DE102009046101B4

DE102009046101B4 - A method for driving a consumable consuming machine tool component and computer program product and machine tool

Info

Publication number: DE102009046101B4
Application number: DE102009046101.9A
Authority: DE
Inventors: Klaus Bauer; Jürgen Boger; Thomas Nassal; Dr. Wadehn Wolf; Matthias Himmelsbach; Wolfgang Laib; Stefan Büttner; Rainer Hofmann
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2029-10-29
Also published as: DE102009046101A1; WO2011050795A1

Abstract

Verfahren zum Ansteuern von mindestens einer Verbrauchsmaterial verbrauchenden Komponente (25) einer Werkzeugmaschine (1) mit Hilfe der Aktivierung und Deaktivierung der mindestens einen Komponente (25) bei einer Werkzeugmaschinenbearbeitung der Werkzeugmaschine (1), wobei die Aktivierung der Komponente (25) hauptzeitparallel vor demjenigen Prozessschritt der Werkzeugmaschinenbearbeitung initiiert wird, der am nächsten um mindestens die Reaktions-/Aktivierungszeit (28) der Komponente (25) vor dem Prozessschritt, der die Komponente (25) benötigt, liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessschritt, vor dem die Aktivierung der Komponente (25) hauptzeitparallel initiiert wird, abhängig von der variabel einstellbaren, aktuellen Reaktions-/Aktivierungszeit (28) der Komponente (25) durch eine Simulation der Werkzeugmaschinenbearbeitung oder durch einen Satzvorlauf der Steuerung ermittelt wird, und dass durch das Initiieren der Komponente (25) eine zeitliche Verzögerung (26) vor der eigentlichen Aktivierung ausgelöst wird.Method for controlling at least one consumable material consuming component (25) of a machine tool (1) by means of activation and deactivation of the at least one component (25) in a machine tool processing of the machine tool (1), wherein the activation of the component (25) parallel to the main time before that Process step of the machine tool processing is initiated, which is closest to at least the reaction / activation time (28) of the component (25) before the process step, which requires the component (25), characterized in that the process step before the activation of the Component (25) is initiated parallel to the main time, depending on the variably adjustable, current reaction / activation time (28) of the component (25) by a simulation of the machine tool processing or by a block search of the controller is determined, and that by initiating the component (25 ) a time delay (26) before the egg Actual activation is triggered.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ansteuerverfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, sowie auch ein zugehöriges Computerprogrammprodukt und eine zum Durchführen des Ansteuerverfahrens geeignete Werkzeugmaschine.The invention relates to a driving method according to the preamble of claim 1, as well as an associated computer program product and a machine tool suitable for carrying out the driving method.

Ein derartiges Ansteuerverfahren ist beispielsweise aus der DE 38 54 469 T2 bekanntgeworden. Bei diesem bekannten Ansteuerverfahren ist eine numerische Steuerungsvorrichtung vorgesehen, die eine Befehlausführfunktion aufweist, geeignet zum Ausführen eines Betriebskommandos („Kühlmittel-Ein-Kommando”), bevor die Werkzeugbewegung abgeschlossen ist. Dabei wird das Kühlmittel-Ein-Kommando an einem Punkt ausgeführt, der eine vorbestimmte Wegstrecke vor dem Endpunkt der Werkzeugbewegung liegt. Das Kühlmittel-Ein-Kommando wird also zu einem im NC-Programm festgelegten Punkt oder Zeitpunkt rechtzeitig mit möglichst wenig Kühlmittelverschwendung ausgeführt.Such a driving method is for example from the DE 38 54 469 T2 known. In this known driving method, there is provided a numerical control device having an instruction execution function capable of executing an operation command ("coolant-on-command") before the tool movement is completed. In this case, the coolant-on command is executed at a point which is a predetermined distance before the end point of the tool movement. The coolant on command is thus executed at a point or time specified in the NC program in good time with as little coolant waste as possible.

Aus der EP 0 419 671 A1 ist ein Verfahren zum Steuern der Laserleistung für eine NC-Lasermaschine bekannt, wobei die Lasermaschine in einen Energiesparmodus geschaltet werden kann.From the EP 0 419 671 A1 For example, a method for controlling the laser power for an NC laser machine is known, wherein the laser machine can be switched into a power-saving mode.

Aus der DE 11 2004 000 349 T5 ist es bekannt, Betriebszustände aus Feldern zu bestimmen, die zu kumulativen Zeiten gehören, wie z. B. eine kumulative Einschaltzeit oder eine kumulative Kühlmittelsprühzeit.From the DE 11 2004 000 349 T5 It is known to determine operating conditions from fields that belong to cumulative times, such. A cumulative turn-on time or a cumulative coolant spray time.

US 5 225 989 A offenbart eine Werkzeugmaschinensteuerung mit mehreren Achsen, wobei mittels NC-Kommandos der Standby-Betrieb einer Maschinenkomponente herbeigeführt und beendet werden kann. US 5,225,989 A discloses a machine tool control with multiple axes, whereby the standby operation of a machine component can be brought about and terminated by means of NC commands.

Aus der WO 2007/098724 A1 ist es weiterhin bekannt, zur Analyse des Laufzeitverhaltens eines Steuerprogramms dieses auf einer Datenverarbeitungseinrichtung zu simulieren, um den Echtzeitbedarf für das Steuerprogramm oder für einzelne Steuerprogrammteile zu ermitteln.From the WO 2007/098724 A1 For the analysis of the runtime behavior of a control program, it is also known to simulate this on a data processing device in order to determine the real-time requirement for the control program or for individual control program parts.

Die Patentanmeldung CN 101367173 A behandelt eine Methode zur Berechnung der Energieersparnis beim Ab- und Wiederanschalten einer Komponente einer Werkzeugmaschine mit Hilfe von Fitmethoden und einer Datentabelle. Dabei wird bestimmt, zwischen welchen NC-Befehlen die An- und Abschaltung der Komponenten erfolgen kann und ob bzw. welche Energieeinsparung dadurch erreicht wird.The patent application CN 101367173 A deals with a method for calculating the energy savings when switching off and on a component of a machine tool with the help of fit methods and a data table. It is determined between which NC commands the switching on and off of the components can take place and whether or which energy saving is achieved.

