranges.
  • the heat return 5 can be coupled out and the heat detection device 6 can be placed anywhere outside the laser beam axis or plane 4. This is useful when in larger devices e.g. existing space can be exploited.
  • the heat detecting device 6 can be placed in spatial proximity to the workpiece, such as when only small differences in heat to be detected, which is not always possible with a greater distance between the heat detection device 6 and workpiece 2.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
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Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken (2), insbesondere Kantenbändern, bei dem ein Werkstück (2), insbesondere Kantenband, durch eine Wärmequelle (1), insbesondere einen Laser, ein Heißluftgebläse oder eine Plasmadüse, erwärmt wird. Die Wärmerückstrahlung (5, 5') des erwärmten Werkstücks (2) wird mittels eines bildgebenden Verfahrens erfasst. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine Wärmequelle (1) und einem Werkstückaufnahmebereich (10) zur Aufnahme eines Werkstücks (2), insbesondere eines Kantenbandes auf. Die Wärmequelle (10) ist so eingerichtet, dass sie auf den Werkstückaufnahmebereich (10) gerichtet ist und die von ihr zur Verfügung gestellte Energie ein im Werkstückaufnahmebereich (10) befindliches Werkstück (2) erwärmen kann. Die Vorrichtung weist weiter eine Wärmeerfassungseinrichtung (6) auf, die die vom Werkstück (2) bei dessen Erwärmen durch die Wärmequelle (1) ausgehende Wärmerückstrahlung (5, 5') erfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • Bei der Bearbeitung von Werkstücken, bei denen ein Verfahrensschritt vorsieht, dass die Werkstücke durch eine Wärmequelle erwärmt werden müssen, müssen die Betriebsparameter so eingestellt werden, dass die erforderliche Temperatur einerseits erreicht wird, andererseits darf die Temperatur aber auch nicht deutlich überschritten oder unterschritten werden, weil das Werkstück Schaden nimmt oder dessen Weiterverarbeitung nicht vorgenommen werden kann.
  • So ist insbesondere bekannt, dass Kantenbänder aus Kunststoff vor dem Anbringen an Schmalseiten von Platten aus Holz oder Holzersatzstoffen durch eine Wärmequelle, z.B. einen Laser, Heißluft oder Plasmastrahlung, erwärmt werden. Dabei wird im Kantenband eine Funktionsschicht angeschmolzen, welche nach dem Andrücken gegen die Schmalseite der Platte erkaltet und das Kantenband somit eine feste Verbindung mit der Platte eingeht. Zur Überwachung der Temperaturen in diesem Bereich des Andrückens ist z.B. aus DE 20 2008 015 878 U1 bekannt, in dem Werkstückaufnahmebereich, also dort, wo das Kantenband erwärmt wird, und dort, wo es an die Platte angedrückt wird, einen Temperaturfühler anzubringen, mit welchem ggf. eine Energiequelle oder eine Einrichtung zur Fokussierung der Energie gesteuert werden kann.
  • Diese Art der Messung der Temperatur ist zum Einen ungenau, weil sie in der Regel in Bereichen - z.B. dem der Wärmequelle abgewandten Bereichen des Kantenbandes - erfolgt, die nicht direkt erwärmt werden. Zum Anderen erfordert die Messung der Temperatur immer einen direkten Kontakt des Messfühlers mit dem zu vermessenden Werkstück, so dass eine Messung dort, wo tatsächlich das Aufschmelzen stattfindet, gar nicht möglich ist. Zudem kann es bei Anordnung der bekannten Messfühler direkt an der erwärmten Stelle zu Wechselwirkungen mit der verwendeten Wärmequelle kommen, so dass ein Maß für die tatsächlich im Aufschmelzbereich herrschenden Temperaturverhältnisse auf diese Weise nicht möglich ist, weswegen man sich eben mit der indirekten Messung auf der Rückseite des Werkstücks begnügt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei denen die genannten Einschränkungen nicht auftreten.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den jeweiligen Unteransprüchen.
  • Die Erfindung sieht vor, durch ein bildgebendes Verfahren, etwa durch den Einsatz eines Pyrometers oder einer Wärmebildkamera die durch die Wärmequelle - bei der es sich vorzugsweise um einen Laser, ein Heißluftgebläse oder eine Plasmadüse handelt - erwärmte Stelle auf dem Werkstück - das bevorzugt als Kantenband ausgebildet ist - direkt zu erfassen, indem die vom Werkstück ausgehende Wärmerückstrahlung erfasst wird. Wärmerückstrahlung ist diejenige Strahlung, die vom erwärmten Werkstück abgestrahlt wird; in erster Linie handelt es sich dabei um Infrarotstrahlung.
