EP4043167B1 - Vorrichtung zum beschichten der schmalseite von plattenförmigen werkstücken und verfahren zum auftragen von haftmittel - Google Patents

Vorrichtung zum beschichten der schmalseite von plattenförmigen werkstücken und verfahren zum auftragen von haftmittel Download PDF

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EP4043167B1
EP4043167B1 EP22151447.4A EP22151447A EP4043167B1 EP 4043167 B1 EP4043167 B1 EP 4043167B1 EP 22151447 A EP22151447 A EP 22151447A EP 4043167 B1 EP4043167 B1 EP 4043167B1
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EP
European Patent Office
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adhesive
drive
workpiece
edgeband
applicator roller
Prior art date
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EP22151447.4A
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French (fr)
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EP4043167C0 (de
EP4043167A1 (de
Inventor
Timo HEIDENREICH
Stefan Hüsener
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IMA Schelling Deutschland GmbH
Original Assignee
IMA Schelling Deutschland GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27D—WORKING VENEER OR PLYWOOD
    • B27D5/00—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood
    • B27D5/003—Other working of veneer or plywood specially adapted to veneer or plywood securing a veneer strip to a panel edge

Definitions

  • the invention relates to a device for coating the narrow side of plate-shaped workpieces according to the preamble of claim l and a method for applying adhesive.
  • a workpiece made of wood or wood substitute materials is joined over the narrow surfaces with a coating material, preferably edge bands, during the manufacture of panel-shaped workpieces.
  • the joining process is usually a gluing process in which various adhesives can be used.
  • Adhesive is any form of, in particular liquid, medium that is suitable for producing a firm connection between the narrow side of the workpiece and the coating material.
  • the adhesive can be a hot-melt adhesive.
  • hot melt adhesives are the most common.
  • the adhesives can be applied to both the workpiece and the coating material.
  • Adhesive application via a roller or a nozzle is common in the industry.
  • Other order types, e.g. B. through the use of an extruder or a pressure device, are not excluded.
  • the adhesive For the application of the adhesive, a relative movement is created between the workpieces or coating materials and the application devices. While in the so-called throughfeed technology the workpiece is guided past the units or assemblies for further processing, in the so-called stationary technology the units or assemblies for further processing run past the stationary fixed workpiece. These assemblies or units also include the adhesive application devices.
  • a reliable adhesive application is crucial for the quality of the entire workpiece. For this reason, it makes sense to use a device and a method that ensure this application and thus the joint quality in the desired quality. In the context of the generally increasing degree of automation, it is also desirable to automate this device or this method as far as possible.
  • the adhesive When using adhesive application devices in the form of adhesive application rollers, the adhesive is applied to the desired workpiece or edge band via a rotating adhesive application roller. It is crucial for a successful and high-quality application of adhesive that the adhesive application device is adjusted to a wide variety of materials via a machine or system control during the production of panel-shaped workpieces. Both material properties and process data must be taken into account.
  • One of the decisive factors is the feed speed, which results from the relative movement between the workpiece or coating material and the adhesive application device.
  • the peripheral speed of the adhesive application roller is synchronized with the translatory feed speed.
  • the torque is also relevant.
  • a high torque means that the drive unit is also able to process highly viscous adhesives.
  • the characteristic motor curve of the drive unit must be taken into account. According to the current state of the art, three-phase motors with frequency converters are used as the drive unit.
  • transmission stages of the speed and the torque can also be switched between the drive and the roller, as are customary, for example, with various types of gear drives or belt transmissions.
  • DE 102 34 618 A1 describes as a device according to the preamble of claim 1 a machining center in which an application roller can be controlled via a brushless electric motor.
  • the object of the present invention is therefore to provide a device, in particular an edge banding machine, for coating the narrow side of panel-shaped workpieces create, which meets the requirements for automation and constant process optimization.
  • the device according to the invention in particular an edge banding machine, is used for coating the narrow side of panel-shaped workpieces made of wood or wood substitutes with an edge band.
  • the device has an adhesive application device for applying a liquid adhesive, in particular hot-melt adhesive, to the narrow side of a workpiece or to an edgeband.
  • the adhesive application device includes an adhesive application roller for applying a liquid adhesive to the narrow side of the workpiece or to the edgeband.
  • the adhesive application roller is rotated about an axis of rotation by means of a drive controlled by a control device.
  • the drive includes a detection device that detects the torque of the drive.
  • a servo motor can be used for this purpose.
  • the detection device can be designed to continuously or at discrete time intervals detect operating data representative of the instantaneous operating state of the adhesive application device for the torque acting on its drive axle.
  • the device according to the invention creates an intelligent system which is characterized by the possibility of direct or indirect acquisition of operating data excellent.
  • Operating data recorded in this way such as the speed, the torque and/or the rotational position, can be further processed for process monitoring or process optimization purposes.
  • any drive unit with a detection device can be used for this purpose.
  • One of the suitable systems can be a servo motor, but other technologies such as stepper motors can also be expanded by retrofitting the appropriate components for recording operating data.
  • different drives can be combined with different detection devices to meet the desired requirements.
