EP3969969A1 - Verfahren und system zum anpassen von eingangswerten beim betrieb einer maschine - Google Patents

Verfahren und system zum anpassen von eingangswerten beim betrieb einer maschine

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EP3969969A1
EP3969969A1 EP20726095.1A EP20726095A EP3969969A1 EP 3969969 A1 EP3969969 A1 EP 3969969A1 EP 20726095 A EP20726095 A EP 20726095A EP 3969969 A1 EP3969969 A1 EP 3969969A1
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EP
European Patent Office
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machine
workpiece
input values
processing
storage device
Prior art date
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Pending
Application number
EP20726095.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Eckhard BEILHARZ
Patrick Müller
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Homag GmbH
Original Assignee
Homag 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
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Pending legal-status Critical Current

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    • G05B19/40937—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part program, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45013—Spraying, coating, painting

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a machine, in particular a coating machine, preferably a narrow-surface coating machine, such as is used, for example, in the furniture or component industry.
  • the invention also relates to a system.
  • DE 10 2015 213 358 A1 As a specific example of the manufacture of products in the furniture and construction elements industry, it is known to provide narrow surfaces of plate-shaped workpieces with a coating material.
  • a concept is known from DE 10 2015 213 358 A1 which makes it possible to shorten the non-productive times and at the same time to handle the coating material easily.
  • DE 10 2015 213 358 A1 pursues the approach of structuring the provision of the coating material in such a way that the cassettes accommodating such a coating material are combined in specific modules. This makes it possible to provide the coating material in groups and thus to ensure a continuous processing process with high flexibility.
  • the invention aims to provide a method for operating a machine with which a high level of quality can be ensured with flexible manufacturing operations.
  • Claim 1 provides a corresponding method. Further preferred embodiments are given in the dependent Claims listed. The invention also relates to a system which is set up in particular to carry out such a method.
  • the method comprises the steps of: transferring a plurality of input values from a storage device to a control device of the machine, the input values relating to at least one material and / or tool used in machining a workpiece, preparing the machine for machining on the basis of the input values, machining of a workpiece with the prepared machine, changing the input values on the basis of the processing and / or the product and transferring the changed input values to the storage device.
  • information can be recorded with a sensor and, based on this, or an input from an operator, an input value can be changed. This changed value can then be transmitted to the memory device, for example.
  • the method according to the invention has the advantage that, to a certain extent, an increased understanding of the process can be bundled and measures to ensure and, if necessary, increase quality and / or efficiency can be derived from this.
  • the method according to the invention results in an optimized use of material and energy in such a processing machine. Machine downtimes can be reduced or prevented.
  • the input values transferred to the machine can be compared with the corresponding boundary conditions of the machine in order to ensure safe operation of the machine. If the input value relates to an adhesive used when machining a workpiece, the manufacturer of the adhesive specifies certain temperature ranges in which the adhesive is to be processed. In the course of the process, it is ensured that the input value relating to a specific processing temperature is within the temperature range specified by the manufacturer.
  • boundary conditions are a feed rate range of a machine, a position accuracy, a range for the dimensions of workpieces to be processed or a range of a contact pressure.
  • the storage device is a globally available storage device, in particular a cloud, it being preferred that the machine has an internet-compatible interface. This simplifies the possibilities when transferring the input values from the storage device to the control device.
  • a step for testing the material is carried out after the step of preparing and before the step of processing. In the course of this, the material availability can be checked. In this way, downtimes can be avoided and a continuous process can be ensured.
  • the machine is a coating machine, preferably a narrow surface coating machine.
  • a coating machine preferably a narrow surface coating machine.
  • plate-shaped workpieces made of wood or wooden materials are provided with a coating material with such a coating machine.
  • Such a machine can be used in the woodworking industry.
  • the step of preparing the machine for processing on the basis of the input values can comprise one or more of the following steps: setting a processing temperature of an adhesive, selecting a coating material, setting the machine on the basis of the workpiece to be processed, setting and / or positioning a or several processing facilities.
  • the input values and boundary conditions of the machine can be included in the preparation step.
  • Processing a workpiece with the prepared machine can include one or more of the following steps: heating a coating material and / or workpiece, applying an adhesive to the workpiece and / or coating material, grasping a supplied coating material, pressing a coating material onto a workpiece.
  • a quality check is carried out on the product before changing the input values, in particular by means of sensors of the machine.
  • a specific processing result can thus be checked and one or more input values can be changed on the basis of this information.
  • an actual value of a material consumption in particular the consumption of an adhesive and / or a coating material, can be transferred to the storage device. If necessary, a measure can be initiated based on this, for example a reorder of the corresponding material can be ordered.
  • a computer program which is executed with a computer.
  • the computer program comprises control commands which, when the computer program is executed, cause the computer to execute the method according to one of the preceding claims.
  • the invention also relates to a system for operating a machine.
  • the system comprises: a memory device and a control device, a device for transferring a plurality of input values from a memory device to a control device of the machine, the input values relating to at least one material and / or tool used in machining a workpiece, the control device being set up : (a) prepare the machine for processing based on the input values, (b) issue control commands for processing a workpiece with the prepared machine, and (c) change input values based on the processing and / or the product and transfer them to the storage device to hand over.
  • the storage device can be a globally available storage device, in particular a cloud.
  • the machine can have an internet-compatible interface. This simplifies the possibilities when transferring the input values from the storage device to the control device.
  • a test device can be provided for checking the material.