Die Patentanmeldung EP 0419671 A1 offenbart ein Verfahren für einen Sparmodus (Stand-by) einer Laserbearbeitungsanlage.The patent application EP 0419671 A1 discloses a method for a standby mode of a laser processing system.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, die Aktivierung und Deaktivierung von Komponenten so durchzuführen, dass die Verlängerung der Hauptzeit durch die Vorlaufzeiten der Komponenten, also durch deren Technologievorbereitung, verkürzt und nach Möglichkeit gleichzeitig Verbrauchsmaterialverluste minimiert werden.The present invention is based on the object to perform the activation and deactivation of components so that the extension of the main time by the lead times of the components, ie by their technology preparation, shortened and minimized consumable material losses as far as possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ansteuerverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Komponente kann nur von einer einzigen Werkzeugmaschine oder aber maschinenübergreifend von mehreren Werkzeugmaschinen benötigt werden.The object is achieved by a driving method with the features of claim 1. The component can only be required by a single machine tool or across machines by several machine tools.

Die Simulation der kompletten Bearbeitung mit dem darauffolgenden Parsen des NC-Programms ist besser geeignet, die Leerlaufzeiten zu bestimmen, als der Satzvorlauf der Steuerung, da dieser während der Bearbeitung nur einige Schritte weit vorhersehen kann, wann welche Komponente benötigt wird. Außerdem können einige Befehle, wie z. B. die Nullpunktverschiebung, dazu führen, dass der Satzvorlauf gestoppt wird. Das vorteilhafte Verfahren macht es daher u. a. möglich, vorbereitende Tätigkeiten direkt zu Programmbeginn abzuarbeiten.The simulation of the complete machining with the subsequent parsing of the NC program is better suited to determine the idle times than the control block feed, as it can only predict a few steps during machining when which component is needed. In addition, some commands, such as. As the zero offset, cause the block search is stopped. The advantageous method therefore makes it u. a. possible to process preparatory activities directly at the beginning of the program.

Erfindungsgemäß wird die Technologievorbereitung der Komponente komplett hauptzeitparallel durchgeführt, d. h. ohne dass die Technologievorbereitung die Gesamtbearbeitungszeit verlängert. Es gibt eine Vielzahl von Komponenten, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Frage kommen. Einige Komponenten sind beispielsweise Laser, Sensorik, Bearbeitungsköpfe, Heizungen/Kühlungen, Pumpen, wie z. B. für Absaugungen, Späneförderer, oder andere Automatisierungs- oder Lagersysteme, und zu den Verbrauchsmaterialien, die eingespart werden können, zählen unter anderem Gase, Strom, Wasser, Kühlflüssigkeiten, und Öl.According to the technology preparation of the component is performed completely parallel to the main time, d. H. without the technology preparation extending the total processing time. There are a variety of components that come into question for carrying out the method according to the invention. Some components include laser, sensors, machining heads, heaters / coolers, pumps, such as. For example, for aspirators, chip conveyors, or other automation or storage systems, and consumables that can be saved, include gases, electricity, water, coolants, and oil.

Vorteilhafterweise können zur Verbrauchsmaterialeinsparung nach Anspruch 2 die Komponenten abgeschaltet oder in Sparmodi (Stand-by) versetzt werden. Dadurch ist es möglich, die Einsparung in Abhängigkeit der Komponentenstillstandzeiten zu optimieren. Im Allgemeinen ist das Anschalten einer Komponente verbrauchsmaterialintensiver als das Hochfahren aus einem Sparmodus; eine abgeschaltete Komponente verbraucht jedoch weniger Verbrauchsmaterial als eine Komponente in einem Sparmodus, so dass sich eine Komplettabschaltung erst bei längeren, der Sparmodus schon bei kurzen Stillstandzeiten lohnt.Advantageously, for consumable material saving according to claim 2, the components can be switched off or put into Sparmodi (stand-by). This makes it possible to optimize the savings as a function of the component downtime. In general, turning on a component is more fuel consuming than booting from an economy mode; however, a switched-off component consumes less consumable than a component in a saving mode, so that a complete shutdown is worthwhile only for longer, the economy mode even with short downtime.

Nach Anspruch 3 wird vorteilhafterweise durch Überwachung der Aktivierungen und Deaktivierungen die tatsächliche Laufzeit der Komponenten bestimmt. Dies ist unter anderem für die Wartung der Komponenten relevant. Durch die Deaktivierung der Komponenten während der Bearbeitung wird deren tatsächliche Laufzeit verringert, so dass durch die exakte Laufzeitbestimmung die Wartungsintervalle verlängert und möglichst bedarfsgerecht durchgeführt werden können.According to claim 3, the actual transit time of the components is advantageously determined by monitoring the activations and deactivations. This is among other things for the maintenance relevant to the components. By deactivating the components during processing, their actual runtime is reduced, so that the exact runtime determination allows the maintenance intervals to be extended and carried out as required.

Vorzugsweise wird nach Anspruch 4 bei der Simulation von maximaler Geschwindigkeit der Werkzeugmaschine ausgegangen, so dass die Komponentenaktivierung auf jeden Fall rechtzeitig, d. h. hauptzeitparallel angestoßen wird und eine Veränderung der Bearbeitungsgeschwindigkeit an der Werkzeugmaschine lediglich zur Folge haben kann, dass die Komponenteninitiierung früher als notwendig gestartet wurde.Preferably, in the simulation of maximum speed of the machine tool is assumed according to claim 4, so that the component activation in any case in time, d. H. is triggered parallel to the main time and a change in the processing speed on the machine tool can only result in that the component initiation was started earlier than necessary.

