DE20310596U1

DE20310596U1 - Vorrichtung und Steueralgorithmus zum Durchführen des Thermoglättens an Bearbeitungsmaschinen

Info

Publication number: DE20310596U1
Application number: DE20310596U
Authority: DE
Original assignee: INNOTECH HOLZTECHNOLOGIEN GmbH
Current assignee: INNOTECH HOLZTECHNOLOGIEN GmbH
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2013-07-08
Also published as: DE10356387B4; DE10356387A1

Description

Vorrichtung und Steueralgorithmus zum Durchführen des Thermoglättens an Bearbeitungsmaschinen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und einen Steueralgorithmus zum Durchfuhren des Thermoglättens an einer Bearbeitungsmaschine mit deren Hilfe ohne Eingriff in die Maschinensteuerung der Prozess des Thermoglättens mit verschiedenen Werkzeugen realisiert werden kann.

Dazu wird erfindungsgemäß das Werkzeug mit einer Energieschnittstelle ausgerüstet, die über mehrfache Steckverbinder sowohl in Achsrichtung des Werkzeuges als auch gegebenenfalls in Richtung senkrecht zu der Werkzeugachse Energie übertragen kann, lastfrei fugbar ist und die Realisierung eines Heizzyklus mit unterschiedlichen Lastphasen zulässt, so dass im Werkzeugmagazin, nach dem Wechselvorgang und während der Bearbeitung, werkzeugabhängig und gegebenenfalls durch Einbeziehung eines Messsignals werkzeugabhängig eine geregelte Heizleistungseinkopplung erfolgen kann.

Profile aus Holz und Holzwerkstoffen, insbesondere aus MDF, können durch Glätten bearbeitet werden um die Qualität der Oberfläche zu verbessern. Das Verfahren ist aus mehreren Schutzrechten bekannt (DD 292 412 A5; DE 197 18 735 C2; DE 198 10 148 C2; DE 102 22 993 Al).

Hierbei werden Werkzeuge an permanenten Glättstationen der Maschinen oder durch Einwechseln von Werkzeugen in Arbeitsposition gebracht. Das Vorheizen erfolgt durch eine zusätzliche induktive Heizung (DE20211618Ul) oder durch elektrische Widerstandsheizung während einer Wartezeit nach dem Einwechseln.

Die Energiezuführung der elektrischen Widerstandsheizung erfolgt über eine Steckkupplung, die beim Einwechseln des Werkzeuges gefügt wird.

Die Steuerung der Heizenergie erfolgt über die Steuerung der Maschine, die dazu ausgelegt und programmiert sein muss.

Beim Ausrüsten von vorhandenen Maschinen ist dies mit erheblichem Aufwand verbunden bzw. oft nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den gesamten technologischen Vorgang des Glättens mit verschiedenen Werkzeugen ohne einen Eingriff in die Maschinensteuerung realisieren zu können.

An die Vorrichtung und die Werkzeuge zum Glätten von Holz und Holzwerkstoffen werden folgende Anforderungen gestellt:

1. Es müssen verschiedene Werkzeuge verwendet werden können, diese sind in einem Werkzeugmagazin bereitzuhalten und gegebenenfalls vorzuheizen.

2. Nach dem Einwechseln der Werkzeuge müssen diese in sehr kurzer Zeit eine Betriebstemperatur von 200-450⁰C erreichen.

3. Die Werkzeuge müssen während des Bearbeitungsvorganges abhängig von Form und Masse des Werkzeuges beheizt werden.

4. Die Werkzeuge sind aus Gründen des Arbeitsschutzes / Brandschutzes im Werkzeugmagazin gegen Staubbelastung abzudecken.

Um diese Forderungen bei geringstmöglichem Eingriff in eine Maschinensteuerung zu realisieren wird eine Vorrichtung und ein Steueralgorithmus vorgeschlagen, die alle notwendigen Funktionen beinhalten. Eine günstige Ausfuhrungsvariante ist in Abbildung 1 dargestellt.

Die Werkzeuge werden mittels einer üblichen Schnittstelle (7) in eine Werkzeugaufhahme (9) oder die Werkzeugspindel eingewechselt. Dieser Fügevorgang erfolgt in Achsrichtung des Werkzeuges.

Das Entnehmen bzw. das Ablegen der Werkzeuge aus dem bzw. in das Magazin erfolgt mit einer Bewegung senkrecht zu der Werkzeugachse bzw. durch Ablegen der Werkzeuge auf der der Werkzeugspannung abgewandten Seite.

Eine mögliche Ausführung ist in Abbildung 1 dargestellt.

Um die Heizung der Wirkflächen (8) der Glättwerkzeuge zu realisieren, ist die Kopplung der Werkzeugschnittstelle mit einer Energiezuführung notwendig. Dazu sind ebenfalls Lösungen bekannt, deren Energiefluss allerdings durch die Steuerung geschaltet wird.

