專利名稱：用于生產具有預定外表面外觀的部件、特別是廚具的前面板的方法、設備和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于生產具有預定外表面外觀的部件、特別是廚具的前面板的方法、設備和系統。
傳統的廚房的結構特征在于各種廚具、抽屜、壁廚、電器設備等設有前面板，所述前面板使廚房具有單一且令人愉悅的外觀。前面板的各種尺寸和顧客所需的各種外表面(包括各種類型的木頭、合成材料外表面、顏色和圖案)導致大批量生產的成本顯著增高。例如，前面板由各種的大木塊或各種木質飾板制成，然后在所需的顏色中著色或浸染，并且隨后將其外表面密封起來。
本發明提供一種可克服上述問題的解決方案。
以權利要求1為特征的方法提供了一種上述問題的解決方案。
根據本發明的方法，具有各種外觀的部件可以由成型件/標準件(formpiece)來生產，所述成型件的形狀與要生產的部件相對應，而印刷后的成型件具有相同的外表面，或者從它們的外表面材料的觀點來講，成型件的種類與待生產的印刷部件的種類相比大大減少。例如，可以通過僅加工兩種類型的外表面的成型件來獲得非常多種類的部件。其中，一種類型的成型件包括合成樹脂材料外表面，另一種類型的成型件包括木質飾板外表面。可以在合成樹脂外表面上印刷各種顏色和/或圖案，以便制造出相應的外觀。可以在木質飾板外表面上印刷各種木質紋理外觀，以制造出具有不同顏色的各種類型的木質外觀，而不必實際采用各種真正的木質類型。令人驚訝地是，已經發現，板材或全木質外表面的的基礎紋理不會與其它紋理的印痕/印記形成對比，并且通過相應的顏色強度設定，印刷的紋理圖案的外觀不會受到不利影響。本發明的方法可以用很少的原材料片生產種類非常多的外觀一即，生產出用戶所需的外觀。
從屬權利要求2至6給出了針對本發明的方法的優選實施例。
根據權利要求7中的特征，可以對待印刷或待印制的外表面進行處理，以便外表面能夠以一種良好的方式接受這些顏料液體，這是因為所采用的著色工藝、例如噴墨印刷工藝受到一定的限制。通過這種方式，待印刷或待印制的外表面和顏料液體可以相互協調。與木質外表面相關的預處理也可以包括以激光處理的形式按照預定的方式處理所述木料，以調節其孔隙率或其流體接收特性以便用于印刷工序，或者可以包括使木料具有特定的基調。
根據權利要求8中的特征，印刷后的外表面可以被密封或者可以設有其它覆層，所述覆層例如可以具有較高的機械不敏感性，這將使紫外線等不能透過。
本發明進一步的解決方案是由權利要求9的特征實現的。
從屬權利要求10至15為針對本發明設備的進一步優選的結構和實施例。
權利要求16的特征在于，提出了用于解決本發明的課題的系統的基礎結構。
采用本發明的系統，可以以完全自動化或基本自動化的方式獲得種類非常多的用戶所需的外觀，而不需要大量提高成本的庫存、以及因此造成的更加昂貴的部件。利用本發明，可以更實際地實現用于訂單生產的“即時”處理。
本發明可以采用多種設置方案，其中，部件在外觀方面將以減少成本的方式根據用戶的需要提供多種產品。其特別突出的優點是，本發明可以使用最初將平面型原材料切成預定形狀、然后形成所需的外表面外觀的平面部件。本發明特別適用的一個領域是家具業，其中家具、例如廚房家具是由面板部件組裝而成的，所述面板部件具有不同的內部和外部外觀，特別是，其外部外觀必須能在很大程度上適合于特定顧客的需要并且必須具有高的品質。
下面，結合隨后的附圖和進一步的詳細說明對本發明進行描述。
附圖中
