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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsmaschine für Werkstücke mit austauschbaren Werkzeugen sowie eine Bearbeitungsmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Verfahren zum Betrieb von Bearbeitungsmaschinen sind insbesondere als Verfahren zum Betrieb von Rohrschneidemaschinen zum Abschneiden von Abschnitten eines Metallrohres beispielsweise aus der
DE 10 2004 053 732 B1 im Stand der Technik bekannt.
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Problematisch bei den bekannten Sägeanlagen ist die hohe Präzisionsanforderung an die abgelängten Rohrabschnitte bei gleichzeitig kurzer Taktung für eine große Stückzahl abgelängter Abschnitte pro Zeiteinheit. Es ist notwendig, Rohre, insbesondere Metallrohre, mit hinreichend statistischer Genauigkeit abzulängen. Dabei sollten gleichzeitig durch eine Sägeanlage mehrere tausend Abschnitte pro Stunde abgelängt werden. Man versucht den hohen Präzisionsanforderungen dadurch gerecht zu werden, dass nach dem Ablängen die Rohrabschnitte erneut vermessen werden und nur die noch im zulässigen Toleranzbereich liegenden Rohrabschnitte ausgewählt werden. Dadurch ist der Ausschuss jedoch hoch.
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Daneben sind zweidimensionale optoelektronisch lesbare Codes wie DMC oder QR-Codes bekannt, die Daten auf kleinem Raum speichern. Die zweidimensionalen Codes können beispielsweise mit Hilfe eines üblichen Mobiltelefons, auf das eine entsprechende App heruntergeladen wurde, gelesen werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsmaschine für Werkstücke zur Verfügung zu stellen sowie eine Bearbeitungsmaschine zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch eine Bearbeitungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich grundsätzlich auf alle Arten von Bearbeitungsmaschinen für Werkstücke mit Werkzeugen, insbesondere austauschbaren Werkzeugen. Es bezieht sich insbesondere auf Maschinen zum Ablängen von Abschnitten eines Langprofils wie Rohrschneidemaschinen sowie Sägeblätter als Werkzeuge.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung machen von der Tatsache Gebrauch, dass beim Austausch von Werkzeugen der Bearbeitungsmaschine eine deutliche Zeitersparnis erzielt wird, wenn die Werkzeugdaten in einem Code gespeichert sind und mit Hilfe eines Lesegerätes, vorzugsweise eines Scanners, schnell und vollständig in die Steuerung der Bearbeitungsmaschine eingelesen werden können. Ein weiterer Vorteil des automatischen Einlesens der Werkzeugdaten ist die Fehlerfreiheit des Einlesens.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens werden nach dem Einbau des Werkzeugs in die Bearbeitungsmaschine Soll-Daten eines Werkstücks in die Steuerung eingegeben. Das Werkstück wird mit dem Werkzeug bearbeitet, wobei dessen Steuerung anhand der eingelesenen Werkzeugdaten erfolgt.
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Zur Erzielung einer hohen Präzision bei der Bearbeitung der Werkstücke wird in einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens das austauschbare Werkzeug nach dessen Fertigung, die nach Soll-Daten erfolgt, noch einmal individuell vermessen. Werkzeugistdaten jedes einzelnen Werkzeuges werden individuell durch Vermessen jedes einzelnen Werkzeugs ermittelt. Somit können Fertigungstoleranzen der Werkzeuge herausgefiltert werden. Die Werkzeugistdaten werden dann codiert und der individuelle Code dem jeweiligen Werkzeug zugeordnet.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der Bearbeitungsmaschine um eine Bearbeitungsmaschine zum Ablängen von Abschnitten von einem Langprofil. Unter Langprofilen werden in dieser Anmeldung durchweg längliche Hohl- oder Vollprofile beliebigen Querschnittes verstanden. Vorzugsweise handelt es sich um metallische oder Vollmetalllangprofile. Die Langprofile können Rohre, insbesondere Metallrohre sein.
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Vorzugsweise kann es sich bei dem Code um einen optoelektronisch lesbaren Code, vorzugsweise einen DMC oder QR-Code handeln, der direkt auf dem Werkzeug aufgeklebt oder auf der individuellen Verpackung des jeweiligen Werkzeuges angebracht wird.
