EP4291373A1 - Bearbeitungsvorrichtung sowie verfahren zum betrieb einer bearbeitungsvorrichtung - Google Patents

Bearbeitungsvorrichtung sowie verfahren zum betrieb einer bearbeitungsvorrichtung

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Publication number
EP4291373A1
EP4291373A1 EP22708467.0A EP22708467A EP4291373A1 EP 4291373 A1 EP4291373 A1 EP 4291373A1 EP 22708467 A EP22708467 A EP 22708467A EP 4291373 A1 EP4291373 A1 EP 4291373A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
processing device
holder
processing unit
processing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP22708467.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Hofbauer
Yimin Gan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Homag GmbH
Original Assignee
Homag GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Homag GmbH filed Critical Homag GmbH
Publication of EP4291373A1 publication Critical patent/EP4291373A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B27D5/006—Trimming, chamfering or bevelling edgings, e.g. lists

Definitions

  • the invention relates to a processing device and a method for operating a processing device.
  • a processing device is in particular a woodworking machine that is set up for processing workpieces made of wood, wood-based materials or composite materials.
  • a woodworking machine is used in particular in the furniture and construction element industry.
  • EP 3572 196 A1 shows a pressing device for pressing a coating material against plate-shaped or strip-shaped workpieces.
  • This pressure device comprises a pressure roller and a holder which supports the pressure roller so that it can rotate about an axis.
  • a force regulation device is provided, which is designed to control or regulate a force with which the pressure roller is pressed against the coating material.
  • the invention therefore aims to provide a processing device that ensures improved process monitoring with little structural adjustment and/or little additional assembly effort.
  • the invention is based on the finding that, based on a measurement of an elastic deformation on components of a processing device, conclusions can be drawn about the forces acting during processing and, based on detection during operation of the processing device, process monitoring and/or control of the processing operation can take place.
  • the components of the processing device evaluated with a strain measurement do not have to be specially modified. Rather, such a component with a sensor for detecting the elastic deformation,
  • a strain gauge sensor in particular strain gauges, a piezoelectric sensor, a capacitive sensor, an optical sensor or an inductive sensor equipped or evaluated by such a sensor without changing the dimensions and design of the component.
  • the mechanical characteristics, such as strength and rigidity, of the corresponding component thus remain the same or essentially the same.
  • a processing device which comprises: a processing unit, a holder that carries the processing unit, a sensor for detecting a deformation of the holder, and a control device that is set up to regulate the positioning of the processing unit on the basis of the measured values of the sensor.
  • the service life of the processing unit can be increased by positioning the processing unit, since optimized use of the processing unit is ensured.
  • the processing quality can be improved by controlling the position of the processing unit.
  • the holder can be moved by means of a drive, in particular a hydraulic cylinder, a pneumatic cylinder, a threaded rod or a linear drive.
  • a drive in particular a hydraulic cylinder, a pneumatic cylinder, a threaded rod or a linear drive.
  • the senor is applied to the holder. This means that a measurement can be carried out in the immediate vicinity or on the bracket.
  • the senor is a strain gauge sensor, in particular a strain gauge, a piezoelectric sensor, a capacitive sensor, an optical sensor or an inductive sensor. Strains can thus be recorded without changing the dimensions and design of the component.
  • a transmission device for transmitting the measured values recorded by the sensor to a central storage device, in particular a cloud.
  • a central storage device for example, additional information can be generated for an operator on the basis of the data transferred to the central storage device.
  • the regulation of the positioning of the processing unit which is locally guaranteed by the control device, can thus be expanded to include further functions.
  • the measured values stored in the central storage device can be used for machine learning.
  • a method is provided which is provided for operating a processing device, the processing device having a processing unit, a holder which carries the processing unit and a sensor for detecting a deformation of the holder.
  • the method comprises the steps: detecting a deformation of the mount using the sensor, and positioning the processing unit on the basis of the measured values detected by the sensor.
  • the service life of the processing unit can be increased by positioning the processing unit as part of the method, since optimized use of the processing unit is ensured.
  • the processing quality can be improved by controlling the position of the processing unit.
  • the senor is a strain gauge sensor, in particular a strain gauge, a piezoelectric sensor, a capacitive sensor, an optical sensor or an inductive sensor.
  • the measured values recorded by the sensor are transmitted to a central storage device, in particular a cloud.
