Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, eine Beschichtungseinrichtung zum Beschichten eines Werkstücks sowie ein Computerprogramm zum Einrichten einer Beschichtungseinrichtung.

Stand der Technik

Es sind Beschichtungseinrichtungen bekannt, durch welche Werkstücke mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet werden können, beispielsweise eine Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks mit einem Kantenmaterial. Aufgrund einer stetig zunehmenden Variantenvielfalt sowie einer hohen Variationsbreite der Materialeigenschaften der zu verarbeitenden Materialien, insbesondere Werkstücke, Kantenmaterial und/oder Haftmittel, ist ein umfangreicher Erfahrungsschatz eines Maschinenbedieners erforderlich, um in Abhängigkeit von den eingesetzten Materialien Parameter der Beschichtungseinrichtung entsprechend anzupassen, so dass ein gleichmäßig hochwertiges Qualitätsergebnis durch den Beschichtungsvorgang erzielt werden kann.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks vorzuschlagen, durch welches eine gleichmäßige Beschichtungsqualität erzielt wird. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungseinrichtung vorzuschlagen, durch die eine gleichmäßige Beschichtungsqualität sowie ein hoher Automatisierungsgrad beim Beschichten von Werkstücken erreicht ist. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Computerprogramm vorzuschlagen, durch welches ein hoher Automatisierungsgrad einer Beschichtungseinrichtung ermöglicht ist.

Ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks ist in Anspruch 1 definiert. Eine Beschichtungseinrichtung zum Beschichten eines Werkstücks ist in Anspruch 12 definiert. Ein Computerprogramm zum Einrichten einer Beschichtungseinrichtung ist in Anspruch 13 definiert. Unteransprüche beziehen sich auf bestimmte Ausführungsformen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, bei welchem ein Beschichtungsmaterial mittels einer Haftschicht an einer Oberfläche des Werkstücks angehaftet wird, gelöst. Bei diesem Verfahren wird ein Modell zur Optimierung mindestens einer Zielgröße definiert, in welchem die Einstellung mindestens einer Steuergröße in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von Störgrößen abgebildet wird. Ferner wird eine Mehrzahl von Störgrößen, die Einfluss auf den Beschichtungsvorgang haben, ermittelt, und mindestens eine Steuergröße wird anhand des Modells und auf der Grundlage der ermittelten Störgrößen eingestellt wird.

Indem durch das Modell die mindestens eine Steuergröße in Abhängigkeit von den ermittelten Störgrößen eingestellt wird, kann die mindestens eine Zielgröße für einen entsprechenden Beschichtungsvorgang optimiert werden. Dabei kann die mindestens eine Zielgröße ein Maß für ein Qualitätsergebnis des Beschichtungsvorgangs darstellen, welches durch die mindestens eine Zielgröße bestimmt werden kann. Die mindestens eine Zielgröße kann durch einen Sollwertbereich definiert sein. Somit kann durch das Modell zur Optimierung der mindestens einen Zielgröße ein Qualitätsergebnis des Beschichtungsvorgangs signifikant gesteigert werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens kann vorsehen, dass die mindestens eine Zielgröße ausgewählt wird aus einer Abziehfestigkeit des Beschichtungsmaterials vom Werkstück, einer Dichtheit der Haftschicht zwischen Beschichtungsmaterial und Werkstück, einer Schichtdicke der Haftschicht, einer Wärmestandfestigkeit der Haftschicht, einer Lunkerbeschaffenheit der Haftschicht, einer Wasserdampfbeständigkeit der Haftschicht und/oder des Beschichtungsmaterials und/oder einer Wasserlagerungsbeständigkeit der Haftschicht und/oder des Beschichtungsmaterials .

Anhand einem oder mehrerer dieser Parameter kann die mindestens eine Zielgröße definiert werden. Dadurch kann eine Quantifizierung des Qualitätsergebnisses ermöglicht sein, so dass ein durch den Beschichtungsvorgang erreichtes Qualitätsergebnis anhand der mindestens einen Zielgröße erfasst, gesteuert, geregelt und/oder überwacht werden kann.

In einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Zielgröße durch eine zumindest teilweise Zerstörung wenigstens eines mit dem Beschichtungsmaterial beschichteten Werkstücks ermittelt wird.

Durch die zumindest teilweise Zerstörung des beschichteten Werkstücks kann insbesondere die Abziehfestigkeit des Beschichtungsmaterials vom Werkstück, auch als Schälwiderstand bezeichnet, ermittelt werden. Das Ermitteln der mindestens einen Zielgröße kann sowohl manuell als auch automatisiert erfolgen, z.B. durch geeignete Erfassungseinrichtungen, Messeinrichtungen und/oder Sensoren. Das Ermitteln der mindestens einen Zielgröße kann während des Beschichtungsvorgangs erfolgen. Das Ermitteln der mindestens einen Zielgröße kann sowohl in periodischen Abständen an bestimmten Werkstücken als auch in variablen Abständen erfolgen .

