ES2309641T3 - Procedimiento y dispositivo para la mecanizacion de piezas de trabajo en forma de placa. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la mecanización de piezas de trabajo (W) en forma de placa, con las etapas: preparación de piezas de trabajo (W) en forma de placa, que presentan al menos una primera capa (1), que está constituida esencialmente de madera, materiales de madera o similares, y una segunda capa (2), que es más dura que la primera capa, erosión de al menos una sección (2'', 2'''') de la segunda capa (2) por medio de al menos un láser (12, 14), en el que al menos un láser (12, 14) y las piezas de trabajo (W) en forma de placa se mueven en la transición relativamente entre sí, y erosión de al menos una sección (1''; 1'''') de la primera capa (1) por medio de al menos una herramienta (16, 18) de mecanización por arranque de virutas, en la que la sección (1'', 1'''') erosionada de la primera capa (1) está colocada adyacente a la sección (2'', 2'''') erosionada de la segunda capa (2).
Description
Procedimiento y dispositivo para la mecanización
de piezas de trabajo en forma de placa.
La invención se refiere a un procedimiento para
la mecanización de piezas de trabajo en forma de placa, que
presentan al menos una primera capa, que está constituida
esencialmente de madera, materiales de madera o similares, y una
segunda capa, que es más dura que la primera capa, así como a un
dispositivo para la realización del procedimiento.
Las piezas de trabajo en forma de placas, como
frentes de muebles o partes de cuerpos de muebles y especialmente
paneles de solado (ver, por ejemplo, el documento EP 1 304 427 A) se
proveen con frecuencia con una capa de cubierta, que posee una
resistencia alta a la fricción y de una manera correspondiente una
dureza grande. Tales capas de cubierta en los paneles de solado se
designan, en general, como "Overlay" y están constituidas, por
ejemplo, por una capa de resina de melamina, que está enriquecida
con partículas duras, que están constituidas, por ejemplo de óxido
de aluminio.
Las piezas de trabajo en forma de placa deben
mecanizarse normalmente también en sus lados estrechos, por ejemplo
para prever allí un perfil de ranura y lengüeta, que se pueden
encajar también de forma automática ("perfil de clic").
Especialmente en los perfiles de clic debe erosionarse
comparativamente mucho material desde las piezas de trabajo en
forma de placa. En este caso, se ha mostrado que la erosión de las
capas de cubierta duras conduce a un desgaste extremadamente alto
en las herramientas de mecanización, que están formadas
habitualmente por fresas. Ya después de poco tiempo se forman en las
herramientas de mecanización unas rayas en la zona de las capas de
cubierta duras. Esto conduce en primer lugar a que el tiempo de
actividad de las herramientas de mecanización se reduzca en una
medida extrema frente a una simple mecanización de la madera, con
lo que se producen tiempos largos de parada de las máquinas y altos
costes para los reafilados o las sustituciones de las herramientas.
Además, un desgaste precoz de las herramientas de mecanización
perjudica también la calidad de las piezas de trabajo en forma de
placas fabricadas. Esto es especialmente crítico en los paneles de
solado, puesto que la exactitud de la mecanización en la zona de la
capa de cubierta dura tiene una importancia especial para la medida
posterior de las junturas y, por lo tanto, para la apariencia y la
adhesión duradera de un solado de paneles.
Además, el documento DE 199 06 209 A1 publica un
procedimiento para la separación de unidades de circuitos
individuales a partir de un panel empleando un proceso de fresado y
un proceso de corte con láser. Además, el documento DE 299 24 727
U1 publica una máquina herramienta para la mecanización de piezas de
trabajo con herramientas de mecanización por arranque de virutas y
rayos láser. En ambos dispositivos solamente se pueden realizar las
mecanizaciones respectivas de forma secuencial.
Además, el documento 1 719 596 A1 publicado
posteriormente publica un procedimiento para la fabricación de un
panel, en el que el panel presenta un núcleo de un material de
fibras, con preferencia de una placa de MDF o HDF. Para elevar la
calidad y la precisión así como la resistencia al agua de los
revestimientos de placas fabricados a partir del panel, se propone
cortar con láser al menos una sección en el panel.
Por lo tanto, el cometido de la presente
invención es prepara un procedimiento y un dispositivo para la
mecanización de piezas de trabajo en forma de placas de carias
capas, en los que se reduce claramente el desgaste de la
herramienta y se posibilita un funcionamiento eficaz.
Este cometido se soluciona de acuerdo con la
invención por medio de un procedimiento según la reivindicación 1 y
un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8. Las
configuraciones especialmente ventajosas de la invención se indican
en las reivindicaciones dependientes.
