EP3042743B1 - 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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EP3042743B1
EP3042743B1 EP16150065.7A EP16150065A EP3042743B1 EP 3042743 B1 EP3042743 B1 EP 3042743B1 EP 16150065 A EP16150065 A EP 16150065A EP 3042743 B1 EP3042743 B1 EP 3042743B1
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EP
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heat
heat source
workpiece
heat radiation
edge strip
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EP16150065.7A
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EP3042743A1 (de
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Stefan Hüsener
Uwe Seifert
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IMA Schelling Deutschland GmbH
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IMA Schelling Deutschland 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 in the form of edgebands according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out such a method according to the preamble of claim 4.
  • a method and such a device are from the document EP 2 345 518 A1 famous.
  • the operating parameters must be set in such a way that the required temperature is reached on the one hand, but on the other hand the temperature must not be significantly exceeded or undershot, because the workpiece is damaged or it cannot be further processed.
  • plastic edging strips are heated by a heat source, for example a laser, hot air or plasma radiation, before they are attached to the narrow sides of panels made of wood or wood substitutes.
  • a functional layer is melted into the edge band, which cools down after it is pressed against the narrow side of the panel and the edge band thus forms a firm connection with the panel.
  • the pressure is off, for example DE 20 2008 015 878 U1 known to attach a temperature sensor in the workpiece receiving area, i.e. where the edge band is heated and where it is pressed against the plate, with which an energy source or a device for focusing the energy can be controlled if necessary.
  • this type of temperature measurement is imprecise because it is usually carried out in areas - e.g. the areas of the edgeband facing away from the heat source - that are not directly heated.
  • the measurement of the temperature always requires direct contact of the measuring sensor with the workpiece to be measured, so that a measurement is not possible at all where the melting actually takes place.
  • the known measuring sensors are arranged directly at the heated point, there may be interactions with the heat source used, so that a measure for the temperature conditions actually prevailing in the melting area is not possible in this way, which is why one should use the indirect measurement on the back of the workpiece.
  • the object of the present invention is therefore to provide a method and a device of the type mentioned at the beginning in which the mentioned restrictions do not occur.
  • the invention provides for the location on the workpiece heated by the heat source - which is preferably a laser, a hot air blower or a plasma nozzle - by the use of a pyrometer or a thermal imaging camera - the edge band according to the invention is trained - to be recorded directly by recording the heat reflection emanating from the workpiece.
  • Heat reflection is the radiation that is radiated from the heated workpiece; primarily it is infrared radiation.
  • the heat reflection is infrared radiation in the longer-wave range, i.e. usually beyond 3000 nm up to longer wavelengths.
  • This heat reflection can be easily recorded with imaging methods. In this way, it becomes possible to make adjustments while the workpiece machining process is running, for example by examining the temperature ranges of the heated point on the workpiece.
  • the data recorded by the imaging method are preferably evaluated and / or displayed on a display device.
  • the evaluation can be an integration over the temperature distribution recorded and mapped 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 preferably be used to control and / or regulate the heat source.
  • the energy given off by the heat source to the workpiece is controlled on the basis of the detected heat reflection and / or regulated to a setpoint value.
  • a determined average value or an integration value can be compared with a target value specified for the workpiece and the processing process.
  • the energy supply the heat source can be increased if the detected temperature on the workpiece is too low and reduced if the said temperature is too high.
  • the method according to the invention also offers the advantage that workpieces whose optimal temperature operating point, ie the optimal energy made available 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 examining the temperature behavior using the imaging method.
  • the invention is particularly suitable for use in woodworking machines in which an edging device for edging narrow sides of panels made of wood or wood substitute materials is coated with an edging tape.
  • the edge bands preferably have a functional layer made of plastic or consist entirely of plastic, the functional layer being able to be melted in both cases by the energy of the heat source. It is particularly advantageous if a laser is used as the 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, e.g. the edge band, on the other hand do not interfere with each other.
  • the method described above and the device described below are not only suitable for edging devices or in general for wood processing.