Vorteilhafterweise kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass die Ergebnisse der mindestens einen ausgewählten Zielgröße zum Definieren des Modells zur Optimierung mindestens einer Zielgröße verwendet werden.

Auf diese Weise kann ein sich eigenständig definierendes und/oder optimierendes Verfahren erreicht werden. Dabei wird das Modell anhand von Ergebnissen der mindestens einen ausgewählten Zielgröße von zumindest einem bereits beschichteten Werkstück definiert und/oder angepasst, um mindestens eine Zielgröße für zumindest ein darauffolgend zu beschichtendes Werkstück zu optimieren.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens kann zumindest eine Störgröße aus wenigstens einem definierten Parameter des Werkstücks, des Beschichtungsmaterials, des Haftmittels, einer Umgebung, eines Bearbeitungswerkzeugs und/oder einer Beschichtungseinrichtung, beispielsweise wenigstens eines Bearbeitungswerkzeugs der Beschichtungseinrichtung, ermittelt werden. Störgrößen einer Beschichtungseinrichtung können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: dem Typ der Beschichtungseinrichtung, einem oder mehreren definierten Maschinenparameter, einem Verschleißgrad eines oder mehrerer Bearbeitungswerkzeuge, einem Zustand des Bearbeitungsaggregats, einer Unwucht des Werkzeugs, einer Kombination hiervon.

Die zumindest eine Störgröße kann einen nicht änderbaren Parameter bilden. Bevorzugt kann die zumindest eine Störgröße wenigstens eine Materialeigenschaft des Werkstücks, insbesondere einer Schmalseite des Werkstücks, des Beschichtungsmaterials und/oder des Haftmittels sein. Besonders bevorzugt kann die mindestens eine Störgröße eine physikalische und/oder chemische Eigenschaft des Werkstücks, insbesondere einer Schmalseite des Werkstücks, des Beschichtungsmaterials und/oder des Haftmittels sein. Ein Parameter der Umgebung kann beispielsweise eine Umgebungstemperatur, Umgebungsfeuchte, Umgebungslichtstärke oder dergleichen darstellen. Ein Parameter des wenigstens einen Bearbeitungswerkzeugs kann beispielsweise ein Verschleißgrad, Defekt oder dergleichen darstellen. Die zumindest eine Störgröße kann durch geeignete Erfassungseinrichtungen, Messeinrichtungen und/oder Sensoren erfasst werden und/oder als ein bekannter Parameter definiert sein, beispielsweise durch Materialangaben des Herstellers.

Besonders bevorzugt kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass die mindestens eine Steuergröße aus wenigstens einem änderbaren Parameter des Werkstücks, des Beschichtungsmaterials, des Haftmittels, der Umgebung und/oder der Beschichtungseinrichtung ausgewählt wird.

Bevorzugt kann die mindestens eine Steuergröße eine änderbare Eigenschaft des Werkstücks, insbesondere einer Schmalseite des Werkstücks, des Beschichtungsmaterials und/oder des Haftmittels sein. Änderbare Parameter der Beschichtungseinrichtung können insbesondere Einstellungsparameter der Beschichtungseinrichtung bzw. von Komponenten der Beschichtungseinrichtung für den Beschichtungsvorgang bilden.

Zudem kann bei dem Verfahren bevorzugt vorgesehen sein, dass die mindestens eine Steuergröße überwacht und zum Definieren des Modells zur Optimierung mindestens einer Zielgröße verwendet wird, und vorzugsweise ausgewählt ist aus einer Andruckkraft einer Andruckeinrichtung, einer Kontakttemperatur der Andruckeinrichtung, einer Temperatur, vorzugsweise Kontakttemperatur, des Haftmittels an einer Auftragseinrichtung, einer Temperatur des Werkstücks, Beschichtungsmaterials und/oder Haftmittels vor dem Anhaften an der Oberfläche eines Werkstücks und/oder der Schichtdicke der Haftschicht.

Vorzugsweise kann die Überwachung des Beschichtungsverfahrens anhand einzelner ausgewählter Steuergrößen erfolgen. Diese ausgewählten Steuergrößen können signifikante Steuergrößen darstellen, die von weiteren bzw. untergeordneten Steuergrößen und/oder Störgrößen beeinflusst werden. Auf diese Weise kann anhand der Überwachung von nur einzelnen ausgewählten Steuergrößen eine Validierung der weiteren bzw. untergeordneten Steuergrößen und/oder Störgrößen des Beschichtungsvorgangs erfolgen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann das Modell anhand der Mehrzahl Störgrößen, der mindestens einen Steuergröße und/oder der durch diese erreichten mindestens einen Zielgröße wenigstens eines durch den Beschichtungsvorgang beschichteten Werkstücks definiert werden, um mindestens eine Zielgröße für wenigstens ein weiteres zu beschichtendes Werkstück zu optimieren.