Es ist vorteilhaft, wenn die Komponenten nach Anspruch 6 nicht durch NC-Befehle sondern durch Marker im NC-Programm initiiert oder abgeschaltet bzw. in einen Sparmodus überführt werden. Diese Marker können so ausgeführt sein, dass sie von älteren Werkzeugmaschinen, die noch keine Sparmodi und damit auch nicht die passenden NC-Befehle kennen, überlesen werden. Somit ist es möglich, die NC-Programme mit Markern sowohl auf neuen, als auch auf alten Werkzeugmaschinen ablaufen zu lassen. Außerdem kann man die Marker so gestalten, dass sie beim Darstellen des NC-Programms an dem MMC-Bediensystem ausgeblendet werden, wodurch das NC-Programm für den Bediener übersichtlicher wird.It is advantageous if the components according to claim 6 are not initiated by NC commands but by markers in the NC program or switched off or transferred into a saving mode. These markers can be designed in such a way that they are not read by older machine tools that do not yet know any saving modes and thus also not the appropriate NC commands. This makes it possible to run the NC programs with markers on both new and old machine tools. In addition, the markers can be designed so that they are hidden when the NC program is displayed on the MMC operating system, which makes the NC program clearer for the operator.

Nach Anspruch 7 kann man das Parsen des NC-Programms auf dem MMC-Bediensystem durchführen. Dies hat den Vorteil, dass das CAM-System, das zum Erstellen des NC-Programms verwendet wird, nicht sämtliche, aktuelle Parameter der Sparmodi aller Werkzeugmaschinen eines Maschinenparks kennen muss. Es genügt, wenn die Parameter lokal auf dem MMC-Bediensystem verfügbar sind. Außerdem kann das NC-Programm aus dem CAM-System flexibler auf verschiedenen Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, und zwar auch auf solchen, die keine Sparmodi aufweisen. Des Weiteren kann an der MMC auch wesentlich einfacher der aktuelle Maschinenzustand berücksichtigt werden, also beispielsweise welche von verschiedenen, austauschbaren Komponenten, z. B. Laserköpfe, Düsen, Lagerverwaltungssysteme, gerade installiert sind und welchen Einfluss dies auf die Bearbeitungsgeschwindigkeit oder die Auswahl der Sparmodi hat.According to claim 7, one can perform the parsing of the NC program on the MMC operating system. This has the advantage that the CAM system used to create the NC program does not have to know all the current parameters of the economy modes of all machine tools of a machine park. It is sufficient if the parameters are available locally on the MMC operating system. In addition, the NC program from the CAM system can be used more flexibly on various machine tools, even those that have no saving modes. Furthermore, at the MMC also much easier the current machine state can be considered, so for example, which of different, interchangeable components, eg. As laser heads, nozzles, warehouse management systems, are just installed and what impact this has on the processing speed or the choice of economy modes.

Des Weiteren ist es nach Anspruch 8 von Vorteil, wenn die Verzögerung in Abhängigkeit vom aktuellen Maschinenzustand der Werkzeugmaschine gewählt wird. Hiermit ist es möglich, den Spareffekt zu vergrößern, beispielsweise wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Werkzeugmaschine während der Bearbeitung herabgesetzt wird und sich die Verzögerung der Aktivierung automatisch vergrößert und damit der neuen Bearbeitungsgeschwindigkeit angepasst wird.Furthermore, it is advantageous according to claim 8, if the delay is selected depending on the current machine state of the machine tool. This makes it possible to increase the saving effect, for example, if the processing speed of the machine tool is reduced during processing and automatically increases the delay of activation and thus adapted to the new processing speed.

Außerdem ist es nach Anspruch 9 von Vorteil, wenn die Wahl der Deaktivierung, d. h. das Abschalten bzw. das Überführen der Komponente in einen Sparmodus, in Abhängigkeit vom aktuellen Maschinenzustand der Werkzeugmaschine gewählt wird.Moreover, it is advantageous according to claim 9, if the choice of deactivation, d. H. switching off or transferring the component into an economy mode is selected as a function of the current machine state of the machine tool.

Dadurch ist es z. B. möglich, bei langsamer Abarbeitung und einem dadurch verlängerten Komponentenstillstand einen anderen, besser geeigneten Sparmodus bzw. die Komponentenabschaltung zu wählen, selbst wenn ursprünglich gar keine Deaktivierung vorgesehen war.This is z. For example, it is possible to choose a different, more suitable economy mode or the component shutdown at slower processing and thereby prolonged component standstill, even if originally no deactivation was provided.

Vorteilhafterweise wird die Aktivierung nach Anspruch 10 maximal so lange verzögert, dass die Verzögerung so lang gewählt wird, dass die bis zur Aktivierung der Komponente dann noch verbleibende Zeit maximal der Reaktions-/Aktivierungszeit der Komponente entspricht, da es hierdurch im Allgemeinen keine Verbrauchsmaterialverluste auf Grund von Vorlaufzeiten mehr gibt. Allerdings können dann noch hohe Verbrauchsspitzen beim gleichzeitigen Aktivieren verschiedener Komponenten problematisch sein. Dies kann vorteilhaft nach Anspruch 11 gelöst werden, indem immer eine Mindestzeitdifferenz zwischen den Aktivierungen verschiedener Komponenten mit gleichem Verbrauchsmaterial eingehalten wird. Die Verbrauchsspitzen werden dann auf Kosten etwas erhöhter Verbrauchsmaterialverluste verringert.Advantageously, the activation is delayed according to claim 10 maximum so long that the delay is chosen so long that the time remaining to the activation of the component corresponds at most to the reaction / activation time of the component, as this generally no loss of consumables due of lead times gives more. However, then still high consumption peaks can be problematic when activating various components simultaneously. This can be advantageously solved according to claim 11, by always maintaining a minimum time difference between the activations of different components with the same consumable material. Consumption spikes are then reduced at the cost of slightly increased consumable losses.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt und eine Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 12 und 13.The invention also relates to a computer program product and a machine tool according to claims 12 and 13.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawings. Likewise, the features mentioned above and the features listed further can be used individually or in combination in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as exhaustive enumeration, but rather have exemplary character for the description of the invention.

