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Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Kantenqualität Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Kantenqualität an
Schnittkanten von spanend bearbeiteten OPV- oder plastberschich teten Holz- und/oder
Faserwerkstoffen.
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Für die Weiterverarbeitung spanend bearbeiteter OPVY oder plastbeschichteter
Holz- und/oder Faserwerkstoffe ist die Einhaltung einer Mindestqualität der Plattenkanten
erforderlich, um nachfolgende Bearbeitungen, biespielsweise Schmalflächenbeschichtungen,
in einwand freier Qualität zu gewährleisten.
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Die Kantenqualität wird bestimmt durch die Anzahl und die Größe der
Im Flächenbeschichtungsmaterial vorhandenen Kantenausbrüche, welche durch die spanende
Bearbeitung desselben entstanden sind0 In der Praxis wird bei der Serienfertigung
eine visuelle Beurteilung zur Einschätzung der Kantenqualität vorgenommen. Das bedeutet,
daß für die weitere Verarbeitung
nooh vertretbare Kantenqualität
subjektiven Einflüssen unterliegt.
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Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daX eine durch den Beurteilenden
noch als ausraichend angesehene Kantenqualität sich bei der weiteren Verarbeitung,
beispielsweise der Schmalflächenbeschichtung, als nicht mehr ausreichend erweist.
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Als Folgeerscheinungen sind fehlerhafte Verklebungen des Schmalflächenbeschichtungsmaterials
mit dem Grundwerkstoff, Nacharbeit, Ausschuß und Materialverlust bzw.
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erhöhter Verschnitt zu verzeichnen.
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Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Kantenqualität ist durch
das Ausmessen der Fläche der Kantenausbrüche auf einer festgelegten Meßstrecke unter
Verwendung eines Meßmikroskopes gegeben. Dabei wird davon ausgegangen, daß ein willkürlich
oder durch Erfahrungen bestätigter und festgelegter Flächenwert mit der durch Ausmessen
ermittelten Kantenausbruchsfläche verglichen wird und bei Abweichungen nach plus
oder minus eine eindeutige Entscheidung in "gut" oder "schlecht" getroffen werden
kann, Diese Möglichkeit zur Bestimmung der Kantenqualität hat gegenüber der erstgenannten
Möglichkeit den Vorteil, daB die subjektiven Einflüsse ausgeschlossen sind, ist
aber auch noch mit Nachteilen behaftet.
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An erster Stelle ist zu nennen, daß für die Durchführung und Auswertung
der Messungen qualifizierte Arbeit kräfte benötigt werden welche jedoch in den Betrieben
mit Serien- und/oder Fließfertigung nicht immer zur Verfügung stehen, sodaß eine
bevorzugte Anwendung nur für laboruntersuchungen in Frage kommt.
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Für den Einsatz in Betrieben mit Serien- und/odez Fließ fertigung
ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als für die Durchführung der Messungen ein
Produktionsstop vorgenommen werden mußS bis das Ergebnis der Messungen vorliegt,
da erst danach die notwendigen Entscheidungen, wie Werkzeugwechsels Veränderung
der Schnittgeschwindigkeit, Veränderung des Werkstückvorschubes, getroffen werden
können.
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Der für die Messungen erforderliche Produktionsstop bringt zwangsläufig
Produktionsausfall, Stillstands und Wartezeiten mit sich, da die Messungen nach
Stichprobenplänen erfolgen müssen und zeitlich zwischen vozzunehmender Messungen
und technologisch bedingter Stillstands-und Wartezeiten keine beziehungsweise in
den seltensten Fällen Übereinstimmung erzielt werden kann0 Die Durchführung der
Messungen bei weiterlaufender Produktion9 indem die für die Stichprobe erforderlichen
Werkstücke aus der Fertigungsfließstraße entnommen wer den ist nicht möglich, da
bei negativem Ergebnis der Messung, Überschreitung des zulässigen Meßwertes, die
nach der Entnahme des Stichrobenwerkstückes weiterhin
gefertigten
Werkstücke als Ausschuß zu betrachten sind.