Auf diese Weise kann das Modell anhand der erfassten Störgrößen, mindestens einen Steuergröße und/oder mindestens einen Zielgröße eines oder mehrerer beschichteter Werkstücke definiert werden und auf der Grundlage dessen mindestens eine Zielgröße für wenigstens ein zu beschichtendes Werkstück optimiert werden.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens kann vorsehen, dass das Modell durch einen Optimierungsalgorithmus anhand der Mehrzahl Störgrößen, der mindestens einen Steuergröße und/oder der durch diese erreichten mindestens eine Zielgröße einer Vielzahl durch den Beschichtungsvorgang beschichteter Werkstücke dynamisch definiert wird. Durch den Optimierungsalgorithmus kann das Modell in Abhängigkeit von den Mehrzahl Störgrößen, der mindestens einen Steuergröße und/oder der mindestens einen Zielgröße auf der Grundlage einer Vielzahl beschichteter Werkstücke angepasst und optimiert werden. Mit einer zunehmenden Anzahl beschichteter Werkstücke, d.h. mit einem zunehmenden Datensatz an Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen beschichteter Werkstücke, kann somit durch die kontinuierliche Optimierung des Modells eine Verbesserung des Qualitätsergebnisses erzielt werden. Der Definition des Modells durch den Optimierungsalgorithmus liegt somit ein schrittweiser Lernvorgang zugrunde.

Eine weitere besonders bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens kann vorsehen, dass der Optimierungsalgorithmus die Mehrzahl Störgrößen, die mindestens eine Steuergröße und/oder die durch diese erreichte mindestens eine Zielgröße durch ein Datenanalyseverfahren und/oder ein Bildverarbeitungsverfahren analysiert und das Modell die mindestens eine Steuergröße anhand eines Analyseergebnisses einstellt .

Dadurch kann ein selbstlernendes Modell erreicht werden, welches sich anhand von Analyseergebnissen eigenständig definiert, anpasst und/oder optimiert. Durch den Optimierungsalgorithmus ist somit ein Modell auf der Grundlage eines maschinellen Lernens, tiefen Lernens oder einer künstlichen Intelligenz gebildet. Das Modell kann durch den Optimierungsalgorithmus eine Einstellung der mindestens einen Steuergröße auf der Grundlage sämtlicher ermittelter Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen ausführen, um eine Optimierung mindestens einer Zielgröße zu erreichen. Die Definition des Modells und Optimierung der mindestens einen Zielgröße erfolgt durch den Optimierungsalgorithmus, indem die Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen kontinuierlich gespeichert werden, in Abhängigkeit voneinander analysiert werden, insbesondere die erreichten Zielgrößen in Abhängigkeit von den ermittelten und/oder eingestellten Störgrößen und/oder Steuergrößen analysiert werden, und anhand eines Analyseergebnisses eine Entscheidung zur Einstellung der mindestens einen Steuergröße getroffen wird. Eine Analyse der erfassten Daten durch ein solches Datenanalyseverfahren wird auch als Data Analytics bezeichnet .

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann anhand des Modells die mindestens eine Zielgröße für ein zu beschichtendes Werkstück im Voraus bestimmt werden.

Dadurch kann ein erreichbares Qualitätsergebnis für ein zu beschichtendes Werkstück vor dem Beschichtungsvorgang ermittelt werden. Insbesondere bei einer Änderung einer oder mehrerer Störgrößen und/oder Steuergrößen, beispielsweise dem Einsatz eines anderen Werkstücks, Beschichtungsmaterials und/oder Haftmittels, kann auf diese Weise ein fehlerhaftes Beschichten von Werkstücken im Vorfeld vermieden und ein Ausschuss reduziert werden.

Die Aufgabe wird des Weiteren durch eine Beschichtungseinrichtung zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, mit einem Beschichtungsmaterial, insbesondere zum Beschichten einer Schmalseite des Werkstücks, mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen des Beschichtungsmaterials zum Werkstück, einem Beschichtungsaggregat zum Anbringen des Beschichtungsmaterials an einer Oberfläche des Werkstücks sowie mit einer Steuerungseinrichtung zum Steuern des Beschichtungsvorgangs, gelöst, wobei durch die Steuerungseinrichtung ein Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen steuerbar ist. Vorzugsweise kann die Beschichtungseinrichtung zum Beschichten einer Schmalseite eines plattenförmigen Werkstücks mit einem Beschichtungsmaterial ausgebildet sein. Die Beschichtungseinrichtung kann Erfassungseinrichtungen, Messeinrichtungen und/oder Sensoren aufweisen, durch welche die Mehrzahl Störgrößen, mindestens eine Steuergröße und/oder mindestens eine Zielgrößen erfassbar sind. Zum Definieren des Modells zur Optimierung der mindestens einen Zielgröße, können die Mehrzahl Störgrößen, mindestens eine Steuergröße und/oder mindestens eine Zielgrößen an die