Es zeigen:Show it:

1 eine bekannte Vorrichtung zur Steuerung einer Werkzeugmaschine; 1 a known device for controlling a machine tool;

2a ein bekanntes Verfahren zum Abarbeiten eines NC-Programms mit Technologievorbereitung in der Hauptzeit; 2a a known method for processing an NC program with technology preparation in the main time;

2b das erfindungsgemäße Verfahren zum Abarbeiten eines NC-Programms mit hauptzeitparalleler Technologievorbereitung; 2 B the inventive method for processing an NC program with main time-parallel technology preparation;

2c das erfindungsgemäße Verfahren zum Abarbeiten eines NC-Programms mit hauptzeitparalleler Technologievorbereitung mit zusätzlicher Verzögerungszeit zum Minimieren der Verbrauchsmaterialverluste; 2c the inventive method for processing an NC program with main time-parallel technology preparation with additional delay time to minimize the loss of consumables;

2d das erfindungsgemäße Verfahren zum Abarbeiten eines NC-Programms mit zeitlich verschobener Aktivierung verschiedener Komponenten, insbesondere von Komponenten, die das gleiche Verbrauchsmittel benötigen, um Verbrauchsspitzen zu vermindern. 2d the inventive method for processing an NC program with time-shifted activation of various components, in particular of components that require the same consumable to reduce consumption peaks.

3 eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 3 an apparatus for carrying out the method according to the invention; and

4 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum hauptzeitparallelen Aktivieren und Deaktivieren von Komponenten. 4 a flow chart of the method according to the invention for main time-parallel activation and deactivation of components.

Die Steuerung von Werkzeugmaschinen erfolgt mit Hilfe numerischer Steuerungen, die im Allgemeinen in drei Steuereinheiten, ein MMC-Bediensystem (Man Machine Communication) als Dateneingabe- und Visualisierungseinheit, eine SPS-Steuereinheit (speicherprogrammierbare Steuerung) und eine NC-Steuereinheit, aufgeteilt sind. Daten und Steuerbefehle werden über das MMC-Bediensystem eingegeben, an die NC-Steuereinheit weitergeleitet, in der NC-Steuereinheit decodiert und nach geometrischen und technologischen Daten (NC-Steuereinheit) und Schaltbefehlen (SPS-Steuereinheit) getrennt weiter verarbeitet. Die NC- und SPS-Steuereinheiten übermitteln den aktuellen Maschinenstatus zur Visualisierung an die MMC-Steuereinheit.Machine tools are controlled by numerical controls, generally divided into three controllers, an MMC (Man Machine Communication) control system as a data input and visualization unit, a PLC controller (Programmable Logic Controller), and an NC control unit. Data and control commands are entered via the MMC operating system, forwarded to the NC control unit, decoded in the NC control unit and processed separately according to geometric and technological data (NC control unit) and switching commands (PLC control unit). The NC and PLC control units transmit the current machine status to the MMC control unit for visualization.

1 zeigt eine bekannte Werkzeugmaschine 1, die mit Hilfe einer numerischen Steuerungsvorrichtung 2 gesteuert wird. Die Steuerungsvorrichtung 2 umfasst hardwareseitig ein MMC-Bediensystem 3 mit einem als Industrie-PC ausgebildeten Steuerungscomputer 4 und einer Bedieneinrichtung 5 mit einem Bildschirm 6 als Anzeigeeinheit und einer Eingabeeinheit 7, die bspw. als Tastatur, Maus oder Touchpanel ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Steuerungsvorrichtung 2 eine Maschinensteuertafel 8 zur manuellen Bedienung der Werkzeugmaschine 1, wobei vor allem sicherheitsrelevante Bedienungen ausgeführt werden, und eine NCU-Baugruppe 9 (Numerical Control Unit) mit integrierter NC-Steuereinheit 10 und SPS-Steuereinheit 11. Die NC- und SPS-Steuereinheiten 10, 11 können auch als separate Baugruppen ausgebildet sein. 1 shows a known machine tool 1 using a numerical control device 2 is controlled. The control device 2 includes an MMC operating system on the hardware side 3 with a control computer designed as an industrial PC 4 and an operating device 5 with a screen 6 as a display unit and an input unit 7 , which is designed, for example, as a keyboard, mouse or touch panel. Furthermore, the control device comprises 2 a machine control panel 8th for manual operation of the machine tool 1 , above all safety-related operations are carried out, and an NCU module 9 (Numerical Control Unit) with integrated NC control unit 10 and PLC control unit 11 , The NC and PLC control units 10 . 11 can also be designed as separate modules.

Die Steuerungsvorrichtung 2 umfasst softwareseitig eine Bediensoftware 12 zur Steuerung der Werkzeugmaschine 1, Softwaremodule 13 zur Auftragsverwaltung, Werkzeugverwaltung und Palettenverwaltung, eine Programmverwaltung 14 zur Verwaltung von Steuerprogrammen und einen Datenspeicher 15, in dem standardmäßige Bearbeitungsparameter für die Steuerprogramme gespeichert sind. Der Begriff ”Steuerprogramm” umfasst neben dem NC-Programm sämtliche Technologiedaten, die aus dem NC-Programm in externe Datenspeicher ausgelagert sind. Außerdem können weitere Anwendungen, wie bspw. ein Konstruktionssystem, ein Programmiersystem oder ein kombiniertes Konstruktions- und Programmiersystem, auf dem Steuerungscomputer 4 installiert sein.The control device 2 includes a software software operating software 12 for controlling the machine tool 1 , Software modules 13 for order management, tool management and pallet management, program management 14 for managing control programs and a data store 15 , which stores default editing parameters for the control programs. The term "control program" includes, in addition to the NC program, all technology data that has been transferred from the NC program to external data memories. In addition, other applications, such as a design system, a programming system, or a combined design and programming system, may be present on the control computer 4 be installed.

