WO2023046971A1 - Anlage und verfahren zur kontinuerlichen herstellung von werkstoffplatten sowie zerspaner und ein system für ein zerspanungsmanagement - Google Patents

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WO2023046971A1
WO2023046971A1 PCT/EP2022/076734 EP2022076734W WO2023046971A1 WO 2023046971 A1 WO2023046971 A1 WO 2023046971A1 EP 2022076734 W EP2022076734 W EP 2022076734W WO 2023046971 A1 WO2023046971 A1 WO 2023046971A1
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WO
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chipper
controller
area
cutting tools
machining
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Application number
PCT/EP2022/076734
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Inventor
Alexander Hoffmann
Marc Hanheide
Henry Schmidt
Stefan Reimann
Original Assignee
B. Maier Zerkleinerungstechnik Gmbh
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Publication date
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    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
    • B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
    • B27L11/02—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor of wood shavings or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/007—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres and at least partly composed of recycled material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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    • B27N3/04—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres from fibres
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    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/18—Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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    • B27N3/00—Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08—Moulding or pressing
    • B27N3/24—Moulding or pressing characterised by using continuously acting presses having endless belts or chains moved within the compression zone

Definitions

  • the invention relates to a plant for the continuous production of material panels according to the preamble of patent claim 1 .
  • the invention also relates to a method for operating such a system according to the preamble of patent claim 9.
  • the invention further relates to a chipper according to the preamble of patent claim 17, particularly suitable for use in a system or a method for producing material panels, and a system for chipping management according to claim 21.
  • Knife ring flakers are used for this purpose, as are known, for example, from DE 199 07 415 B4 or DE 10 2015 005 642 A1.
  • the knife ring flaker has a vibrating chute as a feeding device for the material to be crushed. Heavy material is then separated by a vertical counter-air flow and the material to be shredded is fed to a central area within the shredder. The air flow, which is intensified by the rotating rotor blade, presses and crushes the material against the stationary or possibly also rotating knife ring.
  • the material After the material has passed through the knife ring, the material enters a discharge chute and is transported further, if necessary by a discharge device and a Plant for the production of material panels handed over.
  • the comminuted material is dried there if necessary, glued and scattered to form a pressed material mat and finally pressed to form a material panel, preferably in a continuously operating press.
  • DE 10 2017 004 522 A1 also discloses a comminution machine in which the load on the rotor blade and/or on the comminution tool is measured during operation. This is used in an improved way to obtain an even wear pattern on the comminution tools, in particular by controlling or regulating other parameters such as the rotational speed or the feed quantity for optimal use.
  • the shredding devices or flakers are usually operated as isolated solutions in a system and accordingly only receive an on/off command.
  • the present machining system is therefore too inflexible for today's production requirements, in particular for needs-based and/or anticipatory production in a large-scale industrial plant for the production of material panels.
  • the object of the present invention is to create a system and a method for producing material panels in connection with machining, which is able to machine material as required and to use the available resources, in particular material and devices or tools, optimally.
  • the machining should be adjustable, preferably automated, to the future requirements of the system with regard to at least the quality and quantity of the material. A wearing overproduction or a production with defective material caused by worn cutting tools is particularly preferably avoided.
  • the invention is generically based on a plant for the continuous production of material panels with a press, the plant having at least one molding section for creating a mat of pressed material, a press for pressing the mat of pressed material into a material panel and a finishing line for stacking and a controller for the parts mentioned of the plant should be arranged.
  • a double belt press is preferably provided for a continuous pressing process.
  • a chipping area with a controller and/or at least one chipper, preferably a knife ring chipper, with a controller is arranged in the system, the controller of the system being connected to the controller for the chipping area and/or with is actively connected to the control for the chipper.
  • the invention understands by grinding or grinding devices not only the restoration of the knife with rotating grinding means and more indefinitely cutting edge, but also sharpening, for example using milling cutters or similar tools with a defined cutting edge.
  • a grinding robot is not only a device with a high degree of automation, which removes the knives from the cutting tool and inserts them again and sharpens them, but also the possibility of using an automated CNC milling cutter as a grinding device or as a sharpening device, in which the blunt knives automatically inserted and the sharpened knives are automatically removed.
  • grinding or sharpening are to be understood as equivalent means of restoring the knives or other machine parts.
  • the control of the chipper can be suitable for implementing at least two operating modes, preferably an energy-saving mode, an operating mode that is minimized or maximized in terms of throughput, a low-wear operating mode and/or an operating mode that affects chip quality.
  • These operating modes are characterized in particular by a combination of different setting options, which are described in more detail below.
  • the chipper or in combination with the production of material panels can be operated adaptively or with foresight for later production and/or maintenance.
  • Silos or bunkers are particularly preferably provided in or after the machining area, which can record the results of the various operating modes in order to integrate them appropriately into the production process of the subsequent plant parts.
  • control of the system is suitable for influencing the control of the chipping area and/or the chipper depending on the current or future planned production.
  • the chipper can be assigned a sharpening robot, which is suitable for preparing or restoring the cutting tools of the chipper and/or the chipper is assigned a warehouse for storing the cutting tools, most preferably for storing or using cutting tools for different operating modes.
  • One operating mode can also differ from another due to the settings used for the knife tools, in particular with other adjustable parameters.
  • a controller can be arranged in the plant for the production of material panels to form a machining management system, which is preferably suitable for current values and/or empirical values from the machining area, an area of preparation for the material and/or a machine for self-optimization, in particular of the different operating modes.
  • a control of the machined materials is particularly preferably provided in order to assess the current wear (eg of the cutting tools) and to adjust the settings of the chipper if necessary. Fluctuations in the material (grade, type, quality, foreign matter%) can also be sufficient for a necessary control or regulation intervention in the machining area or on the machine.
  • a controller can be arranged in the machining area, which is suitable for current or empirical values from the machining area or a machine operator and most preferably in connection with quality features of the associated material panels produced and/or the quality of the raw material (fresh wood/waste wood/types of wood... .) to process.
  • An evaluation unit, the open-loop or closed-loop control can work out or improve suggestions for setting the parameters of the system or the machining area and suggest these to an operator or automatically incorporate them into production.
  • a system can be arranged in the plant to form a machining management system, which comprises at least one device for storing and/or evaluating data, for example the measured values, the parameters and/or the operating states, with the data from the Machining area, a chipper, the processing, the forming section, the pressing section, the press, the finishing line and/or from the quality management for the products, for example laboratory data, are stored and/or evaluated.
  • a machining management system which comprises at least one device for storing and/or evaluating data, for example the measured values, the parameters and/or the operating states, with the data from the Machining area, a chipper, the processing, the forming section, the pressing section, the press, the finishing line and/or from the quality management for the products, for example laboratory data, are stored and/or evaluated.
  • the cutting tools can also be marked in the machining area to form a machining management system and marked by appropriate Reading and/or writing means must be arranged in a recognizable and/or traceable manner when they are used or processed in the system parts, preferably in the chipper, in their storage and/or in the sharpening robot.
  • the invention also relates to a method for operating a plant for the continuous production of material panels with a press, in which case a mat of material to be pressed is created in a forming section in the plant, which is pressed in a press to form a material panel and, after finishing, is stacked, with these parts of the plant operated with a controller.
  • the object of the invention is achieved in that a chipping area and/or at least one chipper, preferably a knife ring chipper, are controlled by controllers in the system and the control of the system is controlled by the controller for the chipping area and/or by the controller for the chipper is operatively connected.
  • the machining area and/or the machine can be switched to different operating modes depending on the production or the system, preferably an energy-saving mode, an operating mode that is minimized or maximized in terms of throughput, a low-wear operating mode and/or an operating mode that affects chip quality.
  • the control of the system can influence the control of the chipping area and/or the chipper depending on the current or planned future production.
  • the material is advantageously produced, preferably with foresight, in the manner in which it will later be required for a specific product.
  • high-quality chips can be produced for high-quality material panels and chips of lower quality, preferably in conjunction with a lower quality, for panels of less demanding quality power consumption or less wear and tear. Similar considerations can also be made for the production of fibers in an MDF plant or for the production of strands in an OSB plant.
  • the control of the system can influence the preparation of the cutting tools of the chipper and/or a store for storing the cutting tools and its selection or use of the cutting tools, preferably for storage or Use of cutting tools for different modes of operation.
  • freshly sharpened knives or knife rings can be used for high-quality production
  • knife rings or knives with already existing wear and correspondingly lower quality can be used for lower-quality production.
  • a machining management system is used or implemented, which is preferably suitable for processing current values and/or empirical values from the machining area, processing and/or a machine operator for self-optimization, in particular of the various operating modes.
  • a self-learning system in the sense of algorithms, neural networks or artificial intelligence can preferably be provided, which evaluates a large number of data and generates parameters for setting the system, the chipper or the system.
  • a controller can be used in the machining area, which is suitable for processing current or empirical values from the machining area or a machine operator in connection with quality features of associated material panels produced and in particular suggestions for setting the parameters of the system or of the machining area or to improve them.
  • a self-learning system in the sense of algorithms or artificial intelligence can preferably be provided, which evaluates a large number of data and generates parameters for setting the installation, the chipper or the system.
  • data and measured values can be stored, processed and/or evaluated in a high-quality system for carrying out chipping management, for example measured values, parameters and/or operating states, with particularly preferably the data from the chipping area, a chipper, the preparation, the forming line, the press line, the press, the finishing line and/or from quality management for the products, for example laboratory data, are stored and/or evaluated.
  • the chipping management can be provided locally for a chipper, for a larger number of shredders (several chippers and/or other shredders).
  • global systems for the installation or even for a higher-level installation control which can supply data to and/or receive data from several installations, preferably at different locations, can also be provided.
  • parameters, measured values, quality characteristics and much more can be exchanged and used to optimize local systems.
  • the cutting tools, the knife rings, the hoggers and/or the knives are particularly preferably marked and can be clearly registered in relation to one another and/or in relation to their empirical values and/or measurement data, as well as in the individual system parts such as bearings, sharpening robots and/or hoggers using suitable writing and /or reading media through the Receiving or delivering individual machines recognizable and suitable for data adaptation Z transfer.
  • This essentially serves to support the controls, which can access the data but also the existing stocks accordingly in order to determine and, if necessary, transmit the best possible constellation.
  • the machining operator or the machining area in particular with an automatic system for equipping or adjusting the machining operator itself, must be suitable for fulfilling the specifications and, if necessary, implementing them. It should also be possible for smaller systems or companies to operate a chipper in this sense or to be able to carry out contract or contract manufacturing if the chipper is arranged locally separately from the system.
  • a generic shredder preferably has cutting tools for shredding material during the production of material panels and includes a feed device for the material, a heavy material separator, a drive, a discharge device for the shredded material and a controller for the shredder.
  • the task is solved for the chipper in that sensors for generating measured values are arranged on the feed device, the heavy material separator, on the discharge device and/or for the material itself and are operatively connected to the controller for evaluating the measured values, wherein for the control or regulation of the chipper, the controller is operatively connected to adjusting drives and/or adjustable machine elements on the chipper.
  • the controller is operatively connected to the feed device, the heavy material separator, the discharge device for the material and/or the drive of the chipper and records measured values from there and/or specifies parameter settings.
  • the recording of measured values from these areas is not conclusive, but can be carried out from several and other areas in and around the chipper or correspondingly, if suitable, lead to the setting of a large number of parameters on or in the chipper.
  • a shredder can be understood not only as a knife ring shredder, but also other devices for comminuting particles. This relates in particular to the management of metal removal and the use of a sharpening station for the cutting tools in a refiner (fiber production) or fiaker (rough chip production) and other comminution devices, in particular in relation to a plant for the production of material panels.
  • the sensors or adjusting means or actuators that generate the measured values can also be arranged on the cutting tools and/or on a distribution system for the material to the cutting tools. This increases the effectiveness of the overall system in providing optimal control for different modes of operation. At the same time, it is possible to control the chipper or its individual units.
  • Actuating means or actuators are machine elements that can influence other machine elements, the method or the device through appropriate and controllable drives.
  • control of the or the control for a large number of chippers can be suitable for setting at least two different operating modes, preferably an energy-saving operating mode, an operating mode that is minimized or maximized in terms of throughput, a low-wear operating mode, or an operating mode that affects chip quality.
  • An optional distribution rotor for distributing the material to be shredded across the width of the knife ring can also be equipped with an adjustable drive or a frequency-controlled converter.