  • a central storage device for example, additional information can be generated for an operator on the basis of the data transferred to the central storage device.
  • the regulation of the positioning of the processing unit, which is locally guaranteed by the control device, can thus be expanded to include further functions.
  • the measured values stored in the central storage device can be used for machine learning.
  • FIG. 1 is a schematic drawing of a first embodiment of a processing device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of a processing device according to the invention.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of a schematic representation
  • a coating device 100 which is used for coating a narrow side of a plate-shaped workpiece, is described as an example of a processing device.
  • Such workpieces can be made of wood or wood-based materials, for example.
  • the coating device 100 is shown in FIG. 1 in a schematic plan view.
  • a strip-shaped coating material is used in particular, which can be provided with an adhesive layer that can be activated.
  • the side of the workpiece W to be coated or the coating material is provided with an adhesive.
  • a strip-shaped coating material also referred to as an edge band, can be made of plastic or it can be a veneer material, for example.
  • the workpiece W is moved relative to the coating device 100 by a conveyor (not shown) in the course of a coating process. In this case, the workpiece W is pressed against the conveying device by means of an upper pressure and is thus held in a clamped state, so that the workpiece W is prevented from slipping in this state.
  • the coating device 100 comprises a pressure roller 110 and a plurality of pressure rollers 120 which are attached to a movable holder 130 .
  • the holder 130 is adjustable by means of a pneumatic cylinder 140 to move the pinch roller 110 and the pinch rollers 120 to a specific position in which the pinch roller 110 and the pinch rollers 120 are to press a coating material onto a workpiece W.
  • the position of the pinch roller 110 in relation to a stopper (not shown) for guiding a work W is determined depending on the thickness of the coating material to be coated on the edge of the work W.
  • the pressure forces cause mechanical stresses to be transmitted into the holder 130, which is elastically deformed as a result of the action of the force.
  • the deformation can be detected by a strain gauge sensor 150 attached to a portion of the bracket 130 . Since the dimensions and configuration of the holder 130 correspond to those that a holder also has without the integration of the strain measurement sensor 150 , the holder 130 can also be retrofitted as a retrofit part for an already existing coating device 100 .
  • a pressure force of the pressure roller 110 and the pressure rollers 120 can be determined quantitatively by the measured values determined with the strain measurement sensor 150 .
  • the Measured values can be used by a control device when regulating the pneumatic cylinder 140 (drive) in such a way that a constant pressing force is always provided. In this way, a high-quality coating result is guaranteed. Irregularities in the operation of the coating device 100 can also be detected at an early stage, so that maintenance intervals can be planned accordingly.
  • the coating device 100 includes a transmission device for transmitting the measured values recorded by the sensor 150 to a central storage device, in particular a cloud. In this way, the measured values can be documented centrally and further evaluated if necessary.
  • a coating device 100a which is used in the field of stationary technology, is described as a further example of a processing device.
  • This is a so-called traced unit, which is guided relative to a fixed workpiece in order to apply a coating material to a narrow side of such a workpiece in the course of the relative movement.
  • the coating apparatus 100a includes a pinch roller 110a mounted on a carriage 160a, the carriage 160a being supported by a bracket 130a.
  • the holder 130a can be moved relative to a bar-shaped carrier element 170a by means of a linear drive 140a.
  • a strain gauge sensor 150a is applied to the mount 130a, which is set up to detect a deformation of a section of the mount 130a.
  • the measured values determined by strain gauge sensor 150a can be recorded and processed by a control device of coating device 100a.
  • the carriage 160a is moved in the vertical direction relative to the holder 130a and the pressure roller 110a is thus positioned in the vertical direction.
  • the holder 130a is moved relative to the beam-shaped carrier element 170a, which can be moved relative to a machine bed, and the pressure roller 110a is thus guided along the workpiece to be coated.
  • a pressure force of the pressure roller 110a can be determined quantitatively by the measured values determined with the strain measurement sensor 150a.
  • the measured values can be used by the control device when regulating the linear drive for adjusting the holder 130a in such a way that a constant pressing force is always provided.
  • a CNC processing machine 100b is shown as a further example of a processing device, which has a beam-shaped mount 130b that can be moved relative to a machine bed and on which a strain gauge sensor 150b is applied.
