EP4023404A1

EP4023404A1 - Andrucksystem, holzverarbeitungsmaschine und verfahren zum betrieb einer solchen

Info

Publication number: EP4023404A1
Application number: EP21208709.2A
Authority: EP
Inventors: Stefan Hüsener; René Petker
Original assignee: IMA Schelling Deutschland GmbH
Current assignee: IMA Schelling Deutschland GmbH
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-07-06
Anticipated expiration: 2041-11-17
Also published as: DE102020130733A1; EP4023404B1

Abstract

Das Andrucksystem (60) zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials, insbesondere eines Kantenbandes, an die Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks aus Holz oder Holzersatzstoff weist eine in einer Halterung (63) um eine Drehachse (A) drehbar gelagerte Andruckrolle (62) sowie wenigstens eine Messeinrichtung (68) auf. Die Messeinrichtung (68) ist dazu ausgelegt, Betriebsdaten betreffend die Lage oder Position oder den Betriebszustand der Andruckrolle (62) zu einer vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) zu erfassen. Das Andrucksystem (60) umfasst ferner eine Auswerteinrichtung, welche in Abhängigkeit der von der Messeinrichtung (68) erfassten Betriebsdaten die Lage oder Position der Andruckrolle (62) relativ zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) oder den Betriebszustand der Andruckrolle (62) mit einem vorgegebenen Soll-Betriebszustand vergleicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Andrucksystem zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials, insbesondere eines Kantenbandes, sowie eine Holzverarbeitungsmaschine mit einem solchen Andrucksystem und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Holzverarbeitungsmaschine.
In der Holzverarbeitung werden Kantenbänder an die Schmalseiten von plattenförmigen Werkstücken angebracht. Üblicherweise werden Kantenband und Werkstück dabei mittels eines Haftmaterials, z. B. eines Schmelzklebers, aneinandergefügt. Um einen möglichst innigen Kontakt zwischen dem Kantenband und dem Werkstück herzustellen, wird in der Regel ein Andrucksystem verwendet, welches das Kantenband gegen das Werkstück drückt. Ein solches Andrucksystem weist in der Regel wenigstens eine an einer Halterung um eine Drehachse drehbar gelagerte Andruckrolle auf, die auf der Außenseite gegen das Kantenband drückt und so den Fügeprozess unterstützt. Üblicherweise wird die Andruckrolle so an das Kantenmaterial herangefahren, dass eine möglichst gleichmäßige Andruckkraft herrscht, damit sich ein homogenes Fügebild ergibt.
In der Regel wird dies dadurch gelöst, dass man die Zustellung der Andruckrolle auf eine gewisse Andruckkraft einstellt.
Dies führt jedoch trotzdem nicht immer zu den gewünschten Ergebnissen. Dies liegt zum einen daran, dass beim Aufbau einer Holzverarbeitungsmaschine zwangsläufig Toleranzen zwischen den einzelnen Bauteilen vorhanden sind, die beispielsweise dazu führen, dass die Rollenachse der Andruckrolle einen Winkel zur Fügeebene, d. h. der Ebene zwischen Werkstück und Kantenband, aufweist. Dieser Winkel kann einen zufälligen Wert einnehmen, sodass eine voreingestellte Andruckkraft dann dazu führt, dass das Kantenband beispielsweise an einer Seite stärker und an der anderen Seite schwächer angedrückt wird. Solche Probleme treten auch abhängig vom verwendeten Fügematerial, zum Beispiel im verwendeten Werkstück, dem verwendeten Kleber, und dem verwendeten Beschichtungsmaterial, auf. Darüber hinaus kann es durchaus erforderlich sein, eine solche Schiefstellung für bestimmte Anwendungsbereiche definiert einstellen zu wollen.
Solche definierten Neigungswinkel der Druckrolle im Vergleich zur Fügeebene oder Referenzebene lassen sich nicht immer einfach einstellen, vor allem deshalb, weil die Neigung in der Praxis schwer zu justieren ist.
Ein weiteres Problem, welches bei einem Andrucksystem auftreten kann, kann darin liegen, dass die Andruckrolle sich nicht ordnungsgemäß dreht bzw. blockiert. Dies kann beispielsweise durch eine Fehleinstellung geschehen, bei der die Druckrolle keinen Kontakt zum Werkstück aufweist, oder etwa durch Verunreinigungen mit Kleberrückständen. Dies wird häufig nicht oder verhältnismäßig spät bemerkt. Solche dann stillstehenden Andruckrollen können beispielsweise Schleifspuren oder Markierungen auf den Kantenbändern hinterlassen oder auch eine Fehlverpressung durch ausbleibenden Druck bzw. Kontakt zwischen den Fügepartnern hervorrufen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Andrucksystem zur Verfügung zu stellen, mit welchem sich die oben geschilderten Probleme beheben lassen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Andrucksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Holzverarbeitungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den jeweiligen Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Andrucksystem zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials, insbesondere eines Kantenbandes, an die Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks aus Holz oder Holzersatzstoff weist wenigstens eine in einer Halterung um eine Drehachse drehbar gelagerte Andruckrolle sowie wenigstens eine Messeinrichtung auf. Diese ist dazu ausgelegt, Betriebsdaten betreffend die Lage oder Position oder den Betriebszustand der Andruckrolle zu einer vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche zu erfassen. Das Andrucksystem umfasst ferner eine Auswerteinrichtung, welche in Abhängigkeit der von der Messeinrichtung erfassten Betriebsdaten die Lage oder Position der Andruckrolle relativ zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche oder den Betriebszustand der Andruckrolle mit einem vorgegebenen Soll-Betriebszustand vergleicht.