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Der Zweck der Erfindung ist die Ermittlung der Santenqualität spanend
bearbeiteter OPV- oder plastbesohichteter Holz- und/oder Faserwerkstoffe bei Vermeidung
subjektiver Einflüsse, Produktionsausfall und Ausschuß nährend der Zeit der Qualitätsbestimmung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kantenqualität spanend
bearbeiteter OPV- oder plastbeschichteter Holz- und/oder Faserwerkstoffe mit Hilfe
einfacher Verfahren und Vorrichtungen sowohl am Einzelwerkstück als auch während
der Serien- bzw. Fließfertigung unter Berücksichtigung der Zahl der Kantenausbrüche,
der Tiefe und Breite derselben, ZU ermitteln.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Fläche von
Kantenausbrüchen für eine festgelegte MeB-länge an spanend bearbeiteten OPV- oder
plastbeschichteten Holz- und/oder Faserwerkstoffen auf foto-optischem Wege unter
Verwendung einer Liohtquelle konstanter Strahlungsintensität, einer ansich bekannten
Widerstandsmeßbrücke, einem Fotowiderstand, vorzugsweise einem Großflächen-Fotowiderstand,
einem Meßmittel, vorzugsweise einer im Winkel zur zumessenden Kanten angeordneten
Meßwalze, in K # meßbar ist und der durch Messen ermittelte Wert mit einem durch
Eichen eines Meßgerätes iUr eine bestimmte Fläche festgestellte Wert vergleichbar
ist.
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Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß
die Widerstandameßbrücke zur Ermittlung des Widerstandswertes in eine Schaltanlage
zur Steuerung einer Fließstraße eingebaut ist und bei negativer Abweichung das Widerstandswertes
von einem vorgegebenem Widerstandswert der Antrieb des Werkstückvorschubes durch
ein Sohalttelais unterbrochen ist und gleichzeitig ein optisches und/odot akustisches
Signal auslösbar ist.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung
vorgeschlagen, bestehend aun einem zylindrischem Grundkörper mit einer im Winkel
sUr HaUptachse, vorzugsweise einem Winkel von 45°, angeordneten Profstückaufnahme,
einem im Winkel zur Hauptachse, vorzugsweise im Winkel von 90°, angeordnetem gegenüber
einer im Oberteil angeordneten Lichtquelle konstanter Strahlungsintensität teilweise
abgedecktem Meßmittel, Vorzugsweise einer federnd angeordneten Meßwalze und einem
der Lichtquelle gegenüber angeordnetem Fotowiderstand, vorzusgweise einem Großflächen-Fotowiderstand,
Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß in.
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einer der Meßwalze angeordneten Nut ein Eichmittel, vorzugsweise eine'
durch eine Abdeokplatte veränderliche Lochblende aufnehmbar ist, Erfindungsgemäß
wird für die Verwendung in Fertigungsfließstraßen eine Anordnung vorgeschlagen,
bestehend aus einem Ständer, einer Aufnahmevorrichtung für das Meßgerät,
einer
Höhenverstellung fUr die Aufnahmevorrichtung und einer Zufuhreinrichtung.
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Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 t das Meßprinzip Fig. 2 t das Meßgerät
im Sohnitt Fig. 3 : die Meßgeräteanordnung für Fertigungsfließstraßen Pig. 4 t die
Eichtabelle Spanend bearbeitete Werkstücke, 1 aus OPV- oder plastbeschichteten Holz-
und/oder Faserwerkstoffen weisen vorwiegend im Bereich des Beschichtungsmaterials
2 an der Oberseite der Werkstücke die Qualität der Werkstücke bestimmte Kantenausbrüohe
3 auf.
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Da die Qualität der Werkstückkante 4 von der Anzahl und der Größe
der Kantenausbrüche 3 abhängig ist, erfolgt eine toto-optisehe Ausmessung der Fläche
der Kantenausbrüche 3 innerhalb einer duroh die Größe des Meßgerätes 5 bestimmten
Meßstrecke.
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An der Werkstückoberfläche 6 und an die Wekstückschmalfläche 7 wird
das Meßgerät in einem Winkel von 450 zur Werkstückoberfläche 6 angelegt. Dabei wird
das im Meßgerät 5 angeordnete Meßmittel 8, welches federnd gelagert ist, an die
Werkstückkante 4 angedrückt. Da die zu prüfende Werkstückkante 4 Formabweichungen
aufweisen kann, hat sich zur Vermeidung von Meßungenauigkeiten
eine
Länge der Meßstrecke von 35 mm als die Günstigste erwiesen.
