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EP3732540A1 - Verfahren zum bearbeiten von werkstücken, sowie bearbeitungssystem - Google Patents

Verfahren zum bearbeiten von werkstücken, sowie bearbeitungssystem

Info

Publication number
EP3732540A1
EP3732540A1 EP18826041.8A EP18826041A EP3732540A1 EP 3732540 A1 EP3732540 A1 EP 3732540A1 EP 18826041 A EP18826041 A EP 18826041A EP 3732540 A1 EP3732540 A1 EP 3732540A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
tool
value
size
machine tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18826041.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sergey Martynenko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Original Assignee
Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102017131373.7A external-priority patent/DE102017131373A1/de
Priority claimed from DE102017131372.9A external-priority patent/DE102017131372A1/de
Application filed by Homag Plattenaufteiltechnik GmbH filed Critical Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Publication of EP3732540A1 publication Critical patent/EP3732540A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41875—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/001—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B5/00—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor
    • B27B5/02—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor characterised by a special purpose only
    • B27B5/06—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor characterised by a special purpose only for dividing plates in parts of determined size, e.g. panels
    • B27B5/065—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor characterised by a special purpose only for dividing plates in parts of determined size, e.g. panels with feedable saw blades, e.g. arranged on a carriage
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4065—Monitoring tool breakage, life or condition
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/4183—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by data acquisition, e.g. workpiece identification
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37559—Camera, vision of tool, compute tool center, detect tool wear
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method for processing workpieces as well as a processing system with a plurality of machine tools according to the preambles of the respective independent claims.
  • Plate processing plant is known for example from DE 10 2013 204 409 Al.
  • Plate processing plant is a dividing saw. On a feed table lying plate-shaped workpieces or
  • Sawing device fed on a saw carriage is arranged.
  • the saw carriage is movable transversely to the feed direction of the program pusher.
  • the sawing device is designed as a circular saw with a corresponding drive, which sets a circular saw blade in a rotary motion.
  • Milling equipment and / or drilling equipment is processed.
  • Processing machine for example one
  • Edge processing device or a drilling / milling device processed, for example applied edge banding, or they are milled and drilled (second machining operation). This will be the first
  • Panel sizing saw to the further processing device So for example, the edge processing device transported.
  • the requirements for an operator of the machine tool should be as low as possible.
  • the starting workpiece is first processed by means of a first machine tool.
  • a first machine tool may, for example, be a device for processing plate-shaped workpieces, in particular a plate-dividing system or a panel-sizing saw. This processing is referred to as "first processing operation", it being understood that such a first processing operation comprises a plurality of immediately successive partial processing operations. Machining operations in the first machine tool may include.
  • Such a second machine tool may in particular be a machine tool in which a
  • the above-mentioned plate-dividing system or panel-dividing saw may be an edge-processing device, with which
  • grooves, holes, or the like can be introduced into an edge region of a previously divided workpiece, or to a device with a
  • a value of a variable which characterizes a quality feature resulting from the first machining operation on the machined workpiece is recorded. This can be easy
  • the value of the size is determined or detected after the transport of the machined workpiece to the second machine tool.
  • This has the advantage that the normal process sequence for machining the workpiece for the detection of the size does not have to be interrupted.
  • Tool machine was sorted out to transport the machined workpiece from the first machine tool to the second machine tool and on the
  • the efficiency of the method is improved and the clock rate, ie in particular the number of machined workpieces per unit time increased.
  • the value of the size is detected after the transport to the second machine tool but before the start of the second machining operation. This avoids that the value of the size by the second
  • the method further comprises the following steps: a) Determining or detecting a value of a variable that characterizes the first machining operation and / or the value of a variable that characterizes a property of a tool that was used for the first machining operation and / or the value of a tool Size that characterizes a property of the workpiece; b) Creating and saving a data record in one
  • This development is particularly preferred because it creates a process data record by which certain process parameters with the in this
  • Machining process with respect to one or more process parameters allows.
  • Such a process model may, for example, be an algorithm which includes the empirical ones
  • the target quality would be the "desired quality.”
  • Other possible target variables would be, for example, the throughput, that is to say the number of machined workpieces per time unit or one processing line per
  • Time unit or the tool life, ie the number of machining operations, until the tool
  • this method prepares the basis for a transfer of knowledge from earlier processing operations to a future specifically intended processing operation.
  • the optimal process parameters and the tools are made quickly discoverable, whereby in future processing operations, for example, in frequent
  • Input device can be entered. It is also possible that, for example, an identification number of
  • Quality feature can be at least one of the following group: optical quality of edit
  • Visual inspection can be determined and then by the operator one of several predetermined
  • Quality values are assigned, for example, in the simplest case, the two predetermined quality values "good” and “not good”. But are also possible finer
  • Machined workpiece surface adjacent workpiece surface or an edge formed here, for example, a cutting edge can be quantified for example by the number and size of so-called “outliers.”
  • a detected there "ripple" can be a quality criterion his.
  • Size characterizing the machining process is at least one of the following group: rotational speed of the tool; Feed rate of the tool; Course of a rotational speed of the tool; Course of a feed rate of the tool; Working position of the tool with respect to the workpiece to be machined;
  • the zoom image may include different sizes.
  • the zoom image may include different sizes.
  • variable characterizing a property of the tool may be at least one of the following group: previous operating time of the tool; Type of tool; Manufacturer of the tool; Vibration behavior of the
  • Operating time of the tool is to be understood in a very general manner and by this not only a real time can be understood, but also, for example, a Jenkinsußer processing path (in a saw so a laid cutting path) or a total machining distance the lifetime of a tool can be optimally utilized without producing qualitatively insufficient work results.
  • variable characterizing a property of the workpiece is at least one of the following group: material of the workpiece; Thickness of the workpiece; Dimensions of the workpiece; Type of
  • the methods according to the invention can also be used in such a way that from the stored data records a
  • the remaining operating time of the tool is determined and / or in terms of machining quality for subsequent processing optimal process parameters are determined. In this way, the tool used is optimally utilized, whereby the operating costs of the machine tool can be reduced.
  • the remaining operating time of the tool can be determined, for example, by the total operating time, the materials processed
  • a cutting path of a cutting edge in a saw so for example, the sum of all sectional arcs of a tooth, the tooth feed, a package height and a saw blade is supernatant dependent
  • Parameters are fed into an empirical algorithm or in a multi-dimensional map.
  • the invention also includes a plurality of machine tools
  • Processing system comprising a first one
  • Machine tool and a second machine tool. It comprises a control and regulating device with a
  • a development for this purpose is characterized in that in the second machine tool an input device is present, with an operator a value for a quality feature, which from a through the first
  • Machine tool performed machining operation on the workpiece results can enter, the
  • Input device is connected to the control and regulating device. As a result, the operation of the plurality of machine tools is facilitated. Alternatively, it is possible that the quality feature on the second
  • Machine tool also detected automatically by means of one or more corresponding sensors (for example, photography by means of CCD sensor, non-contact scanning by laser, mechanical scanning by feeler, etc.) can be, whereby the clock speed can be significantly increased.
  • corresponding sensors for example, photography by means of CCD sensor, non-contact scanning by laser, mechanical scanning by feeler, etc.
  • the input device comprises at least one key
  • the actuation of the control and regulating device is communicated a certain value of the quality feature.
  • the input device comprises a microphone with which the operator can enter a value, and / or a wireless input device, preferably with a
  • Evaluation unit in particular a mobile phone, and / or a keyboard and / or a camera comprises.
  • FIG. 2 is a front view of a saw carriage of the plate processing plant of Figure la or lb;
  • Figure 3 is a top view of the saw carriage of
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method for operating the machine tool of FIG. 1a or 1b.
  • a first machine tool in the form of a plate processing installation as a whole bears the reference numeral 10.
  • it is designed as a panel sizing saw with the large-format plate-shaped workpieces 12 or
  • Machining operations in the form of sawing operations in smaller workpieces 14 can be divided. In other words, Machining operations in the form of sawing operations in smaller workpieces 14 can be divided. In other words
  • the plate processing plant is not as Plattenaufteilsäge but as a milling device and / or as a drilling device for editing plate-shaped
  • Plate processing equipment possible. In principle, however, completely different types of machine tools are also conceivable, for example generally drilling units or CNC milling units.
  • the panel sizing saw 10 comprises a feed table 16, which is usually designed as a roller table. To the Feed table 16 is followed by a machine table 18, and to these again connects to a discharge table 20, which consists in the exemplary embodiment shown of four separate segments (without reference numerals).
  • the machine table 18 and the removal table 20 are preferably designed as air cushion tables.
  • dash-dotted line 22 indicated sawing gap available. Below this, a saw carriage 24 is arranged, which can be moved according to a double arrow 26.
  • a pressure bar 28 is arranged above the machine table 18. This can be moved perpendicular to the plane of the figure la.
  • a program pusher 30 is arranged, which can be moved in accordance with a double arrow 32.
  • several collets 34 are fastened to the program pusher 30, of which only one is provided with a reference numeral for reasons of clarity in FIG. 1a.
  • To the panel sizing 10 also includes a
  • Operator terminal 36 which in the present case comprises a keyboard 38 and a screen 40, and a control and
  • Control device 42 which is indicated only symbolically by a square.
  • the control and regulating device 42 controls and regulates the operation of the panel sizing saw 10. For this purpose, it receives signals from various sensor devices, including the symbolically drawn sensor devices 44, 46, 47 and 48, which may in each case comprise a plurality of individual sensors again. To be controlled by the Control and regulating device in particular the
  • Program slider 30 the collets 34, the saw carriage 24 with the saws thereon and the pressure bar 28th
  • the control and regulating device 42 has inter alia a processor 50 and a memory 52.
  • the control and regulating device 42 may be, for example, a conventional PC.
  • In the memory 52 is
  • the evaluation device formed which will be referred to below, is identified by the reference numeral 54.
  • the saw carriage 24 and parts of the machine table 28 are shown in more detail in Figures 2 and 3.
  • the saw carriage 24 comprises a plate-shaped
  • the tool holding portion 56 carries two rotary tools in the form of a main saw blade 60 and a
  • Scoring saw blade 62 They are movable in the vertical direction.
  • the two drives for the main saw blade 60 and the scoring saw blade 62 carry the reference numerals 64 and 66 in FIG. 3.
  • the two drives 64 and 66 are likewise controlled by the control and regulating device 42 in such a way that that they rotate at a very specific rotational speed.
  • the workpiece stack 12 is gripped at a rear end in the feed direction of the collets 34 of the program pusher 30 and by a
  • the sensor device 44 is generally used for detecting the value of at least one of the machining process, in the present case the above-described sawing, characterizing size A. This may be a rotational speed of the tool, in the present case the main saw blade 60 and / or the scoring saw blade 62, and / or at a feed rate of the
  • the sensor device 46 is generally used for detecting the value of a characteristic of a property of the tool, in the present case of the main saw blade 60 and / or the scoring saw blade 62 size B. This may be a previous operating time of the main saw blade 60 and / or the scoring saw blade 62nd act. Alternatively or
  • the sensor device 46 can also be used to characterize the size B, which characterizes the type of tool.