  • the invention is also suitable for use in working processes or manufacturing processes in which a part is heated with a heat source and the information about the heating of the workpiece is to be recorded for the further process.
  • 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, as described above, is an edge band according to the invention.
  • the heat source is set up in such a way that it is directed at the workpiece receiving area and the energy made available by it can heat a workpiece located in the workpiece receiving area. This can be done by thermal radiation, thermal conduction or the supply of a mass flow containing thermal energy, such as hot air or a plasma flame. Indirect heating by irradiating laser light, which excites an absorber contained in the workpiece, which in turn heats the workpiece material surrounding it, is also possible.
  • the device further has a heat detection device which detects the heat reflection emanating from the workpiece when it is heated by the heat source. According to the invention, the heat reflection is recorded with a thermal imaging camera.
  • a preferred variant in which, for example, laser light is used as the heat source, provides for the heat reflection to be observed on the axis or in the plane that is defined by the beam path of the laser beam before it hits the workpiece.
  • the device according to the invention has an optical device which reflects the heat reflection or which transmits the heat reflection, which optical device is arranged between the heat detection device and the workpiece receiving area in the radiation area of the heat reflection.
  • this device can be a partially transparent mirror, for example one comprising zinc selenide as a material.
  • Such a mirror is used to redirect laser light of a certain wavelength range on the mirror towards the workpiece, but is permeable to the heat reflection, so that the mirror can be arranged between the workpiece and the heat detection device. This enables the temperature distribution to be recorded "on the laser beam axis".
  • the optical device is preferably designed to be transparent or reflective, in particular for light in a light wavelength range between 700 and 3000 nm, preferably between 700 and 2000 nm.
  • the heat detection device can be designed such that it only detects heat radiation in a spectral range that lies outside the spectral range of the laser light, the latter being preferred between 700 and 3000 nm, preferably between 700 and 2000 nm.
  • the heat detection device can detect thermal radiation in a range of in particular greater than 1000 nm, but preferably 6000 to 14000 nm.
  • the temperature distribution on the workpiece can be observed without interaction "in the beam path" of the laser beam, because the heat detection device does not "see” the incident laser light.
  • the device can furthermore have a control or regulating device which receives heat detection data from the heat detection device and is designed to evaluate the heat detection data and / or to compare it with predetermined setpoint data and / or to control and / or, depending on this evaluation, the energy output by the heat source to regulate to a specified setpoint.
  • a control or regulating device which receives heat detection data from the heat detection device and is designed to evaluate the heat detection data and / or to compare it with predetermined setpoint data and / or to control and / or, depending on this evaluation, the energy output by the heat source to regulate to a specified setpoint.
  • the device according to the invention is preferably designed as an edging device for plate-shaped products made of wood or wood substitute materials.
  • the workpiece receiving area is designed for feeding edge bands and, if necessary, subsequent pressing of edge bands onto plate-shaped products.
  • a heat source 1 can be seen, which in the example shown is a laser beam source which emits a laser beam 4, 4 '.
  • a workpiece receiving device is indicated by the reference number 10, in which a workpiece 2 is located, which in the example shown can be an edge band.
  • the laser beam 4 strikes an optical device 3 embodied here as a semitransparent mirror and is deflected onto the workpiece in a deflecting beam 4 '.
  • the optical device 3 is designed here to reflect the laser light - preferably that of a diode laser (near infrared) or a CO 2 laser (approx. 10,000 nm).
  • the workpiece is consequently heated by the heat source 1 (here in the area of incidence of the laser 4 ′) and heat reflection 5 is generated in the process.
  • this heat reflection lies - at least partially - in a different spectral range of the infrared, e.g. in the range from 3000 to 14000 nm the spectral range of the laser light is "blind".
  • the optical device is permeable to infrared radiation in the area relevant for the heat reflection, so that the heat detection device 6 is behind the optical device 3 - the one between the device 6 and the workpiece 2 lies - can be placed.