La presente invención se basa en la idea de
evitar en la mayor medida posible un arranque de virutas de
la(s)
capa(s) dura(s) de las piezas de trabajo en forma de placas. Con esta finalidad, de acuerdo con la invención está previsto que al menos una sección de la segunda capa sea erosionada por medio de al menos un láser, en el que al menos un láser y las piezas de trabajo en forma de placas se mueven relativamente entre sí. De esta manera se libera en gran medida o totalmente al menos una herramienta de mecanización de arranque por virutas de una mecanización de la capa de cubierta dura, de manera que se reduce claramente el desgaste de la herramienta. De ello resulta un tiempo de actividad claramente prolongado de las herramientas de mecanización por arranque de virutas y tiempos de parada correspondientemente reducidos así como una calidad mejorada de las piezas de trabajo mecanizadas.
capa(s) dura(s) de las piezas de trabajo en forma de placas. Con esta finalidad, de acuerdo con la invención está previsto que al menos una sección de la segunda capa sea erosionada por medio de al menos un láser, en el que al menos un láser y las piezas de trabajo en forma de placas se mueven relativamente entre sí. De esta manera se libera en gran medida o totalmente al menos una herramienta de mecanización de arranque por virutas de una mecanización de la capa de cubierta dura, de manera que se reduce claramente el desgaste de la herramienta. De ello resulta un tiempo de actividad claramente prolongado de las herramientas de mecanización por arranque de virutas y tiempos de parada correspondientemente reducidos así como una calidad mejorada de las piezas de trabajo mecanizadas.
En el marco de la presente invención son
posibles, en principio, múltiples combinaciones de mecanizaciones
láser y mecanizaciones con herramientas de arranque por virutas
realizadas de una manera sucesiva. No obstante, de acuerdo con un
desarrollo de la presente invención está previsto que la segunda
capa sea erosionada al menos en parte antes que la primera capa. De
esta manera se reduce en gran medida la probabilidad de dañar las
herramientas de mecanización por arranque de virutas a través de la
segunda capa dura.
Con relación a las capas mencionadas en la
reivindicación 1 de las piezas de trabajo en forma de placas a
mecanizar, hay que procurar que las piezas de trabajo en forma de
placas puedan poseer, evidentemente, también un número mayor de
capas, y que por ejemplo la segunda capa pueda estar formada también
por una pluralidad de capas, que son más duras que al menos otra
capa de la pieza de trabajo en forma de placas. Además, las capas
se pueden extender, en principio, de una manera discrecional dentro
de las piezas de trabajo en forma de placas. No obstante, el
procedimiento de acuerdo con la invención se ha revelado como
especialmente ventajoso cuando la primera y la segunda capa se
extienden esencialmente en el plano de las placas de las piezas de
trabajo en forma de placas, como es el caso, por ejemplo, en partes
de muebles o paneles de solado. En este caso, se emplea el
procedimiento de acuerdo con la invención de una manera
especialmente preferida cuando tales piezas de trabajo en forma de
placas deben perfilarse en la zona
de su lado estrecho, por ejemplo deben proveerse con un perfil de ranura y lengüeta en la zona de la primera sección.
de su lado estrecho, por ejemplo deben proveerse con un perfil de ranura y lengüeta en la zona de la primera sección.
De acuerdo con un desarrollo de la presente
invención está previsto que al menos una sección de la segunda capa
sea erosionada por medio de al menos dos láser, que presentan con
preferencia anchuras de erosión diferentes. En este modo de
proceder se puede emplear un láser, especialmente con la anchura de
erosión reducida, para generar un corte de separación nítido y
preciso, mientras que se puede emplear otro láser, especialmente
con la anchura de erosión mayor, para una erosión menos precisa,
pero más amplia. De esta manera resulta un modo de proceder tan
económico como preciso.
De una manera alternativa o adicional, de
acuerdo con un desarrollo de la presente invención, está previsto
que al menos una sección de la primera capa es erosionada en dos
etapas, siendo mecanizada en la primera etapa la primera capas, de
tal manera que se separa otra sección de la segunda capa fuera de la
pieza de trabajo en forma de placa. De esta manera se puede separar
una gran parte de la segunda capa dura de la pieza de trabajo en
forma de placa, sin que deba mecanizarse por arranque de virutas la
segunda capa dura, lo que no sólo conserva las herramientas, sino
también se reduce o bien se hace innecesaria una descarga de las
virutas. En este caso, hay que tener en cuenta que la descarga de
las virutas de la segunda capa dura es especialmente crítica,
puesto que durante la mecanización por arranque de virutas de la
segunda capa dura resulta un chorro de virutas, que conduce también
a daños considerables de la campana de aspiración de virutas o
medios similares de descarga de virutas.