  • the material availability can be checked by means of the test device in order to avoid downtimes and to ensure a continuous process.
  • the machine is a coating machine, preferably a narrow-surface coating machine.
  • plate-shaped workpieces made of wood or wooden materials are provided with a coating material with such a coating machine.
  • Such a machine can be used in the woodworking industry.
  • the system can comprise sensors for checking the quality of the product manufactured by the machine. A specific processing result can thus be checked and one or more input values can be changed on the basis of this information.
  • the control device can be set up to carry out one or more of the following steps: setting a processing temperature of an adhesive, selecting a coating material, setting the machine on the basis of the workpiece to be processed, setting and / or positioning one or more processing devices.
  • the input values and boundary conditions of the machine can be included in the preparation step.
  • processing of a workpiece can include one or more of the following steps, which is / are initiated by the control device: heating a coating material and / or workpiece, applying an adhesive to the workpiece and / or coating material, detecting a supplied coating material, Pressing a coating material onto a workpiece.
  • FIG. 1 shows a schematic sequence of a
  • the schematic figure shows a method sequence to explain a method for operating a machine, in particular a processing machine for coating a narrow surface of a plate-shaped workpiece. Modifications of certain steps of the method can each be individually combined with one another in order to form further embodiments. Although the following description is not to be understood as restrictive but as an example, individual features, in particular individual method steps or their modifications, can also be used to specify the invention.
  • the method is described on the basis of an embodiment in the course of which a coating material is applied to a narrow side of a plate-shaped workpiece. It can be seen that other methods for machining or processing a workpiece can also be carried out with the described method, for example coating a broad side of a workpiece, joining two or more workpieces, printing a surface of a workpiece or the like.
  • Such a plate-shaped workpiece can comprise wood or a wood material.
  • it is a solid wood board, chipboard, MDF board, HDF board or the like.
  • the strip-shaped coating material to be applied to the narrow side is, for example, a veneer or a plastic coating material.
  • a storage device XI is provided, which can be a globally available storage device, such as a cloud, or a storage unit available locally from a manufacturer.
  • Design data and / or production data, with which the product is described and / or its manufacture is defined, are stored in the memory device XI.
  • material-specific data, preferably provided by the manufacturer, and machine data of the machine are stored in the memory device XI.
  • workpiece dimensions, data on the workpiece material, data on the coating material, etc. are stored in the storage device XI.
  • Material-specific data of workpieces and of materials to be processed which are stored in the storage device XI, can be stored in the storage device XI, for example, by the manufacturer or supplier of a specific workpiece or a specific material.
  • a data record of the materials to be processed can also be created by the user of the processing machine and stored in the storage device XI.
  • machine data are stored that include the so-called machine capability (machining options of a specific machine tool) as well as wear values of specific components, such as the actuators.
  • a control device X2 of a processing machine requests the data required for production for the preparation of the machine for a processing operation (step S1).
  • Preparing the machine can include one or more sub-steps.
  • the machine is a coating machine for applying a coating material to a narrow side of a workpiece.
  • Such a machine can have a roller application system for processing hot melt adhesives.
  • a roller application system applies a heated, viscous adhesive to a workpiece.
  • a pressure device in particular a pressure roller, is provided with which a strip-shaped coating material is pressed onto a narrow side of a workpiece provided with adhesive.
  • the coating machine is provided for applying a coating material which has already been provided with an adhesive or an adhesive, so that the roller application system can be omitted.
  • this relates to data on the adhesive, the coating material, the workpiece, to compensate for certain processing tools and / or environmental influences.
  • the processing machine can be prepared for a production process in a first step by querying a setting for a specific type of adhesive and deriving the processing temperature from this. This means that the glue container is preheated to a certain temperature (step S1-1), taking into account the specific type of adhesive.
  • the processing machine is converted to a specific coating material, with the thickness of the coating material and the height of the coating material being included in order to make settings in the Carry out area of the pressure zone (step S1-2).
  • a conversion of the coating material can be done by
  • the machine can be equipped for the specific workpiece to be processed, whereby the specification of the material of the workpiece (e.g. HDF, MDF, etc.), the type of workpiece (solid, Chipboard, etc.) as well as the workpiece thickness, the degree of porosity, the density, the workpiece temperature and the workpiece thickness can be derived (step S1-3).
  • the material of the workpiece e.g. HDF, MDF, etc.
  • the type of workpiece solid, Chipboard, etc.
  • step S1-4 Known wear values are also compensated for (step S1-4) by, for example, choosing an exact position of a specific actuator, taking into account the wear, or, if the wear value of a specific servomotor exceeds a maximum wear value, maintenance is requested (step S1-4).
  • step S1-5 It is also possible to compensate for environmental influences, such as the ambient temperature, to select the position, taking into account the coefficient of thermal expansion of an actuator and / or to compensate for a change in length (step S1-5).
  • the material availability is checked and a consumption of the material to be processed required for a specific production order is calculated.
  • step S3 To prepare for a machining process, a material feed for a specific coating material is also preselected based on the test steps mentioned (step S2). The processing machine is now in an operational state and production can be started.
  • a manufacturing process (step S3) usually comprises several sub-steps.
  • step S3-1 the feed is started and a specific heating temperature is set for heating the coating material and / or the workpiece on the basis of predetermined processing temperatures.
  • a workpiece to be processed and entering the processing area is detected, with the properties of the surfaces of the narrow side to be coated, irregularities in the surface and / or possible deviations from a flat plane of the narrow surface being determined.