  • Read and/or write sensors for electronic features on the cutting tool or knife ring for example RFID, in the chipper, in the warehouse and/or in the sharpening robot, and/or
  • a system for performing computer-implemented machining management or a method in the course of the production of material panels in a plant or as an isolated solution for one or individual machining operators comprising a data processing device for executing a computer program product for storing and/or evaluating data, whereby data from the machining area, a machine operator, preparation, the forming section, the pressing section, the press, final production and/or from quality management for the products, for example laboratory data, are stored and/or evaluated and, preferably, in a predictive or self-learning manner , can be used to control or regulate the production of the plant in relation to the machining area.
  • the cutting tools of the chipper are registered and marked and are suitable for being recognized by the warehouse, by the maintenance and sharpening system and by the chipper. This can possibly also be useful for holders for the cutting tools, for example for knife packs or knife rings of the flakers.
  • a computer program product can also be provided for implementing a computer-implemented method (PR), in particular for carrying out machining management for storing and/or evaluating data in the course of the production of material panels in a data processing device in a system or an isolated solution for one or more machining operators, data from the machining area, a machine operator, preparation, the forming section, the pressing section, the press, final production and/or from quality management for the products, for example laboratory data, being stored and evaluated, preferably in conjunction with self-learning algorithms.
  • PR computer-implemented method
  • measuring elements or systems can also be arranged in the area of the rotating parts, the knives, the knife ring, on the drive (torque pickup, current load).
  • a subsequent measurement of the chip quality produced can also be used for the control or included in the regulation of the flaker.
  • the chipper can use the future, possibly even legally prescribed, proportions of waste wood in the Preparing raw material for the production of chipboard or chipboard (OSB).
  • the chipper or the controller can, if necessary, react automatically to the amount of waste wood, which is usually mixed with the fresh wood, and suggest sensible settings, especially generated from empirical values, to the operator or set them independently. For example, values can be correlated that relate to the proportion of waste wood in the total amount of material removed in relation to the degree of wear, in order to use this value for future productions.
  • each knife ring behaves differently in a flaker in terms of its throughput and its energy requirement. This depends, among other things, on the state of wear and the selected settings. Since there is no detailed evaluation of performance data, the optimal use remains empirical knowledge.
  • knife rings are standardized and used as production-independent cutting tools.
  • the invention now makes it possible to correlate the quality or the properties of the material to be machined with the requirements of the current or future production. It is now also possible to optimize the utilization of the cutting device on the basis of the resources with regard to the available tools, possibly also again in correlation with the existing or incoming materials to be machined.
  • machining can be carried out at an early stage with a higher throughput if it is foreseeable in anticipatory production that thicker material plates will therefore require more material per unit of time.
  • Throughput peaks with high wear can be intercepted in good time. The shredder itself and the necessary knife ring are spared, and costly energy peaks are also avoided.
  • the invention also has the advantage that, based on the combined measurement data, statements can be made about the cutting quality and from what point in time the cut material no longer corresponds to A quality with newly ground tools, but only for the production of material panels of inferior quality or as a filler suitable for high-quality panels.
  • the system control can sort the machined material in different bunkers or store it in some other way in order to take account of the planned use. Needs-based operating modes can now also be set that take the circumstances into account, for example, when the downstream parts of the production plant are at a standstill, it is possible to switch to an energy- and tool-saving operating mode in order to shred material for storage. In an alternative view, however, it is also possible to switch to a demanding maximum throughput if there are bottlenecks in the machined material due to delivery problems or standstills in the processing of the material.
  • Measurement of the feed volume e.g. via the fill level of the vibrating chute, load on the screw bearing, etc.
  • Intelligent acquisition and evaluation of the data could enable optimized operation or be suggested to the operator or set (semi-)automatically.
  • An intelligent, self-learning control or a control based on algorithms could preferably be provided in a separate exemplary embodiment.
  • this can define variable service lives and, for example, adjust throughput and cutting speed. This is particularly advantageous when several chippers are networked and operated in parallel in a large industrial plant.
  • the operators could be given suggestions for adjusting the knife protrusion or tips for changing wearing parts.
  • data can be exchanged with the preparation of the cutting tools.
  • which knife ring should be sharpened or adjusted with which settings of the knife protrusion, clearance angle and the like. This is particularly advantageous when knife rings or flakers from different manufacturers or from third-party manufacturers with their own operating specifications are arranged in one system.
  • the data acquisition can serve as the basis for a self-learning and self-optimizing system.
  • Data and control technology linking of the machining area (hogger) and storage/maintenance (sharpening robot) is possible.
  • adaptive maintenance can be introduced or improved.
  • time saving in data collection and evaluation for example when testing new components.
  • various parameters in the chipping area or on the chippers can be controlled, for example the speed of the knife rings, the distribution insert, the air volume in the separator, etc.
  • the invention understands refurbishment to mean, for example, the restoration of worn knives or knife rings for repeated use.
  • Another type of processing especially in the processing area of a plant for the production of material panels, includes the technical treatment of the material, for example chips or fibers, by screening, drying, gluing, dyeing, storage and the like, i.e. the necessary preliminary work on the material to scatter and press into a mat.
  • controlling the chipping area or controlling the chipper is suitable, preferably depending on or by transmitting specifications from the central system control, to control the chipping capacity, throughput, quality and the like and to regulate. It is particularly provided that the chipping area or the chipper has a self-learning system based on neural networks, fuzzy control or alternative methods or algorithms, preferably within the control for the chipping area and/or the chipper itself. This makes it possible in a kind of isolated solution of the system, to run the machining area or chipper "automatically” with regard to the various setting options, while the higher-level system control essentially only establishes specifications, such as the necessary throughput, quality of the chips or planned maintenance intervals.
  • the machining area or machine operator receives a specification to produce a certain target quantity of chips in the next 8 hours.
  • This specification is checked within the control of the machining area or the machine and it is determined that the stability for the quality or the quantity can no longer be met within these 8 hours.
  • the controller will either return an error message or automatically adjust the operating mode within 8 hours and implement a maintenance interval.
  • the focus is, for example, on heavy material separation, the flow speed of the incoming material on the knives, the distribution of the material on the knives or the like.
  • one or more chippers with one or more grinding robots or storage/storage/stockpiling of knives, knife packs, knife rings are to be kept available and/or used accordingly to set an operating mode. If necessary, a grinding robot can generate different knife angles and/or different knife protrusions. In a system consisting of several chippers, however, the chippers can also be set/operated differently, for example, in order to obtain a specified chip mix for production.
  • the system should be highlighted here, which should be suitable for controlling or regulating the production of the plant with regard to the machining area and/or the chipper. Due to the literal reference to the machining area, in particular the above-mentioned disentanglement of the control problems or, in the case of simple systems, only the self-learning and predictive components for the machining area/machinist be meant when specifications from the system control are transmitted to the machining area/machiner for automatic implementation.
  • part or all of the chipping management is arranged in the controller or computer-implemented in or on the chipper or the controller of the chipping area and implemented there. (PR)
  • controls are not to be understood as final and delimiting.
  • the controls can be implemented on the individual machines and/or in the central control room.
  • the arrangement and implementation or their redundancy will be provided and adapted by a specialist when designing the system or the individual machines.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a possible plant for the production of material panels, essentially from the machining to the stacking with representation of possible controls for carrying out a machining management
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a possible regulation or control structure with its active connections.
  • FIG. 1 shows a shredder 8 with a heavy material separator 4 connected upstream.
  • Material to be shredded is placed in a feeding device onto a vibrating chute 1 and conveyed by it with the aid of one or more unbalanced motors 2 .
  • the material is guided over a magnetic roller 3, with the ferromagnetic impurities from the Vibration chute 1 falling material segregated.
  • the material flow 19 falls into a heavy material separator 4, where it is passed in a cascade-like manner via adjustable baffles 5.
  • a fan 6 introduces an air flow 20 laterally from below into the heavy material separator 4 and redirects it via a guide plate 7 in such a way that the material falling from the guide plates 5 onto the guide plate 7 is pressed upwards along the guide plate 7 .
  • the speed of the air flow 20 is set so that, depending on the specific weight, impurities such as stones or the like cannot be moved upwards by the air flow 20 along the baffle plate 7 but fall out of the heavy material separator 4 .
  • the material is sifted through this air flow and heavy parts are separated.
  • these baffles 5 and 7 are adjusted once and then left for production. In the course of the invention, however, these should be designed to be adjustable via suitable actuators (not shown).
  • This shredder 8 has a knife ring 9 which has a multiplicity of knives which stand radially inwards and whose cutting edges extend essentially coaxially to the central axis.
  • the knife ring 9 can either be designed to be stationary or is rotated about its central axis by a corresponding drive (not shown).
  • a rotor 10 is arranged coaxially to this knife ring 9 and is set in rotation by a shaft 11 and a drive (not shown). If necessary, the direction of rotation of this rotor 10 is preferably opposite to the direction of rotation of the knife ring 9. Depending on the chipper, this can also be the other way round.
  • this rotor 10 has rotor blades 12, which extend parallel to the blades of the blade ring 9 and run right past these blades, so that the rotor blades 12 are at the blades material being fed past is machined.
  • the chips that are formed in the process are discharged from the chipper 8 through a discharge chute 13 arranged below the knife ring 9 or discharged in some other way and, if necessary, additionally supported by the air flow.
  • An ejection box (not shown) is preferably provided in the exit area of the chipper, which receives the chips falling down and draws off the air at the top.
  • a pressure measurement or air volume measurement can particularly preferably be carried out here in order to supply the open-loop or closed-loop control with measured values.
  • the central area 14 of the rotor 10 there is an insert 15 in the form of a distribution rotor for the even distribution of the material flow 19 along the blade edges.
  • the insert can be driven via a gear via the central shaft 11 or, as in the exemplary embodiment, has its own motor which drives the insert 15 via its own shaft.
  • the chipper 8 is divided into different areas.
  • the feed area A for the material input is shown above, which is provided with additional sensors based on the invention.
  • the separator B area can also be provided with additional sensors, in particular a scale for the separated material per unit of time, in order to assess the quality of the incoming material. In particular, this can be used to determine or estimate the mineral content in the material, since experience has shown that the separator B area cannot separate out all foreign mineral substances. Based on the amount of foreign matter that has been separated, an initial estimate of the expected wear is conceivable.
  • a cyclone for separating dust can be arranged in the transport prior to arrival in the further area of plant E, which cyclone discharges the dust into a bunker 18 before the area of plant E.
  • the chipper is provided with a controller 17 which is suitable for implementing various operating modes, preferably an energy-saving mode, an operating mode that is minimized or maximized in terms of throughput, a low-wear operating mode and/or an operating mode that affects chip quality.
  • the controller 17 is able to accept and process a multitude of data from the areas A, B, C, D and E. At the same time, it is able to give feedback or control impulses for setting parameters to the same and/or other areas A, B, C, D, E.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a possible system 35 for the production of material panels.
  • the depiction of the system essentially ranges from a machining area 40 to stacking 31 in the finishing area after the area of the press section 26 of a press 32.
  • this machining area can also be longer or larger if coarse choppers or other machining or selective devices would be necessary.
  • FIG. 3 at the top right, a schematic representation of possible controls and their active connections for carrying out a cutting management is planned.
  • the controls can be implemented area-by-area, system-specifically or on the individual machines themselves; these are preferably implemented redundantly with a central control room (not shown) in the system. Cloud-based solutions for documentation or data processing are also conceivable. If one follows the course of production of a material panel 30 in plant 35, the basic material is first stored, checked and pre-sorted in a wood yard or in silos. As a rule, it is also pre-shredded and then chopped to the specified size in a manner adapted to production in a machining area 40 by means of shredders 8 and fed to a sieve 21, which divides the fractions.
  • the material can then be temporarily stored in bunkers 22 and, if necessary, supplied with glue. In this case, other method steps for processing the material can also be provided. Finally, the material is scattered in a shaping section 25 to form a pressed material mat with one or more spreading devices 24 on a shaping belt 41 and possibly compacted with a pre-press 42 . The pressing then takes place in a press 32 along a pressing section 26 , with a panel strand 28 being transferred from the pressing material mat from the press 32 to the area of final production 27 . There it is divided into material panels 30 with a diagonal saw 29 and stacked in a stacker 31 . In the final production, a transport device 37 connecting the individual machines is usually arranged, usually in the form of a roller carpet or aisle.
  • the system 35 can also consist of a further large number of devices and areas; for the sake of clarity, only essential and the most common areas have been mentioned.