  • the main saw blade 60 for example, the main saw blade 60 and the
  • Scoring saw blade 62 of the diameter, the width, the number of saw teeth, the shape of the saw teeth, the grinding of the saw teeth, etc. are detected.
  • Vibration behavior of the main saw blade 60 and / or the scoring saw blade 62 be.
  • characterizing size B is also the manufacturer of the tool and the material from which the tool is made.
  • the tool so for example the
  • Main saw blade 60 and the scoring saw blade 62 be printed with a bar code containing one or more of the above information as information.
  • the sensor device 46 would be a bar code reader
  • the sensor device 46 may include an evaluation unit, the operating time since the last tool change
  • the number of revolutions and / or the number of sawing operations and / or a cutting path of a cutting edge is understood as the operating time.
  • the sensor device 47 is generally used to detect the value of a quantity C, which characterizes a property of the workpiece 12 or workpiece 14 to be machined.
  • a size C may be, for example, the material of the workpiece 12, 14, a thickness of the workpiece 12, 14, the dimensions of the machined
  • Workpiece 12 and / or the machined workpiece 14 production data of the workpiece, for example a
  • Cutting plan as well as a kind of the workpiece 12, 14 be.
  • the latter includes, for example, whether the workpiece is provided with a coating. Again, it is possible that this information is contained in a bar code, which is printed either on a label which is glued to the workpiece 12, 14, or directly on the workpiece 12, 14. In such a case, the
  • Sensor device 47 include a bar code reader, which is arranged for example in the region of the pressure bar 28. Alternatively or additionally, the
  • Sensor device 47 also an image recognition device, for example in the form of a video camera, with which, for example, the thickness and the dimensions can be detected.
  • the sensor device 48 is arranged in the region of the segment of the removal table 20 arranged on the far right in FIG. 1a. There is also a second one there
  • Machine tool 72 the present example as
  • Edge processing device is formed. With it, an edge of a lying on the unloading table 20 and from the first machine tool 10 in the context of a first
  • Machining process machined workpiece 74 are processed as part of a second machining operation.
  • the workpiece 14 which is initially finished by the first machine tool 10 and still lying in the area of the machine table 18, is manually moved by an operator 68 on the right-most segment of FIG.
  • Machine tool 72 is arranged directly on the right-hand segment of the discharge table 20. As shown schematically in FIG. 1b, the second
  • Machine tool 72 also be a stand-alone freestanding machine, which has its own support table 75, which is possibly connected via a transport device (arrow 77) with the removal table 20 of the first machine tool 10.
  • the sensor device 48 is generally used to detect one of the first processing operation on the
  • machined workpiece 74 resulting quality feature D This may be, for example, an optical quality of a machined workpiece surface.
  • the machined workpiece surface is a cut surface produced by the sawing process by means of the main saw blade 60.
  • a quality feature D is a roughness of a machined
  • a quality feature D also an optical quality of a workpiece surface in question, which is adjacent to the machined workpiece surface.
  • This adjacent workpiece surface can, for example, immediately adjoin a cutting edge.
  • outliers for example, can develop there, ie damage to the coating directly at the cutting edge.
  • the number of such outliers per unit length is one Of quality.
  • a sensor device 48 for example, an image recognition device in the form of a video camera comes into question. It is also possible, alternatively or additionally, the use of for example
  • the value of the quality feature D which qualitatively evaluates the result of the first processing operation, is only detected when that of the first
  • Machine tool 10 was machined by the first machining operation workpiece was moved to the second machine tool 72, ie from the process flow of the first
  • Machine tool 10 was sorted out. However, the value of the quality feature D is still detected by the second machine tool 72 before the start of the second processing operation.
  • Input device 70a forms. This applies in particular to the quality feature D mentioned above as the last, which results from the first machining operation on the machined workpiece 14 or 74.
  • This quality feature D can be detected, for example, by the operator 68 in the case of the workpiece 74 lying on the removal table 20 in the region of the second machine tool 72 by means of a visual inspection. After this acquisition can then the
  • this quality feature D can assume two values, for example "good” and “not good”. In other, more complex cases, quality feature D may take more than two values. For example, gradations in the form of grades or points are possible. It is also possible that several quality features Dl, D2, D3, ... are detected, and from these, for example, after one
  • Evaluation device 54 of the control and regulating device 42 a total quality feature D is determined.
  • the machine tool 10 furthermore has a further input device 70b on the right-most segment of the removal table 20 (or in the case of FIG.
  • This input device 70b is also connected to the control and regulating device 42.
  • the input device 70b simply consists of a key (not shown separately) in which
  • the input device alternatively or additionally comprises a microphone, with which the operator can input a value for the quality feature, and / or a wireless and portable input device, in particular a mobile telephone, and / or a camera.
  • the sensor devices 44, 46, 47 and 48 may each include a plurality or even a plurality of individual sensors, which are not shown in the drawing.
  • such a portable input device 70c is shown symbolically in FIG. This could also be some of the above sensor devices 44, 46,47 and 48 or
  • the detected by the sensor means 44, 46, 47 and 48 sizes A, B and C, or by means of the keyboard 38 or the input device 70b or the
  • Input means 70c input values D of the sizes or input quality characteristics are used to a record E for each past first processing operation in the control and regulating device 42
  • Process data record stores it in the memory 52, which stores the value of the quality feature D detected by the operator 68 or the sensor device 48 with the values of the first processing operation
  • characterizing size A (sensor device 44), the size of the characterizing feature of the tool of the first machine tool 10 (sensor device 46) and the property of the first machine tool 10 processed by the first machining operation and second machine tool 72 transported workpiece 74 (sensor device 47) characterizing size C.
  • such a data set E thus consists of at least four individual values of the sizes A, B, C and D, but possibly also of more than four values.
  • Record E includes only two values, wherein a value for the resulting from the first machining operation on the machined workpiece 74 quality feature D and a value for the first machining operation
  • a function block 76 symbolizes a production planning in which, based on a specific order, the number the parts to be produced with their respective and sometimes different dimensions and the material from which parts are to be produced, is given. Thereafter, a function block 78 symbolizes itself from the
  • Production Planning 76 resulting from a starting workpiece (reference numeral 12 in Figure la and lb) a preliminary cutting plan for
  • Output workpieces 12 defined, resulting in a height of the intended for splitting stack of starting workpieces 12.
  • the production order also defines the material to be used and - this will still play a role - a desired quality (target quality feature) on the machined workpiece (reference numerals 14 and 74 in Figure la and lb), ie a target value for the above-mentioned size D.
  • Cutting plan Also, from manufacturing job 78 to saw 80 configuration, the data on the stack height (height of the stack of workpieces to be split) and the material and quality desired are transferred.
  • data concerning the tools that is to say the main saw blade 60 and the scoring saw blade 62, of the first machine tool 10 are also provided. These include one or more of the above-mentioned in detail "a characteristic of the tool characterizing quantities B", in particular a current tool state.
  • Machine tool 10 required in block 80 process parameters are automatically detected by the sensor devices 44-47, others are in turn entered by the operator 68.
  • the process parameters entered by the operator 68 are checked and adjusted if necessary. To do this
  • Such a process model 84 may be
  • the size A which characterizes the first machining operation including, for example, the machining task
  • the size B characterizing a property of the tool 60, 62 for example type of tool, tool condition
  • Property of the workpiece 14 characterizing size C (for example, the material). Also belongs to the
  • Optimization variables is optimal or are.
  • Process parameters in a function block 86 may also simply be provided in their entirety, without being previously input by the operator, by the process model 84 or a process database 88 upstream of the process model 84. This process database 86 will be discussed in detail below.
  • the configuration 80 of the first machine tool 10 is followed by a function block 90, which represents the first machining operation in the first machine tool 10, in this case the division of the starting workpiece 12 into divided workpieces 14. Subsequently, in a function block 92, an identification of the edited through the first editing process
  • Adhesive label on which a workpiece 14 uniquely identifying feature (identifier), such as a bar code, is applied to the workpiece 14
  • the identification identifies not only the workpiece 14 as such, but also the specific first machining operation (for example by date and time) with which the workpiece 14 was produced.
  • a linkage of the identifier of the workpiece 14 with the specific first machining operation, by which the workpiece 14 has been produced, is produced, for example, in the process database 88 mentioned above.
  • a process data record is created (corresponding to the above-mentioned data record E), which for a specific first machining operation or a specific machined workpiece 14
  • Process data represents, so for example, the actually used material of the workpiece 14, the actual tool data, the actual
  • a functional block 98 represents the transport of the workpiece 14 from the first machine tool 10 to the second machine tool 72, in the present case as an example to the edge processing device.
  • Function block 98 will therefore be the first at
  • a not shown sensor for example a
  • Adhesive label existing identifier is identified.
  • the operator 68 could the
  • an actual quality of the workpiece 74 obtained by the first machining operation is determined. As has already been explained several times, this can be done by an inspection by the operator 68, which is the result of For example, assessment then enters at the input device 70b or at one of the other input devices 70a or 70c.
  • the sensor device 48 which is arranged in the second machine tool 72, can also be used for determining the actual quality.
  • the existing sensor technology of the second machine tool 72 can also be used for the evaluation of the machining quality of the workpiece, and properties of the workpiece detected during the machining by the second machine tool 72 can be passed to the first machine 10 for further evaluation. The corresponding value was designated above by the letter D.
  • Function block 96 feedback of the created at or immediately after the first machining operation
  • Function block 104 confirmed quality feature
  • Process data record by another process data namely the value determined in the function block 102, which is the
  • process data sets (designated above by the letter E) are stored, which
  • Tool identifier a diameter of the tool, a geometry of the tool cutting, a number of
  • Tool status Sizes which characterize a machining task, for which purpose, for example, a height of the stack of workpieces to be split belongs (package height), and the type of processing, for example separating cut,
  • process data sets stored in the process database are also used in function block 84, as was also already explained above, to create an algorithm, namely the above-mentioned process model.
  • process data records are used in function block 109, possibly even first
  • quality feature can be used not only for the formation of a process data set, but also for comparison with a desired or predetermined value of the quality feature, as it results from the production order 78 and the configuration 80 of the first machine tool 10.
  • This desired or predetermined value (desired quality variable) is therefore retrieved in a function block 108 from the function block 80 (configuration of the first machine tool 10) and compared in a function block 110 with the actual quality variable determined or detected in the functional block 102.
