DE2200392C3 - Meßanordnung zur Bestimmung der Kantenqualität an Schnittkanten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung und eine gießvorrichtung zur Bestimmung der Kantenqualität an Schnittkanten von spanend bearbeiteten OPV- oder 6^ jlastbeschichteten Holz- und/oder Faserwerkstoffen.

Für die Weiterverarbeitung spanend bearbeiteter DPV- oder plastbeschk'hteter Holz- und/oder Faser-Λ/erkstoffe ist die Einhaltung einer Mindestqualität der Plattenkanten erforderlich, um nachfolgende Bearbei-Hingen, beispielsweise Schmalflächenbeschichtung, in einwandfreier Qualität zu gewährleisten.

Die Kantenqualität wird bestimmt durch die Anzahl und die Größe der im Flächenbeschichtungsmaterial vorhandenen Kantenausbrüche, welche durch die spanende Bearbeitung desselben entstanden sind.

In der Praxis wird bei der Serienfertigung eine visuelle Beurteilung zur Einschätzung der Kantenqualität vorgenommen. Das bedeutet, daß für die weitere Verarbeitung noch vertretbare Kantenqualität subjektiven Einflüssen unterliegt.

Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß eine durch den Beurteilenden noch als ausreichend angesehene Kantenqualität sich bei der weiteren Verarbeitung, beispielsweise der Schmalflächenbeschichtung, als nicht mehr ausreichend erweist.

Als Folgeerscheinungen sind fehlerhafte Verklebungen des Schmalflächeiibeschichtungsmaterials mit dem Grundwerkstoff, Nacharbeit, Ausschuß und Materialverlust bzw. erhöhter Verschnitt zu verzeichnen.

Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Kantenqualität ist durch das Ausmessen der Fläche der Kantenausbrüche auf einer festgelegten Meßstrecke untet 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, daß die subjektiven Einflüsse ausgeschlossen sind, ist aber auch noch mit Nachteilen behaftet.

An erster Stelle ist zu nennen, daß für die Durchführung und Auswertung der Messungen qualifizierte Arbeitskräfte benötigt werden, welche jedoch in den Betrieben mit Serien- und/oder Fließfertigung nicht immer zur Verfugung stehen, so daß eine bevorzugte Anwendung nur für Laboruntersuchungen in Frage kommt.

Für den Einsatz in Betrieben mit Serien- und/oder Fließfertigung ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als für die Durchführung der Messungen ein Produktionsstop vorgenommen werden muß, bis das Ergebnis der Messungen vorliegt, da erst danach die notwendigen Entscheidungen, wie Werkzeugwechsel, Veränderung der Schnittgeschwindigkeit, Veränderung des Werkstückvorschubes, getroffen werden können.

Der für die Messungen erforderliche Produktionsstop bringt zwangsläufig Produktionsausfall, Stillstands- und Wartezeiten mit sich, da die Messungen nach Stichprobenplänen erfolgen müssen und zeitlich zwischen vorzunehmender Messungen und technologisch bedingter Stillstands- und Wartezeiten keine, beziehungsweise in den seltensten Fällen Übereinstimmung erzielt werden kann. Die Durchführung der Messungen bei weiterlaufender Produktion, indem die für die Stichprobe erforderlichen Werkstücke aus der Fertigungsfließstraße entnommen werden, ist nicht möglich, da be negativem Ergebnis der Messung, Überschreitung de; zulässigen Meßwertes, die nach der Entnahme de: Stichprobenwerkstückes weiterhin gefertigten Werk stücke als Ausschuß zu betrachten sind.