  • the pressing can also be carried out in a cycle press. It is also not mandatory that a pressed material mat is created on a forming belt if production that works in cycles, for example a multi-daylight press, is provided.
  • various controls or areas or individual machines of the system are networked with one another in order to implement or adapt an overarching network.
  • a controller 39 provided in particular for implementing the chipping management, which can control several chippers 8 or their controllers 17.
  • the controllers can also report back data, measured values or the like to the controller 39 in order to set up regulations.
  • knife rings 9 are preferably grouped in the store 34 and transferred to the chipper 8 manually or automatically depending on the required application.
  • a maintenance and/or adjustment device for the cutting tools is provided, here a sharpening robot 36.
  • the sharpening robot 36 will have its own controller (not shown) for the automated processes, but can also receive instructions and report back data via the controller 39 of the shredder management.
  • the machining area according to FIG. 3 is connected or networked to the control 33 of the system in order to carry out predictive production.
  • a controller 33 is arranged as a type of comprehensive or higher-level controller for the system 35, which is preferably connected to all the different areas, such as the machining area 40 or directly to the local controller 39, the individual controllers 17 of the chipper 8, the bearing 34 and/or or the sharpening robot 36 is operatively connected.
  • the structure and the control structure should be provided as an example, since there are a large number of different solutions as to which controls are arranged where and how in the hierarchy. Preferred is the Information flow design that runs vertically and/or horizontally or diagonally according to FIG. 3, but can also skip stages.
  • the processing area 38 and the individual machines shown there such as screen 21, bunker 22 and/or gluing 23.
  • transport devices, locks and other operatively connected system parts are not listed, but can be present and connected to the control system.
  • the central controller 33 preferably located in the control room of the system 35, can be operatively connected to the controllers or system parts of the forming section 25, the pressing section 26 and/or the finishing line 27.
  • this can be linked to one or more of the proposed features 1623 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten, sowie einen Zerspaner und ein System. Beispielhaft für die genannten Erfindungen besteht die Erfindung bei einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten mit einer Presse, darin dass in der Anlage (35) ein Zerspanungsbereich (40) mit einer Steuerung (39) und/oder zumindest ein Zerspaner (8), mit einer Steuerung (17) angeordnet ist, wobei die Steuerung (30) der Anlage (35) mit der Steuerung (39) für den Zerspanungsbereich (40) und/oder mit der Steuerung (17) für den Zerspaner (7) wirkverbunden ist. Ein möglicher Zerspaner mit Schneidwerkzeuge zur Zerkleinerung von Material weist nach der Erfindung zumindest Sensoren zur Generierung von Messwerten an der Zuführvorrichtung, dem Schwergutabscheider (4), an der Abführvorrichtung und/oder für das Material selbst auf, wobei diese mit der Steuerung (17) zur Auswertung der Messwerte in Wirkverbindung stehen und wobei zur Steuerung oder Regelung des Zerspaners (8) die Steuerung (17) mit Stelltrieben und/oder einstellbaren Maschinenelementen am Zerspaner (8) in Wirkverbindung steht, insbesondere mit der Zuführvorrichtung, dem Schwergutabscheider (4), der Abführvorrichtung für das Material und/oder dem Antrieb (1623) des Zerspaners.

Description

B. Maier Zerkleinerungstechnik GmbH
ANLAGE UND VERFAHREN ZUR KONTINUERLICHEN HERSTELLUNG VON WERKSTOFFPLATTEN SOWIE ZERSPANER UND EIN SYSTEM FÜR EIN ZERSPANUNGSMANAGEMENT
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Anlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.
Weiter betrifft die Erfindung einen Zerspaner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 17, insbesondere geeignet zur Verwendung in einer Anlage oder einem Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten, sowie ein System für ein Zerspanungsmanagement nach Anspruch 21 .
Für die Herstellung z.B. von Spanplatten bzw. OSB-Platten muss Holz in langen Spänen bereitgestellt werden. Hierzu benutzt man Messerringzerspaner, wie sie z.B. aus DE 199 07 415 B4 oder DE 10 2015 005 642 A1 bekannt sind. In der zweiten Offenbarung besitzt der Messerringzerspaner als Zuführvorrichtung für das zu zerkleinernde Material eine Vibrationsrinne. Über eine vertikale Gegenluftströmung wird anschließend schweres Material abgeschieden und das zu zerkleinernde Material einem Zentralbereich innerhalb des Zerspaners zugeführt. Durch die Luftströmung, welche durch die rotierende Rotorschaufel verstärkt wird, wird das Material gegen den ortsfesten oder ggfs. ebenfalls rotierenden Messerring gedrückt und zerkleinert. Nach dem Durchtritt des Materials durch den Messerring gelangt das Material in einen Abwurfschacht und wird, ggfs. durch eine Abführvorrichtung weitertransportiert und einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten übergeben. In der Regel wird das zerkleinerte Material dort ggfs. getrocknet, beleimt und zu einer Pressgutmatte gestreut und schließlich zu einer Werkstoffplatte, bevorzugt in einer kontinuierlichen arbeitenden Presse, verpreßt.
Mit DE 10 2017 004 522 A1 ist weiter eine Zerkleinerungsmaschine bekannt geworden, bei der während des Betriebes an der Rotorschaufel und/oder an dem Zerkleinerungswerkzeug die Belastung gemessen wird. Dies dient in verbesserter Art und Weise dazu ein gleichmäßiges Verschleißbild an den Zerkleinerungswerkzeugen zu erhalten, insbesondere in dem andere Parameter wie Rotationsgeschwindigkeit oder Aufgabemenge für eine optimale Nutzung gesteuert oder geregelt werden.
Auch diese Anwendung der Basisdaten für den Verschleiß haben Erfolge gezeigt und das Verschleißbild an den Werkzeugen wurde optimiert. Problematisch ist aber, dass ein optimaler Betrieb in der Regel nur mit erfahrenem Bedienpersonal gefahren werden kann und dass ein Dauerbetrieb (24/7) oder qualitativ hochwertige Produktionsabläufe sich meist nur durch Erfahrungswerte und manuelle Eingriffe des Personals erzielen lassen. Insbesondere werden noch heute Tabellen und Produktionsbücher, teilweise von Hand, geführt um Erfahrungswerte aus früheren Produktionen zur Optimierung der aktuellen Produktion zu verwenden.
Üblicherweise werden die Zerkleinerungsvorrichtungen oder Zerspaner als Insellösungen in einer Anlage betrieben und erhalten entsprechend nur einen An-/Aus-Befehl. Damit ist das vorliegende Zerspanungssystem zu unflexibel für die heutigen Produktionsanforderungen, insbesondere für eine bedarfsgerechte und/oder vorausschauende Produktion in einer großindustrielle Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Anlage und ein Verfahren zur Herstellung von Werkstoffplatten in Verbindung mit einer Zerspanung zu schaffen, die in der Lage ist bedarfsgerecht Material zu zerspanen und dabei die vorhandenen Ressourcen, insbesondere an Material und Vorrichtungen respektive Werkzeugen, optimal einzusetzen. Weiter soll in Erweiterung der Aufgabe die Möglichkeit bestehen das produzierte Material vorrausschauend zu produzieren um Bedarfsspitzen abzufedern und die Zerspanung möglichst im optimalen Betriebsbereich zu fahren. Gleichzeitig soll die Zerspanung an die zukünftigen Anforderungen der Anlage hinsichtlich zumindest der Qualität und Quantität des Materials, bevorzugt automatisiert, einstellbar sein. Besonders bevorzugt wird eine verschleißende Überproduktion oder eine Produktion mit mangelhaftem Material bedingt durch verschlissene Schneidwerkzeuge vermieden.
Die Erfindung geht gattungsgemäß von einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten mit einer Presse aus, wobei in der Anlage zumindest eine Formstrecke zur Erstellung einer Pressgutmatte, eine Presse zur Verpressung der Pressgutmatte in eine Werkstoffplatte und eine Endfertigung zur Abstapelung und eine Steuerung für die genannten Teile der Anlage angeordnet sein sollte. Bevorzugt ist eine Doppelbandpresse für einen kontinuierlichen Pressvorgang vorgesehen.
Diese Aufgabe wird für eine Anlage dadurch gelöst, dass in der Anlage ein Zerspanungsbereich mit einer Steuerung und/oder zumindest ein Zerspaner, bevorzugt ein Messerringzerspaner, mit einer Steuerung angeordnet ist, wobei die Steuerung der Anlage mit der Steuerung für den Zerspanungsbereich und/oder mit der Steuerung für den Zerspaner wirkverbunden ist.
Die Erfindung versteht unter Schleifen oder Schleifvorrichtungen nicht nur das Wiederherstellen des Messers mit rotierenden Schleifmitteln und unbestimmter Schneide, sondern auch das Schärfen, beispielsweise unter Verwendung von Fräsern oder ähnlichen Werkzeugen mit definierter Schneide.
Die Erfindung versteht unter einem Schleifroboter demnach nicht nur eine Vorrichtung mit einem hohen Automatisierungsgrad, welcher die Messer aus dem Schneidwerkzeug entnimmt und wieder einsetzt sowie schärft, sondern auch die Möglichkeit einen automatisierten CNC-Fräser als Schleifvorrichtung respektive als Schärfvorrichtung einzusetzen, in den die stumpfen Messer automatisiert eingelegt und die geschärften Messer automatisiert herausgenommen werden.
Somit sind Schleifen oder Schärfen als äquivalente Mittel zur Wiederherstellung der Messer oder andere Maschinenteile zu verstehen.
Nachfolgend ist beschrieben, wie die Lösung noch durch weitere Merkmale verbessert und optimiert werden könnte.
In einer ersten Erweiterung der Erfindung kann die Steuerung des Zerspaners zur Umsetzung von mindestens zwei Betriebsmodi geeignet sein, bevorzugt einem energiesparendem Modus, einem hinsichtlich des Durchsatzes minimierten respektive maximierten Betriebsmodus, einem verschleißarmen und/oder einen die Spanqualität betreffenden Betriebsmodus. Diese Betriebsmodi zeichnen sich insbesondere durch ein Kombinat an verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten aus, welche nachfolgend noch näher beschrieben werden. In vorteilhafter Weise kann Produktionsbedingt der Zerspaner oder im Verbund der Zerspaner mit der Produktion für Werkstoffplatten adaptiv oder vorausschauend für die spätere Produktion und/oder Wartung betrieben werden.
In vorteilhafter Weise können im Zerspanungsbereich respektive in einem Zerspaner auch bereits mechanisch oder elektrotechnisch umsetzbare Betriebsmodi angeordnet oder implementiert sein, die direkt oder durch übergeordnete Steuerungen ansteuerbar sind, um die verschiedenen Betriebsmodi umzuschalten, zu aktivieren bzw. zu betreiben.
Besonders bevorzugt sind im oder nach dem Zerspanungsbereich Silos oder Bunker vorgesehen, die die Ergebnisse der verschiedenen Betriebsarten aufnehmen können um diese zweckentsprechend in den Produktionsablauf der nachfolgenden Anlagenteile einzubinden.
Alternativ oder kumulativ kann vorgesehen sein, dass die Steuerung der Anlage geeignet ist in Abhängigkeit von der laufenden oder zukünftigen geplanten Produktion Einfluss auf die Steuerung des Zerspanungsbereichs und/oder des Zerspaners zu nehmen.
Besonders bevorzugt kann dem Zerspaner ein Schärfroboter zugeordnet sein, welcher zur Aufbereitung bzw. Wiederherstellung der Schneidwerkzeuge des Zerspaners geeignet ist und/oder dem Zerspaner ist ein Lager zur Lagerung der Schneidwerkzeuge zugeordnet, höchst bevorzugt zur Lagerung oder Verwendung von Schneidwerkzeugen für unterschiedliche Betriebsmodi. Auch durch die verwendeten Einstellungen der Messerwerkzeuge, insbesondere mit anderen einstellbaren Parametern, kann ein Betriebsmodus gegenüber einem anderen unterschiedlich sein.