  • a function block 112 if the actual actual quality size is worse than the target quality size, then a notification is issued to the operator 68 that the just-checked
  • Workpiece 74 is to be considered as scrap and must be produced again. This will be automatic too Reported back to the production planning 76, so that such a part is automatically integrated into the further production planning. It is understood that in the course of processing the

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Abstract

Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken (12, 14, 74), bei dem ein Ausgangswerkstück (12) zunächst mittels einer ersten Werkzeugmaschine (10) bearbeitet wird (erster Bearbeitungsvorgang), dann das bearbeitete Werkstück (14) zu einer zweiten Werkzeugmaschine (72) transportiert wird und danach mittels der zweiten Werkzeugmaschine (72) bearbeitet wird (zweiter Bearbeitungsvorgang), und bei dem ein Wert einer Größe, die ein aus dem ersten Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten Werkstück (14, 74) resultierendes Qualitätsmerkmal charakterisiert, ermittelt oder erfasst wird. Es wird vorgeschlagen, dass der Wert der Größe, die das aus dem ersten Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten Werkstück (14, 74) resultierende Qualitätsmerkmal charakterisiert, während des Transports und/oder nach dem Transport des bearbeiteten Werkstücks (14, 74) zu der zweiten Werkzeugmaschine (72) ermittelt oder erfasst wird.

Description

Titel: Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken, sowie Bearbeitungssystem
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken sowie ein Bearbeitungssystem mit einer Mehrzahl von Werkzeugmaschinen nach den Oberbegriffen der jeweiligen nebengeordneten Patentansprüche.
Eine Werkzeugmaschine in Form einer
Plattenbearbeitungsanlage ist beispielsweise aus der DE 10 2013 204 409 Al bekannt. Die bekannte
Plattenbearbeitungsanlage ist eine Aufteilsäge. Auf einem Zuführtisch liegende plattenförmige Werkstücke oder
Werkstückstapel werden programmgesteuert einer
Sägeeinrichtung zugeführt, die auf einem Sägewagen angeordnet ist. Der Sägewagen ist quer zur Vorschubrichtung des Programmschiebers bewegbar. Die Sägeeinrichtung ist als Kreissäge ausgebildet mit einem entsprechenden Antrieb, der ein Kreissägeblatt in eine Drehbewegung versetzt.
Vom Markt her sind noch andere Werkzeugmaschinen in Form von Plattenbearbeitungsanlagen zur Bearbeitung von
plattenförmigen Werkstücken bekannt. Hierzu gehören
beispielsweise sogenannte „Nestingmaschinen" , bei denen das plattenförmige Werkstück beispielsweise mit
Fräseinrichtungen und/oder Bohreinrichtungen bearbeitet wird .
Ferner ist es vom Markt her bekannt, dass von einer ersten Werkzeugmaschine in einem ersten Bearbeitungsvorgang bearbeitete Werkstücke nachfolgend noch von einer zweiten Werkzeugmaschine in einem zweiten Bearbeitungsvorgang bearbeitet werden. Bei der Aufteilung von plattenförmigen Werkstücken werden beispielsweise die plattenförmigen
Werkstücke durch eine Plattenaufteilsäge aufgeteilt (erster Bearbeitungsvorgang) , und nachfolgend werden die
aufgeteilten Werkstücke in einer weiteren
Bearbeitungsmaschine, beispielsweise einer
Kantenbearbeitungseinrichtung oder einer Bohr- /Fräseinrichtung bearbeitet, beispielsweise Aufleimer aufgebracht, oder sie werden gefräst und gebohrt (zweiter Bearbeitungsvorgang) . Hierzu werden die beim ersten
Bearbeitungsvorgang aufgeteilten Werkstücke von der
Plattenaufteilsäge zu der weiteren Bearbeitungseinrichtung, also beispielsweise der Kantenbearbeitungseinrichtung, transportiert .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine bereitzustellen und eine Mehrzahl von Werkzeugmaschinen zu schaffen, mit denen sehr effizient ein qualitativ hochwertiges Arbeitsergebnis erzielt werden kann. Dabei sollen die Anforderungen an eine Bedienperson der Werkzeugmaschine möglichst gering sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch und durch eine Mehrzahl von
Werkzeugmaschinen gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus finden sich für die Erfindung wesentliche Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und in der beigefügten Zeichnung. Dabei können diese Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in
unterschiedlichen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken das Ausgangswerkstück zunächst mittels einer ersten Werkzeugmaschine bearbeitet. Bei einer solchen ersten Werkzeugmaschine kann es sich beispielsweise um eine Vorrichtung zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken handeln, insbesondere um eine Plattenaufteilanlage bzw. eine Plattenaufteilsäge . Diese Bearbeitung wird als „erster Bearbeitungsvorgang" bezeichnet, wobei es sich versteht, dass ein solcher erster Bearbeitungsvorgang eine Mehrzahl von unmittelbar aufeinander folgenden Teil- Bearbeitungsvorgängen in der ersten Werkzeugmaschine umfassen kann.
Das auf diese Weise erzeugte bearbeitete Werkstück wird dann zu einer zweiten Werkzeugmaschine transportiert und dort mittels der zweiten Werkzeugmaschine bearbeitet. Dies bildet dann einen „zweiten Bearbeitungsvorgang". Bei einer solchen zweiten Werkzeugmaschine kann es sich insbesondere um eine Werkzeugmaschine handeln, in der eine
Nachbearbeitung eines von der ersten Werkzeugmaschine bearbeiteten Werkstücks erfolgt. Im Falle der oben
erwähnten Plattenaufteilanlage bzw. Plattenaufteilsäge kann es sich bei der zweiten Werkzeugmaschine beispielsweise um eine Kantenbearbeitungseinrichtung handeln, mit der
beispielsweise Nuten, Bohrungen, oder Ähnliches in einen Randbereich eines zuvor aufgeteilten Werkstücks eingebracht werden können, oder um eine Einrichtung, mit der ein
Aufleimer auf eine im ersten Bearbeitungsvorgang
hergestellte Kante aufgebracht werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Wert einer Größe, die ein aus dem ersten Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten Werkstück resultierendes Qualitätsmerkmal charakterisiert, erfasst. Dies kann einfach zur
Qualitätskontrolle dienen, oder aber, wie weiter unten noch im Detail ausgeführt werden wird, zur Prozessoptimierung. Erfindungsgemäß wird der Wert der Größe nach dem Transport des bearbeiteten Werkstücks zu der zweiten Werkzeugmaschine ermittelt oder erfasst. Dies hat den Vorteil, dass der normale Prozessablauf zur Bearbeitung des Werkstücks für die Erfassung der Größe nicht unterbrochen werden muss. Insbesondere ist es nicht erforderlich, das bearbeitete Werkstück zur Erfassung des Qualitätsmerkmals zusätzlich zu vereinzeln oder im Bereich der ersten Werkzeugmaschine eine zusätzliche Qualitätsnorm Einrichtung vorzusehen. Vielmehr wird der Wert der Größe einfach dann festgestellt, wenn das durch den ersten
Bearbeitungsvorgang bearbeitete Werkstück ohnehin aus dem Prozessablauf der Bearbeitung durch die erste
Werkzeugmaschine aussortiert wurde, um das bearbeitete Werkstück von der ersten Werkzeugmaschine zu der zweiten Werkzeugmaschine zu transportieren und um an dem
bearbeiteten Werkstück den zweiten Bearbeitungsvorgang in der zweiten Werkzeugmaschine durchführen zu können. Eine separate Handhabung und Nebenzeiten können entfallen.
Hierdurch wird die Effizienz des Verfahrens verbessert und die Taktrate, also insbesondere die Anzahl der bearbeiteten Werkstücke pro Zeiteinheit, erhöht.
In einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der Wert der Größe zwar, wie oben beschrieben, nach dem Transport zu der zweiten Werkzeugmaschine, jedoch noch vor dem Beginn des zweiten Bearbeitungsvorgangs erfasst wird. Hierdurch wird vermieden, dass der Wert der Größe durch den zweiten
Bearbeitungsvorgang beeinflusst bzw. verfälscht wird. Die Genauigkeit bei der Erfassung des Werts der Größe wird somit erhöht. Besonders bevorzugt ist es, wenn das erfindungsgemäße
Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: a) Ermitteln oder Erfassen eines Werts einer Größe, die den ersten Bearbeitungsvorgang charakterisiert und/oder des Werts einer Größe, die eine Eigenschaft eines Werkzeugs, welches für den ersten Bearbeitungsvorgang eingesetzt wurde, charakterisiert und/oder des Werts einer Größe, die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisiert; b) Erstellen und Abspeichern eines Datensatzes in einem
Speicher, welcher den erfassten Wert des
Qualitätsmerkmals mit dem Wert der Größe, die den
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, und/oder dem Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkzeugs
charakterisiert und/oder dem Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisiert, verknüpft.
Diese Weiterbildung ist deshalb besonders bevorzugt, weil durch sie ein Prozessdatensatz erstellt wird, durch den bestimmte Prozessparameter mit der bei diesen
Prozessparametern erzielten Qualität verknüpft werden, wodurch eine nachvollziehbare Dokumentation des ersten Bearbeitungsvorgangs erhalten wird, was wiederum eine
Optimierung des Prozesses, also des ersten
Bearbeitungsvorgangs, im Hinblick auf einen oder mehrere Prozessparameter ermöglicht.
Nach einer Mehrzahl von ersten Bearbeitungsvorgängen liegt nämlich auch eine Mehrzahl von Prozessdatensätzen vor, die eventuell die Erstellung eines Prozessmodells gestattet.
Bei einem solchen Prozessmodell kann es sich beispielsweise um einen Algorithmus handeln, welcher die empirischen
Zusammenhänge zwischen den Prozessparametern und der erzielten Qualität abbildet.
Je größer die Anzahl der vorhandenen Prozessdatensätze ist, desto genauer kann der Algorithmus die besagten
Zusammenhänge abbilden. Dies gestattet es dann,
beispielsweise bei einem vorgegebenen Werkzeug und einer gewünschten Qualität, die anderen Prozessparameter vorab so einzustellen, dass bei dem dann mit diesen
Prozessparametern durchgeführt ersten Bearbeitungsvorgang die gewünschte Qualität erreicht wird. In diesem
beispielhaften Fall wäre also die „gewünschte Qualität" die Zielgröße. Andere mögliche Zielgrößen wären beispielsweise der Durchsatz, also die Anzahl der bearbeiteten Werkstücke pro Zeiteinheit oder eine Bearbeitungsstrecke pro
Zeiteinheit, oder die Werkzeugstandzeit, also die Anzahl der Bearbeitungsvorgänge, bis das Werkzeug
verschleißbedingt gewechselt werden muss.