Steuerungseinrichtung der Beschichtungseinrichtung übermittelt werden. Das Einrichten und Konfigurieren der Beschichtungseinrichtung durch einen Maschinenbediener kann dadurch weitestgehend Entfallen, so dass auf diese Weise ein hoher Automatisierungsgrad sowie ein hohes Qualitätsergebnis bei der Beschichtung von Werkstücken erreicht werden kann.

Zudem wird die Aufgabe durch ein Computerprogramm zum Einrichten einer Beschichtungseinrichtung, insbesondere eine Beschichtungseinrichtung gemäß der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform, welches in einer Steuerungseinrichtung der Beschichtungseinrichtung gespeichert ist, gelöst, und durch welches ein Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen steuerbar ist.

Dadurch ist ein Computerprogramm gebildet, durch welches die Beschichtungseinrichtung auf der Grundlage des Modells zur Optimierung der mindestens einen Zielgröße eingerichtet werden kann. Das Computerprogramm kann basierend auf dem Optimierungsalgorithmus anhand einer Vielzahl ermittelter Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen ein

Datenanalyseverfahren, auch als Data Analytics bezeichnet, ausführen, mit dem Ziel die mindestens eine Zielgröße kontinuierlich anzupassen und/oder zu optimieren. Dabei kann durch das Computerprogramm ein selbstlernendes Modell auf der Grundlage eines maschinellen Lernens, tiefen Lernens oder einer künstlichen Intelligenz erreicht sein, das sich anhand der Analyseergebnisse definiert und mit einer zunehmenden Anzahl Datensätzen (Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen) dynamisch anpasst und/oder optimiert. Somit kann durch ein solches Computerprogramm ein Qualitätsergebnis des Beschichtungsvorgangs durch die Beschichtungseinrichtung signifikant gesteigert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile einer Vorrichtung, einer Verwendung und/oder eines Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Von diesen Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Modells von einem offenbarungsgemäßen Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer

Beschichtungseinrichtung zur Veranschaulichung des Verfahrens gemäß Fig. 1;

Beschreibung von Ausführungsformen

Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Modells von einem offenbarungsgemäßen Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks 11 durch eine Beschichtungseinrichtung 10.

Eine solche Beschichtungseinrichtung 10 ist zum Beschichten einer Oberfläche eines Werkstücks 11 mit einem Beschichtungsmaterial 12 mittels einer Haftschicht 13 ausgebildet. Insbesondere ist die Beschichtungseinrichtung 10 zum Beschichten einer Schmalseite 14 des Werkstücks 11 vorgesehen. Ein Beschichtungsmaterial 12 zum Beschichten der Schmalseite 14 wird auch als Kantenmaterial oder Kantenband bezeichnet .

Bei einer solchen Beschichtungseinrichtung 10 erfolgt das Beschichten des Werkstücks 11 insbesondere in einem Durchlauf erfahren, bei welchem das Werkstück 11 relativ zur Beschichtungseinrichtung 10 bewegt wird.

Bei den zu bearbeitenden Werkstücken 11 handelt es sich insbesondere um Werkstücke, die zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet sind. Vorzugsweise plattenförmige Werkstücke, beispielsweise Massivholz- oder Spanplatten, Leichtbauplatten, Sandwichplatten oder dergleichen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Werkstücke 11 und Werkstoffe beschränkt.

Anhand des in den Figuren dargestellten Modells wird ein Erreichen eines definierten Qualitätsergebnisses eines Beschichtungsvorgangs durch die Beschichtungseinrichtung 10 sichergestellt. Das zu erzielende Qualitätsergebnis kann anhand mindestens einer Zielgröße quantifiziert werden. Eine solche Zielgröße kann insbesondere eine Abziehfestigkeit des Beschichtungsmaterials 12 vom Werkstück 11 nach dem Beschichtungsvorgang, eine Dichtheit der Haftschicht 13 zwischen Beschichtungsmaterial 12 und Werkstück 11, eine Schichtdicke der Haftschicht 13, eine Wärmestandfestigkeit der Haftschicht 13, eine Lunkerbeschaffenheit der Haftschicht 13, eine Wasserdampfbeständigkeit der Haftschicht 13 und/oder des Beschichtungsmaterials 12 und/oder eine Wasserlagerungsbeständigkeit der Haftschicht 13 und/oder des Beschichtungsmaterials 12 darstellen. Die Zielgröße kann durch entsprechende

Erfassungseinrichtungen 15 (Messeinrichtungen, Sensoren oder dergleichen) erfasst werden.

