EP3676755A1 - Vorrichtung zum handhaben und/oder bearbeiten eines werkstücks sowie verfahren - Google Patents

Vorrichtung zum handhaben und/oder bearbeiten eines werkstücks sowie verfahren

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EP3676755A1
EP3676755A1 EP18778367.5A EP18778367A EP3676755A1 EP 3676755 A1 EP3676755 A1 EP 3676755A1 EP 18778367 A EP18778367 A EP 18778367A EP 3676755 A1 EP3676755 A1 EP 3676755A1
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EP
European Patent Office
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workpiece
information
processing
radiation
electromagnetic radiation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18778367.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Bettermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Homag GmbH
Original Assignee
Homag Bohrsysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Homag Bohrsysteme GmbH filed Critical Homag Bohrsysteme GmbH
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    • G01N2021/845Objects on a conveyor

Definitions

  • the invention relates to a device for handling and / or processing a workpiece with a workpiece detection device.
  • the workpieces to be processed in the present application are components such as solid wood or chipboard, MDF boards, composite workpieces, or the like, as used in the furniture and component industry.
  • the known embodiments of apparatus for machining a workpiece with workpiece recognition ⁇ facilities determine so far the information to identify the workpiece by for example, labels, stickers, labels or special chips. This is disadvantageous, since in the case of a processing of a marked surface, the marking disappears and thus the workpiece information is lost. Thus, the labeling must always take into account the respective processing steps of the corresponding surfaces, which significantly slows down the marking, as well as the processing and lowers productivity.
  • an apparatus for handling and / or processing a workpiece with a non-metallic surface comprising: a workpiece detection device which is adapted to irradiate electromagnetic radiation into an interior of the workpiece and receive electromagnetic radiation reflected from the interior of the workpiece, and a A data processing device configured to determine information from the interior of the workpiece from measured data of the reflected electromagnetic radiation.
  • the device for processing a workpiece may have a processing device.
  • the processing device is configured to machine a workpiece using the information from the data processing device ⁇ .
  • An example of a typically used workpiece is a chuck with coating material on the main sides, as is common in kitchen countertops.
  • a characteristic material parameter of the workpiece and machining parameters such as the feed of a working saw
  • material parameters eg the type of wood can be recognized.
  • This has the advantage of improved machining, resulting in increased machining speed and higher quality machining.
  • this also means for the device that prevents overloading of the device and thus the life can be extended.
  • this has a positive effect on the life of machining means, such as drill heads, abrasive belts, etc., and thus reduces the operating costs.
  • the characteristic material parameter determined by the data processing device in cooperation with the workpiece recognition device can contribute to an identification of the workpiece.
  • components can be uniquely identified and edited regardless of shape, color or surface changes without having to take into account the respective processing steps of the workpiece. Furthermore, it is possible by the component identification by the workpiece interior, the component to be optimally processed from all sides and blemishing of the workpiece by a necessary marking is superfluous. It is also preferred that the internal structure of the workpiece be reproduced or interrogated in a line or plane perpendicular to a workpiece surface and / or in a line or plane parallel to a workpiece surface.
  • the device described above has a conveying device.
  • Conveyor moves a workpiece in one
  • Data processing device detected information is set.
  • machining parameters adapted to the workpiece and its inner profile.
  • An example of an important machining parameter is the travel speed of a machining head.
  • Another field of application is the detection of defects, such as knotholes, or inhomogeneity / material defects in a solid wood panel.
  • the processing device comprises a processing device for processing a workpiece, wherein the processing device is set up, the workpiece based on the determined by the data processing device
  • Such an aspect makes it possible to control the processing explicitly by the information of the data processing device and / or the work piece recognition device and to control the processing device with it.
  • the electromagnetic radiation of the sensor arrangement or the workpiece recognition device is based on radar radiation or terahertz radiation.
  • a wide frequency spectrum of radiation can be used.
  • radar radiation is particularly suitable since the frequency range of the radiation is not in the visible range of the light for humans, and thus no special provisions for processing or determination of material parameters by means of radar radiation during processing must be made.
  • a workpiece detection such as with cameras by a lack of lighting is not limited. Factory halls do not have to be darkened or the lighting has to be adjusted, in contrast to workpiece detection systems with camera systems. Thus, regardless of environmental conditions in the factory floor and harmless to employees, components can be uniquely identified and manipulated unambiguously, regardless of shape, color or surface changes.
  • the radar radiation outside the visible spectral range is typically between 70-75 GHz.
  • the radar beams have a short wavelength and are therefore very good for detection of material properties in a processing machine.
  • the so-called W-band is used here. Due to the frequency range between 70-75 GHz, properties of the inside of the workpiece can be determined up to a distance of a few meters. Thus, the shape of a workpiece is very flexible selectable, since the
  • Workpiece detection device including the enclosed sensor assembly can be mounted at a sufficient distance from the workpiece and thus, for. the processing or identification of larger components is not further limited.
  • the electromagnetic radiation of the sensor arrangement is based on microwave radiation.
  • the microwave radiation makes it possible to provide a more favorable embodiment for such a device and also allows a more specific measuring range at frequencies, so that this radiation is not in the visible spectral range.
  • This is advantageous since machining of a workpiece can be processed independently of the ambient conditions of the surrounding light.
  • factory halls do not have to be darkened or the lighting adapted.
  • components can be uniquely identified and edited regardless of shape, color or surface changes. Furthermore, this prevents an impairment for employees and safety areas must not be complied with.
  • this microwave radiation is in a frequency range between 1-300 GHz.
  • the user of the machine is not affected and a Processing of the workpiece can be improved by the information obtained with the aid of microwave radiation.
  • factory halls do not have to be darkened or the lighting adapted.
  • the device is set up to determine an outer structure of the workpiece.
  • the outer shape can be determined at any time in the processing steps.
  • the sensor arrangement at more than one location in the workpiece recognition device so as to
  • Identification of a component facilitates.
  • the device comprises a marking device, with which it is possible to introduce microwave markings into the interior of the workpiece or to provide a marking by means of laser on the workpiece.
  • a marking device with which it is possible to introduce microwave markings into the interior of the workpiece or to provide a marking by means of laser on the workpiece.
  • a mark is applied to a workpiece surface or a near-surface portion of the workpiece by laser, it may subsequently be coated (e.g., paint, foil, paper, etc.).
  • the introduced by the laser, material change can be detected by the workpiece detection device described above and evaluated accordingly.
  • a multiplicity of markings for example by means of a laser, can thus be introduced in an initial workpiece, so that later separated-out workpiece parts can be assigned to the starting workpiece.
  • the marking device is placed in a supply point of the device in which the workpiece is fed to the device and wherein the information determined by the data processing device is based on the markings of the marking device.
  • Such a configuration makes it possible for the workpiece to be provided with a marking in advance of the machining and thus to be marked with the marking even before the start of the machining step (s). an identification is provided.
  • the present invention further includes a method of evaluating a workpiece, comprising the steps of: emitting electromagnetic radiation toward the workpiece; Picking up the electromagnetic radiation reflected from the workpiece interior; Determining a characteristic material parameter, preferably a component-specific reflection value of the workpiece, based on the recorded electromagnetic radiation.
  • An example of a typically used workpiece is a chipboard with coating material on the main sides, as is common in kitchen countertops.
  • Another example is a solid wood panel.
  • the method it is possible to detect the inside of a workpiece with a non-metallic surface, so as to adapt the processing steps to the properties of the workpiece. With this method, it is possible to ensure a faster and higher quality processing of the workpiece. Furthermore, the information obtained can be used, for example, via the Component itself, its function as the final product, its manufacturing state, its completion date, its necessary processing steps automatically, relevant data individually and quickly provided without changing the appearance of a workpiece.
  • a further step of the method it is possible, for example by introducing microwaves or ultrasound information into the workpiece or by means of a laser beam on the workpiece, for example in the surface of the workpiece or a near-surface region of the workpiece to provide.
  • the workpiece can subsequently be coated.
  • the internal structure of the workpiece can be selectively changed and thereby the identification of a workpiece can be facilitated.
  • the workpieces can be unambiguously recognized and marked above the machining process. A label in the current sense is therefore no longer necessary.
  • the process for processing is thus accelerated and the rejects of production are reduced.
  • manual identifications can be avoided, thus further increasing productivity and reducing the number of mis-designations by automating the marking step during the processing step.
  • information introduced by the marking device can be read out in an additional step.
  • the speed of the process can be increased and the overall productivity can be increased.
  • the characteristic material parameters it is possible by the characteristic material parameters to perform an identification of the workpiece clearly and thereby passing on information to the next processing step via different machines.
  • Machine tools can store information about the workpiece in the "cloud” and, for example, the current state of processing can be called up worldwide.
  • “Cloud” here refers to a decentralized storage of data on an external server or storage medium that is globally connected via a long-distance transmission link. especially in the form of the intranet or an intranet.
  • the characteristic material parameter serves to identify the material and can thereby pass on information to the next processing step.
  • the method steps described above can be implemented in a data processing device of the type described above Device for processing a workpiece to be deposited.
  • the data processing device can thus be set up to carry out these steps.
  • Marking provided, which is adapted, in particular by means of microwave radiation or ultrasound to introduce information into the workpiece.
  • the marking device can be combined with one of the preceding aspects or with one of the subclaims.