  • a photo-optical sensor is used in particular, which determines the porosity of the surface to be coated and, if necessary, the volume of the open pores.
  • step S3-2 the application of adhesive is adjusted if necessary and subsequently initiated (step S3-2), so that an application of adhesive is matched to the type and nature of the surface detected. Furthermore, a specific contact pressure of a pressure roller for pressing the coating material on the narrow side of the workpiece can be set.
  • the coating material to be applied to the workpiece is recorded (S3-3), with the actual thickness of the coating material being determined in particular. With the inclusion of this data, edge thickness compensation can be carried out in the processing machine.
  • Edge thickness compensation can be achieved by adjusting the pressure roller and other downstream Editing tools take place. For example, a profile milling cutter for machining the workpiece provided with the coating material is adjusted on the basis of the determined thickness of the coating material.
  • the coating material is now applied to a narrow surface of a plate-shaped workpiece.
  • the temperature and the position of the coating material when it is fed in, and possibly also the degree of soiling of a glue application roller, is determined so that the energy input and the edge position can be adjusted (step S3-
  • the quality of the adhesive joint is checked in particular.
  • the adhesive joint should be as little visible as possible to the viewer of the product. This requires a continuous and even application of the adhesive on the narrow side of the workpiece.
  • the testing of the coating material to be applied and the actual production process a large amount of information is recorded and measures for setting the machine are derived from this.
  • the measures will be determined by certain input values that mean setting on a certain processing machine.
  • These input values are documented and transmitted to the storage device XI as one or more data records. If the storage device XI is a globally available control device, information from different processing machines of different users can be combined and stored.
  • the storage device XI thus has the option of making changes to the stored input values using the returned data records and adapting them to specific boundary conditions. Furthermore, it is possible to further refine parameters through machine learning and thus to provide an improved database.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine, insbesondere einer Beschichtungsmaschine, bevorzugt Schmalflächen-Beschichtungsmaschine, wie diese beispielsweise im Bereich der Möbel- oder Bauelementeindustrie zum Einsatz kommt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Übergabe einer Vielzahl von Eingangswerten von einer Speichereinrichtung zu einer Steuereinrichtung der Maschine, wobei die Eingangswerte zumindest ein bei einer Bearbeitung eines Werkstücks verwendetes Material und/oder Werkzeug betreffen, Vorbereiten der Maschine für eine Bearbeitung auf Grundlage der Eingangswerte, Bearbeiten eines Werkstücks mit der vorbereiteten Maschine, Ändern der Eingangswerte auf Grundlage der Bearbeitung und/oder des Erzeugnisses und Übergeben der geänderten Eingangswerte an die Speichereinrichtung.

Description

VERFAHREN UND SYSTEM ZUM ANPASSEN VON EINGANGSWERTEN
BEIM BETRIEB EINER MASCHINE
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine, insbesondere einer Beschichtungsmaschine, bevorzugt Schmalflächen-Beschichtungsmaschine, wie diese beispielsweise im Bereich der Möbel- oder Bauelementeindustrie zum Einsatz kommt. Ferner betrifft die Erfindung ein System.
Stand der Technik
Die Herstellung von Erzeugnissen in der Möbel- und Bauelementeindustrie ist von vielen Prozessgrößen abhängig. Insbesondere durchläuft ein Ausgangswerkstück im Zuge der Fertigung eine Vielzahl von Prozessschritten, die wiederum von unterschiedlichen Prozessgrößen abhängen. Das durch die Prozessschritte hergestellte Produkt wird nachfolgend auch als „Erzeugnis" bezeichnet.
Während der Herstellung eines solchen Erzeugnisses kommen unterschiedliche Materialien und Werkzeuge zum Einsatz, die entweder auf Grund der Verwendung während der Herstellung verbraucht werden oder deren Zustand sich im Zuge des Betriebs der Bearbeitungsmaschine verändert. Die sich vor diesem Hintergrund verändernden Prozessgrößen sind darüber hinaus vom zu verarbeitenden Werkstoff und den im Zuge der Fertigung eingesetzten Werkzeugen abhängig. Ferner sind Umgebungseinflüsse, wie Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit zu beachten.
Es gibt bereits Ansätze, bei Bearbeitungsmaschinen eine vorausschauende Wartung vorzunehmen, um Stillstandzeiten der Maschine zu verhindern. Im Zuge der vorausschauenden Wartung werden bestimmte Komponenten der Bearbeitungsmaschine überwacht. Beispielsweise können Fehlermeldungen, die Verfügbarkeit und die Fähigkeiten einer bestimmten Maschine gespeichert oder angezeigt werden, um einen reibungslosen Betrieb der Maschine zu gewährleisten.
Als konkretes Beispiel einer Herstellung von Erzeugnissen in der Möbel- und Bauelementeindustrie ist es bekannt, Schmalflächen von plattenförmigen Werkstücken mit einem Beschichtungsmaterial zu versehen. Für die Zufuhr des Beschichtungsmaterials ist aus der DE 10 2015 213 358 Al ein Konzept bekannt, das es ermöglicht, die Nebenzeiten zu verkürzen und das Beschichtungsmaterial gleichzeitig einfach zu handhaben. Insbesondere verfolgt die DE 10 2015 213 358 Al den Ansatz, die Bereitstellung des Beschichtungsmaterials derart zu strukturieren, dass die ein solches Beschichtungsmaterial aufnehmenden Kassetten in bestimmten Modulen zusammengefasst werden. Dies ermöglicht es, das Beschichtungsmaterial gruppenweise bereitzustellen und somit einen kontinuierlichen Bearbeitungsprozess bei hoher Flexibilität zu gewährleisten.