  • a carriage 160b which accommodates a processing unit 110b (processing unit), is movably attached to the holder 130b.
  • the processing unit 110b includes a machining tool, for example a milling cutter. When machining a workpiece, the machining tool engages with the workpiece.
  • the holder 130b can be moved relative to a machine bed (not shown) by means of a linear drive 140b.
  • the holder 130b can deform elastically. Due to the Deformation deviates the position of the tool center point (TCP: Tool-Center-Point) from the position calibrated when the machine is idle.
  • TCP Tool-Center-Point
  • the elastic deformation of the tool center TCP can be detected by sensors using the strain gauge sensor 150b, so that the drives for
  • Moving the holder 130b can be regulated to compensate for the changed tool center point TCP.
  • the tool center point TCP is readjusted in such a way that it corresponds to the calibrated position.
  • Strain measurement sensors for detecting an elastic deformation of the holder are described in connection with the previously described embodiments.
  • the mount can be provided with one or more temperature sensors in order to validate the measurement results of the strain gauge sensors.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Forests & Forestry (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung. Eine solche Bearbeitungsvorrichtung ist insbesondere eine Holzbearbeitungsmaschine, die zum Bearbeiten von Werkstücken aus Holz, Holzwerkstoffen oder Verbundwerkstoffen eingerichtet ist.

Description

Bearbeitungsvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer
Bearbeitungsvorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung. Eine solche Bearbeitungsvorrichtung ist insbesondere eine Holzbearbeitungsmaschine, die zum Bearbeiten von Werkstücken aus Holz, Holzwerkstoffen oder Verbundwerkstoffen eingerichtet ist. Eine derartige Holzbearbeitungsmaschine kommt insbesondere im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie zum Einsatz.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, mit denen eine Prozessüberwachung und Regelung bei einem Bearbeitungsvorgang zum Beschichten eines Werkstücks durchgeführt werden kann.
Beispielsweise zeigt die EP 3572 196 Al eine Andruckvorrichtung zum Andrucken eines Beschichtungsmaterials gegen platten- oder leistenförmige Werkstücke. Diese Andruckvorrichtung umfasst eine Andruckrolle sowie eine Halterung, welche die Andruckrolle um eine Achse drehbar lagert. Ferner ist eine Kraftregulierungseinrichtung vorgesehen, welche dazu ausgestaltet ist, eine Kraft zu steuern oder zu regeln, mit der die Andruckrolle gegen das Beschichtungsmaterial gedrückt wird. Auch wenn sich derartige Vorrichtungen bewährt haben, ist deren Integration in eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem konstruktiven Aufwand verbunden, da die bereits vorliegende Maschinenkonstruktion zur Integration der entsprechenden Sensorik erweitert werden muss. Hierbei muss der zur Verfügung stehende Bauraum so ausgenutzt werden, dass die Funktionalität und Betriebssicherhit der Bearbeitungsvorrichtung nicht beeinträchtigt wird. Dies kann auf Grund der Variantenvielfalt ähnlicher Bearbeitungsvorrichtungen zu einer hohen Herausforderung führen.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung zielt deshalb darauf ab, eine Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die bei geringer konstruktiver Anpassung und/oder geringem zusätzlichen Montageaufwand eine verbesserte Prozessüberwachung gewährleistet .
Eine solche Bearbeitungsvorrichtung wird in Anspruch 1 beschrieben. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Ferner stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung bereit.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass auf Grundlage einer Messung einer elastischen Verformung an Bauteilen einer Bearbeitungsvorrichtung ein Rückschluss auf während der Bearbeitung wirkende Kräfte erfolgen kann und auf Basis einer Detektion im Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung eine Prozessüberwachung und/oder Regelung des Bearbeitungsvorgangs stattfinden kann. Die mit einer Dehnungsmessung bewerteten Bauteile der Bearbeitungsvorrichtung müssen dabei nicht speziell modifiziert werden. Vielmehr kann ein derartiges Bauteil mit einem Sensor zum Erfassen der elastischen Verformung, beispielsweise einem Dehnungsmesssensor, insbesondere Dehnungsmessstreifen, eines piezoelektrischen Sensors, eines kapazitiven Sensors, eines optischen Sensors oder eines induktiven Sensors ausgestattet oder von einem derartigen Sensor bewertet werden, ohne die Dimensionen und Ausgestaltung des Bauteils zu ändern. Somit bleiben die mechanischen Merkmale, wie Festigkeit und Steifigkeit, des entsprechenden Bauteils gleich oder im Wesentlichen gleich.
