eines Werkstücks

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten und/oder Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt

zumindest abschnittsweise auf Holz, Holzwerkstoff oder

Kunststoff besteht, mit einem Beschichtungsmaterial , nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Stand der Technik

Vorrichtungen zum Bearbeiten und/oder Beschichten eines

Werkstücks der eingangs genannten Art werden beispielsweise in der Möbelindustrie verbreitet eingesetzt, insbesondere um plattenförmige Werkstücke im Bereich ihrer Schmalfläche zu profilieren und/oder mit einem meist streifenförmigen

Beschichtungsmaterial zu versehen. Eine gattungsgemäße

Vorrichtung ist beispielsweise in EP 2 243 619 AI offenbart.

Die Variantenvielfalt sowohl der zu bearbeitenden bzw. zu beschichtenden Werkstücke als auch des Beschichtungsmaterials hat in den letzten Jahren immer weiter zugenommen und eine fast unüberschaubare Fülle erreicht. So variieren die

Werkstücke beispielsweise nicht nur in ihren Abmessungen und ihrer Materialbeschaffenheit, sondern auch die Farbgebung und die Ausbildung von Details wie Konturen werden in immer neuen Varianten auf den Markt gebracht. Gleiches gilt für das

Beschichtungsmaterial, das ebenfalls in immer neuen Varianten angeboten wird, wobei hier sowohl optische als auch

technische Weiterentwicklungen zu verzeichnen sind. Beim eigentlichen Beschichtungsvorgang obliegt es dann häufig einer Bedienperson, sowohl für die richtige Kombination von zu beschichtendem Werkstück und Beschichtungsmaterial zu sorgen als auch die Bearbeitungs- und/oder

Beschichtungseinrichtung teilweise auf die für diese

Kombination geeigneten Betriebsparameter einzustellen. Dies führt dazu, dass sehr hohe Anforderungen an die Qualifikation einer Bedienperson gestellt werden müssen. Soweit die

Qualifikation der Bedienperson nicht ausreichend ist, sind hohe Ausschussraten oder sogar Störungen des Betriebs der Vorrichtung zu verzeichnen.

Darstellung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten und/oder Beschichten eines

Werkstücks der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei einfacher Bedienbarkeit eine geringe Ausschussrate sowie einen stabilen Betrieb ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Bearbeiten und/oder Beschichten eines Werkstücks nach

Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Beschichten eines

Werkstücks nach Anspruch 10 gelöst. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen

Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Bearbeitungs ^¬ und/oder Beschichtungsbetrieb der erfindungsgemäßen

Vorrichtung auf eine klare und widerspruchsfreie

Informationsbasis zu stellen. Zu diesem Zweck ist

erfindungsgemäß vorgesehen, dass die gattungsgemäße

Vorrichtung mindestens eine Werkstück-Messeinrichtung

aufweist, die eingerichtet ist, mindestens eine Eigenschaft des Werkstücks zu messen, insbesondere eine Eigenschaft der zu bearbeitenden oder zu beschichtenden Oberfläche des

Werkstücks .

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung darüber hinaus eine Fügeeinrichtung (10) zum Fügen des

Beschichtungsmaterials (4) auf eine Oberfläche (2') des Werkstücks (2) und mindestens eine Beschichtungsmaterial- Messeinrichtung auf, die eingerichtet ist, mindestens eine Eigenschaft des Beschichtungsmaterials zu messen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung ist es beispielsweise möglich, die Bedienperson hinsichtlich der Variantenvielfalt der zu bearbeitenden bzw. zu beschichtenden Werkstücke und/oder der ggf. zu verwendenden

Beschichtungsmaterialien zu entlasten. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass fehlerhafte Bearbeitungs ^¬ und/oder Beschichtungsvorgänge, die beispielsweise durch ungewünschte Kombinationen von Werkstück/Werkzeug oder

Werkstück/Beschichtungsmaterial entstehen, vermieden oder zumindest reduziert werden. Hieraus ergibt sich auch ein deutlich zuverlässiger Betrieb der erfindungsgemäßen

Vorrichtung, da die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass durch eine Inkompatibilität beispielsweise zwischen

Werkstück/Werkzeug oder Werkstück/Beschichtungsmaterial ein Maschinenstillstand verursacht wird.

Nicht zuletzt ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung auch eine deutlich vereinfachte Bedienbarkeit der Vorrichtung durch die Bedienperson. Im Extremfall kann sich die Bedienperson darauf beschränken, lediglich das jeweilige zu beschichtende Werkstück in die Vorrichtung zuzuführen und gegebenenfalls den Betrieb der Vorrichtung zu überwachen .