Das Andrucksystem erfasst Betriebsdaten zur Position, zum Beispiel der Lage oder eines anderen Betriebszustandes der Andruckrolle relativ zu einer vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche. Diese Referenzlinie oder Referenzfläche kann beispielsweise mit der oben beschriebenen Fügeebene zusammenfallen oder auch parallel dazu liegen. Die Ebene der Schmalseite des Werkstücks ist ein Beispiel für eine Referenzebene bzw. Referenzfläche. Andere Betriebszustände können beispielsweise die Neigung, Rotation und Position der Andruckrolle in Ausstandrichtung sein. Diese Betriebsdaten können zur Anpassung der Einstellung der Andruckrolle verwendet werden, wobei nicht nur eine Steuerung der Andruckrolle, sondern auch eine kontinuierliche Nachregelung der Einstellung möglich ist. Das bedeutet, dass bei einem Werkstück gemessene Abweichungen zwischen Ist- und Soll-Betriebsdaten korrigiert und beim nächsten Werkstück wieder geprüft und ggf. weiter angepasst werden können, bis die Einstellung der Andruckrolle in einem gewünschten Bereich liegt.
Weiterhin können die erfassten Daten in einer Anzeigevorrichtung visualisiert werden, um eine optische Prozessunterstützung für den Bediener zu gewährleisten. Als Anzeigevorrichtung können zum Beispiel Bildschirme, oder auch "smarte Endgeräte" wie Smartphones, Smartwatches oder Tablets, sowie Geräte zur Anzeige von Augmented Reality verwendet werden.
Bevorzugt umfasst das Andrucksystem eine Vergleichseinheit, die die erfassten Betriebsdaten mit vorgegebenen Soll-Daten vergleicht. Diese Vergleichseinheit kann beispielsweise Teil der Auswerteinrichtung sein. Ferner umfasst das Andrucksystem bei dieser Ausführungsform auch eine Steuereinrichtung und ist dazu eingerichtet, die Veränderung des Abstandes der Andruckrolle zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche und/oder die Neigung der Andruckrolle in Abhängigkeit dieses Vergleichs so auszuführen, dass die Betriebsdaten im Wesentlichen den vorgegebenen Soll-Daten entsprechen.
Wie bereits oben beschrieben, kann die erfindungsgemäße Messeinrichtung eine ganze Reihe von Betriebszuständen erfassen. Beispielsweise ist die Messeinrichtung bevorzugt dazu ausgelegt, den Neigungswinkel der Andruckrolle zur vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche zu erfassen. Diese Messung bietet Informationen über den Neigungszustand der Andruckrolle, die dann beispielsweise durch die Maschinensteuerung oder eine entsprechende Auswerteinrichtung ausgewertet werden können.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Messeinrichtung dazu ausgelegt ist, den Abstand, insbesondere der Halterung oder der Drehachse, der Andruckrolle zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche zu erfassen. Die Informationen über den Abstand können beispielsweise dazu verwendet werden, den Abstand auf einen bestimmten Soll-Abstand einzustellen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit des von der Messeinrichtung erfassten Abstandes den Neigungswinkel der Andruckrolle zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche zu ermitteln.
Die Lage der erfindungsgemäßen Messeinrichtung, d. h. die Anordnung im Andrucksystem, kann je nach Anwendungsfall verschieden sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Messeinrichtung am Halter, am Unterbau des Andrucksystems oder an der Andruckrolle oder deren Drehachse angebracht ist. Auch ist denkbar, dass die Messeinrichtung in einer Holzverarbeitungsmaschine ein vorgelagerter Sensor ist. Dieser ermöglicht die vorgelagerte Vermessung des Werkstücks, insbesondere die Neigung der Oberfläche der Schmalseite im Verhältnis zur momentanen Einstellung der Andruckrolle. Daraufhin kann die Andruckrolle der Kontur des Werkstücks angepasst werden, so dass die Einstellung der Andruckrolle bereits auf einem Sollwert steht, bevor das Werkstück die Andruckrolle erreicht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Messeinrichtung dazu ausgelegt ist, den (Dreh-) Winkel der Lagerung der Andruckrolle zu erfassen. Auch über eine derartige Messung lassen sich Rückschlüsse auf die Neigung der Andruckrolle zur Referenzlinie bzw. Referenzfläche ziehen.