In der OS 19 26 979 ist ein Verfahren zur Prüfung voi Anschlifffiachen beschrieben, bei welchem kohären einfallende Lichtsirahlen und die durch die zu prüfend Anschlifffläche reflektierten Lichtstrahlen Verwendun, finden. Dieses Verfahren ist jedoch zur Bestimmung de Kantenqualität ungee.gnet, da einmal keine Flächen ir

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!inns der OS 19 26 979 vorhanden sind und zum inderen das Reflexionsvermögen von Holz- und/oder -aserstoffen ungenügend ist, um den gewünschten Effekt zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung zur Bestimmung der Kantenqualität an Schnittkanten von spanend bearbeiteten OPV- oder plastbeschichteten Holz- und/ocier Faserwerkstoffen zu schaffen, durch welche unter Vermeidung subjektiver Einflüsse, Produktionsausfall und Ausschuß während ro der Zeit der Kantenqualitätsbestimmung mit Hilfe einer einfachen optischen Meßvorrichtung die Zahl der Kantenausbrüche und deren Breite und Tiefe im Flächenbeschichtungsmaterial sowohl am Einzelwerkstück als auch während der Serien- bzw. Fließfertigung erfaßt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zahl und Flächengröße von Kamenausbrüchen im Flächenbeschichtungsmaterial erfaßt wird, in dem an die Werkstückkante zwischen Werkstückoberfläche und Werkstückschmalfläche eine federnd gelagerte, die Meßstrecke festlegende Meßwalze vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Werkstückoberfläche angedrückt wird, die Meßstrecke durch eine im Winkel von 45° zur Werkstückoberfläche einwirkende Lichtquelle konstanter Strahlungsintensität ausgeleuchtet und der bei Kantenausbrüchen entstehende Lichtdurchtritt zwischen Werkstück und Meßwalze von dem. Fotowiderstand einer Widerstandsmeßbrücke erfaßt wird, wobei der ermittelte Widerstandswert mit einem durch Eichen der Meßanordnung für eine bestimmte Fläche festgestellten Wert verglichen wird.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Widerstandsmeßbrücke zur Ermittlung des Widerstandswertes in eine Schaltanlage zur Steuerung einer Fließstraße eingebaut ist und bei negativer Abweichung des Widerstandswertes von einem vorgegebenem Widerstandswert der Antrieb des Werkstückvorschubes durch ein Schaltrelais unterbrochen ist und gleichzeitig ein optisches und/oder akustisches Signal ausgelöst wird.

Für die Meßanordnung wird eine Meßvorrichtung vorgeschlagen, die aus einem Grundkörper besieht, welcher zur Werkstückaufnahme eine Aussparung mit einem öffnungswinkel 90° aufweist, deren Mittelachse zur Hauptachse des Grundkörpers einen Winkel von 90" bildet, daß weiterhin im Schnittpunkt der beiden Achsen die federnd gelagerte Meßwalze angeordnet ist, welche gegenüber einer im Oberteil des Grundkörpers angeordneten Lichtquelle teilweise abgedeckt ist, und daß im Unterteil des Grundkörpers ein der Lichtquelle gegenüber angeordneter Fotowiderstand, vorzugsweise Großflächen-Fotowiderstand, befestigt ist.

Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß in einer der Meßwalze angeordneten Nut ein Eichmittel, vorzugsweise eine durch ein Abdeckblech veränderliche Lochblende vorgesehen ist.

Für die Verwendung in Fertigungsfließstraßen wird eine Anordnung vorgeschlagen, bestehend aus einem Slander, einer Aufnahmevorrichtung für die Meßvor- (,0 richtung, einer Höhenverstellung für die Aufnahmevorrichtung und einer Zuführeinrichtung.

Die vorgeschlagene Meßanordnung und die vorgeschlagene Meßvorrichiung ermöglichen es, die Kantenqualität an Schnittkanten von spanend bearbeiteten OPV- oder plastbeschichteten Holz- und/oder Faserwerkstoffen unter Ausschaltung subjektiv beeinflußter Rpujprtiini?skriterien zu bestimmen.

Dies ist insofern möglich, da durch die vorgeschlagene Meßanordnung die Anzahl und die Größe der im FlächenbesCiiichtungsmaterial vorhandenen Kantenausbrüche, welche durch die spanende Bearbeitung' entstanden sind, ausgemessen wird.

Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 die Meßanordnung im Prinzip, F i g. 2 die Meßvorrichtung im Schnitt, F i g. 3 die Anordnung der Meßvorrichtung in Fertigungsfließstraße,
Fig.4die Eichtabelle,

F i g. 5 die Meßvorrichtung mit dem Eichmittel. 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 Werkslücke besiimmende Kantenausbrüche 3 auf.