  • markings are introduced with the aid of radiation, preferably microwave radiation, terrahertz radiation or also by ultrasound, by changing an internal structure of the workpiece.
  • the marking device has a marking unit, which preferably directs the radiation to the interior of the workpiece.
  • a marking device that can introduce a marking on a workpiece surface or in the near-surface region by means of a laser.
  • a marking for example, hereinafter, the surface of the workpiece is coated (e.g., paint, foil, paper, etc.).
  • the introduced by the laser, material change can be detected, for example, by the workpiece detection device described above and evaluated accordingly.
  • Combustion processes for example, promoted by absorber particles, cause a permanent structural change in the interior of the workpiece.
  • the corresponding introduced marking is not visible from the outside.
  • the introduced information can be used for example for unambiguous marking of the workpiece.
  • Fig. 1 Schematic representation of an apparatus for processing a workpiece, which has a non-metallic surface, with a workpiece detection device according to a first embodiment.
  • Fig. 2 Schematic representation of an apparatus for processing a workpiece, which has a non-metallic surface, with a workpiece recognition ⁇ device and a marking device according to another embodiment.
  • Fig. 3 Schematic representation of the introduction of a mark in the workpiece and the result of reading the mark by the workpiece detection device.
  • Fig. 4 Schematic representation of another embodiment in the form of a processing device with a marking device.
  • Processing machine 10 a data processing device 30 in order to determine together with the sensor assembly 21, a characteristic material parameter of a workpiece 1. Further, the processing machine 10 includes a processing device 40 to thereby machine the workpiece.
  • the processing machine 10 has a processing table 50.
  • a carrier system for holding a workpiece, or one / more conveyor / -en be provided.
  • a workpiece 1 can be positioned during processing in the processing machine 10. Further, in a static machining, that is, a machining in which the workpiece is firmly clamped and a machining head of the machining device 40 moves relative thereto, it is possible to fix the workpiece 1 on the machining table 50 by a fixture (not shown). This makes it possible to ensure an exact positioning of the workpiece 1.
  • the processing table 50 it is possible for the processing table 50 to be moved through a conveyor device for a continuous processing, that is to say a processing in which the workpiece 1 is moved relative to the processing head of the processing device 40.
  • a continuous processing that is to say a processing in which the workpiece 1 is moved relative to the processing head of the processing device 40.
  • This allows the workpiece 1 to be moved at a precise position and speed through a conveyor.
  • the workpiece 1 is moved by provided on the processing table 50 stops with a conveyor and at the same time held in position, so that a circumferential processing is possible smoothly.
  • the workpiece 1 is preferably a wood workpiece, plastic workpiece, or a workpiece made of a comparable material that is suitable to be used with the Device 10 to be processed. Furthermore, the workpiece 1 has no metallic surface. There is no limitation for a geometric shape of the workpiece 1, as long as a fixation during processing can be ensured.
  • the device 10 has, as described above, a workpiece detection device 20.
  • Workpiece recognition device 20 is designed to include a transmitter and a sensor arrangement 21 as a receiver. Furthermore, the sensor arrangement 21 is connected to a data processing device 30 described below. The workpiece detection device is firmly connected to the device 10. However, it is also possible to fix the workpiece detection device 20 separately from the processing machine 10 to a further element, so that a modular structure of the
  • Manufacturing process with multiple manufacturing steps is possible and not every device 10 must have such a workpiece recognition device 20.
  • Processing machine 10 conceivable. Thus, significantly more information about a course of processing can be generated and thus the processing method can be optimized by more generated data.
  • the sensor arrangement 21 of the workpiece recognition device 20 is capable of radiating electromagnetic radiation into the interior of the workpiece 1 by means of the transmitter and of resuming the radiation reflected by the interior of the workpiece 1.
  • the transmitted radiation can be detected.
  • the radiation in a scanning region (A) can be analyzed over the course of the workpiece and / or at different depths within the scanning region (A) of the workpiece.
  • the arrow shown here represents the conveying direction of the workpiece.
  • the peculiarity of a woodworking machine lies above all in the fact that, in contrast to metallic workpieces, it can actually be blasted into the interior of the workpiece and the reflected rays can emerge again. From an abstract point of view, this could be compared with the passage of light through frosted glass, as opposed to a light irradiation in a mirror.
  • a transmitter is provided, which emits the said electromagnetic radiation.
  • a detection sensor is included in the sensor arrangement, which can detect the electromagnetic radiation reflected from the interior of the workpiece 1.
  • the transmitter regulates via an intensity of the electromagnetic radiation, a Einstrahl brieflye in the workpiece 1.
  • a Einstrahl brieflye in the workpiece 1.
  • electromagnetic radiation can be targeted to a certain depth of the workpiece 1.
  • the detection sensor detects the reflected electromagnetic radiation from the workpiece 1, which have been directed by the transmitter to the workpiece interior.
  • the degree of reflection depends on a characteristic structure or a characteristic density of the workpiece 1 and / or the penetration depth of the electromagnetic radiation. Due to the characteristic structure of the workpiece, part of the electromagnetic radiation is reflected back in the direction of the workpiece detection device or the sensor arrangement connected thereto.
  • the from the detection sensor determined data or information (for example, here is a layer structure or a density profile of the workpiece to call) are forwarded to the data processing device 30.
  • it is possible that the penetration depth of the electromagnetic radiation is taken into account in the analysis.
  • a stationary workpiece 1 In a stationary workpiece 1, it is possible to arrange the transmitter and the detection sensor side by side. During continuous machining, the traversing speed of workpiece 1 must be taken into account. Thus, either an electromagnetic radiation must be radiated inclined into the workpiece 1 or the detection sensor must be arranged in a sufficient complaint to match the traversing speed. Here, a possible refraction of the radiation is taken into account. Furthermore, it is possible to arrange the detection sensor outside the sensor arrangement 21. In a further embodiment, it would also be possible to completely decouple the sensor arrangement 21 with the transmitter and a sensor arrangement 21 with the detection sensor and thus divide the whole into several dwellings.
  • the current embodiment describes an arrangement of a transmitter and a detection sensor.
  • a sensor arrangement 21 with a plurality of sensors or detection sensors is conceivable.
  • the workpiece recognition device 20 it is possible for the workpiece recognition device 20 to have a plurality of sensor arrangements 21. Furthermore, a sensory irradiation of a complete subsection (of a strip) of a workpiece 1 or an irradiation by spaced-apart sensor arrangements 21 can also be realized.
  • the data processing device 30 is in connection with the workpiece recognition device 20 or directly with the sensor arrangement 21.
  • the data determined by the recognition sensor are transmitted via a supply line, for example called an Ethernet line, transmitted to the data processing ⁇ device 30.
  • the data processing device 30 makes it possible to determine information about the processing component from the detected data from the detection sensor.
  • the data processing device 30 transmit information for the further processing of the workpiece 1 to the processing device 40 from the data of the detection sensor.
  • Data processing device 30 is in communication with processing device 40.
  • the information for processing determined by data processing device 30 is transmitted to the processing device via a discharge line, which may be an Ethernet line by way of example.
  • a discharge line which may be an Ethernet line by way of example.
  • the discharge line transmitted data it is possible to perform a clear identification of workpieces without influencing external influences.
  • machining parameters for example, the rotational speed of a milling head or the feed of a machining head
  • Processing device 40 is able to process the workpiece 1.
  • a processing head is provided. This is driven by a motor and is rotatably supported by a bearing.
  • the machining head is movable in an x-axis and a y-axis via a positioning system (not shown), so that the machining head can be moved over a workpiece 1 and thus can travel over the complete workpiece 1.
  • the machining head is able to travel in the z-axis so that the machining head engages with the workpiece 1 and can machine the workpiece.
  • a machining head can be changed automatically by a workpiece changing device during the machining process and thus several processing steps in the same device 10 can be performed.
  • the device 100 (also referred to as a processing machine) of the further embodiment differs in that a marking device 60 is provided for introducing microwave markings into the interior of the workpiece in the device 10.
  • the arrow shown here represents the conveying direction of the workpiece.
  • the device 100 here has a marking device 60, by means of which it is possible to introduce markings into the interior of a workpiece in advance of, during or after the processing. These markings are introduced with the aid of electromagnetic radiation, preferably microwave radiation, terahertz radiation or else by ultrasound, by changing an internal structure of the workpiece.
  • the marking device 60 has a marking unit 61, which preferably
  • the marking unit By means of the marking unit it comes by absorption of the electromagnetic radiation in the interior of the workpiece Local heating, wherein chemical conversion processes or combustion processes in the wood, a permanent structural change in the interior of the workpiece, which is not visible on the outside, caused. These structural changes can be used as coding of the workpiece in order to be able to uniquely identify the workpiece later.
  • the intensity of the microwave radiation or the adjustment of the focusing device it is also possible to attach the markers for identifying a workpiece in different depths of the workpiece. It is possible that the introduced markings are read out by a workpiece recognition device 20 in the later machining process. Thus, information about the component can be transported. Such a step of reading out markings is shown in FIG. 3 in the schematically illustrated display of a data processing device 30. When using laser radiation, damage to the workpiece surface can be expected.
  • introducing binary information into the workpiece would be conceivable.