Die Halterung der Andruckrolle kann beispielsweise auf einem Unterbau, insbesondere linear verschieblich und/oder verschwenkbar, gelagert sein. Nach einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass die Halterung fest auf einem linear verschieblichen und/oder verschwenkbaren Unterbau gelagert ist. Ein verschieblicher oder verschwenkbarer Unterbau ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Andrucksystem mehr als nur eine Andruckrolle aufweist und eine Verstellung des Andrucksystems, beispielsweise aufgrund der von der Messeinrichtung erfassten Betriebsdaten, alle vorhandenen Andruckrollen gleichermaßen erfassen soll. Natürlich können auch mehrere Andruckrollen individuell verstellbar, d. h. in der Neigung verstellbar oder verschieblich, ausgebildet sein.
Auch ist denkbar, dass wenigstens eine Andruckrolle über einen Hebel verschwenkbar gelagert ist. Über einen solchen Hebel lassen sich auf einfache Weise Zustellbewegungen realisieren. Dabei kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinrichtung dazu ausgelegt ist, den (Dreh-)Winkel des Hebels oder den Abstand der Andruckrolle von der Messeinrichtung zu erfassen. Auch diese Informationen lassen sich über die Auswerteinrichtung auswerten und für die Steuerung bzw. Regelung des Andrucksystems einsetzen.
Neben der Lage der Andruckrolle kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messeinrichtung dazu ausgelegt ist, den Drehzustand der Andruckrolle zu erfassen. Hierüber lassen sich Informationen darüber gewinnen, ob beispielsweise Verunreinigungen durch ausgehärteten Schmelzkleber oder andere Blockierungen vorliegen, die den ordnungsgemäßen Betrieb des Andrucksystems durch Blockierung der Andruckrolle beeinträchtigen. Solche Beeinträchtigungen lassen sich auf diese Weise sehr früh erkennen und durch die Auswerteinrichtung auswerten und können von der Maschinensteuerung aufgrund der von der Auswerteinrichtung ermittelten Erkenntnisse dazu verwendet werden, frühzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Solche Gegenmaßnahmen können neben einer Verstellung der Einstellung der Andruckrolle auch das vorübergehende Anhalten der Maschine beinhalten.
Je nachdem, was die Auswerteinrichtung ermittelt, muss das Andrucksystem entsprechend durch die Steuereinrichtung der Maschine nachgestellt oder nachgeregelt werden. Bevorzugt umfasst das Andrucksystem daher weiter eine Stelleinrichtung, die geeignet ist, die Lage oder Position der Andruckrolle zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche zu verändern. Wie oben beschrieben, kann dieses Verändern durch ein einfaches Anpassen der Andruckrolle geschehen, also einen reinen Steuervorgang, oder aber bei kontinuierlicher oder jedenfalls regelmäßiger Messung des Betriebszustandes auch in Form einer Regelung. Dies kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, z. B. kann die Stelleinrichtung dazu ausgelegt sein, die Position der Halterung und/oder des Unterbaus linear und/oder über wenigstens einen Drehpunkt zu verstellen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Holzverarbeitungsmaschine, insbesondere Kantenanleimmaschine, welche ein oben beschriebenes Andrucksystem aufweist.
Bevorzugt weist die Holzverarbeitungsmaschine dabei ein Maschinenbett auf, wobei die Halterung oder die Halterungen der Andruckrolle oder die Andruckrolle selbst gegenüber dem Maschinenbett schwenkbeweglich gelagert und die Schwenkstellung der Halterung oder aller Halterungen oder der Andruckrolle selbst mittels eines Schwenkantriebs oder Aktors verstellbar ist.
Je nach Fehleinstellung, die über die erfindungsgemäße Messeinrichtung bekannt wird, kann es sich anbieten, dass Fehlteile aus dem aktuellen Verarbeitungsprozess ausgesondert werden. Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass die Holzverarbeitungsmaschine eine Kennzeichnungseinrichtung aufweist, welche dazu geeignet ist, fehlerhafte Werkstücke zu kennzeichnen. Mit dieser Kennzeichnung wird beispielsweise dem Maschinenpersonal angezeigt, dass das betreffende Werkstück fehlerhaft ist, und es aus dem Prozess entnommen werden kann. Vorstellbar ist natürlich auch, dass die Kennzeichnungen zumindest maschinenlesbar sind. In einem solchen Fall kann die Holzverarbeitungsmaschine beispielsweise eine Ausschleuseeinrichtung umfassen, die von der Kennzeichnungseinrichtung gekennzeichnete, fehlerhafte Werkstücke ausschleust.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der zuvor beschriebenen Holzverarbeitungsmaschine. Bei diesem Verfahren werden folgende Schritte ausgeführt:

a. Die Andruckrolle wird auf eine vorgegebene oder errechnete Sollposition eingestellt,
b. es wird ein erstes Werkstück
1. i) bearbeitet und dabei werden mittels der wenigstens einen Messeinrichtung die aktuellen Betriebsdaten der Andruckrolle erfasst, oder/und
2. ii) vor der Bearbeitung wird das Werkstück über einen ersten Sensor und ein Kantenband über einen zweiten Sensor vermessen, wobei aus den gemessenen Daten ein Sollwert für die Einstellung der Andruckrolle errechnet wird,
c. die erfassten Betriebsdaten werden mit den vorgegebenen oder errechneten Soll-Daten verglichen,
d. bei einer Abweichung der aktuellen Betriebsdaten von den vorgegebenen oder errechneten Sollwerten werden Korrekturwerte berechnet und als neue Sollwerte übernommen und das Verfahren mit diesen Sollwerten fortgesetzt.