圖1是兩塊具有不同外表面結構的前面板的圖示；圖2是本發明設備的示意圖；圖3是包括在本發明設備中的部件組的示意圖；圖4是包括在本發明設備中的其它部件組的示意圖；圖5是用于印制手柄的設備的具體結構；圖6是一個具有設置于其上的裝飾部分的前面板；圖7是對印制進行說明的前面板的剖視圖；圖8是一組前面板；圖9是印刷頭的剖視圖；圖10是印刷頭的一個變型實施例的剖視圖；圖11是圖10中的印刷頭在一個洗滌裝置中的圖示；圖12是一個用于訂購廚具的前面板的生產系統。
圖1以舉例的方式表示出兩個前面板2，其中，左側的前面板具有帶紋理圖案4的木質外表面，右側的前面板具有均一的合成材料外表面。所述前面板可以具有各種結構和外表面，例如一個將木質飾板安裝于其上的纖維板基體、一個將材料粘結或層壓于其上的合成材料基體，以便所述外表面以三維方式構成，等等。前面板還可以由大木塊制成。
虛線6表示前面板所需各種尺寸的輪廓線，從而可以提供非直角形前面板、圓形或橢圓形前面板等等。
圖2A表示用于在前面板2上產生所選擇的圖案的設備的平面圖，圖2B表示其側視圖。
前面板2被置于一個傳送裝置8上，該傳送裝置8例如包括一個順序經過由馬達14進行驅動操作的各個輥子或軸10的傳送帶12。
一個入口16橫跨傳送帶12，在其橫梁18上沿其縱向可動地引導一個一個料車20。設置一個馬達22用以驅動料車，其小齒輪24與料車20的一個齒輪結構嚙合。
一個操作臺26可借助未示出的驅動裝置沿料車20的雙箭頭(圖2B)方向垂直移動，該操作臺在其一端安裝有一個印刷頭28，所述印刷頭例如為噴墨型印刷頭或氣泡噴射型印刷頭，從而用印刷頭的顏料噴嘴噴出顏料液滴。
為了確定前面板2的位置，設有傳感器30、32和34，用以檢測前面板的輪廓和厚度，從而傳感器30例如檢測在傳送帶12上傳送的前面板2的前邊緣，傳感器32檢測前面板2的高度，支撐在橫梁18上的傳感器34檢測前面板2的側邊緣。
傳感器可以以超聲波方式操作或以其它方式操作，并且可以運動，以便可以在外表面到達印刷頭28的之下的區域中之前分別檢測出前面板2的外表面的整個幾何形狀。
附圖中未表示出顏料液體的供應和對印刷頭22的顏料液體填充，這可以例如采用一個設置在料車20上的大存儲容器來完成。用于控制所述設備的控制裝置設有一個計算機36、一個鍵盤38和一個顯示屏40。另外，應當理解，還可以設有一個擴音器。
傳感器30、32和34可以連接到計算機36的輸入端42上；用于印刷頭28的二維運動(在傳送帶12的傳送方向上和垂直于其外表面的方向上的運動)的驅動裝置、用于控制印刷頭28的控制連接件、必要時用于一個或多個傳感器30、32和34的運動的驅動裝置、以及用于傳送帶12的驅動裝置14連接到計算機的輸出端44上。
數據通過另一個輸入端46輸入，所述數據提供有關由印刷頭28產生的圖案的信息。對于該圖案的結構，可提供所有的自由度，從而可以通過對數字形式的圖片圖案進行掃描、對所述掃描信息進行存儲以及隨后相應地控制印刷頭28并控制其在驅動裝置14的關聯作用下相對于前面板2的運動，從而產生所述圖案。對于所述數據的處理，可以采用所有的現代技術，例如傳統的照相復制技術。
所述設備的各元件的結構和工作方式是已知的，并且不再進行詳細說明。
由傳感器30、32和34檢測出被置于傳送帶12上的前面板2，所述傳感器30、32和34檢測前面板的位置和尺寸，從而可以通過計算機36并根據目前的有效圖案數據，以形成所需圖案的方式對料車20和操作臺36的垂直驅動以及印刷頭28的驅動進行控制。如果已經檢測到前面板2的整個輪廓，則執行該圖案形成過程，以便實際上沒有顏料液體施加到傳送帶12上，并對包括其邊緣區域的前面板2的外表面進行完全的印制。
所述設備可以有多種方式的變型。例如，如果各前面板的幾何形狀是已知的，并且前面板2被置于傳送帶12的相應的參考位置上且按照預定的方式相對于傳送帶12取向，則僅需要檢測前面板2的前邊緣或者相對于橫梁18的參考位置，以便減小傳感器的負擔。需要印刷頭28能夠垂直運動的原因在于，根據印刷頭28的規格和圖案可達到的精細水平，在印刷頭20的顏料噴嘴和待印制的前面板2的外表面之間需要預定的間隔。