An der Herstellung eines Bauteils auf der Werkzeugmaschine 1 sind ein Konstrukteur, ein Programmierer und ein Maschinenbediener beteiligt, die zum Teil in Personalunion von einer oder zwei Personen ausgeübt werden können. Die Konstruktion des Bauteils erfolgt mit Hilfe eines Konstruktionssystems 16 (CAD-System) oder eines kombinierten Konstruktions- und Programmiersystems 17 (CAD-/CAM-System), wobei die Abkürzungen CAD und CAM für Computer Aided Design und Computer Aided Manufacturing stehen. Fertige Konstruktionszeichnungen werden auf einer dafür in einem Netzwerk 18 vorgesehenen gemeinsamen CAD-Datenablage 19 abgelegt, auf die die Programmierer bei Bedarf zugreifen können.On the production of a component on the machine tool 1 are a designer, a programmer and a machine operator involved, some of which can be exercised in person by one or two people. The construction of the component takes place with the help of a construction system 16 (CAD system) or a combined design and programming system 17 (CAD / CAM system), where the abbreviations CAD and CAM stand for Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing. Finished design drawings will be on one in a network 18 provided common CAD data storage 19 which programmers can access as needed.

Die Werkzeugmaschine 1 wird über Steuerprogramme gesteuert, die mit Hilfe eines Programmiersystems oder manuell an der Bedieneinrichtung 5 des MMC-Bediensystems 3 erstellt werden. Programmiersysteme kennen grundlegende und spezielle NC-Funktionen und wissen, welche Technologiedaten benötigt werden und welche Regeln für die Bearbeitung gelten. Damit können sie die Bearbeitung automatisch definieren und ein Steuerprogramm generieren. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind neben dem kombinierten Konstruktions- und Programmiersystem 17 ein weiteres kombiniertes Konstruktions- und Programmiersystem 20 auf dem Steuerungscomputer 4 und ein Programmiersystem 21 (CAM-System) im Netzwerk 18 installiert. Die Programmiersysteme 17, 20, 21 sind mit einer CAM-Datenablage 22 verbunden, auf die die Programmierer und Maschinenbediener zugreifen können. Der Programmierer legt die fertigen Steuerprogramme in der CAM-Datenablage 22 ab. Der Maschinenbediener kann auf die CAM-Datenablage 22 zugreifen und die Steuerprogramme aus der CAM-Datenablage 22 in die Programmverwaltung 14 des Steuerungscomputers 4 importieren.The machine tool 1 is controlled by control programs using a programming system or manually on the operating device 5 of the MMC operating system 3 to be created. Programming systems know basic and special NC functions and know which technology data is required and which rules apply to processing. With this you can automatically define the processing and generate a control program. At the in 1 shown embodiment are in addition to the combined design and programming system 17 another combined design and programming system 20 on the control computer 4 and a programming system 21 (CAM system) in the network 18 Installed. The programming systems 17 . 20 . 21 are with a CAM data storage 22 which programmers and operators can access. The programmer places the finished control programs in the CAM data storage 22 from. The machine operator can access the CAM data storage 22 access and the control programs from the CAM data storage 22 in the program management 14 of the control computer 4 import.

Bei der Programmierung legt der Programmierer fest, wie ein Bauteil bearbeitet wird. Er bestimmt, welche Werkzeuge eingesetzt werden, in welcher Reihenfolge die Bearbeitung erfolgt, und welche Bearbeitungsparameter bspw. für die Laserleistung und Vorschubgeschwindigkeit gelten. Programmiersysteme unterstützen den Programmierer dabei, geeignete Bearbeitungsparameter und Bearbeitungsstrategien für seine Bearbeitungsaufgabe zu finden. Die Informationen über geeignete Bearbeitungsparameter und Bearbeitungsstrategien sind in sogenannten Technologietabellen und Regelwerken enthalten, die den Datenspeicher 15 definieren. In einer Technologietabelle sind in Abhängigkeit von der Materialart, der Materialdicke und dem Bearbeitungsverfahren geeignete Bearbeitungsparameter für alle relevanten Größen hinterlegt, die eine prozesssichere Bearbeitung ermöglichen. Bei Bedarf werden Technologietabellen in Abhängigkeit weiterer Parameter definiert. Dazu gehört beim Laserschneiden bspw. die Konturgröße, die in klein, mittel und groß unterschieden wird, und der Maschinentyp, auf dem die Bearbeitung erfolgen soll.During programming, the programmer determines how a part is machined. It determines which tools are used, in which order the machining takes place, and which processing parameters, for example, apply to the laser power and feed rate. Programming systems help the programmer to find suitable machining parameters and machining strategies for his machining task. The information about suitable processing parameters and processing strategies are contained in so-called technology tables and rules that store the data 15 define. Depending on the type of material, the material thickness and the processing method, suitable processing parameters for all relevant variables that enable reliable processing are stored in a technology table. If required, technology tables are defined depending on further parameters. For example, in laser cutting, this includes the contour size, which is differentiated into small, medium and large, and the machine type on which the machining is to take place.