Nach einer bevorzugten Variante werden die Schritte a bis d wiederholt. Letzteres dient insbesondere einer ständigen Erfassung des Zustandes des Andrucksystems. Auf diese Weise ist es auch möglich, während des Betriebs der Holzverarbeitungsmaschine die Einstellungen der Andruckrolle relativ zum Werkstück fortlaufend anzupassen. Letztlich lassen sich dadurch die Einstellungen auf optimale Werte einregeln, was wiederum den Verarbeitungsprozess einerseits und die Qualität der gefertigten Teile andererseits verbessert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 16 näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Holzverarbeitungsmaschine.
Figur 2 zeigt schematisch eine zu einer Referenzfläche geneigte Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figuren 3A und 3B zeigen eine erste mögliche Konfiguration zum Messen der Neigung (Figur 3A) und der Lage (Figur 3B) einer Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figur 4 zeigt eine zweite mögliche Konfiguration zum Messen der Neigung einer Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figur 5 zeigt eine dritte mögliche Konfiguration zum Messen der Neigung einer Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figur 6 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der in Figur 5 gezeigten Ausführung zum Messen der Neigung einer Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figur 7 zeigt eine mögliche Konfiguration zum Messen der Lage der Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figur 8 zeigt eine zweite mögliche Konfiguration zum Messen der Lage einer Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figur 9 zeigt eine dritte mögliche Konfiguration zum Messen der Lage einer Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figur 10 zeigt eine Draufsicht auf eine vierte mögliche Konfiguration zum Messen der Lage einer Andruckrolle.
Figur 11 zeigt eine Draufsicht auf eine fünfte mögliche Konfiguration zum Messen der Lage einer Andruckrolle.
Figur 12A zeigt eine Konfiguration zum Messen des Drehzustandes der Andruckrolle.
Figur 12B verdeutlicht die Drehrichtung der Andruckrolle.
Figur 13 zeigt schematisch verschiedene Verstellmöglichkeiten der Andruckrolle in seitlicher Ansicht.
Figur 14 zeigt eine Seitenansicht als Beispiel für eine mögliche Ausführungsform zur Verstellung der Neigung oder der Lage der Andruckrolle.
Figur 15 zeigt eine Seitenansicht für eine zweite Ausführungsform zur Verstellung der Neigung oder der Lage der Andruckrolle.
Figur 16 zeigt eine Seitenansicht einer alternativen Lagerung der Andruckrolle.

In Figur 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine beispielhafte Holzverarbeitungsmaschine in Gestalt einer Kantenanleimmaschine dargestellt. Im vorliegenden Fall wird ein Werkstück 3, welches plattenförmig ist, in Richtung X durch die Vorrichtung transportiert. Im Regelfall wird dabei die Schmalseite des Werkstücks 3 über eine Fräseinrichtung 7 formatiert und dann an der Station 5 mit Klebstoff beschichtet. Dahinter wird dann ein Kantenband 2 an das Werkstück herangefahren und mittels eines Andrucksystems 60 gegen die Schmalseite des Werkstücks 3 gedrückt. Üblicherweise umfasst ein solches Andrucksystem wenigstens eine Andruckrolle 62, meistens ist neben einer solchen Hauptandruckrolle 62 auch wenigstens eine Nebenandruckrolle 62' vorgesehen, die vor allem dazu dient, das Kantenband noch unter Druck zusammen mit dem Werkstück 3 ein Stück weit weiter in Vorschubrichtung X zu führen.
V bezeichnet eine Referenzlinie oder Referenzfläche, die im Folgenden im Zusammenhang mit der Erfindung noch näher erläutert wird. Die Positionen 6 und 4 sind Sensoren, welche beispielsweise die Lage der zu beschichtenden Schmalseite des Werkstücks 3 bzw. die Dicke des Kantenbandes 2 messen. Die Informationen dieser Sensoren 6, 4 können erfindungsgemäß dazu verwendet werden, das Andrucksystem 60 zu steuern oder zu regeln.
Welche anderen Messmöglichkeiten es noch am Andrucksystem 60 selbst gibt, soll nun anhand der Figuren 2 bis 12B erläutert werden.