  • Possible drives include B. three-phase and DC motors. While DC motors can be divided into types with and without permanent magnets, three-phase motors are divided into synchronous and asynchronous types.
  • asynchronous motors can be z. B. can be divided into forms with aluminum or copper rotors.
  • Synchronous motors include permanent magnet and brushless motors as well as synchronous and switchable reluctance motors.
  • the possible recording devices can be grouped according to the operating data or measured variables to be recorded. For example, inductive and optical encoders as well as resolvers and Hall sensors can be used to record speeds.
  • the drive torque can be determined via the supplied current. The current required for operation can be determined and then calculated back to the specific torque for the drive.
  • the integration of various detection devices such as sensors within the drive train is also conceivable. For example, a torque pickup could be connected between the output shaft of the drive train of the drive and the adhesive application roller. This principle can of course be used for different Implement measured variables with different sensors or recording devices.
  • the feed drive is part of the device according to the invention.
  • the device comprises a further acquisition device which is designed to acquire operating data representative of the current operating state of the infeed drive continuously or at discrete time intervals.
  • the separate control device or devices is preferably designed to change the operating state of the infeed drive and/or the drive, in particular on the basis of the operating data recorded.
  • the quality standard for the joining process can be raised.
  • the user also has the option of recording or saving operating data in real time. This allows the user z. B. optimize the current process directly or carry out quantified quality assessments based on the collected data.
  • the adhesive application is also relevant for a good quality result. In particular, it is important to distribute the adhesive evenly and to apply a defined amount of adhesive to the workpiece and/or the edgeband. Adhesive viscosity is related to the amount of adhesive applied by the roller to the workpiece or edgeband. Preference is therefore after A preferred embodiment of the method according to the invention provides that the viscosity of the adhesive and the quantity of adhesive applied to the workpiece and/or the edge band is determined from the detected operating state, in particular from the torque mentioned above.
  • One application for the implementation of the device according to the invention is the automatic control of the start-up process of the adhesive application.
  • the determined operating data are preferably not only recorded, but depending on the comparison in step c. the distance between the adhesive application device and the workpiece or the edgeband changes.
  • the start-up process includes the first period of the acceleration phase of the driven adhesive application roller from standstill to rotation. If a solid adhesive, in particular a hot-melt adhesive, is heated, the viscosity changes.
  • the adhesive application device can only be put into operation when the adhesive is in a low-viscosity aggregate state; if the application is started too early, the drive unit of the adhesive application device can be damaged.
  • adhesive-specific processing temperatures have been used in the system up to now deposited. These temperatures are measured by sensors and release the drive for operation when the target temperature is reached. The measured temperature at the sensor actually does not correspond to the actual temperature of the adhesive, because such temperature sensors z. B. on the housing of an adhesive storage and not in the adhesive mass itself.
  • each adhesive has an individual specific heat capacity and thermal conductivity, resulting in different heating behaviors.
  • the viscosity is used as an indicator for a ready-to-use adhesive.
  • the viscosity is directly related to the condition of the adhesive when it is ready for application.
  • the viscosity of the adhesive influences other operating data of the system, e.g. B. the required torque of the drive of the adhesive application roller. If the viscosity exceeds or falls below an adhesive-specific limit value, a reliable statement can be made about the operational readiness. Changes in the application environment can also lead to changes in the adhesive during operation, which have a negative impact on the process quality. According to the invention, these can be detected and returned to the controller of the application unit.
  • the adhesive applicator roller can, e.g. B. be moved via an infeed drive in an alternative position in which the adhesive application roller has no contact with the workpiece or edgeband and thus applies no adhesive. This prevents raw materials in the form of workpieces, coating materials and adhesive from being used up unnecessarily.
  • the process data determined in this way can also provide information about which components of the batch or shift were produced under ideal conditions and which were not. This allows poor-quality finished parts to be identified and sorted out.
  • FIG 1 is a schematic representation of an exemplary device 1 according to the invention in the form of an edge banding machine.
  • Plate-shaped workpieces 5 are guided with their narrow side along a reference plane V in the feed direction X.
  • the Y direction transverse to the feed direction is referred to as the infeed direction.
  • an edge band K is brought up to the workpiece 5 and joined to the narrow side of the workpiece 5 in the area of the reference plane V.
  • the workpiece 5 is first formatted on its narrow side, this is usually done by a milling cutter 50 before the edgeband K is brought up to the workpiece 5.
  • Reference number 7 designates a first sensor, which detects workpiece 5 moving in feed direction X and forwards this information to a control device (not shown).
  • Reference number 8 designates a second sensor, which detects the supplied edge band K and forwards this information to the control device.
  • the central part of the device 1 according to the invention is the adhesive application device 2.
  • This is now in relation to figures 2 and 3 explained in more detail. So far in the figures 2 and 3 Reference signs are present, which are already associated with figure 1 have been explained, reference is made to the corresponding statements above.
  • Z denotes the vertical direction, perpendicular to the infeed direction Y and to the feed direction X.
