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Formatieren von HDF-Platten mit Furnierüberstand

Die Besäumung von Rohplatten für „Engineerd Wood Flooring“ (EWF) auf ganz außergewöhnliche Art und Weise – das machte einer der größten Bodenbelagshersteller in Nordamerika zur Aufgabe für das HOMAG Group Engineering.

Das Besondere:
EWF ist fast ausschließlich auf dem nordamerikanischen Markt zu finden und besteht bei diesem Hersteller aus drei Schichten. Einer 6 mm dicke HDF Mittellage, einer oberen Decklage aus 1,8 mm Schälfurnier (Eiche, Hickory, Ahorn oder Nussbaum) und einem Gegenzug aus
1,8 mm Schälfurnier auf der Unterseite. 
Die fertigen Elemente sind umlaufend mit Nut und Feder oder einem Klickprofil versehen. Bedingt durch die unterschiedlichen Standardformate für Schälfurnier und HDF-Platten haben die Rohplatten (1510 x 2460 mm) einen sehr großen Deckschichtüberstand von bis zu 150 mm. Hinzu kommt die starke Wölbung der Platten durch das Heißpressen. Vor der Weiterverarbeitung der Rohplatte muss dieser Deckschichtüberstand entfernt werden, da er sonst im weiteren Prozess zu Störungen führt. Hierbei sollte jedoch so wenig wie möglich von der HDF-Mittellage entfernt werden, da sie der kostenintensive Teil der Platte ist.
 
Die Herausforderung:
Bisher wurde die Kante der Mittellage manuell ertastet und auf der Decklage mit einer neonfarbenen Kreide markiert. Anschließend wurde die Platte auf einer Kreissäge anhand der Markierungen manuell ausgerichtet und besäumt. Da das manuelle Markieren und Ausrichten ungenau ist und dabei oftmals zu viel von der wertvollen HDF-Mittellage besäumt wird, entschied sich der Hersteller für eine Zusammenarbeit mit dem HOMAG Group Engineering.

Beschickung und längsseitige Bearbeitung:
Beschickt wird die Winkelanlage – bestehend aus Doppelendprofiler und Quersäge – mit einem Roboter. Dieser legt die Platten auf eine Rollenbahn. Die weitere Zuführung und Grobausrichtung geschieht auf der folgenden Schrägrollenbahn mit Festanschlag vor dem Doppelendprofiler FPL 620.
Auf diesem erfolgt dann die längsseitige Besäumung der Rohplatten. Der FPL 620 besitzt einen speziellen Einlauf mit absenkbarer Oberdruckeinheit mit Rollen, die in zwei Sektionen unterteilt ist.
Sektion 1 ist mit angetriebenen Rollen ausgestattet, wird servo-motorisch auf die einfahrende Rohplatte abgesenkt und drückt diese langsam gerade; so dass die Platte sicher unter die Sektion 2 laufen kann. Diese steht knapp über der einlaufenden Platte und wird nach dem Ausrichten abgesenkt, um eine flächige Auflage der Platten auf der Kettenbahn sicherzustellen.
Die Ausrichtung der Platte erfolgt an zwei Punkten mit sehr dünnen Messerlinealen an der Mittellage. Diese sind notwendig, um sich zwischen den weit überstehenden und gebogenen Furnieren der Decklage „einzufädeln“, während die Platte von den Niederhalterollen gerade gedrückt wird. Nur so kann sichergestellt werden, dass die beiden Lineale direkt an der Mittellage anliegen und kein Deckfurnierstreifen dazwischen liegt, was die exakte Ausrichtung der Platte verhindert und zur Produktion eines Ausschussteils führt. Die Lineale schieben die Platte mit Hilfe von servo-motorischen Achsen auf eine definierte Position. So ausgerichtet wird im Doppelendprofiler der komplette Deckschichtüberstand von nur einem Zerspaner pro Seite entfernt.
Möglich machen dies zum einen die speziell ausgeformten Absaughauben, welche dafür sorgen, dass die welligen Schälfurnierüberstände direkt in den Zerspaner laufen. Zum anderen ist es das Zerspanerwerkzeug, das auf den maximalen Deckschichtüberstand von 100 mm pro Seite ausgelegt ist und das überstehende Schälfurnier der Decklagen vollständig zerspant. So entstehen keine Reststreifen, die die Absaugung verstopfen können. Durch die exakte Ausrichtung der Platte wird maximal 1 mm pro Seite von der HDF-Mittellage zerspant.