Figur 2 zeigt schematisch eine Andruckrolle 62, die Teil eines erfindungsgemäßen Andrucksystems 60 ist. Die Andruckrolle 62 ist um eine Drehachse A drehbar. Wie man in der Zeichnung erkennt, kann die Andruckrolle 62 hinsichtlich ihrer Drehachse gegenüber einer Referenzlinie oder Referenzfläche V angestellt sein, sodass die Mantelfläche der Andruckrolle 62 bzw. ihre Drehachse A zur Referenzlinie bzw. Referenzfläche V einen Winkel α ausbilden. Im gezeigten Beispiel verläuft die Referenzlinie bzw. Referenzfläche V parallel zur Vertikalrichtung Z. Y bezeichnet dabei eine zu Z senkrechte Richtung, die ebenfalls senkrecht zur oben genannten Vorschubrichtung X verläuft. Je nach Bearbeitung eines Werkstücks kann es entweder gewünscht sein, einen definierten Neigungswinkel α einzustellen oder aber beispielsweise eine unerwünschte Schrägstellung zu korrigieren. Dazu bietet die vorliegende Erfindung eine Reihe unterschiedlicher Möglichkeiten.
Zunächst muss der Neigungswinkel α erfasst werden. Dazu kann eine Messeinrichtung 68 vorgesehen sein, die - wie in Figur 3A gezeigt - die Schrägstellung der Drehachse A zur Referenzlinie oder Referenzebene V erfasst. Wie in Figur 3B gezeigt, kann die Andruckrolle 62 in einer Rollenhalterung 63 gelagert sein. Zur Verstellung der Lage oder Neigung der Andruckrolle 62 kann entweder die Rolle in der Rollenhalterung 63 verstellt werden oder die Rollenhalterung 63 selbst relativ zu anderen Bauteilen des Andrucksystems verstellt werden. In dem Beispiel in Figur 3B lässt sich die Rollenhalterung 63 in den Richtungen Y und Z über entsprechende Stelleinrichtungen 66 bzw. 67 verschieben.
Zur Neigungsverstellung der Andruckrolle 62 kann die Andruckrolle 62 in der Halterung 63 schwenkbar gelagert sein. In dem Beispiel der Figur 4 dienen dazu ein unteres Schwenklager 65 und ein am gegenüberliegenden axialen Ende der Andruckrolle 62 angeordnetes oberes Schwenklager 69. Das obere Schwenklager 69 ist dabei an einem beweglichen Abschnitt 63a gelagert, der Teil der Halterung 63 ist. Dieser bewegliche obere Lagerabschnitt ist im gezeigten Beispiel zur Referenzlinie bzw. Referenzebene V hin in Richtung Y hin und her verschieblich ausgebildet. Dies ist durch den Pfeil P1 angedeutet. Bei dieser Konstellation verursacht also das Verschieben des Abschnitts 63a in Richtung des Pfeils P1 eine Veränderung des Neigungswinkels α. Erfolgt die Verschiebung in Richtung der Referenzlinie bzw. Referenzfläche V, so wird der Neigungswinkel α kleiner. Bei der Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung wird der Neigungswinkel α entsprechend größer. Die Neigungsstellung kann im gezeigten Beispiel über eine Messeinrichtung 68 erfolgen, die an dem verschieblichen Teil 63a angebracht ist. Beim Verschieben des Teils 63a ändert sich auch der Abstand S zwischen der Messeinrichtung 68 und dem übrigen Teil der Halterung 63. Aufgrund der gezeigten Geometrie ist dieser Abstand S ein Maß für die Schrägstellung der Rollenachse A, da diese über die beiden Drehlager 65 und 69 mit der Halterung verbunden ist. Das Auswerten des Messergebnisses der Messeinrichtung 68 kann also dazu verwendet werden, eine gewünschte Neigung der Andruckrolle 62 einzustellen. Einerseits kann die gemessene aktuelle Lage, der gemessene Drehzustand bzw. die gemessene Neigung der Andruckrolle 62 dazu verwendet werden, diese gemessenen Werte mit Sollwerten zu vergleichen und eine entsprechende Information über den aktuellen Zustand der Andruckrolle 62 an die Maschinensteuerung zu übermitteln. Natürlich kann ein Vergleich solcher Werte auch dazu verwendet werden, eine Zustandsänderung der Andruckrolle 62 auf einen vorgegebenen Sollwert durchzuführen.
Als Alternative zu der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform kann die Neigung der Andruckrolle 62, wie in Figur 5 dargestellt, auch über einen an der Halterung 63, insbesondere am oberen Teil 63a, angebrachten Winkelsensor 68 bestimmt werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Halterung 63 am Unterbau 64 über ein Schwenklager 61 angelenkt. Die komplette Halterung 63 lässt sich also gegenüber dem Unterbau 64 verschränken. Die Schwenkstellung wird über den Winkelsensor 68 an die Maschinensteuerung oder eine entsprechende Auswerteinrichtung übertragen und bildet ein Maß für den Winkel α der Andruckrolle 62 zur Referenzfläche bzw. Referenzlinie V.