Es wird also durch dieses Verfahren die Basis bereitet für einen Wissenstransfer von früheren Bearbeitungsvorgängen auf einen künftig konkret vorgesehenen Bearbeitungsvorgang. Die optimalen Prozessparameter und die Werkzeuge werden sehr schnell auffindbar gemacht, wodurch bei künftigen Bearbeitungsvorgängen beispielsweise bei häufigen
Materialwechseln eine erhebliche Zeitersparnis und damit eine Erhöhung der Produktivität ermöglicht werden. Ferner wird auch die Genauigkeit der Dokumentation des Betriebs der ersten Werkzeugmaschine verbessert, was die Einstellung der ersten Werkzeugmaschine bei der Bearbeitung von ganz bestimmten Materialien oder Einsatz-Szenarios vereinfacht. Auch wird auf diese Weise Anforderungen des
Qualitätsmanagements genüge getan.
Es versteht sich, dass der Begriff „erfassen" sehr breit zu verstehen ist. Möglich ist beispielsweise, dass die
entsprechenden Werte der Größen unmittelbar mittels eines Sensors erfasst werden. Hierfür kommen beispielsweise
Technologien der Bilderkennung infrage. Möglich ist aber auch, dass die entsprechenden Werte der Größen von einer Bedienperson visuell erfasst und dann mittels einer
Eingabeeinrichtung eingegeben werden. Möglich ist auch, dass beispielsweise eine Identifikationsnummer des
Werkzeugs ermittelt oder erfasst wird, und aus dieser dann anhand einer Datenbank, auf die beispielsweise über das Internet zugegriffen wird, der eigentlich interessierende Wert der Größe ermittelt wird. Möglich ist auch, dass einzelne der erhobenen erwähnten Größen aus vorgegebenen Steuersignalen ermittelt werden können. Daher wird auch beansprucht, dass das Qualitätsmerkmal und/oder der Wert der Größe, die den Bearbeitungsvorgang charakterisiert und/oder der Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisiert und/oder der Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisiert durch eine Bedienperson mittels einer Eingabeeinrichtung eingegeben und/oder mittels einer Bilderkennungseinrichtung und/oder mittels einer vorzugsweise berührungslosen
Sensoreinrichtung erfasst wird.
Das aus dem ersten Bearbeitungsvorgang resultierende
Qualitätsmerkmal kann mindestens eines aus der folgenden Gruppe ist: optische Qualität der bearbeiten
Werkstückfläche; Rauheit der bearbeiteten Werkstückflächen; optische Qualität einer zur bearbeiteten Werkstückfläche benachbarten Werkstückfläche; optische Qualität einer durch die bearbeitete Werkstückfläche und eine benachbarte
Werkstückfläche gebildeten Kante; Genauigkeit der Lage der bearbeiteten Werkstückfläche. Die „optische Qualität" kann beispielsweise von einer Bedienperson im Rahmen einer
Sichtinspektion ermittelt werden und kann dann von der Bedienperson einem von mehreren vorgegebenen
Qualitätswerten zugeordnet werden, beispielsweise, im einfachsten Fall, den beiden vorgegebenen Qualitätswerten „gut" und „nicht gut". Möglich sind aber auch feinere
Abstufungen, beispielsweise in Form von Noten oder Punkten.
Möglich ist auch, dass mehrere Qualitätsmerkmale erfasst werden, und dass aus diesen beispielsweise nach einem vorgegebenen Gewichtungsschlüssel ein Gesamt- Qualitätsmerkmal ermittelt wird, welches dann dem Datensatz zugeordnet wird. Die optische Qualität einer zur
bearbeiteten Werkstückfläche benachbarten Werkstückfläche bzw. einer hierbei gebildeten Kante, beispielsweise einer Schnittkante, kann beispielsweise durch Anzahl sowie Größe so genannter „Ausreißer" quantifiziert werden. Auch eine dort festgestellte „Welligkeit" kann ein Qualitätskriterium sein. Auch die Rauheit der bearbeiteten Werkstückfläche bzw. der gebildeten Kante, beispielsweise der Schnittkante, kann durch die Bedienperson beispielsweise durch
Überstreichen mit dem Finger ermittelt werden.
Grundsätzlich denkbar ist aber auch bei allen oben
angegebenen Qualitätsmerkmalen, dass diese durch Sensoren oder Bilderkennungsverfahren automatisch erfasst werden.
Vorgeschlagen wird ferner, dass die den ersten
Bearbeitungsvorgang charakterisierende Größe mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist: Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs; Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs; Verlauf einer Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs; Verlauf einer Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs; Arbeitsposition des Werkzeugs in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück;
Arbeitsposition des zu bearbeitenden Werkstücks;
Bearbeitungsaufgabe; Höhe eines beim ersten
Bearbeitungsvorgang bearbeiteten Werkstücks oder
Werkstückstapels. Diese Größen können mittels geeigneter Sensoren sehr einfach erfasst oder auf der Basis von vorgegebenen Steuersignalen, von Produktionsdaten und/oder eines Bearbeitungsprogramms für das Werkstück sehr einfach ermittelt werden. Eine Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs sowie eine Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs sind darüber hinaus wichtige Parameter, wenn nicht die
wichtigsten Parameter, auf die bei späteren
Bearbeitungsvorgängen zur Erzielung eines im Hinblick auf die Qualität, die Maschinenleistung und/oder die
Werkzeugstandzeit optimalen Bearbeitungsergebnisses
Einfluss genommen werden kann. Man erkennt im übrigen aus dieser Aufzählung, dass im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Singular „die Größe" sowohl eine einzige solche Größe als auch eine Mehrzahl
unterschiedlicher solcher Größen umfassen kann. Der
Singular wurde lediglich deshalb gewählt, um die
sprachliche Komplexität zu reduzieren. Dies gilt auch für die nachfolgenden beispielhaften Auflistungen anderer Typen von Größen.
Die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisierenden Größe kann mindestens eine aus der folgenden Gruppe sein: bisherige Betriebszeit des Werkzeugs; Art des Werkzeugs; Hersteller des Werkzeugs; Schwingungsverhalten des
Werkzeugs; Verlauf eines Schwingungsverhaltens des
Werkzeugs; Werkzeuggeometrie; Anzahl von Schneidzähnen.
Auch diese Größen können üblicherweise auf einfache Art ermittelt werden. Insbesondere aus der bisherigen
Betriebszeit des Werkzeugs und deren Verknüpfung mit einem bei einem Bearbeitungsvorgang erzielten Qualitätsmerkmal lassen sich für die Zukunft Vorhersagen ableiten, wann ein Werkzeug ausgetauscht werden muss, um ein qualitativ noch akzeptables Arbeitsergebnis zu erzielen. Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der Begriff
„Betriebszeit" des Werkzeugs sehr allgemein zu verstehen ist und hierunter nicht nur eine echte Zeit verstanden werden kann, sondern beispielsweise auch ein zurückgelegter Bearbeitungsweg (bei einer Säge also ein zurückgelegter Schnittweg) oder eine Gesamt-Bearbeitungsstrecke. Hierdurch kann die Werkzeugverwaltung vereinfacht werden, und die Lebensdauer eines Werkzeugs kann optimal ausgenutzt werden, ohne dass qualitativ nicht ausreichende Arbeitsergebnisse erzeugt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisierenden Größe mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist: Material des Werkstücks; Dicke des Werkstücks; Abmessungen des Werkstücks; Art des
Werkstücks; Werkstück-ID . Auch diese Größen sind sehr einfach zu bestimmen und können eine erhebliche Auswirkung auf die Qualität des Bearbeitungsvorgangs haben.
Wie bereits oben erwähnt wurde, können die
erfindungsgemäßen Verfahren auch dazu verwendet werden, dass aus den abgespeicherten Datensätzen eine
voraussichtliche Rest-Betriebszeit des Werkzeugs ermittelt wird und/oder im Bezug auf die Bearbeitungsqualität für nachfolgende Bearbeitungen optimale Prozessparameter ermittelt werden. Auf diese Weise wird das eingesetzte Werkzeug optimal ausgenutzt, wodurch die Betriebskosten der Werkzeugmaschine reduziert werden. Die Rest-Betriebszeit des Werkzeugs kann beispielsweise ermittelt werden, indem die Gesamt-Betriebszeit, die bearbeiteten Materialien
(bspw. hart bzw. weich, eventuell wiederum spezifische Materialeigenschaften wie Dichte, Zusammensetzung,
Struktur, Art einer Beschichtung, eventuell auch
zusammengefasst durch eine Identifikationsnummer des
Materials) , ein Bearbeitungsstrecke des Werkzeugs,
beispielsweise ein Schnittweg einer Schneide (bei einer Säge also beispielsweise die Summe aller Schnittbögen eines Zahnes, die von einem Zahnvorschub, einer Pakethöhe und einem Sägeblatt überstand abhängig ist) , die maximale
Betriebszeit sowie weitere und/oder andere relevante
Parameter in einen empirischen Algorithmus oder in ein mehrdimensionales Kennfeld eingespeist werden.
Wie eingangs bereits erwähnt wurde, gehört zu der Erfindung auch eine Mehrzahl von Werkzeugmaschinen
("Bearbeitungssystem"), umfassend eine erste
Werkzeugmaschine und eine zweite Werkzeugmaschine. Sie umfasst eine Steuer- und Regeleinrichtung mit einem
Prozessor und einem Speicher, welche zur Ausführung eines Verfahrens der oben beschriebenen Art ausgebildet ist. Bei einer solchen Werkzeugmaschine gelten die oben im
Zusammenhang mit den Verfahren aufgeführten Vorteile entsprechend .
Eine Weiterbildung hierzu zeichnet sich dadurch aus, dass bei der zweiten Werkzeugmaschine eine Eingabeeinrichtung vorhanden ist, mit der eine Bedienperson einen Wert für ein Qualitätsmerkmal, welches aus einem durch die erste
Werkzeugmaschine durchgeführten Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück resultiert, eingeben kann, wobei die
Eingabeeinrichtung mit der Steuer- und Regeleinrichtung verbunden ist. Hierdurch wird die Bedienung der Mehrzahl von Werkzeugmaschinen erleichtert. Alternativ ist es möglich, dass das Qualitätsmerkmal an der zweiten
Werkzeugmaschine auch automatisch mittels eines oder mehrerer entsprechender Sensoren (beispielsweise Fotografie mittels CCD-Sensor, berührungslose Abtastung mittels Laser, mechanische Abtastung mittels Tastschuh usw.) erfasst werden kann, wodurch die Taktgeschwindigkeit deutlich erhöht werden kann.
In die gleiche Richtung geht jene Weiterbildung, wonach die Eingabeeinrichtung mindestens eine Taste umfasst, bei deren Betätigung der Steuer- und Regeleinrichtung ein bestimmter Wert des Qualitätsmerkmals mitgeteilt wird.