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, zumindest eine der Fügeeinrichtung, der Fördereinrichtung und der Nachbearbeitungseinrichtung unter Berücksichtigung des

Messergebnisses der Werkstück-Messeinrichtung und/oder der Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung zu steuern. Auf diese Weise kann die Anzahl der erforderlichen Bedieneingriffe einer Bedienperson minimiert werden, und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich beispielsweise je nach Messergebnis selbsttätig auf eine bestimmte Betriebsart, einen bestimmten Beschichtungsvorgang etc. einstellen. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Bedienbarkeit bei geringem Ausschuss und hoher Zuverlässigkeit.

Die Werkstückmesseinrichtung kann zur Messung

unterschiedlichster Messgrößen eingerichtet sein. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Werkstück-Messeinrichtung eingerichtet ist, eine

Werkstückeigenschaft zu erfassen, die ausgewählt ist aus Farbe, Materialbeschaffenheit, Oberflächenbeschaffenheit, Profilierung, Geometrie, insbesondere Dicke und Längen- /Dickenverhältnis , und Ausrichtung des Werkstücks. Diese Messgrößen haben sich als besonders kritisch für einen fehler- und störungsfreien Bearbeitungs- und/oder

Beschichtungsvorgang erwiesen, sodass eine genaue Kenntnis dieser Messgrößen erheblich dazu beiträgt, bei einfacher Bedienbarkeit die Ausschussrate zu verringern und die

Betriebszuverlässigkeit zu erhöhen.

Aus diesen Gründen ist gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass mindestens eine

Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung eingerichtet ist, eine Beschichtungsmaterialeigenschaft zu erfassen, die ausgewählt ist aus Farbe, Materialbeschaffenheit,

Oberflächenbeschaffenheit und Geometrie, insbesondere Dicke und/oder Höhe, des Beschichtungsmaterials .

Die Messeinrichtung selbst kann im Rahmen der Erfindung auf unterschiedlichste Art und Weise ausgestaltet sein. Im

Hinblick auf die Erzielung zuverlässiger (wenig störungsanfälliger) und ausreichend präziser Messergebnisse ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung jedoch

vorgesehen, dass mindestens eine Messeinrichtung ausgewählt ist aus einem mechanischen Messelement, bevorzugt Taster, einem optischen Messelement, einem akustischen Messelement (insbesondere Ultraschall ) und einem elektronischen

Messelement sowie Kombinationen hiervon.

Wie untenstehend noch näher ausgeführt werden wird, können die jeweiligen Messergebnisse auf unterschiedlichste Art und Weise in den Ablauf des Bearbeitungs- und/oder

Beschichtungsvorgangs einfließen. Als besonders kritisch für den Bearbeitungsvorgang hat sich unter anderem die Festlegung der Bearbeitungsart der Bearbeitungseinrichtung

(beispielsweise Festlegung des Fräsprofils) erwiesen. Zur Lösung dieses Problems ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, unter Berücksichtigung mindestens einer

Beschichtungsmaterialeigenschaft , insbesondere Geometrie, eine Bearbeitungsart der Bearbeitungseinrichtung festzulegen.

Alternativ oder zusätzlich ist vor diesem Hintergrund gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, eine

Bearbeitungsart der Bearbeitungseinrichtung unter

Berücksichtigung mindestens einer Werkstückeigenschaft, insbesondere Geometrie, festzulegen.

Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, unter Berücksichtigung mindestens einer Werkstückeigenschaft, insbesondere Farbe und/oder Geometrie, ein durch die

Fügeeinrichtung zu fügendes Beschichtungsmaterial

festzulegen. Hierdurch wird eine besonders zuverlässige

Abstimmung der Eigenschaften des Beschichtungsmaterials des zu beschichtenden Werkstücks erreicht, was zur Verminderung der Ausschussrate und zur Erzielung eines störungsfreien Betriebes von entscheidender Bedeutung sein kann. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Beschichten eines

Werkstücks ist im unabhängigen Patentanspruch 11 definiert und ermöglicht dieselben Vorteile wie die erfindungsgemäße Vorrichtung .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt schematisch eine Perspektivansicht einer

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Perspektivansicht eines mit einem Beschichtungsmaterial beschichteten Werkstücks.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Eine Vorrichtung 1 zum Bearbeiten und Beschichten eines in Fig. 2 schematisch dargestellten Werkstücks 2 ist in Fig. 1 schematisch in einer Perspektivansicht dargestellt.