Alternativ zu der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform kann ein entsprechender Messsensor 68 auch direkt am Schwenklager 61 angeordnet sein. Hier kann dann direkt die Drehbewegung des Schwenklagers 61 erfasst werden und so auf den Neigungswinkel α zurückgeschlossen werden. Natürlich muss eine solche Messeinrichtung auf eine Nulllinie, beispielsweise die Referenzlinie oder Referenzebene V, kalibriert sein.
Zur Erfassung der Lage der Andruckrolle, d. h. insbesondere des Abstandes L zur Referenzlinie oder Referenzfläche V, kann beispielsweise an einem festen Teil, beispielsweise der Lagerachse bzw. Welle 62a der Rolle 62 ein Abstandssensor 68 angeordnet werden, wie dies in Figur 7 dargestellt ist. Dessen zurückgegebene Messwerte lassen sich dann in den Abstand L der Andruckrolle 62 zur Referenzebene umrechnen.
Ein solcher Abstandssensor 68 kann natürlich auch an der Halterung 63 angeordnet sein. Dies ist in Figur 8 dargestellt. Wenn die Halterung 63 in Richtung Y auf die Referenzlinie oder Referenzfläche V zu bewegt wird, verringert sich der Abstand L. Über eine Tastung kann der Abstand L mit dieser Anordnung während des Betriebs des Andrucksystems fortwährend überwacht werden. Die zurückgegebenen Messwerte vom Messsensor 68 können dann dazu verwendet werden, die Tastung der Andruckrolle 62 zu verändern und insbesondere auf einen Sollwert einzustellen oder einzuregeln. Natürlich kann eine entsprechende Messeinrichtung 68 auch am Unterbau 64 des Andrucksystems angeordnet sein und eine entsprechende Veränderung des Abstandes L durch eine relative Veränderung des Halters 63 zum Unterbau 64 erfassen. Eine solche Situation ist in Figur 9 dargestellt.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Verstellung der Andruckrolle 62 über eine Schwinge 70 erfolgen. Durch die Veränderung der Winkelstellung der Schwinge 70, an der die Andruckrolle 62 gelagert ist, in der XY-Ebene, hier angedeutet durch den Pfeil U, wird der Abstand L zwischen der Andruckrolle 62 und der Referenzlinie bzw. Referenzfläche V verändert. Die momentane Winkelstellung kann beispielsweise im gezeigten Beispiel durch einen Drehwinkelsensor 68 erfasst werden, der an der Drehachse 71 der Schwinge 70 angeordnet ist und ihren Drehwinkel bestimmt.
Alternativ hierzu, Figur 11, ist es möglich, die Drehung der Schwinge 70 auch über einen Tastsensor 68 z. B. auf der der Referenzlinie oder Referenzfläche V abgewandten Seite der Andruckrolle 62 zu erfassen. Hier wird der Abstand T der Andruckrolle 62 zum Tastsensor 68 erfasst, um daraus dann auf den Abstand L zwischen Andruckrolle 62 und Referenzfläche bzw. Referenzebene V zu schließen oder diesen zu messen.
Ein weiterer Zustand, der alternativ oder ergänzend mit einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung 68 erfasst werden kann, ist der Drehzustand der Andruckrolle 62. Dazu weist die Andruckrolle 62 einen Rotationssensor 68 auf, Figur 12A, der die Drehung (Pfeil R, Fig. 12B) der Andruckrolle 62 erfasst. Dabei kann einerseits die Drehzahl bestimmt werden, diese kann beispielsweise dann mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden. Auch ist es natürlich möglich, Drehmomente zu messen, um festzustellen, ob die Andruckrolle 62 frei dreht oder etwaige Widerstände eine ordnungsgemäße Drehung der Andruckrolle erschweren oder verhindern. Gegebenenfalls kann bei erschwertem Drehen eine Meldung an die Maschinensteuerung erfolgen, dass die Andruckrolle 62 nicht ordnungsgemäß funktioniert und gegebenenfalls gewartet werden muss. Natürlich ist es auch hier möglich, den Drehzustand der Andruckrolle 62 mit einem vorgegebenen Sollwert zu vergleichen, um gegebenenfalls die Drehzahl der Andruckrolle 68 nachzusteuern.
Verstellmöglichkeiten, die die Lage der Andruckrolle relativ zur Referenzlinie oder Referenzfläche V abbilden, sind in Figur 13 schematisch dargestellt. Dabei lässt sich durch entsprechende Stelleinrichtungen 66 bzw. 67 einerseits die Neigung der Andruckrolle 62 zwischen einer vertikalen Ausrichtung in eine geneigte Ausrichtung (angedeutet durch die Achse A' bzw. die Rolle 62' in den gestrichelten Linien auf der linken Seite von Figur 13) verändern. Genauso lässt sich eine Veränderung des Abstandes der Andruckrolle 62 zur Referenzlinie bzw. Referenzfläche V in Richtung Y verstellen (angedeutet durch die Achse A' bzw. die Rolle 62' in den gestrichelten Linien auf der rechten Seite von Figur 13). Es ist durchaus möglich, dass das erfindungsgemäße Andrucksystem lediglich eine der beiden gezeigten Verstellmöglichkeiten aufweist.