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Die vorteilhafte individuelle Werkzeugistdatenermittlung eröffnet die Möglichkeit, nunmehr nicht nur die Werkzeugdaten wie herkömmlicherweise in die Steuerung der Bearbeitungsmaschine einzugeben bzw. einzulesen, sondern die genaueren, individuellen Werkzeugistdaten des gerade zur Verwendung beabsichtigten Werkzeugs einzulesen. Durch Verwendung der Ist-Daten wird die Steuerung deutlich präziser gegenüber der Verwendung von Soll-Daten, und es wird folglich ein geringerer Ausschuss bearbeiteter Werkstücke erzeugt.
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Die Steuerung wird vorzugsweise auf die Werkzeugistdaten justiert, bevor das Werkstück bearbeitet wird.
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Die Abweichungen von Werkzeugsoll- zu Werkzeugistdaten bewegen sich vorzugsweise im Mikrometerbereich. Die Abweichungen sind auf Fertigungstoleranzen der Werkzeuge zurückzuführen.
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Nachdem Soll-Maße für das Werkstück in die Steuerung eingelesen sind, erfolgt die Bearbeitung des Werkstücks nunmehr erfindungsgemäß unter Zugrundelegung der individuellen Werkzeugistdaten, die dem Code entnommen werden.
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Das Verfahren eignet sich besonders günstig für in Serie hergestellte Werkzeuge. Die Serie weist in der Regel Fertigungstoleranzen auf. Vorteilhafterweise wird jedes einzelne Werkzeug nach dessen Fertigstellung vermessen. Günstigerweise werden die Messdaten in Form eines optisch lesbaren individuellen Codes gespeichert und dem Werkzeug zugeordnet. Optisch lesbare individuelle Codes in Form von DMC oder QR-Codes oder anderen zweidimensionalen Codes sind über optische Lesegeräte leicht in eine Steuerung einer Bearbeitungsmaschine einlesbar.
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Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch eine Bearbeitungsmaschine für Werkstücke mit dem Merkmal des Anspruchs 7 erfüllt.
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Die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine weist austauschbare Werkzeuge auf, denen Werkzeugdaten zugeordnet sind und eine Steuerung, wobei die Werkzeugdaten in die Steuerung eingebbar sind. Die Steuerung weist darüber hinaus eine Eingabemaske für Soll-Maße eines zu bearbeitenden Werkstücks auf.
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Erfindungsgemäß werden die Werkzeugdaten in einem Code gespeichert, und die Bearbeitungsmaschine weist ein Lesegerät für den Code auf, mit dem die Werkzeugdaten in die Steuerung einlesbar sind. Die Bearbeitungsmaschine eignet sich zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens. Durch den Code werden beim Ersetzen des Werkzeugs ein schnelleres Einlesen von neuen Werkzeugdaten und ein schnelleres Justieren der Steuerung ermöglicht, so dass die Bearbeitungsmaschine zeitnah wieder einsetzbar ist.
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Vorzugsweise ist das Werkzeug individuell vermessen, und die individuellen Werkzeugistdaten sind in einem individuellen Code gespeichert, und der individuelle Code ist am Werkzeug angeordnet. Die Bearbeitungsmaschine weist erfindungsgemäß ein Lesegerät für den individuellen Code auf, mit dem auch die individuellen Werkzeugdaten vorzugsweise automatisch in die Steuerung einlesbar sind.
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Vorteilhafterweise wird eine zusätzliche Präzision dadurch erzeugt, dass die üblicherweise bei der Fertigung von Werkzeugen auftretenden Toleranzen weitestgehend eliminiert werden, indem der Steuerung nicht die Soll-Daten des Werkzeuges zugrundegelegt werden, sondern die individuellen Werkzeugistdaten des gerade verwendeten Werkzeugs.
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Insbesondere kann es sich bei der Bearbeitungsmaschine um eine Rohrschneide- bzw. Rohrsägemaschine handeln, mit der metallische Rohrabschnitte von einem längeren Rohr abgesägt werden.
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Bei dem Werkzeug kann es sich insbesondere um ein Sägeblatt handeln, mit dem die Rohrabschnitte abgesägt werden. Sägeblätter müssen ständig ausgetauscht werden, da ihre Sägezähne sich im Laufe der Zeit abnutzen.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in vier Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
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1 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens eines Sägeblattes,
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2 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens einer Rohrschneidemaschine,
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3 eine perspektivische Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Rohrschneidemaschine
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Das Ausführungsbeispiel betrifft eine Rohrschneidemaschine, mit der Metallrohrabschnitte von einem langen Metallrohr mittels Sägeblättern hochpräzise abgesägt werden. Um Abnehmeranforderungen gerecht werden zu können, werden beim Absägen Präzisionen im Mikrometerbereich realisiert.