Alternativ oder kumulativ kann zur Ausbildung eines Zerspanungsmanagements eine Steuerung in der Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten angeordnet sein, welches bevorzugt geeignet ist aktuelle Werte und/oder Erfahrungswerte aus dem Zerspanungsbereich, einem Bereich der Aufbereitung für das Material und/oder einem Zerspaner zur Selbstoptimierung, insbesondere der verschiedenen Betriebsmodi, zu verarbeiten. Einhergehend ist es auch möglich Messergebnisse aus der späteren oder vorhergehenden Produktion bzw. der Qualitätskontrolle zu verwenden um die Betriebsmodi anzupassen oder zu korrigieren. Besonders bevorzugt ist eine Kontrolle der zerspanten Materialien vorgesehen, um den aktuellen Verschleiß (z.B. der Schneidwerkzeuge) zu beurteilen und um ggfs. Einstellungen des Zerspaners anzupassen. Auch Schwankungen im Material (Güte, Art, Qualität, Fremdstoffe... ) können für einen notwendigen Steuerungs- oder Regelungseingriff im Zerspanungsbereich oder am Zerspaner ausreichend sein.
Alternativ oder kumulativ kann somit eine Steuerung im Zerspanungsbereich angeordnet sein, welche geeignet ist aktuelle oder Erfahrungswerte aus dem Zerspanungsbereich oder einem Zerspaner und höchst bevorzugt in Verbindung mit Qualitätsmerkmalen zugehöriger produzierter Werkstoffplatten und/oder der Qualität des Rohmaterials (Frischholz/Altholz/Holzarten... .) zu verarbeiten. Dabei kann eine Auswerteeinheit, die Steuerung oder die Regelung Vorschläge zur Einstellung der Parameter der Anlage oder des Zerspanungsbereiches erarbeiten oder verbessern und diese einem Bediener vorschlagen oder automatisiert in die Produktion einfließen lassen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann zur Ausbildung eines Zerspanungsmanagements ein System in der Anlage angeordnet sein, welches zumindest eine Vorrichtung zur Speicherung und/oder Auswertung von Daten, beispielsweise der Messwerte, der Parameter und/oder der Betriebszustände umfasst, wobei besonders bevorzugt die Daten aus dem Zerspanungsbereich, einem Zerspaner, der Aufbereitung, der Formstrecke, der Presstrecke, der Presse, der Endfertigung und/oder aus dem Qualitätsmanagement für die Produkte, beispielsweise Labordaten, gespeichert und/oder ausgewertet werden.
Auch können zur Ausbildung eines Zerspanungsmanagements die Schneidwerkzeuge im Zerspanungsbereich markiert und durch entsprechende Lese- und/oder Schreibmittel bei ihrer Verwendung oder ihrer Verarbeitung in den Anlagenteilen, bevorzugt im Zerspaner, in deren Lager und/oder im Schärfroboter erkennbar und/oder nachverfolgbar angeordnet sein.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten mit einer Presse, wobei in der Anlage in einer Formstrecke eine Pressgutmatte erstellt, diese in einer Presse zu einer Werkstoffplatte verpreßt und nach einer Endfertigung gestapelt werden, wobei diese Teile der Anlage mit einer Steuerung betrieben werden. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der Anlage ein Zerspanungsbereich und/oder zumindest ein Zerspaner, bevorzugt ein Messerringzerspaner, durch Steuerungen gesteuert werden und wobei die Steuerung der Anlage mit der Steuerung für den Zerspanungsbereich und/oder mit der Steuerung für den Zerspaner wirkverbunden ist.
Besonders bevorzugt kann dabei der Zerspanungsbereich und oder der Zerspaner in Abhängigkeit von der Produktion oder der Anlage in verschiedene Betriebsmodi versetzt werden, bevorzugt in einen energiesparenden Modus, einem hinsichtlich des Durchsatzes minimierten respektive maximierten Betriebsmodus, einem verschleißarmen und/oder einen die Spanqualität betreffenden Betriebsmodus.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuerung der Anlage in Abhängigkeit von der laufenden oder zukünftigen geplanten Produktion Einfluss auf die Steuerung des Zerspanungsbereichs und/oder des Zerspaners nehmen. Dabei wird in vorteilhafter Weise, bevorzugt vorausschauend, das Material so produziert, wie es später für ein bestimmtes Produkt benötigt wird. Beispielsweise können für hochwertige Werkstoffplatten hochwertige Späne produziert werden und für qualitativ weniger anspruchsvolle Platten Späne geringerer Qualität, bevorzugt in Verbindung mit einem geringeren Stromverbrauch oder geringerem Verschleiß. Ähnliche Überlegungen ließen sich auch für die Erzeugung von Fasern in einer MDF Anlage oder für die Erzeugung von Strands in einer OSB Anlage anstellen.
Alternativ oder kumulativ kann die Steuerung der Anlage in Abhängigkeit von der laufenden oder zukünftigen geplanten Produktion Einfluss auf die Aufbereitung der Schneidwerkzeuge des Zerspaners und/oder auf ein Lager zur Lagerung der Schneidwerkzeuge sowie dessen Auswahl bzw. den Einsatz der Schneidwerkzeuge nehmen, bevorzugt zur Lagerung oder Verwendung von Schneidwerkzeugen für unterschiedliche Betriebsmodi. Beispielsweise können für eine hochwertige Produktion frisch geschärfte Messer oder Messerringe verwendet und für eine weniger hochwertige Produktion Messerringe bzw. Messer mit bereits vorhandenem Verschleiß und entsprechend geringerer Qualität verwendet werden.
In einem besonderen Ausführungsbeispiel wird ein Zerspanungsmanagement verwendet oder ausgeführt, welches bevorzugt geeignet ist aktuelle und/oder Erfahrungswerte aus dem Zerspanungsbereich, der Aufbereitung und/oder einem Zerspaner zur Selbstoptimierung, insbesondere der verschiedenen Betriebsmodi, zu verarbeiten. Hierzu kann bevorzugt ein selbstlernendes System im Sinne von Algorithmen, neuronalen Netzen oder künstlicher Intelligenz vorgesehen sein, welches eine Vielzahl von Daten auswertet und Parameter zur Einstellung der Anlage, des Zerspaners oder des Systems generiert.
Besonders bevorzugt kann eine Steuerung im Zerspanungsbereich verwendet werden, welche geeignet ist aktuelle oder Erfahrungswerte aus dem Zerspanungsbereich oder einem Zerspaner in Verbindung mit Qualitätsmerkmalen zugehöriger produzierter Werkstoffplatten zu verarbeiten und insbesondere Vorschläge zur Einstellung der Parameter der Anlage oder des Zerspanungsbereiches zu erarbeiten oder diese zu verbessern. Auch hier kann bevorzugt ein selbstlernendes System im Sinne von Algorithmen oder künstlicher Intelligenz vorgesehen sein, welches eine Vielzahl von Daten auswertet und Parameter zur Einstellung der Anlage, des Zerspaners oder des Systems generiert.
Besonders bevorzugt können in einem hochwertigen System zur Durchführung eines Zerspanungsmanagements Daten und Messwerte gespeichert, verarbeitet und/oder ausgewertet werden, beispielsweise Messwerte, Parameter und/oder Betriebszustände, wobei besonders bevorzugt die Daten aus dem Zerspanungsbereich, einem Zerspaner, der Aufbereitung, der Formstrecke, der Presstrecke, der Presse, der Endfertigung und/oder aus dem Qualitätsmanagement für die Produkte, beispielsweise Labordaten, gespeichert und/oder ausgewertet werden.
Das Zerspanungsmanagement kann gemäß der Erfindung lokal für einen Zerspaner, für eine größere Anzahl von Zerkleinerungsvorrichtungen (mehrere Zerspaner und/oder andere Zerkleinerungsvorrichtungen) vorgesehen sein. Aber auch globale Systeme für die Anlage oder sogar für eine übergeordnete Anlagensteuerung, welche mehrere Anlagen, bevorzugt an verschiedenen Standorten, mit Daten versorgen kann und/oder von dieser Daten bekommt, können vorgesehen sein. Bei globalen Systemen oder Anlagen können Parameter, Messwerte, Qualitätskenndaten und vieles mehr ausgetauscht und für die Optimierung lokaler Systeme benutzt werden.
Besonders bevorzugt sind die Schneidwerkzeuge, die Messerringe, die Zerspaner und/oder die Messer gekennzeichnet und eindeutig zueinander und/oder zu ihren Erfahrungswerten und/oder Messdaten elektronisch registrierbar sowie in den einzelnen Anlagenteilen wie Lager, Schärfroboter und/oder Zerspaner mittels geeigneter Schreib- und/oder Lesemittel durch die aufnehmenden oder abgebenden Einzelmaschinen erkennbar sowie zur DatenanpassungZ-übergabe geeignet. Dies dient im Wesentlichen zur Unterstützung der Steuerungen, welche auf die Daten aber auch auf die vorhandenen Bestände entsprechend zugreifen kann, um die bestmögliche Konstellation zu ermitteln und ggfs. zu übermitteln.
Im Sinne eines sinnvollen Zerspanungsmanagements oder eines Systems hierfür steht natürlich nicht nur das übergeordnete im Vordergrund, auch der Zerspaner oder der Zerspanbereich, insbesondere mit einem automatischen System zur Bestückung oder Einstellung des Zerspaners selbst, muss geeignet sein die Vorgaben zu erfüllen und ggfs. umzusetzen. Auch soll für kleinere Anlagen bzw. Betriebe es möglich sein einen Zerspaner in diesem Sinne zu betreiben oder eine Lohn- bzw. Auftragsfertigung durchführen zu können, wenn der Zerspaner lokal separiert von der Anlage angeordnet ist.
Ein gattungsgemäßer Zerspaner weist bevorzugt Schneidwerkzeuge zur Zerkleinerung von Material im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten auf und umfasst eine Zuführvorrichtung für das Material, einen Schwergutabscheider, einen Antrieb, eine Abführvorrichtung für das zerkleinerte Material und eine Steuerung für den Zerspaner.
Üblicherweise ist die einfache Steuerung im Stand der Technik nur ein Ein/Aus- Schalter für die Zerspanung, weil verschiedene Einstellungsmodi nicht vorgesehen waren.
Die Aufgabe wird für den Zerspaner dadurch gelöst, dass Sensoren zur Generierung von Messwerten an der Zuführvorrichtung, dem Schwergutabscheider, an der Abführvorrichtung und/oder für das Material selbst angeordnet sind und mit der Steuerung zur Auswertung der Messwerte in Wirkverbindung stehen, wobei zur Steuerung oder Regelung des Zerspaners die Steuerung mit Stelltrieben und/oder einstellbaren Maschinenelementen am Zerspaner in Wirkverbindung steht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Steuerung mit der Zuführvorrichtung, dem Schwergutabscheider, der Abführvorrichtung für das Material und/oder dem Antrieb des Zerspaners wirkverbunden ist und von dort Messwerte aufnimmt und/oder Parametereinstellungen vorgibt.
Die Aufnahme von Messwerten aus diesen Bereichen ist dabei nicht abschließend, sondern kann aus mehreren und anderen Bereichen in und um den Zerspaner vorgenommen werden oder entsprechend, sofern geeignet, dazu führen eine Vielzahl an Parametern an oder im Zerspaner einzustellen.
Unter einem Zerspaner kann aber nicht nur ein Messerringzerspaner verstanden werden, sondern auch andere Vorrichtungen zur Zerkleinerung von Teilchen. Dies bezieht sich insbesondere auf das Zerspanungsmanagement und die Verwendung einer Schärfstation für die Schneidwerkzeuge in einem Refiner (Faserherstellung) oder Fiaker (Grobspanherstellung) sowie andere Zerkleinerungsvorrichtungen, insbesondere in Bezug auf eine Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten.
In diesem Zusammenhang können die Messwerte generierende Sensoren oder Stellmittel respektive Stellglieder auch an den Schneidwerkzeugen und/oder an einem Verteilsystem für das Material auf die Schneidwerkzeuge angeordnet sein. Dies erhöht die Wirksamkeit des Gesamtsystem zur Ausbildung einer optimalen Steuerung für verschiedene Betriebsmodi. Gleichzeitig ist es damit möglich den Zerspaner oder dessen Einzelaggregate zu regeln. Stellm ittel oder Stellglieder sind Maschinenelemente, die durch entsprechende und steuerbare Antriebe Einfluss auf andere Maschinenelemente, das Verfahren oder die Vorrichtung nehmen können.
Alternativ oder kumulativ kann die Steuerung des oder die Steuerung für eine Vielzahl an Zerspanern zur Einstellung von mindestens zwei verschiedenen Betriebsmodi geeignet sein, bevorzugt einem energiesparendem, einem hinsichtlich des Durchsatzes minimierten oder maximierten, einem verschleißarmen oder einem die Spanqualität betreffenden Betriebsmodus.