  • a sequence of binary information about the course of the workpiece 1 in the data processing device 30 of FIG. 3 is shown in FIG.
  • the arrow shown in the lower picture edge signaled the conveying direction of the workpiece 1.
  • information about the project, an individual product identification, the processing steps to be performed, and on the Client to be included.
  • information about workpiece properties, such as the material composition or the material thickness can be introduced. The introduction of further information is also possible without restriction.
  • a marking device 60 based on microwave radiation is preferably used, in alternative embodiments other sensors or other physical effects can also be used to identify workpieces and to mark workpieces.
  • the sensor assembly is connected outside and (not shown) to the device.
  • other arrangements and positioning of the workpiece detection device 20 or the marking device 60 are also conceivable at any time.
  • the aforementioned embodiments offer the advantage that a retrofitting of further processing machines with the novel Identitiesl by a modular structure of the respective elements. Marking technique according to the present invention is possible. For this purpose, only a connection to the data processing device 30 of the processing machine 10 is necessary. Furthermore, the workpiece recognition device 20 must be mounted in a further device.
  • the device 200 also called processing machine
  • a marking device 60 for introducing Microwave markers is provided in the interior of the workpiece in the device 10 and no
  • Workpiece recognition device 20 is provided.
  • the above apparatus and the above method by determining a characteristic material parameter from the inside of a workpiece, it is possible to perform an identification of the workpiece and to optimize a processing therewith. Furthermore, it is possible to change the interior of a workpiece in a targeted manner by means of a marking device and thus to introduce markings in the processing independently of the change in shape, color or surface.

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Abstract

Eine Vorrichtung (10, 100) zum Handhaben und/oder Bearbeiten eines Werkstücks (1) mit einer nicht-metallischen Oberfläche, weist auf: eine Werkstückerkennungseinrichtung (20), welche eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung in ein Inneres des Werkstücks (1) einzustrahlen und vom Inneren des Werkstücks (1) reflektierte elektromagnetische Strahlung aufzunehmen; und eine Datenverarbeitungseinrichtung (30), die konfiguriert ist, aus gemessenen Daten der reflektierten elektromagnetischen Strahlung Informationen aus dem Innern des Werkstücks (1) zu ermitteln. Ferner wird ein Verfahren offenbart, mit dem es möglich ist einen charakteristischen Materialparameter, bevorzugt einen bauteilspezifischen Reflexionswert des Werkstücks (1), basierend auf der aufgenommenen elektromagnetischen Strahlung zu ermitteln.

Description

Vorrichtung zum Handhaben und/oder Bearbeiten eines
Werkstücks sowie Verfahren
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Handhaben und/oder Bearbeiten eines Werkstücks mit einer Werkstückerkennungseinrichtung .
Die im Rahmen der vorliegenden Anmeldung zu bearbeitenden Werkstücke sind Bauteile wie beispielsweise Massivholz- oder Spanplatten, MDF-Platten, Verbundmaterialwerkstücke, oder Ähnliches, wie diese in der Möbel- und Bauelementeindustrie zum Einsatz kommen.
Stand der Technik
Bei Vorrichtungen zum Bearbeiten eines Werkstücks aus dem Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie werden immer neue und höhere Anforderungen an die Bearbeitungsqualität und Bearbeitungsgeschwindigkeit gestellt. Besonders eine Einstellung der Bearbeitungsparameter in Bezug auf statische Bearbeitungsmaschinen, also Maschinen bei denen das Werkstück fest eingespannt ist und ein Bearbeitungskopf über das Werkstück verfährt und bei fördernden Bearbeitungsmaschinen, also Maschinen bei denen das Werkstück während der Bearbeitung verfahren wird, ist eine exakte und schnelle Identifikation des Werkstücks von großer Bedeutung für die Bearbeitung und die daraus resultierende Produktivität der Maschine .
Die bekannten Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Bearbeiten eines Werkstücks mit Werkstückerkennungs¬ einrichtungen ermitteln bisher die Informationen zur Identifikation des Werkstücks durch zum Beispiel Markierungen, Aufkleber, Kennzeichnungen oder spezielle Chips. Dies ist von Nachteil, da im Falle einer Bearbeitung einer markierten Oberfläche, die Markierung verschwindet und somit die Werkstückinformationen verloren gehen. Somit muss bei der Kennzeichnung immer Rücksicht auf die jeweiligen Bearbeitungsschritte der entsprechenden Oberflächen genommen werden, was die Markierung, sowie die Bearbeitung deutlich verlangsamt und die Produktivität senkt.
Gegenstand der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit der die zuvor genannten Probleme zumindest teilweise behoben werden können, und/oder mit der eine sichere Informationsbasis für zu bearbeitende Werkstücke geschaffen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1, sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zum Handhaben und/oder Bearbeiten eines Werkstücks mit einer nicht-metallischen Oberfläche, auf: eine Werkstückerkennungseinrichtung, welche eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung in ein Inneres des Werkstücks einzustrahlen und vom Inneren des Werkstücks reflektierte elektro-magnetische Strahlung aufzunehmen, und eine Datenverarbeitungseinrichtung, die konfiguriert ist, aus gemessenen Daten der reflektierten elektromagnetischen Strahlung Informationen aus dem Innern des Werkstücks zu ermitteln .
Des Weiteren kann die Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks eine Bearbeitungseinrichtung aufweisen. Die Bearbeitungseinrichtung ist dazu ausgestaltet, ein Werkstück anhand der Informationen aus der Datenverarbeitungs¬ einrichtung zu bearbeiten.
Ein Beispiel für ein typischerweise verwendetes Werkstück ist eine Spannplatte mit Beschichtungsmaterial an den Hauptseiten, wie es bei Küchenarbeitsplatten üblich ist. Durch das Einstrahlen von elektromagnetischer Strahlung in das Innere des Werkstücks ist es möglich Informationen über z.B. die Dichte einer Massivholzplatte, also einen charakteristischen Materialparameter des Werkstücks zu erhalten und Bearbeitungsparameter, wie z.B. der Vorschub einer bearbeitenden Säge, können dadurch optimiert eingestellt werden und Materialparameter, z.B. die Holzsorte, können erkannt werden. Dies birgt den Vorteil einer verbesserten Bearbeitung, was zu einer erhöhten Bearbeitungsgeschwindigkeit und höheren Qualität der Bearbeitung führt. Im Umkehrschluss bedeutet dies für die Vorrichtung ebenfalls, dass eine Überbelastung der Vorrichtung verhindert und somit die Lebensdauer verlängert werden kann. Ferner wirkt sich dies positiv auf die Lebensdauer von Bearbeitungsmitteln, wie z.B. Bohrköpfe, Schleifbänder, usw. aus und senkt somit die Betriebskosten.
Ferner ist es durch die Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung in das Innere des Werkstücks und dessen Reflexion möglich, die mit Hilfe der Datenverarbeitungseinrichtung ermittelten Materialdaten einen Typ des Werkstücks genauer zu erkennen .
Des Weiteren kann der durch die Datenverarbeitungseinrichtung im Zusammenwirken mit der Werkstückerkennungseinrichtung ermittelte charakteristische Materialparameter zu einer Identifikation des Werkstücks beitragen.
Somit können Bauteile unabhängig von Form-, Färb- oder Oberflächenänderungen eindeutig identifiziert und bearbeitet werden ohne auf die jeweiligen Bearbeitungsschritte des Werkstücks Rücksicht nehmen zu müssen. Ferner ist es durch die Bauteilidentifikation durch das Werkstückinnere möglich, das Bauteil von allen Seiten optimal zu bearbeiten und eine Verunstaltung des Werkstücks durch eine notwendige Markierung ist überflüssig. Bevorzugt ist außerdem, dass die innere Struktur des Werkstücks in einer Linie oder Ebene senkrecht zu einer Werkstückoberfläche und/oder in einer Linie oder Ebene parallel zu einer Werkstückoberfläche wiedergeben oder abgefragt wird.
Durch eine solche Ausgestaltung ist es möglich, dass die Tiefe des Werkstücks über einen vertikalen Verlauf durch das Werkstück analysiert wird und somit etwaige Fehlstellen, Äste, Aussparungen, o.ä. erkannt werden können. Im Falle einer zur Werkstückoberfläche parallelen Analyse des Werkstücks kann über die komplette Länge oder Breite des Werkstücks eine Analyse des Werkstückinneren durchgeführt werden .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die oben beschriebene Vorrichtung eine Fördereinrichtung auf. Diese
Fördereinrichtung verfährt ein Werkstück in einer
Geschwindigkeit, wobei bevorzugt ist, dass die
Geschwindigkeit auf Grundlage der von der
Datenverarbeitungseinrichtung ermittelten Information eingestellt wird.
Somit ist es möglich, mittels der ermittelten Daten aus der Datenverarbeitungseinrichtung ein Optimum für die Bearbeitungsparameter, angepasst auf das Werkstück und dessen inneres Profil, zu bestimmen. Ein Beispiel für einen wichtigen Bearbeitungsparameter ist die Verfahr- geschwindigkeit eines Bearbeitungskopfs. Ferner wäre es beispielsweise auch möglich, eine Fördergeschwindigkeit des Werkstücks gegen den Bearbeitungskopf einzustellen. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist das Erkennen von Fehlstellen, wie Astlöchern, oder Inhomogenität/Materialfehler in einer Massivholzplatte .
