CN110505939A - 打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工尤其是板状工件(W)的打磨装置。打磨装置包括用于在砂带(10)的方向上发射电磁波的发射器(31)和用于检测由砂带(10)反射的电磁波的检测器(32)。

Description

打磨装置

技术领域

本发明涉及一种用于加工工件，特别是板状工件的打磨装置，该工件例如至少部分地包括木材、衍生的木材产品，例如木纤维等。在某些实施方式中，打磨装置是宽砂带打磨机。

背景技术

打磨装置的一般要求是，对用于加工具有几何形状未定义的切削刃的工件的砂带进行监视或评估其磨损。如果砂带磨损，并且该状态未检测到或检测的时间太晚，则打磨装置将继续使用有故障或不合格的砂带，从而产生废品。

通常，磨损程度由人工和目视确定。关闭打磨装置时，由工人检查砂带，并评估是否应更换砂带。这种评估在很大程度上取决于工人的经验水平，因此容易出错。基于加工工件的评估也是不利的，因为一旦确认加工结果不合格，就已经产生了废品。此时，必须停止打磨装置，必须更换砂带，即使生产流程不能简单无缺点地做到这一点。

因此，工业上的替代方案是在早期更换砂带。这意味着即使在某些情况下直到下次进行维护之前仍可以继续使用砂带，也会更换砂带。由于无法预测或至少不能可靠地预测更换砂带的间隔，因此此处所述的预防措施意味着将更频繁地更换砂带。与之相关的成本将被视为为维持生产质量所支付的可接受价格。

更换砂带通常具有以下缺点：至少必须停止打磨装置以及可能停止整个生产线。这与尽可能减少停机时间的要求相冲突。

此外，在更换砂带时，工人必须确保使用正确的砂带进行更换。对于砂带，可以通过适当的标记来确保这一点，例如在砂带背对磨粒面的表面上有一个数字。也可以将不同颜色的砂带放在一边，以便工人可以特定地识别具有一定粒度的砂带，并相应地使用它。

但是，由于打磨装置在多尘的工作环境中使用，所以在已知系统中总是存在砂带上的识别标记被隐藏并因此不能正确识别的危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于对工件进行机加工的打磨装置以及一种用于识别砂带和/或其状态的方法，其中应当根据优选的需要来识别砂带的磨损状态。

权利要求1的主题提供了一种相应的打磨装置。在从属权利要求中描述了进一步的优选实施方式。

本发明背后的一个思想是使用用于电磁辐射的传感器，特别是雷达传感器，以识别砂带和/或确定其磨损/撕裂水平。在这方面已经表明，传感器的检测结果，尤其是在砂带上反射的辐射的检测强度，提供了关于砂带的粒度或粗糙度的信息，并且在进一步使用的基础上可以检测出砂带的质量是否由于磨损而降低。

权利要求1提供了一种用于加工工件的打磨装置，其中所述打磨装置优选地用于加工由木材或衍生的木材产品制成的工件。打磨装置包括用于保持砂带的固定装置、用于在砂带的方向上发射电磁波的发射器以及用于检测由砂带反射的电磁波的检测器。

这样，可以客观评估砂带的当前质量。这也可以在打磨装置运行时完成，从而减少停机时间并减少废品数量。

此外，可以确定砂带清洁单元是否可能无法正常工作。结合打磨过程中的其他数据(例如，监测打磨工件的实际厚度)，可以持续调整和更新停机时间的预测。例如，识别一侧的重复磨损可以得出关于机器设置错误或工件几何形状不利的结论。

根据本发明，打磨装置可以具有接触辊单元、具有压力垫的打磨单元或横向打磨骨料，其包括用于保持砂带的固定装置。根据打磨单元的设计，固定装置可以具有一个、两个或更多辊来引导砂带。此外，辊可被对准，使得砂带横向于或沿着相对运动的方向打磨工件。

根据一个优选实施方式，发射器和检测器组合在一个传感器单元中。这使得能够提供鲁棒的雷达传感器。

发射器和检测器也可以横向于砂带的运动方向延伸，其中，进一步优选的是，发射器和检测器可以在砂带的整个宽度上监视砂带的状态。尤其是，发射器和检测器横向于运动方向在砂带的整个宽度上延伸。

可替代地，期望的是，发射器和检测器可沿着引导件横向于砂带的运动方向移动。包括发射器和检测器的传感器单元因此可以保持相对紧凑。

根据另一实施方式，期望的是，打磨装置包括输送元件，特别是传送带，以用于相对于砂带移动工件。板状工件可以用这种类型的输送元件移动，其结果是，它与砂带接合并被加工。

磨砂装置的固定装置可包括第一转向辊和第二转向辊，其中发射器和检测器指向位于转向辊之间的砂带的一部分，或者指向砂带放置在其中一个转向辊上的砂带区域。发射器和检测器被定位成使其面向砂带的方向。