Ebenfalls in die gleiche Richtung geht jene Weiterbildung, wonach die Eingabeeinrichtung ein Mikrofon umfasst, mit der die Bedienperson einen Wert eingeben kann, und/oder ein drahtloses Eingabegerät, vorzugsweise mit einer
Auswertungseinheit, insbesondere ein Mobiltelefon, und/oder eine Tastatur und/oder eine Kamera umfasst.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur la eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer ersten Werkzeugmaschine in Form einer Plattenbearbeitungsanlage und einer zweiten Werkzeugmaschine in Form einer
Kantenbearbeitungsanlage ;
Figur lb eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer ersten Werkzeugmaschine in Form einer Plattenbearbeitungsanlage und einer zweiten Werkzeugmaschine in Form einer
Kantenbearbeitungsanlage ; Figur 2 eine Ansicht von vorne auf einen Sägewagen der Plattenbearbeitungsanlage von Figur la oder lb;
Figur 3 eine Ansicht von oben auf den Sägewagen von
Figur 2; und
Figur 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Werkzeugmaschine von Figur la oder lb.
In Figur la trägt eine erste Werkzeugmaschine in Form einer Plattenbearbeitungsanlage insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie ist vorliegend als Plattenaufteilsäge ausgebildet, mit der großformatige plattenförmige Werkstücke 12 oder
Werkstückstapel (Ausgangswerkstücke) durch erste
Bearbeitungsvorgänge in Form von Sägevorgängen in kleinere Werkstücke 14 aufgeteilt werden können. In anderen
Ausführungsformen ist die Plattenbearbeitungsanlage nicht als Plattenaufteilsäge sondern als Fräseinrichtung und/oder als Bohreinrichtung zum Bearbeiten plattenförmiger
Werkstücke ausgebildet. Derartige Anlagen werden auch als „Nestinganlagen" bezeichnet. Außerdem sind auch beliebige Kombinationen der genannten Typen von
Plattenbearbeitungsanlagen möglich. Grundsätzlich sind aber auch ganz andere Arten von Werkzeugmaschinen denkbar, beispielsweise ganz allgemein Bohraggregate oder CNC- Fräsaggregate .
Die Plattenaufteilsäge 10 umfasst einen Zuführtisch 16 der üblicherweise als Rollentisch ausgebildet ist. An den Zuführtisch 16 schließt sich ein Maschinentisch 18 an, und an diesen schließt sich wieder ein Entnahmetisch 20 an, der in dem beispielhaft gezeigten Ausführungsbeispiel aus vier voneinander separaten Segmenten (ohne Bezugszeichen) besteht. Der Maschinentisch 18 und der Entnahmetisch 20 sind vorzugsweise als Luftkissentische ausgebildet.
In dem Maschinentisch 18 ist ein durch eine
strichpunktierte Linie 22 angedeuteter Sägespalt vorhanden. Unterhalb von diesem ist ein Sägewagen 24 angeordnet, der entsprechend einem Doppelpfeil 26 bewegt werden kann.
Oberhalb von dem Maschinentisch 18 ist ein Druckbalken 28 angeordnet. Dieser kann senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur la bewegt werden. Im Bereich des Zuführtisches 16 ist ein Programmschieber 30 angeordnet, der entsprechend einem Doppelpfeil 32 bewegt werden kann. An dem Programmschieber 30 sind wiederum mehrere Spannzangen 34 befestigt, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur la nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist.
Zu der Plattenaufteilsäge 10 gehört ferner ein
Bedienterminal 36, das vorliegend eine Tastatur 38 und einen Bildschirm 40 umfasst, sowie eine Steuer- und
Regeleinrichtung 42, die nur symbolisch durch ein Quadrat angedeutet ist. Die Steuer- und Regeleinrichtung 42 steuert und regelt den Betrieb der Plattenaufteilsäge 10. Hierzu erhält sie Signale von verschiedenen Sensoreinrichtungen, darunter die symbolisch gezeichneten Sensoreinrichtungen 44, 46, 47 und 48, welche jeweils wieder mehrere einzelne Sensoren umfassen können. Angesteuert werden von der Steuer- und Regeleinrichtung insbesondere der
Programmschieber 30, die Spannzangen 34, der Sägewagen 24 mit den darauf befindlichen Sägen und der Druckbalken 28.
Die Steuer- und Regeleinrichtung 42 verfügt unter anderem über einen Prozessor 50 und einen Speicher 52. Bei der Steuer- und Regeleinrichtung 42 kann es sich beispielsweise um einen üblichen PC handeln. In dem Speicher 52 ist
Software abgespeichert, welche zur Ausführung von
unterschiedlichen Verfahren programmiert und ausgebildet ist. Eine durch ein entsprechendes Softwareprogramm
gebildete Auswerteeinrichtung, auf die weiter unten noch Bezug genommen werden wird, ist mit dem Bezugszeichen 54 gekennzeichnet .
Der Sägewagen 24 sowie Teile des Maschinentisches 28 sind in den Figuren 2 und 3 etwas stärker detailliert gezeigt. Der Sägewagen 24 umfasst einen plattenförmigen
Werkzeughalteabschnitt 56, der mittels eines nicht
gezeigten Antriebsmotors auf Schienen 58, die an einer Stützstruktur (nicht dargestellt) des Maschinentisches 18 befestigt sind, gemäß des Doppelpfeils 26 bewegbar ist. Der Werkzeughalteabschnitt 56 trägt zwei rotierende Werkzeuge in Form eines Hauptsägeblattes 60 und eines
Vorritzsägeblattes 62. Sie sind in vertikaler Richtung bewegbar. Die beiden Antriebe für das Hauptsägeblatt 60 und das Vorritzsägeblatt 62 tragen in Figur 3 die Bezugszeichen 64 und 66. Die beiden Antriebe 64 und 66 werden ebenfalls von der Steuer- und Regeleinrichtung 42 so angesteuert, dass diese mit einer ganz bestimmten Drehgeschwindigkeit rotieren .
In einem normalen Betrieb wird der Werkstückstapel 12 an einem in Zuführrichtung hinteren Rand von den Spannzangen 34 des Programmschiebers 30 ergriffen und durch eine
Bewegung des Programmschiebers 30 sukzessive dem
Maschinentisch 18 bzw. dem Sägewagen 24 zugeführt, wo er durch eine Bewegung des Sägewagens 24 gemäß dem Doppelpfeil 26 durch einen Vorritzschnitt mittels des Vorritzsägeblatts 62 und einen anschließenden Hauptschnitt mittels des
Hauptsägeblatts 60 aufgeteilt wird. Während der Bearbeitung durch das Hauptsägeblatt 60 und das Vorritzsägeblatt 62 wird der Werkstückstapel 12 durch den Druckbalken 28 gegen den Maschinentisch 18 gedrückt und hierdurch festgelegt. Eine Bedienperson kann die aufgeteilten Werkstücke 14 am Entnahmetisch 20 entnehmen oder dort weiter verarbeiten, wie weiter unten noch dargelegt werden wird. Alternativ ist es möglich, jedoch nicht dargestellt, dass auch ein Roboter die fertigen Werkstücke entnehmen und abstapeln oder auf ein Abtransportband legen kann.
Die Sensoreinrichtung 44 dient ganz allgemein zur Erfassung des Werts mindestens einer den Bearbeitungsvorgang, vorliegend also den oben beschriebenen Sägevorgang, charakterisierenden Größe A. Bei dieser kann es sich um eine Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs, vorliegend also des Hauptsägeblatts 60 und/oder des Vorritzsägeblatts 62 handeln, und/oder um eine Vorschubgeschwindigkeit des
Sägewagens 24 längs der durch den Doppelpfeil 26 gekennzeichneten Richtung und/oder um einen bei der
Aufteilung von Werkstücken zurückgelegten Weg und/oder eine Position der Werkzeuge 60 und 62 zum Werkstück und/oder zueinander. Ebenfalls können die Größe A für den
Sägevorgang relevante Maschineneinstellungen wie Druck des Druckbalkens und/oder des Ausrichters sein.
Die Sensoreinrichtung 46 dient ganz allgemein zur Erfassung des Werts einer eine Eigenschaft des Werkzeugs, vorliegend also des Hauptsägeblatts 60 und/oder des Vorritzsägeblatts 62, charakterisierenden Größe B. Bei dieser kann es sich um eine bisherige Betriebszeit des Hauptsägeblatts 60 und/oder des Vorritzsägeblatts 62 handeln. Alternativ oder
zusätzlich kann durch die Sensoreinrichtung 46 auch die die Art des Werkzeugs charakterisierende Größe B,
beispielsweise bei dem Hauptsägeblatt 60 und dem
Vorritzsägeblatt 62 der Durchmesser, die Breite, die Anzahl der Sägezähne, die Form der Sägezähne, der Schliff der Sägezähne, etc. erfasst werden. Die das Werkzeug
charakterisierende Größe B kann auch ein
Schwingungsverhalten des Hauptsägeblatts 60 und/oder des Vorritzsägeblatts 62 sein. Eine das Werkzeug
charakterisierende Größe B ist ferner auch der Hersteller des Werkzeugs sowie das Material, aus dem das Werkzeug hergestellt ist.
Hierzu kann das Werkzeug, also beispielsweise das
Hauptsägeblatt 60 und das Vorritzsägeblatt 62, mit einem Barcode bedruckt sein, der eine oder mehrere der oben genannten Angaben als Information enthält. In diesem Fall würde die Sensoreinrichtung 46 einen Barcodeleser
aufweisen, der vorzugsweise am Sägewagen 24 oder in einem Werkzeugwechselbereich angeordnet ist. Zur Erfassung der bisherigen Betriebszeit des Hauptsägeblatts 60 kann die Sensoreinrichtung 46 eine Auswertungseinheit umfassen, die die Betriebszeit seit dem letzten Werkzeugwechsel
aufsummiert. Möglich ist auch, dass als Betriebszeit die Anzahl der Umdrehungen und/oder die Anzahl der Sägevorgänge und/oder ein Schnittweg einer Schneide verstanden wird.
Die Sensoreinrichtung 47 dient ganz allgemein zur Erfassung des Werts einer Größe C, die eine Eigenschaft des zu bearbeitenden Werkstücks 12 bzw. bearbeiteten Werkstücks 14 charakterisiert. Eine solche Größe C kann beispielsweise das Material des Werkstücks 12, 14 sein, eine Dicke des Werkstücks 12, 14, die Abmessungen des zu bearbeitenden
Werkstücks 12 und/oder des bearbeiteten Werkstücks 14, Produktionsdaten des Werkstücks, beispielsweise ein
Schnittplan und/oder eine Position des Werkstücks im
Schnittplan, sowie eine Art des Werkstücks 12, 14 sein. Zu Letzterem gehört beispielsweise, ob das Werkstück mit einer Beschichtung versehen ist. Auch hier ist es möglich, dass diese Informationen in einem Barcode enthalten sind, der entweder auf ein Etikett, welches auf das Werkstück 12, 14 aufgeklebt ist, oder direkt auf das Werkstück 12, 14 aufgedruckt ist. In einem solchen Fall würde die
Sensoreinrichtung 47 einen Barcodeleser umfassen, der beispielsweise im Bereich des Druckbalkens 28 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte die
Sensoreinrichtung 47 auch eine Bilderkennungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Videokamera, umfassen, mit der beispielsweise die Dicke sowie die Abmessungen erfasst werden können.
