DE102005008213A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Besäumen von tafelförmigen Werkstücken verschiedener Breite - Google Patents

Abstract

Um in Reihe mit geringem gegenseitigem Abstand kontinuierlich angelieferte tafelförmige Werkstücke (1, 2, 1*) an ihren Seitenrändern (1a, 1b, 2a, 2b) zu besäumen, werden die Werkstücke (1, 2, 1*) an beidseitig der Transportstrecke angeordneten Schneidwerkzeugen (6, 7) vorbeibewegt. Diese Schneidwerkzeuge (6, 7) besäumen entweder die Werkstücke (1, 2, 1*) selbst oder schneiden den Überstand von auf die Werkstücke (1, 2, 1*) aufgeklebten Folienbändern ab. Um auch Werkstücke bearbeiten zu können, die in unregelmäßiger Folge verschiedene Breite haben, lassen sich die Schneidwerkzeuge (6, 7) bei andauerndem Transport der Werkstücke (1, 2, 1*) umpositionieren. Die Umpositionierung der Schneidwerkzeuge (6, 7) auf eine andere Werkstückbreite erfolgt in der Weise, dass nach Passieren der hinteren Kante eines ersten Werkstückes (1) der Besäumvorgang unterbrochen wird und die Schneidwerkzeuge in Transportrichtung vor und quer zur Transportrichtung auf die Breite des neuen Werkstückes (2) eingestellt werden. Bei der Vorbewegung überholen die Schneidwerkzeuge (6, 7) den vorderen Rand des noch zu besäumenden Werkstückes (2). Der Besäumvorgang wird dann an dem neuen Werkstück fortgeführt.

Description

• Eine Schwierigkeit beim Besäumen von tafelförmigen Werkstücken verschiedener Breite an deren Seitenrändern, die in Reihe und mit Abstand voneinander transportiert werden, besteht darin, bei möglichst kleinem gegenseitigem Abstand der in Reihe transportierten Werkstücke genügend Zeit für die Umpositionierung von beidseits des Transportweges angeordneten, für das Besäumen benötigten Schneidwerkzeugen zu haben. Grundsätzlich wäre es zwar möglich, für die Zeit der Umpositionierung den Transport der Werkstücke zu verlangsamen oder sogar zu stoppen, doch ist ein derartiger diskontinuierlicher Transport für die Praxis jedenfalls dann untauglich, wenn die Werkstücke von einer vorgeordneten Produktionsanlage inline angeliefert werden. Denkbar wäre auch, den gegenseitigen Abstand der Werkstücke zu vergrößern. Dies ginge aber zu Lasten der Durchsatzleistung. Bei Werkstücken, die ein- oder beidseitig mit einem die Werkstücke verbindenden Folienband beschichtet sind, würde ein großer Abstand auch zu einem hohen Verschnitt des Folienbandes führen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Besäumen von tafelförmigen Werkstücken verschiedener Breite an deren Seitenrändern zu schaffen, die in Reihe und mit Abstand voneinander transportiert werden. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Besäumen solcher Werkstücke zu schaffen, wobei diese Vorrichtung vor allem für das genannte Verfahren geeignet sein soll.
• Verfahrensmäßig wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Besäumen von tafelförmigen Werkstücken verschiedener Breite an deren Seitenrändern, die in Reihe und mit Abstand voneinander transportiert und dabei an beidseitig ihres Transportweges angeordneten und in Transportrichtung und quer dazu verfahrbaren, insbesondere mit Laserstrahlen arbeitenden Schneidwerkzeugen vorbeibewegt werden, wobei die Besäumung unterbrochen wird, wenn der hintere Rand eines Werkstückes die Schneidwerkzeuge passiert und diese aus einer in Transportrichtung hinteren Position sowohl quer zur Transportrichtung und aufeinander zu oder voneinander weg bis auf die Breite des nachfolgenden Werkstückes als auch in Transportrichtung und dabei den vorderen Rand des noch zu besäumenden Werkstückes überholend bis in eine vordere Position verfahren werden und anschließend die Besäumung wiederaufgenommen wird und dabei die Schneidwerkzeuge entgegen der Transportrichtung zurück in die hintere Position verfahren werden.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich ein hoher Durchsatz erzielen, weil für die Umpositionierung der Schneidwerkzeuge von einer ersten Werkstückbreite auf eine zweite Werkstückbreite der Transport der Werkstücke nicht verlangsamt oder gar unterbrochen zu werden braucht und der Abstand zwischen den einzelnen Werkstücken minimal sein kann. Dieses Ergebnis wird im wesentlichen dadurch erhalten, dass am Ende des Besäumschnittes an einem ersten Werkstück die Schneidewerkzeuge während der Umpositionierung quer zur Transportrichtung auch in Transportrichtung mitlaufend und sogar schneller als die Werkstücke bewegt werden.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht nur möglich, einen Besäumschnitt parallel zur Transportrichtung auszuführen, sondern auch schräg oder sogar wellenförmig verlaufende Schnitte. Dazu wird das jeweilige Schneidwerkzeug entweder seitlich stationär angeordnet oder quer zur Transportrichtung verstellt.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und geeigneten Schneidwerkzeugen lassen sich tafelförmige Werkstücke verschiedenster Art besäumen. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren für tafelförmige Werkstücke, die ein- oder beidseitig mit jeweils einem Folienband in einem kontinuierlichen Verfahren beschichtet sind, wobei das oder die Folienbänder die Werkstücke an deren Seitenrändern überlappen und die einzelnen Werkstücke miteinander verbinden. Bei einem solchen bekannten Verfahren ( DE 199 17 827 A1 ) werden die die Werkstücke miteinander verbindenden Folienbänder mit unterhalb und oberhalb der Transportebene angeordneten quer zur Transportrichtung verfahrbaren, mit Laserstrahlen arbeitenden Schneidköpfen allerdings nur voneinander getrennt. Eine Besäumung der Seitenränder ist dagegen nicht vorgesehen.
• Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens schneiden die Schneidwerkzeuge den seitlichen Folienüberstand ab. Sofern die Werkstücke beidseitig mit jeweils einem alle Werkstücke verbindenden Folienband beschichtet sind, werden Schneidwerkzeuge mit jeweils zwei in Transportrichtung hintereinander angeordneten Schneidköpfen verwendet, von denen mit dem in Transportrichtung vorderen Schneidkopf das obere Folienband und mit dem in Transportrichtung hinteren Schneidkopf das untere Folienband beschnitten werden.
• Vorrichtungsmäßig wird die vorgenannte Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Besäumen von tafelförmigen Werkstücken verschiedener Breite an deren Seitenrändern, insbesondere zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, mit folgenden Komponenten gelöst:
• a) Eine Transportvorrichtung mit einer ebenen geradlinigen Transportstrecke für die tafelförmigen Werkstücke.
• b) Beidseits der Transportstrecke sind Schneidwerkzeuge angeordnet, die mit Stellantreiben in Transportrichtung und quer dazu verfahrbar sind.
• c) Die Stellantriebe werden von einer Steuereinrichtung, die auf die Seitenränder und die hinteren und vorderen Ränder der Werkstücke ansprechende Fühler aufweist, derart angesteuert, dass die Besäumung unterbrochen wird, wenn der hintere Rand eines Werkstückes die Schneidwerkzeuge passiert und diese aus einer in Transportrichtung hinteren Position sowohl quer zur Transportrichtung und aufeinander zu oder voneinander weg bis auf die Breite des nachfolgenden Werkstückes als auch in Transportrichtung und dabei den vorderen Rand des noch zu besäumenden Werkstückes überholend bis in die vordere Position verfahren werden und anschließend die Besäumung wiederaufgenommen wird und dabei die Schneidwerkzeuge entgegen der Transportrichtung zurück in die hintere Position verfahren werden. Insbesondere ist jedes Schneidwerkzeug mit zwei in Transportrichtung hintereinander liegenden Schneidköpfen ausgerichtet. Im Falle von Laserstrahlschneidwerkzeugen ist der Laserstrahl des ersten Schneidkopfes auf das obere Folienband und der Laserstrahl des zweiten Schneidkopfes auf das untere Folienband fokussiert.
• Aus dem Stand der Technik ist es zwar bekannt ( EP 1 306 154 A1 ), zum Besäumen von Endlosbändern den Seitenrändern fühlergesteuerte Schneidwerkzeuge zuzuordnen, mit denen kontinuierlich die Einstellung auf die Breite erfolgt. Bei diesem Stand der Technik besteht wegen des endlosen Bandes nicht das Problem der schnellen Umpositionierung bei wechselnder Breite.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
• 1 eine Vorrichtung zum Besäumen von tafelförmigen Werkstücken an deren Seitenrändern während des Besäumvorganges in Seitenansicht und schematischer Darstellung,
• 2 die Vorrichtung der 1 während des Besäumens in einer zur 1 etwas späteren Phase in Seitenansicht und schematischer Darstellung und
• 3 die Vorrichtung gemäß 1 in Aufsicht und schematisierter Darstellung während verschiedener Phasen des Besäumens und der Umpositionierung der Schneidwerkzeuge für das Besäumen auf verschiedene Breiten der zu besäumenden Werkstücke.