固定装置还可以包括另外的转向辊，例如上转向辊和与输送元件相邻的两个转向辊，在这两个转向辊之间放置有带有打磨垫的压力垫。

已经证明，由于空间原因，使发射器和检测器指向转向辊之间的砂带的一部分的位置是有利的。另外，砂带在该区域中呈现为相对平坦的表面，从而改善了砂带的评估结果。

替代地，如已经提到的，也可以在上转向辊的区域中设置发射器和检测器，使得它们面向砂带区域的方向。安装在该区域中的优点是，砂带相对平稳地被引导。

根据另一实施方式，打磨装置包括显示器，用于显示检测器的检测结果。例如，显示器可以是屏幕上或智能眼镜中的描绘的一部分，或者可以由投影仪显示。显示器可以例如显示由砂带反射的波的检测强度。

在一个实施方式中，提供了一种控制器，该控制器被设置为将检测器的检测结果特别是由砂带反射的波的检测强度与砂带的识别数据进行比较。该识别数据例如涉及砂带的粒度，该砂带的粒度分为某些类别。已经表明，可以基于电磁波的不同强度/反射率来检测不同的粒度，因此可以得出关于插入的相应砂带的结论。

根据另一实施方式，打磨装置包括用于发出声音或视觉信号的报警装置。如果检测到错误或磨损的砂带，则可以触发该报警装置。这提高了操作可靠性，避免了废品的产生。

根据另一实施方式，打磨装置还包括砂带清洁单元。例如，这可以是砂带吹气装置。根据修改，优选地，基于检测器的检测结果来控制或监视砂带清洁单元的操作。因此，可以提高对于某些砂带的砂带清洁单元的清洁效果，而对于其他砂带则降低清洁效果，从而减少能量消耗。此外，可以识别砂带清洁单元是否正常工作，从而进一步提高操作可靠性。

此外，本发明涉及一种用于检测砂带的方法，该方法包括以下步骤：相对于电磁波发射器移动砂带；从发射器向砂带发射电磁波；以及利用检测器检测由砂带反射的电磁波。

这样可以在运行过程中客观地评估砂带。关于其他优点，请参考上述说明。

在一个实施方式中，发射和检测应该在用砂带加工工件期间或在砂带的空载操作期间进行。因此，不必停止砂带，这可以减少停机时间。

进一步优选地，基于检测器的检测结果，特别是由砂带反射的波的检测强度，可以检测砂带的粒度。基于这些结果，因此有可能得出关于砂带质量和状态的结论。

该方法还可包括以下步骤：在显示器上显示检测器的检测结果，特别是由砂带反射的波的检测强度。这使工人能够识别正在使用哪个砂带和/或正在使用的砂带的状态。

根据另一修改，该方法包括以下步骤：如果识别出确定的砂带粒度不对应于指定值，或者如果识别出检测到的强度或反射率小于第一阈值，或者大于第二阈值，则输出视觉或听觉报警信号。该措施允许进一步提高操作可靠性。

如果砂带的表面相对“粗糙”或具有粗糙的粒度，则辐射(最好是雷达辐射)会反射到较大的区域。另一方面，如果砂带的表面相对光滑，换句话说，如果砂带磨损比较严重，则辐射的较大部分到达检测器。因此，所检测到的强度高于砂带的更粗糙或更结构化的表面。

因此，基于到达检测器的辐射强度，可以得出关于“粗糙度”的结论，因此可以得出砂带表面状态的结论。

此外，可以识别砂带的其他运行数据，例如砂带的运动速度或砂带在操作期间的打滑。

该数据可以在打磨装置的控制器中进行处理，并用于监视打磨装置的操作。

除了已经提到的优点之外，根据本发明的打磨装置和根据本发明的方法因此也提供了改善的质量控制的可能性。此外，可以以相对便宜的措施获得关于加工过程的附加数据，并且所述数据通常可以计入可能的维护期间。

附图说明

图1是打磨装置的示意图，已检测到其砂带的局部磨损。

图2是图1所示打磨装置的示意性侧视图。

图3示出了识别出某种类型砂带的打磨装置。

图4是识别出另一种类型砂带的打磨装置的示意图。

图5示出了本发明的第二实施方式。

图6示出了本发明的第三实施方式。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的优选实施方式，以便通过示例来说明本发明。在此上下文中引用的某些单个特征的进一步修改可以各自组合以创建另外的实施方式。