Die Winkelübergabe:
Der Rollengang nach der längsseitigen Besäumung und die Winkelübergabe sind komplett mit Niederhalterollen ausgestattet, um einen sicheren Transport der unter Spannung stehenden Platten zu ermöglichen.
Da bei der Übergabe von Längs- auf Quertransport aufgrund des stark variierenden Deckschichtüberstands ein Anschlaglineal nicht verwendet werden kann und somit eine präzise Ausrichtung der Platte vor der Querbearbeitung nicht möglich wäre, kommen hier Sensoren zum Einsatz. Des Weiteren führt das Fahren gegen einen mechanischen Anschlag zur Beschädigung der Furnierüberstände mit der Folge das abgebrochene Furnierstreifen in der Winkelübergabe liegen bleiben und Störungen verursachen können.
Die Sensoren befinden sich in zwei Reihen oberhalb der einfahrenden Platte. Der erste Sensor erkennt die Vorderkante der Platte bzw. des Deckschichtüberstands und drosselt den Vorschub der Transportrollenbahn. Sobald der zweite Sensor die Vorderkante erkennt, wird der Vorschub gestoppt und die Platte kommt ohne zu Verrutschen zum Stehen.
Die Übernahme in Querrichtung erfolgt durch zwei aufeinanderfolgende Transportketten mit Nocken, die für eine getaktete Beschickung der Quersäge sorgen.

Kameraausrichtung im Durchlauf:
Durch den stark variierenden Deckschichtüberstand ist die Ausrichtung der Platte in der Winkelübergabe nur innerhalb eines Toleranzbereichs von 160 mm möglich. Um die Querseite in der Quersäge FSQ380 trotzdem präzise besäumen zu können, bedient sich HOMAG modernster Kameratechnologie.
Sobald die Platte von der Nockenkette der Quersäge und dem Oberdruck in ihrer Position fixiert ist, erkennen zwei Kameras die Position der senkrechten Hinterkanten der HDF-Mittellage und geben diese Information an die Steuerung. Diese Positionsbestimmung mit einer Genauigkeit von +0,8 mm erfordert kein Anhalten des Vorschubs. Die Messung erfolgt im Durchlauf bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 30 m/min. und sorgt dadurch für größtmögliche Produktivität der Anlage.

Für eine optimale Prozesssicherheit ist das Kamerasystem redundant ausgelegt, d. h. im Normalfall werden vorrangig die Messwerte der rechten Kamera verwendet. Falls die rechte Kamera die Hinterkante der Mittellage nicht erkennen kann, wird die Messung der linken Kamera verwendet. Meldet auch diese einen Error an die Steuerung wird der Vorschub wird gestoppt.
Nun hat der Bediener die Möglichkeit, auf dem Bedienterminal mittels des angezeigten Fotos die Position der Hinterkante per Mausklick auszuwählen. Die gewählte Position wird dann, wie im Normalfall, an die Steuerung weitergeleitet und die Bearbeitung der Platte fortgesetzt..
So wird eine aufwendige Störungsbeseitigung durch Leerfahren der Maschine und die Nachbearbeitung von Fehlteilen vermieden.

Die mit schnellen Servo-Achsen ausgerüsteten Aggregate der Quersäge FSQ 380 fahren dann auf Position, damit durch den Mittelschnitt zwei Platten mit identischer Breite entstehen und die Zerspaner den von Platte zu Platte variierenden Deckschichtüberstand auf beiden Seiten vollständig entfernen. Hier werden Zerspanerwerkzeuge eingesetzt, welche speziell auf die Zerspanung längs zur Faser der Deckschichten ausgelegt sind. Diese Werkzeuge bestehen aus mehreren Zinkenfräsern, die den Furnierstreifen regelrecht zerhacken. Die spitzen Fräser verhindern zudem, dass der Streifen am rotierenden Werkzeug „abgleitet“ und direkt in die Absaugung läuft und diese verstopft. Um den Furnierstreifen sauber von der Mittellage abzutrennen, ist der Werkzeugsatz auch mit einem Sägeblatt bestückt. Die stufenförmige Anordnung der Zinkenfräser sorgt für einen sauberen ausrissfreien Austritt am Werkstückende.

Durch diese Lösung mit einer Winkelanlage aus Doppelendprofiler und Quersäge mit Kameraausrichtung ist sichergestellt, dass von der Mittellage nur minimal Material abgetragen wird. Bei einer Leistung von neun Platten/Minute ist damit nicht nur das Ziel der Materialeinsparung erreicht, sondern auch gleichzeitig eine erhebliche Produktivitätssteigerung.

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