DE8630816U1

DE8630816U1 - Bandschleifmaschine

Info

Publication number: DE8630816U1
Application number: DE19868630816
Authority: DE
Original assignee: Karl Heesemann Maschinenfabrik & Co Kg 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Current assignee: Karl Heesemann Maschinenfabrik & Co Kg 4970 Bad Oeynhausen De GmbH
Priority date: 1986-11-18
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1988-12-01

Description

Karl Heesemann Maschinenfabrik GmbH & Co. KG Reuterstraße 15

49 70 Bad Oeynhausen

359-24 DE-2

Datum

24. Oktober 1988

Bandschleifmaschine ;

Die Erfindung betrifft eine Bandschleifmaschine mit einem eine Vielzahl von quer zur Förderrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks nebeneinander angeordneten Druckschuhen aufweisenden Druckbalken, bei dem jedem Druckschuh eine eigene, in Abhängigkeit von Werkstückparametern betätigbare Andruckeinrichtung zugeordnet ist, wobei die Andruckkraft der Andruckeinrichtung mittels einer die Werkstückparameter sowie örtliche und zeitliche Daten des Werkstücktransportvorgangs berücksichtigenden Signalverarbeitungseinheit gesteuert wird und zur Ermittlung von Werkstückparameterr. sine Lichtquelle die Oberfläche des Werkstücks beleuchtet, die in Förderrichtung vor oder hinter der Auftreffstelle des Lichts angeordnet ist, und ein Lichtsensor zur Detektion des auf die Werkstückoberfläche getroffenen Lichts vorhanden ist.

Eine derartige Bandschleifmaschine ist durch die DE-PS 34 02 1OU bekannt. Sie bietet den Vorteil, die Andruckkraft der einzelnen Druckschuhe einzeln in Abhängigkeit von der Werkstückform regeln zu können. Hierbei wird ein flächiges Werkstück vorausgesetzt, so daß die Werkstückform durch die äußere Begrenzung des flächigen Werkstücks bestimmt ist. Die Regelung der Andruckkraft hat den Sinn, ein zu starkes Abschleifen der Kanten des Werkstücks

Theodor-Heuss-Straße 2 D-3300 . Braunschweig

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zu vermeiden. Nachdem die WerkstUckform erkannt worden ist, werden die entsprechenden Druckschuhe, die sich im Bereich der Kante befinden, von der Mitte des Werkstücks aus zur Kante hin mit abnehmender Andruckkraft gegen das Werkstück gedrückt, so daß das unerwünschte Rundschleifen der Kanten wirksam vermieden wird. Die bekannte Bandschleifmaschine ist auch in der Lage, Dickenunterschiede von verschiedenen Werkstücken bei gleicher Maschineneinstellung zu berücksichtigen. Hierzu ist den Abtastrollen für die Vlerkstückformerkennung eine Dickenmeßeinrichtung vorgeschaltet, die an einer Stelle die Dicke des Werkstücks mißt, so daß die Dicke des Werkstücks durch die Steuerung der Andruckkraft berücksichtigt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Bandschleifmaschine so auszubilden, daß die Werkstückerkennung mit einer einfachen Vorrichtung möglich ist, die darüber hinaus auch eine Erkennung von Verwerfungen und anderen Unregelmäßigkeiten erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das auf die Oberfläche des Werkstücks auftreffende Licht der Lichtquelle quer zur Förderrichtung linienförmig geformt ist und daß dor Lichtsensor einen Bereich abtastet, dessen Breite mindestens der Breite des Druckbalkens entspricht und dessen Länge mindestens so groß ist, daß durch unterschiedlich dicke und/oder unebene Werkstücke bedingte Verschiebungen der auf den Werkstücken sichtbaren Lichtlinie in Förderrichtung erfaßt werden.