圖2中所示的具有用于噴出各種顏料液體的多個顏料噴嘴(未示出)的可獨立運動的印刷頭，可以例如借助沿傳送方向相互串聯布置的噴射梁進行布置，這些噴射梁橫向延伸穿過傳送帶12，并且分別包括一列可選擇地由計算機36進行控制的顏料噴嘴。各單個噴射梁的噴嘴僅噴射一種顏色，以便可以用三個連續布置的噴射梁產生任何圖案顏色。
圖3以透視圖表示一個可能需要的附加可用印刷裝置的有利的細節。在該印刷裝置中，印刷頭28可沿一個支撐件50朝著雙箭頭所指方向縱向導向運動，并且支撐件50可以繞一個垂直于雙箭頭方向延伸的垂直軸線52樞轉。另外，支撐件50可以運動以調節高度，或者印刷頭28可以相對于支撐件50運動以調節高度。
采用該設備，如可以直接看出的那樣，即使側表面相對于傳送帶12的傳送方向傾斜，也可以對前面板2的側表面進行印刷。
圖4表示印刷裝置的可能結構的進一步的細節。印刷頭28設置在一個控制臺262上，并且可以借助未示出的驅動裝置樞轉，以便可以印刷前面板22上的凸起54。另外，控制臺262可以垂直運動，并且印刷頭282可以例如經由控制臺262上的支撐臂56上的相應支撐件繞垂直軸線進行樞轉。通過這樣實現的運動可能性，可以按照印刷頭282的顏料噴嘴分別處于與外表面間隔開并且垂直于外表面方向的相應的預定位置上的方式對凸起54進行印刷，從而，可以產生高質量的圖案。進一步在圖4中表示的印刷頭282可以整體運動，以便可以印刷前面板22的側表面。
如可以從前面描述的附圖中直接看出的那樣，通過印刷頭28可以壓印前面板2的各外表面輪廓、包括如圖5所示設置在前面板2上的致動把手60，所述印刷頭28可樞轉地安裝，以便繞控制臺26(圖2)上的一個垂直軸線和一個水平軸線旋轉，所述控制臺26可以相對于傳送帶12垂直和橫向運動，根據傳送帶12向前和向后的運動進行操作。
圖6表示一個施加于具有紋理圖案4的前面板2的外表面上的裝飾或圖案62的例子。所述可通過木質本身和/或通過印刷提供的紋理圖案4，可以為各種與一個均勻的對比色相應的色調，其中，對外表面進行噴涂或壓印，在所示的例子中，還安裝有一個直角框架，以作為裝飾或圖案。
圖7表示一個具有一基體62的前面板，所述基體62例如為由纖維板制成的基體，其上安裝有一個由軟的或吸水木質形成的飾板66。如果，在這種方式中，吸水外表面具有施加到其上的液滴66，則液滴66與將液滴施加到纖維或濕紙上的情況下的方式類似地流向側面，并且相互流到一起。因此，如果彩色液滴66沿其邊緣區域相互聚到一起，則可以產生從光學角度講非常令人滿意的圖案。
相互聚到一起的單個液滴的顏料液體的量，可以通過液滴和外表面的類型加以影響。
圖8表示一個例子，其中，通過單個前面板210至215的相應的印刷，可以產生完整的圖案或完整的光學影像。
參照圖9，一個印刷頭28可以設有充有不同顏色的顏料液體的不同顏料噴嘴701至704，從而，例如，印刷頭701、702和703被充入顏料，通過相互結合產生出黑色，而印刷頭704被充入黑色顏料液體。
圖10表示印刷頭72的一個實施例，該印刷頭72包括四個不同的印刷頭A、B、C和X，印刷頭A、B、C充有各種顏色的顏料液體，印刷頭X充有清洗液體。印刷頭A、B、C將各自的顏料液體噴入一個中間容器74中，在所述中間容器74中設有一個攪拌器76，并且從其中對一個附加的印刷頭78進行填充。
利用印刷頭72的各部件，可以實現以下效果
通過印刷頭A、B、C的相應控制，位于中間容器74中的顏料液體可以以可程控的方式混合成任何所需的的混合顏色，利用攪拌器76使混合顏色均勻。在這種方式中，在印刷頭78中，各所需顏色的顏料液體可以廣泛且均勻地噴出并施加到外表面上。