Bei Technologietabellen wird zwischen allgemeinen, in der Regel schreibgeschützten Technologietabellen des Maschinenherstellers und kundenspezifischen Technologietabellen unterschieden. Allgemeine Technologietabellen werden vom Maschinenherstellar mit großem Aufwand ermittelt und zusammen mit der numerischen Steuerungsvorrichtung 2 der Werkzeugmaschine 1 an die Kunden ausgeliefert. Kundenspezifische Technologietabellen können von einem Programmierer oder Maschinenbediener angelegt und verändert werden. In kundenspezifischen Technologietabellen sind auf die Bearbeitungsaufgaben eines speziellen Kunden angepasste Bearbeitungsparameter gespeichert. Die in den allgemeinen Technologietabellen gespeicherter Bearbeitungsparameter werden im Rahmen dieser Anmeldung als ”standardmäßige Bearbeitungsparameter” bezeichnet.For technology tables, a distinction is made between general, usually write-protected, technology tables of the machine manufacturer and customer-specific technology tables. General technology tables are determined by the machine manufacturer with great effort and together with the numerical control device 2 the machine tool 1 delivered to the customers. Customized technology tables can be created and modified by a programmer or machine operator. Customer-specific technology tables contain processing parameters adapted to the processing tasks of a specific customer. The processing parameters stored in the general technology tables are referred to as "standard processing parameters" in the context of this application.

Um die standardmäßigen Bearbeitungsparameter zu ermitteln, führen Maschinenhersteller unzählige Parametervariationen durch und bewerten die Bearbeitungsergebnisse. Die Entscheidung, welche Bearbeitungsparameter in der Technologietabelle gespeichert werden, hängt unter anderem von den Randbedingungen ab. Soll eine Bearbeitung mit höchstmöglicher Bearbeitungsqualität durchgeführt werden, ergeben sich andere Bearbeitungsparameter als bei einer Bearbeitung mit schnellstmöglicher Geschwindigkeit. Die Bearbeitungsparameter, die ein Maschinenhersteller in allgemeinen Technologietabellen angibt, stellen in der Regel einen Kompromiss verschiedener Randbedingungen, wie Qualität, Prozesssicherheit und Geschwindigkeit, dar. Dabei wissen der Programmierer und der Maschinenbediener in der Regel nicht, unter welchen Randbedingungen der Maschinenhersteller die Bearbeitungsparameter der allgemeinen Technologietabellen ermittelt hat.In order to determine the standard machining parameters, machine manufacturers carry out innumerable parameter variations and evaluate the machining results. The decision which machining parameters are stored in the technology table depends, among other things, on the boundary conditions. If machining with the highest possible machining quality is to be carried out, different machining parameters result than during machining with the fastest possible speed. The machining parameters that a machine manufacturer specifies in general technology tables usually represent a compromise between various boundary conditions, such as quality, process reliability and speed. The programmer and the machine operator generally do not know under which conditions the machine manufacturer knows the machining parameters of the general Technology tables.

Die Eigenschaften des verwendeten Materials haben wesentlichen Einfluss auf die Prozesssicherheit des Bearbeitungsprozesses und die Qualität des Bearbeitungsergebnisses. Dies kann dazu führen, dass Bearbeitungsparameter, die bei einem bestimmten Material zufriedenstellende Bearbeitungsergebnisse geliefert haben, nach einem Wechsel des Materiallieferanten oder bei einer anderen Materialcharge unzufriedenstellende Bearbeitungsergebnisse liefern, so dass eine Anpassung der Bearbeitungsparameter erforderlich wird.The properties of the material used have a significant influence on the process reliability of the machining process and the quality of the machining result. This may result in machining parameters that have provided satisfactory machining results for a given material, providing unsatisfactory machining results after a change of the material supplier or another material batch, thus requiring an adjustment of the machining parameters.

2a zeigt ein Beispiel des Ablaufs eines Verfahrens mit Technologievorbereitung in der Hauptzeit nach dem Stand der Technik. Dabei wird das NC-Programm (links) entsprechend der Darstellung auf dem Zeitstrahl (rechts) abgearbeitet. In diesem Beispiel erfolgen zunächst die zwei Verfahrbefehle in den Zeilen N10 und N20. Anschließend wird eine Komponente 25 der Werkzeugmaschine 1 in Zeile N40 aktiviert und das Werkstück durch Verfahren gemäß dem Befehl von Zeile N50 mit Hilfe der aktivierten Komponente 25 entlang der Verfahrstrecke beispielsweise bearbeitet oder untersucht. Zuletzt wird die Komponente 25 in Zeile N60 abgeschaltet. Wie in dem Zeitstrahl dargestellt, führt das Anschalten der Komponente 25, also die Technologievorbereitung 28, zu einer Verzögerung zwischen dem Durchführen der beiden Verfahrbefehle aus N20 und N50. 2a shows an example of the process of a method with technology preparation in the main time according to the prior art. The NC program (left) is processed as shown on the timeline (right). In this example, first of all, the two movement commands are made in lines N10 and N20. Subsequently, a component 25 the machine tool 1 in line N40 is activated and the workpiece is activated by the method according to the command of line N50 using the activated component 25 For example, processed or examined along the trajectory. Last is the component 25 switched off in line N60. As shown in the timeline, turning on the component will result 25 So the technology preparation 28 , to a delay between the execution of the two travel commands from N20 and N50.

2b zeigt demgegenüber ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens mit hauptzeitparalleler Technologievorbereitung 28. Dabei wir in Zeile N15 ein neuer Befehl in das NC-Programm eingefügt, der dazu führt, dass die Aktivierung der Komponente 25 bereits zwischen den beiden Verfahrbefehlen der Zeilen N10 und N20 gestartet wird. Dadurch kann die Komponente 25 ohne Zeitverzögerung zwischen der Durchführung der Verfahrbefehle von N20 und N40 angeschaltet werden und es gibt keine Verlängerung der Hauptzeit. Nachteilig ist bei dieser Ausführung, dass der Spareffekt der deaktivierten Komponente 25 in dem dargestellten Überbrückungszeitraum verloren geht. Die Verbrauchsmittelverluste steigen bei langsamer Abarbeitung, d. h. bei einer Abarbeitung mit reduzierter Geschwindigkeit, entsprechend, wie im unteren Zeitstrahl dargestellt. 2 B on the other hand shows an embodiment of the method according to the invention with technology preparation in parallel with main time 28 , In this case, a new command is inserted into the NC program in line N15, which causes the activation of the component 25 is already started between the two movement commands of lines N10 and N20. This allows the component 25 without time delay between the execution of the movement commands of N20 and N40 are switched on and there is no extension of the main time. The disadvantage of this design is that the saving effect of the deactivated component 25 is lost in the illustrated bridging period. Consumables losses increase with slower processing, ie during processing at reduced speed, correspondingly, as shown in the lower timeline.