  • the adhesive application device 2 preferably has an adhesive container 3 and an adhesive application roller 40, which is arranged in the immediate vicinity of the existing adhesive container 3, so that adhesive heated in the adhesive container 3 can be applied directly to the roller 40.
  • the adhesive application roller 40 is rotatably driven about an axis L.
  • a drive 31 is used for this purpose, which is preferably embodied as a servo motor, but in any case comprises a drive that transmits operating data such as the rotational speed of drive 31 or roller 40 and/or the torque acting on the drive axle and/or the rotational position of roller 40 or of the drive 31 reports back to the control device (not shown) of the device 1 according to the invention.
  • the adhesive application roller 40 is in turn mounted to be displaceable in the infeed direction Y relative to a stationary frame section 50 of the device according to the invention.
  • a carriage or table 4 is preferably used for this purpose, which can be displaced in relation to the frame section 50 in the infeed direction Y or counter to it.
  • the device 1 according to the invention includes a corresponding feed drive 30, which will not be explained in more detail here.
  • This feed drive 30 can be controlled via the control device (not shown) of the device 1 according to the invention.
  • FIG 3 a sectional view of the device 1 is shown.
  • the situation in which the roller 40 coats the workpiece 5 with adhesive on its narrow side is shown as an example.
  • the device according to the invention offers several possibilities, especially in the start-up phase but also during the regular coating process.
  • a coating process i.e. the application of adhesive to the workpiece 5 and/or edgeband (this situation is not shown here) may or may not be continued due to the viscosity of the adhesive on the adhesive applicator roller 40 being too high. If necessary, the workpiece 5 is not fed in at all.
  • Sensors 7 and 8 shown can be used in this case to that the workpiece 5 or the edge band K of the adhesive application device 2 are not fed.
  • the uniform application of adhesive to the corresponding workpiece 5 or edge band can also be influenced in such a way that the operating data returned by the drive 31 are compared in the control device with specified viscosity data and, based on this comparison, the distance between the adhesive application roller 40 and the workpiece 5 or the edge band is changed.
  • a scanning or a scanning distance T between the reference plane V and a further reference plane A, which is stationary relative to the movable part 4 of the adhesive agent application device 2 is preferably changed accordingly by displacing the adhesive agent application roller 40 in or counter to the infeed direction Y by means of the infeed drive 30 until the operating data returned by the drive 31 either continuously or at time intervals are within a predetermined value range or have reached a predetermined value.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten der Schmalseite von plattenförmigen Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs lund ein Verfahren zum Auftragen von Haftmittel.
  • In der holzverarbeitenden Industrie wird bei der Fertigung von plattenförmigen Werkstücken ein Werkstück aus Holz- oder Holzersatzwerkstoffen über die Schmalflächen mit einem Beschichtungsmaterial, vorzugsweise Kantenbänder, gefügt. Bei dem Fügeverfahren handelt es sich i.d.R. um einen Klebeprozess, bei dem verschiedene Haftmittel in Form von Klebstoffen verwendet werden können. Haftmittel ist jede Form von, insbesondere flüssigem, Mittel, welches geeignet ist, eine feste Verbindung zwischen der Schmalseite des Werkstücks und dem Beschichtungsmaterial herzustellen. Insbesondere kann es sich bei dem Haftmittel um einen Schmelzkleber handeln. Für den industriellen Einsatz sind gewöhnliche und chemisch abbindende Schmelzklebstoffe am weitesten verbreitet. Die Klebstoffe können dabei, abhängig von der Anwendung, sowohl auf das Werkstück als auch auf das Beschichtungsmaterial appliziert werden.
  • Für die Applikation kommen verschiedene Auftragsgeräte bzw. Haftmittelauftragseinrichtungen in Frage. In der Branche ist der Klebstoffauftrag über eine Walze oder eine Düse üblich. Weitere Auftragsarten, z. B. durch den Einsatz eines Extruders oder eines Druckgeräts, sind jedoch nicht ausgeschlossen.
  • Für den Haftmittelauftrag wird eine Relativbewegung zwischen den Werkstücken oder Beschichtungsmaterialien und den Auftragsgeräten hergestellt. Während in der sog. Durchlauftechnik das Werkstück für die Weiterverarbeitung an den Aggregaten bzw. Baugruppen vorbeigeführt wird, laufen in der sog. Stationärtechnik die Aggregate bzw. Baugruppen für die Weiterverarbeitung an dem stationär fixierten Werkstück vorbei. Zu diesen Baugruppen bzw. Aggregaten zählen auch die Haftmittelauftragseirichtungen. Ein sicherer Haftmittelauftrag ist entscheidend für die Qualität des gesamten Werkstücks. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu verwenden, welche diesen Auftrag und somit die Fugenqualität in der gewünschten Qualität sicherstellen. Im Kontext des generell ansteigenden Automatisierungsgrades ist es ebenfalls wünschenswert, diese Vorrichtung bzw. dieses Verfahren weitestgehend zu automatisieren.