圖11示出當需要顏料改變時在清理過程中的圖10所示的印刷頭72。在程控的中間容器的液體量已經基本噴出并且通過一個循環回路82導入清理液之后，由供應容器80供應的清理液從印刷頭X噴出，并進入到中間容器74中。如果顏料液體是涂料顏料液體，則該清理液可以如附圖標記86所示被過濾，并且，然后可以在此流過中間容器74，直到沒有剩余的顏料存在為止。然后，以其更新狀態流入到供應容器80中。參考標號88和90表示閥，參考標號92表示一個泵。利用圖11所示的布置，可以按照減少顏料液體損失的環境良好的方式噴射各種均勻顏料的顏料液體。
優選地，前面板2外表面的前述壓印經過一個隨后的涂布步驟，在涂布步驟中，對外表面進行保護性涂布。其中，所述保護性涂布可以為例如一種或兩種成分的合成硬質釉或天然硬質釉涂布。保護性涂布優選為透明的，以使外表面耐用、抗化學腐蝕和耐刮擦。另外，這減小了對所施加的顏料液體或顏色的防紫外線能力的要求，而這種能力對于印刷是有影響的。保護性涂布可以通過噴射、輥印或其它傳統裝置進行。
所述方法可以以多種方式進行變型。所述壓印不需要嚴格地跟在噴墨工藝之后。外表面的顏色和/或圖案結構可以按照任何其它優選為可程控的工序進行，以便提供更高程度的靈活性。
圖12示意性地示出了用于生產廚具所需的前面板組的整個系統的結構。
參考標號100表示結合廚具的訂單以各種方式接收的訂單輸入單元。一個訂購的廚具的特征在于，其包括壁廚、架子、電器裝置等部件的類型和數目，所有這些物品的可以看到的一側被例如通過外表面材料、基礎顏色和各種顏色的圖案展現出特定裝飾特性的前面板封閉起來。
根據接收到的廚具訂單，可電子處理的數據記錄被組合到用于前面板組的訂單輸入單元100中，所述前面板組是訂購的廚具所需的，并且從它們的外表面特性和尺寸的角度講可以組裝到一起。根據所需前面板是否處于在儲存裝置102中的已經完成的條件下或者必須在切斷裝置104中制成相應的尺寸的狀態，組合的數據記錄輸入到儲存裝置102或切斷裝置104中。
記錄在訂單輸入單元100中的組合在一起的數據由一個具有電子數據處理裝置的控制裝置102管理。
具有所需外表面種類的預先準備的原材料板被存儲在一個材料儲存裝置104中，該儲存裝置例如為一個具有合成材料面板和/或帶木質飾板的面板的儲存裝置。
一個成型加工裝置106設置在材料儲存裝置104之后。其中，從材料儲存裝置104取出的未處理完的面板被分配給以傳統的數字控制方式控制的切斷裝置或其它切斷裝置，并且以預定的尺寸由分配好的面板制成預定尺寸的成型面板或成型件。該成型加工裝置106后跟隨一個成型件儲存裝置108，所述儲存裝置108中主要儲存經常需要的預加工成型件。
此外，在成型加工裝置106中，設置精制或組裝裝置110，在其中將例如屬于一個單一訂單的成型件的組相互組裝起來。該組可以根據特定的用途以幾種不同的方式設置，例如在訂單產品制造完成之后立即排列在一起，或者可以設有需要進行的預定的特定外表面處理。可以為一個單一訂單提供各種外表面。
組裝裝置110后面跟著預處理裝置112，其中，已經在精制裝置中組裝在一起的成型件被以一種預定的方式預處理，例如進行初步涂覆、修飾物的安裝、邊緣保護件的安裝等等。
預處理裝置112后面跟著印刷裝置114，該印刷裝置114例如以與在前述附圖的描述中的印刷裝置類似的方式形成。涂敷裝置116與進行印刷的印刷裝置114連通，在需要時，例如用清釉對防護能力相對較低的外表面進行涂覆，所述清釉具有耐機械損傷的能力，其不會受到化學損傷和/或不允許紫外線穿過。產品出口118與涂敷裝置116連通，其中完成的部件準備就緒，用以進行進一步的加工，以提供完成的廚具、家具片材等。