Die erfindungsgemäße Bandschleifmaschine erlaubt nicht nur die einfache Erkennung der Umrißform des Werkstücks, sondern auch eine gleichzeitige Erkennung der Dicke sowie der Oberflächenform. Durch die Projektion eines linsenförmigen Lichtstriches quer zur Förderrichtung mit einer Lichtquelle, die vor oder hinter der Auftreffstelle angeordnet ist, führen Höhenunterschiede an der Oberfläche des Werkstücks zu entsprechenden Ver-

Setzungen in Förderriohtung. Das linienförmig erzeugte Licht einer in Förderriohtung hinter der Auftreffstelle angeordneten Lichtquelle trifft auf das Werkstück früher auf als die Transportebene, so daß die Querlinie auf der Oberfläche des Werkstücks in Förderrichtung hinter der Querlinie auf der Forderebene des Förderbandes abgebildet wird. Weist die Oberfläche des Werkstücks eine schüsseiförmige Verwerfung auf, entsteht eine Lichtlinie, die von den höheren Kanten des Werkstücks bis zur tiefstgelegenen Mulde von hinten nach vorn durchgebogen ist: In ähnlicher Weise führt ein auf der Oberfläche aufgeklebtes Fugenpapier oder eine sonstige treppenförmige Höhenänderung zu einem entsprechenden nach hinten weisenden Absatz der Lichtlinie. Mit Hilfe des Lichtsensors wird die Position der Lichtlinie in Förderrichtung gemessen und durch die Signalverarbeitungseinheit einer lokalen Höhe des Werkstücks zugeordnet. Auf diese Weise lassen sich ohne weiteres Verwerfungen des Werk-Stückes, Oberflächenunregelmäßigkeiten usw. erkennen und im Schleifvorgang berücksichtigen. Bei der vorstehend angegebenen Lösung wird das Licht der Lichtquelle linienförmig geformt, so daß der linienförmige Lichtstreifen kontinuierlich auf dem Werkstück bzw. in der Förderebene erzeugt wird.

Die Formung des linienförmigen Lichtstriches kann auch dadurch erfolgen, daß ein Lichtstrahl mit noher Frequenz geradlinig quer zur Förderrichtung bewegt wird, so daß ein ständig erleuchteter Lichtstreifen entsteht.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Lichtsensor aus einer Halbleiterkamera, deren lichtempfindliche Elemente wie bei einer üblichen Fernsehkamera flächig angeordnet sein können.

Die Halbleiterkamera kann aber auch eine preiswertere sogenannte Linienkamera sein, bei der die lichtempfindlichen Elemente linienförmig angeordnet sind. Zur Abtastung wird mittels einer mechanisch bewegten optischen Einrichtung eine Bewegung der von

der Halbleiterkamera zu erfassenden Abbildung des Bereichs im wesentlichen senkrecht zur Erstreckung der lichtempfindlichen Elemente bewirkt. Entlang der linienförmig angeordneten lichtempfindlichen Elemente erfolgt die Abtastung elektron*3ch. Bei dieser Anordnung ist es vorteilhaft, wenn die lagemäßige Anordnung der lichtempfindlichen Elemente der Förderrichtung entspricht, so daß in Förderrichtung die elektronische Abtastung und Quer zur Förderrichtung die mechanisch gesteuerte' Abtastung erfolgt. Die mechanische Bewegung der optischen Einrichtung wird vorzugsweise durch die Drehbewegung eines Umlenkspiegels realisiert. In anderen Ausführunpsformen findet die Ablenkung des Strahls durch oszillierend bewegte reflektierende oder durchstrahlte Prismen statt.

Jie aufgrund einer unter Umständen nur geringen Verschiebung der Lichtlinie in Förderrichtung bedingte geringe Auflösung kann in vorteilhafter Heise dadurch erhöht werden, daft die Länge der Abbildung des abzutastenden Bereichs auf der Oberfläche der Halbleiterkamera gedehnt ist. Dies kann mittels einer zylindrischen Linse oder eines zylindrischen Umlenkspiegel» geschehen. Da in Förderrichtung die Höhenerkennung für die Oberfläche stattfindet, ist die Dehnung in dieser Richtung für die erflndungsgeaäAe Werkstückerkennung von besondere· Vorteil.