Bei dem zu beschichtenden Werkstück 2 handelt es sich in der vorliegenden Ausführungsform um ein plattenförmiges

Werkstück, das beispielsweise ganz oder teilweise aus Holz, Holzwerkstoff oder Kunststoff besteht, wie sie im Bereich der Möbelindustrie verbreitet zum Einsatz kommen. Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch Werkstücke mit anderen

Geometrien oder aus anderen Materialien bearbeitet und/oder beschichtet werden.

Das auf eine Oberfläche 2 ' des Werkstücks aufzubringende Beschichtungsmaterial 4 kann beispielweise bahn- oder

streifenförmig ausgebildet sein und dementsprechend beispielsweise auf eine Breit- oder Schmalfläche des

Werkstücks aufgebracht werden. Das Beschichtungsmaterial 4 kann dabei ebenfalls aus unterschiedlichsten Materialien einschließlich Kunststoff, Holz, Holzwerkstoff etc. bestehen und beispielsweise auch einen Schichtaufbau besitzen. Dabei kann das Beschichtungsmaterial beispielsweise auch mit einer Funktionsschicht versehen sein, mittels der das

Beschichtungsmaterial 4 auf das Werkstück 2 gefügt wird.

Zu diesem Zweck besitzt die in Fig. 1 schematisch

dargestellte Vorrichtung 1 in der vorliegenden

Ausführungsform zunächst eine Fügeeinrichtung 10, die dazu dient, das in Fig. 1 nicht näher gezeigte

Beschichtungsmaterial 4 zu der zu beschichtenden Oberfläche 2' des Werkstücks 2 zuzuführen und auf diese zu fügen. Dabei kann die Fügeeinrichtung 10 im Rahmen der Erfindung auf unterschiedlichsten Fügetechnologien basieren. Beispielsweise können traditionelle Verleimtechnologien zum Einsatz kommen, bei denen in der Fügeeinrichtung ein Haftmittel (wie

beispielsweise ein Hotmelt) auf die zu fügende Oberfläche des Beschichtungsmaterials und/oder des Werkstücks aufgetragen wird. Ebenso ist es möglich, wie bereits vorstehend erwähnt, dass das Beschichtungsmaterial 4 mit einer Funktionsschicht versehen ist und die Fügeeinrichtung 10 eine Energiequelle aufweist, mittels der die Funktionsschicht aktiviert oder reaktiviert wird, um auf die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks 2 gefügt zu werden. Als Energiequelle kommen hierbei unterschiedlichste Technologien in Betracht, wie beispielsweise Laser, LED, Infrarot, Heißluft, Mikrowelle, Ultraschall, etc. Im Bereich der Fügeeinrichtung 10 kann das Beschichtungsmaterial 4 bei Bedarf auch an die zu

beschichtende Oberfläche 2 ' des Werkstücks 2 angedrückt und gegebenenfalls auch gekühlt werden.

Die Vorrichtung 1 umfasst darüber hinaus eine

Fördereinrichtung 20, die in der vorliegenden Ausführungsform als Durchlauffördereinrichtung ausgebildet ist und dazu dient, das in Fig. 1 nicht näher gezeigte Werkstück 1 in einer Durchlaufrichtung (von links nach rechts) durch die Vorrichtung 1 zu fördern. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Durchlaufmaschinen beschränkt, sondern kann auch bei sogenannten Stationärmaschinen zum Einsatz kommen, bei denen das Werkstück während des

Beschichtungsvorgangs ruht und die Fügeeinrichtung 10 oder eine andere Einrichtung bewegt wird. Auch Mischformen beider Konstruktionsprinzipien sind im Rahmen der Erfindung möglich.

Alternativ oder zusätzlich besitzt die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform eine erste

Bearbeitungseinrichtung in Gestalt einer

Formatbearbeitungseinrichtung 40, die in der vorliegenden Ausführungsform stromaufwärts der Fügeeinrichtung 10

vorgesehen ist. In der Formatbearbeitungseinrichtung 40 können die Werkstücke 2 zunächst im Bereich ihrer Oberfläche 2 ' zunächst bearbeitet werden, beispielsweise indem sie mittels einer spanenden Bearbeitung auf ein gewünschtes

Format bzw. eine gewünschte Geometrie bearbeitet werden. Auch können die Werkstücke hier im Bereich ihrer Oberfläche 2 ' profiliert werden, beispielsweise mit einer Nut oder Feder etc. Dementsprechend kann die Formatbearbeitungseinrichtung 40 beispielsweise eines oder mehrere spanende

Bearbeitungsaggregate aufweisen. Es können jedoch auch andere Bearbeitungstechnologien zum Einsatz kommen.