Se consigue un procedimiento especialmente
económico y efectivo cuando las etapas del procedimiento
mencionadas anteriormente se realizan de forma simultánea en dos
lados opuestos de las piezas de mecanización en forma de placas.
Esto se ofrece especialmente en las piezas de trabajo, que deben
proveerse en lados opuestos, por ejemplo, con ranura y lengüeta.
Un dispositivo especialmente eficiente y de
constitución sencilla de acuerdo con la presente invención se define
en la reivindicación 8.
En este caso es especialmente preferido que esté
previsto al menos un láser del dispositivo en la dirección de
transporte aguas arriba de a menos una herramienta de mecanización
por arranque de virutas. De esta manera se puede reducir el peligro
de que se dañe al menos una herramienta de mecanización por arranque
de virutas.
Otras formas de realización preferidas del
dispositivo de acuerdo con la invención se deducen a partir de las
reivindicaciones dependientes, en las que se consiguen las ventajas
correspondientes descritas anteriormente.
La figura 1 muestra de forma esquemática una
vista en planta superior de un dispositivo de mecanización de
acuerdo con la presente invención.
La figura 2 muestra de forma esquemática una
vista parcialmente en sección de dos piezas de trabajo fabricadas
de acuerdo con la presente invención.
La figura 3 muestra de forma esquemática una
vista parcialmente en sección del dispositivo mostrado en la figura
1, en el que la sección está conducida a lo largo de la línea
A-A en la figura 1.
La figura 4a muestra de forma esquemática una
vista parcialmente en sección del dispositivo mostrado en la figura
1, en el que la sección está conducida a lo largo de la línea
B-B en la figura 1.
La figura 4b muestra de forma esquemática una
vista parcialmente en sección del dispositivo mostrado en la figura
1, en la que la sección está conducida a lo largo de la línea
B-B en la figura 1 y la dirección de observación
está invertida.
La figura 5 muestra de forma esquemática una
vista parcialmente en sección del dispositivo mostrado en la figura
1, en la que la sección está conducida a lo largo de la línea
C-C en la figura 1.
Las formas de realización preferidas de la
presente invención se describen en detalle a continuación con
referencia a los dibujos que se acompañan.
La figura 1 muestra de forma esquemática una
vista en planta superior de un dispositivo de mecanización 10 de
acuerdo con la presente invención. El dispositivo de mecanización 10
sirve para la mecanización de piezas de trabajo W en forma de
placas, para fabricar, por ejemplo, paneles de solado, como se
muestran de forma esquemática en la figura 2 en una vista en
sección. Como se puede reconocer en la figura 2, las piezas de
trabajo W en forma de placas poseen, respectivamente, una primera
capa 1 y una segunda capa 2, que se extienden en el plano de las
placas de las piezas de trabajo W en forma de placa. En este caso,
la segunda capa 2 posee una dureza mayor que la primera capa 1, en
la que la dureza se puede medir, por ejemplo, como dureza Brinell.
Los materiales de la primera capa 1 y de la segunda capa 2 no están
limitados especialmente en el marco de la presente invención, sino
que en muchas aplicaciones en la primera capa 1 se trata de una capa
de soporte, que está constituida de madera, de materiales de madera
o similares, mientras que la segunda capa 2 más dura será con
frecuencia una capa de cubierta resistente a la fricción, que puede
estar formada por una capa de resina de melamina provista con
partículas duras (como óxido de aluminio).
La figura 1 muestra de una manera combinada dos
formas de realización del dispositivo de mecanización 10, en la que
en el lado derecho de la figura 1 se muestran las unidades de
mecanización de acuerdo con una primera forma de realización de la
presente invención, mientras que en el lado izquierdo de la figura 1
se muestran las unidades de mecanización de acuerdo con una segunda
forma de realización de la presente invención. Estas formas de
realización se pueden combinar entre sí, en general, como se muestra
en la figura 1. De la misma manera es posible prever las unidades
de mecanización mostradas en la figura 1 en cada caso de forma
simétrica sobre los dos lados en la figura 1, o disponer unidades de
mecanización solamente en un lado en la figura 1.