Die erfindungageaäfte Anordnung IaAt sieh vorteilhaft dazu verwenden, eine auf dar Werkstück aufgebrachte Markierung der Werkstoff art, beispielsweise der Holzart, ohne weiteres aitiuerkonnen. Hierzu umfaftt die Signalverarbeitungseinheit eine Auswertung» ^inriohtung für auf die Werkstücke aufgebrachte und sich quer zur Förderrlohtung erstreckende Strichcodes. Der beispielsweise auf das Werkstück aufgestellte Strichcode wird bei der linienförmigen Beleuchtung und Abt·' ing in stlner Hell-Dunkel-Verteilung erkannt und kann entspr« ii«nd zur Regelung des Druok- balktns verwendet werden. Hierdurch kann der Tsfcssotte Rechnung getragen werden, dai verschiedene Otterfläoheneafcerialien ver-

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schiedene Schleifdrucke erfordern.

In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Signalverarbeitungseinheit eine Einrichtung, die die vom Lichtsensor der SignalVerarbeitungseinheit zugeführten Signale nach mehreren Helligkeitsstufen klassifiziert. Mit einer derartigen Einrichtung läßt sich bei der Abtastung der linienförcigen Beleuchtung beispielsweise Fugenpapier erkennen. Das gilt zumindest dann, wenn das Fugenpapier einen starken Kontrast zur Oberfläche des Furniers aufweist. Ggf. kann dieser Effekt dadurch hervorgerufen werden, daß besonderes Fugenpapier, wie reflektierendes Fugenpapier, ein&efärbtes Fugenpapier oder mit einem fluoreszierenden Stoff getränktes Fugenpapier verwendet wird. Auf diese Weise kai*n erreicht werden, daß das in der herkömmlichen Technik sehr schwierig abzuschleifende Fugenpapier mit einem erhöhten Druck bearbeitet wird, so daß eine sichere Entfernung des Fugenpapiers möglich ist.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen nSher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 - eine schematische seitliche Darstellung einer

Brei tbandschlei-fma schice

Figur 2 - ein AusfOhrungsbeispiel für eine erfindungrgemäße Werkstückerkennungseinrichtung in einer seitlichen perspektivischen Ansicht

Figur 3 <- eine Draufsicht auf die Belichtungsanordnung fus Figur 2

Figur 4 - eine schematische Darstellung des Bildfeldes

für den Lichtsensor bei einem in Förderrichtting gestreckten abzutastenden Bereich

Figur 5 - eine schematlsche Darstellung der Abtastung mit einer Halbleiterkamera

Figur 6 - «in Beispiel für die Abtastung eines Strichcode· mit der dabei entstehenden Helligkeit·- verteilung 25

Figur 7 - «in Aueführungebeiapiel für die Abtastung von Fugenpapieratücken mit einer Darstellung der lugehurigen Belligkeitsverteilumy.

In Figur 1 ist «in Transportband 1 für Werkstück· 2 dargestellt. Da· Transportband 1 läuft xvischen sw«L ömlenkrol-1·&eegr; 2,4, von d«n«n «in« asfetrleben let. lyr n-Archftthrung dar 9«wttn«oht«n Ob«rilHch«nb«arb«itung Haft am Wtrketeek auf den Transportband 1 unter einen Schleifband S hinduroh _# da· al· endlose· Band auegebildet nnd um mindesten·

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drei ümlenkrollen 6 geführt ist. (Die obere Umlenkrolle 1st: In der Zeichnung nicht, dargestellt.) Zwei der ümlenkrollen 6 sind parallel zum Obertrum des Transportbandes 1 ausgerichtet, so daß das Schleifband 5 zwischen den beiden Rollen 6 (Schleifzone) parallel zum Obertrum des Transportbandes 1 verläuft. Das Schleifband 5 wird zwischen den beiden genannten ümlenkrollen 6 mit Hilfe eines aus mehreren Druckschuhen 7 gebildeten Druckbalkens 13 gegen das Werkstück 2 gedrückt. Die Druckkraft jedes Druckschuhes 7 wird durch je eine aus