  • Bei dem Einsatz von Haftmittelauftragseinrichtungen in Gestalt von Haftmittelauftragswalzen wird das Haftmittel über eine rotierende Haftmittelauftragswalze auf das gewünschte Werkstück bzw. Kantenband aufgetragen. Entscheidend für einen erfolgreichen und qualitativ hochwertigen Haftmittelauftrag ist, dass die Haftmittelauftragseinrichtung über eine Maschinen- bzw. Anlagensteuerung bei der Fertigung von plattenförmigen Werkstücken auf die verschiedensten Materialien eingestellt ist. Dabei müssen sowohl Werkstoffeigenschaften als auch Prozessdaten berücksichtigt werden. Eine der entscheidenden Einflussgrößen ist die Vorschubgeschwindigkeit, welche sich aus der Relativbewegung zwischen Werkstück bzw. Beschichtungsmaterial und Haftmittelauftragseinrichtung ergibt. Für ein hochwertiges Endprodukt wird die Umfangsgeschwindigkeit der Haftmittelauftragswalze auf die translatorische Vorschubgeschwindigkeit synchronisiert.
  • Aufgrund technischer Toleranzen, die sich z. B. aus der Fertigung oder dem Regelverhalten ergeben können, ist ein Schwanken um den idealen Sollwert ebenfalls zu erwarten. Neben der Drehzahl, welche sich aus dem Walzendurchmesser und der Vorschubgeschwindigkeit ergibt, ist ebenfalls das Drehmoment von Relevanz. Ein hohes Drehmoment bedingt, dass die Antriebseinheit auch in der Lage ist, hochviskose Haftmittel zu verarbeiten. Insgesamt beschreiben die Drehzahl und das Drehmoment die Leistungsfähigkeit des Antriebs. Dabei ist die jeweils charakteristische Motorkennlinie der Antriebseinheit zu berücksichtigen. Als Antriebseinheit werden nach heutigem Stand der Technik Drehstrommotore mit Frequenzumrichter verwendet. Wahlweise können auch noch Übersetzungsstufen der Drehzahl und des Drehmoments zwischen Antrieb und Walze geschaltet werden, wie sie beispielsweise durch verschiedene Arten von Zahnradgetrieben oder Riemenübersetzungen üblich sind.
  • DE 102 34 618 A1 beschreibt als Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ein Bearbeitungszentrum, bei welchem eine Auftragswalze über einen bürstenlosen Elektromotor ansteuerbar ist.
  • Die genannten Lösungen benötigen zum einen viel Bauraum, was höhere Kosten für die Gesamtmaschine mit sich bringt. Zum anderen besitzt eine solche Lösung wenig Möglichkeiten, Betriebsdaten zu erfassen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung, insbesondere Kantenanleimmaschine, zum Beschichten der Schmalseite von plattenförmigen Werkstücken zu schaffen, welche den Anforderungen an die Automatisierung und ständige Prozessoptimierung gerecht wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung, insbesondere Kantenanleimmaschine, zum Beschichten der Schmalseite von plattenförmigen Werkstücken mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere Kantenanleimmaschine, dient zum Beschichten der Schmalseite von plattenförmigen Werkstücken aus Holz- oder Holzersatzstoffen mit einem Kantenband. Die Vorrichtung weist dazu eine Haftmittelauftragseinrichtung zum Auftragen von einem flüssigen Haftmittel, insbesondere Schmelzkleber, auf die Schmalseite eines Werkstücks oder auf ein Kantenband auf. Dabei umfasst die Haftmittelauftragseinrichtung eine Haftmittelauftragswalze zum Auftragen von einem flüssigen Haftmittel auf die Schmalseite des Werkstücks oder auf das Kantenband. Die Haftmittelauftragswalze ist mittels eines durch eine Steuereinrichtung angesteuerten Antriebs um eine Drehachse drehend angetrieben. Erfindungsgemäß umfasst der Antrieb eine Erfassungseinrichtung, die das Drehmoment des Antriebs erfasst. Hierzu kann insbesondere ein Servomotor zum Einsatz kommen. Die Erfassungseinrichtung kann dazu ausgelegt sein, für den momentanen Betriebszustand der Haftmittelauftragseinrichtung repräsentative Betriebsdaten für das auf dessen Antriebsachse wirkende Drehmoment, kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Abständen zu erfassen.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ein intelligentes System geschaffen, welches sich durch die Möglichkeit der direkten oder indirekten Betriebsdatenerfassung auszeichnet. Hierüber erfasste Betriebsdaten wie die Drehzahl, das Drehmoment und/oder die Drehposition können für Prozessüberwachungs- oder Prozessoptimierungszwecke weiterverarbeitet werden. Grundsätzlich kommt dafür jede Antriebseinheit mit Erfassungseinrichtung in Frage. Eines der geeigneten Systeme kann ein Servomotor sein, auch andere Technologien wie Schrittmotore lassen sich durch das Nachrüsten entsprechender Komponenten für die Erfassung von Betriebsdaten erweitern. Im Wesentlichen lassen sich verschiedene Antriebe mit verschiedenen Erfassungseinrichtungen kombinieren, um die