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Um eine derartige Präzision mit größerer Sicherheit zu erzielen, wird in einem ersten Teil des Verfahrens zunächst ein erfindungsgemäßes Sägeblatt gemäß 1 hergestellt, indem einem gefertigten Sägeblatt ein individueller Code zugeordnet wird.
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Üblicherweise werden die bei der Fertigung der Sägeblätter vorgegebenen Sägeblattsolldaten auch später in eine Bedienmaske der Steuerung der Rohrschneidemaschine manuell eingegeben.
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Bei der Herstellung von üblicherweise in Serie nach Soll-Daten gefertigten Sägeblättern können durch Fertigungstoleranzen Abweichungen der Ist-Daten von den Soll-Daten auftreten. Beispielsweise kann der Ist-Außendurchmesser des Sägeblattes um den Soll-Durchmesser schwanken, die Ist-Zahndicke kann um einen Zahndickensollwert schwanken, und die Dicke des Ist-Sägeblattkörpers kann ebenfalls um eine Soll-Dicke schwanken.
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Bereits geringe Abweichungen der Sägeblattistdaten von den bei der Fertigung der Sägeblätter vorgegebenen Sägeblattsolldaten, insbesondere hinsichtlich des Durchmessers des Sägeblattes, der Zahndicke oder der Dicke des Sägeblattkörpers, können später beim Absägen eines Rohrabschnitts dazu führen, dass die erforderliche Präzision nicht mehr in hinreichendem Maße erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß werden die Sägeblätter nicht mehr mit dem Soll-Wertdatensatz gekennzeichnet, sondern mit den Ist-Daten. In einem ersten Verfahrensschritt 1 ist vorgesehen, individuelle Sägeblattistdaten zu ermitteln und zu erfassen.
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Um in dem Zusammenwirken von Sägeblättern und Rohrschneidemaschinen sowie dem eigentlichen Bearbeiten der Werkstücke eine höhere Genauigkeit zu erzielen, werden erfindungsgemäß zunächst Sägeblattistdaten individuell, d. h. bezüglich jedes einzelnen Sägeblattes, präzise erfasst. Das Sägeblatt wird dazu nach dessen Fertigstellung noch einmal vermessen, und die nach der Fertigstellung ermittelten Ist-Daten werden festgehalten und dem Sägeblatt zugeordnet.
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In einem zweiten Verfahrensschritt 2 werden die individuellen Sägeblattistdaten in einem individuellen Code gespeichert.
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Ist-Werte werden für jedes Sägeblatt im Mikrometerbereich genau gemessen und mit einer Mikrometergenauigkeit erfasst und in einem individuellen Code, vorzugsweise in einem zweidimensionalen optoelektronisch lesbaren Code, insbesondere in einem DMC verschlüsselt.
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In einem dritten Verfahrensschritt 3 wird der individuelle Code an dem jeweiligen Sägeblatt angeordnet, beispielsweise auf dem Sägeblatt aufgeklebt oder auf dessen Verpackung aufgeklebt. Es werden Paare Sägeblatt-Code gebildet.
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Tab. 1 zeigt exemplarisch einen möglichen Datensatz, der in einem DMC verschlüsselt untergebracht sein kann. Der Datensatz umfasst den Außendurchmesser CD, die Zahndicke TT und die Körperdicke BT, die nach der Zahnblattfertigung, also nachträglich, im Mikrometerbereich erfasst sind.
| Hersteller | MA | XYZ |
| Typ | TV | ABC |
| Produktnummer | PN | M00620 |
| Identifizierung | ID | 19999–123 |
| Außendurchmesser | OD | 350,999 |
| Zahndicke | TT | 2,753 |
| Körperdicke | BT | 2,501 |
| Zahnanzahl | NT | 120 |
| Klasse | GR | HSSE/HM/VHM |
| Nachgeschliffen | RS | 0 (original) oder 1 (geschliffen) |
Tab.1
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Der Datensatz wird in einem optoelektronisch lesbaren Code verschlüsselt 2, um leicht und automatisch später verwendet werden zu können. Dadurch wird ein weiterer Vorteil der Erfindung erzielt, dass nämlich die Daten nicht mehr manuell in eine Bedienmaske einer Steuerung eingegeben werden müssen, sondern zusammen und optisch eingelesen werden, Verfahrensschritt 4.
