DE102006011131B3

DE102006011131B3 - Sägevorrichtung

Info

Publication number: DE102006011131B3
Application number: DE200610011131
Authority: DE
Inventors: Uwe Elhaus
Original assignee: Holzma Plattenaufteiltechnik GmbH
Current assignee: Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2026-03-11
Also published as: BRPI0709009A8; US20090044680A1; EP1993769B1; BRPI0709009B1; BRPI0709009A2; EP1993769A1; WO2007104376A1; US8210082B2

Abstract

Eine Sägevorrichtung (10) umfasst ein Trennsägeblatt (24) einer Trennsäge (22) sowie ein Vorritzerblatt (30) eines Vorritzers (28). Mittels einer Verstelleinrichtung (36) kann die Position des Vorritzerblatts (30) quer zu einer Sägerichtung (26) verstellt werden. Es wird vorgeschlagen, dass die Sägevorrichtung (10) eine Erfassungseinrichtung (51) umfasst, welche an einem bearbeiteten Werkstück (12) die Relativlage einer Vorritzfuge (52) des Vorritzerblatts (30) gegenüber einer Trennfuge (56) des Trennsägeblatts (24) und/oder die Qualität der Trennfuge (56) erfassen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sägevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Vom Markt her sind Sägevorrichtungen mit einer Trennsäge und einem Vorritzer bekannt. Durch einen solchen Vorritzer wird eine Vorritzfuge im Bereich der Oberfläche eines plattenförmigen Werkstücks eingebracht, welche jedoch das Werkstück nicht trennt. Der eigentliche Trennvorgang wird durch die Trennsäge durchgeführt. Die Breite der Vorritzfuge ist üblicherweise gleich wie die Breite der Trennsäge, oder sie ist etwas größer (max. 0,1 mm) als die Breite der Trennfuge. Durch den Vorritzer wird vermieden, dass die Werkstückoberfläche beim eigentlichen Trennvorgang durch die Trennsäge ausreißt. Dies gilt insbesondere für Werkstücke mit einer Oberflächenbeschichtung. Bekannt sind ferner Vorritzer mit einem konischen Vorritzerblatt, bei denen die Breite der Vorritzerfuge über deren Tiefe eingestellt wird.

Bei der Herstellung der Vorritzfuge ist es wichtig, dass diese mit der später eingebrachten Trennfuge möglichst exakt fluchtet. Daher wird in der DE 195 20 108 A1 vorgeschlagen, beim Start eines Sägevorgangs ein Trennsägeblatt der Trennsäge und ein Vorritzerblatt des Vorritzers mittels Sensoren zu vermessen, und abhängig von dem Messergebnis die Position des Vorritzerblatts gegenüber dem Trennsägeblatt einzustellen. Diese bekannte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass sie sehr komplex ist und dass das Arbeitsergebnis, also die Flucht zwischen Vorritzfuge und Trennfuge, häufig nicht gewährleistet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sägevorrichtung zu schaffen, die einfach baut und mit der am bearbeiteten Werkstück ein gutes und zufriedenstellendes Arbeitsergebnis erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Sägevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Wichtige Merkmale der Erfindung sind ferner in der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben, wobei diese Merkmale in ganz unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein können, ohne dass hierauf im Einzelfall nochmals explizit hingewiesen wird.

Bei der erfindungsgemäßen Sägevorrichtung wird auf eine aufwändige Vermessung des Trennsägeblatts und des Vorritzerblatts verzichtet. Stattdessen wird einfach das Arbeitsergebnis der Trennsäge und des Vorritzers erfasst, nämlich die Relativlage der Vorritzfuge, die vom Vorritzer am Werkstück erzeugt wird, gegenüber der eigentlichen Trennfuge, die von der Trennsäge erzeugt und durch die letztlich die Teilung des Werkstücks bewirkt wird, oder die Qualität der Trennfuge. Die Justierung des Vorritzers ist damit unabhängig von der aktuellen Geometrie und vom Verschleißzustand der Trennsäge und des Vorritzers, so dass die Justierung jederzeit und mit optimalem Ergebnis durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist die Erfassung beziehungsweise das "Vermessen" von Vorritzfuge und Trennfuge sehr einfach, da diese eine viel einfachere Geometrie aufweisen als die beim Stand der Technik vermessenen Vorritzer- und Trennsägeblätter.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass diese Erfassungseinrichtung eine Bilderfassung umfasst. Eine solche Bilderfassung arbeitet üblicherweise mit einem CCD-Sensor und einer zugehörigen Optik sowie einer Signal-Auswerteelektronik. Im einfachsten Fall kann für die Bilderfassung eine handelsübliche Videokamera, eine Webcam oder ein digitaler Fotoapparat verwendet werden. Eine solche Erfassungseinrichtung ist preisgünstig und kann beispielsweise auch bei bereits bestehenden Sägevorrichtungen einfach nachgerüstet werden.