Da die Qualität der Werkstückkante 4 von der Anzahl und der Größe der Kantenausbrüche 3 abhängig ist, erfolgt eine fotooptische Ausmessung der Fläche der Kantenausbrüche 3 innerhalb einer durch die Größe der Meßvorrichtung 5 bestimmten Meßstrecke.

An der Werkstückoberfläche 6 und an die Werkstückschmalfläche 7 wird die Meßvorrichtung in einem Winkel von 45° zur Werkstückoberfläche 6 angelegt. Dabei wird das in der Meßvorrichtung 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.

Die durch das Meßmittel 8 gebildete Meßstrecke wird durch eine im Winkel von 45° zur Werkstückoberfläche 6 einwirkende Lichtquelle 9 konstanter Strahlungsintensität, gedämpft durch einen Filter 10, vorzugsweise eine Opalglasscheibe, ausgeleuchtet

Durch das Anliegen des Meßmittels 8 an der Werkstückkante 4 erfolgt im Idealfall kein Lichtdurchtritt.

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 an sich bekannte Widerstandsmeßbrücke wird ein Widerstand erfaßt.

Der an der Widerstandsmeßbrücke ablesbare Wert stellt einen Wert für die Qualität der Werkstückkante dar. Wählt man aus einer größeren Anzahl von Werkstücken mehrere Werkstücke, die nach visueller Beurteilung eine unterschiedliche Qualität der Werkstückkanten aufweisen, aus, und wird mit einem Meßmikroskop die Fläche der Kantenausbrüche ausgemessen, se kann festgestellt werden, indem diese Werkstücke einer weiteren Verarbeitung unterzogen weroen, für welche weitere Verarbeitungstechnologie, welche Flächengröße der Kantenausbrüche noch vertretbar ist.

Nach dem Ausmessen mit dem Meßmikroskop wird mit der beschriebenem Meßanordnung auf foto-optischem Wege für jede ermittelte Fläche der Kantenausbrüche der Widerstand festgestellt. Trägt man den ermittelten Widerstand und die Flache der Kantenausbrüche, v.ubei es vorteilhaft ist, den reziproken Wert der Fläche der Kantenausbrüche, bezogen auf die Meß-

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strecke, zu verwenden, in ein doppelt logarithmisches Koordiantensystem ein, so erhält man einen linearen Zusammenhang, welcher zur Eichung der Meßvorrichtung günstig ist.

Zur Eichung der Meßvorrichtung dient ein aus einer Lochblende 12 und einem Abdeckblech 13 bestehendes Eichmittel. Die Eichung wird wie nachfolgend beschrieben vorgenommen. Das für eine bestimmte Verarbeitungstechnologie erforderliche Qualitätsmaß, 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 kQ aus der Eichtabelle abgelesen werden kann. Die Lochblende 12 und das Abdeckblech 13 werden in der Nut 14 der Meßwalze 15 aufgenommen.

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.

Nachfolgend die Beschreibung der Meßvorrichtung 5. Im Grundkörper 17 ist eine Aussparung 18 mit einem Öffnungswinkel von 90° 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 Lüftungsbohrungen 22 vorgesehen. Im Grundkörper 17 ist weiterhin ein Langloch 23 zur Aufnahme der mit einer Nut 14 versehenen Meßwalze 15 vorgesehen. Die federnde Anordnung der Mcßwalze 15 wird dadurch erreicht, daß im Grundkörper 17 ein Führungsstift 24 angeordnet ist, der zur Führung einer Druckfeder 25 dient. Oberhalb des Führungsstiftes 24 ist Abdichtgummi 26 zur Abdichtung der Mcßwalze 15 angeordnet.

Der Grundkörper 17 wird durch eine zweite Abdeckung 27 verschlossen. Auf der zweiten Abdekkung ist eine Schichtstoffunterlage 28 vorgesehen, auf welcher der Fotowiderstand 11 befestigt ist. Der Anschluß des Fotowiderstandes 11 erfolgt über die Schraubklemmen 29. Da die Meßvorrichtung 5 nicht an eine bestimmte Werkstückdicke gebunden sein soll, ist in der Aussparung 18 eine federnde Abdichtung 30 vorgesehen.