Insbesondere die Abziehfestigkeit des Beschichtungsmaterials 12 vom Werkstück 11 kann beispielsweise durch eine zumindest teilweise Zerstörung wenigstens eines mit dem Beschichtungsmaterial 12 beschichteten Werkstücks 11 ermittelt werden. Dabei wird das Beschichtungsmaterial 12 nach dem Beschichtungsvorgang durch entsprechende Mittel von dem Werkstück 11 abgelöst und die dafür erforderliche Abziehkraft bestimmt. Die erforderliche Abziehkraft, auch als Schälwiderstand bezeichnet, kann als ein Maß für die Beschichtungsqualität dienen.

Zur Ermittlung der Wärmestandfestigkeit wird das mit dem Beschichtungsmaterial 12 beschichtete Werkstück 11 eine definierte Zeit auf eine Temperatur von 50°C erwärmt und die Widerstandsfähigkeit der Haftschicht 13 und/oder des Beschichtungsmaterials 12 gegenüber Wärme ermittelt.

Zur Ermittlung der Wasserdampfbeständigkeit wird das mit dem Beschichtungsmaterial 12 beschichtete Werkstück 11 eine definierte Zeit mit Wasserdampf beaufschlagt und zur Ermittlung der Wasserlagerungsbeständigkeit eine definierte Zeit in ein Wasserbad gelegt und die Widerstandsfähigkeit der Haftschicht 13 und/oder des Beschichtungsmaterials 12 gegenüber Wasserdampf und/oder Wasser ermittelt.

Das Erreichen der mindestens einen Zielgröße ist abhängig von mindestens einer Steuergröße, durch die der Beschichtungsvorgang zumindest teilweise steuerbar ist, sowie von einer Mehrzahl Störgrößen, die den Beschichtungsvorgang beeinflussen .

Jede Störgröße bildet einen definierten Parameter des Werkstücks 11, des Beschichtungsmaterials 12, des Haftmittels 13, einer Umgebung und/oder der Beschichtungseinrichtung 10, beispielsweise eines oder mehrerer Bearbeitungswerkzeuge der Beschichtungseinrichtung 10. Die Störgröße kann einen nicht änderbaren Parameter bilden.

Die Störgrößen des Werkstücks 11 können physikalische und/oder chemische Eigenschaften des Werkstücks 11, insbesondere der zu beschichtenden Oberfläche und/oder Schmalseite 14, darstellen. Diese können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: der Holzart, der Temperatur des Werkstücks 11, der Temperatur einer Schmalseite 14 des Werkstücks 11, dem Material des Werkstücks 11, der Leimart, Bearbeitungszugaben, der Anteile recycelten Werkstoffs, der Oberflächenbeschaffenheit (Porosität, Porentiefe, Volumen von Poren, Form von Poren, Art von Spänen, Volumen von Spänen) des Werkstücks 11 und/oder der Schmalseite 14 des Werkstücks 11, der Feuchtigkeit des Werkstücks 11, der Art eines Frässchnitts an der Oberfläche und/oder der Schmalseite 14 des Werkstücks 11 (Gradschnitt, Hohlschnitt oder dergleichen), dem Winkel des Frässchnitts, dem Verlauf des Frässchnitts, die Schnittrichtung des Frässchnitts, die Benetzbarkeit des Werkstücks 11 mit dem Haftmittel 13, die Abmessungen des Werkstücks 11 (Höhe, Länge, Breite).

Die Störgrößen des Beschichtungsmaterials 12, insbesondere Kantenmaterials, können physikalische und/oder chemische Eigenschaften des Beschichtungsmaterials 12 darstellen. Diese können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: dem Material des Beschichtungsmaterials 12, der Art des Beschichtungsmaterials 12, den Abmessungen des Beschichtungsmaterials 12 (Höhe, Breite, Länge), der Form des Beschichtungsmaterials 12, dem Überstand des Beschichtungsmaterials 12, einer Primerung auf einer Oberfläche des Beschichtungsmaterials 12. Die Störgrößen des Haftmittels 13 können physikalische und/oder chemische Eigenschaften des Haftmittels 13 darstellen. Diese können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: der stofflichen Zusammensetzung des Haftmittels 13, der Anteile von Trennmitteln, Primer, Weichmachern, Zuschlagstoffen, Beschleunigern, Verzögerern und dem Ausgangswerkstoff (ABS, PP, PU, Alu, Holz,...) im Haftmittel 13.

Die Störgrößen der Umgebung können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: der Umgebungstemperatur, der Umgebungsluftfeuchtigkeit, der Umgebungslichtstärke.