Eine weiterführende Berechnung zu Belastungsfällen während des Betriebs, die im Falle einer Änderung der konstruktiven Bauteile der Bearbeitungsvorrichtung erforderlich wären, kann entfallen. Ferner erlaubt diese Herangehensweise auch die Nachrüstung von Bearbeitungsvorrichtungen, da lediglich ein bestimmtes, konstruktiv ähnliches oder gleiches Bauteil ausgetauscht oder um einen Dehnungsmesssensor ergänzt werden muss.
Erfindungsgemäß wird eine Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die umfasst: eine Bearbeitungseinheit, eine Halterung, die die Bearbeitungseinheit trägt, einen Sensor zum Erfassen einer Verformung der Halterung, und eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, auf Grundlage der Messwerte des Sensors die Positionierung der Bearbeitungseinheit zu regeln.
Durch Positionierung der Bearbeitungseinheit kann die Lebensdauer der Bearbeitungseinheit erhöht werden, da ein optimierter Einsatz der Bearbeitungseinheit gewährleistet wird. Darüber hinaus kann durch die Regelung der Position der Bearbeitungseinheit die Bearbeitungsqualität verbessert werden.
Es ist bevorzugt, dass die Halterung mittels eines Antriebs insbesondere eines Hydraulikzylinders, eines Pneumatikzylinders, Gewindestange oder eines Linearantriebs, bewegbar ist. Somit kann die Regelung der Positionierung der Bearbeitungseinheit durch die Steuereinrichtung ausgeführt werden.
Es ist bevorzugt, dass der Sensor an der Halterung appliziert ist. Somit kann eine Messung im direkten Umfeld oder an der Halterung durchgeführt werden.
Es ist bevorzugt, dass der Sensor ein Dehnungsmesssensor, insbesondere ein Dehnungsmessstreifen, ein piezoelektrischer Sensor, ein kapazitiver Sensor, ein optischer Sensor oder ein induktiver Sensor ist. Somit können Dehnungen erfasst werden, ohne die Dimensionen und Ausgestaltung des Bauteils zu ändern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, eine Sendeeinrichtung zum Übertragen der vom Sensor erfassten Messwerte an eine zentrale Speichereinrichtung vorzusehen, insbesondere eine Cloud. Anhand der an die zentrale Speichereinrichtung übergebenen Daten können beispielsweise zusätzliche Informationen an einen Bediener generiert werden. Somit kann die durch die Steuereinrichtung lokal gewährleistete Regelung der Positionierung der Bearbeitungseinheit um weitere Funktionen erweitert werden. Ferner können die in der zentralen Speichereinrichtung hinterlegten Messwerte für ein Maschinenlernen verwendet werden.
In einer weiteren Zielrichtung wird ein Verfahren bereitgestellt, das zum Betreiben einer Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine Bearbeitungseinheit, eine Halterung, die die Bearbeitungseinheit trägt, sowie einen Sensor zum Erfassen einer Verformung der Halterung aufweist. Das Verfahren umfasst die Schritte: Erfassen einer Verformung der Halterung mittels des Sensors, und Positionieren der Bearbeitungseinheit auf Grundlage der vom Sensor erfassten Messwerte . Durch Positionierung der Bearbeitungseinheit im Rahmen des Verfahrens kann die Lebensdauer der Bearbeitungseinheit erhöht werden, da ein optimierter Einsatz der Bearbeitungseinheit gewährleistet wird. Darüber hinaus kann durch die Regelung der Position der Bearbeitungseinheit die Bearbeitungsqualität verbessert werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Sensor ein Dehnungsmesssensor, insbesondere ein Dehnungsmessstreifen, ein piezoelektrischer Sensor, ein kapazitiver Sensor, ein optischer Sensor oder ein induktiver Sensor ist.
Es ist bevorzugt, dass die vom Sensor erfassten Messwerte an eine zentrale Speichereinrichtung, insbesondere eine Cloud, übermittelt werden. Anhand der an die zentrale Speichereinrichtung übergebenen Daten können beispielsweise zusätzliche Informationen an einen Bediener generiert werden. Somit kann die durch die Steuereinrichtung lokal gewährleistete Regelung der Positionierung der Bearbeitungseinheit um weitere Funktionen erweitert werden. Ferner können die in der zentralen Speichereinrichtung hinterlegten Messwerte für ein Maschinenlernen verwendet werden.