Die beschriebene Ausführung der Meßvorrichtung 5 ist geeignet für die Anwendung bei Messungen von Einzelwerkstücken außerhalb einer Fertigungsfließstraße.

Für die Anwendung in Fertigungsfließstraßen 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.

Der Grundkörper besitzt eine Führung 36, vorzugsweise prismatischen Querschnitts, zur Aufnahme des Meßvorrichtungsträgers 37. Die Höheneinstellung des Meßvorrichtungsträgers 37, welche in Abhängigkeit von der Werkstoffdicke erfolgt, wird über die Gewindespindel 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 Meßvorrichtungsträgers 37 geführt. Im Meßvorrichtungsträger 37 ist eine Führung 42, vorzugsweise prismatischen Querschnitts, zur Aufnahme des Führungsstückes 42 vorgesehen.

Um die Meßvorrichtung 5 in Meßstellung zu bringen, ist auf dem Meßvorrichtungsträger 37 ein Verstellungselement, vorzugsweise ein Pneumatikzylinder 44 vorgesehen, dessen Kolbenstange 45 mit dem Führungsstück 43 verbunden ist.

Die Steuerung des Pneumatikzylinders 44 zur Auslösung der Hin- und Herbewegung kann mit an sicli bekannten in die Durchlaufbahn der Werkstücke ragende Schalter erfolgen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

¹ .m-v.-

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Meßanordnung zur Bestimmung der Kantenqualität an Schnittkanten von spanend bearbeiteten OPV- oder plastbeschichteten Holz- und/oder Faserwerkstoffen, durch Erfassung der Zahl und Flächengröße von Kantenausbrüchen im Flächenbeschichtungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, da3 an die Werkstückkante (4) zwischen Werkstückoberfläche (6) und Werkstückschmalseite (7) eine federnd gelagerte, die Meßstrecke festlegende Meßwalze (8, 15) od. dgl. vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Werkstückoberfläche (6) angedrückt wird, die Meßstrecke durch eine im Winkel von 45° zur Werkstückoberfläche (6) einwirkende Lichtquelle (9) konstanter Strahlungsintensität ausgeleuchtet und der bei Kantenausbrüchen entstehende Lichtdurchtritt zwischen Werkstück (t) und Meßwalze (8,15) von dem Fotowiderstand (U) einer Widerstandsmeßbrücke erfaßt wird, wobei der ermittelte Widerstandswert mit einem durch Eichen der Meßanordnung (5) für eine bestimmte Fläche festgestellten Wert verglichen wird.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmeßbrücke in eine Schaltanlage zur Steuerung einer Fließstraße eingebaut ist und bei negativer Abweichung des Widerstandswertes von einem vorgegebenen Widerstandswert der Antrieb des Werkstückvorschubes durch ein an sich bekanntes Schaltrelais unterbrochen und gleichzeitig ein optisches und/ oder akustisches Signal ausgelöst wird.

3. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung aus einem vorzugsweise zylindrischen Grundkörper (17) besteht, welcher zur Werkstückaufnahme eine Aussparung (18) mit einem öffnungswinkel von 90° aufweist, deren Mittelachse zur Hauptachse des Grundkörpers (17) einen Winkel von 90° bildet, daß weiterhin im Schnittpunkt der beiden Achsen die federnd gelagerte Meßwalze (15) angeordnet ist, welche gegenüber einer im Oberteil des Grundkörpers (17) angeordneten Lichtquelle (9) teilweise abgedeckt ist, und daß im Unterteil des Grundkörpers (17) ein der Lichtquelle (9) gegenüber angeordneter Fotowiderstand (11) vorzugsweise Großflächen-Fotowiderstand, befestigt ist.

4. Meßanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer in der Meßwalze (15) angeordneten Nut (14) ein Eichmittel, vorzugsweise eine durch ein Abdeckblech (13) veränderliche Lochblende (12) vorgesehen ist.

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