IC einem Elektromagneten gebildete Andrückeinrichtung 8 eingestellt, wobei der Erregerstrom des Elektromagneten über eine Spannungsversorgung 9 mit Hilfe eines eine Signalverarbeitungseinheit bildenden Rechners 10 eingestellt wird. Der Rechner 10 1st mit einer Werkstückerkennungseinrichtung 11 verbunden, die das Vorhandensein eines Werkstückteils Im Bereich des jeweiligen Druckschuhes 7 sowie weiterer Parameter des Werkstücks 2 erkennt und diese Informationen dem Rechner 10 weiterleitet. Hit dem Rechner 10 ist weiterhin ein Eingabetastenfeld 12a verbunden, mit dem z. B. die Höhe des Schleifdrucks beim vollflächigen Schleifen für das bestimmte Werkstück 2 eingegeben werden kann. Auf einem ebenfalls mit dem Rechner 10 verbundenen Bildschirm 12 können die in den Rechner 10 eingegebenen Daten sichtbar gemacht werden« Da das Werkstück 2 zwischen der Werkstückerkennungseinrichtung 11 und dem Druckbalken 13 eine gewisse Transportzeit durchläuft, darf die Steuerung durch die Werkstückerkennungseinrichtuntt Hnnicht sofort erfolgen. Die Einstellung einer festen Verzögerungszelt ist ungünstig, weil hierdurch Schwankungen der Vorechubge*clv-£r,digkeit des Transportban des 1 nicht berücksichtigt werden können und darüber hinaus bei einen Stillstand des Transportbandes 1 eine Fehleteuerung einsetzt. A<a· diesem Grunde 1st Äie Umlenkrolle 4 alt eines Impulsgeber 15 versehen, dessen Impulse in den Rechner 10 geleitet werden, der eelnereeit· lediglich 4ro Im- gang eines vorbestimmten Aasahl von Impulsen abzuwarten braucht, um die durch die Werkatückerkefuiungselnrichtung 11

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verureachte Steuerung vorzunehmen. Selbstverständlich sind auch andere Meßeinrichtungen für die Traneportgeschwindigkeit

Figur 2 zeigt ein AuefUhrungsbeispiel für eine erfindungsgeraäße Werkstückerkennungseinrichtung 11. Diese besieht aus einer Lichtquelle 16. deren Licht linienförmig geformt ist und auf der durch das Obertrum 1 gebildeten Transportebene einen senkrecht zur Förderrichtung F stehenden Lichtstrich 17 verursacht. Durch das in Figur 2 etwas zylindrisch nach oben geformt dargestellte Werkstück wird auf der Oberfläche des Werkstücks 2 ein gebogener Lichtstrich 17 erzeugt, der zu den Längskanten des Werkstücks 2 nach hinten gerichtet ist und eine in Förderrichtung F na«sh vorn gerichtete Wölbung aufweist. Diese Wölbung kommt dadurch zustande, daß die Lichtquelle 16 in Förderrichtung F hinter dem Wer?cstück angeordnet ist, also schräg auf das Werkstück 2 strahlt. Eine als Lichtsensor wirkende Halbleiterkamera 18 erkennt die Form der gebogenen Lichtlinie 17¹, indem sie die Oberfläche ; des Werkstücks 2 im wesentlichen senkrecht zur Transport- ' ebene abtastet. Durch die Erkennung der räumlichen Position der Lichtlinie 17' ermittelt der Rechner 10 die lokalen Höhen der Oberfläche des Werkstücks 2 und steuert entsprechend die Bandschleifmaschine.