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Bearbeitungseinrichtung eine Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks, wobei die Bearbeitungs¬ einrichtung eingerichtet ist, das Werkstück auf Grundlage der von der Datenverarbeitungseinrichtung ermittelten
Informationen zu bearbeiten oder die Bearbeitungseinrichtung auf Grundlage der von der Datenverarbeitungseinrichtung ermittelten Informationen aktiviert oder deren Betrieb geändert wird.
Durch einen solchen Aspekt ist es möglich, die Bearbeitung explizit durch die Informationen der Datenverarbeitungs¬ einrichtung und/oder der Werkstückeerkennungseinrichtung zu steuern und die Bearbeitungseinrichtung damit zu steuern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung basiert die elektromagnetische Strahlung der Sensoranordnung oder der Werkstückerkennungseinrichtung auf Radarstrahlung oder Terrahertzstrahlung .
Dies birgt den Vorteil, dass ein breites Frequenzspektrum an Strahlung verwendet werden kann. Ferner ist Radarstrahlung besonders geeignet, da der Frequenzbereich der Strahlung nicht im sichtbaren Bereich des Lichts für den Menschen liegt, und somit keine speziellen Vorkehrungen für eine Bearbeitung bzw. Ermittlung von Materialparametern mittels Radarstrahlung bei der Bearbeitung getroffen werden müssen. Somit ist eine Werkstückerkennung, wie zum Beispiel mit Kameras durch eine fehlende Beleuchtung nicht limitiert. Fabrikhallen müssen, im Gegensatz zu Werkstückerkennungseinrichtungen mit Kamerasystemen, nicht verdunkelt oder die Beleuchtung nicht angepasst werden. Somit können Bauteile unabhängig von den Umgebungsbedingungen in der Fabrikhalle und unschädlich für Mitarbeiter eindeutig und unabhängig von Form-, Färb- oder Oberflächenänderungen eindeutig identifiziert und bearbeitet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der bevorzugten Ausführungsform liegt die Radarstrahlung außerhalb des sichtbaren Spektralbereich typischerweise zwischen 70-75 GHz.
In diesem Bereich, weisen die Radarstrahlen eine kurze Wellenlänge auf und eignen sich deshalb sehr gut zum Erkennen von Materialeigenschaften in einer Bearbeitungsmaschine. Typischerweise wird hier das sogenannte W-Band verwendet. Durch den Frequenzbereich zwischen 70-75 GHz können Eigenschaften des Werkstückinneren bis zu einer Entfernung von wenigen Metern ermittelt werden. Somit ist die Form eines Werkstücks sehr flexibel wählbar, da die
Werkstückerkennungseinrichtung samt der eingeschlossenen Sensoranordnung in ausreichender Entfernung zum Werkstück angebracht werden kann und somit z.B. die Bearbeitung oder die Identifizierung von größeren Bauteilen nicht weiter beschränkt wird.
Jedoch ist auch eine Messung in direkter Werkstücknähe realisierbar. Somit können Störgrößen durch die Reflexion an Partikeln in der Luft verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung basiert die elektromagnetische Strahlung der Sensoranordnung auf Mikrowellenstrahlung .
Die Mikrowellenstrahlung ermöglicht es, eine günstigere Ausführungsform für eine solche Vorrichtung bereitzustellen und ermöglicht außerdem einen spezifischeren Messbereich an Frequenzen, so dass diese Strahlung, nicht im sichtbaren Spektralbereich liegt. Dies ist vorteilhaft, da somit eine Bearbeitung eines Werkstücks unabhängig von den Umgebungsbedingungen des umgebenden Lichts bearbeitet werden kann. Somit müssen Fabrikhallen, im Gegensatz zu Werkstückerkennungseinrichtungen mit Kamerasystemen, wie oben bereits beschrieben, nicht verdunkelt oder die Beleuchtung angepasst werden. Somit können Bauteile unabhängig von Form-, Färb- oder Oberflächenänderungen eindeutig identifiziert und bearbeitet werden. Ferner ist dadurch eine Beeinträchtigung für Mitarbeiter ausgeschlossen und Sicherheitsbereiche müssen nicht eingehalten werden.
Typischerweise liegt diese Mikrowellenstrahlung in einem Frequenzbereich zwischen 1-300 GHz. In diesem Bereich wird der Benutzer der Maschine nicht beeinträchtigt und eine Bearbeitung des Werkstücks kann durch die Informationen, die mit Hilfe der Mikrowellenstrahlung ermittelt werden, verbessert werden. Somit müssen Fabrikhallen, im Gegensatz zu Werkstückerkennungseinrichtungen mit Kamerasystemen, nicht verdunkelt oder die Beleuchtung angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, eine äußere Struktur des Werkstücks zu ermitteln .
Durch die Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung in das Werkstückinnere, können Eigenschaften über das Werkstück ggf. über einen charakteristischen Materialparameter zum Identifizieren eines Werkstücks ermittelt werden. Diese Eigenschaften der äußeren Struktur dienen einer verbesserten Bearbeitung die mit höherer Qualität und höherer Geschwindigkeit stattfindet. Somit kann die Produktivität der Vorrichtung gesteigert werden. Ferner kann durch eine Bestrahlung des Werkstücks über eine komplette Richtung durch die elektromagnetische Strahlung die äußere Form zu jedem Zeitpunkt in den Bearbeitungsschritten ermittelt werden. Somit ist es möglich, bereits während dem Bearbeiten Informationen über den Fortschritt der Bearbeitung sowie über das äußere Erscheinungsbild des Werkstücks zu geben. Dadurch kann die Produktivität weiter gesteigert und mehr Informationen über das zu bearbeitende bzw. bearbeitete Werkstück geliefert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, die Sensoranordnung an mehr als einem Ort in der Werkstückerkennungseinrichtung anzuordnen, um so
Eigenschaften über einen Verlauf des Materials ermitteln zu können .
Somit können kontinuierlich über den Verlauf des Werkstücks, besonders bei sehr langen Werkstücken die kontinuierlich bearbeitet werden, Informationen aus dem Inneren des Werkstücks ermittelt werden. Durch einen charakteristischen Materialparameter ist es bereits während der Bearbeitung möglich auf eine Veränderung im Werkstück zu reagieren und weiter die Bearbeitung zu optimieren. Somit wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit gesteigert und die
Identifizierung eines Bauteils erleichtert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Markiervorrichtung, mit der es möglich ist, Mikrowellenmarkierungen in das Innere des Werkstücks einzubringen oder eine Markierung mittels Laser am Werkstück vorzusehen. Wird beispielsweise mittels Laser eine Markierung an einer Werkstückoberfläche oder einem oberflächennahen Bereich des Werkstücks eingebracht, so kann diese nachfolgend beschichtet werden (z.B. Lack, Folie, Papier, usw.) . Die durch den Laser eingebrachte, stoffliche Veränderung kann durch die zuvor beschriebene Werkstückerkennungseinrichtung erfasst und entsprechend bewertet werden.
In einem Anwendungsfall können somit in einem Ausgangswerkstück eine Vielzahl von Markierungen, beispielsweise mittels Lasers, eingebracht werden, so dass später herausgetrennte Teilwerkstücke dem Ausgangswerkstück zugeordnet werden können.
Somit ist es möglich, die innere Struktur des Bauteils gezielt zu verändern und dadurch die Identifizierung des Werkstücks zu erleichtern. Dadurch ist es möglich, sich das Anbringen von Markern, Markierungen, Stempeln, oder anderen Identifikationsmöglichkeiten zu ersparen. Gegebenenfalls ist dies sogar nicht sinngemäß, da durch mehrere aufeinanderfolgende Bearbeitungsschritte eventuell alle Oberflächen des Werkstücks bearbeitet werden und dadurch die Markierungen verloren gehen. Werden hingegen die Markierungen im Inneren des Werkstücks durch die Markiervorrichtung eingebracht, ist es möglich, dauerhafte und individuelle Informationen über das Bauteil über den kompletten Bearbeitungsschritt bzw. das komplette Bearbeitungsverfahren hinweg zu behalten ohne das Äußere des Werkstücks zu beeinträchtigen bzw. Rücksicht auf die Markierung während der Bearbeitung nehmen zu müssen. Dies steigert die Produktivität und verhindert die Produktion von Ausschuss. Somit können Bauteile unabhängig von Form-, Färb- oder
Oberflächenänderungen eindeutig identifiziert und Ausschuss verhindert werden.
Bevorzugt ist ferner, dass die Markiervorrichtung in einer Zuführstelle der Vorrichtung platziert ist, bei der das Werkstück der Vorrichtung zugeführt wird und wobei die von der Datenverarbeitungseinrichtung ermittelten Informationen auf den Markierungen der Markiervorrichtung beruhen.
Durch eine solche Ausgestaltung ist es möglich, dass im Vorfeld der Bearbeitung das Werkstück mit einer Markierung versehen werden kann und somit bereits vor Beginn des Bearbeitungsschritts/der Bearbeitungsschritte mit z.B. einer Identifikation versehen ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Bewerten eines Werkstücks, mit den folgenden Schritten: Aussenden von elektromagnetischer Strahlung in Richtung des Werkstücks; Aufnehmen der vom Werkstückinneren reflektierten elektromagnetischen Strahlung; Ermitteln eines charakteristischen Materialparameters, bevorzugt eines bauteilspezifischen Reflexionswerts des Werkstücks, basierend auf der aufgenommenen elektromagnetischen Strahlung.
Ein Beispiel für ein typischerweise verwendetes Werkstück ist eine Spanplatte mit Beschichtungsmaterial an den Hauptseiten, wie es bei Küchenarbeitsplatten üblich ist. Ein weiteres Beispiel ist eine Massivholzplatte.
Durch das Verfahren ist es möglich, das Innere eines Werkstücks mit einer nicht metallischen Oberfläche zu detektieren, um so die Bearbeitungsschritte auf die Eigenschaften des Werkstücks anzupassen. Mit diesem Verfahren ist es möglich, eine schnellere und hochwertigere Verarbeitung des Werkstücks zu gewährleisten. Ferner können durch die ermittelten Informationen zum Beispiel über das Bauteil selbst, seine Funktion als Endprodukt, seinen Fertigungszustand, sein Fertigstellungsdatum, seine notwendigen Bearbeitungsschritte automatisch, relevante Daten individuell und schnell ohne einer Veränderung des Äußeren eines Werkstücks vorgesehen werden.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens ist es möglich durch zum Beispiel Mikrowellen oder Ultraschall Informationen in das Werkstück einzubringen oder mittels eines Laserstrahls am Werkstück, beispielsweise in der Oberfläche des Werkstücks oder einem oberflächennahen Bereich des Werkstücks, vorzusehen. Das Werkstück kann nachfolgend beschichtet werden .
Hierdurch kann die innere Struktur des Werkstücks gezielt verändert und dadurch die Identifizierung eines Werkstücks erleichtert werden. Somit können die Werkstücke unabhängig von Form-, Färb- oder Oberflächenänderungen über das Bearbeitungsverfahren hinweg eindeutig erkannt und vor allem gekennzeichnet werden. Eine Kennzeichnung im bisherigen Sinne ist somit nicht mehr nötig. Das Verfahren zum Bearbeiten wird somit beschleunigt und der Ausschuss der Fertigung wird reduziert. Durch das Einbringen von Markierungen in das Werkstückinnere können händische Identifizierungen vermieden werden und somit die Produktivität weiter gesteigert und eine die Anzahl an Falschbezeichnung durch eine Automatisierung des Kennzeichnungsschritts während dem Bearbeitungsschritt reduziert werden.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens können durch die Markiervorrichtung eingebrachte Informationen in einem zusätzlichen Schritt ausgelesen werden.
Hierdurch ist es möglich, Informationen über den jeweiligen Bearbeitungszustand, das Werkstück an sich, dessen Beschaffenheit, oder projektbezogene Informationen bereits während der Bearbeitung zu ermitteln. In einem weiteren Aspekt des Verfahrens ist es möglich das Werkstück und die Werkstückerkennungseinrichtung für die Messung relativ zueinander zu bewegen. Somit können zeitlich aufeinanderfolgenden Messwerte für eine Vielzahl von Messstellen im Werkstückinneren erfasst werden ohne die Werkstückerkennungseinrichtung zu bewegen und aus den Messwerten kann ein für die Eigenschaften des Werkstücks charakteristischer Materialparameter ermittelt werden.
Dies birgt den Vorteil, dass eine Messung ohne einen Stopp des Werkstücks, also während dem Zuführen zu einem nächsten Bearbeitungsschritt, oder sogar im Bearbeitungsschritt ohne Stopp der Anlage ermittelt werden kann. Somit kann die Geschwindigkeit des Verfahrens gesteigert und die generelle Produktivität erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt des Verfahrens ist es möglich, die Intensität der Radarstrahlung zu erhöhen. Dadurch werden zeitlich aufeinanderfolgende Messwerte für eine Vielzahl von Messstellen in verschiedenen Tiefen des Werkstückinneren erfasst. Somit ist es möglich, aus den Messwerten ein für die Eigenschaften des Werkstücks charakteristischen
Materialparameter zu ermitteln.
Dies führt dazu, dass ein vielseitiges Bild des Werkstücks über einen Tiefenverlauf im Querschnitt des Werkstücks und/oder über den Verlauf der Breite und/oder der Länge des Werkstücks ermittelt werden kann. Somit können Inhomogenität, Fehlstellen oder Störstellen durch z.B. Äste im Werkstück frühzeitig erkannt werden, eine mangelhafte Qualität des Materials ausgeschlossen und eine optimierte Bearbeitung sichergestellt werden. Alternativ ist die Änderung der Intensität über eine Änderung der Fokussierung der Strahlung möglich .
Gemäß einem weiteren Aspekt des Verfahrens ist es möglich durch den charakteristischen Materialparameter eine Identifikation des Werkstücks eindeutig durchzuführen und dadurch eine Information an den nächsten Bearbeitungsschritt über verschiedene Maschinen weiterzugeben.
Dadurch wird es ermöglicht, über das komplette Bearbeitungsverfahren mit mehreren Einzelbearbeitungsschritten hinweg mit Hilfe der Informationen aus dem Inneren des Werkstücks, die Informationen konstant auszulesen und somit eine Identifikation des Werkstücks zu jedem Zeitpunkt im Verfahren berührungslos und eindeutig zu ermöglichen. Somit können Bauteile unabhängig von Form-, Färb- oder Oberflächenänderungen eindeutig identifiziert werden.
Eine weitere Anwendung ist z.B. eine Codierung eines Werkstücks, wobei die Codierung bspw. Daten bezüglich Bearbeitungsart, Herkunft, Bearbeitungsort, Maschinentyp, usw. enthalten kann. Ferner ist es möglich, dass mittels der eindeutigen Kennzeichnung des Bauteils die
Bearbeitungsmaschinen Informationen über das Werkstück in der „Cloud" speichern und z.B. der aktuelle Bearbeitungszustand weltweit abgerufen werden kann. Unter der „Cloud" ist hierbei eine dezentrale Speicherung von Daten auf einem externen Server oder Speichermedium zu verstehen, der/das global über eine Fernübertragungsverbindung, insbesondere in Form des Inter- oder eines Intranets, zugänglich ist.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens dient der charakteristische Materialparameter zur Identifikation des Werkstoffs und kann dadurch eine Information an den nächsten Bearbeitungsschritt weitergegeben .
Durch eine solche Ausgestaltung ist es möglich, die Bearbeitung mittels der ermittelten Parameter zu optimieren.
In einem weiteren Aspekt des Verfahrens ist es möglich, das Verfahren mit der oben beschriebenen Vorrichtung durchzuführen .
Die zuvor beschriebenen Verfahrensschritte können in einer Datenverarbeitungseinrichtung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks hinterlegt sein. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann somit zur Durchführung dieser Schritte eingerichtet sein.
Gemäß einer weiteren Zielrichtung wird eine
Markiervorrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, insbesondere mittels Mikrowellenstrahlung oder Ultraschall, Informationen in das Werkstück einzubringen. Die Markiervorrichtung kann mit einem der vorangegangenen Aspekte oder mit einem der Unteransprüche kombiniert werden.
Diese Markierungen werden mit der Hilfe von Strahlung, vorzugsweise Mikrowellenstrahlung, Terrahertzstrahlung oder auch durch Ultraschall, durch das Verändern einer inneren Struktur des Werkstücks eingebracht. Hierzu besitzt die Markiervorrichtung eine Markiereinheit, die vorzugsweise die Strahlung auf das Innere des Werkstücks richtet.
Gemäß noch einer weiteren Zielrichtung handelt es sich um eine Markiervorrichtung, die mittels Laser eine Markierung an einer Werkstückoberfläche oder im oberflächennahen Bereich einbringen kann. Nachfolgend wird beispielsweise die Oberfläche des Werkstücks beschichtet (z.B. Lack, Folie, Papier, usw.) . Die durch den Laser eingebrachte, stoffliche Veränderung kann beispielsweise durch die zuvor beschriebene Werkstückerkennungseinrichtung erfasst und entsprechend bewertet werden.
Durch Absorption der elektromagnetischen Strahlung im Innern des Werkstücks kann es zu einer lokalen Erwärmung kommen, wobei chemische Umwandlungsprozesse bzw.
Verbrennungsprozesse, beispielsweise gefördert durch Absorberpartikel, eine dauerhafte Strukturänderung im Innern des Werkstücks bewirken. Die entsprechend eingebrachte Markierung ist von Außen nicht sichtbar. Die eingebrachte Information kann beispielsweise zur eindeutigen Markierung des Werkstücks genutzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend werden anhand der beigefügten Figuren beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert .
Fig. 1: Schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks, welches eine nicht metallische Oberfläche aufweist, mit einer Werkstückerkennungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
Fig. 2: Schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks, welches eine nicht metallische Oberfläche aufweist, mit einer Werkstückerkennungs¬ einrichtung und einer Markiervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 3: Schematische Darstellung des Einbringens einer Markierung in das Werkstück und Ergebnis des Auslesens der Markierung durch die Werkstückerkennungseinrichtung.