  • Die Wärmerückstrahlung ist in den meisten Anwendungsfällen eine Infrarotstrahlung im langwelligeren Bereich, d.h. in der Regel jenseits von 3000 nm hin zu größeren Wellenlängen. Diese Wärmerückstrahlung lässt sich mit bildgebenden Verfahren gut erfassen. Auf diese Weise wird es möglich, im laufenden Werkstückbearbeitungsverfahren bereits Anpassungen vornehmen zu können, indem etwa die Temperaturbereiche der aufgewärmten Stelle auf dem Werkstück untersucht werden. Dazu werden die von dem bildgebenden Verfahren erfassten Daten bevorzugt ausgewertet und/oder auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt. Die Auswertung kann im einfachsten Fall eine Integration über die durch das bildgebende Verfahren erfasste und abgebildete Temperaturverteilung sein, um etwa einen Wärmegehalt oder auch eine Durchschnittstemperatur zu errechnen. Solche durch Auswertung und/oder Berechnung ermittelten Informationen geben Aufschluss über die am Werkstück herrschenden Temperaturverhältnisse.
  • Bevorzugt können solche ermittelten Daten benutzt werden, um die Wärmequelle zu steuern und/oder zu regeln. Dazu ist vorgesehen, dass die von der Wärmequelle an das Werkstück abgegebene Energie auf der Grundlage der erfassten Wärmerückstrahlung gesteuert und/oder auf einen Sollwert geregelt wird. Hierfür kann z.B. ein ermittelter Durchschnittswert oder ein Integrationswert mit einem für das Werkstück und den Verarbeitungsprozess vorgegebenen Sollwert verglichen werden. Abhängig davon kann die Energiezufuhr der Wärmequelle gesteigert werden, wenn die erfasste Temperatur am Werkstück zu gering ist und gesenkt werden, wenn die genannte Temperatur zu hoch ist. Auch bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass Werkstücke, deren optimaler Temperatur-Arbeitspunkt, d.h. die optimale durch die Wärmequelle zur Verfügung gestellte Energie, nicht bekannt ist, vermessen werden können. Dies kann z.B. geschehen, indem man die Energieabgabe der Quelle kontinuierlich ändert und dabei das Temperaturverhalten mittels des bildgebenden Verfahrens untersucht.
  • Die Erfindung eignet sich besonders für den Einsatz bei Holzbearbeitungsmaschinen, in denen eine Bekantungsvorrichtung zum Bekanten von Schmalseiten von Platten aus Holz- oder Holzersatzstoffen mit einem Kantenband beschichtet wird. Die Kantenbänder weisen dabei vorzugsweise eine Funktionsschicht aus Kunststoff auf oder bestehen vollständig aus Kunststoff, wobei sich die Funktionsschicht in beiden Fällen durch die Energie der Wärmequelle aufschmelzen lässt. Besonders vorteilhaft ist, wenn als Wärmequelle - wie oben erwähnt - ein Laser zum Einsatz kommt, denn dann kann erreicht werden, dass die Temperaturerfassung durch das bildgebende Verfahren einerseits und die Bestrahlung des Werkstücks, z.B. dem Kantenband, andererseits sich gegenseitig nicht stören. So ist es insbesondere möglich, die Wärmerückstrahlung auf einer Linie bzw im Bereich der Strahlachse oder Strahlebene zu messen, die koaxial oder parallel mit dem Strahlengang des auf das Werkstück auftreffenden Laserstrahls ist. Die Erfassung der Bilddaten, also die ortsaufgelöste Beobachtung der Temperaturverteilung auf dem Werkstück, kann dann Parallaxe frei erfolgen, was Fehler bei der anschließenden Auswertung und/oder Steuerung und/ oder Regelung der Wärmequelle verhindert. Natürlich kann die Wärmerückstrahlung auch unter einem beliebigen Winkel erfasst werden.
  • Natürlich eignen sich das vorbeschriebene Verfahren und die nachfolgend beschriebene Vorrichtung nicht nur für Bekantungsvorrichtungen oder allgemein bei der Holzverarbeitung. Die Erfindung eignet sich auch für den Einsatz bei Arbeitsverfahren oder Herstellungsverfahren, bei denen ein Teil mit einer Wärmequelle erwärmt und die Information über die Erwärmung des Werkstücks für den weiteren Prozess zu erfassen ist.