Alternativ hierzu kann die Erfassungsrichtung auch eine Laser-Abtasteinrichtung umfassen. Mit dieser können auch komplexere Werkstücke mit einer Oberfläche zuverlässig vermessen werden, die für eine Bilderfassung weniger geeignet ist. Ähnliches gilt für eine Erfassungseinrichtung, welche eine Ultraschall-Abtasteinrichtung umfasst.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Sägevorrichtung einen Monitor umfasst, auf dem die Relativlage der Vorritzfuge gegenüber der Trennfuge visualisierbar ist. Beim Einsatz eines Bilderkennungssystems kann der Monitor einfach das Bild der Videokamera übertragen, die Bewertung des Bilds erfolgt dann durch den Bediener. Möglich ist aber auch, dass auf dem Monitor alternativ oder zusätzlich numerische Daten angezeigt werden, welche die Relativlage der Vorritzfuge gegenüber der Trennfuge charakterisieren.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verstelleinrichtung fernbedienbar ist, da in diesem Falle die Justierung der Vorritzsäge sehr schnell vonstatten gehen kann, denn die Bedienperson kann sich den Weg zum und die manuelle Einstellung am Vorritzer sparen. In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die Sägevorrichtung eine Steuer- und Regeleinrichtung aufweist, welche die erfasste Ist-Relativlage automatisch auf eine Soll-Relativlage einstellt. Damit wird gewährleistet, dass die Sägevorrichtung immer optimal justiert ist, unabhängig von der Bedienperson der Sägevorrichtung. Gegebenenfalls ist sogar vorstellbar, dass die Justierung der Vorritzsäge nicht (nur) im Rahmen von Probeschnitten, sondern während der eigentlichen Werkstückherstellung in bestimmten Zeitabschnitten oder kontinuierlich durchgeführt wird, so dass einem mit der Zeit auftretenden Verschleiß in regelmäßigen zeitlichen Abständen oder kontinuierlich entgegengewirkt wird.

Relativ preisgünstig ist die erfindungsgemäße Sägevorrichtung dann, wenn die Trennsäge und/oder der Vorritzer und die Erfassungseinrichtung an einem gemeinsamen Vorschubwagen angeordnet sind. Eine höhere Flexibilität im Betrieb bietet allerdings jene Vorrichtung, bei der die Erfassungseinrichtung an einem eigenen verfahrbaren Wagen angeordnet ist.