参照图1和图2，下面将描述根据本发明实施方式的打磨装置。这样的打磨装置可以用于生产或加工用于结构元件工业的家具零件或元件。

作为输送元件的示例，打磨装置包括旋转的传送带20，其使板状工件W沿传送方向F移动。这种工件W例如由木材或衍生的木材产品制成。

打磨单元1竖直地设置在传送带20上方，并且具有上辊15和下辊16，砂带10围绕所述上辊15和下辊16旋转。在本示例性实施方式中，打磨单元1是所谓的接触辊单元。

砂带10与随着传送带20一起移动的工件W接合，并通过加工去除工件W的表面的一部分。可替代地，可以执行抛光工艺。

附图中仅示出了打磨装置。这意味着还包括包括一个上辊和两个下辊的打磨装置。也可以纯粹将横向打磨机作为宽砂带打磨机的替代示例。

在本示例性实施方式中，位于上辊和下辊之间的传感器单元30包括用于发射电磁波的发射器31和用于检测由砂带10反射的电磁波的检测器32。传感器单元30也可以被称为雷达传感器。为了说明的目的，在示意图中将发射器31和检测器32示出为单独的单元。然而，发射器31和检测器32也可以组合成单个单元。

显然，传感器单元30的位置可以改变。例如，传感器单元30可以放置在上辊15的上方。也可以将传感器单元30放置在上辊15的侧面。

根据第一种可能的应用，期望的是，传感器单元30检测砂带10的某些区域是否磨损。

在图1所示的示例中，砂带10包括磨损较少的部分10a和磨损严重的部分10b。磨损水平可以显示在图表(显示)40中，例如，工人可以阅读作为屏幕显示的一部分的这些内容。基于图表40，工人可以识别出砂带10的某些区域是否已经严重磨损，从而使工人能够决定是否要用尚未磨损的砂带10的部分10b加工工件W。这是通过改变插入位置来实现的。或者，工人可以确定需要更换砂带。

在这种情况下可以想到的是，基于检测结果向工人提出建议。例如，可以在打磨装置的屏幕上发布显示，该显示指示在一定数量的机加工操作之后预期需要更换砂带。因此，这将允许打磨装置可预测地操作，因为工人已经能够准备即将更换的砂带，例如通过订购新的砂带即可。

作为所描述的实施方式的一部分，有可能在操作期间，即在仍在加工工件W的同时，通过传感器单元30进行检测，或者在打磨装置的空载操作期间，通过传感器单元30进行检测。

根据另一可能的应用(图1和图2)，传感器单元30用于识别特定的砂带10。由于具有一定的标记和/或颜色，通常由工人“识别”砂带。但是，标记的缺点是标记可能难以自动读取。另一个缺点是，标记仅被放置在砂带的某个位置上，并且标记的该位置首先至少必须由工人来识别。如果将不适合计划加工的砂带插入打磨装置，则会首先产生废品，直到工人认识到自己的错误为止。

利用传感器单元30，现在可以基于检测到的在砂带上反射的电磁波的强度来确定不同的粒度。

如果砂带的表面相对“粗糙”，或者其粒度较大或基本未变，则辐射(最好是雷达辐射)会反射回较大的区域。因此，检测到的强度较低。另一方面，如果砂带的表面比较光滑；换句话说，例如，如果砂带磨损比较严重，则大部分辐射会到达检测器。因此，所检测到的强度高于具有粗糙表面的砂带。

因此，基于到达检测器的辐射强度，可以得出关于“粗糙度”的结论，因此可以得出砂带表面状态的结论。

因此，有可能向打磨装置的控制器提供关于实际插入的砂带的信息。该信息可以显示在屏幕上等，例如在图表40中显示，以向工人提供有关插入的砂带的信息。如果在下一遍识别出粒度错误的砂带，则也可以输出警告(视觉或听觉)。

或者，可以将信息转发到机器控制系统，以便在打磨装置上进行与当前插入的砂带相对应的设置。

图3示出了根据第一实施方式的打磨装置，其中由于在显示器40中示出了相对较低的强度，因此检测到了砂带10的类型。在图4中，已经插入了不同的砂带10，这意味着在显示器40中显示了整个砂带宽度的不同强度。

例如，特别是如果可以根据使用类型假定边缘区域存在原始粒度，而中心区域发生磨损或撕裂，则可以基于边缘区域与砂带中心区域的比较来进行砂带的定性评估。

在图5中示出了本发明的第二实施方式。已经在第一实施方式的上下文中描述的相应或相同元件具有相似或相同附图标记。

在第二实施方式的上下文中，代替打磨单元1，设置了打磨单元1’。代替下部辊16，打磨单元1'具有校准辊16a、转向辊16b和压力垫16c。压力垫16c用于将砂带10的某些部分压靠在放置在传送带20上并与传送带20一起移动的工件(这里未示出)上。可替代地，可以通过在传送带的方向上相应地调节校准辊16a以在校准辊区域中进行打磨。

打磨单元1’具有传感器单元30’。传感器单元30’包括轨道33，发射器31’和检测器32’可沿着轨道33移动，其中在本实施方式中，发射器31’和检测器32’组合为单个单元。