gewünschten Anforderungen zu erfüllen. Zu den möglichen Antrieben zählen z. B. Dreh- und Gleichstrommotore. Während sich die Gleichstrommotore in Bauformen mit und ohne Permanentmagnet aufteilen lassen, wird bei den Drehstrommotoren noch zwischen Synchron- und Asynchrontypen unterschieden. Gängige Bauformen der Asynchronmotore lassen sich z. B. noch in Formen mit Aluminium- oder Kupferrotor untergliedern. Zu den Synchronmotoren zählen die permanenterregten und bürstenlosen Motore sowie die synchronen und schaltbaren Reluktanzmotore. Die möglichen Erfassungseinrichtungen lassen sich entsprechend der zu erfassenden Betriebsdaten bzw. Messgrößen gruppieren. So lassen sich für die Erfassung von Drehzahlen u. a. induktive und optische Encoder sowie Resolver und Hallsensoren nennen. Das Antriebsdrehmoment lässt sich hingegen über den gespeisten Strom ermitteln. Der für den Betrieb erforderliche Strom kann dazu ermittelt und anschließend auf das für den Antrieb spezifische Drehmoment zurückgerechnet werden. Ebenfalls denkbar ist die Integration verschiedener Erfassungseinrichtungen wie Sensoren innerhalb des Antriebsstrangs. So könnte ein Drehmomentaufnehmer zwischen Abtriebswelle des Antriebsstrangs des Antriebs und der Haftmittelauftragswalze geschaltet werden. Dieses Prinzip lässt sich natürlich für verschiedene Messgrößen mit unterschiedlichen Sensoren oder Erfassungseinrichtungen umsetzen.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Haftmittelauftragswalze mittels eines von der Steuereinrichtung oder einer separaten Steuereinrichtung angesteuerten Zustellantriebs in einer Zustellrichtung oder der Zustellrichtung entgegengesetzten Richtung bewegbar ist. Der Zustellantrieb ist dabei Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine weitere Erfassungseinrichtung umfasst, die dazu ausgelegt ist, für den momentanen Betriebszustand des Zustellantriebs repräsentative Betriebsdaten kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Abständen zu erfassen. Bevorzugt ist die oder die separate Steuereinrichtung dazu ausgelegt, den Betriebszustand des Zustellantriebes und/oder des Antriebs, insbesondere aufgrund der erfassten Betriebsdaten, zu verändern.
  • Mit der vorliegenden Erfindung lässt sich der Qualitätsstandard für den Fügevorgang anheben. Außerdem hat der Anwender die Möglichkeit, Betriebsdaten in Echtzeit zu erfassen oder abzuspeichern. Dadurch kann der Anwender z. B. den laufenden Prozess direkt optimieren oder anhand der gesammelten Daten quantifizierte Qualitätsbeurteilungen durchführen. Neben Drehzahl und Drehmoment ist auch der Klebstoffauftrag für ein qualitativ gutes Ergebnis von Relevanz. Insbesondere kommt es darauf an, den Klebstoff gleichmäßig zu verteilen und eine definierte Menge an Klebstoff auf das Werkstück und/oder das Kantenband aufzubringen. Die Viskosität des Klebstoffs steht in Zusammenhang mit der von der Walze auf das Werkstück oder Kantenband aufgetragenen Klebstoffmenge. Bevorzugt ist daher nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass aus dem erfassten Betriebszustand, insbesondere aus dem oben erwähnten Drehmoment, die Viskosität des Haftmittels und aus der Viskosität die Menge des auf das Werkstück und/oder das Kantenband aufgetragenen Haftmittels ermittelt wird.
  • Eine Anwendung für die Umsetzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die automatische Steuerung des Anfahrprozesses des Haftmittelauftrags.
  • Dazu stellt die Erfindung ein Verfahren zum Auftragen von Haftmittel auf ein Kantenband oder/und auf die Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks mittels der oben beschriebenen Vorrichtung bereit, dass definiert ist durch die Merkmale des Anspruches 6. Bei einem nicht erfindungsgemässen Verfahren wird ein Werkstück oder ein Kantenband relativ zur Haftmittelauftragswalze in einer Vorschubrichtung bewegt, wobei die Schmalseite des Werkstücks oder des Kantenbandes der Haftmittelauftragswalze zugewandt ist. Dabei wird dann die Haftmittelauftragswalze mit Haftmittel versorgt und durch die Haftmittelauftragswalze Haftmittel auf die Schmalseite des Werkstücks oder des Kantenbandes aufgetragen. Dabei werden ferner folgende Schritte ausgeführt:
    1. a. die Haftmittelauftragswalze wird zum Auftragen des Haftmittels mittels des Antriebs um eine Drehachse, die bevorzugt senkrecht zur Vorschubrichtung verläuft, gedreht,
    2. b. Werte für die Betriebsdaten der Haftmittelauftragswalze oder des Antriebs werden erfasst, nämlich Werte für das auf die Antriebsachse des Antriebs wirkende Drehmoment,
    3. c. die erfassten Werte werden mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen.
      Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass
    4. d. wenn in einer Anfahrphase nach einer ersten vorgegebenen Zeitdauer in Schritt c. das erfasste Drehmoment oder hierfür repräsentative Betriebsdaten der Haftmittelauftragswalze oder das erfasste Drehmoment oder hierfür repräsentative Betriebsdaten des Antriebs der Haftmittelauftragswalze einen, insbesondere für das verwendete Haftmittel spezifischen, vorgegebenen Grenzwert erreicht oder überschritten hat/haben, der Auftragsvorgang, insbesondere durch Anhalten der Zuführung von Werkstücken oder vom Kantenband oder durch Entfernen der Haftmittelauftragswalze vom Werkstück oder vom Kantenband, für eine vorgegebene Zeitdauer unterbrochen wird. Schritt d. kann wiederholt werden, solange der vorgegebene Grenzwert nicht erreicht ist.
  • Bevorzugt werden die ermittelten Betriebsdaten nicht nur erfasst, sondern es wird in Abhängigkeit des Vergleichs in Schritt c. der Abstand zwischen der Haftmittelauftragseinrichtung und dem Werkstück oder dem Kantenband verändert.
  • Der Grundgedanke dahinter ist der folgende: Der Anfahrprozess umfasst im Kontext des Haftmittelauftrags den ersten Zeitraum der Beschleunigungsphase der angetriebenen Haftmittelauftragswalze aus dem Stillstand in die Rotation. Wird ein festes Haftmittel, insbesondere Schmelzklebstoff, erwärmt, verändert sich dabei die Viskosität. Die Haftmittelauftragseinrichtung lässt sich nur in einem niedrigviskosen Aggregatzustand des Haftmittels in Betrieb nehmen; wird der Auftrag zu früh gestartet, kann die Antriebseinheit der Haftmittelauftragseinrichtung beschädigt werden. Um dem entgegenzuwirken, wurden bislang klebstoffspezifische Verarbeitungstemperaturen in der Anlage hinterlegt. Diese Temperaturen werden von Sensoren gemessen und geben bei Erreichen der Zieltemperatur den Antrieb für den Betrieb frei. Dabei entspricht die gemessene Temperatur am Sensor tatsächlich nicht der tatsächlichen Temperatur des Klebstoffs, weil sich solche Temperatursensoren z. B. am Gehäuse eines Klebstoffspeichers und nicht in der Klebstoffmasse selbst befinden. Zusätzlich besitzt jeder Klebstoff eine individuelle spezifische Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit, wodurch sich unterschiedliche Aufheizverhalten ergeben.
  • Erfindungsgemäß wird daher die Viskosität als Indikator für ein betriebsbereites Haftmittel herangezogen. Die Viskosität steht dabei in direktem Zusammenhang mit dem auftragsbereiten Zustand des Haftmittels. Zusätzlich beeinflusst die Viskosität des Haftmittels weitere Betriebsdaten des Systems, z. B. das erforderliche Drehmoment des Antriebs der Haftmittelauftragswalze. Wird ein klebstoffspezifischer Grenzwert für die Viskosität über- oder unterschritten, kann damit eine zuverlässige Aussage über die Betriebsbereitschaft getroffen werden. Auch im laufenden Betrieb können Änderungen der Anwendungsumgebung zu Veränderungen des Klebstoffs führen, welche die Prozessqualität negativ beeinflussen. Diese können erfindungsgemäß detektiert und in die Steuerung der Auftragseinheit zurückgeführt werden. Liegen die erfindungsgemäß erfassten Betriebsdaten außerhalb eines vorgegebenen Toleranzfensters, kann die Haftmittelauftragswalze z. B. über einen Zustellantrieb in eine alternative Position gefahren werden, in der die Haftmittelauftragswalze keinen Kontakt zum Werkstück oder Kantenband hat und somit kein Haftmittel aufträgt. Damit wird verhindert, dass Rohstoffe in Form von Werkstücken, Beschichtungsmaterialien und Klebstoff unnötig verbraucht werden. Die so ermittelten Prozessdaten können auch Aufschluss darüber geben, welche Bauteile der Charge oder Schicht unter idealen Bedingungen produziert wurden und welche nicht. Damit können qualitativ schlechte Fertigteile erkannt und aussortiert werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    • Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    • Figur 3 zeigt eine Querschnittansicht durch den in Figur 2 dargestellten Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • In Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in Gestalt einer Kantenanleimmaschine dargestellt. Plattenförmige Werkstücke 5 werden mit ihrer Schmalseite entlang einer Referenzebene V in Vorschubrichtung X geführt. Die Richtung Y quer zur Vorschubrichtung wird als Zustellrichtung bezeichnet. Gleichzeitig wird ein Kantenband K an das Werkstück 5 herangeführt und im Bereich der Referenzebene V an die Schmalseite des Werkstücks 5 gefügt. Dazu wird das Werkstück 5 an seiner Schmalseite zunächst formatiert, dies geschieht in der Regel durch einen Fräser 50, bevor das Kantenband K an das Werkstück 5 herangeführt wird. 2 bezeichnet eine Haftmittelauftragseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, entweder das Kantenband K an der Schmalseite des Werkstücks 5 zu befestigenden Seite und/oder die Schmalseite des Werkstücks 5 mit einem Haftmittel, insbesondere einem Schmelzkleber, zu beschichten. Nach Auftragen des Haftmittels auf das Kantenband K und/oder das Werkstück 5 und Zuführen des Kantenbandes K an die Schmalseite des Werkstücks 5 wird das Kantenband entlang einer Druckstrecke 51 gegen die Schmalseite des Werkstücks gedrückt. Das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen ersten Sensor, der das in Vorschubrichtung X bewegte Werkstück 5 detektiert und diese Information an eine (nicht gezeigte) Steuereinrichtung weitergibt. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen zweiten Sensor, der das zugeführte Kantenband K detektiert und diese Information an die Steuereinrichtung weitergibt.