Insbesondere ist vorgesehen einen oder mehrere Zerspaner mit einer frequenzgeregelten Umwandler zu betreiben, damit unterschiedliche Schnittgeschwindigkeiten respektive Drehzahlen an den Schneidwerkzeugen eingestellt werden können. Ein optionaler Verteilrotor zur Verteilung des zu zerkleinernden Materials über die Breite des Messerrings, kann ebenfalls mit einem einstellbaren Antrieb respektive einem frequenzgeregelten Umwandler versehen sein.
In einem eigenen erfinderischen Ausführungsbeispiel kann es vorgesehen sein, einen frequenzgeregelten Umwandler zur Einstellung des Antriebes für mehrere Motoren respektive Zerspaner vorzusehen.
In einem weiteren kumulativen oder alternativen Ausführungsbeispiel kann es möglich sein,
- eine Wiegevorrichtung für Störstoffe aus dem Schwergutabscheider,
- eine Vorrichtung zur Ermittlung der Holzarten, des Mischungsverhältnisses und/oder der Spangrößen vor oder nach dem Zerspaner,
- eine Vorrichtung zur Ermittlung der Vibration oder Geräuschentwicklung am Zerspaner,
- eine Gewichts- oder Volumenmessung in der Zuführvorrichtung, - Messeinrichtungen oder Dehnungsmesstreifen im Zerspaner oder an den Schneidwerkzeugen,
- Sensoren am Antrieb für das Werkzeugsystem,
- Lese- und/oder Schreibsensoren für elektronische Merkmale am Schneidwerkzeug respektive Messerring, beispielsweise RFID, im Zerspaner, im Lager und/oder im Schärfroboter, und/oder
- Druck- oder Luftmengesensorik im oder am Zerspaner und/oder im Auswurfkasten für das zerkleinerte Material anzuordnen und falls vorhanden mit der Steuerung zu verbinden.
Um die Erfindung abzurunden wird ein System zur Ausübung eines computerimplementierten Zerspanungsmanagements bzw. Verfahrens im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Anlage oder als Insellösung für einen oder einzelne Zerspaner vorgeschlagen, umfassend eine Datenverarbeitungsvorrichtung zur Ausführung eines Computerprogrammproduktes zur Speicherung und/oder Auswertung von Daten, wobei Daten aus dem Zerspanungsbereich, einem Zerspaner, der Aufbereitung, der Formstrecke, der Presstrecke, der Presse, der Endfertigung und/oder aus dem Qualitätsmanagement für die Produkte, beispielsweise Labordaten, gespeichert und/oder ausgewertet werden und, bevorzugt in vorausschauender oder selbstlernender Weise, zur Steuerung oder Regelung der Produktion der Anlage in Bezug auf den Zerspanungsbereich verwendet werden können.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Schneidwerkzeuge der Zerspaner registriert sowie markiert und geeignet sind durch das Lager, durch die Wartungs- und Schärfanlage sowie durch die Zerspaner erkannt zu werden. Dies kann eventuell auch sinnvoll sein bei Halterungen für die Schneidwerkzeuge, beispielsweise für Messerpakete oder Messerringe der Zerspaner. Es kann auch ein Computerprogrammprodukt zur Umsetzung eines computerimplementierten Verfahrens (PR) vorgesehen sein, insbesondere zur Ausübung eines Zerspanungsmanagements zur Speicherung und/oder Auswertung von Daten im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Datenverarbeitungsvorrichtung in einer Anlage oder einer Insellösung für einzelne oder mehrere Zerspaner, wobei Daten aus dem Zerspanungsbereich, einem Zerspaner, der Aufbereitung, der Formstrecke, der Presstrecke, der Presse, der Endfertigung und/oder aus dem Qualitätsmanagement für die Produkte, beispielsweise Labordaten, gespeichert und ausgewertet werden, bevorzugt in Verbindung mit selbstlernenden Algorithmen.
In vorteilhafter Weise können nun verschiedene Betriebsmodi im Zerspanungsbereich bzw. bei den Zerspanern eingestellt und in einer komplexen Produktion bedarfsgerecht eingesetzt werden. Bisher waren Zerspaner bzw. deren Motoren aufgrund ihrer notwendigen Antriebsleistung von mehreren hundert KW so aufgebaut, dass nur eine Schnittgeschwindigkeit bzw. Umdrehungszahl einstellbar war. Frequenzgeregelte Motoren in der Größenordnung sind aus Kostengründen bisher nicht vorgesehen. Die Kosten könnten sich aber mit dem erfindungsgemäßen Zerspanungsmanagement wieder einspielen, insbesondere wenn die Schnittgeschwindigkeit durch eine Frequenzregelung und entsprechende Frequenzumrichter einstellbar sein sollte.
Insbesondere ist es nun möglich im Rahmen einer vorausschauenden Produktion den Produktionsaufwand an die Rahmenbedingungen anzupassen. Beispielsweise kann bei normaler Qualität eine verschleißarme und kostengünstige Zerspanung realisiert werden. Sollen hochwertige Werkstoffplatten produziert werden ist es möglich Messerringe mit exzellenten Produktionsdaten auszuwählen oder die verschleißarme Betriebsart zu deaktivieren um hochwertiges zerkleinertes Material zu erhalten.
Beispielsweise kann es in diesem Zusammenhang auch möglich sein, für mehr hochwertige Späne oder Schnitzel (bestimmte bevorzugte Geometrien der Späne oder Schnitzel) die Einstellung des Zerspaners so zu modifizieren, dass mehr hochwertiges, aber unter Umständen gleichzeitig im Vergleich zu anderen Betriebsmodi auch mehr unbrauchbares oder Material schlechter Qualität produziert wird, welches nur in Werkstoffplatten von B- oder C-Qualität eingesetzt oder im Anfahrbetrieb verwendet werden kann.
Für die Einstellung verschiedener Betriebsmodi am Zerspaner selbst sind vorzugsweise die
- Schnittgeschwindigkeit /Drehzahl (Antrieb, Getriebe)
- die Luftströmung oder den Luftdruck im oder am Zerspaner (Absaugung, Ventilator)
- die Durchsatzmenge pro Zeit und/oder
- die Einstellung des Schwergutabscheiders vorgesehen.
Neben der genannten Messtechnik können neben den explizit genannten Messungen auch Messelemente oder -Systeme im Bereich der rotierenden Teile, der Messer, des Messerringes, am Antrieb (Drehmomentaufnahme, Stromlast) angeordnet sein.
Auch eine nachträgliche Messung der produzierten Spanqualität kann für die Steuerung verwendet werden oder in die Regelung des Zerspaners miteinfließen.
In vorteilhafter Art und Weise ist es nun auch möglich den Zerspaner an die zukünftigen, ggfs. sogar gesetzlich vorgegebenen, Anteile an Altholz im Rohmaterial für die Herstellung von Span- oder Schnitzelplatten (OSB) vorzubereiten. Der Zerspaner bzw. die Steuerung kann auf die Menge an Altholz, welches in der Regel dem Frischholz beigemischt wird, ggfs. automatisiert reagieren und sinnvolle Einstellungen, besonders generiert aus Erfahrungswerten, dem Bediener vorschlagen oder selbstständig einstellen. Beispielsweise können Werte korreliert werden, die sich auf den Altholzanteil der Gesamtzerspanungsmenge in Bezug auf den Verschleißgrad beziehen, um diesen Wert für die vorrauschauende Betrachtung für spätere Produktionen zu verwenden.
Die Erfindung hat überraschenderweise festgestellt, dass jeder Messerring sich in einem Zerspaner unterschiedlich hinsichtlich seiner Durchsatzleistung und seines Energiebedarfs verhält. Dies ist u.a. abhängig vom Verschleißzustand und den gewählten Einstellungen. Da keine detaillierte Auswertung von Leistungsdaten erfolgt, bleibt der optimale Einsatz Erfahrungswissen.
Dennoch werden Messerringe, trotz der obigen Erkenntnisse, standardisiert und als produktionsunabhängige Zerkleinerungswerkzeuge eingesetzt.
Insbesondere hat man erkannt, dass automatisierte Schleif- oder Schärfsysteme mit optimiertem Abtrag der wiederherzustellenden Messer bei Messerringen zwar den Verschleiß optimieren (es wird nach einer vorherigen Vermessung nur so viel abgeschliffen wie nötig). Auch kommt es in Abhängigkeit von der Stahlqualität der Messer zu verschiedenen Verschleißbildern über die Zeit, welches früheren Ersatz bedingt oder eine ausreichend hochwertige Zerkleinerungsproduktion und -qualität für den geplanten Zeitraum verhindert.
Neben den Messern, Gegenmessern und ggfs. den Klemmplatten für die Messer, die allesamt einem Verschleiß unterliegen können, gibt es am Innenumfang der Messerringe auch noch Verschleißplatten, die gegenüber den Messern den Messerüberstand und damit die Schnitttiefe als Führungsfläche definieren, mithin die Spandicke. Auch hier ergibt sich Verschleiß, der regelmäßig geprüft und ggfs. nachgeschliffen werden muss, insbesondere bei einseitigem Verschleiß über die Breite. Auch die Notwendigkeit des Austausches sollte regelmäßig geprüft und bedacht bzw. steuerungstechnisch umgesetzt werden.
Durch die Erfindung ist es nun möglich die Qualität oder die Eigenschaften des zu zerspanenden Materials in Korrelation mit den Anforderungen der aktuellen oder späteren Produktion zu setzen. Auch ist es nun möglich anhand der Ressourcen hinsichtlich der vorhandenen Werkzeuge, ggfs. ebenfalls wieder in Korrelation mit den vorhandenen oder ankommenden zu zerspanenden Materialien, die Auslastung der Zerspanungsvorrichtung zu optimieren.
Beispielsweise kann frühzeitig mit einem höheren Durchsatz zerspant werden, wenn bei einer vorausschauenden Produktion absehbar ist, dass dickere Werkstoffplatten mithin mehr Material pro Zeiteinheit erfordern. Es können Durchsatzspitzen mit hohem Verschleiß rechtzeitig abgefangen werden. Der Zerspaner selbst sowie der notwendige Messerring wird geschont, kostenreiche Energiespitzen ebenfalls vermieden.
Die Erfindung hat auch den Vorteil, dass anhand der zusammengeführten Messdaten Aussagen über die Zerspanungsqualität getroffen werden können und ab welchem Zeitpunkt bei neu geschliffenen Werkzeugen das zerspante Material nicht mehr der A-Qualität entspricht, sondern nur noch zur Herstellung von Werkstoffplatten minderer Qualität oder als Füllstoff bei hochwertigen Platten geeignet ist. Bei einem derartigen Zerspanungsmanagement kann die Anlagensteuerung das zerspante Material in verschiedenen Bunkern sortieren oder anderweitig vorhalten um dem geplanten Einsatz Rechnung zu tragen. Auch können nun bedarfsgerechte Betriebsmodi eingestellt werden, die den Umständen Rechnung tragen, beispielsweise kann bei Stillstand der nachfolgenden Teile der Produktionsanlage auf einen energie- und werkzeugsparenden Betriebszustand umgeschaltet werden, um Material auf Vorrat zu zerkleinern. Bei einer alternativen Anschauung kann aber auch auf einen anspruchsvollen maximalen Durchsatz umgestellt werden, wenn es aufgrund von Lieferschwierigkeiten oder Stillständen in der Aufbereitung des Materials zu Engpässen bei dem zerspanten Material kommt.
Somit ist es nun möglich eine intelligente Verknüpfung oder Auswertung der Daten in der Gesamtanlage, insbesondere in Verbindung mit dem Zerspanungsbereich zu ermöglichen. Bisher lag der Fokus solcher Bestrebungen nur auf dem Bereich Formstrang, Presse und Endfertigung und der Zerspanungsbereich wurde als eine „eigene“ Produktionsinsel angesehen, die hinsichtlich des Verschleißes der Schneidwerkzeuge optimiert worden ist. Damit ist nun eine direkte Verknüpfung zwischen Zerspanbereich bzw. den Einstellungen der Zerspaner und der Aufbereitung (Siebung, Beleimung), der Formstrecke, der Pressstrecke bzw. der Presse sowie der Endfertigung möglich geworden. Insbesondere lassen sich Faktoren der Pressenparameter bzw. der Plattenqualität in den Betrieb des Zerspanungsbereichs respektive der Zerspaner im Sinne eines Zerspanungsmanagements bei der Produktion von zerspantem Material berücksichtigen.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die folgenden Sensorik oder Mess-Sensorik im Bereich des Zerspanbereichs bzw. des Zerspaners eingeführt wird.
— Messung des Zuführvolumen z.B. über Füllgrad der Vibrationsrinne, Belastung Schneckenlager etc.
— Messung der Materialverteilung über Sensoren in Messerring
— Erkennung und Zuordnung der Schneidwerkzeuge bzw. des Messerrings, beispielsweise mit Markierungen oder RFID am Messerring — Durchführung einer Online-Spananalyse nach der Zerspanung
— Druck- oder Volumenmessungen am oder im Zerspaner bzw. der Absaugleitung für den Luftstrom oder im Auswurfkasten der durchströmenden Luft
— Erfassung/Übermittlung der Schüttdichte, Feuchte, ggfs. automatisiert durch online-Messung im Zerspanbereich
— Erfassung von Einstellparametern und Verschleißzustand (Messervorstand, Spalt Rotor/MR, Abzugsspalt usw.)
— Rückpflege von Daten z.B. aus der Aufbereitung der Schneidwerkzeuge (ggfs. eines Schärfroboters, oder eines Lagers für Schneidwerkzeuge oder Zubehör - Klemmplatten, Messerhalter... )
— Ausstattung frequenzgesteuerter Antriebe zur individuellen Variation der Schnittparameter sowie Erfassung der notwendigen Antriebsströme.
Durch eine intelligente Erfassung und Auswertung der Daten, könnte ein optimierter Betrieb ermöglicht werden bzw. wird dem Bediener vorgeschlagen oder (semi-) automatisiert eingestellt.
Bevorzugt könnte in einem eigenen Ausführungsbeispiel eine intelligente, selbstlernende oder auf Algorithmen basierte Steuerung vorgesehen sein. Diese kann in Abhängigkeit der Messerringe und jedes einzelnen Zerspaners variable Standzeiten definieren sowie z.B. Durchsatz und Schnittgeschwindigkeit anpassen. Dies ist insbesondere von Vorteil wenn mehrere Zerspaner in einer großindustriellen Anlage vernetzt und parallel betrieben werden.
Es hat sich herausgestellt, dass verschiedene Messerringe in verschiedenen Zerspanern unterschiedliche Ergebnisse liefern und somit auch eine vorteilhafte Auswahl, insbesondere basierend auf den bisherigen Erfahrungswerten vorheriger Produktionsdurchläufe, der Kombinationen Messerringe/Zerspaner von Vorteil wäre.
Auch können verschiedene Einstellungen an den in dem Bereich verwendeten Zerspanern zur Optimierung der benötigten Zielspanqualität genutzt werden, die wiederum über die oben genannten Silos unterschiedlich gespeichert werden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform könnten den Bedienern Vorschläge zur Einstellung des Messervorstands oder Hinweise zum Wechsel von Verschleißteilen gegeben werden.
Alternativ oder kumulativ können Daten mit der Aufbereitung der Schneidwerkzeuge ausgetauscht werden. Beispielsweise welcher Messerring mit welchen Einstellungen des Messervorstandes, Freiwinkels und dergleichen geschliffen oder eingerichtet werden soll. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn Messerringe oder Zerspaner verschiedener Hersteller oder von Drittherstellern mit eigenen Betriebsvorgaben in einer Anlage angeordnet sind.
Durch eine durchgängige Datenerfassung aus dem Zerspanungsbereich besteht die Möglichkeit einer Gesamt-Anlagen-Optimierung und vice versa im Rücklauf auch eine Optimierung des Zerspanungsbereiches.
Die Datenerfassung kann als Basis für ein selbstlernendes und selbstoptimierendes System dienen. Eine daten- und steuerungstechnische Verkettung des Zerspanungsbereiches (Zerspaner) und Lagerung/Wartung (Schärfroboter) ist möglich. Gleichzeitig kann die adaptive Wartung eingeführt bzw. verbessert werden. Es ergibt sich auch eine enorme Zeitersparnis bei der Datenerhebung und Auswertung z.B. bei Versuchen mit neuen Komponenten. Insbesondere kann eine Regelung verschiedener Parameter im Zerspanungsbereich bzw. an den Zerspanern durchgeführt werden, beispielsweise bei der Drehzahl der Messerringe, des Verteileinsatzes, der Luftmenge im Abscheider usw.
Unter Aufbereitung versteht die Erfindung zum Beispiel die Wiederherstellung von verschlissenen Messern oder Messerringen zur wiederholten Benutzung. Eine andere Aufbereitung, speziell in einem Bereich der Aufarbeitung einer Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten, umfasst die prozesstechnische Behandlung des Materials, beispielsweise von Spänen oder Fasern, durch Sieben, Trocknen, Beleimen, Färben, Lagern und dergleichen, also die notwendigen Vorarbeiten um das Material zu einer Matte zu streuen und zu verpressen.
ln einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (PR) wäre festzuhalten, dass eine Steuerung des Zerspanungsbereiches oder eine Steuerung des Zerspaners geeignet ist, bevorzugt in Abhängigkeit oder unter Übermittlung von Vorgaben der zentralen Anlagensteuerung, die Zerspanungsleistung, den Durchsatz, die Qualität und dergleichen zu steuern und zu regeln. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Zerspanungsbereich bzw. der Zerspaner ein selbstlernendes System basierend auf neuronalen Netzen, Fuzzy-Regelung oder alternativen Methoden bzw. Algorithmen aufweist, bevorzugt innerhalb der Steuerung für den Zerspanungsbereich und/oder den Zerspaner selbst. Damit wird es ermöglicht, in einer Art Insellösung der Anlage, den Zerspanungsbereich oder Zerspaner hinsichtlich der verschiedenen Einstellmöglichkeiten „selbsttätig“ zu fahren, während die übergeordnete Anlagensteuerung im Wesentlichen nur Vorgaben etabliert, wie beispielsweise notwendiger Durchsatz, Qualität der Späne oder geplante Wartungsintervalle.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zur Erläuterung des Verständnisses der Erfindung, erhält der Zerspanungsbereich oder Zerspaner eine Vorgabe in den nächsten 8h eine bestimmte Zielmenge an Spänen zu produzieren. Innerhalb der Steuerung des Zerspanungsbereiches oder des Zerspaners wird diese Vorgabe geprüft und festgestellt, dass die Standfestigkeit für die Qualität oder die Menge innerhalb dieser 8h nicht mehr erfüllbar ist. Die Steuerung wird entweder eine Fehlermeldung zurückliefern oder selbststätig den Betriebsmodus innerhalb der 8h anpassen und einen Wartungsintervall implementieren. Hierzu wäre denkbar unter Einberechnung des erhöhten Verschleißes und der verbleibenden Standfestigkeit der Messer den Durchsatz zu erhöhen, einen Stillstand für den Wechsel oder Instandhaltung der Messer durchzuführen, und damit über die verbleibende Restlaufzeit, ggfs. wieder mit erhöhter Leistung, die Sollvorgabe zu erfüllen. Damit wäre es möglich die Rechenleistung bzw. selbstlernenden Modelle basierend auf den Erfahrungswerten bzw. selbstlernende Thematiken zu entflechten und zwischen dem Zerspanungsbereich und der Gesamtanlagensteuerung aufzuteilen, so dass im Wesentlichen und bevorzugt nur Vorgaben von der Anlagensteuerung übermittelt werden und die Zerspanung selbstständig und/oder selbstlernend tätig werden kann.
Vorgaben können insbesondere sein:
Durchsatz, Spangrößen, Spanqualität, Art der Plattenproduktion, A- oder B- Ware, Probe. Bzw. Versuchsbetrieb oder dergleichen.
Bei den Einstellungsmöglichkeiten der Zerspaner steht beispielsweise die Schwergutabscheidung, die Strömungsgeschwindigkeit des ankommenden Materials an den Messern, die Verteilung des Materials an den Messern oder dergleichen im Vordergrund. Diese Punkte und auch die oben bereits angeführten Stellmöglichkeiten für den Zerspaner beeinflussen signifikant verschiedene Ausgangsparameter wie Verschleiß, Verbrauch, Qualität, Durchsatz und sind besonders bevorzugt geeignet selbstlernend bzw. vorausschauend justiert zu werden.
Daneben steht bei einem entsprechendem System oder Aufbau bzw. Zusammenschluss eines oder mehrere Zerspaner mit einem oder mehreren Schleifrobotern bzw. Lagerung/Speicher/Bevorratung von Messern, Messerpaketen, Messerringen diese vorzuhalten und/oder entsprechend zur Einstellung eines Betriebsmodus einzusetzen. Ein Schleifroboter kann ggfs. unterschiedliche Messerwinkel und/oder unterschiedliche Messervorstände erzeugen. ln einem System aus mehreren Zerspanern können aber auch beispielsweise die Zerspaner unterschiedlich eingestellt/gefahren werden, um einen vorgegebenen Spanmix für die Produktion zu erhalten.
Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass bei Ausfall eines Zerspaners oder dessen Wartung andere Zerspaner dessen Kapazitäten, Qualität, oder dergleichen übernehmen.
Alternativ oder kumulativ kann auch vorgesehen sein, dass für unterschiedliche Betriebsmodi folgende Einstellungen verwendet werden:
- Unterschiedliche Hackschnitzel/Chipgrößen im Eintrag des Zerspaners
- Unterschiedliche Materialarten, wie Verhältnis Frischholz und Recyclingholz, Mischung Frischholz (Baumarten, Laubholz, Nadelholz, ....)
- Zufuhrmenge Späne/Hackschnitzel im Eintrag, meist bezogen auf 100% möglicher Durchsatzmenge entsprechen beispielsweise 80% einer verschleißarmen Betriebsweise
- unterschiedliche Drehzahlen der Antriebe/der Zerspaner, insbesondere um die Zerspaner in einem energiesparenden Betrieb, beispielsweise beim optimalen Wirkungsgrad des Antriebs bzw. mit Höchstleistung für maximalen Durchsatz und maximale Drehzahl bzw. Drehmoment zu betreiben. Hierzu wäre besonders ein Frequenzumrichter für die Hochleistungsmotoren der Zerspaner geeignet.
Insbesondere ist hier das System herauszustellen, welches zur Steuerung oder Regelung der Produktion der Anlage in Bezug auf den Zerspanungsbereich und/oder den Zerspaner geeignet sein soll. Durch den wörtlichen Bezug auf den Zerspanungsbereich kann insbesondere die oben aufgeführte Entflechtung der Steuerungsproblematik bzw. bei einfachen Anlagen auch nur die selbstlernende und vorausschauenden Komponente für den Zerspanungsbereich/Zerspaner gemeint sein, wenn Vorgaben aus der Anlagensteuerung zur selbsttätigen Umsetzung an den Zerspanungsbereich/Zerspaner übermittelt werden.
Insoweit wäre es von Vorteil, wenn ein Teil oder das gesamte Zerspanungsmanagement, zu betrachten als computerimplementiertes Verfahren, in der Steuerung oder computerimplementiert in oder am Zerspaner bzw. der Steuerung des Zerspanungsbereiches angeordnet ist und dort umgesetzt wird. (PR)
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit den Zeichnungen hervor.
Die folgenden Darstellungen sind nicht direkt als Einzelfalllösungen anzusehen, sondern enthalten in Teilen auch allgemeine Hinweise und Aufgabenlösungen. Einzelne Sätze sind dabei als einzelne Merkmale zu sehen.
Insbesondere sind die Steuerungen nicht abschließend und abgrenzend zu verstehen. Die Steuerungen können an den Einzelmaschinen und/oder in der zentralen Schaltwarte verwirklicht sein. Die Anordnung und Verwirklichung bzw. deren Redundanz wird ein Fachmann bei der Auslegung der Anlage bzw. der Einzelmaschinen vorsehen und adaptieren.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Zerspanungsvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer möglichen Anlage zur Herstellung von Werkstoffplatten, im Wesentlichen von der Zerspanung bis zur Abstapelung mit Darstellung möglicher Steuerungen zur Durchführung eines Zerspanungsmanagements und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines möglichen Regel- oder Steuerungsaufbaus mit seinen Wirkverbindungen.
In Figur 1 ist ein Zerspaner 8 mit vorgeschaltetem Schwergutabscheider 4 dargestellt. Zu zerkleinerndes Material wird in einer Zuführvorrichtung auf eine Vibrationsrinne 1 aufgegeben und von dieser mit Hilfe eines oder mehrerer Unwuchtmotoren 2 gefördert. Dabei wird das Material über eine Magnetwalze 3 geführt, mit der ferromagnetische Verunreinigungen aus dem von der Vibrationsrinne 1 fallenden Material abgesondert. Der Materialstrom 19 fällt in einen Schwergutabscheider 4, wo er kaskadenartig über verstellbare Leitbleche 5 geleitet wird. Durch einen Ventilator 6 wird ein Luftstrom 20 von unten seitlich in den Schwergutabscheider 4 eingeführt und über ein Leitblech 7 so umgeleitet, dass das von den Leitblechen 5 auf das Leitblech 7 fallende Material entlang des Leitbleches 7 nach oben gedrückt wird. Dabei ist die Geschwindigkeit des Luftstromes 20 so eingestellt, dass in Abhängigkeit des spezifischen Gewichtes Verunreinigungen wie Steine o.ä. von dem Luftstrom 20 nicht entlang des Leitbleches 7 nach oben bewegt werden können, sondern nach unten aus dem Schwergutabscheider 4 herausfallen. Durch diesen Luftstrom wird das Material gesichtet und Schwerteile ausgeschieden. Üblicherweise werden diese Leitbleche 5 und 7 einmal eingestellt und dann für die Produktion so belassen. Im Zuge der Erfindung sollen diese aber über geeignete Aktuatoren (nicht dargestellt) einstellbar ausgeführt sein.
Das vom seitlich einströmenden Luftstrom 20 erfasste Material wird in den eigentlichen Zerspaner 8 eingeblasen. Dieser Zerspaner 8 hat einen Messerring 9, der eine Vielzahl von radial nach innen stehenden Messern aufweist, deren Schneiden sich im Wesentlichen koaxial zur Mittelachse erstrecken. Der Messerring 9 kann entweder feststehend ausgebildet sein oder wird um seine Mittelachse durch einen entsprechenden Antrieb (nicht dargestellt) rotiert. Koaxial zu diesem Messerring 9 ist ein Rotor 10 angeordnet, der über eine Welle 11 und einen nicht dargestellten Antrieb in Rotation gesetzt wird. Ggf. ist die Rotationsrichtung dieses Rotors 10 vorzugsweise entgegen der Rotationsrichtung des Messerringes 9. Je nach Zerspaner kann dies auch anders herum ausgeführt sein.
Radial außen weist dieser Rotor 10 Rotorschaufeln 12 auf, die sich parallel zu den Messern des Messerringes 9 erstrecken und dicht an diesen Messern vorbeilaufen, so dass von den Rotorschaufeln 12 dabei an den Messern vorbeigeführtes Material zerspant wird. Die sich dabei bildenden Späne werden durch einen unterhalb des Messerringes 9 angeordneten Abwurfschacht 13 aus dem Zerspaner 8 abgeführt oder anderweitig ausgetragen und ggfs. durch den Luftstrom zusätzlich unterstützt.
Bevorzugt ist im Ausgangsbereich des Zerspaners ein Auswurfkasten (nicht dargestellt) vorgesehen, der die nach unten fallenden Späne aufnimmt und oben die Luft abzieht. Hierin kann besonders bevorzugt eine Druckmessung oder Luftvolumenmessung durchgeführt werden um die Steuerung oder Regelung mit Messwerten zu versorgen.
Im Zentralbereich 14 des Rotors 10 sitzt im hier dargestellten Beispiel ein Einsatz 15 in Gestalt eines Verteilrotors zur gleichmäßigen Verteilung des Materialstromes 19 entlang der Messerschneiden. Der Einsatz kann dabei über ein Getriebe über die zentrale Welle 11 angetrieben werden oder besitzt wie im Ausführungsbeispiel einen eigenen Motor, der über eine eigene Welle den Einsatz 15 antreibt.
Der Zerspaner 8 wird in verschiedene Bereiche unterteilt. Oben ist der Bereich Zuführung A für den Materialeintrag dargestellt, der basierend auf der Erfindung, mit weiterer Sensorik versehen wird. Auch der Bereich Abscheider B kann mit weiterer Sensorik, insbesondere einer Waage für das abgeschiedene Gut pro Zeiteinheit, versehen werden, um die Qualität des ankommenden Materials zu beurteilen. Insbesondere kann damit der mineralische Anteil im Material bestimmt oder geschätzt werden, da der Bereich Abscheider B erfahrungsgemäß nicht alle mineralischen Fremdstoffe abscheiden kann. Basierend auf der abgeschiedenen Fremdstoffmenge ist eine erste Abschätzung des zu erwartenden Verschleißes denkbar.
Auch im Bereich Zerspanung C und im Bereich Transport D nach dem Zerspaner 8 sind weitere Messtechniken und Stellmittel respektive Stellglieder sinnvoll. Beispielsweise kann im Transport vor Eintreffen im weiteren Bereich der Anlage E ein Zyklon zur Abscheidung von Staub angeordnet sein, welcher den Staub bereits vor dem Bereich Anlage E in einen Bunker 18 abführt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Zerspaner mit einer Steuerung 17 versehen ist, welche geeignet ist verschiedene Betriebsmodi umzusetzen, bevorzugt einen energiesparendem Modus, einen hinsichtlich des Durchsatzes minimierten respektive maximierten Betriebsmodus, einen verschleißarmen und/oder einen die Spanqualität betreffenden Betriebsmodus. Hierzu ist die Steuerung 17 in der Lage eine Vielzahl an Daten aus den Bereichen A, B, C, D und E zu übernehmen und zu verarbeiten. Gleichzeitig ist sie in der Lage an die gleichen und/oder andere Bereiche A, B, C, D, E Rückmeldungen oder Steuerungsimpulse zur Einstellung von Parametern abzugeben.
In Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer möglichen Anlage 35 zur Herstellung von Werkstoffplatten dargestellt. Die Darstellung der Anlage reicht im Wesentlichen von einem Zerspanungsbereich 40 bis zur Abstapelung 31 in der Endfertigung nach dem Bereich der Presstrecke 26 einer Presse 32. Dieser Zerspanungsbereich kann je nach Anwendungsfall auch länger bzw. größer ausgeführt sein, wenn noch Grobhacker oder andere zerspanende bzw. selektierende Vorrichtungen notwendig wären.
Rechts oben ist nach Figur 3 eine schematische Darstellung möglicher Steuerungen und deren Wirkverbindungen zur Durchführung eines Zerspanungsmanagements angedacht. Die Steuerungen können bereichsweise, anlagenspezifisch oder an den Einzelmaschinen selbst verwirklicht sein, bevorzugt sind diese redundant mit einer zentralen Schaltwarte (nicht dargestellt) in der Anlage verwirklicht. Auch cloud-basierte Lösungen für die Dokumentation oder Datenverarbeitung sind denkbar. Folgt man dem Produktionsverlauf einer Werkstoffplatte 30 in der Anlage 35, so wird hierfür das Grund-Material auf einem Holzplatz oder in Silos zuerst gelagert, geprüft und vorsortiert. In der Regel wird es auch vorzerkleinert und anschließend in einer an die Produktion angepassten Art und Weise in einem Zerspanungsbereich 40 mittels Zerspanern 8 auf die vorgegebene Größe zerkleinert und einem Sieb 21 zugeführt, welcher die Fraktionen aufteilt. Anschließend kann das Material in Bunkern 22 zwischengelagert werden und wird ggfs. einer Beleimung zugeführt. Hierbei können auch andere Verfahrensschritte zur Aufbereitung des Materials vorgesehen sein. Das Material wird schließlich in einer Formstrecke 25 zu einer Pressgutmatte mit einer oder mehreren Streuvorrichtungen 24 auf einem Formband 41 gestreut und eventuell mit einer Vorpresse 42 verdichtet. Anschließend erfolgt die Verpressung in einer Presse 32 entlang einer Pressstrecke 26, wobei aus der Pressgutmatte ein Plattenstrang 28 aus der Presse 32 in den Bereich der Endfertigung 27 überführt wird. Dort wird dieser mit einer Diagonalsäge 29 in Werkstoffplatten 30 aufgeteilt und in einer Abstapelung 31 gestapelt. In der Endfertigung ist meist eine die Einzelmaschinen verbindende Transportvorrichtung 37 angeordnet, meist in der Form eines Rollenteppichs oder - ganges.
Die Anlage 35 kann noch aus einer weiteren Vielzahl an Vorrichtungen und Bereichen bestehen, der Übersichtlichkeit halber wurden nur wesentliche und die am meisten üblichen Bereiche erwähnt. Die Verpressung kann auch in einer Taktpresse durchgeführt werden. Es ist auch nicht zwingend, dass eine Pressgutmatte auf einem Formband erstellt wird, wenn eine taktweise arbeitende Produktion, beispielsweise eine Mehretagenpresse, vorgesehen ist.
Nach Figur 3 sind zur Realisierung bzw. Adaption eines übergreifenden Netzwerkes verschiedene Steuerungen oder Bereiche bzw. Einzelmaschinen der Anlage miteinander vernetzt. Beispielsweise ist für den Zerspanungsbereich 40 eine Steuerung 39, insbesondere zur Umsetzung des Zerspanungsmanagements vorgesehen, welche mehrere Zerspaner 8 bzw. deren Steuerungen 17 ansteuern kann. Zur Ausbildung von Regelungen können die Steuerungen auch Daten, Messwerte oder dergleichen an die Steuerung 39 rückmelden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist nach Figur 2 neben den Zerspanern 8 im Zerspanungsbereich 40 auch ein optionales Lager 34 für die Schneidwerkzeuge, hier Messerringe 9 vorgesehen. In dem Lager 34 werden die Messerringe 9 vorzugsweise gruppiert und entsprechend der notwendigen Anwendungsfälle an die Zerspaner 8 manuell oder automatisiert überführt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, bevorzugt mit einem Lager 34, ist eine Wartungs- und/oder Einstellvorrichtung für die Schneidwerkzeuge vorgesehen, hier ein Schärfroboter 36. Der Schärfroboter 36 wird eine eigene Steuerung (nicht dargestellt) für die automatisierten Abläufe aufweisen, kann aber gleichzeitig über die Steuerung 39 des Zerspanermanagements Anweisungen erhalten und Daten rückmelden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Zerspanungsbereich nach Figur 3 zur Durchführung einer vorausschauenden Produktion mit der Steuerung 33 der Anlage verbunden bzw. vernetzt.
Hierzu ist eine Steuerung 33 als eine Art übergreifende oder übergeordnete Steuerung für die Anlage 35 angeordnet, welche bevorzugt mit allen verschiedenen Bereichen, wie dem Zerspanungsbereich 40 oder direkt mit der dortigen Steuerung 39, den einzelnen Steuerungen 17 der Zerspaner 8, dem Lager 34 und/oder dem Schärfroboter 36 wirkverbunden ist. Dabei ist die Struktur und der Steuerungsaufbau eher beispielhaft zu versehen, da es eine Vielzahl an unterschiedlichen Lösungen gibt, welche Steuerung in der Hierarchie wo und wie angeordnet sind. Bevorzugt ist die Informationsflussgestaltung die nach Figur 3 vertikal und/oder horizontal oder diagonal verlaufend, kann aber auch Stufen überspringen.
Ähnliches gilt für den Bereich der Aufbereitung 38 und den darin dargestellten Einzelmaschinen wie Sieb 21 , Bunker 22 und/oder Beleimung 23. Aufgrund der rein schematischen Darstellung sind beispielsweise Transportvorrichtungen, Schleusen und andere wirkverbundene Anlagenteile nicht aufgeführt, können aber vorhanden und steuerungstechnisch angeschlossen sein. Daneben kann die zentrale Steuerung 33, bevorzugt angeordnet in der Schaltwarte der Anlage 35, mit den Steuerungen oder Anlagenteilen der Formstrecke 25, der Presstrecke 26 und/oder der Endfertigung 27 wirkverbunden sein. Nicht dargestellt ist der Datenaustausch mit dem in der Regel notwendigen Qualitätsmanagement bzw. den üblichen Laboreinrichtungen. Dieser kann aber in einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem oder mehreren der vorgeschlagenen Merkmale 1623 verknüpft werden.
Bezugszeichenliste 1623:
1 Vibrationsrinne 26 Pressstrecke
2 Unwuchtmotor 27 Endfertigung
3 Magnetwalze 28 Plattenstrang
4 Schwergutabscheider 29 Diagonalsäge
5 Leitblech 30 Werkstoffplatte
6 Ventilator 31 Abstapelung
7 Leitblech 32 Presse
8 Zerspaner 33 Steuerung für 35
9 Messerring 34 Lager für 9
10 Rotor 35 Anlage
11 Welle 36 Schärfroboter
12 Rotorschaufel 37 Transportvorrichtung
13 Abwurfschacht 38 Aufbereitung
14 Zentral be re ich 39 Steuerung
15 Einsatz (Zerspanermanagement)
16 Weiche 40 Zerspanungsbereich
17 Steuerung 41 Formband
18 Bunker 42 Vorpresse
19 Materialstrom
20 Luftstrom
21 Sieb A Bereich Zuführung
22 Bunker B Bereich Abscheider
23 Beleimung C Bereich Zerspaner
24 Streuvorrichtungen D Bereich Transport
25 Formstrecke E Bereich Anlage

Claims

- 34 -
Patentansprüche Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten mit einer Presse, wobei in der Anlage (35) zumindest eine Formstrecke (25) zur Erstellung einer Pressgutmatte, eine Presse (1 ) zur Verpressung der Pressgutmatte in eine Werkstoffplatte (30) und eine Endfertigung (27) zur Abstapelung (31 ) mit einer Steuerung (35) für die genannten Teile der Anlage (35) angeordnet ist, wobei in der Anlage (35) ein Zerspanungsbereich (40) mit einer Steuerung (39) und/oder zumindest ein Zerspaner (8), bevorzugt ein Messerringzerspaner, mit einer Steuerung (17) angeordnet ist, wobei die Steuerung (30) der Anlage (35) mit der Steuerung (39) für den Zerspanungsbereich (40) und/oder mit der Steuerung (17) für den Zerspaner (7) wirkverbunden ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (17) des Zerspaners (8) zur Umsetzung von mindestens zwei Betriebsmodi geeignet ist. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (17) des Zerspaners (8) zur Umsetzung eines energiesparenden Modus, einem hinsichtlich des Durchsatzes minimierten und/oder maximierten Betriebsmodus, einem verschleißarmen und/oder einen die Spanqualität betreffenden Betriebsmodus geeignet ist. - 35 - Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (30) der Anlage (35) geeignet ist in Abhängigkeit von der laufenden oder zukünftigen geplanten Produktion Einfluss auf die Steuerung (17, 39) des Zerspanungsbereichs (40) und/oder des Zerspaners (8) zu nehmen, insbesondere um zwischen den Betriebsmodi umzuschalten. Anlage nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zerspaner (8) ein Schärfroboter (36) zugeordnet ist, welcher zur Aufbereitung der Schneidwerkzeuge des Zerspaners geeignet ist und/oder dass dem Zerspaner (8) ein Lager (34) zur Lagerung der Schneidwerkzeuge zugeordnet ist, bevorzugt zur Lagerung oder Verwendung von Schneidwerkzeugen für unterschiedliche Betriebsmodi. Anlage nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung eines Zerspanungsmanagements, bevorzugt als computerimplementiertes Verfahren, eine Steuerung (39) oder ein Computerprogrammprodukt in der Anlage (35) angeordnet ist, welches bevorzugt geeignet ist aktuelle und/oder Erfahrungswerte aus dem Zerspanungsbereich (40), dem Bereich der Aufbereitung (38) und/oder einem Zerspaner (8) zur Selbstoptimierung, insbesondere der verschiedenen Betriebsmodi, zu verarbeiten. Anlage nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (39) im Zerspanungsbereich (40) angeordnet ist, welches geeignet ist aktuelle oder Erfahrungswerte aus dem Zerspanungsbereich (40) oder einem Zerspaner (8) in Verbindung mit Qualitätsmerkmalen zugehöriger produzierter Werkstoffplatten (30) zu verarbeiten und insbesondere Vorschläge zur Einstellung der Parameter der Anlage (35) oder des Zerspanungsbereiches (40) zu erarbeiten oder diese zu verbessern. Anlage nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung eines Zerspanungsmanagements ein System in der Anlage (35) angeordnet ist, welches zumindest eine Vorrichtung zur Speicherung und/oder Auswertung von Daten, beispielsweise der Messwerte, der Parameter und/oder der Betriebszustände umfasst, wobei besonders bevorzugt die Daten aus dem Zerspanungsbereich (40), einem Zerspaner (8), einem Bereich der Aufbereitung (38) des Materials, der Formstrecke (25), der Presstrecke (26), der Presse (32), der Endfertigung (27) und/oder aus dem Qualitätsmanagement für die Produkte, beispielsweise Labordaten, gespeichert und/oder ausgewertet werden. Anlage nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung eines Zerspanungsmanagements die Schneidwerkzeuge im Zerspanungsbereich (40) markiert und durch entsprechende Lese- und/oder Schreibmittel bei ihrer Verwendung oder ihrer Verarbeitung in den Anlagenteilen, bevorzugt im Zerspaner (8), im Lager (34) und/oder im Schärfroboter (36) erkennbar und/oder nachverfolgbar angeordnet sind. Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstoffplatten mit einer Presse, wobei in der Anlage (35) in einer Formstrecke (25) eine Pressgutmatte erstellt, diese in einer Presse (1 ) zu einer Werkstoffplatte (30) verpreßt und diese in einer Endfertigung (27) gestapelt werden, wobei diese Teile der Anlage (35) mit einer Steuerung (30) betrieben werden, und in der Anlage (35) ein Zerspanungsbereich (40) und/oder zumindest ein Zerspaner (8), bevorzugt ein Messerringzerspaner, durch Steuerungen (17, 39) gesteuert werden und wobei die Steuerung (30) der Anlage (35) mit der Steuerung (39) für den Zerspanungsbereich (40) und/oder mit der Steuerung (17) für den Zerspaner (7) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerspanungsbereich (40) und oder der Zerspaner (8) in Abhängigkeit von der Produktion oder der Anlage in verschieden Betriebsmodi versetzt werden kann. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsmodus ein energiesparender Modus, ein hinsichtlich des Durchsatzes minimierter und/oder maximierter Betriebsmodus, ein verschleißarmer und/oder ein die Spanqualität betreffender Betriebsmodus eingestellt werden kann. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (30) der Anlage (35) in Abhängigkeit von der laufenden oder zukünftigen geplanten Produktion Einfluss auf die Steuerung (17, 39) des Zerspanungsbereichs (40) und/oder des Zerspaners (8) nimmt. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (30) der Anlage (35) in Abhängigkeit von der laufenden oder zukünftigen geplanten Produktion Einfluss auf die Aufbereitung der Schneidwerkzeuge des Zerspaners und/oder auf ein Lager (34) zur Lagerung der Schneidwerkzeuge sowie dessen Auswahl bzw. den Einsatz der Schneidwerkzeuge nimmt, bevorzugt zur Lagerung oder Verwendung von Schneidwerkzeugen für unterschiedliche Betriebsmodi. - 38 - Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zerspanungsmanagement verwendet oder ausgeführt wird, welches bevorzugt geeignet ist aktuelle und/oder Erfahrungswerte aus dem Zerspanungsbereich (40), dem Bereich der Aufbereitung (38) des Materials und/oder einem Zerspaner (8) zur Selbstoptimierung, insbesondere der verschiedenen Betriebsmodi, zu verarbeiten. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (39) im Zerspanungsbereich (40) verwendet wird, welche geeignet ist aktuelle oder Erfahrungswerte aus dem Zerspanungsbereich (40) oder einem Zerspaner (8) in Verbindung mit Qualitätsmerkmalen zugehöriger produzierter Werkstoffplatten (30) zu verarbeiten und insbesondere Vorschläge zur Einstellung der Parameter der Anlage (35) oder des Zerspanungsbereiches (40) zu erarbeiten oder diese zu verbessern. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung eines Zerspanungsmanagements Daten und Messwerte gespeichert, verarbeitet und/oder ausgewertet werden, beispielsweise Messwerte, Parameter und/oder Betriebszustände, wobei besonders bevorzugt die Daten aus dem Zerspanungsbereich (40), einem Zerspaner (8), der Aufbereitung (38), der Formstrecke (25), der Presstrecke (26), der Presse (32), der Endfertigung (27) und/oder aus dem Qualitätsmanagement für die Produkte, beispielsweise Labordaten, gespeichert und/oder ausgewertet werden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die - 39 -
Schneidwerkzeuge, die Messerringe (9), die Zerspaner (8) und/oder die Messer gekennzeichnet und eindeutig zueinander und/oder zu ihren Erfahrungswerten und/oder Messdaten elektronisch registrierbar sowie in den einzelnen Anlagenteilen wie Lager (34), Schärfroboter (36) und/oder Zerspaner (8) mittels geeigneter Schreib- und/oder Lesemittel durch die aufnehmenden oder abgebenden Einzelmaschinen erkennbar sowie zur DatenanpassungZ-übergabe geeignet sind. Zerspaner mit Schneidwerkzeugen zur Zerkleinerung von Material im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten, weiter umfassend eine Zuführvorrichtung für das Material, einen optionalen Schwergutabscheider (4), einen Antrieb, eine Abführvorrichtung für das zerkleinerte Material und eine Steuerung (17) für den Zerspaner (8), dadurch gekennzeichnet, dass
Sensoren zur Generierung von Messwerten an der Zuführvorrichtung, dem Schwergutabscheider (4), an der Abführvorrichtung und/oder für das Material selbst angeordnet sind und diese mit der Steuerung (17) zur Auswertung der Messwerte in Wirkverbindung stehen, wobei zur Steuerung oder Regelung des Zerspaners (8) die Steuerung (17) mit Stelltrieben und/oder einstellbaren Maschinenelementen am Zerspaner (8) in Wirkverbindung steht, insbesondere mit der Zuführvorrichtung, dem Schwergutabscheider (4), der Abführvorrichtung für das Material und/oder dem Antrieb des Zerspaners (8). Zerspaner nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte generierende Sensoren oder Stellmittel respektive Stellglieder an den Schneidwerkzeugen und/oder an einem Verteilsystem für das Material auf die Schneidwerkzeuge angeordnet sind. - 40 - Zerspaner nach einem der vorherigen Zerspaneransprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (17) des Zerspaners (8) oder die Steuerung (39) für eine Vielzahl an Zerspanern (8) zur Einstellung von mindestens zwei verschiedenen Betriebsmodi geeignet ist, bevorzugt einem energiesparendem, einem hinsichtlich des Durchsatzes minimierten oder maximierten, einem verschleißarmen oder einem die Spanqualität betreffenden Betriebsmodus. Zerspaner nach einem der vorherigen Zerspaneransprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zerspaner (8)
- eine Wiegevorrichtung für Störstoffe aus dem Schwergutabscheider,
- eine Vorrichtung zur Ermittlung der Holzarten, des Mischungsverhältnisses und/oder der Spangrößen vor oder nach dem Zerspaner (8),
- eine Vorrichtung zur Ermittlung der Vibration oder Geräuschentwicklung am Zerspaner (8),
- eine Gewichts- oder Volumenmessung in der Zuführvorrichtung,
- Messeinrichtungen oder Dehnungsmesstreifen im Zerspaner (8) oder an den Schneidwerkzeugen,
- Sensoren am Antrieb für das Werkzeugsystem
- Lese- und/oder Schreibsensoren für elektronische Merkmale am Schneidwerkzeug respektive Messerring (9), beispielsweise RFID, im Zerspaner (8), im Lager (34) und/oder im Schärfroboter (36) und/oder
- Druck- oder Luftmengensensorik im oder am Zerspaner und/oder im Auswurfkasten für das zerkleinerte Material angeordnet und falls vorhanden mit der Steuerung (17, 39) wirkverbunden sind. System zur Ausübung eines Zerspanungsmanagements im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten in einer Anlage (35), umfassend eine - 41 -
Datenverarbeitungsvorrichtung zur Ausführung eines Computerprogrammproduktes zur Speicherung und/oder Auswertung von Daten, wobei Daten aus dem Zerspanungsbereich (40), einem Zerspaner (8), der Aufbereitung (38), der Formstrecke (25), der Presstrecke (26), der Presse (32), der Endfertigung (27) und/oder aus dem Qualitätsmanagement für die Produkte, beispielsweise Labordaten, gespeichert und/oder ausgewertet werden und, bevorzugt in vorausschauender oder selbstlernender Weise, zur Steuerung oder Regelung der Produktion der Anlage in Bezug auf den Zerspanungsbereich (40) und/oder den Zerspaner (8) verwendet werden. System nach dem vorherigen Anspruch, dass die Schneidwerkzeuge der Zerspaner (8) registriert sowie markiert und geeignet sind durch das Lager (34), durch die Wartungs- und Schärfanlage sowie durch die Zerspaner (8) durch geeignete Mittel erkannt zu werden.
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