CN110662947B - 用于通过对工件加工进行音频分析来确定材料特性的方法以及冲压机器和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的用于确定布置在冲压机器(1)中的工件(2)的至少一个材料特性、尤其用于确定工件材料和/或工件厚度的方法，所述方法包括以下方法步骤：通过实施所述冲压机器(1)的工具的行程运动来加工所述工件(2)，记录在加工所述工件(2)时产生的加工噪声和/或工件振动，通过将所记录的加工噪声和/或工件振动与参考加工噪声和/或参考工件振动进行比较来确定所述工件(2)的至少一个材料特性，所述参考加工噪声和/或所述参考工件振动在加工具有已知材料特性的参考工件时已被记录。

Description

用于通过对工件加工进行音频分析来确定材料特性的方法以 及冲压机器和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及一种用于确定工件的至少一个材料特性、尤其用于确定工件材料和/或工件厚度的方法。
背景技术
迄今为止，通过操作者或程序员手动进行在激光加工时对相配的技术表格的选择。这种技术表格的选择取决于分别待加工的工件的材料。因此，始终必须注意：为当前使用的工件材料设定相配的技术表格。这导致额外开销和潜在的误差源并且在激光加工的自动化方面限制灵活性。
发明内容
因此，本发明基于以下任务，说明一种用于确定布置在冲压机器中的工件的至少一个材料特性的方法，以及说明一种对应的冲压机器和计算机程序产品。
根据本发明，该任务通过一种用于确定布置在冲压机器中的工件(例如板材)的至少一个材料特性、尤其用于确定工件材料和/或工件厚度的方法，所述方法具有以下方法步骤：
通过实施所述冲压机器的工具的行程运动(Hubbewegung)来加工所述工件；
记录在加工所述工件时产生的加工噪声和/或工件振动；
通过将所记录的加工噪声和/或工件振动与参考加工噪声和/或参考工件振动进行比较来确定所述工件的至少一个材料特性，所述参考加工噪声和/或所述参考工件振动在加工具有已知材料特性的参考工件时已被记录。
根据本发明，通过冲压机器的工件加工，即例如——通过借助冲压工具进行冲压，借助压印工具进行压印，借助签名工具进行签名，或借助成型工具进行成型或者通过借助工具敲击工件，根据所记录的加工噪声(声响)的或工件振动的音频分析可以识别：是否正确材料的工件以正确的厚度插入到打冲压机器中。例如钢的脆性和熔化温度根据其合金成分(尤其是其碳含量)发生变化，从而通过对加工噪声或工件振动进行音频分析可以确定脆性以及由此可以确定熔化温度以及由此确定钢材。根据工件的厚度，加工噪声和工件振动也发生变化，从而也可以确定工件厚度或与标称材料厚度的偏差。
对于工件的加工包括第一加工和随后的第二加工的情况，有利地，可以在进行第一加工时通过对加工噪声或工件振动进行音频分析来确定工件的对于第二加工重要相关的材料特性、尤其工件材料和/或工件厚度。优选地，第一加工是不同于冲压或成型的加工，而第二加工是冲压加工或成型加工，因为材料特性在冲压和成型(弯曲)时相比于在其他加工类型中起更大的作用，从而在冲压加工或成型加工之前优选通过其他的加工类型来确定材料特性。由此，例如已经可以以上下工具之间的改善的切割间隙或者以正确地回弹常数来执行第一冲压加工或第一成型加工。
有利地，借助第一冲压行程或第一成型来确定所有加工重要相关的材料特性，并且使用该信息，以便能够以改善的参数执行尽可能所有的后续加工，即例如另外的机械加工或激光加工。
优选地，借助冲压机器的不同的冲压工具进行工件的加工，以便通过对相应的冲压噪声进行音频分析来确定材料特性，例如工件厚度。
特别优选地，自动地为新布置在冲压机器中的每个工件执行工件的至少一个材料特性的确定，由此进一步减少操作者相关的误差源并且提高加工的自动化程度。