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2 zeigt den zweiten Teil des beispielhaften Verfahrens, der sich dem ersten Teil gemäß 1 anschließt.
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2 bezieht sich auf die erfindungsgemäße Rohrschneidemaschine, die ein optoelektronisches Lesegerät für den optisch lesbaren Code aufweist.
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Die vom Sägeblatthersteller an den Benutzer der Rohrschneidemaschine gelieferten Sägeblätter werden einzeln mit dem individuellen Code der Lieferung entnommen. Der zweidimensionale DMC ist auf jedem der Sägeblätter befestigt oder auf der Verpackung des jeweiligen Sägeblattes angeordnet. Der Code wird durch ein optisches Lesegerät, das mit der Steuerung der Rohrschneidemaschine datenleitend verbunden ist, gescannt.
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Erfindungsgemäß werden die im individuellen Code gespeicherten Sägeblattistwerte in die Steuerung der Rohrschneidemaschine eingelesen, gemäß Verfahrensschritt 4.
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Die Werkzeugdaten des der Verpackung entnommenen Sägeblattes werden somit nicht mehr wie herkömmlich in die Bedienmaske der Steuerung manuell eingegeben, sondern automatisch über das Lesegerät in die Bedienmaske mit den im Code abgelegten individuellen Werkzeugistdaten gem. Tabelle 1 eingelesen.
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Danach wird das Sägeblatt in die Rohrschneidemaschine eingebaut, gemäß Verfahrensschritt 5.
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Die Steuerung der Rohrschneidemaschine justiert in Verfahrensschritt 6 das eingebaute Sägeblatt anhand der durch den individuellen Code eingelesenen Sägeblattistdaten. Danach steht die Rohrschneidemaschine mit dem Sägeblatt für das Ablängen von insbesondere metallischen Rohrabschnitten zur Verfügung.
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Die Steuerung der Rohrschneidemaschine ist so ausgelegt, dass die Differenzen im Mikrometerbereich hinsichtlich der Maße des Sägeblattes bei der Bearbeitung, d. h. beim Absägen des Rohrabschnittes berücksichtigt werden. Wenn beispielsweise die Dicke des Sägeblattkörpers um zwei Mikrometer über den Soll-Daten liegt, wird die Aufnahme des Sägeblattes um diese zwei Mikrometer in Längsrichtung des Metallrohres verschoben, damit der abgelängte Rohrabschnitt die exakt gewünschte Soll-Länge aufweist.
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Nachfolgend werden die Soll-Daten des abzulängenden Rohrabschnitts selbst eingegeben, Verfahrensschritt 7. Das ist insbesondere die Länge des Rohrabschnitts. Anschließend wird der Rohrabschnitt abgelängt.
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3 zeigt die erfindungsgemäße Rohrschneidemaschine 9 mit einem Handscanner 8, der über ein Kabel an die Steuerung der Rohrschneidemaschine 9 angeschlossen ist. Ein QR-Code 10 ist prinzipiell in 3 dargestellt, wobei der QR-Code 10 auf einem ihm zugeordneten Sägeblatt angeordnet ist. Der QR-Code 10 kann beispielsweise direkt auf dem Sägeblatt aufgeklebt oder auf einer dem Sägeblatt individuell zugeordneten Verpackung angeordnet sein.
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Auf dem QR-Code 10 sind die Sägeblattistdaten dieses speziellen individuellen Sägeblattes codiert. Mit dem Handscanner 8 können die individuellen Sägeblattistdaten in die Steuerung der Rohrschneidemaschine 9 eingelesen werden und dem Säge- bzw. Schneidvorgang zugrundegelegt werden und damit in der oben beschriebenen Weise die Präzision beim Ablängen deutlich vergrößern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ermittlung von Sägeblattistdaten
- 2
- Codierung der Sägeblattistdaten
- 3
- Code auf dem Sägeblatt anordnen
- 4
- Einlesen von Sägeblattistdaten aus dem Code in die Steuerung
- 5
- Einbau des Sägeblatts in die Rohrschneidemaschine
- 6
- Justierung der Steuerung auf Sägeblattistdaten
- 7
- Eingabe von Soll-Daten für ein Werkstück
- 8
- Handscanner
- 9
- Rohrschneidemaschine
- 10
- QR-Code
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004053732 B1 [0002]