2c zeigt ein Verfahren, bei dem dieses Problem vorteilhaft mit Hilfe einer Verzögerungszeit 26 durch das Verzögerungsglied 11a (3) der SPS-Steuereinheit 11 gelöst ist. Anstelle eines Befehls zur Technologievorbereitung wird ein interner Marker 27 durch das MMC-Bediensystem 3 gesetzt. Dies hat den Vorteil, dass das ursprüngliche NC-Programm vom CAD/CAM-System 17 auch auf Maschinen durchgeführt werden kann, bei denen Befehle für die Technologievorbereitung noch nicht implementiert sind. Des Weiteren können in dem internen Marker 27 Verzögerungszeiten 26 in Abhängigkeit von Maschinenparametern, wie z. B. der Bearbeitungsgeschwindigkeit, abgelegt sein, so dass die Technologievorbereitung 28 entsprechend der Darstellung der beiden Zeitstrahlen gerade so beginnt, dass die Komponente 25 rechtzeitig zum Einschaltbefehl in Zeile N40 bereit ist. Außerdem können diese internen Marker 27 aus der Darstellung des NC-Programms für den Maschinenbediener ausgeblendet werden, um das Programm übersichtlich zu halten. 2c shows a method in which this problem is advantageous with the help of a delay time 26 through the delay element 11a ( 3 ) of the PLC control unit 11 is solved. Instead of a technology preparation command, it becomes an internal marker 27 through the MMC operating system 3 set. This has the advantage that the original NC program from the CAD / CAM system 17 can also be performed on machines where technology preparation instructions have not yet been implemented. Furthermore, in the internal marker 27 delay times 26 depending on machine parameters, such. As the processing speed, be stored, so that the technology preparation 28 according to the representation of the two time-rays just so begins that the component 25 ready in time for the switch-on command in line N40. Also, these internal markers 27 are hidden from the representation of the NC program for the machine operator in order to keep the program clear.

2d zeigt ein Verfahren, bei dem vorteilhaft durch interne Marker 27 die Verzögerungen 26 verschiedener Komponenten 25, hier beispielhaft die Verzögerungen 26a, 26b und 26c der jeweiligen Komponenten 25a, 25b und 25c, so gewählt werden, dass die Technologievorbeitungen 28 mit einem zeitlichen Mindestabstand beginnen, um kurzzeitige Verbrauchsmaterialspitzen beim Aktivieren zu verhindern. 2d shows a method in which advantageous by internal markers 27 the delays 26 various components 25 , here are the delays 26a . 26b and 26c the respective components 25a . 25b and 25c , so chosen that the technology preparations 28 Start with a minimum time interval to prevent short-term consumable spikes when activating.

3 zeigt eine Werkzeugmaschine 1 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dazu ist mindestens eine Komponente 25a–25n der Werkzeugmaschine 1 ausgestattet, um separat von der Werkzeugmaschine an- und abgeschattet zu werden bzw. in einen Sparmodus überführt zu werden. Des Weiteren wurde auf dem Steuerungscomputer 4 des MMC-Bediensystems 3 ein zusätzliches Softwaremodul 24 installiert, das die Auslastung der Werkzeugmaschine 1 bestimmt und dieser entsprechend Befehle oder Marker 27 zum Aus- und Anschalten bzw. Überführen der Komponenten 25 der Werkzeugmaschine 1 in einen Sparmodus in das NC-Programm einfügt. Dies hat zusätzlich den Vorteil, dass das Maschinen- bzw. Prozesswissen der Werkzeugmaschine 1 nicht mehr auf allen CAD/CAM-Systemen 17, sondern nur noch auf der Werkzeugmaschine 1 zur Verfügung stehen muss. Vorteilhafterweise ist die SPS-Steuereinheit 11 mit einem Verzögerungsglied 11a ausgestattet, welches nach Initiierung der Komponentenaktivierung eine maschinen- und zustandsabhängige Verzögerung 26 vor der eigentlichen Aktivierung einschiebt. 3 shows a machine tool 1 for carrying out the method according to the invention. This is at least one component 25a - 25n the machine tool 1 equipped to be switched on and off separately from the machine tool or to be converted into a saving mode. Furthermore, it was on the control computer 4 of the MMC operating system 3 an additional software module 24 installed, which is the utilization of the machine tool 1 determined and this accordingly commands or markers 27 to turn off and on or transfer the components 25 the machine tool 1 inserted into an economy mode in the NC program. This has the additional advantage that the machine or process knowledge of the machine tool 1 no longer on all CAD / CAM systems 17 but only on the machine tool 1 must be available. Advantageously, the PLC control unit 11 with a delay element 11a equipped, which after initiation of component activation, a machine and state-dependent delay 26 inserted before the actual activation.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zunächst wird in einem Schritt S1 ein NC-Programm auf das MMC-Bediensystem 3 geladen oder auf diesem verändert. In einem Schritt S2 wird eine Simulation des NC-Programms durchgeführt und in einem Schritt S3 die Auslastung der Werkzeugmaschine 1 bzw. deren Komponenten 25 bestimmt. Anschließend werden vom MMC-Bediensystem 3 in einem Schritt S4 Marker 27 mit maschinen- und zustandsabhängigen Verzögerungsinformationen in das NC-Programm geschrieben. In einem Schritt S5 wird von einem Bediener festgelegt, ob das Programm von der Werkzeugmaschine 1 abgearbeitet werden soll. Soll das Programm nicht verwendet werden (N in S5) endet das Verfahren. Wenn der Bediener die Abarbeitung des NC-Programms startet (J in S5), wird die Werkzeugmaschine 1 in einem Schritt S6 betriebsbereit gemacht. Hierzu wird auch geprüft, ob zu Beginn des NC-Programms ein Marker 27 mit notwendigen Technologievorbereitungen gesetzt ist, die parallel zu den anderen Vorbereitungen der Werkzeugmaschine 1 sofort gestartet werden können. 4 shows an embodiment of the method according to the invention. First, in a step S1, an NC program is applied to the MMC operating system 3 loaded or changed on this. In a step S2, a simulation of the NC program is performed and in a step S3 the utilization of the machine tool 1 or their components 25 certainly. Subsequently, the MMC operating system 3 in a step S4 markers 27 with machine- and state-dependent delay information written in the NC program. In a step S5, an operator determines whether the program is from the machine tool 1 to be processed. If the program is not to be used (N in S5), the procedure ends. When the operator starts the execution of the NC program (J in S5), the machine tool becomes 1 made ready in a step S6. For this purpose, it is also checked whether there is a marker at the beginning of the NC program 27 is set with necessary technology preparations, which parallel to the other preparations of the machine tool 1 can be started immediately.