对于布置在冲压/激光组合机器中的工件，优选在对工件进行激光加工之前，通过将借助所述冲压/激光组合机器的工具产生的加工噪声和/或工件振动与所述参考加工噪声和/或所述参考工件振动进行比较来确定所述工件的对于所述激光加工重要相关的至少一个材料特性、尤其工件材料和/或工件厚度。在冲压/激光组合机器中，在大多情况下在激光加工(例如激光切割)之前执行冲压加工，根据本发明，该冲压加工的冲压噪声可以用于确定激光重要相关的材料特性。根据工件的如此确定的至少一个材料特性，然后可以为所述工件的后续的激光加工自动地选择或匹配至少一个激光加工参数、尤其是技术表格。
优选地，将所述工件的所确定的至少一个材料特性与所记录的对应的加工噪声和/或工件振动一起作为参考加工噪声和/或参考工件振动来存储、尤其存储在技术表格中。有利地，工件的所确定的至少一个材料特性和所记录的对应的加工噪声和/或工件振动可以用于检查技术表格并且必要时可以用于匹配技术表格。借助机器学习，例如在使用神经网络的情况下，可以在数据中识别确定的模式并且由此也可以辨别确定的误差类型。
另一方面，本发明还涉及一种冲压机器、尤其是冲压/激光组合机器，所述冲压机器具有用于对工件进行加工的可下沉的(absenkbar)工具，所述冲压机器具有用于记录在工件加工时产生的加工噪声的至少一个麦克风和/或用于记录在工件加工时产生的工件振动的至少一个振动传感器，所述冲压机器具有用于存储参考加工噪声和/或参考工件振动的数据存储器，所述参考加工噪声和/或参考工件振动在加工具有已知材料特性的参考工件时已被记录，并且所述冲压机器具有分析处理单元，所述分析处理单元与所述麦克风和/或所述振动传感器连接以及与所述数据存储器连接，所述分析处理单元用于通过将在所述工件加工时记录的加工噪声和/或工件振动与所存储的参考加工噪声和/或参考工件振动进行比较来确定所述工件的至少一个材料特性。
最后，本发明还涉及一种计算机程序产品，其具有代码单元，所述代码单元适合用于当程序在冲压机器的控制装置、尤其冲压/激光组合机器的控制装置上运行时执行根据本发明的方法的所有步骤。
附图说明
由说明书、权利要求和附图得出本发明的主题的另外的优点和有利构型。同样，可以分别单独地或多个任意组合地使用以上提及的特征和还进一步列出的特征。
图1示意性地示出用于执行根据本发明的方法的根据本发明的冲压/激光组合机器。
具体实施方式
在图1中示意性地示出的冲压/激光组合机器1用于借助冲压工具3和激光束4对工件2(例如板材)进行加工。冲压工具3可下沉地布置在机器 1的加工头5中，以便对工件2进行冲压，用于对工件2进行激光加工的激光束4也从该冲压工具中出射。加工头5和置于工件支架6上的工件2借助未示出的驱动装置在X轴和Y轴的方向上相对彼此可运动地支承。机器控制装置7不仅用于控制驱动装置而且用于控制激光束4和冲压工具3的行程运动。
机器1还包括用于记录冲压噪声的一个或多个麦克风10、数据存储器 11和分析处理单元12，所述分析处理单元与麦克风10以及与数据存储器 11连接，所述分析处理单元用于分析处理所记录的冲压噪声。在数据存储器11中存储有参考冲压噪声，所述参考冲压噪声在冲压具有已知的材料特性、尤其具有已知的工件材料和已知的工件厚度的参考工件时已被记录。
当新的工件2为了激光加工而插入到冲压-激光组合机器1中时，在激光加工之前依次自动地执行以下方法步骤：
1.在工件2上执行冲压加工。在大多数情况下，在激光加工(例如激光切割)之前原本都执行冲压加工。
2.借助麦克风10记录在冲压加工期间产生的冲压噪声。
3.借助分析处理单元12确定工件2的至少一个材料特性，例如工件材料和工件厚度，其方式是，通过音频分析，将所记录的冲压噪声与所存储的参考冲压噪声进行比较。
4.借助分析处理单元12检查：是否正确材料的工件2以正确的厚度插入。如果将插入的工件识别为错误的，则可以插入新的工件。
5.可选项：通过机器控制装置7根据工件2的所确定的至少一个材料特性，为工件2的激光加工从技术数据库14中选择相配的激光数据表格13。
6.执行工件2的激光加工。