Gegenstand der Erfindung
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine bereitzustellen, mit dem ein hohes Qualitätsniveau bei flexiblem Fertigungsbetrieb sichergestellt werden kann.
Anspruch 1 stellt ein entsprechendes Verfahren bereit. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Ferner betrifft die Erfindung ein System, das insbesondere eingerichtet ist, ein solches Verfahren durchzuführen.
Das Verfahren umfasst die Schritte: Übergabe einer Vielzahl von Eingangswerten von einer Speichereinrichtung zu einer Steuereinrichtung der Maschine, wobei die Eingangswerte zumindest ein bei einer Bearbeitung eines Werkstücks verwendetes Material und/oder Werkzeug betreffen, Vorbereiten der Maschine für eine Bearbeitung auf Grundlage der Eingangswerte, Bearbeiten eines Werkstücks mit der vorbereiteten Maschine, Ändern der Eingangswerte auf Grundlage der Bearbeitung und/oder des Erzeugnisses und Übergeben der geänderten Eingangswerte an die Speichereinrichtung. Beispielsweise kann eine Information mit einem Sensor aufgenommen und basierend hierauf, oder eine Eingabe eines Bedieners, ein Eingangswert geändert werden. Dieser geänderte Wert kann dann beispielsweise zur Speichereinrichtung übermittelt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass gewissermaßen ein gesteigertes Prozessverständnis gebündelt und daraus Maßnahmen zur Gewährleistung und ggf. Steigerung der Qualität und/oder der Effizienz abgeleitet werden können. Insbesondere besteht die Möglichkeit, Eingangswerte zum Betrieb einer Maschine zu adaptieren, sodass ein hohes Qualitätsniveau bei der Bearbeitung von Werkstücken erreicht wird. Ferner ergibt sich aus dem erfindungsgemäßen Verfahren ein optimierter Material- und Energieeinsatz bei einer solchen Bearbeitungsmaschine. Stillstandzeiten der Maschine können reduziert oder verhindert werden.
Die an die Maschine übergebenen Eingangswerte können mit entsprechenden Randbedingungen der Maschine abgeglichen werden, um einen sicheren Betrieb der Maschine zu gewährleisten . Betrifft der Eingangswert ein bei einer Bearbeitung eines Werkstücks verwendetes Haftmittel, so werden vom Hersteller des Haftmittels bestimmte Temperaturbereiche vorgegeben, in denen das Haftmittel zu bearbeiten ist. Im Zuge des Verfahrens wird sichergestellt, dass der eine konkrete Verarbeitungstemperatur betreffende Eingangswert innerhalb des vom Hersteller vorgegebenen Temperaturbereichs liegt.
Weitere Beispiele für Randbedingungen sind ein Vorschubgeschwindigkeits-Bereich einer Maschine, eine Positionsgenauigkeit, ein Bereich für Abmessung von zu bearbeitenden Werkstücken oder ein Bereich einer Anpresskraft .
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Speichereinrichtung eine global verfügbare Speichereinrichtung ist, insbesondere eine Cloud, wobei bevorzugt ist, dass die Maschine eine internetfähige Schnittstelle aufweist. Dies erleichtert die Möglichkeiten bei der Übergabe der Eingangswerte von der Speichereinrichtung zur Steuereinrichtung.
Es ist bevorzugt, dass nach dem Schritt des Vorbereitens und vor dem Schritt des Bearbeitens ein Schritt zur Prüfung des Materials durchgeführt wird. Im Zuge dessen kann die Materialverfügbarkeit geprüft werden. Somit können Stillstandzeiten vermieden und ein fortlaufender Prozess sichergestellt werden.
Beim Schritt der Prüfung des Materials kann eine Berechnung des Materialverbrauchs, insbesondere des Verbrauchs eines Beschichtungsmaterials oder eines Haftmittels, durchgeführt werden. Auch auf diese Weise können Stillstandzeiten vermieden und ein fortlaufender Prozess sichergestellt werden . Es ist bevorzugt, dass die Maschine eine Beschichtungsmaschine, bevorzugt Schmalflächen- Beschichtungsmaschine, ist. Beispielsweise werden mit einer solchen Beschichtungsmaschine plattenförmige Werkstücke aus Holz oder Holzwerkstoffen mit einem Beschichtungsmaterial versehen. Eine solche Maschine kann im Bereich der holzverarbeitenden Industrie zum Einsatz kommen.
Der Schritt des Vorbereitens der Maschine für eine Bearbeitung auf Grundlage der Eingangswerte kann einen oder mehrere der nachfolgend genannten Schritte umfassen: Einstellen einer Verarbeitungstemperatur eines Haftmittels, Auswahlen eines Beschichtungsmaterials, Einstellen der Maschine auf Grundlage des zu bearbeitenden Werkstücks, Einstellen und/oder Positionieren einer oder mehrerer Bearbeitungseinrichtungen. In den Schritt des Vorbereitens können die Eingangswerte sowie Randbedingungen der Maschine einbezogen werden.
Das Bearbeiten eines Werkstücks mit der vorbereiteten Maschine kann einen oder mehrere der nachfolgend genannten Schritte umfassen: Erwärmen eines Beschichtungsmaterials und/oder Werkstücks, Aufträgen eines Haftmittels am Werkstück und/oder Beschichtungsmaterial, Erfassen eines zugeführten Beschichtungsmaterials, Andrücken eines Beschichtungsmaterials an ein Werkstück.