  • So umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens die Wärmequelle und einen Werkstückaufnahmebereich zur Aufnahme eines Werkstücks, welches wie oben beschrieben ein Kantenband sein kann. Die Wärmequelle ist dabei so eingerichtet, dass sie auf den Werkstückaufnahmebereich gerichtet ist und die von ihr zur Verfügung gestellte Energie ein im Werkstückaufnahmebereich befindliches Werkstück erwärmen kann. Dies kann durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung oder Zuleitung eines Wärmeenergie enthaltenden Massenstroms wie heißer Luft oder einer Plasmaflamme erfolgen. Auch die indirekte Erwärmung durch Einstrahlen von Laserlicht, welches einen im Werkstück enthaltenen Absorber anregt, der wiederum das ihn umgebende Werkstückmaterial erwärmt, ist möglich. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung weiter eine Wärmeerfassungseinrichtung auf, die die vom Werkstück bei dessen Erwärmen durch die Wärmequelle ausgehende Wärmerückstrahlung erfasst. Die Wärmerückstrahlung kann beispielsweise mit einem Pyrometer oder einer Wärmebildkamera erfasst werden.
  • Für die Anordnung der Wärmeerfassungseinrichtung gibt es prinzipiell keine Einschränkungen. Eine bevorzugte Variante, bei der z.B. Laserlicht als Wärmequelle eingesetzt wird, sieht vor, die Wärmerückstrahlung auf der Achse bzw. in der Ebene zu beobachten, die durch den Strahlengang des Laserstrahls vor dem Auftreffen auf das Werkstück definiert ist.
  • Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine die Wärmerückstrahlung reflektierende oder die Wärmerückstrahlung transmittierende optische Einrichtung aufweist, die zwischen der Wärmeerfassungseinrichtung und dem Werkstückaufnahmebereich im Strahlungsbereich der Wärmerückstrahlung angeordnet ist. Beispielsweise kann diese Einrichtung ein teiltransparenter Spiegel, z.B. einer, der Zinkselenid als Material aufweist, sein. Ein solcher Spiegel dient dazu, Laserlicht eines bestimmten Wellenlängenbereichs auf dem Spiegel zum Werkstück hin umzuleiten, ist aber durchlässig für die Wärmerückstrahlung, so dass der Spiegel zwischen Werkstück und Wärmeerfassungseinrichtung angeordnet werden kann. So ist eine Erfassung der Temperaturverteilung "auf der Laserstrahlachse" möglich.
  • Bevorzugt ist die optische Einrichtung insbesondere für Licht in einem Lichtwellenlängenbereich zwischen 700 und 3000 nm, bevorzugt zwischen 700 und 2000 nm, durchlässig oder reflektierend ausgebildet.
  • Wenn die Wärmequelle eine Laserlicht aussendende Laserstrahlquelle ist, dann kann die Wärmeerfassungseinrichtung so ausgelegt sein, dass sie lediglich Wärmestrahlung in einem Spektralbereich erfasst, der außerhalb des Spektralbereichs des Laserlichts liegt, letzter liegt bevorzugt zwischen 700 und 3000 nm, bevorzugt zwischen 700 und 2000 nm.
  • Weiter kann die Wärmeerfassungseinrichtung Wärmestrahlung in einem Bereich von insbesondere größer 1000 nm, bevorzugt jedoch 6000 bis 14000 nm erfassen. Bei der oben beschriebenen Laseranwendung, mit einem Nahinfrarotlaser zum Beispiel, kann so die Beobachtung der Temperaturverteilung auf dem Werkstück wechselwirkungsfrei "im Strahlengang" des Laserstrahls erfolgen, weil die Wärmeerfassungseinrichtung das eingestrahlte Laserlicht nicht "sieht".
  • Die Vorrichtung kann weiter eine Steuer- oder Regelvorrichtung aufweisen, welche Wärmeerfassungsdaten der Wärmeerfassungseinrichtung empfängt und dazu ausgelegt ist, die Wärmeerfassungsdaten auszuwerten und/oder mit vorgegebenen Solldaten zu vergleichen und/oder abhängig von dieser Auswertung die von der Wärmequelle ausgegebene Energie zu steuern und/oder auf einen vorgegebenen Sollwert zu regeln.