Die Störgrößen der Beschichtungseinrichtung 10 können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: dem Typ der Beschichtungseinrichtung 10, definierte Maschinenparameter, ein Verschleißgrad eines oder mehrerer Bearbeitungswerkzeuge, der Zustand des Bearbeitungsaggregats, der Unwucht des Werkzeugs, oder einer Kombination hiervon.

Die Störgrößen können durch entsprechende Erfassungseinrichtungen 15 (Messeinrichtungen, Sensoren oder dergleichen) vor, während und/oder nach dem Beschichtungsvorgang erfasst werden. Ebenso können Störgrößen bekannt sein, beispielsweise durch Herstellerangaben, und in einer Steuerungseinrichtung 16 gespeichert sein oder durch eine Steuerungseinrichtung 16 abrufbar sein.

Jede Steuergröße bildet einen änderbaren Parameter des Werkstücks 11, des Beschichtungsmaterials 12, des Haftmittels 13, der Umgebung und/oder der Beschichtungseinrichtung 10.

Die Steuergrößen des Werkstücks 11 können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: der Temperatur(- erhöhung) des Werkstücks 11, Temperatur (-erhöhung) der Schmalseite 14, Vorschubgeschwindigkeit V des Werkstücks. Die Steuergrößen des Beschichtungsmaterials 12 können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: Beschichtungsmaterial 12, Temperatur (-erhöhung) des Beschichtungsmaterials 12, Abmessungen des Beschichtungsmaterials 12 (Breite, Höhe, Länge).

Die Steuergrößen des Haftmittels 13 können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: Haftmitteltyp, Haftmittelmenge, Haftmitteltemperatur, Auftragswinkel, Schichtdicke, Benetzung von Werkstück 11 und/oder einer Auftragseinrichtung, insbesondere einer Auftragsrolle 17, eines Auftragspinsels oder einer Auftragssprüheinrichtung, Temperatur, Geschwindigkeit und/oder Abstand der Auftragseinrichtung, Oberflächenbeschaffenheit der Auftragseinrichtung, eine Kontakttemperatur des Haftmittels 13 an der Auftragseinrichtung.

Sofern eine sensorische Erfassung der Kontakttemperatur des Haftmittels 13, d.h. die Temperatur des Haftmittels 13 im Kontaktpunkt zwischen Auftragseinrichtung und Werkstück, nicht möglich ist, kann diese durch einen Näherungsalgorithmus berechnet werden. Die Kontakttemperatur des Haftmittels 13 wird in Abhängigkeit von einer Distanz zwischen dem Kontaktpunkt und einem Stützpunkt an der Auftragseinrichtung, insbesondere an der Auftragsrolle 17, an welchem die Temperatur des Haftmittels 13 gemessen wird, der Vorschubgeschwindigkeit des Werkstücks 11, der Temperatur des Werkstücks 11, insbesondere der Schmalseite 14, der Temperatur des Beschichtungsmaterials 12 und/oder der Wärmekapazität des Haftmittels 13 berechnet.

Die Steuergrößen der Umgebung können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: der Umgebungstemperatur, der Umgebungsluftfeuchtigkeit, der Umgebungslichtstärke.

Die Steuergrößen der Beschichtungseinrichtung 10 können beispielhaft und nicht abschließend ausgewählt sein aus: der Vorschubgeschwindigkeit V des Werkstücks 11, Zuführgeschwindigkeit des Beschichtungsmaterials 12, Leistung einer Wärmeeinheit, Anzahl Wärmeeinheiten, Position einer AufSchmelzeinheit, Füllstand der AufSchmelzeinheit, Winkel einer Auftragseinheit 18, Füllstand der Auftragseinheit 18, Öffnung einer Dosiereinheit, Druck einer Kappeinrichtung und/oder Klemmeinrichtung, Andruckkraft einer Andruckrolle 19, Anzahl von Andruckrollen 19, Abhub Andruckrollen 19, Kontakttemperatur Andruckrollen 19, Winkel Andruckrollen 19, Verschmutzung Andruckrollen 19, Geschwindigkeit Andruckrollen 19, Position einer Druckzone der Andruckrollen 19.

Wie in Figur 1 anhand der Pfeile dargestellt, wird das Modell auf der Grundlage der Störgrößen, Steuergrößen und/oder der durch diese erreichten Zielgrößen definiert. Dabei werden die Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen erfasst und in das Modell eingegeben, um durch Einstellen einer oder mehrerer Steuergrößen eine oder mehrere zu erreichende Zielgrößen für ein zu beschichtendes Werkstück 11 zu optimieren .

Insbesondere erfolgt das Einstellen der Steuergrößen zum Optimieren der zu erreichenden Zielgrößen für ein zu beschichtendes Werkstück 11 durch das Modell auf der Grundlage von Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen von einer Vielzahl vorhergehend beschichteter Werkstücke 11.