Es ist bevorzugt, dass vor dem Ändern der Eingangswerte eine Qualitätsprüfung am Erzeugnis durchgeführt wird, insbesondere mittels Sensoren der Maschine. Somit kann ein konkretes Bearbeitungsergebnis überprüft und auf Grundlage dieser Information ein oder mehrere Eingangswerte geändert werden.
Nach dem Bearbeiten des Werkstücks kann ein Ist-Wert eines Materialverbrauchs, insbesondere des Verbrauchs eines Haftmittels und/oder eines Beschichtungsmaterials, an die Speichereinrichtung übergeben werden. Falls erforderlich, kann basierend hierauf eine Maßnahme eingeleitet werden, beispielsweise eine Nachbestellung des entsprechenden Materials in Auftrag gegeben werden.
Ferner wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das mit einem Computer ausgeführt wird. Das Computerprogramm umfasst Steuerbefehle, die den Computer bei Ausführung des Computerprogramms veranlassen, das Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen.
Ferner betrifft die Erfindung ein System zum Betrieb einer Maschine. Das System umfasst: eine Speichereinrichtung und eine Steuereinrichtung, eine Einrichtung zur Übergabe einer Vielzahl von Eingangswerten von einer Speichereinrichtung zu einer Steuereinrichtung der Maschine, wobei die Eingangswerte zumindest ein bei einer Bearbeitung eines Werkstücks verwendetes Material und/oder Werkzeug betreffen, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist: (a) die Maschine für eine Bearbeitung auf Grundlage der Eingangswerte vorzubereiten, (b) Steuerbefehle zum Bearbeiten eines Werkstücks mit der vorbereiteten Maschine auszugeben, und (c) Eingangswerte auf Grundlage der Bearbeitung und/oder des Erzeugnisses zu ändern und an die Speichereinrichtung zu übergeben.
Die Speichereinrichtung kann eine global verfügbare Speichereinrichtung sein, insbesondere eine Cloud. Die Maschine kann eine internetfähige Schnittstelle aufweisen. Dies erleichtert die Möglichkeiten bei der Übergabe der Eingangswerte von der Speichereinrichtung zur Steuereinrichtung .
Ferner kann eine Prüfeinrichtung zur Überprüfung des Materials vorgesehen sein. Beispielsweise kann mittels der Prüfeinrichtung die Materialverfügbarkeit geprüft werden, um Stillstandzeiten zu vermeiden und einen fortlaufenden Prozess zu gewährleisten. In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Maschine eine Beschichtungsmaschine, bevorzugt Schmalflächen- Beschichtungsmaschine, ist. Beispielsweise werden mit einer solchen Beschichtungsmaschine plattenförmige Werkstücke aus Holz oder Holzwerkstoffen mit einem Beschichtungsmaterial versehen. Eine solche Maschine kann im Bereich der holzverarbeitenden Industrie zum Einsatz kommen.
Ferner kann das System Sensoren zur Qualitätsprüfung des von der Maschine gefertigten Erzeugnisses umfassen. Somit kann ein konkretes Bearbeitungsergebnis überprüft und auf Grundlage dieser Information ein oder mehrere Eingangswerte geändert werden.
Die Steuereinrichtung kann zur Durchführung eines oder mehrerer der nachfolgend genannten Schritte eingerichtet sein: Einstellen einer Verarbeitungstemperatur eines Haftmittels, Auswählen eines Beschichtungsmaterials, Einstellen der Maschine auf Grundlage des zu bearbeitenden Werkstücks, Einstellen und/oder Positionieren einer oder mehrerer Bearbeitungseinrichtungen. In den Schritt des Vorbereitens können die Eingangswerte sowie Randbedingungen der Maschine einbezogen werden.
Ferner kann ein Bearbeiten eines Werkstücks einen oder mehrere der nachfolgend genannten Schritte, der oder die durch die Steuereinrichtung initiiert wird/werden, umfassen: Erwärmen eines Beschichtungsmaterials und/oder Werkstücks, Aufträgen eines Haftmittels am Werkstück und/oder Beschichtungsmaterial, Erfassen eines zugeführten Beschichtungsmaterials, Andrücken eines Beschichtungsmaterials an ein Werkstück.
Kurze Beschreibung der Figur Fig. 1 zeigt einen schematischen Ablauf einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Anhand der schematischen Figur wird ein Verfahrensablauf dargestellt, um ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine, insbesondere einer Bearbeitungsmaschine zur Beschichtung einer Schmalfläche eines plattenförmigen Werkstücks, zu erläutern. Modifikationen bestimmter Schritte des Verfahrens können jeweils einzeln miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen auszubilden. Obwohl die nachfolgende Beschreibung nicht einschränkend, sondern beispielhaft, zu verstehen ist, können Einzelmerkmale, insbesondere einzelne Verfahrensschritte oder deren Modifikationen, auch zur Spezifizierung der Erfindung herangezogen werden.
Das Verfahren wird anhand einer Ausführungsform beschrieben, im Zuge derer ein Beschichtungsmaterial an einer Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks aufgebracht wird. Es ist ersichtlich, dass auch andere Verfahren zum Be- oder Verarbeiten eines Werkstücks mit dem beschriebenen Verfahren durchgeführt werden können, beispielsweise die Beschichtung einer Breitseite eines Werkstücks, einem Fügen zweier oder mehrerer Werkstücke, Bedrucken einer Oberfläche eines Werkstücks oder dergleichen.