  • a control and regulating device 7 is also provided here, which communicates with the device 6 for receiving image data via a communication interface 8, e.g. wireless or wired.
  • a display (not shown) can be provided which visualizes the detected heat reflection, e.g. by outputting a temperature distribution of the detected thermal image of the workpiece or simply 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 and the communication interfaces 9 and also the optical device 3 are not absolutely necessary in order to implement the inventive concept - method or device. Basically, only the heat source 1 and the workpiece receiving area 10 or a workpiece 2 and the heat detection device 6 are required.
  • this 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 transparent to the incident laser light 4 - e.g. in the spectral ranges mentioned - but reflects the heat return 5, e.g. in the spectral ranges mentioned above.
  • the heat reflection 5 can be decoupled and the heat detection device 6 can be placed at any desired location outside the laser beam axis or plane 4. This is useful if, for example, existing installation space can be used in larger devices.
  • the heat detection device 6 can also be placed in spatial proximity to the workpiece, for example if only small heat differences are to be detected, which is not always possible with a greater distance between the heat detection device 6 and workpiece 2.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken in Form von Kantenbändern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4. Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus dem Dokument EP 2 345 518 A1 bekannt.
  • 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 Kantenbändern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 4. 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 erfindungsgemäß 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 erfindungsgemäß ein Kantenband ist. 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 wird gemäß der Erfindung mit einer Wärmebildkamera erfasst.
  • 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 (11)

  1. Verfahren zur Bearbeitung von Kantenbändern (2), bei dem ein Kantenband (2) durch eine Wärmequelle (1), insbesondere einen Laser, ein Heißluftgebläse oder eine Plasmadüse, erwärmt wird,
    wobei das Kantenband (2) auf der Schmalseite einer Platte aus Holz oder Holzersatzstoff, angebracht wird, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmerückstrahlung (5, 5') des erwärmten Kantenbands (2) mittels eines bildgebenden Verfahrens erfasst wird, wobei zur Erfassung der Wärmerückstrahlung (5, 5') eine Wärmebildkamera (6) eingesetzt 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 Kantenband (2) abgegebene Energie auf der Grundlage der erfassten Rückstrahlung (5, 5') gesteuert und/oder auf einen Sollwert geregelt wird.
  4. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche, mit einer Wärmequelle (1) und einem Werkstückaufnahmebereich (10) zur Aufnahme eines Kantenbandes (2), 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 Kantenband (2) erwärmen kann,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung weiter eine Wärmeerfassungseinrichtung (6) in Gestalt einer Wärmebildkamera aufweist, die die vom Kantenband (2) bei dessen Erwärmen durch die Wärmequelle (1) ausgehende Wärmerückstrahlung (5, 5') mittels eines bildgebenden Verfahrens erfasst.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie eine die Wärmerückstrahlung (5, 5') reflektierende oder die Wärmerückstrahlung (5, 5') transmittierende optische Einrichtung (3) aufweist, die zwischen der Wärmebildkamera (6) und dem Werkstückaufnahmebereich (10) im Strahlungsbereich der Wärmerückstrahlung (5, 5') angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    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.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass weiter eine Steuer- oder Regelvorrichtung (7) vorgesehen ist, welche Wärmeerfassungsdaten der Wärmebildkamera (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.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmequelle (1) eine Laserlicht (4, 4') aussendende Laserstrahlquelle ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmebildkamera (6) so ausgelegt ist, dass sie lediglich Wärmestrahlung in einem Spektralbereich erfasst, der außerhalb des Spektralbereichs des Laserlichts liegt.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wärmebildkamera (6) Wärmestrahlung in einem Bereich von größer 6000 bis 14000 nm erfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
    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 Kantenbändern (2) an plattenförmige Erzeugnisse ausgebildet ist.
EP16150065.7A 2015-01-09 2016-01-04 Verfahren zur bearbeitung von werkstücken, insbesondere kantenbändern, und vorrichtung zur durchführung des verfahrens Active EP3042743B1 (de)

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