Hierfür werden die Störgrößen, Steuergrößen und/oder die durch diese erreichten Zielgrößen von der Vielzahl der beschichteten Werkstücken 11 in dem Modell gespeichert. Durch einen Optimierungsalgorithmus wird das Modell auf der Grundlage dieses Datensatzes an Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen in Hinblick einer optimierten Zielgröße dynamisch definiert bzw. angepasst.

Anhand der gespeicherten Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen führt der Optimierungsalgorithmus ein Datenanalyseverfahren aus, wobei mindestens eine Steuergröße auf der Grundlage eines Analyseergebnisses durch das Modell eingestellt wird, um eine optimierte Zielgröße zu erreichen. Der Optimierungsalgorithmus führt hierzu ein als Data Analytics bezeichnetes Datenanalyseverfahren aus.

In Abhängigkeit vom Umfang des Datensatzes erfolgt durch den Optimierungsalgorithmus auf diese Weise ein sukzessiver Lernvorgang, wodurch eine dynamische Definition des Modells und somit kontinuierliche Anpassung und/oder Optimierung des Modells hinsichtlich eines konstanten Qualitätsergebnisses ausgeführt wird.

Das Datenanalyseverfahren durch den Optimierungsalgorithmus kann auf der Grundlage von Descriptive Analytics, Diagnostic Analytics und Predictive Analytics oder auf der Grundlage aus Kombinationen von diesen arbeiten.

Dabei analysiert der Optimierungsalgorithmus die ermittelten Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen im Rahmen von Descriptive Analytics dahingehend, welche Zielgrößen beschichteter Werkstücke 11 in Abhängigkeit von den Störgrößen und/oder Steuergrößen erreicht werden. Bei dem Datenanalyseverfahren im Rahmen von Descriptive Analytics erfolgt somit die Analyse anhand vergangener und aktueller Daten beschichteter Werkstücke 11, um aus diesen Daten Trends, Muster oder Ergebnisse hinsichtlich der erreichten Zielgrößen, also des erzielten Qualitätsergebnisses, zu erkennen .

Bei dem Datenanalyseverfahren im Rahmen von Diagnostic Analytics, erfolgt eine Auswertung des Analyseergebnisses der Descriptive Analytics dahingehend, welche Zielgrößen durch entsprechende Störgrößen und/oder Steuergrößen erzielt werden. Durch das Datenanalyseverfahren im Rahmen von Predictive Analytics wird auf der Grundlage der Analyseergebnisse aus der Descriptive Analytics und/oder Diagnostic Analytics eine Aussage darüber getroffen, welche Zielgrößen bei einem zu beschichtenden Werkstück in Abhängigkeit von den Störgrößen und/oder Steuergrößen zu erreichen ist und wie die Steuergrößen entsprechend eingestellt werden müssen, um diese zu erreichen.

Aufgrund dieses Optimierungsalgorithmus führt das Modell in Abhängigkeit vom Umfang der gespeicherten Störgrößen, Steuergrößen und/oder Zielgrößen ein maschinelles Lernen, tiefes Lernen oder eine künstliche Intelligenz aus, um auf der Grundlage dieser Daten mindestens eine Zielgröße für ein zu beschichtendes Werkstück zu optimieren und mindestens eine Steuergröße entsprechend einzustellen. Auf diese Weise kann durch das Modell auch im Voraus bestimmt werden, welche Zielgrößen in Abhängigkeit erfasster Störgrößen und/oder Steuergrößen erreicht werden. Auch das Erreichen von Zielgrößen bei einem Einsatz neuer Werkstücke 11, Beschichtungsmaterialien 12 und/oder Haftmitteln 13 können auf diese Weise im Vorhinein simuliert werden.

Mit Bezug auf Fig. 2 wird nun beispielshaft der Beschichtungsvorgang durch das zuvor beschriebene Verfahren beschrieben. Fig. 2 zeigt schematisch die Beschichtungseinrichtung 10, das zu beschichtende Werkstück 11 und das Beschichtungsmaterial 12 (Kantenmaterial).

Die Beschichtungseinrichtung 10 umfasst mehrere nachfolgend beschriebene Einzelkomponenten, die mit einer Steuerungseinrichtung 16 der Beschichtungseinrichtung 10 verbunden sind. Die Steuerungseinrichtung 16 umfasst ein Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm zum Einrichten der Beschichtungseinrichtung 10 bzw. der Einzelkomponenten gespeichert ist, so dass das gemäß Fig. 1 beschriebene Verfahren steuerbar ist. Die Einzelkomponenten der Beschichtungseinrichtung 10 sind durch die Steuerungseinrichtung 16 anhand der entsprechenden Steuergrößen steuerbar.