Fig. 4: Schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform in Form einer Bearbeitungseinrichtung mit einer Markiervorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend wird anhand schematischer Zeichnungen eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks mit einer nichtmetallischen Oberfläche gezeigt. Generelle Beispiele solcher Vorrichtungen, auch Bearbeitungsmaschinen genannt, sind CNC- Bearbeitungszentren, Durchlaufmaschinen (beispielsweise zur Kantenbearbeitung von plattenförmigen Werkstücken) , Schleifenmaschinen oder ähnliches. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen bestimmter
Einzelmerkmale können jeweils einzeln miteinander kombiniert werden um neue Ausführungsformen zu zeigen.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform (nachfolgend als Bearbeitungsmaschine bezeichnet) , die zum Bearbeiten eines Werkstücks 1 geeignet ist und eine Werkstückerkennungseinrichtung 20 mit einer Sensoranordnung 21 aufweist. Ferner weist die
Bearbeitungsmaschine 10 eine Datenverarbeitungseinrichtung 30 auf, um zusammen mit der Sensoranordnung 21, einen charakteristischen Materialparameter eines Werkstücks 1 zu ermitteln. Ferner umfasst die Bearbeitungsmaschine 10 eine Bearbeitungseinrichtung 40 auf, um dadurch das Werkstück zu bearbeiten. Die Bearbeitungsmaschine 10 weist einen Bearbeitungstisch 50 auf. Alternativ können anstelle eines Bearbeitungstisches 50 ein Trägersystem zum Halten eines Werkstücks, oder eine/mehrere Fördereinrichtung/-en vorgesehen sein.
Auf dem Bearbeitungstisch 50 kann ein Werkstück 1 während einer Bearbeitung in der Bearbeitungsmaschine 10 positioniert werden. Ferner ist es bei einer statischen Bearbeitung, also bei einer Bearbeitung, bei der das Werkstück fest eingespannt ist und ein Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinrichtung 40 relativ dazu verfährt, möglich, dass Werkstück 1 auf dem Bearbeitungstisch 50 durch eine Fixierung (nicht dargestellt) zu fixieren. Dadurch ist es möglich eine exakte Positionierung des Werkstücks 1 zu gewährleisten.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass der Bearbeitungstisch 50 für eine durchlaufende Bearbeitung, also eine Bearbeitung bei der das Werkstück 1 relativ zum Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinrichtung 40, durch eine Fördereinrichtung verfahren wird. Dies ermöglich, dass das Werkstück 1 mit einer exakten Position und Geschwindigkeit durch eine Fördereinrichtung verfahren wird. Hierbei wird das Werkstück 1 durch auf dem Bearbeitungstisch 50 vorgesehene Anschläge mit einer Fördereinrichtung verfahren und gleichzeitig in der Position gehalten, so dass eine umlaufende Bearbeitung reibungslos möglich ist.
Das Werkstück 1 ist vorzugsweise ein Holz-Werkstück, Kunststoff-Werkstück, oder ein Werkstück aus einem vergleichbaren Material, das geeignet ist, um mit der Vorrichtung 10 bearbeitet zu werden. Ferner weist das Werkstück 1 keine metallische Oberfläche auf. Hierbei gibt es keine Limitierung für eine geometrische Form des Werkstücks 1, solange eine Fixierung während der Bearbeitung sichergestellt werden kann.
Die Vorrichtung 10 weist, wie oben beschrieben, eine Werkstückerkennungseinrichtung 20 auf. Diese
Werkstückerkennungseinrichtung 20 ist dazu ausgebildet, einen Sender und eine Sensoranordnung 21 als Empfänger zu beinhalten. Ferner ist die Sensoranordnung 21 mit einer nachfolgend beschriebenen Datenverarbeitungseinrichtung 30 verbunden. Die Werkstückerkennungseinrichtung ist mit der Vorrichtung 10 fest verbunden. Es ist jedoch auch möglich, die Werkstückerkennungseinrichtung 20 separat von der Bearbeitungsmaschine 10 an einem weiteren Element zu fixieren, sodass ein modularer Aufbau des
Fertigungsverfahrens mit mehreren Fertigungsschritten möglich ist und nicht jede Vorrichtung 10 eine solche Werkstückerkennungseinrichtung 20 aufweisen muss.
Ferner ist eine Anordnung von mehreren
Werkstückerkennungseinrichtungen 20 innerhalb einer
Bearbeitungsmaschine 10 denkbar. Somit können deutlich mehr Informationen über einen Verlauf der Bearbeitung generiert werden und somit das Bearbeitungsverfahren durch mehr generierte Daten optimiert werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Sensoranordnung 21 der Werkstückerkennungseinrichtung 20 in der Lage, elektromagnetische Strahlung mittels des Senders in das Innere des Werkstücks 1 zu strahlen und die vom Inneren des Werkstücks 1 reflektierte Strahlung wieder aufzunehmen. Alternativ kann die transmittierte Strahlung erfasst werden. Hierbei kann die Strahlung in einem Abtastbereich (A) über den Verlauf des Werkstücks und/oder in verschiedenen Tiefen innerhalb des Abtastbereichs (A) des Werkstücks analysiert werden. Der abgebildete Pfeil stellt hierbei die Förderrichtung des Werkstücks dar. Die Besonderheit für eine holzbearbeitende Maschine liegt hier vor allem darin, dass im Gegensatz zu metallischen Werkstücken, tatsächlich in das Innere des Werkstücks gestrahlt werden kann und daraus auch die reflektierten Strahlen wieder hervorgehen. Abstrakt betrachtet könnte dies mit einem Lichtdurchtritt durch Milchglas im Gegensatz zu einer Lichteinstrahlung in einen Spiegel verglichen werden.
In der Sensoranordnung 21 ist ein Sender vorgesehen, welcher die besagte elektromagnetische Strahlung aussendet. Ferner ist ein Erkennungssensor in der Sensoranordnung enthalten, der die vom Inneren des Werkstücks 1 reflektierte elektromagnetische Strahlung detektieren kann.
Der Sender reguliert über eine Intensität der elektromagnetischen Strahlung eine Einstrahltiefe in das Werkstück 1. Alternativ wäre es auch möglich, die Einstrahltiefe mittels einer Fokussierungsvorrichtung (nicht dargestellt) zu regeln. Somit können elektromagnetische Strahlen gezielt auf eine bestimmte Tiefe des Werkstücks 1 gerichtet werden. Ferner ist es über eine kontinuierliche Intensitätsänderung der vom Sender ausgestrahlten elektromagnetischen Strahlung möglich, ein komplettes Tiefenprofil des Werkstücks 1 zu bestimmen. Weitere Ausführungsformen, Abtastraten bzw. Abtastungen des Werkstückinneren durch eine Bestrahlung von elektromagnetischer Strahlung aus dem Sender 22 sind denkbar.
Der Erkennungssensor detektiert die vom Werkstück 1 reflektierte elektromagnetische Strahlung, die durch den Sender auf das Werkstückinnere gerichtet worden sind. Der Grad an Reflexion richtet sich nach einem charakteristischen Aufbau bzw. einer charakteristischen Dichte des Werkstücks 1 und/oder der Eindringtiefe der elektromagnetischen Strahlung. Durch den charakteristischen Aufbau des Werkstücks wird ein Teil der elektromagnetischen Strahlung zurück in die Richtung der Werkstückerkennungseinrichtung bzw. der damit verbundenen Sensoranordnung reflektiert. Die vom Erkennungssensor ermittelten Daten bzw. Informationen (beispielhaft ist hier ein Schichtenaufbau oder eine Dichtenverlauf des Werkstücks zu nennen) werden an die Datenverarbeitungseinrichtung 30 weitergeleitet. In einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, dass die Eindringtiefe der elektromagnetischen Strahlung bei der Analyse berücksichtigt wird.
Bei einem ruhenden Werkstück 1 ist es möglich den Sender sowie den Erkennungssensor nebeneinander anzuordnen. Bei einer durchlaufenden Bearbeitung ist die Verfahr- geschwindigkeit des Werkstücks 1 zu beachten. Somit muss entweder eine elektromagnetische Strahlung geneigt in das Werkstück 1 eingestrahlt werden oder der Erkennungssensor muss in einer ausreichenden Beanstandung passend zur Verfahrgeschwindigkeit angeordnet sein. Hierbei ist eine etwaige Brechung der Strahlung zu berücksichtigen. Ferner ist es möglich, den Erkennungssensor außerhalb der Sensoranordnung 21 anzuordnen. In einer weiteren Ausführungsform wäre es außerdem möglich, die Sensoranordnung 21 mit dem Sender und eine Sensoranordnung 21 mit dem Erkennungssensor komplett zu entkoppeln und das ganze somit in mehrere Behausungen aufzuteilen.
Die aktuelle Ausführungsform beschreibt eine Anordnung von einem Sender und einem Erkennungssensor. Jedoch ist eine Ausgestaltung einer Sensoranordnung 21 mit mehreren Sensoren bzw. Erkennungssensoren denkbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass die Werkstückerkennungseinrichtung 20 mehrere Sensoranordnungen 21 aufweist. Ferner ist auch eine sensorisches Bestrahlung eines kompletten Teilabschnitts (eines Streifens) eines Werkstücks 1 oder eine Bestrahlung durch beabstandet angeordnete Sensoranordnungen 21 realisierbar.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 30 ist in Verbindung mit der Werkstückerkennungseinrichtung 20 bzw. direkt mit der Sensoranordnung 21. Die vom Erkennungssensor ermittelten Daten, werden über eine Zuführleitung, beispielhaft sei hier eine Ethernet Leitung genannt, zur Datenverarbeitungs¬ einrichtung 30 übermittelt. Der Datenverarbeitungseinrichtung 30 ist es möglich, aus den ermittelten Daten vom Erkennungssensor Informationen über das bearbeitende Bauteil zu ermitteln.