Ein solches plattenförmiges Werkstück kann Holz oder einen Holzwerkstoff umfassen. Beispielsweise handelt es sich um eine Vollholzplatte, Spanplatte, MDF-Platte, HDF-Platte oder dergleichen. Das an der Schmalseite anzubringende streifenförmige Beschichtungsmaterial ist beispielsweise ein Furnier oder ein Kunststoff-Beschichtungsmaterial. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Speichereinrichtung XI bereitgestellt, die eine global verfügbare Speichereinrichtung, wie eine Cloud, oder eine bei einem Hersteller lokal verfügbare Speichereinheit, sein kann.
In der Speichereinrichtung XI werden Konstruktionsdaten und/oder Fertigungsdaten gespeichert, mit denen das Erzeugnis beschrieben und/oder dessen Herstellung definiert wird. Ferner sind in der Speichereinrichtung XI materialspezifische Daten, bevorzugt bereitgestellt durch den Hersteller, sowie Maschinendaten der Maschine gespeichert. Insbesondere sind bezüglich des Ausgangswerkstücks Werkstückabmessungen, Daten zum Werkstückmaterial, Daten zum Beschichtungsmaterial, usw. in der Speichereinrichtung XI abgelegt.
Materialspezifische Daten von Werkstücken und von zu verarbeitenden Materialien, die in der Speichereinrichtung XI hinterlegt sind, können beispielsweise vom Hersteller oder Lieferanten eines bestimmten Werkstücks oder eines bestimmten Materials in der Speichereinrichtung XI hinterlegt werden. Auch können von den zu verarbeitenden Materialien ein Datensatz vom Nutzer der Bearbeitungsmaschine erstellt und in der Speichereinrichtung XI gespeichert werden.
Ferner sind Maschinendaten gespeichert, die die sogenannte Maschinenfähigkeit (Bearbeitungsmöglichkeiten einer bestimmten Bearbeitungsmaschine) sowie Verschleißwerte bestimmter Komponenten, wie beispielsweise der Stellantriebe, umfassen .
Aus diesen in der Speichereinrichtung XI vorliegenden Informationen fragt eine Steuereinrichtung X2 einer Bearbeitungsmaschine für einen Bearbeitungsvorgang die zur Fertigung erforderlichen Daten für die Vorbereitung der Maschine ab (Schritt Sl) . Das Vorbereiten der Maschine kann einen oder mehrere Teilschritte umfassen. Die Maschine ist gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Beschichtungsmaschine zum Aufträgen eines Beschichtungsmaterials an einer Schmalseite eines Werkstücks. Eine solche Maschine kann ein Walzenauftragungssystem zur Verarbeitung von Schmelzklebstoffen aufweisen. Insbesondere trägt ein solches Walzenauftragssystem ein erhitztes, viskoses Haftmittel auf ein Werkstück auf. Ferner ist eine Andruckeinrichtung, insbesondere eine Andruckwalze, vorgesehen, mit der ein streifenförmiges Beschichtungsmaterial an eine mit Haftmittel versehene Schmalseite eines Werkstücks angedrückt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Beschichtungsmaschine zum Aufbringen eines bereits mit einem Haftmittel oder haftbar machenden Mittel versehenen Beschichtungsmaterials vorgesehen, so dass das Walzenauftragssystem entfallen kann.
Im Ausführungsbeispiel, im Zuge dessen ein Beschichtungsmaterial an einer Schmalseite eines Werkstücks aufgebracht werden soll, betrifft dies Daten zum Haftmittel, zum Beschichtungsmaterial, zum Werkstück, zur Kompensation bestimmter Bearbeitungswerkzeuge und/oder Umgebungseinflüsse. Anhand der Informationen, die der Steuereinrichtung X2 zugeführt werden, kann in einem ersten Schritt die Bearbeitungsmaschine für einen Fertigungsvorgang vorbereitet werden, indem eine Einstellung für eine bestimmte Haftmittelart abgefragt und daraus die Verarbeitungstemperatur abgeleitet wird. Dies bedeutet, dass der Leimbehälter auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt wird (Schritt Sl-1), und zwar unter Einbeziehung der konkreten Haftmittelart.
Ferner wird die Bearbeitungsmaschine auf ein bestimmtes Beschichtungsmaterial umgerüstet, wobei hierfür die Dicke des Beschichtungsmaterials sowie die Höhe des Beschichtungsmaterials einbezogen werden, um Einstellungen im Bereich der Andruckzone vorzunehmen (Schritt Sl-2) . Ein Umrüsten des Beschichtungsmaterials kann erfolgen, indem
Anhand der Werkstückinformationen, insbesondere der Werkstoffart und/oder Zusammensetzung, kann die Maschine auf das konkret zu verarbeitende Werkstück gerüstet werden, wobei hierfür aus der Angabe des Materials der Werkstücks (beispielsweise HDF, MDF, usw. ) , der Art des Werkstücks (massiv, Spanplatte, usw.) sowie der Werkstückdicke der Porositätsgrad, die Dichte, die Werkstücktemperatur und die Werkstückdicke abgeleitet werden (Schritt Sl-3) .