  • Wie oben beschrieben, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt als Bekantungsvorrichtung für plattenförmige Erzeugnisse aus Holz- oder Holzersatzstoffen ausgebildet. Der Werkstückaufnahmebereich ist in diesem Fall zur Zuführung von Kantenbändern und ggf. nachfolgendem Andrücken von Kantenbändern an plattenförmige Erzeugnisse ausgebildet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Konfiguration einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren möglichen Konfiguration einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Zu erkennen ist eine Wärmequelle 1, die im gezeigten Beispiel eine Laserstrahlquelle ist, welche einen Laserstrahl 4, 4' aussendet. Weiter ist eine Werkstückaufnahmeeinrichtung durch das Bezugszeichen 10 angedeutet, in der ein Werkstück 2 sich befindet, welches im gezeigten Beispiel ein Kantenband sein kann. Der Laserstrahl 4 trifft auf eine hier als halbdurchlässiger Spiegel ausgebildete optische Einrichtung 3 und wird zu einem Umlenkstrahl 4' auf das Werkstück hin umgelenkt. Die optische Einrichtung 3 ist hier dazu ausgebildet, das Laserlicht - bevorzugt das eines Diodenlasers (Nahinfrarot) oder eines CO2-Lasers (ca. 10000 nm) - zu reflektieren. Durch die Wärmequelle 1 wird folglich das Werkstück (hier im Auftreffbereich des Lasers 4') erwärmt und dabei wird Wärmerückstrahlung 5 erzeugt. Diese Wärmerückstrahlung liegt im Falle des eingestrahlten Laserlichts - jedenfalls zum Teil - in einem anderen Spektralbereich des Infrarot, z.B. im Bereich von 3000 bis 14000 nm. In jedem Fall ist die Wärmeerfassungseinrichtung 6 bevorzugt so ausgelegt, dass sie eben diesen Spektralbereich erfasst und ggf. für den Spektralbereich des Laserlichts "blind" ist.
  • Die optische Einrichtung ist für Infrarotstrahlung in dem für die Wärmerückstrahlung relevanten Bereich durchlässig, so dass die Wärmeerfassungseinrichtung 6 hinter der optischen Einrichtung 3 - die damit zwischen der Einrichtung 6 und dem Werkstück 2 liegt - platziert werden kann.
  • Weiter ist hier eine Steuer- und Regeleinrichtung 7 vorgesehen, die mit der Einrichtung 6 zum Empfang von Bilddaten über eine - z.B. drahtlose oder drahtgebundene - Kommunikationsschnittstelle 8 kommuniziert. Weiter kann eine Anzeige (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche die erfasste Wärmerückstrahlung visualisiert, z.B. indem eine Temperaturverteilung des erfassten Wärmebildes des Werkstücks ausgegeben wird oder lediglich ein Falschfarbenbild angezeigt wird.
  • Sollen die erfassten Wärmedaten ausgewertet oder genutzt werden, um die Vorrichtung zu steuern oder zu regeln, kann eine Kommunikationsschnittstelle 9 zwischen der Einrichtung 7 und der Wärmequelle 1 vorgesehen sein. Diese Kommunikationsschnittstelle 9 kann wiederum drahtlos oder auch drahtgebunden oder dergleichen sein.
  • Grundsätzlich gilt, dass zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens - Verfahren oder Vorrichtung - die gezeigten Einrichtungen 6, 7 sowie die Kommunikationsschnittstellen 9 und auch die optische Einrichtung 3 nicht zwingend erforderlich sind. Erforderlich sind grundsätzlich nur die Wärmequelle 1 und der Werkstückaufnahmebereich 10 bzw. ein Werkstück 2 und die Wärmeerfassungseinrichtung 6.
  • Eine Alternative, bei der beispielsweise die optische Einrichtung fehlt, ist in Figur 2 gezeigt, die Funktionsweise ist ansonsten zur oben beschriebenen Ausführung in Figur 1 identisch.