Ferner ist es der Datenverarbeitungseinrichtung 30 möglich, aus den Daten des Erkennungssensors Informationen für die weitere Bearbeitung des Werkstücks 1 an die Bearbeitungseinrichtung 40 zu übertragen. Die
Datenverarbeitungseinrichtung 30 ist in Verbindung mit der Bearbeitungseinrichtung 40. Die von der Datenverarbeitungseinrichtung 30 ermittelten Informationen für die Bearbeitung werden über eine Abführleitung, beispielhaft sei hier eine Ethernet Leitung genannt, zur Bearbeitungseinrichtung übermittelt. Durch die mittels der Abführleitung übermittelten Daten ist es möglich eine eindeutige Identifizierung von Werkstücken ohne Beeinflussung von äußeren Einflüssen durchzuführen. Alternativ ist es außerdem möglich, z.B. durch Mikrowellen eine Kennzeichnung des Werkstücks 1 einzubringen, falls die Identifizierung durch das Erkennen der äußeren Struktur nicht ausreicht.
Ferner ist es möglich, durch die generierten Daten die Bearbeitungsparameter (z.B. die Rotationsgeschwindigkeit eines Fräskopfs oder der Vorschub eines Bearbeitungskopfes) der Bearbeitungseinrichtung 40 anzupassen. Die
Bearbeitungseinrichtung 40 ist in der Lage das Werkstück 1 zu bearbeiten. In der Bearbeitungseinrichtung 40 ist ein Bearbeitungskopf vorgesehen. Dieser wird durch einen Motor angetrieben und ist rotierbar durch eine Lagerung gelagert. Der Bearbeitungskopf ist in eine x-Achse und eine y-Achse über ein Verfahrsystem (nicht dargestellt) bewegbar, so dass der Bearbeitungskopf über ein Werkstück 1 beweglich ist und somit über das komplette Werkstück 1 verfahren kann. Des Weiteren ist der Bearbeitungskopf in der Lage in der z-Achse zu verfahren, so dass der Bearbeitungskopf in Eingriff mit dem Werkstück 1 kommt und das Werkstück bearbeiten kann. Bei einer durchlaufenden Bearbeitung ist es möglich, dass nicht alle Achsen beweglich ausgestaltet werden müssen, da hier bereits das Werkstück 1 relativ zum Bearbeitungskopf bewegt bzw. gefördert wird. Dies kann den Fertigungsprozess beschleunigen .
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass ein Bearbeitungskopf durch eine Werkstückwechseleinrichtung während dem Bearbeitungsverfahren automatisch gewechselt werden kann und somit mehrere Bearbeitungsschritte in derselben Vorrichtung 10 durchgeführt werden können.
Als nächstes wird eine Vorrichtung 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 beschrieben .
In der weiteren Ausführungsform in Fig. 2 und 3 werden dieselben Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und Einzelheiten davon werden nicht beschrieben. Die Vorrichtung 100 (auch Bearbeitungsmaschine genannt) der weiteren Ausführungsform unterscheidet sich insofern, dass eine Markiervorrichtung 60 zum Einbringen von Mikrowellenmarkierungen in das Innere des Werkstücks in der Vorrichtung 10 vorgesehen ist. Der abgebildete Pfeil stellt hierbei die Förderrichtung des Werkstücks dar.
Die Vorrichtung 100 weist hier eine Markiervorrichtung 60 auf, durch die es im Vorfeld, während oder nach der Bearbeitung möglich ist, Markierungen in das Innere eines Werkstücks einzubringen. Diese Markierungen werden mit der Hilfe von elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise Mikrowellenstrahlung, Terrahertzstrahlung oder auch durch Ultraschall, durch das Verändern einer inneren Struktur des Werkstücks eingebracht. Hierzu besitzt die Markiervorrichtung 60 eine Markiereinheit 61, die vorzugsweise
Mikrowellenstrahlung auf das Innere des Werkstücks 1 richtet.
Mittels der Markiereinheit kommt es durch Absorption der elektromagnetischen Strahlung im Innern des Werkstücks zu einer lokalen Erwärmung, wobei chemische Umwandlungsprozesse bzw. Verbrennungsprozesse im Holz eine dauerhafte Strukturänderung im Innern des Werkstücks, die außen nicht sichtbar ist, hervorgerufen werden. Diese Strukturänderungen können als Codierung des Werkstücks benutzt werden, um das Werkstück später eindeutig identifizieren zu können.
Durch die Veränderung der Intensität der Mikrowellenstrahlung oder der Verstellung der Fokussiervorrichtung ist es ferner möglich, die Markierungen zur Identifizierung eines Werkstücks in verschiedenen Tiefen des Werkstücks anzubringen. Es ist möglich, dass die eingebrachten Markierungen von einer Werkstückerkennungs-einrichtung 20 im späteren Bearbeitungsverfahren ausgelesen werden. Somit können Informationen über das Bauteil transportiert werden. Ein solcher Schritt des Auslesens von Markierungen ist in Fig. 3 im schematisch dargestellten Display einer Datenverarbeitungseinrichtung 30 gezeigt. Hierbei ist bei der Verwendung von Laserstrahlung mit einer Beschädigung der Werkstückoberfläche zu rechnen.
Ferner ist es möglich, das Werkstück 1 unabhängig von den Bearbeitungsschritten und der Oberfläche zu markieren. Dadurch wird eine Identifikation des Werkstücks 1 dauerhaft und individuell sichergestellt. Außerdem befinden sich die Markierungen im Inneren des Werkstücks 1 und beeinflussen somit nicht ein äußeres Erscheinungsbild des Werkstücks 1 bzw. des Endprodukts, welches aus dem Werkstück 1 hervorgeht.
Im Falle einer Bearbeitungsmaschine 100 wäre zum Beispiel das Einbringen einer binären Information in das Werkstück denkbar. Beispielhaft ist hierzu in Fig. 3 eine Abfolge einer binären Information über den Verlauf des Werkstücks 1 in der Datenverarbeitungseinrichtung 30 der Fig. 3 dargestellt. Hierbei signalisiert der im unteren Abbildungsrand dargestellt Pfeil die Förderrichtung des Werkstücks 1. Außerdem können beispielsweise Informationen über das Projekt, eine individuelle Produktkennzeichnung, die durchzuführenden Bearbeitungsschritte, sowie über den Auftraggeber enthalten sein. Zudem können Informationen über Werkstückeigenschaften, wie z.B. die Materialzusammensetzung oder die Materialdicke eingebracht werden. Das Einbringen von weiteren Informationen ist ohne Einschränkung ebenfalls möglich .
Auch wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine Markiervorrichtung 60 basierend auf Mikrowellenstrahlung zum Einsatz kommt, können in alternativen Ausgestaltungen auch andere Sensoren oder andere physikalische Effekte zur Identifizierung von Werkstücken und zur Markierung von Werkstücken verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Sensoranordnung außerhalb und (nicht abgebildet) mit der Vorrichtung verbunden. Andere Anordnungen und Positionierungen der Werkstückerkennungseinrichtung 20 oder der Markiervorrichtung 60 sind jedoch auch jederzeit denkbar.
Zusätzlich bieten die genannten Ausführungsformen den Vorteil, dass durch einen modularen Aufbau der jeweiligen Elemente ein nachträgliches Ausrüsten von weiteren Bearbeitungsmaschinen mit der neuartigen Identifizierungsbzw. Markierungstechnik gemäß der vorliegenden Erfindung möglich ist. Hierzu ist lediglich eine Verbindung zur Datenverarbeitungseinrichtung 30 der Bearbeitungsmaschine 10 notwendig. Ferner muss die Werkstückerkennungseinrichtung 20 in einer weiteren Vorrichtung angebracht werden.
Als nächstes wird eine Vorrichtung 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.
In der weiteren Ausführungsform in Fig. 4 werden dieselben Komponenten wie bei den bisherigen Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und Einzelheiten davon werden nicht beschrieben. Der abgebildete Pfeil stellt hierbei die Förderrichtung des Werkstücks dar. Die Vorrichtung 200 (auch Bearbeitungsmaschine genannt) der weiteren Ausführungsform von Fig. 4 unterscheidet sich insofern, dass eine Markiervorrichtung 60 zum Einbringen von Mikrowellenmarkierungen in das Innere des Werkstücks in der Vorrichtung 10 vorgesehen ist und keine
Werkstückerkennungseinrichtung 20 vorgesehen ist.
Durch eine solche Vorrichtung 200 ist es möglich, Markierungen mittels der Markiervorrichtung 60 in das Innere des Werkstücks 1 einzubringen, die zu einem späteren Zeitpunkt zur Identifikation verwendet werden können. Somit ist spätere Handhabung und Bearbeitung erleichtert, da diese eingebrachten Markierungen ausgelesen werden können und somit Informationen zum Material, der Beschaffenheit oder den Bearbeitungsparametern bereitstehen .