Ferner kann es vorgesehen sein, dass ein Bediener auf Grundlage der vom Sensor erfassten Messwerte informiert wird. Beispielsweise können dem Bediener Ist-Abweichungen der Position der Bearbeitungseinheit von Soll-Werten angezeigt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung einer ersten Ausführungsform einer BearbeitungsVorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine zweite Ausführungsform einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine dritte Ausführungsform einer
Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
Beschreibung von Ausführungsformen
Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird, als ein Beispiel einer Bearbeitungsvorrichtung, eine Beschichtungsvorrichtung 100 beschrieben, die zum Beschichten einer Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks eingesetzt wird. Derartige Werkstücke können beispielsweise aus Holz oder Holzwerkstoffen gefertigt sein. Die Beschichtungsvorrichtung 100 ist in Figur 1 in einer schematischen Draufsicht gezeigt.
Zum Beschichten eines Werkstücks W wird insbesondere ein streifenförmiges Beschichtungsmaterial verwendet, das mit einer aktivierbaren Haftschicht versehen sein kann. Alternativ wird die zu beschichtende Seite des Werkstücks W oder das Beschichtungsmaterial mit einem Haftmittel versehen. Ein streifenförmiges Beschichtungsmaterial, auch als Kantenband bezeichnet, kann aus Kunststoff gefertigt sein, oder es handelt sich beispielsweise um ein Furniermaterial. Das Werkstück W wird im Zuge eines Beschichtungsvorgangs mit einer (nicht dargestellten) Fördereinrichtung relativ zur Beschichtungsvorrichtung 100 bewegt. Dabei wird das Werkstück W mittels eines Oberdrucks gegen die Fördereinrichtung gedrückt und somit in einem eingespannten Zustand gehalten, sodass in diesem Zustand ein Verrutschen des Werkstücks W verhindert wird.
Die Beschichtungsvorrichtung 100 umfasst eine Andruckrolle 110 sowie mehrere Nachdrückrollen 120, die an einer bewegbaren Halterung 130 angebracht sind. Die Halterung 130 ist mittels eines Pneumatikzylinders 140 verstellbar, um die Andruckrolle 110 und die Nachdrückrollen 120 in eine bestimmte Position zu bewegen, in der die Andruckrolle 110 und die Nachdrückrollen 120 ein Beschichtungsmaterial an ein Werkstück W anpressen sollen. Die Position der Andruckrolle 110 wird in Relation zu einem (nicht dargestellten) Anschlag zum Führen eines Werkstücks W bestimmt, und zwar in Abhängigkeit von der Dicke des an der Schmalseite des Werkstücks W aufzubringenden Beschichtungsmaterials.
Während eines Beschichtungsvorgangs werden bedingt durch die Andruckkräfte mechanische Spannungen in die Halterung 130 übertragen, die auf Grund der Krafteinwirkung elastisch verformt wird.
Die Verformung kann durch einen Dehnungsmesssensor 150 detektiert werden, der an einem Abschnitt der Halterung 130 befestigt ist. Da die Dimension und Ausgestaltung der Halterung 130 denjenigen entsprechen, die eine Halterung auch ohne Integration des Dehnungsmesssensors 150 aufweist, kann die Halterung 130 auch als Nachrüstteil für eine bereits bestehende Beschichtungsvorrichtung 100 nachgerüstet werden.
Durch die mit dem Dehnungsmesssensor 150 ermittelten Messwerte kann eine Andruckkraft der Andruckrolle 110 sowie der Nachdrückrollen 120 quantitativ ermittelt werden. Die Messwerte können von einer Steuereinrichtung so bei der Regelung des Pneumatikzylinders 140 (Antriebs) verwendet werden, dass stets eine konstante Andruckkraft bereitgestellt wird. Auf diese Weise wird ein qualitativ hochwertiges Beschichtungsergebnis gewährleistet. Auch können Unregelmäßigkeiten im Betrieb der Beschichtungsvorrichtung 100 frühzeitig erkannt werden, sodass Wartungsintervalle entsprechend geplant werden können.