Die Steuerungseinrichtung 16 ist über ein drahtgebundenes oder drahtloses Netzwerk mit einem Server verbunden, beispielsweise über das Intranet, Internet oder in Form einer Netzwerk-Cloud 30. In der Steuerungseinrichtung 16 oder auf dem Server können die Steuergrößen, Störgrößen und/oder Zielgrößen sowie auch weitere Daten, z.B. Herstellerangaben zu den eingesetzten Werkstücken 11, Beschichtungsmaterialien 12, Haftmitteln 13 und dergleichen, gespeichert und durch die Steuerungseinrichtung 16 abrufbar sein.

Vor dem Anheften des Beschichtungsmaterials 12 an der Schmalseite 14 des Werkstücks 11 werden die zuvor beschriebenen Störgrößen des Werkstücks 11, Beschichtungsmaterials 12, Haftmittels 13, der Umgebung und/oder der Beschichtungseinrichtung 10 durch entsprechende Erfassungseinrichtungen 15 erfasst und an die Steuerungseinrichtung 16 übermittelt, um in das Modell zur Optimierung der mindestens einen Zielgröße eingegeben zu werden. Wie zuvor bereits beschrieben, ist es dabei nicht erforderliche alle Störgrößen und/oder Steuergrößen zu erfassen, sondern es können lediglich die signifikanten Störgrößen erfasst werden, von denen weitere Störgrößen abhängig sind, die dadurch validierbar sind.

Die Erfassungseinrichtungen 15 können in Abhängigkeit der zu erfassenden Störgrößen und/oder Steuergrößen beispielsweise optische Sensoren, thermische Sensoren, Terahertz- Messsysteme, optische Kohärenztomographie, Fluoreszenzmesstechnik, fotothermische Messsysteme, Triangulation oder dergleichen sein.

Anhand des zuvor beschriebenen Optimierungsalgorithmus werden die erfassten und in das Modell eingegebenen Störgrößen und/oder Steuergrößen analysiert und anhand des Analyseergebnisses werden die entsprechenden Steuergrößen durch das Modell eingestellt, um die Bearbeitungseinrichtung 10, d.h. die Auftragseinheit 18, Andruckrollen 19, Andruckeinrichtung 20, Zuführeinrichtung, Wärmeeinheit, AufSchmelzeinheit, Kappeinheit und dergleichen, zum Ausführen des Beschichtungsvorgangs, d.h. zur Erreichung der mindestens einen Zielgröße (eines Sollwertbereichs der Zielgröße), entsprechend zu steuern. Anhand des Analyseergebnisses werden folglich Bearbeitungsparameter der Beschichtungseinrichtung 10 eingestellt, sodass insbesondere eine definierte Haftmittelschicht (Menge, Temperatur, Zeitpunkt und dergleichen) auf die Schmalseite 14 des Werkstücks 11 aufgetragen wird. Das Aufbringen des Haftmittels 13 auf das Werkstück 11 erfolgt durch die Auftragseinheit 18.

Nach dem Aufträgen des Haftmittels 13 auf die Schmalseite 14 des Werkstück 11, wird die tatsächlich auf das Werkstück 11 aufgebrachte Dicke der Haftmittelschicht durch die entsprechende Erfassungseinrichtung 15 erfasst und als Steuergröße in das Modell eingegeben. Auf diese Weise ist eine Überwachung des Haftmittelauftrags vorgesehen, wobei das Modell auf der Grundlage der erfassten und eingegebenen Dicke der Haftmittelschicht entsprechende Steuergrößen anpasst, um den Auftrag der Haftmittelschicht in einem definierten Sollwertbereich zu halten.

Darauf folgend wird das Beschichtungsmaterial 12 dem Werkstück 11 durch eine nicht näher dargestellte Zuführeinrichtung zugeführt, auf die Schmalseite 14 des Werkstücks 11 aufgebracht und durch eine Andruckeinrichtung 20 sowie das Haftmittel 13 an dem Werkstück 11 angeheftet.

Nach dem eigentlichen Beschichtungsvorgang wird ein weiteres Mal die Dicke der Haftmittelschicht als zu erreichende Zielgröße erfasst und zum Definieren des Modells und optimieren der Steuergrößen an die Steuerungseinrichtung 16 übermittelt und in das Modell eingegeben.

Zudem kann durch das kontinuierliche Erfassen und Speichern der erreichten Zielgrößen nach dem Beschichtungsvorgang eine digitale Dokumentation und Nachweis der Beschichtungsqualität ausgeführt werden.

Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass einzelne, jeweils in verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale auch in einer einzigen Ausführungsform umgesetzt werden können, sofern sie nicht strukturell inkompatibel sind. Gleichermaßen können verschiedene Merkmale, die im Rahmen einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein.