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Dokumentenidentifikation DE10201680A1 07.08.2003
Titel Verfahren zum Bearbeiten von Möbelstücken
Anmelder Ott A.H. GmbH, 82549 Königsdorf, DE
Erfinder Ott, Horst, 82549 Königsdorf, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 17.01.2002
DE-Aktenzeichen 10201680
Offenlegungstag 07.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.08.2003
IPC-Hauptklasse B27M 3/18
IPC-Nebenklasse B27D 5/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kantenbearbeiten von Möbelstücken und der aufgebrachten Kunststoffkanten, mit einem angetriebenen Rotationswerkzeug, welches den Überstand der auf das Möbelstück aufgebrachten Kunststoffzierleiste abträgt. Zum Erhalt einer gleichbleibend hohen Qualität wird das Werkzeug automatisch an das Werkstück herangestellt. Die Anstellung des Werkzeuges erfolgt aufgrund einer Sensierung des Leistungsbedarfes des das Werkzeug antreibenden Motors. Hier wird das Signal an einem am Motor angebrachten Frequenzumrichters in einer Regeleinheit mit einem vordefinierten Sollwert verglichen, und bei Überschreiten eines Differenzwertes eine Zustellung des Werkzeuges über eine Spindel erbracht. Die Spindel verstellt dabei in vertikaler Richtung das über den Motor in einer Befestigungseinheit montierte Werkzeug.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bearbeiten von Möbelstücken, insbesondere zum Kantenbearbeiten von Möbelstücken, insbesondere zum Nachbearbeiten von aufgebrachten Kunststoffkanten, mit einem angetriebenen Rotationswerkzeug, insbesondere Schleifstern, wobei ein Abstand der Rotationsachse des Werkzeugs zu den zu bearbeitenden Möbelstücken mittels einer Zustelleinrichtung eingestellt werden kann.

Bisher werden Kanten an Möbelstücken von Werkzeugen bearbeitet, die einem gewissen Verschleiß unterliegen. In der Serienfertigung werden Möbelstücke mit Kanten beklebt, die über den Rand des Möbelstücks hinausstehen. Die Kanten können dabei aus Kunststoff sein. Die Möbelstücke werden durch eine Zuführeinrichtung, im Regelfall ein Förderband, zu der Bearbeitungsvorrichtung geführt, die den Überstand der Kanten aberodieren. Im Regelfall ist in der Bearbeitungsvorrichtung für jede Kante in Längsrichtung zumindest je ein Werkzeug vorhanden, an welchem die Kanten vorbeigeführt und bearbeitet werden. Die Werkzeuge sind dabei in vertikal und horizontal zum Werkstück befindlichen Ebenen verstellbar. Hier werden zumeist Schleifwerkzeuge eingesetzt, die sich durch die Bearbeitung abnutzen. Daraus resultieren schlechtere Qualitäten bei den nachfolgenden Werkstücken. Um eine gleichbleibend hohe Qualität der zu bearbeitenden Möbelstückkanten zu erhalten, werden die Werkzeuge näher an das Werkstück herangestellt, wodurch sich der durch die Abnutzung der Werkzeuge einstellende größere Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück wieder verkleinert. Die Werkzeuge sind im Regelfall an Motoren befestigt, die durch Gewindespindeln beweglich gelagert sind.

Der Grad der Abnutzung der Werkzeuge wird bisher von dem Bedienpersonal, der zur Kantenbearbeitung eingesetzten Maschine manuell, oder mittels einer festgelegten Zeittaktung, oder mittels einer Hilfskonstruktion direkt am Werkzeug ermittelt. Es können jedoch Umstände eintreten, etwa bedingt durch die Bearbeitung von im Härtegrad unterschiedlichen Werkstoffen, die einen Verlust der bei der zeitlichen Taktung zugrunde gelegten linearen Werkzeugabnutzung nach sich ziehen, wodurch sich diese Methodik als ungenau herausstellt. Sobald der Grad der Abnutzung bestimmt ist, wird nach Vergleich mit einem vorab definierten Wert die Abnutzung am Werkzeug als einen Grenzwert überschreitend festgestellt, und das Werkzeug deshalb neu eingestellt. Dies hat zum Nachteil, dass die Qualität der zu bearbeitenden Werkstücke immer noch stark variiert, da die Einstell- und Wartungsintervalle nicht beliebig kurz bzw. dicht gewählt werden können. Häufige Stillstandzeiten und hohe Qualitätsschwankungen sind in der Serienfertigung jedoch zu vermeiden.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, automatisch den Verschleiß am Werkzeug zu sensieren und automatisch eine Neueinstellung des Werkzeugs dergestalt vorzunehmen, dass sich durch einen dem Verschleiß des Werkzeugs angepassten Abstand zwischen Werkzeug und Werkstück eine gleichbleibend gute Qualität der zu bearbeitenden Kante einstellt.