Da die Schaltung der Energiezufuhr unabhängig von der Maschinensteuerung erfolgen soll, und ein Fügen des Werkzeuges unter elektrischer Belastung der Schnittstelle vermieden werden muss, wird erfindungsgemäß eine Steckverbindung (1,2) genutzt, die weg- und damit beim Fügen der Steckverbindung zeitversetzte Steckkontakte beinhaltet. Durch diesen Zeitversatz wird sichergestellt, dass die Energie des Heizkreises nach dem Fügen der Steckverbindung unabhängig von der Maschinensteuerung zugeschaltet werden kann. Diese Steckverbindung wird erfindungsgemäß doppelt angeordnet (1,2), einmal in Richtung der Werkzeugachse und ein zweites Mal in Richtung der Entnahmebewegung am Werkzeugmagazin (3), wodurch eine Heizleistung im Werkzeugmagazin unabhängig von der

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Werkzeugaufiiahme bei der Bearbeitung zugeführt werden kann. Dazu wird jeder Platz im Werkzeugmagazin ebenfalls mit einem derartigen Steckkontaktsystem ausgerüstet.

Die zeitversetzte Schaltung der Stromkreise der einzelnen Kontakte kann dabei auch durch berührende oder berührungslose Schalter erfolgen, die durch den Steckvorgang selbst

ausgelöst werden.

Um die Heizleistung des Systems an die verschiedenen Werkzeuge anpassen zu können, werden die Werkzeuge mit einer elektrischen Kennung (4) versehen. Dies kann sowohl eine digitale Kodierung als auch eine analoge Kodierung (z.B. einstellbarer ohmscher Widerstand) der Heizleistung sein, die über gegebenenfalls zusätzliche Kontakte der Steckverbindung an die Steuereinrichtung (5) der Glättwerkzeuge übertragen wird. Bei der Fertigung der Werkzeuge wird die notwendige Information zur Heizleistung direkt im Werkzeug kodiert.

Zur Realisierung der Temperaturregelung während des Glättvorganges kann ein Temperatursensor (6) in das Glättwerkzeug integriert werden, dessen Messignal über die Steckverbindung an des Steuergerät (5) der Glättwerkzeuge übertragen wird.

Um einen schnellen Werkzeugwechsel zu gewährleisten, die Werkzeugtemperatur im Werkzeugmagazin gering zu halten und einen gleichmäßigen Temperaturverlauf beim Glätten zu erreichen wird eine Zeitphasensteuerung der Heizleistung vorgeschlagen: 1. Phase

Heizen mit verringerter Heizleistung, Halten einer Grundtemperatur unterhalb der Arbeitstemperatur

(im Werkzeugmagazin)

2. Phase

(nach dem Einwechseln)

3. Phase
(Bearbeiten - Glätten)

Heizen mit erhöhter Heizleistung zum schnellen Erreichen der Arbeitstemperatur

Heizen mit geregelter / gestellter Heizleistung entsprechend Kopplung mit Werkzeugkodierung und gegebenenfalls mit Temperatursensor. Das erfindungsgemäße Steuergerät beinhaltet folgende Funktionen:

1. Zeitverzögerung für Einsetzen der Heizleistung entsprechend Steckverbindungskonfiguration

2. Steuerung der Zeit der erhöhten Heizleistung nach dem Einwechseln

3. Steuerung / Regelung der Heizleistung entsprechend Werkzeugkodierung und gegebenenfalls Temperatursensor

Bei Einsatz einer Temperaturregelung werden die Phasen 2 und 3 durch die Regeleinrichtung realisiert.

Bezeichnungen:	Steckkontakt horizontal
1.	Steckkontakt vertikal
2.	Werkzeughalter im Werkzeugwechsler
3.	Kodierung der Heizleistung des Werkzeuges
4.	Heizleistungsregler
5.	Temperatursensor
6.	Werkzeugschnittstelle
7.	Glättelement des Werkzeuges
8.	Werkzeugaufhahme (nicht rotierend)
9.

Claims

1. Wechselbares Glättwerkzeug zum Bearbeiten von Holz und Holzwerkstoffen auf CNC- Bearbeitungsmaschinen mit einer zusätzlichen, weitgehend maschinensteuerungsunabhängigen Heizung und Steuer-/Regeleinrichtung, wobei die Steuerung der Werkzeugheizung über mindestens doppelt angeordnete kontaktierende Steckverbinder zur Verbindung des Glättwerkzeuges mit Energie in einer Werkzeugaufnahme zur Bearbeitung und im Werkzeugmagazin realisiert wird.

2. Werkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Kontakte der Steckverbindung durch den Werkzeugwechselvorgang zeitlich und räumlich versetzt geschlossen bzw. geöffnet werden bzw. durch Schalter deren Stromkreise zeitversetzt geschaltet werden.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die notwendige Heizleistung durch eine elektrische (analoge oder digitale) Kodierung des Werkzeuges beeinflusst wird.

4. Werkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die notwendige Heizleistung zusätzlich oder allein durch einen Temeratursensor überwacht wird.

5. Werkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit bei Einwechseln des Werkzeuges eine dreistufige Heizleistungssteuerung mit den Phasen:

1. permanentes Vorheizen mit verringerter Heizleistung

2. kurzzeitige erhöhte Heizleistung nach dem Einwechseln

3. Steuerung/Regelung der Heizleistung entsprechend Werkzeugkodierung und/oder Temperatursensor

realisiert.