优选地，将工件2的如此确定的一个或多个材料特性和所记录的对应的冲压噪声作为参考冲压噪声存储在数据存储器11中，尤其存储在技术表格13中或分配给技术表格13。有利地，工件2的所确定的一个或多个材料特性和所记录的对应的冲压噪声可以用于检查技术表格13并且必要时用于匹配技术表格13。借助机器学习、例如在使用神经网络的情况下，可以在数据中识别确定的模式并且由此也可以辨别确定的误差类型。
对于麦克风10替代地或附加地，一个或多个振动传感器15也可以布置在工件2自身上或者其集成地布置在工件支架6中，所述一个或多个振动传感器记录在冲压时产生的工件振动。借助分析处理单元12，通过将所记录的工件振动与在冲压具有已知的材料特性的参考工件时已经被记录并且存储在数据存储器11中的参考工件振动进行比较，可以确定工件2的至少一个材料特性，例如工件材料和工件厚度。
替代对工件2进行冲压地，也可以借助表面加工工具对工件2进行压印，或者为了产生噪声或振动而仅仅碰撞所述工件。

Claims (10)

1.一种用于确定布置在冲压机器(1)中的工件(2)的至少一个材料特性的方法，所述方法具有以下方法步骤：
通过实施所述冲压机器(1)的工具的行程运动来加工所述工件(2)，
借助至少一个麦克风(10)记录在加工所述工件(2)时产生的加工噪声，
通过将所记录的加工噪声与参考加工噪声进行比较来确定所述工件(2)的至少一个材料特性，所述参考加工噪声在加工具有已知材料特性的参考工件时已被记录，
根据所述工件(2)的所确定的至少一个材料特性，为所述工件(2)的激光加工自动地选择或匹配至少一个激光加工参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工件(2)的加工包括以下加工类型中的至少一个：对所述工件(2)进行冲压、压印、签名、成型和敲击。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工件(2)的加工包括第一加工和随后的第二加工，在进行所述第一加工时，确定所述工件(2)的对于所述第二加工重要相关的至少一个材料特性。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一加工是不同于冲压或成型的加工，所述第二加工是冲压加工或成型加工。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助所述冲压机器(1)的不同的工具(3)进行所述工件(2)的加工。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于新布置在所述冲压机器(1)中的每个工件(2)自动地执行所述工件(2)的至少一个材料特性的确定。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个材料特性是工件材料或工件厚度。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述工件(2)的所确定的至少一个材料特性与所记录的对应的加工噪声一起作为参考加工噪声来存储。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述工件(2)的所确定的至少一个材料特性和所记录的对应的加工噪声用于检查技术表格(13)。
10.一种冲压机器(1)，其具有用于对工件(2)进行加工的可下沉的工具(3)，其特征在于，
用于记录在工件加工时产生的加工噪声的至少一个麦克风(10)，
用于存储参考加工噪声的数据存储器(11)，所述参考加工噪声在加工具有已知材料特性的参考工件时已被记录，
分析处理单元(12)，所述分析处理单元与所述麦克风(10)连接以及与所述数据存储器(11)连接，所述分析处理单元用于通过将在所述工件加工时记录的加工噪声与所存储的参考加工噪声进行比较来确定所述工件(2)的至少一个材料特性,根据所述工件(2)的所确定的至少一个材料特性，为所述工件(2)的激光加工自动地选择或匹配至少一个激光加工参数。
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