Für die Erfassung der Relativlage der Vorritzfuge gegenüber der Trennfuge kann die Vermessung des Werkstücks in einer zur Sägerichtung orthogonalen Ebene erfolgen. Auf diese Weise erhält man ein "Schnittbild" des Werkstücks und somit auch eine Information bezüglich der Tiefe der eingebrachten Vorritzfuge, was auch eine Justierung in dieser Richtung ermöglicht. Einfacher ist allerdings eine solche Erfassungseinrichtung, welche eine Draufsicht auf das bearbeitete Werkstück im Bereich von Vorritzfuge und Trennfuge erfasst.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Erfassungseinrichtung eine Auswerteeinrichtung umfassen, die die Qualität der Trennfuge, insbesondere vorhandene Ausreißer und/oder Wellenschnitte auswertet. Damit wird die erfindungsgemäß vorgesehene Erfassungseinrichtung auf zuverlässige und einfache Art und Weise auch für die Qualitätskontrolle des Trennschnitts verwendet, was ohne großen Zusatzaufwand eine nochmalige Verbesserung der Arbeitsqualität der Sägevorrichtung gestattet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen.
1 eine Seitenansicht auf eine Sägevorrichtung mit einer Trennsäge, einem Vorritzer und einer Erfassungseinrichtung zur Justierung eines Vorritzerblatts, sowie einen Schnitt durch ein gerade bearbeitetes Werkstück;
2 eine Draufsicht auf eine Vorritzfuge und eine Trennfuge im Werkstück von 1;
3 einen Schnitt längs der Linie III-III von 2;
4 eine Darstellung ähnlich 2 bei dejustiertem Vorritzerblatt;
5 eine Darstellung ähnlich 3 bei dejustiertem Vorritzerblatt;
6 eine Darstellung ähnlich 2 auf einen Grenzbereich zwischen Vorritzfuge und Trennfuge; und
7 eine Darstellung ähnlich 2 bei separater Vorritz- und Trennfuge.
Eine Sägevorrichtung trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie dient zum Sägen eines Werkstücks 12 und umfasst einen Werkstücktisch 14, auf dem das Werkstück 12 liegt. Das Werkstück umfasst im vorliegenden Fall eine Spanplatte 16 mit einer Oberflächenbeschichtung 18, mit der es auf dem Werkstücktisch 14 aufliegt.
Die Sägevorrichtung 10 umfasst ferner einen Vorschubwagen 20, an dem eine Trennsäge 22 mit einem Trennsägeblatt 24 befestigt ist. Während eines Sägevorgangs kann der Vorschubwagen 20 in Vorschubrichtung (Pfeil 26) bewegt werden. In Vorschubrichtung 26 gesehen vor der Trennsäge 22 ist ein Vorritzer 28 mit einem Vorritzerblatt 30 am Vorschubwagen 20 befestigt. Das Vorritzerblatt 30 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine Achse 32 im Uhrzeigersinn angetrieben, wohingegen das Trennsägeblatt 24 vorliegend um eine Achse 34 entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben wird.
Am Vorschubwagen 20 befindet sich noch eine elektrische Verstelleinrichtung 36, mit der, wie durch eine Doppellinie 38 angedeutet ist, das Vorritzerblatt 30 senkrecht zur Blattebene von 1 verstellt werden kann. Ferner ist am Vorschubwagen 20 noch eine Videokamera 40 angebracht, welche auf einen in Vorschubrichtung 26 gesehen unmittelbar hinter der Trennsäge 22 liegenden Schnittbereich 42 des Werkstücks 12 gerichtet ist, wie durch Visierpfeile 44 angedeutet ist. Alternativ zu einer Videokamera könnte auch eine Laser-Abtasteinrichtung oder eine Ultraschall-Abtasteinrichtung verwendet werden.
Die Videokamera 40 liefert entsprechende Signale an eine Auswerteeinrichtung 46 sowie eine Steuer- und Regeleinrichtung 47, die wiederum mit einem Monitor 48 und einer Eingabeeinrichtung 50 eines Computers verbunden ist. Die Videokamera 40, die Auswerteeinheit 46 mit der zugehörigen Steuer- und Regeleinrichtung 47, der Monitor 48 und die Eingabeeinheit 50 bilden insgesamt eine Erfassungseinrichtung 51, welche, wie weiter unten im Detail ausgeführt werden wird, an dem bearbeiteten Werkstück 12 die Relativlage einer Vorritzfuge des Vorritzblatts 30 gegenüber einer Trennfuge des Trennsägeblatts 24 erfasst. Die Steuer- und Regeleinrichtung 47 steuert wiederum die Verstelleinrichtung 36 an.
Im Betrieb wird durch den Vorritzer 28 mit dem Vorritzerblatt 30 zunächst eine Vorritzfuge 52 in das Werkstück 12 eingebracht, deren Tiefe 54 etwas größer ist als die Dicke der Oberflächenbeschichtung 18 des Werkstücks 12. Anschließend wird vom Trennsägeblatt 24 der Trennsäge 22 der eigentliche Trennschnitt durchgeführt, bei dem eine von der Vorritzfuge 52 ausgehende zusätzliche Trennfuge 56 mit einer Tiefe 58 in das Werkstück 12 eingesägt wird.
Wie aus 2 hervorgeht, ist die Vorritzfuge 52 üblicherweise etwas breiter (Pfeil 59) als die Trennfuge 56 (Breite 61) mit einem zu beiden Seiten gleich großen Überstand 60a beziehungsweise 60b. Ein Schnitt durch das bearbeitete Werkstück 12 in einer zur Säge- beziehungsweise Vorschubrichtung 26 orthogonalen Ebene zeigt 3. Ist das Vorritzerblatt 30 des Vorritzers 28 gegenüber dem Trennsägeblatt 24 der Trennsäge 22 dejustiert, kann sich das in den 4 und 5 gezeigte Schnittbild ergeben: Bei diesem fluchtet die Vorritzfuge 52 nicht mit der Trennfuge 56, sondern es ist auf der einen Seite ein großer Überstand 60a, auf der anderen Seite jedoch überhaupt kein Überstand vorhanden. Dies führt beim Einbringen der Trennfuge 56 zu Ausreißern 62 vor allem im Bereich der Oberflächenbeschichtung 18 am Werkstück 12.