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, aber Ausgestaltungen und Kombinationen davon in den Ausführungsformen sind nur Beispiele, und Hinzufügungen, Auslassungen, Substitutionen und andere Modifikationen der Ausgestaltungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und wird nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche begrenzt.
Gemäß der obigen Vorrichtung und dem obigen Verfahren ist es möglich, durch Ermitteln eines charakteristischen Materialparameters aus dem Inneren eines Werkstücks eine Identifizierung des Werkstücks durchzuführen und eine Bearbeitung damit zu optimieren. Ferner ist es möglich, durch eine Markiervorrichtung das Innere eines Werkstücks gezielt zu verändern und somit Markierungen unabhängig von der Form-, Färb- oder Oberflächenänderung in der Bearbeitung einzubringen .

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10, 100) zum Handhaben und/oder Bearbeiten eines Werkstücks (1) mit einer nicht-metallischen
Oberfläche, aufweisend: eine Werkstückerkennungseinrichtung (20), welche
eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung in ein Inneres des Werkstücks (1) einzustrahlen und vom Inneren des Werkstücks (1) reflektierte elektromagnetische
Strahlung aufzunehmen, und eine Datenverarbeitungseinrichtung (30), die
konfiguriert ist, aus gemessenen Daten der reflektierten elektromagnetischen Strahlung Informationen aus dem Innern des Werkstücks (1) zu ermitteln.
2. Vorrichtung (10, 100) nach Anspruch 1, wobei die von der Datenverarbeitungseinrichtung (30) ermittelten
Informationen eine charakteristische innere Struktur des Werkstücks (1) wiedergeben.
3. Vorrichtung (10, 100) nach Anspruch 2, wobei die innere Struktur des Werkstücks in einer Linie oder Ebene senkrecht zu einer Werkstückoberfläche und/oder in einer Linie oder Ebene parallel zu einer Werkstückoberfläche abgefragt wird.
4. Vorrichtung (10, 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend eine Fördereinrichtung, die ein Werkstück (1) in einer Geschwindigkeit verfährt, wobei bevorzugt ist, dass die Geschwindigkeit auf Grundlage der von der
Datenverarbeitungseinrichtung (30) ermittelten
Information eingestellt wird.
5. Vorrichtung (10, 100) nach einem der vorherigen
Ansprüche, ferner umfassend eine Bearbeitungseinrichtung (40) zum Bearbeiten eines Werkstücks (1), wobei die Bearbeitungseinrichtung (40) eingerichtet ist, das Werkstück (1) auf Grundlage der von der
Datenverarbeitungseinrichtung (30) ermittelten
Informationen zu bearbeiten oder die
Bearbeitungseinrichtung (40) auf Grundlage der von der Datenverarbeitungseinrichtung ermittelten Informationen aktiviert oder deren Betrieb geändert wird.
6. Vorrichtung (10, 100) nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die elektromagnetische Strahlung der Werkstückerkennungseinrichtung (20) im Frequenz-Bereich von Radar- oder Terrahertzstrahlung liegt.
7. Vorrichtung (10, 100) nach Anspruch 6, wobei die
Radarstrahlung außerhalb des sichtbaren
Spektralbereichs, typischerweise zwischen 70-75 GHz liegt .
8. Vorrichtung (10, 100) nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die elektromagnetische Strahlung der
Werkstückerkennungseinrichtung (20) im Bereich von Mikrowellenstrahlung liegt, wobei bevorzugt ist, dass die die Mikrowellenstrahlung zwischen 1-300 GHz liegt.
9. Vorrichtung (10, 100) nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Werkstückerkennungseinrichtung eingerichtet ist, eine äußere Struktur des Werkstücks (1) zu ermitteln.
10. Vorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend eine Markiervorrichtung (60) zum Einbringen von Laser- und/oder Mikrowellen-Markierungen am Werkstück oder in das Innere des Werkstücks (1) .
11. Vorrichtung (100) nach Anspruch 10, wobei die
Markiervorrichtung (60) bevorzugt in einer Zuführstelle der Vorrichtung (100) platziert ist, bei der das
Werkstück (1) der Vorrichtung (100) zugeführt wird, und wobei die von der Datenverarbeitungseinrichtung (30) ermittelten Informationen auf den Markierungen der Markiervorrichtung (60) beruhen.
12. Verfahren zum Bewerten eines Werkstücks (1), bevorzugt unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, aufweisend:
Aussenden von elektromagnetischer Strahlung in Richtung des Werkstücks (1);
Aufnehmen der vom Werkstückinneren reflektierten elektromagnetischen Strahlung;
Ermitteln eines charakteristischen Materialparameters, bevorzugt eines bauteilspezifischen Reflexionswerts des Werkstücks (1), basierend auf der aufgenommenen
elektromagnetischen Strahlung.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei durch eine
Markiervorrichtung (60), insbesondere mittels
Laserstrahlung oder Mikrowellenstrahlung oder
Ultraschall, Informationen in das Werkstück (1) eingebracht werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei durch eine Markiervorrichtung (60) eingebrachte
Informationen in einem zusätzlichen Schritt ausgelesen werden .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei ein Werkstück (1) und eine Werkstückerkennungseinrichtung (20) für die Messung relativ zueinander bewegt werden, zeitlich aufeinanderfolgend Messwerte für eine Vielzahl von Messstellen im Inneren des Werkstücks (1) erfasst werden und aus den Messerwerten ein für die
Eigenschaften des Inneren des Werkstücks (1)
charakteristischer Materialparameter ermittelt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Intensität der Radarstrahlung erhöht wird, wodurch zeitlich aufeinanderfolgende Messwerte für eine Vielzahl von Messstellen in verschiedenen Tiefen des
Werkstückinneren erfasst werden und aus den Messerwerten ein für die Eigenschaften des Werkstückstücks (1) charakteristischer Materialparameter ermittelt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der charakteristische Materialparameter zur Identifikation des Werkstoffs dient und dadurch eine Information an den nächsten Bearbeitungsschritt weitergegeben werden kann.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020134191B4 (de) 2020-12-18 2024-03-07 Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Identifikation eines Bauteils
DE102021104227A1 (de) 2021-02-23 2022-08-25 Homag Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung sowie eine solche Bearbeitungsvorrichtung
CN114654038B (zh) * 2022-04-29 2024-05-17 浪潮(山东)计算机科技有限公司 一种焊接方法、装置、设备及存储介质
EP4293445A1 (de) * 2022-06-14 2023-12-20 Ivoclar Vivadent AG Herstellungsgerät zum herstellen eines dentalobjektes
CN116046819B (zh) * 2023-04-03 2023-06-06 四川中科高能科技发展有限责任公司 一种基于辐照可用物品从而实现可用物品色泽识别方法
DE102023108623A1 (de) * 2023-04-04 2024-10-10 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Verfahren für die Identifikation einer Werkstoffplatte sowie Anlage zur Herstellung einer Werkstoffplatte
DE102023109149A1 (de) 2023-04-12 2024-10-17 Homag Gmbh Verfahren zum Beschichten eines plattenförmigen Werkstücks

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD226383A1 (de) * 1984-07-16 1985-08-21 Wtz Holzverarbeitende Ind Verfahren zum feststellen und bewerten von defekten, vorzugsweise bei holz und analogen materialien
AT407198B (de) * 1998-10-28 2001-01-25 Werth Peter Dipl Ing Verfahren und anlage zum lokalisieren von harzeinschlüssen in holz
WO2008110017A1 (en) * 2007-03-15 2008-09-18 University Of Northern British Columbia Systems and methods for monitoring wood product characteristics
DE102011110011A1 (de) * 2011-08-11 2013-02-14 Fagus-Grecon Greten Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Überprüfen eines Holzwerkstoffes, insbesondere einer Holzwerkstoffplatte in einem fortlaufenden Strang während ihrer Herstellung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030011672A1 (en) * 1993-11-09 2003-01-16 Markem Corporation, New Hampshire Corporation Scanned marking of workpieces
US6037968A (en) * 1993-11-09 2000-03-14 Markem Corporation Scanned marking of workpieces
DE102013224358A1 (de) * 2013-11-28 2015-05-28 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Vermessen von Großbauteilen
DE102014212682A1 (de) * 2014-07-01 2016-01-07 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Werkstoffart und/oder einer Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstücks

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD226383A1 (de) * 1984-07-16 1985-08-21 Wtz Holzverarbeitende Ind Verfahren zum feststellen und bewerten von defekten, vorzugsweise bei holz und analogen materialien
AT407198B (de) * 1998-10-28 2001-01-25 Werth Peter Dipl Ing Verfahren und anlage zum lokalisieren von harzeinschlüssen in holz
WO2008110017A1 (en) * 2007-03-15 2008-09-18 University Of Northern British Columbia Systems and methods for monitoring wood product characteristics
DE102011110011A1 (de) * 2011-08-11 2013-02-14 Fagus-Grecon Greten Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Überprüfen eines Holzwerkstoffes, insbesondere einer Holzwerkstoffplatte in einem fortlaufenden Strang während ihrer Herstellung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2019043039A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017119898A1 (de) 2019-02-28
US20200173917A1 (en) 2020-06-04
WO2019043039A1 (de) 2019-03-07
CN111032270A (zh) 2020-04-17

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