El dispositivo de mecanización 10 comprende en
primer lugar una instalación de transporte 20, por ejemplo en forma
de un transportador de cadenas o una cinta transportadora, para el
transporte de piezas de trabajo W en forma de placas a mecanizar en
una dirección de transporte indicada por medio de una flecha. Con
referencia al lado derecho de la figura 1, de acuerdo con la
primera forma de realización de la presente invención, a lo largo
de la instalación de transporte 20 están dispuestos en primer lugar
un primer láser 12, a continuación un segundo láser 14 y finalmente
una herramienta 18 de mecanización por arranque de virutas, por
ejemplo en forma de una fresa perfilada. En los laceres 12, 14 se
trata de una manera preferida de láser de CO2, pudiendo emplearse,
sin embargo, también otros tipos de láser, como por ejemplo láser de
diodos, láser Nd : YAG, láser Excimer o similares. La potencia del
láser no está limitada especialmente en el marco de la presente
invención, pero debería ajustarse de tal manera que a una velocidad
de transporte predeterminada de las piezas de trabajo en forma de
placas, la segunda capa 2 es separada totalmente. Además, en los
laceres 12 y 14 se puede tratar de láser idéntico, pero se prefiere
que el segundo láser 14 posee una anchura de erosión mayor que el
primer láser 12, como se explica todavía en detalle a
continuación.
Con referencia al lado izquierdo de la figura 1,
una segunda forma de realización del dispositivo de acuerdo con la
invención comprende de la misma manera en primer lugar un láser 12,
como se ha descrito anteriormente, y a continuación una primera
herramienta 16 de mecanización por arranque de virutas y una segunda
herramienta 18 de mecanización por arranque de virutas. En la
primera herramienta 16 de mecanización por arranque de virutas se
trata en la presente forma de realización de una hoja de sierra,
cuyo eje de rotación se extiende esencialmente perpendicular al
plano de las piezas de trabajo W en forma de placa. En la
herramienta de mecanización 18 se trata aquí de nuevo de una fresa
perfilada.
El funcionamiento de la primera forma de
realización del dispositivo de acuerdo con la invención bien una
primera forma de realización del procedimiento de acuerdo con la
invención se describen a continuación con referencia a las figuras
3, 4a y 5. En primer lugar, como se muestra en la figura 3, una
pieza de trabajo W en forma de placas, transportada a lo largo de
la instalación de transporte 20, es mecanizada a través del primer
láser 12, de tal manera que se erosiona una primera sección 2' de la
segunda capa 2. En este caso, esta sección 2' se extiende
totalmente a través de la segunda capa 2 y se puede extender, dado
el caso, también en la primera capa 1. A continuación se transporta
la pieza de trabajo W en forma de placas adicionalmente hacia el
segundo láser 14, que erosiona totalmente otra sección 2'' de la
segunda capa 2 (figura 4a). En este caso, como muestra una
comparación de las figuras 3 y 4a, la anchura de erosión del segundo
láser 14 es mayor que la del primer láser 12. A continuación, la
pieza de trabajo W en forma de placa alcanza la herramienta de
mecanización o bien la fresa perfilada 18, donde el lado estrecho de
la pieza de trabajo W en forma de placa, que está dirigido hacia la
fresa perfilada 18, es provisto con un perfilado deseado, por
ejemplo con una ranura o una lengüeta. A continuación, se
transporta hacia fuera la pieza de trabajo W en forma de placa. En
este caso hay que tener en cuenta que la pieza de trabajo en forma
de placa es transportada de forma continua a través de la
instalación de transporte 20 (en continuo).
El funcionamiento de la segunda forma de
realización del dispositivo 10 de acuerdo con la invención o bien
una segunda forma de realización del procedimiento de acuerdo con la
invención se describen a continuación con referencia a las figuras
3, 4b y 5. En primer lugar, como se muestra en la figura 3 y se ha
descrito ya con referencia a la primera forma de realización, se
mecaniza una pieza de trabajo W en forma de placa, transportada a
través de la instalación de transporte, por medio del primer láser
12, de tal manera que en la zona de la segunda capa 2 se erosiona
una primera sección 2'. A continuación, como se muestra en la figura
4b, por medio de la sierra 16 se erosiona una sección 1' de la
primera capa, de tal manera que la sección 2'' adyacente de la
segunda capa 2 es desprendida totalmente desde la pieza de trabajo W
en forma de placa. De esta manera, se puede separar una gran parte
de la capa dura 2 sin arranque de virutas de la misma desde la pieza
de trabajo W en forma de placa. A continuación, como ya se ha
descrito de la misma manera en la primera forma de realización, se
provee el lado frontal de la pieza de trabajo W en forma de placa a
través de la fresa perfilada 18 con un perfil deseado.