仅作为示例，在显示器40'中示出了可能的显示结果。一旦本示例性实施方式中的包括发射器31'和检测器32'的可移动单元已经沿着砂带10'行进了特定部分(图5中从左到右)，就可以在显示器40'上读取已经扫描的区域。

图6示出了本发明的第三实施方式。类似于第一和第二实施方式，第三实施方式具有用于移动工件W的传送带20。此外，第三实施方式具有根据第一实施方式的打磨单元1，根据第二实施方式的打磨单元1’以及横向砂带打磨单元1”。

在本示例性实施方式中，横向砂带打磨单元1”具有两个砂带10”，它们通过适当的转向辊被引导。此外，为每个砂带10”提供传感器单元30”和相应的显示器40”。

第三实施方式意在示出可以组合各种打磨单元并且可以将显示器用于所讨论的打磨单元，以便对各个砂带进行先前讨论的评估。

在这方面，很明显，可以改变打磨单元的顺序，以便创建其他实施方式。也可以想到仅具有两个上述打磨单元的实施方式。

此外，显然可以将各种显示器组合成一个视图，例如，组合成用于监视打磨机的监视器上的显示器。

用户可以从图6所示的显示器40、40'、40”读取各种砂带的值。特别是，显示了打磨单元1的砂带已部分磨损，并且显示了打磨单元1’的一条砂带已完全磨损的事实。根据显示器40'，因为根据显示器40'显示了相对较高的强度，所以打磨单元1'的砂带10'处于良好状态。

显示器40、40'、40”可以分别显示在屏幕上，也可以共享显示。

Claims (15)

1.一种用于加工工件的打磨装置，包括：

用于保持砂带(10、10'、10”)的固定装置(15、16；15a、16a、16b)，

用于沿所述砂带(10)的方向发射电磁波的发射器(31、31'、31”)，

用于检测由所述砂带(10、10'、10”)反射的电磁波的检测器(32、32'、32”)。

2.根据权利要求1所述的打磨装置，其特征在于，所述发射器(31)和所述检测器(32)横向于所述砂带(10、10'、10”)的运动方向延伸，优选地在砂带的整个宽度上延伸，或者所述发射器(31')和所述检测器(32')能够沿着引导件(33)横向于所述砂带(10')的移动方向移动。

3.根据前述权利要求中任一项所述的打磨装置，其特征在于，所述打磨装置包括输送元件(20)，特别是传送带，输送元件(20)用于相对于所述砂带(10、10'、10”)移动所述工件(W)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的打磨装置，其特征在于，所述固定装置包括第一转向辊(15；15a)和第二转向辊(16；16a、16b)，其中优选地，还设置有用于将砂带推向工件的压力垫(16c)。

5.根据权利要求4所述的打磨装置，其特征在于，所述发射器(31)和检测器(32)指向位于所述转向辊之间的砂带的一部分，或者指向所述砂带放置在其中一个转向辊上的砂带区域。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的打磨装置，其特征在于，所述打磨装置具有显示器(40、40'、40”)，其用于显示所述检测器(32、32'、32”)的检测结果，特别是反射波的检测强度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的打磨装置，其特征在于，所述打磨装置包括控制器，所述控制器设置为将所述检测器(32、32'、32”)的检测结果特别是反射波的检测强度与所述砂带的识别数据进行比较。

8.根据前述权利要求中任一项所述的打磨装置，其特征在于，所述打磨装置包括用于发出声音或视觉信号的报警装置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的打磨装置，其特征在于，所述打磨装置还包括砂带清洁单元，其中优选的，基于所述检测器(32、32'、32”)的检测结果来控制和/或监视所述砂带清洁单元的操作。

10.根据前述权利要求中任一项所述的打磨装置，其特征在于，雷达传感器用作发射器和检测器。

11.一种检查砂带(10)的方法，包括以下步骤：

向所述砂带(10、10'、10”)发射电磁波，以及

检测所述砂带(10、10'、10”)反射的电磁波。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述发射和检测在使用所述砂带(10、10'、10”)加工工件期间或在所述砂带(10、10'、10”)的空载操作期间进行。

13.根据权利要求11和12之一所述的方法，其特征在于，基于所述检测器(32、32'、32”)的检测结果，特别是反射波的检测强度，确定所述砂带(10)的粒度和/或磨损程度。

14.根据权利要求11至13中的一项所述的方法，还包括以下步骤：通过显示器(40、40'，40”)显示所述检测器(32、32'、32”)的检测结果，特别是反射波的检测强度。

15.根据权利要求11至14中的一项所述的方法，还包括以下步骤：当识别出所述砂带(10、10'、10”)确定的粒度不对应于指定值时，或者当识别出反射波的检测强度小于第一阈值时，或者大于第二阈值，则输出视觉或听觉报警信号。