• Bei der Vorrichtung gemäß 1 und 2 werden verschiedenformatige, insbesondere verschieden breite tafelförmige Werkstücke 1, 2, 1* über eine ebene Transportstrecke geradlinig in Reihe hintereinander und mit geringem Abstand voneinander transportiert. Die Werkstücke 1, 2, 1* sind beidseitig mit einem Folienband 3, 4 beschichtet, das an den Seitenrändern der Werkstücke 1, 2, 1* übersteht. Die Transportstrecke wird von einem mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Rollgang 5 gebildet. Beidseits der Transportstrecke sind für das Besäumen der Werkstücke 1, 2, 1*, insbesondere für das Abschneiden des seitlichen Folienüberstandes, an den Seitenrändern der Werkstücke 1, 2, 1* Schneidwerkzeuge 6, 7 angeordnet, die jeweils zwei in Transportrichtung T hintereinander liegende Laserstrahlschneidköpfe 6a, 6b aufweisen, deren Laserstrahlen auf die in unterschiedlichen Ebenen liegenden Folienbänder 3, 4 fokussierbar sind.
• Die Schneidwerkzeuge 6, 7 sind individuell sowohl in Transportrichtung T zwischen einer vorderen Position P₁ und einer hinteren Position P₂ als auch quer zur Transportrichtung T mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Stellantriebe verfahrbar. Den Schneidwerkzeugen 6, 7 ist eine Steuereinrichtung zugeordnet, die auf die Seitenränder 1a, 1b, 2a, 2b der Werkstücke 1, 2, 1* und die vorderen und hinteren Ränder 1c, 1d, 2c, 2d der Werkstücke 1, 2, 1* ansprechende Fühler aufweist.
• Das Verfahren zum Besäumen der Seitenränder 1a, 1b, 2a, 2b der unterschiedlich breiten Werkstücke 1, 2, 1* lässt sich am besten anhand der 3 erläutern. Die Zeiten t für die verschiedenen Phasen sind nur beispielhaft.
• Zum Zeitpunkt t₀ = 0 befinden sich die Schneidwerkzeuge 6, 7 in der hinteren Position und sind auf die Seitenränder 1a, 1b des ersten, breiten Werkstückes 1 eingestellt. Werden nun die Werkstücke 1, 2 vorbewegt, dann schneiden die Schneidwerkzeuge 6, 7 die seitlichen Überstände des oberen und unteren Folienbandes 3, 4 ab. Dieser Besäumschnitt am Werkstück 1 ist beendet, wenn die hintere Kante 1d des Werkstückes von den Fühlern der Schneidwerkzeuge 6, 7 erfasst wird und die Vorderkante 2c des nächsten Werkstückes 2 ankommt. Diese Phase ist zum Zeitpunkt t₁ = 7,5 s erreicht. Über die Steuereinrichtung werden dann die Laserstrahlschneidköpfe 6a, 6b abgeschaltet und mittels der Fühler die Breite des nächsten Werkstückes 1 erfasst.
• Bei ununterbrochenem Transport der Werkstücke 1, 2, 1* werden dann die Schneidköpfe 6, 7 quer zur Transportrichtung aufeinander zu und in Transportrichtung T vorbewegt. Die Vorbewegung erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um den vorderen Rand 2c des noch nicht besäumten schmaleren Werkstückes 2 zu überholen. Dieser Zeitpunkt ist bei t₂ = 8,5 s erreicht.
• Sobald bei t₃ = 9 s der vordere Rand des schmaleren Werkstückes 2 die Schneidwerkzeuge 6, 7 bzw. deren Fühler passiert, werden die Laserstrahlschneidköpfe 6a, 6b wieder eingeschaltet, so dass dann die seitlichen Überstände der Folienbänder 3, 4 an dem schmaleren Werkstück 2 abgeschnitten werden. Gleichzeitig werden die Schneidwerkzeuge 6, 7 zurück in die hintere Position verfahren. Die hintere Position ist zum Zeitpunkt t₄ = 10 s erreicht. In dieser Phase, bei der praktisch auch der vordere Rand 1*d die Fühler erreicht, werden die Laserstrahlschneidköpfe 6a, 6b wieder abgeschaltet und die Umpositionierung der Schneidwerkzeuge 6, 7 gestartet. Bei der Umpositionierung überholen die Schneidwerkzeuge 6, 7 wieder den vorderen Rand 1*c. Zum Zeitpunkt t₅ = 11 s haben sie ihre neue Position erreicht. Die Laserstrahlschneidköpfe 6a, 6b werden wieder eingeschaltet und beginnen zum Zeitpunkt t₆ = 11,5 s mit dem Abschneiden der seitlichen Überstände der Folienbänder 3, 4 an dem Werkstück 1*.