Adicionalmente a las formas de realización
descritas anteriormente, hay que tener en cuenta que la presente
invención se ha planteado como un objetivo más general que la
primera capa 1 de las piezas de trabajo W en forma de placa sea
erosionada por una herramienta de mecanización por arranque de
virutas y la segunda capa 2 de las piezas de trabajo W en forma de
placa sea erosionada por medio de un láser. Ante estos antecedentes,
la presente invención comprende también dispositivos, que presentan
solamente un láser 12 y una herramienta de mecanización 18 en
combinación con una instalación de transporte 20. En este caso, el
procedimiento de acuerdo con la invención comprende solamente las
etapas del procedimiento mostradas en las figuras 3 y 5.
Por último, hay que tener en cuenta que el
procedimiento o bien el dispositivo de acuerdo con la presente
invención se pueden complementar y combinar. Así, por ejemplo, es
posible prever aguas arriba del primer láser 12 unos agregados de
fresado previo o similares, para erosionar ya una parte de la
primera capa en el lugar adecuado y, por lo tanto, descargar la
fresa perfilada.
Claims (13)
1. Procedimiento para la mecanización de piezas
de trabajo (W) en forma de placa, con las etapas:
- preparación de piezas de trabajo (W) en forma de placa, que presentan al menos una primera capa (1), que está constituida esencialmente de madera, materiales de madera o similares, y una segunda capa (2), que es más dura que la primera capa,
- erosión de al menos una sección (2', 2'') de la segunda capa (2) por medio de al menos un láser (12, 14), en el que al menos un láser (12, 14) y las piezas de trabajo (W) en forma de placa se mueven en la transición relativamente entre sí, y
- erosión de al menos una sección (1'; 1'') de la primera capa (1) por medio de al menos una herramienta (16, 18) de mecanización por arranque de virutas, en la que la sección (1', 1'') erosionada de la primera capa (1) está colocada adyacente a la sección (2', 2'') erosionada de la segunda capa (2).
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la segunda capa (2) es
erosionada al menos parcialmente antes de la primera capa (1).
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las capas (1, 2)
se extienden esencialmente en el plano de las placas de las piezas
de trabajo (W) en forma de placas y de una manera preferida al
menos una sección (1', 1'') de la primera capa (1) es erosionada en
la zona de al menos un lado estrecho (W').
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos
una sección (2', 2'') de la segunda capa (2) es erosionada por
medio de al menos dos láser (12, 14), que presentan con preferencia
anchuras de erosión diferentes.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos
una sección (1', 1'') de la primera capa (1) es erosionada en dos
etapas, en el que en la primera etapa es mecanizada la primera capa
(1), de tal manera que una segunda sección (2'') de la segunda capa
(2) es separada de la pieza de trabajo (W) en forma de placa.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a través de
la erosión de al menos una sección (1', 1'') de la primera capa (1)
se genera un perfil del tipo de ranura o bien del tipo de lengüeta
en la primera capa (1), especialmente un llamado perfil de clic.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las etapas
del procedimiento se realizan de forma esencialmente simultánea en
dos lados opuestos de las piezas de trabajo (W) en forma de
placas.
8. Dispositivo de mecanización (10) para la
realización del procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, que comprende:
- al menos una herramienta (16, 18) de mecanización por arranque de virutas, que es adecuada para la mecanización de madera, materiales de madera o similares,
- al menos un láser (12, 14), y
- una instalación de transporte de tránsito (20) para la generación de un movimiento relativo en la transición entre al menos una herramienta (16, 18) de mecanización por arranque de virutas y al menos un láser (12, 14), por una parte, y piezas de trabajo (W) en forma de placas a mecanizar, por otra parte.
9. Dispositivo de mecanización de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado porque está previsto al
menos un láser (12, 14) en la dirección de transporte aguas arriba
de al menos una herramienta (16) de mecanización por arranque de
virutas.
10. Dispositivo de mecanización de acuerdo con
la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque presenta al
menos dos láser (12, 14), que presentan con preferencia anchuras de
erosión diferentes.
11. Dispositivo de mecanización de acuerdo con
una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque
están previstas al menos dos herramientas (16, 18) de mecanización
por arranque de virutas.
12. Dispositivo de mecanización de acuerdo con
la reivindicación 11, caracterizado porque una primera
herramienta (16) de mecanización por arranque de viruta está
formada por una sierra y/o porque una segunda herramienta (18) de
mecanización por arranque de virutas está formada por una fresa
perfilada.
\newpage
13. Dispositivo de mecanización de acuerdo con
una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque
sobre dos lados opuestos de la instalación de transporte (20) están
previstos en cada caso al menos un láser (12, 14) y al menos una
herramienta (16, 18) de mecanización por arranque de virutas.
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|---|---|---|---|
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