Ferner umfasst die Beschichtungsvorrichtung 100 eine Sendeeinrichtung zum Übertragen der vom Sensor 150 erfassten Messwerte an eine zentrale Speichereinrichtung, insbesondere eine Cloud. Somit können die Messwerte zentral dokumentiert und bei Bedarf weiter ausgewertet werden.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird, als ein weiteres Beispiel einer Bearbeitungsvorrichtung, eine Beschichtungsvorrichtung 100a beschrieben, die im Bereich der Stationärtechnik zum Einsatz kommt. Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes getastetes Aggregat, das relativ zu einem fixierten Werkstück geführt wird, um im Zuge der relativen Bewegung ein Beschichtungsmaterial an einer Schmalseite eines solchen Werkstücks aufzubringen.
Die Beschichtungsvorrichtung 100a umfasst eine an einem Schlitten 160a angebrachte Andruckrolle 110a, wobei der Schlitten 160a durch eine Halterung 130a getragen wird. Die Halterung 130a ist mittels eines Linearantriebs 140a relativ zu einem balkenförmigen Trägerelement 170a bewegbar.
An der Halterung 130a ist ein Dehnungsmesssensor 150a appliziert, der eingerichtet ist, eine Verformung eines Abschnitts der Halterung 130a zu detektieren. Die vom Dehnungsmesssensor 150a ermittelten Messwerte können von einer Steuereinrichtung der Beschichtungsvorrichtung 100a aufgenommen und verarbeitet werden. Im Zuge eines Beschichtungsvorgangsvorgangs wird der Schlitten 160a relativ zur Halterung 130a in vertikaler Richtung verfahren und somit die Andruckrolle 110a in vertikaler Richtung positioniert. Ferner wird die Halterung 130a relativ zum balkenförmigen Trägerelement 170a, welches relativ zu einem Maschinenbett bewegbar ist, verfahren und somit die Andruckrolle 110a entlang des zu beschichtenden Werkstücks geführt.
Durch die mit dem Dehnungsmesssensor 150a ermittelten Messwerte kann eine Andruckkraft der Andruckrolle 110a quantitativ ermittelt werden. Die Messwerte können durch die Steuereinrichtung so bei der Regelung des Linearantriebs zur Verstellung der Halterung 130a verwendet werden, dass stets eine konstante Andruckkraft bereitgestellt wird.
Gemäß einer dritten Ausführungsform wird, als ein weiteres Beispiel einer Bearbeitungsvorrichtung, eine CNC- Bearbeitungsmaschine 100b dargestellt, die eine relativ zu einem Maschinenbett bewegbaren, balkenförmigen Halterung 130b aufweist, an dem ein Dehnungsmesssensor 150b appliziert ist.
An der Halterung 130b ist ein Schlitten 160b bewegbar angebracht, der ein Bearbeitungsaggregat 110b (Bearbeitungseinheit) aufnimmt. Das Bearbeitungsaggregat 110b umfasst ein spanend arbeitendes Bearbeitungswerkzeug, beispielsweise einen Fräser. Bei der Bearbeitung eines Werkstücks gelangt das Bearbeitungswerkzeug mit dem Werkstück in Eingriff.
Die Halterung 130b ist mittels eines Linearantriebs 140b relativ zu einem Maschinenbett (nicht gezeigt) bewegbar.
Aufgrund dynamischer und statischer Kräfte während eines Bearbeitungsvorgangs, die durch den Eingriff des Bearbeitungswerkzeugs am Werkstück bedingt werden, kann sich die Halterung 130b elastisch verformen. Auf Grund der Verformung weicht die Position des Werkzeugmittelpunkts (TCP: Tool-Center-Point) von der im Ruhezustand der Maschine kalibrierten Position ab. Die elastische Verformung des Werkzeugmittelpunkts TCP kann mittels des Dehnungsmesssensors 150b sensorisch erfasst werden, sodass die Antriebe zum
Bewegen der Halterung 130b zum Ausgleich des veränderten Werkzeugmittelpunkts TCP geregelt werden können. Auf diese Weise wird der Werkzeugmittelpunkt TCP derart nachgeregelt, dass dieser der kalibrierten Position entspricht.
Im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden Dehnungsmesssensoren zum Erfassen einer elastischen Verformung der Halterung beschrieben. Zusätzlich kann die Halterung mit einem oder mehreren Temperatursensoren versehen sein, um die Messergebnisse der Dehnungsmesssensoren zu validieren .
Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass einzelne, jeweils in verschiedenen Ausführungs formen beschriebene Merkmale, auch in einer einzigen Aus führungsform umgesetzt werden können, sofern sie nicht strukturell inkompatibel sind. Gleichermaßen können verschiedene Merkmale, die im Rahmen einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Bearbeitungsvorrichtung (100, 100a, 100b), umfassend: eine Bearbeitungseinheit (110, 110a, 110b), eine Halterung (130, 130a, 130b), die die
Bearbeitungseinheit (110, 110a, 110b) trägt, einen Sensor (150, 150a, 150b) zum Erfassen einer
Verformung der Halterung, und eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, auf Grundlage der Messwerte des Sensors (150, 150a, 150b) die Positionierung der Bearbeitungseinheit (110, 110a, 110b) zu regeln.
2. Bearbeitungsvorrichtung (100, 100a, 100b) gemäß Anspruch
1, wobei die Bearbeitungseinheit eine Andruckrolle oder ein Bearbeitungsaggregat zur spanenden Bearbeitung, insbesondere ein Fräsaggregat, Bohraggregat oder Schleifaggregat ist.
3. Bearbeitungsvorrichtung (100, 100a, 100b) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Halterung (130, 130a, 130b) mittels eines Antriebs (140), insbesondere eines Hydraulikzylinders, eines Pneumatikzylinders, eines Linearantriebs, eines elektromechanischen Antriebs, oder eines mechanischen Antriebs, insbesondere einer Zahn oder Gewindestange, bewegbar ist.
4. Bearbeitungsvorrichtung (100, 100a, 100b) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Sensor (150, 150a, 150b) an der Halterung (130, 130a, 130b) appliziert ist.
5. Bearbeitungsvorrichtung (100, 100a, 100b) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Sensor (150, 150a, 150b) ein Dehnungsmesssensor, insbesondere ein Dehnungsmessstreifen, piezoelektrischer Sensor, ein kapazitiver Sensor, ein optischer Sensor oder ein induktiver Sensor ist.
6. Bearbeitungsvorrichtung (100, 100a, 100b) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend eine Sendeeinrichtung zum Übertragen der vom Sensor (150, 150a, 150b) erfassten Messwerte an eine zentrale
Speichereinrichtung, insbesondere eine Cloud.
7. Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung (100,
100a, 100b), wobei die Bearbeitungsvorrichtung eine
Bearbeitungseinheit (110, 110a, 110b), eine Halterung
(130, 130a, 130b), die die Bearbeitungseinheit (110,
110a, 110b) trägt, sowie einen Sensor (150, 150a, 150b) zum Erfassen einer Verformung der Halterung (130, 130a,
130b) aufweist, umfassend die Schritte:
Erfassen einer Verformung der Halterung (130, 130a, 130b) mittels des Sensors (150, 150a, 150b),
Positionieren der Bearbeitungseinheit (110, 110a, 110b) auf Grundlage der vom Sensor (150, 150a, 150b) erfassten
Messwerte.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Sensor (150, 150a,
150b) ein Dehnungsmesssensor, insbesondere ein Dehnungsmessstreifen, ein piezoelektrischer Sensor, ein kapazitiver Sensor, ein optischer Sensor oder ein induktiver Sensor ist.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7-8, wobei die vom Sensor (150, 150a, 150b) erfassten Messwerte an eine zentrale Speichereinrichtung, insbesondere eine Cloud, übermittelt werden.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7-9, wobei ein Bediener auf Grundlage der vom Sensor (150, 150a, 150b) erfassten Messwerte informiert wird.
EP22708467.0A 2021-02-10 2022-02-09 Bearbeitungsvorrichtung sowie verfahren zum betrieb einer bearbeitungsvorrichtung Pending EP4291373A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021103106.0A DE102021103106A1 (de) 2021-02-10 2021-02-10 Bearbeitungsvorrichtung sowie Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsvorrichtung
PCT/EP2022/053112 WO2022171662A1 (de) 2021-02-10 2022-02-09 Bearbeitungsvorrichtung sowie verfahren zum betrieb einer bearbeitungsvorrichtung

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Publication Number Publication Date
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