Figur 3 verdeutlicht in einer Draufsicht von oben die Ausbildung der Lichtlinie 17 in der Transportebene des Obertrums 1 sowie der gebogenen Lichtlinie 17' auf der Ober- j fläche des Werkstücks 2. Die gestrichelten Linien 19 beider- seits der gebogenen Lichtlinie 17' begrenzen die Länge 1. ; des Bereichs 20, der durch die Halbleiterkamera 18 ab- , ,tet wird. Hierzu kann die Halbleiterkamera 18 in üblicher Weise . | flächig angeordneten Bildsensoren versehen sein, die den ge- I amten Bereich 20 mit .ihren Bildpunkten gleichzeitig ab- . | 3b tasten und seriell ausgelesen werden können. _ &uacgr;

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Der Abstand a «wlsahen der Lichtlinie 17 und dem vordersten Ende der gebogenen Lichtlinie 17* gibt ein MaB für die Dicke dee mit seinen Enden nach oben verworfenen Werkstücke 2 an, während das MaB b die Höhe der seitlichen Verwerfungen charakterisiert. .

Figur 4 zeigt echematlsch den selben Sachverhalt wie Figur 3,

jedoch mit einem Bild, bei dem die Abbildung dee abzutasten den Beraieha 30 In Pftrdet-rlehliuna P mit- Hilfe einor «vUn·

drischen Linse oder eines zylindrischen Umlenkspiegel gedehnt ist. Ersichtlich wird hierdurch die Auflösung in dem interessierenden Bereich 20 wesentlich vergrößert, so daß eine genauere Werkstückerkennung möglich 1st.

Figur 5 zeigt schematisch die Abtastung mit einer Halbleiterkamera 18', die nur linear ausgerichtete lichtempfindliche Elemente aufweist. Die Ausrichtung dieser linienförmig angeordneten lichtempfindlichen Elemente erfolgt so, daß diese das Werkstück 2 in Förderrichtung F abtasten, während die Abtastung senkrecht zur Förderrichtung F durch einen rotierenden Umlenkspiegel 21 vorgenommen wird. Die elektro-

n nische Abtastung mit Hilfe der linienförmig angeordneten lichtempfindlichen Elemente der Halbleiterkamera 18* erfolgt dabei wesentlich schneller als die durch die mechani- sehe Bewegung des Umlenkspiegels 21 verursachte Abtastung senkrecht zur Förderrichtung F.

Figur 6 zeigt eine außerordentlich vorteilhafte Ausnutzung der erfindungsgemäßen Werkstückerkennung 10. Dargestellt ist das vordere Ende eines Werkstücks 2, auf dem die gebogene Lichtlinie 17' aufgrund der Form der Oberfläche des Werkstücks 2 versetzt zu der Lichtlinie 17 in der Transportebene entsteht. Das vordere Ende des Werkstücks 2 ist mit einem aus drei Balken 22 unterschiedlicher Breite gebildeten Strichcode versehen, der die Form der gebogenen Lichtlinie 17* nicht verändert, bei der Abtastung im Lichtsensor 18,18'

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jedoch einen Helligkeitaverlauf erzeugt, der in Figur 6 ebenfalle dargestellt ist« Dieser Helligkeiteverlauf kann durch eine Erkennungseinrichtung alia Kennzeichen für ein bestimmtes Oberflächenmaterial erkannt und aur Steuerung der Bandschleifmaschine ausgenutzt werden. Selbstverständlich sind mit einem solchen Strichcode 22 auch andere, für den Schleifvorgang relevante Parameter kodierbar und automatisch bei der Abtastung mit dem Lichtsensor 18,18* erkennbar.

Eine ähnliche Ausnutzung der erfindungsgemäfien Werkstückerkennungeeinrichtung zeigt Figur 7. Ein seit langem bestehendes Problem beim Schleifen von furnierten Holzplatten besteht darin, daß zur Festlegung der Furnierstreifen Fugenpapiere 23 verwendet werden, die auf die Furnierschichten als Klebstreifen aufgeklebt werden. Diese müssen beim SchleifVorgang vollständig entfernt werden. Darüber hinaus soll der darunter befindliche Bereich ebenfalls sorgfältig geschliffen werden. Die Furnierpapiere 23 haben eine von der Zähigkeit des Oberflächenmaterials verschiedene Zähig keit, so daß ihre Entfernung beim SchleifVorgang häufig nicht vollständig gelingt.