In Figur 14 ist beispielsweise eine Option gezeigt, bei der die Halterung 63 einen oberen verschieblichen Teil 63a und einen unteren verschieblichen Teil 63a aufweist. An diesen beiden verschieblichen Teilen 63a befindet sich ein oberes Schwenklager 69 bzw. ein unteres Schwenklager 65, mit denen die Andruckrolle 62 an der Halterung 63 gelagert ist. Durch synchrones Verschieben der beiden Teile 63a erfolgt lediglich eine Abstandsänderung der Andruckrolle 62 relativ zur Referenzlinie oder Referenzebene V. Asynchrones Verschieben, d. h. unterschiedliches Ansteuern der beiden Stelleinrichtungen 66, 67 bewirkt, dass die beiden Teile 63a zwar verschoben werden, allerdings führt die Andruckrolle 62 dabei auch eine Schwenkbewegung um das obere Schwenklager 69 und das untere Schwenklager 65 aus. Auf diese Weise lässt sich also die Neigung der Andruckrolle 62 gegebenenfalls zusammen mit einer Verschiebung zur Referenzlinie oder Referenzfläche V hin oder von dieser weg erreichen, da insoweit die Drehpunkte verlagert werden.
In Figur 15 ist eine zu Figur 14 alternative Ausführungsform gezeigt. Hier ist der Halter 63 am Unterbau 64 gelagert. Der Halter 63 lässt sich dann über die Stelleinrichtungen 67 in Richtung auf die Referenzlinie bzw. Referenzfläche V in Richtung Y und gegebenenfalls auch vertikal dazu in Richtung Z verschieben. Zum Verschwenken der Andruckrolle 62 wird die Stelleinrichtung 66 betätigt, die die am oberen Teil 63a des Halters 63 gelagerte Welle der Andruckrolle 62 in Richtung Y verschiebt. Dadurch wird die Andruckrolle 62 um die Achse 61 geschwenkt. Mit dieser Einrichtung lassen sich wie mit der in Figur 14 dargestellten Einrichtung sowohl reine Translationsbewegungen der Andruckrolle 62 in Richtung auf die Referenzlinie oder Referenzfläche V oder von dieser weg realisieren wie auch eine Neigungsverstellung der Andruckrolle 62 allein oder in Kombination mit einer Translationsbewegung.
Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass lediglich für die Neigungsverstellung ein entsprechender Halter nicht zwingend erforderlich ist. Es ist auch möglich, wie dies in Figur 16 gezeigt ist, die Andruckrolle 62 einseitig fliegend zu lagern. Das Drehlager 61 kann beispielsweise am Unterbau angeordnet sein. Entsprechend ist ein Drehantrieb vorzusehen, der die Andruckrolle 62 um das Drehlager 61 herum beispielsweise in Pfeilrichtung P dreht.
Das erfindungsgemäße Andrucksystem bietet verschiedene Möglichkeiten der Positionierung der Messeinrichtung einerseits und der Lagerung der Andruckrolle andererseits. Neigungsverstellungen der Rolle sind ebenso möglich wie Translationsverstellungen oder auch Kombinationen daraus. Zudem kann der Drehzustand der Andruckrolle erfasst werden. Mit der vorliegenden Erfindung ist es sowohl möglich, den Betriebszustand der Andruckrolle auf einen vorgegebenen Sollwert einzustellen, beispielsweise auf eine bestimmte Drehzahl, einen bestimmten Neigungswinkel zur Referenzlinie oder Referenzebene oder/und einen bestimmten Abstand hiervon. Ebenso ist es möglich, durch kontinuierliches Messen des Zustands der Rolle und Vergleichen der gemessenen Werte mit Vorgabewerten zu erreichen, dass die Einstellung der Andruckrolle auf einen Optimalwert eingeregelt wird.

Claims

Andrucksystem (60) zum Andrücken eines Beschichtungsmaterials, insbesondere eines Kantenbandes, an die Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks aus Holz oder Holzersatzstoff, aufweisend wenigstens eine in einer Halterung (63) um eine Drehachse (A) drehbar gelagerte Andruckrolle (62) sowie wenigstens eine Messeinrichtung (68), welche dazu ausgelegt ist, Betriebsdaten betreffend die Lage oder Position oder den Betriebszustand der Andruckrolle (62) zu einer vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) zu erfassen,
wobei das Andrucksystem (60) ferner eine Auswerteinrichtung umfasst, welche in Abhängigkeit der von der Messeinrichtung (68) erfassten Betriebsdaten die Lage oder Position der Andruckrolle (62) relativ zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) oder den Betriebszustand der Andruckrolle (62) mit einem vorgegebenen Soll-Betriebszustand vergleicht.