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Die durch das Meßmittel 8 gebildete MeOstreoke wird durch eine Im
Winkel von 45 zur Werkstückoberfläche 6 einwirkende Lichtquelle 9 konstanter Strahlungsintensit-at,
gedämpft durch einen Filter 10, vorzugsweise eine Opalglasscheibe, ausgeleuchtet
Durch das Anliegen des Meßmittel 8 an der Werkstückkante 4 erfolgt im Idealfall
kein Lißhtdurchtritt, Bildet die Werkstückkante 4 durch Kantenausbrüche 3 mit dem
Meßmittel jedoch keine geschlossene Linie, so erfolgt an den Kantenausbrüchen 3
ein Lichtdurchtritt, Dieses Restlicht wird von einem Fotowiderstand 11, vorzugsweise
von einem Großflächen-Fotowiderstand, aufgenommen. Durch eine ansich bekannte Widerstandsmeßbrücke
wird der Widerstand erfaßt.
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Der an der Widerstandsmeßbrücke ablesbare Wert stellt einen Wert für
die Qualität der Werkstüokkante 4 dar.
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Wählt man aus einer größeren Anzahl von Werkstücken mehrere Werkstücke
aus, die. nach visueller Beurteilung eine unterschiedliche Qualität der Werkstückkanten
aufweisen aus-und wird mit einem Meßmikroskop die Fläche der Kantenauebrttche ausgemessen,
so kann festgestellt werden indem diese Werkstlloke einer weiteren Verarbeitung
untersogen werden, für Welche weitere Verarbeitungstechnologie, welche Flächengröße
der Kantenausbrüche noch vertretbar ist.
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Nach dem Ausmessen mit dem Meßmikroskop wird mit dem beschriebenem
Meßprinzip auf foto-optischem Wege für jede ermittelte Fläche der Eantenausbzüche
der Widerstand festgestellt. Trägt man den ermittelten Widerstand und die Fläche
der Kantenausbrüche, wobei es vorteilhaft ist, den reziproken \;rt der Fläche der
Kantenausbrüche bezogen auf die Meßstrecke zu verwenden, in ein doppelt logarithmisches
Koordinatensystem ein, so erhält man einen linearen Zusammenhang, welcher zur Eichung
des Meßgerätes günstig ist.
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Zur Eichung des Meßgerätes 5 dient ein aus einer Lochblende 12 und
einem Abdeckblech 13 bestehendes Eichmittel.
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Die Weichung wird wie nachfol end besctirieben vorgenommen.
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Das für eine bestimmte Verarbeitungstechnologie erforderliche Qualitätsinaß,
reziproker Wert der Fläche der Kantenausbrüche bezogen auf die Meßstrecke, wird
in der Eichtabelle aufgesucht und durch eine Senkrechte mit der Eichkurve verbunden.
Der Schnittpunkt ergibt den Wert für den Fotowiderstand, welcher in # aus der Eichtabelle
abgelesen werden kann. Die Lochblende 12 und das Abdeckblech 13 werden in der Nut
14 der Meßwalze 15 aufgenommen.
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Das Abdeckblech 13 wird über der Lochblende 12 so verschoben, daß
eine dem erforderlichen Fotowiderstand entsprechende Anzahl von Bohrungen 16 der
Lochblende 12 freigegeben werden. Dabei-wird über einen an sich bekannten und der
Lichtquelle 9 vorgeschalteten Regeltrafo die Feineichung vorgenommen.
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Nachfol-end die Beschreibung des Meßgerätes 5.