Stromabwärts der Fügeeinrichtung 10 weist die

Beschichtungseinrichtung 1 in der vorliegenden

Ausführungsform ferner eine zweite Bearbeitungseinrichtung in Gestalt einer Nachbearbeitungseinrichtung 30 zum

Nachbearbeiten des auf das Werkstück 2 gefügten

Beschichtungsmaterials 4 auf. Ein typischer

Nachbearbeitungsvorgang kann im Rahmen der vorliegenden

Erfindung beispielsweise das sogenannte Bündigfräsen sein, bei dem das mit einem Überstand auf das Werkstück 2

aufgebrachte Beschichtungsmaterial 4 bündig zu einer angrenzenden Oberfläche des Werkstücks 2 gefräst wird. Dabei kann das Beschichtungsmaterial 4 bei Bedarf auch mit einer gewünschten Kontur versehen werden, beispielsweise mit einem Radius oder einer Phase im Bereich des umlaufenden Randes. Dementsprechend kann die Nachbearbeitungseinrichtung 30 eines oder mehrere Bündigfräsaggregate und/oder Formfräsaggregate (in Fig. 1 nicht gezeigt) oder dergleichen aufweisen.

Darüber hinaus weist die Vorrichtung 1 eine

Werkstückmesseinrichtung 22 auf, die in der vorliegenden Ausführungsform im Bereich des Werkstückeinlaufs, d.h. zu Beginn der (Durchlauf-) fördereinrichtung 20 angeordnet ist. Die Werkstück-Messeinrichtung 22 ist dazu eingerichtet, eine oder mehrere Eigenschaften des mittels der Fördereinrichtung 20 geförderten Werkstücks 2 zu messen. Zu nennen sind hier insbesondere die Farbe, Materialbeschaffenheit,

Oberflächenbeschaffenheit, Profilierung, Geometrie und

Ausrichtung des Werkstücks 2. Bei der Geometrie sind

insbesondere die in Fig. 2 veranschaulichten

Werkstückparameter von Bedeutung, d.h. die Dicke H und die Länge L sowie das sich hieraus ergebende Längen- /Dickenverhältnis . Denn diese Parameter sind von besonderer Bedeutung für den späteren Bearbeitungs- und/oder

Beschichtungsvorgang .

Je nach zu messender Werkstückeigenschaft und Anforderungen an die Maschine (geforderter Werkstückdurchsatz,

Umgebungsbedingungen, etc) kann die Messeinrichtung 22 durch ein mechanisches Messelement wie beispielsweise einen Taster, aber auch durch optische, akustische (z. B. Ultraschall) und/oder elektronische Messelemente sowie insgesamt

Kombinationen hiervon gebildet sein.

Darüber hinaus weist die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform eine Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung 12 auf, die beispielsweise in der im Bereich der Fügeeinrichtung 10 angeordnet sein kann. Genauer gesagt, ist die Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung 12 in der vorliegenden Ausführungsform im Bereich eines

Beschichtungsmaterialmagazins 10' angeordnet, in welchem mehrere unterschiedliche Beschichtungsmaterialien 4

bevorratet werden. Dabei kann das

Beschichtungsmaterialmagazin 10' je nach Bedarf mit

unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien 4 bestückt werden.

Die Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung 12 ist

eingerichtet, beispielweise die Farbe,

Materialbeschaffenheit, Oberflächenbeschaffenheit und

Geometrie des Beschichtungsmaterials 4 zu erfassen. Dabei soll bezüglich der Geometrie insbesondere die Dicke sowie die in Fig. 2 veranschaulichte Höhe h des Beschichtungsmaterials 4 erfasst werden. Zu diesem Zweck können bei der

Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung 12 prinzipiell ähnliche Messelemente zum Einsatz kommen wie bei der Werkstück- Messeinrichtung 22, wobei auch hier unterschiedlichste

Kombinationen - auch innerhalb einer Vorrichtung - denkbar sind .

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 vollzieht sich beispielsweise wie folgt.

Ein Werkstück 2 wird links in Fig. 1 in den Einlaufbereich der Fördereinrichtung 20 eingelegt, beispielsweise von einer Bedienperson und/oder automatisiert. In diesem Bereich werden Eigenschaften des Werkstücks 2 mittels der Werkstück- Messeinrichtung 22 gemessen und an eine in Fig. 1 nicht gezeigte Steuereinrichtung weitergegeben. Darüber hinaus misst die Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung 12 die

Eigenschaften eines oder mehrere Beschichtungsmaterialien 4 in dem Beschichtungsmaterialmagazin 10' und gibt diese

Information ebenfalls an die Steuereinrichtung weiter.