Um solche Ausreißer 62 zu verhindern, ist es wichtig, dass die Vorritzfuge 52 mit der Trennfuge 56 fluchtet und zu beiden Seiten der Vorritzerfuge 52 gegenüber der Trennfuge 56 ein gewisser Überstand 60a und 60b vorhanden ist, entsprechend den 2 und 3. Da jedoch Vorritzerblätter mit Toleranzen behaftet sind, muss beispielsweise nach einem Werkzeugwechsel das Vorritzerblatt 30 gegenüber dem Trennsägeblatt 24 in einer Richtung senkrecht zur Blattebene von 1 neu justiert werden, damit die Vorritzfuge 52 mit der Trennfuge 56 fluchtet. Daher wird von der Videokamera 40 der Schnittbereich 42 unmittelbar hinter der Trennsäge 22 anvisiert. Die Blickachse der Videokamera 40 liegt dabei ungefähr in einer Mittelebene des Trennsägeblatts 24.
Ist das Vorritzerblatt 30 gegenüber dem Trennsägeblatt 24 so justiert, dass die entsprechende Vorritzerfuge 52 mit der Trennfuge 56 fluchtet, ergibt sich für die Videokamera 40 beispielsweise das in 2 dargestellte Bild, welches auch auf dem Monitor 48 dargestellt wird. Ist das Vorritzerblatt 30 jedoch dejustiert, ergibt sich für die Videokamera 40 beispielsweise das in 4 dargestellte Bild. Durch die Auswerteeinrichtung 46 wird in diesem Falle erkannt, dass der Überstand 60a deutlich größer ist als der Überstand 60b, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel nahe Null ist. Die Videokamera 40 und die Auswerteeinheit 46 bilden also eine Bilderkennungseinrichtung, welche eine Ist-Relativlage der Vorritzerfuge 52 gegenüber der Trennfuge 56 erfasst bzw. erkennt.
Ausgehend von der erfassten Ist-Relativlage der Vorritzfuge 52 gegenüber der Trennfuge 56 wird die Verstelleinrichtung 36 über die Steuer- und Regeleinrichtung 46 so angesteuert, dass die Vorritzfuge 52 wieder mit der Trennfuge 56 fluchtet, entsprechend der Darstellung von 2. Von der Bilderkennungseinrichtung, die durch die Videokamera 40 und die Auswerteeinheit 46 gebildet wird, wird jedoch nicht nur erkannt, ob die Vorritzfuge 52 relativ zur Trennfuge 56 fluchtet, sondern es werden auch die Ausreißer 62 (oder in de Figur nicht gezeigte Wellenschnitte) festgestellt und während des Einbringens von Vorritzfuge 52 und Trennfuge 56 wird deren Auftreten überwacht. Beispielsweise werden Größe und Anzahl der Ausreißer 62 pro Längeneinheit erfasst, was eine quantifizierbare Qualitätsbewertung des Arbeitsergebnisses am Werkstück 12 ermöglicht. Auch ist möglich, dass die Steuer- und Regeleinrichtung 46 die Ist-Relativlage so einstellt, dass Größe und Anzahl der Ausreißer 62 minimal sind.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird an Stelle einer Videokamera eine Laser-Abtasteinrichtung oder eine Ultraschall-Abtasteinrichtung verwendet. Mit diesen beiden Abtasteinrichtungen ist die Erfassung eines Schnittbildes in einer zur Schnittrichtung 26 orthogonalen Ebene beziehungsweise die Erfassung der Vorritzfuge 52 und der Trennfuge 56 im Profil möglich, entsprechend den Darstellungen in den 3 und 5.
Wird eine Videokamera oder eine Laser-Abtastvorrichtung verwendet, wie in 1 entsprechend Bezugszeichen 40, kann die Erfassung der Relativlage der Vorritzfuge 52 gegenüber der Trennfuge 56 auch in einem "nicht-kontinuierlichen" Verfahren erfolgen. Bei diesem werden das Trennsägeblatt 24 und das Vorritzerblatt 30 in der Blattebene von 1 aus dem Werkstück 12 herausgezogen, noch bevor das Werkstück 12 vollständig getrennt ist. Dann wird der Vorschubwagen 20 so bewegt, dass die Videokamera 40 genau auf einen Grenzbereich 64 gerichtet ist, der zwischen einem Bereich 66 liegt, in dem nur die Vorritzerfuge 52 vorhanden ist, und einem Bereich 68, in dem die Trennfuge 56 vollständig in das Werkstück 12 eingebracht ist (vergleiche 6).
Eine weitere Vorgehensweise ergibt sich aus 7: Bei dieser Vorgehensweise werden Vorritzerfuge 52 und Trennfuge 56 separat voneinander an unterschiedlichen Stellen, also nicht überlappend, in das Werkstück 12 eingebracht. Die beiden Fugen 52 und 56 werden dann durch der Videokamera 40 mittels Bildverarbeitung vermessen und ihre Ist-Relativlage ermittelt. Zur automatischem Justierung des Vorritzerblatts 30 gegenüber dem Trennsägeblatt 24 werden von der Bilderkennungseinrichtung 40, 46 die Abweichungen 60a und 60b der Vorritzerfuge 52 von der Trennfuge 56 an die Steuer- und Regeleinrichtung 47 übermittelt. Diese positioniert dann das Vorritzerblatt 30 mittels der Verstelleinrichtung 36 so, dass dieses mit dem Trennsägeblatt 24 fluchtet.
Es versteht sich, dass anhand der Bilderkennungseinrichtung 40, 46 darüber hinaus auch die Breite der Vorritzerfuge 52 eingestellt und optimiert werden kann, wenn das Vorritzerblatt 30 beispielsweise konisch ist und senkrecht zur Ebene des Werkstücks 12 verstellt werden kann.