Die Sensoreinrichtung 48 ist im Bereich des in Figur la ganz rechts angeordneten Segments des Entnahmetisches 20 angeordnet. Dort befindet sich auch eine zweite
Werkzeugmaschine 72, die vorliegend beispielhaft als
Kantenbearbeitungseinrichtung ausgebildet ist. Mit ihr kann eine Kante eines auf dem Entnahmetisch 20 liegenden und von der ersten Werkzeugmaschine 10 im Rahmen eines ersten
Bearbeitungsvorgangs bearbeiteten Werkstücks 74 im Rahmen eines zweiten Bearbeitungsvorgangs bearbeitet werden.
Hierzu wird das zunächst von der ersten Werkzeugmaschine 10 fertig bearbeitete und noch im Bereich des Maschinentisches 18 liegende Werkstück 14 von einer Bedienperson 68 manuell auf dem in der Figur la äußersten rechten Segment des
Entnahmetisches 20 zu dem Zuführtisch 71 der zweiten
Werkzeugmaschine 72 hin geschoben und somit transportiert, so dass es im Bereich der Kantenbearbeitungseinrichtung 72 zum Liegen kommt. Dort trägt dieses Werkstück nun das
Bezugszeichen 74.
Bei der in Figur la dargestellten Anordnung handelt es sich um eine besonders kompakte Anordnung, da die zweite
Werkzeugmaschine 72 direkt am rechts angeordneten Segment des Entnahmetisches 20 angeordnet ist. Wie in Figur lb schematisch dargestellt ist, kann die zweite
Werkzeugmaschine 72 auch eine eigenständig freistehende Maschine sein, die einen eigenen Auflagetisch 75 aufweist, der ggf. über eine Transporteinrichtung (Pfeil 77) mit dem Entnahmetisch 20 der ersten Werkzeugmaschine 10 verbunden ist .
Die Sensoreinrichtung 48 dient ganz allgemein zur Erfassung eines aus dem ersten Bearbeitungsvorgang an dem
bearbeiteten Werkstück 74 resultierenden Qualitätsmerkmals D. Bei diesem kann es sich beispielsweise um eine optische Qualität einer bearbeiteten Werkstückfläche handeln. Die bearbeitete Werkstückfläche ist vorliegend eine durch den Sägevorgang mittels des Hauptsägeblatts 60 hergestellte Schnittfläche. Alternativ oder zusätzlich ist ein solches Qualitätsmerkmal D eine Rauheit einer bearbeiteten
Werkstückfläche, oder die Genauigkeit der Lage der
bearbeiteten Werkstückfläche, vorliegend also die
Genauigkeit der Lage der hergestellten Schnittfläche, oder, anders ausgedrückt: die Genauigkeit der tatsächlichen
Abmessungen des bearbeiteten Werkstücks 74, beispielsweise die Längen der durch die Bearbeitung gebildeten Seiten sowie die dabei entstehenden Winkel.
Alternativ oder zusätzlich kommt als Qualitätsmerkmal D auch eine optische Qualität einer Werkstückfläche infrage, die zu der bearbeiteten Werkstückfläche benachbart ist. Diese benachbarte Werkstückfläche kann beispielsweise unmittelbar an eine Schnittkante angrenzen. Handelt es sich um ein beschichtetes Werkstück, können dort beispielsweise Ausreißer entstehen, also Beschädigungen der Beschichtung unmittelbar an der Schnittkante. Beispielsweise ist die Anzahl solcher Ausreißer pro Längeneinheit ein Qualitätsmerkmal. Als Sensoreinrichtung 48 kommt beispielsweise eine Bilderkennungseinrichtung in Form einer Videokamera infrage. Möglich ist aber auch, alternativ oder zusätzlich, der Einsatz beispielsweise von
Ultraschallsensoren oder von anderen berührungslos
arbeitenden Sensoreinrichtungen.
Man erkennt, dass der Wert des Qualitätsmerkmals D, welches das Ergebnis des ersten Bearbeitungsvorgangs qualitativ bewertet, erst erfasst wird, wenn das von der ersten
Werkzeugmaschine 10 durch den ersten Bearbeitungsvorgang bearbeitete Werkstück zu der zweiten Werkzeugmaschine 72 bewegt wurde, also aus dem Prozessablauf der ersten
Werkzeugmaschine 10 aussortiert wurde. Dabei wird der Wert des Qualitätsmerkmals D jedoch noch vor Beginn des zweiten Bearbeitungsvorgangs durch die zweite Werkzeugmaschine 72 erfasst .
Die Werte der oben erwähnten Größen A, B, C und D können von der Bedienperson 68 auch manuell mittels der Tastatur 38 eingegeben werden, welche insoweit eine
Eingabeeinrichtung 70a bildet. Dies gilt insbesondere für das oben als letztes erwähnte Qualitätsmerkmal D, welches an dem bearbeiteten Werkstück 14 bzw. 74 aus dem ersten Bearbeitungsvorgang resultiert. Dieses Qualitätsmerkmal D kann beispielsweise von der Bedienperson 68 bei dem auf dem Entnahmetisch 20 im Bereich der zweiten Werkzeugmaschine 72 liegenden Werkstück 74 durch eine visuelle Begutachtung erfasst werden. Nach dieser Erfassung kann dann die
Bedienperson 68 einen Wert für das entsprechende Qualitätsmerkmal D mittels der Tastatur 38 eingeben. Im einfachsten Fall kann dieses Qualitätsmerkmal D dabei zwei Werte annehmen, beispielsweise „gut" sowie „nicht gut". In anderen, komplexeren Fällen kann das Qualitätsmerkmal D mehr als zwei Werte annehmen. Möglich sind beispielsweise Abstufungen in Form von Noten oder Punkten. Möglich ist auch, dass mehrere Qualitätsmerkmale Dl, D2, D3, ... erfasst werden, und aus diesen beispielsweise nach einem
vorgegebenen Gewichtungsschlüssel durch die
Auswerteeinrichtung 54 der Steuer- und Regeleinrichtung 42 ein Gesamt-Qualitätsmerkmal D ermittelt wird.
Die Werkzeugmaschine 10 verfügt ferner über eine weitere Eingabeeinrichtung 70b am in Figur la äußersten rechten Segment des Entnahmetisches 20 (bzw. bei der
Ausführungsform der Figur lb am Auflagetisch 75) , und dort unmittelbar im Bereich der zweiten Werkzeugmaschine 72 in Form der Kantenbearbeitungseinrichtung, mit der die
Bedienperson einen Wert für das Qualitätsmerkmal D manuell eingeben kann. Diese Eingabeeinrichtung 70b ist ebenfalls mit der Steuer- und Regeleinrichtung 42 verbunden.
Vorliegend besteht die Eingabeeinrichtung 70b einfach aus einer Taste (nicht separat dargestellt) , bei deren
Betätigung der Steuer- und Regeleinrichtung 42 ein
bestimmter Wert des Qualitätsmerkmals D mitgeteilt wird, beispielsweise der Wert „nicht gut" (somit wird bei einer Betätigung der Eingabeeinrichtung 70b mitgeteilt, dass das soeben im Bereich der zweite Werkzeugmaschine 72 liegende Werkstück 74 als Ausschuss anzusehen ist) . Ferner umfasst die Eingabeeinrichtung alternativ oder zusätzlich ein Mikrofon, mit der die Bedienperson einen Wert für das Qualitätsmerkmal eingeben kann, und/oder ein drahtloses und tragbares Eingabegerät, insbesondere ein Mobiltelefon, und/oder eine Kamera. Insgesamt erkennt man aus der obigen Aufzählung, dass die Sensoreinrichtungen 44, 46, 47 und 48 jeweils eine Mehrzahl oder gar eine Vielzahl von einzelnen Sensoren umfassen können, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Beispielhaft ist in Figur 1 eine solche tragbare Eingabeeinrichtung 70c symbolisch dargestellt. Diese könnte zusätzlich auch einige der oben genannten Sensoreinrichtungen 44, 46,47 und 48 oder
Schnittstellen für diese enthalten.
Die mittels der Sensoreinrichtungen 44, 46, 47 und 48 erfassten Größen A, B und C, bzw. die mittels der Tastatur 38 oder der Eingabeeinrichtung 70b oder der
Eingabeeinrichtung 70c eingegebenen Werte D der Größen bzw. eingegebenen Qualitätsmerkmale werden dazu verwendet, um für jeden vergangenen ersten Bearbeitungsvorgang in der Steuer- und Regeleinrichtung 42 einen Datensatz E
("Prozessdatensatz") zu erstellen und in dem Speicher 52 abzuspeichern, welcher den Wert des von der Bedienperson 68 bzw. der Sensoreinrichtung 48 erfassten Qualitätsmerkmals D mit den Werten der den ersten Bearbeitungsvorgang
charakterisierenden Größe A (Sensoreinrichtung 44), der die Eigenschaft des Werkzeugs der ersten Werkzeugmaschine 10 charakterisierenden Größe B (Sensoreinrichtung 46) und der die Eigenschaft des von der ersten Werkzeugmaschine 10 durch den ersten Bearbeitungsvorgang bearbeiteten und zur zweiten Werkzeugmaschine 72 transportierten Werkstücks 74 (Sensoreinrichtung 47) charakterisierenden Größe C
verknüpft .
Im vorliegenden Fall besteht ein solcher Datensatz E also aus mindestens vier einzelnen Werten der Größen A, B, C und D, gegebenenfalls aber auch aus mehr als vier Werten.
Grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass ein solcher
Datensatz E auch nur zwei Werte umfasst, wobei ein Wert für das aus dem ersten Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten Werkstück 74 resultierende Qualitätsmerkmal D sowie ein Wert für die den ersten Bearbeitungsvorgang
charakterisierende Größe A in jedem Fall Teil des
Datensatzes sind.
Nach einer Mehrzahl n von Bearbeitungsvorgängen liegen somit in dem Speicher 52 eine Mehrzahl n von Datensätzen
El, E2, E3, ..., En vor, wobei :
El: Al, Bl, CI, Dl
E2 : A2 , B2 , C2, D2
En: An, Bn, Cn, Dn
Das oben allgemein beschriebene Verfahren wird nun nochmals konkret unter Bezugnahme auf Figur 4, welche ein
Funktionsschaltbild zeigt, erläutert.
Ein Funktionsblock 76 symbolisiert eine Fertigungsplanung, in der auf der Basis eines bestimmten Auftrags die Anzahl der herzustellenden Teile mit ihren jeweiligen und zum Teil unterschiedlichen Dimensionen sowie das Material, aus dem Teile hergestellt werden sollen, vorgegeben wird. Danach symbolisiert ein Funktionsblock 78 einen sich aus der
Fertigungsplanung 76 ergebenden Fertigungsauftrag, welcher ausgehend von einem Ausgangswerkstück (Bezugszeichen 12 in Figur la und lb) einen vorläufigen Schnittplan zur
Aufteilung des Ausgangswerkstücks 12 mittels der oben erwähnten ersten Bearbeitungsvorgänge definiert. Ferner wird durch diesen Fertigungsauftrag die Anzahl der
gestapelten und insoweit gleichzeitig aufzuteilenden
Ausgangswerkstücke 12 definiert, wodurch sich eine Höhe des zur Aufteilung vorgesehenen Stapels von Ausgangswerkstücken 12 ergibt. Der Fertigungsauftrag definiert auch das zu verwendende Material und - dies wird nachher noch eine Rolle spielen - eine gewünschte Qualität (SOLL- Qualitätsmerkmal ) am bearbeiteten Werkstück (Bezugszeichen 14 bzw. 74 in Figur la und lb) , also einen Sollwert für die oben erwähnte Größe D.
Die entsprechenden Daten des Fertigungsauftrags 78 werden dann an die erste Werkzeugmaschine 10, also die
Plattenaufteilsäge, übermittelt, und zwar konkret an die Steuer- und Regeleinrichtung 42. Dort wird in einem
Funktionsblock 80 "Konfiguration Säge" der vorläufige
Schnittplan mittels einer Schnittplanoptimierung nach einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien optimiert,
beispielsweise im Hinblick darauf, möglichst wenig Abfall zu erzeugen. Es ergibt sich dann ein endgültiger
Schnittplan . Auch werden aus dem Fertigungsauftrag 78 in die Konfiguration 80 der Säge die Daten zu der Pakethöhe (Höhe des Werkstückstapels, der aufgeteilt werden soll) und zum Material sowie zur gewünschten Qualität überspielt. In dem gleichen Funktionsblock 80 werden auch Daten betreffend die Werkzeuge, also betreffend das Hauptsägeblatt 60 und das Vorritzsägeblatt 62, der ersten Werkzeugmaschine 10 bereitgestellt. Hierzu gehören eine oder mehrere der oben im Detail erwähnten „eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisierenden Größen B", insbesondere auch ein aktueller Werkzeugzustand.
Einige der für die Konfiguration der ersten
Werkzeugmaschine 10 im Block 80 benötigten Prozessparameter werden automatisch durch die Sensoreinrichtungen 44-47 erfasst, andere werden wiederum von der Bedienperson 68 eingegeben. In einem noch zur Konfiguration 80 der ersten Werkzeugmaschine 10 gehörenden Funktionsblock 82 werden die von der Bedienperson 68 eingegebenen Prozessparameter überprüft und gegebenenfalls angepasst. Hierzu werden
Prozessparameter verwendet, die durch ein Prozessmodell (Funktionsblock 84) bereitgestellt werden.
Bei einem solchen Prozessmodell 84 kann es sich
beispielsweise um einen Algorithmus handeln, der empirisch gewonnene Zusammenhänge zwischen Prozessparametern
abbildet. Zu diesen Prozessparametern gehören
beispielsweise das oben erwähnte, aus dem ersten
Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück resultierende Qualitätsmerkmal D, die den ersten Bearbeitungsvorgang charakterisierende Größe A (hierzu gehört beispielsweise auch die Bearbeitungsaufgabe) , die eine Eigenschaft des Werkzeugs 60, 62 charakterisierende Größe B (beispielsweise Art des Werkzeugs, Werkzeugzustand) , und die eine
Eigenschaft des Werkstücks 14 charakterisierende Größe C (beispielsweise das Material) . Auch gehört zu den
Prozessparametern die Definition jener Größe oder jener Größen, welche bei dem anstehenden ersten
Bearbeitungsvorgang optimal sein sollen
(Optimierungsgrößen) . Auf diese Weise ist es möglich, dass das Prozessmodell 84 dem Funktionsblock 82 jene
Prozessparameter zur Verfügung stellt, bei denen die ausgewählte Optimierungsgröße bzw. die ausgewählten
Optimierungsgrößen optimal ist bzw. sind.
Alternativ zum Funktionsblock 82 können die
Prozessparameter in einem Funktionsblock 86 auch einfach insgesamt, ohne vorher vom der Bedienperson eingegeben worden zu sein, durch das Prozessmodell 84 oder eine dem Prozessmodell 84 vorgeschaltete Prozessdatenbank 88 bereitgestellt werden. Auf diese Prozessdatenbank 86 wird weiter unten noch im Detail eingegangen werden.
An die Konfiguration 80 der ersten Werkzeugmaschine 10 schließt sich eine Funktionsblock 90 an, welcher den ersten Bearbeitungsvorgang in der ersten Werkzeugmaschine 10, vorliegend also die Aufteilung des Ausgangswerkstücks 12 in aufgeteilte Werkstücke 14, repräsentiert. Anschließend erfolgt in einem Funktionsblock 92 eine Kennzeichnung der durch den ersten Bearbeitungsvorgang bearbeiteten
Werkstücke (Bezugszeichen 14 in Figur la und lb) . Hierzu wird beispielsweise ein in Figur la und lb nicht
gezeichnetes Etikettiergerät eingesetzt, welches ein
Klebeetikett, auf dem ein das Werkstück 14 eindeutig identifizierendes Merkmal ( Identifikator) , beispielsweise ein Barcode, aufgebracht ist, auf das Werkstück 14
aufgeklebt. Dabei ist es möglich, dass die Kennzeichnung nicht nur das Werkstück 14 als solches identifiziert, sondern auch den konkreten ersten Bearbeitungsvorgang (bspw. durch Datum und Uhrzeit), mit dem das Werkstück 14 hergestellt wurde. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass eine Verknüpfung des Identifikators des Werkstücks 14 mit dem speziellen ersten Bearbeitungsvorgang, durch den das Werkstück 14 hergestellt wurde, beispielsweise in der oben erwähnten Prozessdatenbank 88 hergestellt wird bzw. vorliegt .
In einem Funktionsblock 94 wird ein Prozessdatensatz erstellt (entsprechend dem oben erwähnten Datensatz E) , welcher für einen spezifischen ersten Bearbeitungsvorgang bzw. ein spezifisches bearbeitetes Werkstück 14 die
Prozessdaten repräsentiert, also beispielsweise das tatsächlich eingesetzte Material des Werkstücks 14, die tatsächlichen Werkzeugdaten, den tatsächlichen
Werkzeugzustand, den oben erwähnten Identifikator des Werkstücks 14, sowie möglicherweise weitere der oben erwähnten Prozessparameter. In einem Funktionsblock 96 erfolgt eine Rückmeldung des erstellten Prozessdatensatzes in Richtung der oben erwähnten Prozessdatenbank 88. Eine Funktionsblock 98 repräsentiert den Transport des Werkstücks 14 von der ersten Werkzeugmaschine 10 zu der zweiten Werkzeugmaschine 72, also vorliegend beispielhaft zu der Kantenbearbeitungseinrichtung. Durch den
Funktionsblock 98 wird also das zunächst noch beim
Maschinentisch 18 liegende Werkstück 14 zu dem danach im Bereich der zweiten Werkzeugmaschine 72 liegenden Werkstück 74.
Im Bereich der zweiten Werkzeugmaschine 72 befindet sich ein nicht gezeichneter Sensor, beispielsweise ein
Barcodeleser, mit dem die oben im Funktionsblock 92 auf das Werkstück 74 aufgebrachte Kennzeichnung ausgelesen, das Werkstück 74 also anhand des beispielsweise auf einem
Klebeetikett vorhandenen Identifikators identifiziert wird. Alternativ könnte auch die Bedienperson 68 die
Kennzeichnung erkennen oder mit einer Einrichtung manuell auslesen und dann manuell an der Tastatur 38 eingeben. Dies alles wird durch einen Funktionsblock 100 repräsentiert.
Nun erfolgt ein besonders wichtiger Schritt, welcher durch den Funktionsblock 102 repräsentiert wird: es wird nun der Wert jener Größe, die ein aus dem ersten
Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück 74 resultierendes Qualitätsmerkmal charakterisiert, erfasst. Es wird also eine IST-Qualität des durch den ersten Bearbeitungsvorgang erhaltenen Werkstücks 74 festgestellt. Wie oben bereits mehrfach erläutert wurde, kann dies durch eine Begutachtung durch die Bedienperson 68 geschehen, die das Ergebnis der Begutachtung dann beispielsweise an der Eingabeeinrichtung 70b oder an einer der anderen Eingabeeinrichtungen 70a oder 70c eingibt. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch die Sensoreinrichtung 48, die bei der zweiten Werkzeugmaschine 72 angeordnet ist, für die Feststellung der IST-Qualität eingesetzt werden. Alternativ kann für die Bewertung der Bearbeitungsqualität des Werkstücks auch die vorhandene Sensorik der zweiten Werkzeugmaschine 72 verwendet werden, und es können während der Bearbeitung durch die zweite Werkzeugmaschine 72 erfasste Eigenschaften des Werkstücks an die ersten Maschine 10 für die weitere Auswertung geleitet werden. Der entsprechende Wert war oben durch den Buchstaben D bezeichnet worden.
In einem nachfolgenden Funktionsblock 104 wird der
ermittelte Wert D in Richtung zur Prozessdatenbank 88 zurückgemeldet. Hierzu befindet sich zwischen dem
Funktionsblock 96 (Rückmeldung des bei oder unmittelbar nach dem ersten Bearbeitungsvorgang erstellten
Prozessdatensatzes in Richtung zur Prozessdatenbank) und dem Funktionsblock 88 (Prozessdatenbank) ein Funktionsblock 106, der eine Erweiterung des im Funktionsblock 96
rückgemeldeten Prozessdatensatzes mit dem vom
Funktionsblock 104 rückgemeldeten Qualitätsmerkmal
repräsentiert. Es wird also der in 94 erstellte
Prozessdatensatz um ein weiteres Prozessdatum, nämlich den in dem Funktionsblock 102 ermittelten Wert, der die
erfasste Qualität repräsentiert, zeitversetzt ergänzt. Dieser ergänzte bzw. komplettierte Prozessdatensatz wird dann in die Prozessdatenbank 88 eingespeist. Dort sind, wie bereits oben erläutert wurde, Prozessdatensätze (oben durch den Buchstaben E bezeichnet) abgespeichert, welche
unterschiedliche Prozessgrößen miteinander verknüpfen, beispielsweise: Größen, die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisieren (obige Größe C) , beispielsweise die Art bzw. der Typ des Werkstoffs, ob eine Beschichtung vorhanden ist, und wenn ja, welche Beschichtung, die Abmessungen des hergestellten Werkstücks 74 (Länge, Breite, Höhe) , sowie der Identifikator des Werkstücks; Größen, die eine
Eigenschaft des verwendeten Werkzeugs 60, 62, welches für den ersten Bearbeitungsvorgang eingesetzt wurde,
charakterisieren (obige Größe B) , beispielsweise ein
Werkzeug-Identifikator, ein Durchmesser des Werkzeugs, eine Geometrie der Werkzeugschneiden, eine Anzahl von
Schneidzähnen des Werkzeugs, sowie ein qualitativer
Werkzeugzustand; Größen, welche eine Bearbeitungsaufgabe charakterisieren, wobei hierzu beispielsweise eine Höhe des aufzuteilenden Werkstückstapels gehört (Pakethöhe) , und die Art der Bearbeitung, beispielsweise Trennschnitt,
Kratzschnitt, etc. (obige Größe A) ; Größen, die den ersten Bearbeitungsvorgang charakterisieren, also beispielsweise eine Vorschubgeschwindigkeit, eine Drehzahl, ein Überstand des Werkzeugs über das Werkstück während des ersten
Bearbeitungsvorgangs (Sägeblattüberstand) , etc. (obige Größe A) ; und eine Größe, die ein aus dem ersten
Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück 74 resultierendes Qualitätsmerkmal charakterisiert (obige Größe D) ,
beispielsweise eine Rauheit, Umfang und Anzahl von Kantenausbrüchen, eine allgemeine optische Qualitätsnote, etc .