• Mit dem beschriebenen Verfahren und der beschriebenen Vorrichtung lassen sich also mit hoher Durchsatzleistung tafelförmige Werkstücke an ihren Seitenrändern besäumen. Die für die Umpositionierung der Schneidwerkzeuge von einer Werkstückbreite auf eine andere Werkstückbreite benötigte Zeit macht es nicht erforderlich, zwischen den in Reihe transportierten Werkstücken einen bestimmten Abstand einzuhalten. Der Abstand kann also minimal sein, so dass es auch nur einen minimalen Verschnitt an den Folienbändern zwischen den Werkstücken gibt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Besäumen von tafelförmigen Werkstücken (1, 2, 1*) an deren Seitenrändern (2a, 2b, 1a, 1b), die in Reihe und mit Abstand voneinander transportiert und dabei an beidseitig ihres Transportweges angeordneten und in Transportrichtung (T) und quer dazu verfahrbaren, insbesondere mit Laserstrahlen (6a, 6b) arbeitenden Schneidwerkzeugen (6, 7) vorbeibewegt werden, wobei die Besäumung unterbrochen wird, wenn der hintere Rand (1d) eines Werkstückes (1) die Schneidwerkzeuge (6, 7) passiert, und diese aus einer in Transportrichtung (T) hinteren Position (P₂) sowohl quer zur Transportrichtung (T) und aufeinander zu oder voneinander weg bis auf die Breite des nachfolgenden Werkstückes (2) als auch in Transportrichtung (T) und dabei den vorderen Rand (2c) des noch zu besäumenden Werkstückes (2) überholend bis in eine vordere Position (P₁) verfahren werden und anschließend die Besäumung wieder aufgenommen wird und dabei die Schneidwerkzeuge (6, 7) entgegen der Transportrichtung (T) zurück in die hintere Position (P₂) verfahren werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Werkstück (1, 2, 1*) parallel zur Transportrichtung (T) bei seitlich stationären Schneidwerkzeugen (6, 7) besäumt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Werkstück (1, 2, 1*) an mindestens einem Seitenrand (1a, 1b, 2a, 2b) nicht parallel zur Transportrichtung (T) mit quer zur Transportrichtung (T) verstellbarem Schneidwerkzeug (6, 7) besäumt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Werkstücken (1, 2, 1*), die mindestens einseitig mit einem alle Werkstücke (1, 2, 1*) verbindenden Folienband (3, 4) beschichtet sind, die Schneidwerkzeuge (3, 4) den seitlichen Folienüberstand abschneiden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Werkstücken (1, 2, 1*), die beidseitig mit jeweils einem alle Werkstücke (1, 2) verbindenden und die Seitenränder (1a, 1b, 2a, 2b) der Werkstücke (1, 2, 1*) überlappenden Folienband (3, 4) beschichtet sind, für jeden Seitenrand (1a, 1b, 2a, 2b) ein Schneidwerkzeug (6, 7) mit zwei in Transportrichtung hintereinander angeordneten Schneidköpfen (6a, 6b) verwendet wird, von denen mit dem in Transportrichtung (T) vorderen Schneidkopf (6a) das obere Folienband (3) und mit dem in Transportrichtung (T) hinteren Schneidkopf (6b) das untere Folienband (4) beschnitten werden.
6. Vorrichtung zum Besäumen von tafelförmigen Werkstücken (1, 2, 1*) verschiedener Breite an deren Seitenrändern (1a, 1b, 2a, 2b), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit folgenden Komponenten: a) Eine Transportvorrichtung (5) mit einer ebenen geradlinigen Transportstrecke für die tafelförmigen Werkstücke (1, 2, 1*). b) Beidseits der Transportstrecke sind Schneidwerkzeuge (6, 7) angeordnet, die mit Stellantrieben in Transportrichtung und quer dazu verfahrbar sind. c) Die Stellantriebe werden von einer Steuereinrichtung, die auf die Seitenränder (1a, 1b, 2a, 2b) und die hinteren und vorderen Ränder (1c, 1d, 2c, 2d) ansprechende Fühler aufweist, derart ansteuert, dass die Besäumung unterbrochen wird, wenn der hintere Rand (1c, 2c) eines Werkstückes (1, 2) die Schneidwerkzeuge (6, 7) passiert, und diese aus einer in Transportrichtung (T) hinteren Position (P₂) sowohl quer zur Transportrichtung (T) und aufeinander zu oder voneinander weg bis auf die Breite des nachfolgenden Werkstückes (2) als auch in Transportrichtung (T) und dabei den vorderen Rand (2c) des nachfolgenden Werkstückes (2) überholend bis in eine vordere Position (P₁) verfahren werden und anschließend die Besäumung wieder aufgenommen wird und dabei die Schneidwerkzeuge (6, 7) entgegen der Transportrichtung (T) zurück in die hintere Position (P₁) verfahrbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schneidwerkzeug (6, 7) mit zwei in Transportrichtung hintereinander liegenden Schneidköpfen (6a, 6b) ausgerüstet ist.