Diese Aufgabe wird durch die in Patenanspruch 1 aufgeführten Merkmale dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen der Rotationsachse des Werkzeugs und dem zu bearbeitenden Möbelstück als Funktion des Leistungsbedarfs des Antriebsmotors eingestellt wird, indem bei nachlassendem Leistungsbedarf eine Zustellung des Werkzeugs zu dem zu bearbeitenden Möbelstück erfolgt.

Bei Abnutzung der Werkzeugoberfläche ist ein Bürstenüberstand von an dem Werkzeug befestigten Bürsten geringer als im unverschlissenen Zustand, wobei der Bürstenüberstand die Länge der Bürsten des Werkzeugs ist, welche mit dem Werkstück bei der Bearbeitung in Kontakt tritt. Bei sonst gleichbleibenden Parametern, wird der benötigte Leistungsbedarf des das Werkzeug mit den Bürsten antreibenden Antriebsmotors, bei sich abnutzenden Bürsten geringer. Um dies festzustellen wird ein Istwert eines Leistungsbedarfes zumindest an einem der Werkzeuge gemessen und mit einem vorher definierten Sollwert des Leistungsbedarfes verglichen. Bei Vorliegen einer Abweichung größer als ein vorab definierter Differenzwert zwischen Soll- und Istwert, wird das Werkzeug dergestalt nachgestellt, dass es näher an die Kanten heranfährt, um den Verschleiß des Werkzeuges zu kompensieren. Dabei wird das Werkzeug, welches an einem Antriebsmotor befestigt ist, über eine Spindel in vertikaler Richtung bewegt und dabei näher an das Werkstück positioniert. Die Spindel wird von einer Ratsche gedreht, die an einem Hebel befestigt ist. Der Hebel ist hierbei gelenkig mit einem Pneumatikzylinder verbunden, welcher die Steuerimpulse von einem Computer erhält, der den Leistungsbedarf des das Werkzeug antreibenden Motors, nach Messung an einem Frequenzumrichter des Motors, mit einem vorher festgelegten Wert an Leistungsbedarf vergleicht und dann fallweise einen Steuerimpuls sendet. Dieser Steuerimpuls führt dann zu einer Bewegung des Pneumatikzylinders, wodurch sich die Spindel dreht und letztendlich das Werkzeug zum Werkstück bewegt wird.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, den Verschleiß über den Leistungsbedarf der einzelnen Antriebsmotoren pro Werkzeug unabhängig voneinander zu sensieren und dementsprechend jedes Werkzeug für sich an die Kanten heranzufahren. Dadurch trägt man auch dem Umstand Rechnung, dass unterschiedliche Kantenmaterialien bearbeitet werden können, und zwar sogar gleichzeitig, die einen voneinander unabhängigen Verschleiß nach sich ziehen können. Auch kann ein von zufälligen Faktoren hervorgerufener unterschiedlicher Verschleiß der Werkzeuge ausgeglichen werden. Durch eine einfache Definition eines Soll-Leistungsbedarfes der Antriebsmotoren und die einfache Bestimmung eines Differenzwertes zu dem sensierten IST- Leistungsbedarfes, kann auf effiziente Weise ein Steuersignal zur Zustelleinrichtung geleitet werden. Durch die Nutzung einer Regeleinheit können schnelle Auswertungen der gemessenen Signale und eine schnelle Ermittlung eines Zustellbedarfes stattfinden. Dies erlaubt eine kontinuierliche Überwachung des Betriebs der zum Kantenbearbeiten eingesetzten Vorrichtung. Zudem ist es besonders vorteilhaft zur Verarbeitung der Steuersignale einen handelsüblichen Computer zu verwenden. Die Verwendung von Spindeln und Führungsstangen ermöglicht des weiteren eine Realisierung eines Kosteneinsparungspotential unter Gewährleistung hoher Robustheit. Eine feine stufenweise Verstellung der Werkzeuge lässt besonders durch den Einsatz eines Ratschenhebels realisieren, der durch den wartungsarmen Pneumatikzylinder bewegt, die Spindeln in Drehung versetzen kann.

Bei der vorliegenden Erfindung ist somit die abwechselnde Bearbeitung von unterschiedlich hart beschaffenen Materialien möglich. Zusätzlich kann eine Zu- und Neueinstellung der Werkzeuge automatisch in zeitunabhängigem Intervall erfolgen, wodurch sich das Verfahren als besonders geeignet für den automatisierten Betrieb zeigt. Des Weiteren kann auf manuelle Eingriffe weitestgehend verzichtet werden.

Im Folgenden wird anhand einer Zeichnung das Verfahren und die für das Verfahren benötigte Vorrichtung beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Bearbeiten von Kanten an Möbelstücken mit an je einer Verstelleinheit befestigten Werkzeugen, wobei die Werkzeuge über je eine Spindel vertikal verstellbar sind,

Fig. 2 unverschlissene Werkzeuge, die voneinander den Abstand S1 aufweisen, bei der Bearbeitung der Kanten,

Fig. 3 abgenutzte Werkzeuge, die voneinander den Abstand S2 aufweisen, bei der Bearbeitung der Kanten,

Fig. 4 eine Verstelleinrichtung zum Bewegen der Spindeln.

In der Fig. 1 wird ein Möbelstück 1, auf dessen Längsseiten eine Kante z. B. aus Kunststoff aufgeklebt ist, bearbeitet. Das Möbelstück besteht bevorzugt aus Press- Span mit auflackierter Kunststoffober- und -unterfläche. Eine seitliche Abdeckung des Pressspans mittels einer aufgeklebten Kunststoffzierleiste bildet mit der Ober- und Unterfläche die Kanten.

Die aufgeklebte Kunststoffzierleiste kann auch umlaufend angeordnet sein und bildet somit eine obere Kante 2 und eine untere Kante 3. Das Möbelstück wird in die Bildebene hineinbefördert, wobei die Längskanten parallel zur Förderrichtung verlaufen. Die Kanten werden von je einem Werkzeug pro Längsseite bearbeitet, wobei der Einfachheit halber nur ein Paar für die linke Seite visualisiert ist. Hier dreht das Werkzeug 4 zur Bearbeitung der oberen Kante 2 im Uhrzeigersinn, während das Werkzeug 5 zur Bearbeitung der unteren Kante 3 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Das obere Werkzeug 4 wird von einem Motor 6 angetrieben. Der Motor 6 ist an einer Befestigungseinheit 7 fixiert. Die Befestigungseinheit 7 wird über eine drehbare Spindel 8 in vertikaler Richtung bewegt und dabei mittels der Führungsstangen 9 und 10 geführt. Das untere Werkzeug 5 wird von einem Motor 11 angetrieben. Der Motor 11 ist an einer Befestigungseinheit 12 fixiert. Die Befestigungseinheit 12 wird über eine drehbare Spindel 13 in vertikaler Richtung bewegt und dabei mit den Führungsstangen 9 und 11 geführt. Die Spindel 8 wird berührungslos (ohne Eingriff) durch die Befestigungseinheit 12 hindurchgeführt. Die Spindel 13 wird berührungslos (ohne Eingriff) durch die Befestigungseinheit 7 hindurchgeführt. Die Werkzeuge 4 und 5 rotieren um eine Rotationsachse 31 und 32, die jeweils parallel zur Kante 2 und 3 ist.

Zum Steuern des Motors 6 ist ein Frequenzumrichter 14 am Motor 6 angebracht. Ein Signal zur Bestimmung des Leistungsbedarfs des Motors 6 wird über ein Kabel 15 zu einer Regeleinheit 16 geleitet, in der ein Steuersignal über ein Kabel 17 an eine Zustelleinrichtung 18 geleitet wird. Diese Zustelleinrichtung 18 bewegt mittels eines Pneumatikzylinders 19 einen Hebel 20. Der Hebel 20 ist mit einer Ratsche 21 wirkungsverbunden und versetzt die Spindel 8 in Drehung. In Fig. 4 ist die Zustelleinrichtung 18 in einer Aufsicht dargestellt, wodurch die Einzelkomponenten klarer erkennbar sind.

Zum Steuern des Motors 11 ist ein Frequenzumrichter 22 am Motor 11 angebracht. Ein Signal zur Bestimmung des Leistungsbedarfes des Motors 11 wird über ein Kabel 23 zu der Regeleinheit 16 geleitet, in der ein Steuersignal über ein Kabel 24 an eine Zustelleinrichtung 25 geleitet wird. Diese Zustelleinrichtung 25 bewegt mittels eines Pneumatikzylinders 26 einen Hebel 26. Der Hebel 26 ist mit einer Ratsche 27 wirkungsverbunden und versetzt die Spindel 13 in Drehung.

In Fig. 2 ist der Abstand S1 zwischen den Werkzeugen 4 und 5 in einem Zustand bei unverschlissenen Bürsten 28 dargestellt. Die Bürsten 28 sind die zur Bearbeitung der Kanten 3 und 4 eingesetzten Schleifmittel, die einen Teil der Werkzeuge 4 und 5 darstellen. Das Werkzeug 4 ist mittels einer Wells 29 mit dem Motor 6 verbunden.

In Fig. 3 ist der Abstand S2 zwischen den Werkzeugen 4 und 5 in einem Zustand bei verschlissenen Bürsten 28 dargestellt. Der Abstand S2 ist nach Bewegung der Befestigungseinheiten 7 und 12 kleiner als der Abstand S1. Das Werkzeug 5 ist mittels einer Welle 30 mit dem Motor 5 verbunden.

In Fig. 4 ist eine Aufsicht der Zustelleinrichtung 18 dargestellt. Hier ist der Pneumatikzylinder 19 gelenkig mit dem Hebel 20 verbunden, der über die Ratsche 21 die Spindel 8 dreht.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der oben beschriebenen Erfindung beschrieben. Das Möbelstück 1 wird mit einer Fördereinheit durch die obige Vorrichtung entlang der Längsrichtung der Kanten 2 und 3 hindurchgeführt. Dabei rotieren die Werkzeuge 4 und 5 mit Bürsten 28 an den Enden gegenläufig und bearbeiten die Kanten 2 und 3 des Möbelstückes 1. Im Ausgangszustand, sind die Werkzeuge 4 und 5 bzw. die Bürsten 28 der Werkzeuge 4 und 5 unverschlissen, wodurch in der Regeleinheit 16 der Sollleistungsbedarf der Werkzeuge 4 und 5 gemessen werden kann. Im weiteren Betrieb verschleißen die Bürsten 28 an den Werkzeugen 4 und 5, wodurch der Bürstenüberstand B2 der Bürsten 28 bzw. der Werkzeuge 4 und 5 weniger groß als der Bürstenüberstand B1 im unverschlissenen Zustand ist, und sich somit ein geringerer Leistungsbedarf bedingt. Deshalb fällt dann der Leistungsbedarf der zum Antreiben des Werkzeugs 4 oder 5 benötigten Motors 6 oder 11 ab, was von der Regeleinheit 16 an dem Frequenzumrichter 14 oder 22 gemessen wird. Der dabei auftretende Differenzwert zwischen dem nun gemessenen Istwert und dem vorher abgelesenen Sollwert führt, falls der Differenzwert größer als ein definierter Schwellenwert ist, zu einem Signal, was zu der Zustelleinrichtung 18 oder 33 geleitet wird. Der Pneumatikzylinder 25 oder 36 der Zustelleinrichtung wird dann betätigt. Bei jeder Betätigung wird der Pneumatikzylinder 25 oder 36 ein Stück aus und danach wieder eingefahren. Dadurch wird der am Pneumatikzylinder 25 oder 36 gelenkig verbundener Hebel 26 oder 34 bewegt. Dieser Hebel 26 oder 34 bewegt eine Ratsche 21 oder 35, die die Spindel 8 oder 13 dreht. Bei der Zurückbewegung des am Pneumatikzylinders 25 oder 36 befestigten Hebels 26 oder 34, und damit auch der Ratsche 21 oder 35, rutscht diese lediglich auf der Spindel 8 oder 13 durch, weswegen die Spindel 8 oder 13 nicht zurückgedreht wird. Gegebenenfalls, sollte ein Betätigungshub nicht ausreichen, fährt der Pneumatikzylinder 25 oder 36 ein weiteres mal aus und wieder ein, bis die Differenz zwischen dem gemessenen Ist-Wert und dem Soll-Wert des Leistungsbedarfs geringer als der Schwellenwert ist. Bei Unterschreiten des Schwellenwertes fährt der Pneumatikzylinder 25 oder 36 wieder in die Ausgangsstellung zurück. Durch die Drehung der Spindel 8 oder 13 wird die Befestigungseinheit 7 oder 12 in vertikaler Richtung zur Kante des zu bearbeitenden Möbelstückes bewegt. Da Motor 6 oder 11 und Werkzeug 4 oder 5 mit der Befestigungseinheit 7 oder 12 wirkverbunden sind, bewegen sich diese auch auf die Kante 2 oder 3 des zu bearbeitenden Möbelstückes 1 zu. Somit wird der Abstand zwischen den zwei Werkzeugen 4 und 5 kleiner. Dadurch geschieht ein automatisches Einstellen der Werkzeuge 4 und 5 in Abhängigkeit vom Verschleiß der Bürsten 28 der Werkzeuge 4 und 5. Für diese automatische Einstellung eignet sich die Überwachung des Leistungsbedarfes besonders gut.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Bearbeiten von Möbelstücken, insbesondere zum Kantenbearbeiten von Möbelstücken (1), insbesondere zum Nachbearbeiten von aufgebrachten Kunststoffkanten (2 und 3), mit einem angetriebenen Rotationswerkzeug (4 oder 5), insbesondere Schleifstern, wobei ein Abstand der Rotationsachse des Werkzeugs zu dem zu bearbeitenden Möbelstück (Kante 2 oder 3) mittels einer Zustelleinrichtung (18 oder 33) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Rotationsachse (31 oder 32) des Werkzeugs (4 oder 5) und den zu bearbeitenden Möbelstück als Funktion des Leistungsbedarfs des Antriebsmotors (6 oder 11) eingestellt wird, indem bei nachlassendem Leistungsbedarf eine Zustellung des Werkzeugs (4 oder 5) zu dem zu bearbeitenden Möbelstück (2 oder 3) erfolgt.
  2. 2. Verfahren zur Kantenbearbeitung von Möbelstücken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsbedarf über einen am Antriebsmotor (6 oder 11) angebrachten Frequenzumrichter (14 oder 22) mittels der Stromaufnahme bestimmt wird.
  3. 3. Verfahren zur Kantenbearbeitung von Möbelstücken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich zwischen einem Ist-Wert der Stromaufnahme und einem vorher festgelegten Soll-Wert der Stromaufnahme eine Zustellung des Werkzeugs (4 oder 5) solange erfolgt, als die Differenz zwischen Soll- und Ist- Wert größer eines definierten Schwellenwertes ist.
  4. 4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Trägereinheit zum Durchführen eines Werkstücks (1), insbesondere Möbel mit aufgebrachten Kunststoffkanten (2 oder 3), ein Rotationswerkzeug (4 oder 5) über eine Zustelleinrichtung (18 oder 33), welche über eine Regeleinheit (16) ansteuerbar ist, an das Werkstück (1) heranbewegbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (16) einen Computer umfasst.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Zustelleinrichtung (18 oder 33) über mindestens eine rotatorisch bewegbare Spindel (8 oder 13), die in einer starren Führungseinheit gelagert ist, eine translatorische Bewegung einer an Spindel (8 oder 13) und Werkzeug (4 oder 5) montierten Befestigungseinheit (7 oder 12) erzeugbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinheit zwei zu einander parallele Führungselemente (9 und 10), insbesondere Tuben, enthält, die zumindest an einem mit der Trägereinheit verbundenen Rahmen montiert sind, an denen entlang die translatorische Bewegung der Befestigungseinheit (7 und 12) ausführbar ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (8 oder 13) mit einem Ratschenhebel verbunden und stufenweise betätigbar ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Hebel (20 oder 26) und Ratsche (27 oder 35) miteinander wirkungsverbunden sind.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (20 oder 26) mit einem pneumatischen Zylinder (19 oder 25) verbunden ist.






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