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Im Grundkörper 17 ist eine Aussparung 18 mit einem Öffnungswinkel
von 900 vorgesehen, deren Mittelachse Zur Hauptachse des Grundkörpers 17 einen Winkel
von 90° bildet. Der Grundkörper 17 ist mit einer Abdeckung 19 verschlossen, welche
den Lampensockel 20 für die Lichtquelle 9 aufnimmt, Für den Anschluß ist eine Schraubklemme
21 vorgesehen. Im Grundkörper 17 und in der Abdeckung sind Büftungsbohrungen 22
vorgesehen. Im Grundkörper 17 ist weiterhin ein Langloch 23 zur Aufnahme der mit
einer Nut 14 versehenen Meßwalse vorgesehen. .Die federnde Anordnung der Meßwalze
15 wird dadurch erreicht, daß im Grundkörper 17 ein Fühzungsstift 24 angeordnet
ist, der zur Führung einer Druokfeder 25 dient. Oberhalb des Führungsstiftes 24
ist Abdichtgummi 26 zur"Abdichtung der Meßwalze 15 angeordnet.
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Der Gzundkörper 17 wird durch eine zweite Abdeckung 27 verschlossen.
Auf der zweiten Abdeckung ist eine Schichtstoffunterlage 28 vorgesehen, auf welcher
der Fotowiderstand 11 befestigt ist. Der Anschluß des Fotowiderstandes 11 erfolgt
über die Schraubklemmen 29, Da das Meßgerät 5 nicht an eine bestimmte Werkstückdicke
gebunden sein soll, ist in der Aussparung 18 eine federnde Abdichtung 30 vorgesehen.
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Die beschriebene Ausführung des Meßgerätes 5 ist geeignet für die
Anwendung bei Messungen von Einzelwerkstücken außerhalb einer Fertigungsfließstraße.
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Für die Anwendung in Feztigungsfließstraßen ist eine spezielle Aufnahmevorrichtung
31 vorgesehen, welche nachfolgend näher beschrieben wird, Der Grundkörper 32 wird
auf dem Maschinengestell 33 der Maschine an der die Messungen erfolgen soll mittels
Schraube 34 befestigt. Zur besseren Justierung sind im Grundkörper 32 Langlöcher
35 vorgesehen.
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Der Grundkörper besitzt eine Führung 36, vorzugsweise prismatischen
Querschnitts, zur Aufnahme des Meßgeräteträgers 37. Die Höheneinstellung des Meßgeräteträgers
37, welche in Abhängigkeit von der Werkstückdicke erfolgt, wird über die Gewinde
spindel 38 vorgenommen, zu deren Festlegung die Kontermutter 39 dient, Die Gewindespindel
wird dabei in der Nase 40 des Grundkörpers 32 und der Nase 41 des Meßgeräteträgers
37 geführt. Im Meßgeräteträger 37 ist eine Führung 42, vorzugsweise prismatischen
Querschnitts, zur Aufnahme des Führungsstückes 42 vorgesehen.
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Um das Meßgerät 5 in Meßstellung zu bringen, ist auf dem Meßgeräteträger
37 ein Verstellelement, vorzugsweise ein Pneumatikzylinder 44 vorgesehen, dessen
Kolbenstange 45 mit dem Führungsstück 43 verbunden ist.
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Die Steuerung des Pneumatikylinders 44 zur Auslösung der Hin- und
Herbewegung kann mit ansich bekanntan in die Durchlaufbahn der eckstücke ragende
Schalter erfolgen.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 = Werkstück 2 = Beschichtungsmaterial
3 = Kantenausbruch 4 = Werkstückkante 5 = Meßgerät 6 = Werkstoberfläche 7 = Werkstückschmalfläche
8 = Meßmittel 9 = Lichtquelle 10 = Filter 11 = Fotowiderstand 12 = Lochblende 13
= Abdeckblech 14 = Nut = Meßwalze 16 = Bohrung 17 = Grundkörper 18 - Aussparung
19 = Abdeckung 20 = Lampensockel 21 = Schraubklemme 22 = Lüftungsbohrung 23 = Langloch
24 = Führungsstift 25 = Druckfeder 26 = Abdichtgummi
27 = zweite
Abdeckung 28 = Schichtstoffunterlage 29 = Schraubklemme 30 * federnde Abdichtung
31 = Aufnahmevorrichtung 32 = Grundkörper 33 = Maschinengestell 34 = Schrauben 35
= Langlöcher 36 = Führung 37 = Meßgeräteträger 38 = Gewindespindel 39 = Kontermutter
40 = Nase 41 = nase 42 = Führung 43 = Führungsstück 44 = Pneumatikzylinder 45 =
Kolbenstange