  • Zentraler Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist die Haftmittelauftragseinrichtung 2. Diese wird nun in Bezug auf die Figuren 2 und 3 näher erläutert. Soweit in den Figuren 2 und 3 Bezugszeichen vorhanden sind, die bereits im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert worden sind, wird auf die entsprechenden Ausführungen oben verwiesen. In den Figuren 2 und 3 bezeichnet Z die Vertikalrichtung, senkrecht zur Zustellrichtung Y und zur Vorschubrichtung X.
  • Die erfindungsgemäße Haftmittelauftragseinrichtung 2 weist bevorzugt einen Haftmittelbehälter 3 und eine Haftmittelauftragswalze 40 auf, die bei vorhandenem Haftmittelbehälter 3 in unmittelbarer Nähe zu diesem angeordnet ist, sodass in dem Haftmittelbehälter 3 erwärmtes Haftmittel unmittelbar auf die Walze 40 aufgetragen werden kann. Die Haftmittelauftragswalze 40 ist um eine Achse L drehbar angetrieben. Dazu dient ein Antrieb 31, der bevorzugt als Servomotor ausgebildet ist, jedenfalls aber einen Antrieb umfasst, der Betriebsdaten wie die Drehzahl des Antriebs 31 bzw. der Walze 40 und/oder das auf die Antriebsachse wirkende Drehmoment und/oder die Drehposition der Walze 40 bzw. des Antriebs 31 an die (nicht gezeigte) Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zurückmeldet.
  • Die Haftmittelauftragswalze 40 ist ihrerseits gegenüber einem ortsfesten Gestellabschnitt 50 der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Zustellrichtung Y verschieblich gelagert. Dazu dient im gezeigten Beispiel vorzugsweise ein Schlitten oder Tisch 4, welcher sich gegenüber dem Gestellabschnitt 50 in Zustellrichtung Y oder entgegen derselben verschieben lässt. Dazu umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einen entsprechenden Zustellantrieb 30, der hier nicht näher erläutert werden soll. Dieser Zustellantrieb 30 ist über die nicht dargestellte Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ansteuerbar.
  • In Figur 3 ist eine Schnittansicht der Vorrichtung 1 dargestellt. Gezeigt ist beispielhaft die Situation, bei der die Walze 40 das Werkstück 5 an dessen Schmalseite mit Haftmittel beschichtet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet vor allem in der Anfahrphase aber auch während des regulären Beschichtungsprozesses mehrere Möglichkeiten. Zum einen kann über die Betriebsdatenerfassung (Erfassung des Drehmoments, der Drehposition oder der Drehzahl) des Antriebs 31 bzw. der Haftmittelauftragswalze 40 und Weitergabe dieser Betriebsdaten an die Steuereinrichtung geprüft werden, ob ein Beschichtungsvorgang, d. h. der Haftmittelauftrag auf das Werkstück 5 und/oder Kantenband (diese Situation ist hier nicht dargestellt) infolge zu hoher Viskosität des auf der Haftmittelauftragswalze 40 befindlichen Haftmittels fortgesetzt werden kann oder nicht. Gegebenenfalls wird das Werkstück 5 gar nicht zugeführt. Die in Figur 1 dargestellten Sensoren 7 bzw. 8 können in diesem Fall dazu dienen, dass das Werkstück 5 oder das Kantenband K der Haftmittelauftragseinrichtung 2 gar nicht zugeführt werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform kann auch der gleichmäßige Haftmittelauftrag auf das entsprechende Werkstück 5 bzw. Kantenband dahingehend beeinflusst werden, dass die vom Antrieb 31 zurückgelieferten Betriebsdaten in der Steuereinrichtung mit vorgegebenen Viskositätsdaten verglichen werden und aufgrund dieses Vergleiches der Abstand zwischen der Haftmittelauftragswalze 40 und dem Werkstück 5 bzw. dem Kantenband verändert wird. Dazu wird bevorzugt eine Tastung bzw. ein Tastabstand T zwischen der Referenzebene V und einer weiteren Referenzebene A, die relativ zum beweglichen Teil 4 der Haftmittelauftragseinrichtung 2 ortsfest ist, entsprechend durch Verschieben der Haftmittelauftragswalze 40 in bzw. entgegen der Zustellrichtung Y mittels des Zustellantriebs 30 verändert, bis die entweder kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen vom Antrieb 31 zurückgegebenen Betriebsdaten innerhalb eines vorgegebenen Wertebereiches liegen oder einen vorgegebenen Wert erreicht haben.