Die in der Prozessdatenbank gespeicherten Prozessdatensätze werden, wie oben ebenfalls bereits ausgeführt wurde, im Funktionsblock 84 dazu verwendet, einen Algorithmus, nämlich das oben erwähnte Prozessmodell, zu erstellen.
Ferner werden die Prozessdatensätze im Funktionsblock 109 dazu verwendet, gegebenenfalls überhaupt erst ein
Prozessmodell zu erstellen, welches dann im Funktionsblock 84 bereitgestellt wird, oder ein bereits vorhandenes
Prozessmodell um neue Prozessparameter zu erweitern.
Der im Funktionsblock 102 ermittelte Wert des
Qualitätsmerkmals kann jedoch nicht nur für die Bildung eines Prozessdatensatzes verwendet werden, sondern auch zum Vergleich mit einem gewünschten bzw. vorgegebenen Wert des Qualitätsmerkmals, wie er sich aus dem Fertigungsauftrag 78 bzw. der Konfiguration 80 der ersten Werkzeugmaschine 10 ergibt. Dieser gewünschte bzw. vorgegebene Wert (SOLL- Qualitätsgröße) wird daher in einem Funktionsblock 108 aus dem Funktionsblock 80 (Konfiguration erste Werkzeugmaschine 10) abgerufen und in einem Funktionsblock 110 mit der im Funktionsblock 102 ermittelten bzw. erfassten IST- Qualitätsgröße verglichen. In einem Funktionsblock 112 wird dann, wenn die tatsächliche IST-Qualitätsgröße schlechter ist als die SOLL-Qualitätsgröße, eine Mitteilung an die Bedienperson 68 ausgegeben, dass das soeben geprüfte
Werkstück 74 als Ausschuss zu betrachten ist und nochmals produziert werden muss. Dies wird automatisch auch zurückgemeldet an die Fertigungsplanung 76, so dass ein solches Teil automatisch in die weitere Fertigungsplanung integriert wird. Es versteht sich, dass im Laufe der Bearbeitung des
Ausgangswerkstücks 10 in den ersten Bearbeitungsvorgängen eine anwachsende Zahl von Prozessdatensätzen erzeugt und im Funktionsblock 88 (Prozessdatenbank) abgespeichert werden. Durch die anwachsende Zahl von Prozessdatensätzen kann das Prozessmodell im Funktionsblock 84 im Laufe der ersten
Bearbeitungen verfeinert und angepasst bzw. aktualisiert werden, wodurch eine immer bessere Übereinstimmung der gewünschten Optimierungsgröße mit der entsprechenden tatsächlichen Größe erreicht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken (12, 14, 74), bei dem ein Ausgangswerkstück (12) zunächst mittels einer ersten Werkzeugmaschine (10) bearbeitet wird (erster Bearbeitungsvorgang) , dann das bearbeitete Werkstück (14) zu einer zweiten Werkzeugmaschine (72) transportiert wird und danach mittels der zweiten Werkzeugmaschine (72) bearbeitet wird (zweiter
Bearbeitungsvorgang) , und bei dem ein Wert einer
Größe, die ein aus dem ersten Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten Werkstück (14, 74) resultierendes Qualitätsmerkmal (D) charakterisiert, ermittelt oder erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Größe, die das aus dem ersten Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten Werkstück (14, 74) resultierende Qualitätsmerkmal (D) charakterisiert, während des Transports und/oder nach dem Transport des
bearbeiteten Werkstücks (74) zu der zweiten
Werkzeugmaschine (72) ermittelt oder erfasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Größe (D) vor dem Beginn des zweiten Bearbeitungsvorgangs und/oder während des zweiten Bearbeitungsvorgangs ermittelt oder erfasst wird.
3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner folgende Schritte umfasst: a. Ermitteln oder Erfassen eines Werts einer Größe
(A) , die den ersten Bearbeitungsvorgang charakterisiert und/oder des Werts einer Größe
(B) , die eine Eigenschaft eines Werkzeugs (60, 62), welches für den ersten Bearbeitungsvorgang eingesetzt wurde, charakterisiert und/oder des Werts einer Größe (C) , die eine Eigenschaft des Werkstücks (14) charakterisiert; b. Erstellen und Abspeichern eines Datensatzes (E) in einem Speicher (52), welcher bevorzugt
zeitversetzt den erfassten Wert des
Qualitätsmerkmals (D) mit dem Wert der Größe (A) , die den Bearbeitungsvorgang charakterisiert, und/oder dem Wert der Größe (B) , die eine
Eigenschaft des Werkzeugs (60, 62)
charakterisiert und/oder dem Wert der Größe (C) , die eine Eigenschaft des Werkstücks (14) charakterisiert, verknüpft.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Qualitätsmerkmal (D) und/oder der Wert der Größe (A) , die den Bearbeitungsvorgang charakterisiert und/oder der Wert der Größe (B) , die eine Eigenschaft des
Werkzeugs charakterisiert und/oder der Wert der Größe
(C) , die eine Eigenschaft des Werkstücks
charakterisiert durch eine Bedienperson (68) mittels einer Eingabeeinrichtung (40) eingegeben und/oder mittels einer Bilderkennungseinrichtung und/oder mittels einer vorzugsweise berührungslosen Sensoreinrichtung (44, 46, 47, 48) erfasst wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem ersten Bearbeitungsvorgang resultierende
Qualitätsmerkmal (D) mindestens eines aus der
folgenden Gruppe ist: optische Qualität der bearbeiten Werkstückfläche; Rauheit der bearbeiteten
Werkstückfläche; optische Qualität einer zur
bearbeiteten Werkstückfläche benachbarten
Werkstückfläche; optische Qualität einer durch die bearbeitete Werkstückfläche und eine benachbarte
Werkstückfläche gebildeten Kante; Genauigkeit der Lage der bearbeiteten Werkstückfläche.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den ersten
Bearbeitungsvorgang charakterisierende Größe (A) mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist:
Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs (60, 62);
Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs (60, 62);
Verlauf einer Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs (60, 62); Verlauf einer Vorschubgeschwindigkeit des
Werkzeugs (60, 62); Arbeitsposition des Werkzeugs (60,62) in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück (12); Arbeitsposition des zu bearbeitenden Werkstücks (12); Bearbeitungsaufgabe; Höhe eines beim ersten Bearbeitungsvorgang bearbeiteten Werkstückstapels.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Eigenschaft des Werkzeugs (60, 62) charakterisierende Größe (B) mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist:
bisherige Betriebszeit des Werkzeugs (60, 62); Art des Werkzeugs (60, 62); Hersteller des Werkzeugs (60, 62); Schwingungsverhalten des Werkzeugs (60, 62); Verlauf eines Schwingungsverhaltens des Werkzeugs (60, 62); Werkzeuggeometrie; Anzahl von Schneidzähnen des
Werkzeugs (60, 62).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die eine Eigenschaft des Werkstücks (12) charakterisierende Größe mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist: Material des
Werkstücks (12); Dicke des Werkstücks (12);
Abmessungen des Werkstücks (12); Art des Werkstücks (12); Produktionsdaten des Werkstücks (12),
beispielsweise ein Schnittplan und/oder eine Position des Werkstücks (12) im Schnittplan, Werkstück- Identifikator.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 3-8,
dadurch gekennzeichnet, dass aus den abgespeicherten Datensätzen (E) eine voraussichtliche Rest- Betriebszeit des Werkzeugs (60, 62) ermittelt wird und/oder im Bezug auf die Bearbeitungsqualität für nachfolgende Bearbeitungen optimale Prozessparameter ermittelt werden.
10. Bearbeitungssystem (10, 72) umfassend eine erste
Werkzeugmaschine (10) und eine zweite Werkzeugmaschine (72), dadurch gekennzeichnet, dass das
Bearbeitungssystem (10, 72) eine Steuer- und
Regeleinrichtung (22) mit einem Prozessor (50) und einem Speicher (52) umfasst, welche zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden
Ansprüche ausgebildet ist.
11. Bearbeitungssystem (10, 72) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Erfassungseinrichtung (70b, 70c) umfasst, welche einen Wert für ein
Qualitätsmerkmal (D) , welches aus einem durch die erste Werkzeugmaschine (10) durchgeführten
Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück (14, 74)
resultiert, erfasst.
12. Bearbeitungssystem (10, 72) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung eine bei der zweiten Werkzeugmaschine (72) angeordnete Eingabeeinrichtung (70b, 70c) umfasst, mit der eine Bedienperson (68) einen Wert für ein Qualitätsmerkmal (D) , welches aus einem durch die erste
Werkzeugmaschine (10) durchgeführten
Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück (14, 74)
resultiert, eingeben kann, wobei die
Eingabeeinrichtung (70b, 70c) mit der Steuer- und Regeleinrichtung (42) verbunden ist.
13. Bearbeitungssystem (10, 72) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung (70b, 70c) mindestens eine Taste umfasst, bei deren Betätigung der Steuer- und Regeleinrichtung (22) ein bestimmter Wert des Qualitätsmerkmals (D) mitgeteilt wird.
14. Bearbeitungssystem (10, 72) nach mindestens einem der Ansprüche 12-13, dass die Eingabeeinrichtung ein
Mikrofon umfasst, mit der die Bedienperson einen Wert eingeben kann, und/oder ein drahtloses Eingabegerät (70c), vorzugsweise mit einer Auswertungseinheit, insbesondere ein Mobiltelefon, und/oder eine Tastatur und/oder eine Kamera umfasst.
15. Bearbeitungssystem nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung eine Sensoreinrichtung für eine automatische Erfassung des Werts für das Qualitätsmerkmal (D) umfasst.
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