Andrucksystem (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass es ferner eine Vergleichseinheit umfasst, die die erfassten Betriebsdaten mit vorgegebenen Soll-Daten vergleicht und eine Steuereinrichtung vorgesehen und dazu eingerichtet ist, die Veränderung des Abstandes der Andruckrolle (62) zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) und/oder die Neigung der Andruckrolle (62) in Abhängigkeit dieses Vergleichs so auszuführen, dass die Betriebsdaten im Wesentlichen den vorgegebenen Soll-Daten entsprechen.
Andrucksystem (60) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinrichtung (68) dazu ausgelegt ist, den Neigungswinkel (α) der Andruckrolle (62) zur vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) zu erfassen.
Andrucksystem (60) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Messeinrichtung (68) dazu ausgelegt ist, den Abstand (L), insbesondere der Halterung (63) oder der Drehachse (A), der Andruckrolle (62) zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) zu erfassen.
Andrucksystem (60) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteinrichtung dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit des von der Messeinrichtung (68) erfassten Abstandes den Neigungswinkel (α) der Andruckrolle (62) zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) zu ermitteln.
Andrucksystem (60) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinrichtung (68) am Halter (63), am Unterbau (64) des Andrucksystems (60) oder an der Andruckrolle (62) oder deren Drehachse angebracht ist.
Andrucksystem (60) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinrichtung (68) dazu ausgelegt ist, den (Dreh-)Winkel (α) der Lagerung der Andruckrolle (62) zu erfassen.
Andrucksystem nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halterung (63) auf einem Unterbau (64), insbesondere linear verschieblich und/oder verschwenkbar, gelagert ist oder fest auf einem linear verschieblichen und/oder verschwenkbaren Unterbau (64) gelagert ist.
Andrucksystem (60) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Andruckrolle (68) über einen Hebel (70) verschwenkbar gelagert ist.
Andrucksystem (60) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Messeinrichtung (68) dazu ausgelegt ist, den (Dreh-)Winkel (U) des Hebels (10) oder den Abstand (T) der Andruckrolle (62) von der Messeinrichtung (68) zu erfassen.
Andrucksystem (60) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Messeinrichtung (68) dazu ausgelegt ist, den Drehzustand (R) der Andruckrolle (62) zu erfassen.
Andrucksystem (60) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Andrucksystem weiter eine Stelleinrichtung (66, 67) umfasst, die geeignet ist, die Lage oder Position der Andruckrolle (62) zu der vorgegebenen Referenzlinie oder Referenzfläche (V) zu verändern.
Andrucksystem (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stelleinrichtung (66, 67) dazu ausgelegt ist, die Position der Halterung (63) und/oder des Unterbaus (64) linear und/oder über wenigstens einen Drehpunkt (65, 69) zu verstellen.
Holzverarbeitungsmaschine, insbesondere Kantenanleimmaschine, aufweisend ein Andrucksystem (60) nach einem der vorigen Ansprüche.
Holzverarbeitungsmaschine nach Anspruch 14,
weiter aufweisend ein Maschinenbett, wobei die Halterung (63) oder die Halterungen (63) der Andruckrolle (62) oder die Andruckrolle (62) selbst gegenüber dem Maschinenbett schwenkbeweglich gelagert und die Schwenkstellung der Halterung oder aller Halterungen oder der Andruckrolle (62) selbst mittels eines Schwenkantriebs oder Aktors verstellbar ist.
Holzverarbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine Kennzeichnungseinrichtung aufweist, welche dazu geeignet ist, fehlerhafte Werkstücke (3) zu kennzeichnen.
Holzverarbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine Ausschleuseeinrichtung aufweist, die von der Kennzeichnungseinrichtung gekennzeichnete, fehlerhafte Werkstücke (3) ausschleust.
Verfahren zum Betrieb einer Holzverarbeitungsmaschine, nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei welchem folgende Schritte ausgeführt werden:
a. Die Andruckrolle (62) wird auf eine vorgegebene oder errechnete Sollposition eingestellt,

b. es wird ein erstes Werkstück (3)
i) bearbeitet und dabei werden mittels der wenigstens einen Messeinrichtung (68) die aktuellen Betriebsdaten der Andruckrolle (62) erfasst, oder/und

ii) vor der Bearbeitung wird das Werkstück (3) über einen ersten Sensor (6) und ein Kantenband (2) über einen zweiten Sensor (4) vermessen, wobei aus den gemessenen Daten ein Sollwert für die Einstellung der Andruckrolle (62) errechnet wird,

c. die erfassten Betriebsdaten werden mit den vorgegebenen oder errechneten Soll-Daten verglichen,

d. bei einer Abweichung der aktuellen Betriebsdaten von den vorgegebenen oder errechneten Sollwerten werden Korrekturwerte berechnet und als neue Sollwerte übernommen und das Verfahren mit diesen Sollwerten fortgesetzt.
Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schritte a bis d wiederholt werden.