  • Weiter ist es möglich, die oben beschriebenen Eigenschaften der optischen Einrichtung 3, insbesondere zur Transparenz für bestimmte Spektralbereiche, umzukehren. Bei einem Laserstrahl kann dann diese Einrichtung 3 in den Strahlengang des auf das Werkstück treffenden Strahls 4 in einem Winkel hierzu eingebracht werden. Die optische Einrichtung 3 ist dann für das eingestrahlte Laserlicht 4 - z.B. in den genannten Spektralbereichen - transparent, reflektiert aber die Wärmerückstrahlung 5 z.B. in deren oben genannten Spektralbereichen. Auf diese Weise kann die Wärmerückstrahlung 5 ausgekoppelt und die Wärmeerfassungseinrichtung 6 an einem beliebigen Ort außerhalb der Laserstrahlachse oder -ebene 4 platziert werden. Das bietet sich dann an, wenn in größeren Vorrichtungen z.B. vorhandener Bauraum ausgenutzt werden kann. Auch kann auf diese Weise die Wärmeerfassungseinrichtung 6 in räumlicher Nähe zum Werkstück platziert werden, etwa wenn lediglich geringe Wärmeunterschiede erfasst werden sollen, was bei größerer Entfernung zwischen Wärmeerfassungseinrichtung 6 und Werkstück 2 nicht immer möglich ist.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken (2), insbesondere Kantenbändern, bei dem ein Werkstück (2), insbesondere Kantenband, durch eine Wärmequelle (1), insbesondere einen Laser, ein Heißluftgebläse oder eine Plasmadüse, erwärmt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmerückstrahlung (5, 5') des erwärmten Werkstücks (2) mittels eines bildgebenden Verfahrens erfasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass von dem bildgebenden Verfahren erfasste Daten ausgewertet und/oder auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die von der Wärmequelle (1) an das Werkstück (2) abgegebene Energie auf der Grundlage der erfassten Rückstrahlung (5, 5') gesteuert und/oder auf einen Sollwert geregelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Erfassung der Wärmerückstrahlung (5, 5') ein Pyrometer oder eine Wärmebildkamera (6) eingesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Werkstück (2) ein Kantenband eingesetzt wird,
    welches auf der Schmalseite eines plattenförmigen Erzeugnisses, insbesondere einer Platte aus Holz oder Holzersatzstoff, angebracht wird.
  6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche, mit einer Wärmequelle (1) und einem Werkstückaufnahmebereich (10) zur Aufnahme eines Werkstücks (2), insbesondere eines Kantenbandes, wobei die Wärmequelle (1) so eingerichtet ist, dass sie auf den Werkstückaufnahmebereich (10) gerichtet ist und die von ihr zur Verfügung gestellte Energie ein im Werkstückaufnahmebereich (10) befindliches Werkstück (2) erwärmen kann,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung weiter eine Wärmeerfassungseinrichtung (6) aufweist, die die vom Werkstück (2) bei dessen Erwärmen durch d ie Wärmequelle (1) ausgehende Wärmerückstrahlung (5, 5') erfasst.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie eine die Wärmerückstrahlung (5, 5') reflektierende oder die Wärmerückstrahlung (5, 5') transmittierende optische Einrichtung (3) aufweist, die zwischen der Wärmeerfassungseinrichtung (6) und dem Werkstückaufnahmebereich (10) im Strahlungsbereich der Wärmerückstrahlung (5, 5') angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die optische Einrichtung (3), insbesondere für Licht in einem Lichtwellenlängenbereich zwischen 700 und 3000 nm, bevorzugt zwischen 700 und 2000 nm, durchlässig oder reflektierend ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass weiter eine Steuer- oder Regelvorrichtung (7) vorgesehen ist, welche Wärmeerfassungsdaten der Wärmeerfassungseinrichtung (6) empfängt und dazu ausgelegt ist, die Wärmeerfassungsdaten auszuwerten und/ oder mit vorgegebenen Solldaten zu vergleichen und/ oder abhängig von dieser Auswertung die von der Wärmequelle (1) ausgegebene Energie zu steuern und/ oder auf einen vorgegebenen Sollwert zu regeln.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmequelle (1) eine Laserlicht (4, 4') aussendende Laserstrahlquelle ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmeerfassungseinrichtung (6) so ausgelegt ist, dass sie lediglich Wärmestrahlung in einem Spektralbereich erfasst, der außerhalb des Spektralbereichs des Laserlichts liegt.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmeerfassungseinrichtung (6) Wärmestrahlung in einem Bereich von größer 6000 bis 14000 nm erfasst.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie als Bekantungsvorrichtung für plattenförmige Erzeugnisse aus Holz- oder Holzersatzstoffen ausgebildet ist, wobei der Werkstückaufnahmebereich (10) zur Zuführung von Kantenbändern und nachfolgendem Andrücken von Kantenbänden (2) an plattenförmige Erzeugnisse ausgebildet ist.
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