Ferner werden bekannte Verschleißwerte kompensiert (Schritt Sl-4), indem beispielsweise unter Einberechnung des Verschleißes eine exakte Position eines bestimmten Stellantriebs gewählt oder, falls der Verschleißwert eines bestimmten Stellmotors einen maximalen Verschleißwert übersteigt, eine Wartung angefordert wird (Schritt Sl-4) .
Auch kann eine Kompensation von Umgebungseinflüssen, wie der Umgebungstemperatur, zur Wahl der Position unter Berücksichtigung des Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Stellantriebs und/oder der Kompensation einer Längenänderung vorgenommen werden (Schritt Sl-5) .
Nachdem die Bearbeitungsmaschine anhand eines oder mehrerer der Schritte Sl-1 bis Sl-5 für einen Bearbeitungsvorgang vorbereitet wurde, wird die Materialverfügbarkeit geprüft und ein für einen konkreten Fertigungsauftrag erforderlicher Verbrauch des zu verarbeitenden Materials berechnet.
Zum Vorbereiten eines Bearbeitungsvorgangs wird ausgehend von den genannten Prüfungsschritten ferner eine Materialzufuhr für ein konkretes Beschichtungsmaterial vorgewählt (Schritt S2 ) . Nunmehr befindet sich die Bearbeitungsmaschine in einem betriebsbereiten Zustand und die Fertigung kann gestartet werden. Ein Fertigungsvorgang (Schritt S3) umfasst dabei üblicherweise mehrere Teilschritte.
Zu Beginn der Fertigung wird der Vorschub gestartet und anhand vorgegebener Verarbeitungstemperaturen eine bestimmte Heiztemperatur zur Erwärmung des Beschichtungsmaterial und/oder des Werkstücks eingestellt (Schritt S3-1) .
Ferner wird ein zu verarbeitendes und in den Bearbeitungsbereich einlaufendes Werkstück erfasst, wobei insbesondere die Beschaffenheit der Oberflächen der zu beschichtenden Schmalseite, Unregelmäßigkeiten der Oberfläche und/oder mögliche Abweichungen von einer planen Ebene der Schmalfläche ermittelt werden. Hierzu wird insbesondere ein fotooptischer Sensor verwendet, der die Porosität der zu beschichtenden Oberfläche und ggf. des Volumens der offenen Poren ermittelt.
Basierend auf diesen Informationen wird der Haftmittelauftrag ggf. justiert und nachfolgend initiiert (Schritt S3-2), so dass ein Haftmittelauftrag an die Art und Beschaffenheit der erfassten Oberfläche abgestimmt ist. Ferner kann eine bestimmte Anpresskraft einer Andruckrolle zum Andrücken des Beschichtungsmaterials an der Schmalseite des Werkstücks eingestellt werden.
In einem weiteren Teilschritte des Fertigungsvorgangs wird das am Werkstück aufzubringendes Beschichtungsmaterial erfasst (S3-3), wobei insbesondere die tatsächliche Dicke des Beschichtungsmaterials ermittelt wird. Unter Einbeziehung dieser Daten kann eine Kantendickenkompensation in der Bearbeitungsmaschine durchgeführt werden.
Eine Kantendickenkompensation kann durch Verstellung der Andruckrolle und weiterer, nachgelagerter Bearbeitungswerkzeuge erfolgen. Beispielsweise wird ein Profilfräsers zur Bearbeitung des mit dem Beschichtungsmaterial versehenen Werkstücks auf der Grundlage der ermittelten Dicke des Beschichtungsmaterials verstellt.
Als weiteren Schritt bei der Fertigung wird nunmehr das Beschichtungsmaterial an einer Schmalfläche eines plattenförmigen Werkstücks aufgebracht. Hierfür wird die Temperatur sowie die Position des Beschichtungsmaterials bei der Zuführung, ggf. auch der Verschmutzungsgrad einer Leimauftragswalze, ermittelt, sodass die Energieeinbringung, und die Kantenposition, justiert werden können (Schritt S3-
4) .
Nachdem das Beschichtungsmaterial am Werkstück aufgebracht wurde, findet innerhalb der Bearbeitungsmaschine oder in einer nachgeordneten Station eine Qualitätsüberwachung statt. Hierfür wird insbesondere die Fugenqualität bewertet, die angibt, ob zwischen dem Beschichtungsmaterial und dem Werkstück im Randbereich des Beschichtungsmaterials die Haftmittelfuge erkennbar ist. Aus der Qualitätsüberwachung wird abgeleitet, dass die Bearbeitung innerhalb eines definierten Qualitätsniveaus liegt, oder nicht (Schritt S3-
5) .
Im Rahmen der Qualitätsüberwachung wird insbesondere die Qualität der Haftmittelfuge geprüft. Die Haftmittelfuge soll für den Betrachter des Erzeugnisses möglichst wenig sichtbar sein. Dies erfordert einen kontinuierlichen und gleichmäßen Auftrag des Haftmittels an der Schmalseite des Werkstücks.
Somit werden aus den einzelnen Schritten bei der Fertigung eines Werkstücks, insbesondere der Vorbereitung der Maschine, dem Prüfen des aufzubringenden Beschichtungsmaterials und dem eigentlichen Fertigungsvorgang, eine Vielzahl von Informationen aufgenommen und hieraus Maßnahmen zur Einstellung der Maschine abgeleitet. Die Maßnahmen werden durch bestimmte Eingangswerte bestimmt, die Einstellung an einer bestimmten Bearbeitungsmaschine bedeuten.