Wenn die Werkzeugmaschine 1 und alle zu Beginn notwendigen Komponenten 25 bereit sind, wird in einem Schritt S7 die nächste NC-Zeile eingelesen. Sollte es keine weiteren NC-Befehle geben (N in S7) endet das Verfahren. Wenn es eine weitere NC-Zeile gibt (J in S7), dann wird in einem Schritt S8 geprüft, ob es sich dabei um einen Marker 27 handelt. Sollte dies nicht der Fall sein (N in S8), wird die NC-Programmzeile in S9 abgearbeitet und das Verfahren geht weiter bei Schritt S7. Wenn es sich bei der NC-Zeile in S8 um einen Marker 27 handelt (J in S8), dann wird dieser in einem Schritt S10 von dem Verzögerungsglied 11a der SPS-Steuereinheit 11 interpretiert. D. h. maschinen- und zustandsabhängig wird die Verzögerung 26 der betroffenen Komponente 25 berechnet oder der passende Sparmodus, bzw. Komponentenabschaltung bestimmt. Danach kann in Schritt S7 die nächste NC-Zeile eingelesen werden. Gleichzeitig wird von dem Verzögerungsglied 11a der SPS-Steuereinheit 11 in einem Schritt S11 die Verzögerungszeit 26, falls diese in Schritt S10 berechnet wurde, abgewartet, bevor- in einem Schritt S12 die Technologievorbereitung bzw. der Sparmodus oder die Abschaltung der jeweiligen Komponente 25 eingeleitet wird. Hiermit endet das erfindungsgemäße Verfahren.When the machine tool 1 and all the necessary components at the beginning 25 are ready, the next NC line is read in step S7. If there are no further NC commands (N in S7), the procedure ends. If there is another NC line (J in S7), then it is checked in a step S8 whether this is a marker 27 is. If this is not the case (N in S8), the NC program line is processed in S9 and the method proceeds to step S7. If the NC line in S8 is a marker 27 acts (J in S8), then it is in a step S10 of the delay element 11a the PLC control unit 11 interpreted. Ie. machine and condition dependent, the delay 26 the affected component 25 calculated or determines the appropriate economy mode, or component shutdown. Then, in step S7, the next NC line can be read. At the same time is from the delay element 11a the PLC control unit 11 in a step S11, the delay time 26 if it has been calculated in step S10, waited for, before in a step S12, the technology preparation or the economy mode or the shutdown of the respective component 25 is initiated. This terminates the inventive method.

Claims

Method for controlling at least one consumable component ( 25 ) of a machine tool ( 1 ) by activating and deactivating the at least one component ( 25 ) in a machine tool processing of the machine tool ( 1 ), whereby the activation of the component ( 25 ) is initiated parallel to the main time prior to that process step of the machine tool machining, which is next by at least the reaction / activation time ( 28 ) of the component ( 25 ) prior to the process step involving the component ( 25 ), characterized in that the process step before the activation of the component ( 25 ) is initiated parallel to the main time, depending on the variably adjustable, current reaction / activation time ( 28 ) of the component ( 25 ) is determined by a simulation of the machine tool processing or by a block search of the controller, and that by initiating the component ( 25 ) a time delay ( 26 ) is triggered before the actual activation.

Method according to claim 1, characterized in that the component ( 25 ) either switched off and on when deactivating and activating either or in the meantime in a saving mode (stand-by) is transferred.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by monitoring the activation and deactivation, the actual transit time of the component ( 25 ) is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the simulation of the machine tool machining is performed with maximum processing speed, to find the process step, prior to initiation of the components is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the decision as to whether or which type of deactivation of the component ( 25 ) by comparing the utilization of the component ( 25 ) with necessary minimum breaks of the component ( 25 ) is made.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the initiation of the component ( 25 ) or switching off or transferring the component ( 25 ) into a saving mode by markers ( 27 ) is performed in the NC program of machine tool processing.

Method according to claim 6, characterized in that the markers ( 27 ) by parsing the NC program on an MMC operating system ( 3 ) of the machine tool ( 1 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the delay ( 26 ) depending on the current machine state of the machine tool ( 1 ) is selected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the selection, whether or which type of deactivation of the component ( 25 ), depending on the current machine state of the machine tool ( 1 ) is selected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the delay ( 26 ) is selected until the activation of the component ( 25 ) then the remaining time at most the reaction / activation time ( 28 ) of the component ( 25 ) corresponds.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the activation of several components in parallel to the main time ( 25 ) who need the same consumables, the delays ( 26 ) of the components ( 25 ) are chosen so that their different activations have a minimum time difference.

Computer program product ( 24 ) having code means adapted to perform all the steps of the methods of any one of claims 1 to 11 when the program is run on a data processing system.

Machine tool for carrying out the method according to one of claims 1 to 11.