如圖12所示，雙箭頭指出相應的材料流。電子控制裝置102和單個站點之間的連接由虛線表示。因此，各雙箭頭指出了雙向數據通信的發生。
在各裝置或者站點中，以傳統方式設有手動裝置、傳送裝置、支架存儲裝置等，并且通過控制裝置2由相應的數據記錄進行控制。
假設在訂單輸入單元100中，所訂購的廚具具有用于對其進行組裝的相應數據記錄。則電子控制裝置詢問成型部件儲存裝置108是否已經預加工了相應的成型件。可獲得的成型件被傳遞給組裝裝置110。利用成型裝置106將原材料加工出尚未預加工的成型件，并且傳遞給組裝裝置110。此后，所述部件通過預處理、印刷、涂敷，之后準備就緒而置于產品出口118中。預處理裝置112和涂敷裝置116基本上可以以與印刷裝置類似的方式構成，即，設置一個傳送帶或其它傳送裝置。其中，向相應的工作站傳送材料，從而由位置傳感器檢測相應的位置、幾何形狀等。
如可以從前述說明中看出的那樣，本系統可以最大限度地減少材料的儲存(材料儲存裝置104；成型件儲存裝置108不是絕對必要)，按照用戶意向的訂單輸入單元進行的相應部件組的生產可以以完全自動的方式進行，或者如果需要跟隨單獨的手工操作，則可以基本上以自動的方式生產。應當理解，完全自動的工作站可以與產品出口118連通，在產品出口118處可以由外表面已經加工完成的預加工部件組裝成完整的家具片材。
可以以多種方式對所述系統進行改進或變型。例如，預處理裝置112和涂敷裝置116不是必需的。印刷裝置114可以按照各種工藝進行工作。另一個工作站可以與組裝裝置110和/或預處理裝置112連接，其中，可以生產待組裝的部件組中尚未印刷的部件。成型加工裝置106的結構可以很復雜，以便原材料板不必被切成部件，而是可以另外以三維裝飾件等構成。
采用所述系統，也可以生產用于家具片材的替代片材，例如一個廚具的前面板的替代壁。同時，該系統可以以非常良好的復制能力通過有利的可編程印刷114進行操作，并且可以有選擇地設有預處理和涂覆的增強功能。該系統具有極高的靈活性，并且適于相對于所示結構調配尤其是家具的產品。被聯網到數據處理系統上的單獨的工作站也可以根據需要例如通過不同的連通方式與遠距離的訂單輸入單元連通。
本說明書結合參考2000年6月26日提出的德國在先申請100 31 030.3和2001年6月25日申請的PCT/EP01/07159。
當然，本發明不限于說明書和附圖所公開的內容，而是包括落入權利要求書范圍內的任何變型。
參考標號說明2 前面板
4 紋理圖案6 輪廓線8 傳送裝置10 軸12 傳送帶14 馬達16 入口18 橫梁20 料車22 馬達24 小齒輪26 控制臺28 印刷頭30 傳感器32 傳感器34 傳感器36 計算機38 鍵盤40 顯示屏42 輸入端44 輸出端50 支撐件52 軸54 凸起56 支撐臂
58 支撐臂60 致動手柄62 圖案64 基體66 液滴70 顏料噴嘴72 印刷頭74 中間容器76 攪拌器78 印刷頭80 支撐容器82 循環回路86 過濾器88 閥90 閥92 泵100訂單輸入單元102電子控制裝置104材料儲存裝置106成型加工裝置108成型件儲存裝置110組裝裝置112預處理裝置114印刷裝置116裝料裝置118產品出口
權利要求
1.一種用于生產具有預定外表面外觀的面板部件、特別是廚具的前面板的方法，利用該方法，通過一個可編程的印刷過程在部件上印刷預定的圖案，以便執行對由此產生的外觀的印刷。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將被印刷的外表面是木質的。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將被印刷的外表面為合成材料。
4.如權利要求1～5中任何一項所述的方法，其特征在于，對三維外表面進行印刷。
5.如權利要求1～5中任何一項所述的方法，其特征在于，該印刷過程包括一個噴墨印刷過程，通過該過程，可從不同噴嘴噴出不同顏色的顏料液體。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，通過不同噴嘴將作為要生成可程控的顏色的函數的各種顏色噴到一個收集容器中，從而產生一可程控的均勻顏色，其中，在從收集容器噴出之后，將產生可程控的均勻顏色的色調。
7.如權利要求1～6中任何一項所述的方法，其特征在于，待印刷的外表面在印刷之前經受預處理步驟。
8.如權利要求1～7中任何一項所述的方法，其特征在于，在其上具有預定圖案的外表面上設置透明涂層。
9.一種用于生產具有預定外表面外觀的部件、特別是廚具的前面板的設備，包括一個用于接收部件(2)的基座(12)，一個與部件(2)相對設置的印刷裝置(28)，其具有相對于基座可進行位置調節的多個顏料噴嘴，所述顏料噴嘴用于噴射各種色調，用于在顏料噴嘴和部件之間產生相對運動的傳送裝置(8)，用于檢測部件的外表面位置的傳感器裝置(30、32、34)和用于控制傳送裝置(8)和印刷裝置(28)的操作的電子控制裝置(36、38、40)，以便在部件(2)的外表面上印刷一個可程控的圖案。
10.如權利要求9所述的設備，其特征在于，顏料噴嘴和基座之間的距離是可調節的。
11.如權利要求9或10所述的設備，其特征在于，印刷裝置(283)包括用于印刷部件(22)的各種取向的外表面的顏料噴嘴。
12.如權利要求9～11中任何一項所述的設備，其特征在于，設有可縱向移動地安裝在一個支撐件(50)的印刷頭(281)，并且該支撐件可以繞一個垂直于支撐件的縱向移動方向的軸線(52)樞轉。
13.如權利要求9～12中任何一項所述的設備，其特征在于，印刷裝置包括至少一個在二維方向上可樞轉的印刷頭(282、283)。
14.如權利要求9～13中任何一項所述的設備，其特征在于，印刷裝置包括一個具有中間容器(74)的印刷頭(72)，若干個噴嘴(A、B、C、X)向該中間容器(74)中噴射顏色，并且中間容器可操作地支撐著至少又一個噴嘴(78)。
15.如權利要求14所述的設備，其特征在于，設置清理裝置(80、82)，用以清理中間容器(74)。
16.一種用于生產具有預定外觀的部件組、特別是廚具的前面板的系統，包括一個用于收集與已訂購部件組相應的可電子處理的數據記錄的訂單輸入單元(100)，一個用于將部件材料制造成成型件的成型加工裝置(106)，一個用于將數目和形狀與已訂購部件組相對應的成型件組裝在一起的精制裝置(110)，一個印刷裝置(114)，用于根據訂單中所要求的外觀對成型件組進行印刷，一個用于將印刷過的部件排出的產品出口(118)和一個電子控制裝置(102)，用于至少控制作為可電子處理的數據記錄的函數的印刷裝置的操作。
17.如權利要求16所述的系統，其特征在于，包括一個由電子控制裝置(102)控制的預處理裝置(112)，用于在印刷之前對成型件的外表面進行預處理。
18.如權利要求16或17所述的系統，其特征在于，包括一個由電子控制裝置(102)控制的涂敷裝置(114)，用于涂敷已印刷的部件。
全文摘要
本發明涉及一種用于生產具有預定表面外觀的部件、特別是廚具的前面板的方法，其中，利用一印刷過程對所述部件印刷預定的圖案，所述印刷過程可以根據所要獲得的外觀進行程控。本發明進一步涉及一種用于生產所述部件的裝置以及生產所述部件的組的方法。
文檔編號B41J3/407GK1438942SQ01811747
公開日2003年8月27日 申請日期2001年6月25日 優先權日2000年6月26日
發明者約爾格·R·鮑爾 申請人:約爾格·R·鮑爾