Diese Eingangswerte werden dokumentiert und als ein oder mehrere Datensätze an die Speichereinrichtung XI übermittelt. Handelt es sich bei der Speichereinrichtung XI um eine global verfügbare Steuereinrichtung, so können Informationen von unterschiedlichen Bearbeitungsmaschinen unterschiedlicher Anwender zusammengefasst und gespeichert werden.
Die Speichereinrichtung XI verfügt somit über die Möglichkeit, anhand der rückgeführten Datensätze Änderungen an den gespeicherten Eingangswerten vorzunehmen und diese an bestimmte Randbedingungen anzupassen. Ferner ist es möglich, Parameter durch maschinelles Lernen weiter zu verfeinern und somit eine verbesserte Datenbasis bereitzustellen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betrieb einer Maschine, umfassend die
Schritte :
Übergabe einer Vielzahl von Eingangswerten von einer Speichereinrichtung (XI) zu einer Steuereinrichtung (X2) der Maschine, wobei die Eingangswerte zumindest ein bei einer Bearbeitung eines Werkstücks verwendetes Material und/oder Werkzeug betreffen,
Vorbereiten (Sl) der Maschine für eine Bearbeitung auf Grundlage der Eingangswerte,
Bearbeiten ( S3 ) eines Werkstücks mit der vorbereiteten Maschine,
Ändern der Eingangswerte auf Grundlage der Bearbeitung und/oder des Erzeugnisses und Übergeben der geänderten Eingangswerte an die Speichereinrichtung (XI) .
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (XI) eine global verfügbare Speichereinrichtung ist, insbesondere eine Cloud, wobei bevorzugt ist, dass die Maschine eine internetfähige Schnittstelle aufweist.
3. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des
Übergebens der Vielzahl von Eingangswerten ein Abgleich mit zumindest einer Randbedingung der Maschine erfolgt.
4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des
Vorbereitens (Sl) und vor dem Schritt des Bearbeitens
( S3 ) ein Schritt zur Prüfung des Materials ( S2 )
durchgeführt wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt der Prüfung des Materials ( S3 ) eine
Berechnung des Materialverbrauchs, insbesondere des Verbrauchs eines Beschichtungsmaterials oder eines
Haftmittels, durchgeführt wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine eine
Beschichtungsmaschine, bevorzugt Schmalflächen- Beschichtungsmaschine, ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbereiten (Sl) einen oder mehrere Schritte
umfasst, ausgewählt aus: Einstellen einer
Verarbeitungstemperatur eines Haftmittels ( S1—1 ) ,
Auswählen eines Beschichtungsmaterials ( S1—2 ) ,
Einstellen der Maschine auf Grundlage des zu
bearbeitenden Werkstücks ( S1—4 ) , Einstellen und/oder Positionieren einer oder mehrerer
Bearbeitungseinrichtungen ( S1—4 ; Sl-5) .
8. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bearbeiten ( S3 ) eines
Werkstücks einen oder mehrere Schritte umfasst,
ausgewählt aus: Erwärmen eines Beschichtungsmaterials und/oder Werkstücks (S3-1), Aufträgen eines Haftmittels am Werkstück und/oder Beschichtungsmaterial (S3-2), Erfassen eines zugeführten Beschichtungsmaterials ( S3— 3), Andrücken eines Beschichtungsmaterials an ein
Werkstück (S3-4) .
9. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ändern der
Eingangswerte eine Qualitätsprüfung (S3-5) am Erzeugnis durchgeführt wird, insbesondere mittels Sensoren der Maschine .
10. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bearbeiten ( S3 ) des Werkstücks ein Ist-Wert eines Materialverbrauchs, insbesondere des Verbrauchs eines Haftmittels und/oder eines Beschichtungsmaterials, an die Speichereinrichtung (XI) übergeben wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage des Ist-Werts des Materialverbrauchs ein Steuerbefehl zur Bestellung eines Materials
generiert wird.
12. Computerprogramm, umfassend Steuerbefehle, die einen
Computer bei Ausführung des Computerprogramms
veranlassen, das Verfahren gemäß einem der
vorangegangenen Ansprüche auszuführen.
13. System zum Betrieb einer Maschine, umfassend: eine Speichereinrichtung (XI) und eine Steuereinrichtung (X2) , eine Einrichtung zur Übergabe einer Vielzahl von
Eingangswerten von einer Speichereinrichtung (XI) zu einer Steuereinrichtung (X2) der Maschine, wobei die Eingangswerte zumindest ein bei einer Bearbeitung eines Werkstücks verwendetes Material und/oder Werkzeug betreffen, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, die Maschine für eine Bearbeitung auf Grundlage der Eingangswerte vorzubereiten,
Steuerbefehle zum Bearbeiten eines Werkstücks mit der vorbereiteten Maschine auszugeben, und
Eingangswerte auf Grundlage der Bearbeitung und/oder des Erzeugnisses zu ändern und an die Speichereinrichtung (XI) zu übergeben.
14. System gemäß Anspruch 13, wobei die Speichereinrichtung (XI) eine global verfügbare Speichereinrichtung ist, insbesondere eine Cloud, wobei bevorzugt ist, dass die Maschine eine internetfähige Schnittstelle aufweist.
15. System gemäß einem der Ansprüche 13-14, ferner umfassend eine Prüfeinrichtung zur Überprüfung des Materials.
16. System gemäß einem der Ansprüche 13-15, wobei die
Maschine eine Beschichtungsmaschine, bevorzugt
Schmalflächen-Beschichtungsmaschine, ist .
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