  • Auf diese Weise lässt sich ein gleichmäßiger Haftmittelauftrag auf Werkstück und/oder Kantenband realisieren.

Claims (9)

  1. Vorrichtung (1), insbesondere Kantenanleimmaschine, zum Beschichten der Schmalseite von plattenförmigen Werkstücken (5) aus Holz- oder Holzersatzstoffen mit einem Kantenband (K), wobei die Vorrichtung (1) eine Haftmittelauftragseinrichtung (2) zum Auftragen von einem flüssigen Haftmittel, insbesondere Schmelzkleber, auf die Schmalseite (6) eines Werkstücks (5) oder auf ein Kantenband (K) aufweist, wobei die Haftmittelauftragseinrichtung (2) eine Haftmittelauftragswalze (40) zum Auftragen von einem flüssigen Haftmittel auf die Schmalseite (6) des Werkstücks (5) oder auf das Kantenband (K) aufweist, wobei die Haftmittelauftragswalze (40) mittels eines durch eine Steuereinrichtung angesteuerten Antriebs (31) um eine Drehachse (L) drehend angetrieben ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Antrieb (31) eine Antriebseinrichtung mit einer Erfassungseinrichtung, die das Drehmoment des Antriebs (31) erfasst, insbesondere einen Servomotor, umfasst.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Haftmittelauftragswalze (40) mittels eines von der Steuereinrichtung oder einer separaten Steuereinrichtung angesteuerten Zustellantriebs (30) in einer Zustellrichtung (Y) oder der Zustellrichtung (Y) entgegengesetzten Richtung bewegbar ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erfassungseinrichtung dazu ausgelegt ist, für den momentanen Betriebszustand der Haftmittelauftragseinrichtung (2) repräsentative Betriebsdaten für das auf dessen Antriebsachse wirkende Drehmoment, kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Abständen zu erfassen.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie eine weitere Erfassungseinrichtung umfasst, die dazu ausgelegt ist, für den momentanen Betriebszustand des Zustellantriebs (30) repräsentative Betriebsdaten kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Abständen zu erfassen.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung oder die separate Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, den Betriebszustand des Zustellantriebes (30) und/oder des Antriebs (31), insbesondere aufgrund der erfassten Betriebsdaten, zu verändern.
  6. Verfahren zum Auftragen von Haftmittel auf ein Kantenband (K) oder/und auf die Schmalseite (6) eines plattenförmigen Werkstücks (5) mittels einer Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, bei welchem ein Werkstück (5) oder das Kantenband (K) relativ zur Haftmittelauftragswalze (40) in einer Vorschubrichtung (X) bewegt wird, wobei die Schmalseite (6) des Werkstücks (5) oder des Kantenbandes (K) der Haftmittelauftragswalze (40) zugewandt ist und wobei die Haftmittelauftragswalze (40) mit Haftmittel versorgt und durch die Haftmittelauftragswalze (40) Haftmittel auf die Schmalseite (6) des Werkstücks (5) oder des Kantenbandes (K) aufgetragen wird, und wobei ferner folgende Schritte ausgeführt werden:
    a. die Haftmittelauftragswalze (40) wird zum Auftragen des Haftmittels mittels des Antriebs (31) um eine Drehachse (L), die bevorzugt senkrecht zur Vorschubrichtung (X) verläuft, gedreht,
    b. Werte für die Betriebsdaten der Haftmittelauftragswalze (40) oder des Antriebs (31) werden erfasst, nämlich Werte für das auf die Antriebsachse des Antriebs (31) wirkende Drehmoment,
    c. die erfassten Werte werden mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen,
    und
    dass aus dem in Schritt b. erfassten, auf die Antriebsachse des Antriebs (31) wirkenden Drehmoment die Viskosität des Haftmittels und aus der Viskosität die Menge des auf das Werkstück (5) und/oder das Kantenband (K) aufgetragenen Haftmittels ermittelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass
    d. wenn in einer Anfahrphase nach einer ersten vorgegebenen Zeitdauer (t1) in Schritt c. das erfasste Drehmoment oder hierfür repräsentative Betriebsdaten der Haftmittelauftragwalze (40) oder das erfasste Drehmoment oder hierfür repräsentative Betriebsdaten des Antriebs (31) der Haftmittelauftragwalze (40) einen, insbesondere für das verwendete Haftmittel spezifischen, vorgegebenen Grenzwert erreicht oder überschritten hat/haben, der Auftragsvorgang, insbesondere durch Anhalten der Zuführung von Werkstücken (5) oder vom Kantenband (K) oder durch Entfernen der Haftmittelauftragswalze (40) vom Werkstück (5) oder vom Kantenband (K), für eine vorgegebene Zeitdauer (t2) unterbrochen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Schritt d. wiederholt wird, solange der vorgegebene Grenzwert nicht erreicht ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in Abhängigkeit des Vergleichs in Schritt c. der Abstand (T) zwischen der Haftmittelauftragseinrichtung (2) und dem Werkstück (5) oder dem Kantenband (K) verändert wird.
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