Bei der erfindungsgemäßen Bandschleifmaschine kann ein für die Fugenpapiere 23 besonders starker Schleifdruck einge stellt werden, wenn die Fugenpapiere 23 als solche erkannt werden. Dies ist ohne weiteres möglich, wenn die Fugenpapiere 23 ein besonders kontrastreiches Signal bei der Beleuchtung mit der Lichtlinie 17* erzeugen. Bei dunkelfarbigem Furnierholz ist dies ohne weiteres durch die Verwendung von weißen Fugenpapieren 23 gegeben. Bei helleren Hölzern kann entweder schwarzes Fugenpapier 23 oder reflektierendes Fugenpapier 23 verwendet werden. Wird nur ein einlagiges Fugenpapier 23 verwendet, entsteht wegen der nur geringen Stärke des Fugenpapiers 23 praktisch keine Versetzung der Lichtlinie 17* aufgrund einer Höhenänderung. Der Lichtsensor 18,18· kann jedoch eines starken Helligkeitsunterschied

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detektieren. Eine derartige Kontraste, also Helligkeiesun·· terschiede, gegenüber der Umgebung erkennende Detektion»- einrichtung ermöglicht daher die erkennung dea Vorhandenseins von Pugenpapier 23, so daS die Bandsehieifttaechine in geeigneter Weise zur Entfernung des Fugenpapiers 23 automatisch gesteuert werden kann.

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Claims

Bandschleifmaschine mit einem eine Vielzahl von quer zur Förderrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks (2) nebeneinander angeordneten Druckschuhen (7) aufweisenden Druckbalken &igr;13), bei dem jedem Druckschuh (7) eine eigene, in Abhängigkeit von Werkstückparametern betätigbare Andruckeinrichtung (8) zugeordnet ist, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Andruckkraft der Andruckeinrichtung (8) mittels einer die Werkstückparameter sowie örtliche und zeitliche Daten des Werkstücktransportvorganges berücksichtigenden Signalverarbeitungseinheit (10), mit einer die Oberfläche des Werkstücks (2) beleuchtenden Lichtquelle (16), die in Förderrichtung vor oder hinter der Auftreffstelle des Lichtes angeordnet ist und mit einem Lichtsensor (18, 18') zur Detektion des auf die Werkstückoberfläche getroffenen Lichtes, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Oberfläche des Werkstücks (2) auftreffende Licht der Lichtquelle (16) quer zur ?örderrichtung (F) linienförmig geformt ist und daß der Abtastbereich (20) des Lichtsensors (18, 18') eine Breite, die mindestens der Breite des DrucKbalkens (13) entspricht&igr; und eine Läng- (1) aufweist,

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die mindestens so groß ist., daß durch unterschiedlich dicke und/oder unebene Werkstücke (2) bedingte Verschiebungen der auf den Werkstücken (2) sichtbaren Lichtlinie (17') in Förderlich tung CF) erfaßt werden.
2. Bandschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsensor (18, 18') aus einer Halbleiterkamera besteht.
3. Bandschleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Elemente der Halbleiterkammer (18') linienförmig angeordnet sind und daß vor die Halbleiterkamera eine mechanisch bewegte optische Einrichtung zur Bildung des Abtastbereichs (20) senkrecht zur Erstreckung der lichtempfindlichen Elemente angeordnet ist.
4. Bandschleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lagemäßige Anordnung der lichtempfindlichen Elemente der Förderrichtung (F) entspricht.
5. Bandschleifmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung ein Umlenkspiegel (21) ist.
6. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 2-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Abbildung des abzutastenden Bereichs (20) auf der Oberfläche der Halbleiterkamera (18, 18') gedehnt ist.
7. Bandschleifmaschine nach eine.* der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinheit (3.0) eine Auswertungsschaltung für auf die Werkstücke aufgebrachte und sich quer zur Förderrichtung erstreckende Strichcodes (22) umfaßt.
8. Bandschleifmaschine nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch

gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungeeinheit (10) eine Schaltung umfaßt, die die vom Lichtsensor (18, 18') der Signal verarbeitungseinheit (10) eugeführten Signale nach mehreren Helligkeitsetufen klassifiziert.

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