Unter Berücksichtigung dieser Messergebnisse der

Werkstückmesseinrichtung 22 und der Beschichtungsmaterial- Messeinrichtung 12 steuert die Steuereinrichtung eine oder mehrere Einrichtungen der Vorrichtung, wie insbesondere die Fügeeinrichtung 10, die Fördereinrichtung 20, die

Nachbearbeitungseinrichtung 30 und die

Formatbearbeitungseinrichtung 40.

So kann die Steuereinrichtung beispielsweise anhand der Dicke des Beschichtungsmaterials 4 die Bearbeitungsart der

Nachbearbeitungseinrichtung 30 derart festlegen, dass ein Profilfräsen mit einem Radius durchgeführt wird, welcher der Dicke des Beschichtungsmaterials 4 entspricht. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung die

Nachbearbeitungseinrichtung 30 derart steuern, dass für dünne bzw. dicke Beschichtungsmaterialien unterschiedliche

Nachbearbeitungswerkzeuge und/oder Fräspfade gewählt werden.

Als weiteres Beispiel kann die Steuereinrichtung

beispielsweise anhand der gemessenen Werkstückdicke überhaupt erst ein geeignetes Beschichtungsmaterial auswählen. So kann die Steuereinrichtung beispielsweise ein

Beschichtungsmaterial auswählen, dessen Höhe h ausreichend groß ist, um die Schmalfläche eines Werkstücks mit der Dicke H mit ausreichendem Überstand des Beschichtungsmaterials zu beschichten. Dabei kann die Steuereinrichtung gegebenenfalls auch eine Fehlermeldung ausgeben, falls sich in dem

Beschichtungsmaterialmagazin 10' kein Beschichtungsmaterial befindet, das für die gemessene Dicke der zu beschichtenden Oberfläche 2' des Werkstücks 2 geeignet wäre.

Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung

beispielsweise auch anhand einer von der Werkstück- Messeinrichtung 22 gemessenen Farbe oder

Oberflächenbeschaffenheit ein passendes

Beschichtungsmaterial, dessen entsprechende Eigenschaften gegebenenfalls von der Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung 12 gemessen wurden, auswählen. Als weiteres Beispiel kann die Steuereinrichtung anhand der von der Werkstückmesseinrichtung 22 gemessenen

Materialbeschaffenheit ein geeignetes Bearbeitungswerkzeug der Formatbearbeitungseinrichtung 40 auswählen. So können beispielsweise für MDF-Werkstücke andere

Bearbeitungswerkzeuge sinnvoll sein als für grobporige

Spanplatten .

Unterschiedliche Bearbeitungsarten können sich auch anhand der Dicke des Beschichtungsmaterial ergeben. So kann die Steuereinrichtung beispielsweise eingerichtet sein, bei dünnen Beschichtungsmaterialien ein Kappen (Abschneiden) eines Überstandes des Beschichtungsmaterials zu veranlassen, während bei dicken Beschichtungsmaterialien eine Formfräse zum Einsatz kommen kann, um den Überstand des

Beschichtungsmaterials zu entfernen bzw. bündig zu fräsen.

Bei dem Werkstück kann es sich auch um ein Werkstück handeln, das bereits an mindestens einer Oberfläche mit einem

Beschichtungsmaterial versehen ist. In diesem Falle kann die Werkstück-Messeinrichtung 22 beispielsweise auch die

Eigenschaften des Werkstücks einschließlich diese

Beschichtungsmaterials messen und auf dieser Grundlage die weiteren Bearbeitungsschritte steuern, beispielsweise die Auswahl eines passenden Beschichtungsmaterials oder die

Anpassung der Nachbearbeitungsschritte an die bestehende Geometrie, Kontur, etc. des bereits auf dem Werkstück

vorgesehenen Beschichtungsmaterials .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist mindestens eine

Werkstück-Messeinrichtung und/oder mindestens eine

Beschichtungsmaterial-Messeinrichtung auf. Die

erfindungsgemäße Vorrichtung kann darüber hinaus auch auf anderem Wege mit Informationen über das jeweilige Werkstück bzw. Beschichtungsmaterial versorgt werden, beispielsweise durch Dateneingabe in die Steuereinrichtung, durch Einlesen von auf dem Werkstück bzw. dem Beschichtungsmaterial vorgesehenen Daten oder Informationen, etc.