Claims

Sägevorrichtung (10) mit einer Trennsäge (22), einem Vorritzer (28) und einer Verstelleinrichtung (36) zum Verstellen der Position des Vorritzers (28) quer zu einer Sägerichtung (26), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Erfassungseinrichtung (51) umfasst, welche an einem bearbeiteten Werkstück (12) eine Ist-Relativlage einer vom Vorritzer (28) erzeugten Vorritzfuge (52) gegenüber einer von der Trennsäge (22) erzeugten Trennfuge (56) und/oder die Qualität der Trennfuge (56) erfassen kann.
Sägevorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (51) eine Bilderkennung (40, 46) umfasst.
Sägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung eine Laser-Abtasteinrichtung umfasst.
Sägevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung eine Ultraschall-Abtasteinrichtung umfasst.
Sägevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (51) einen Monitor (48) umfasst, auf dem die Relativlage der Vorritzfuge (52) gegenüber der Trennfuge (56) visualisierbar ist.
Sägevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (36) fernbedienbar ist.
Sägevorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuer- und Regeleinrichtung (47) aufweist, welche die Verstelleinrichtung (36) ansteuert und so die erfasste Ist-Relativlage automatisch auf eine Soll-Relativlage einstellt.
Sägevorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuer- und Regeleinrichtung (47) aufweist, welche die Verstelleinrichtung (36) ansteuert und die erfasste Ist-Relativlage automatisch so einstellt, dass Größe und Anzahl von Ausreißern (62) minimal sind.
Sägevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennsäge (22) und/oder der Vorritzer (28) und mindestens ein Teil der Erfassungseinrichtung (51) an einem gemeinsamen Vorschubwagen (20) angeordnet sind.
Sägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Erfassungseinrichtung an einem eigenen verfahrbaren Wagen angeordnet ist.
Sägevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (51) die Vorritzfuge (52) und die Trennfuge (56) in einer zur Sägerichtung (26) orthogonalen Ebene erfasst.
Sägevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (51) eine Draufsicht auf den Bereich (42) einer Vorritzfuge (52) und einer Trennfuge (56) am bearbeiteten Werkstück (12) erfasst.
Sägevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (51) eine Auswerteeinrichtung (46) umfasst, welche die Qualität der Trennfuge (56), insbesondere vorhandene Ausreißer (62) und/oder Wellenschnitte auswertet.