-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein System zur Bearbeitung von Werkstücken, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, mit einer Bearbeitungsvorrichtung zur Durchführung der Werkstückbearbeitung, die eine Steuerungseinrichtung mit einer Datenübertragungsschnittstelle aufweist.
-
Stand der Technik
-
Im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie kommen unterschiedlichste Bearbeitungsvorrichtungen zum Einsatz, um verschiedene Bearbeitungsvorgänge an Werkstücken durchzuführen. Beispiele für derartige Bearbeitungsvorgänge sind spanende Bearbeitungen wie beispielsweise Formatieren, Sägen, Fräsen, Bohren oder dergleichen, aber auch Beschichtungsvorgänge wie beispielsweise das Anleimen von Kanten oder Deckmaterialien.
-
Derartige Maschinen weisen üblicherweise eine Maschinensteuerung auf, mittels welcher der Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung auf der Grundlage von Bearbeitungsdaten gesteuert wird. Die Maschinensteuerung wird üblicherweise von einer Bedienperson bedient und überwacht.
-
Hierbei treten erhebliche Nebenzeiten auf, da die Bedienperson für die Bedienung bzw. Überwachung der Maschine an der Maschinensteuerung anwesend sein muss und keine oder nur geringfügige andere Tätigkeiten ausführen kann.
-
Ferner ist es bei Bearbeitungsmaschinen bekannt, Maschineninformationen wie beispielsweise Status- oder Fehlermeldungen über eine Datenfernübertragungsschnittstelle an ein Endgerät weiterzugeben, beispielsweise zu Zwecken der Fernwartung.
-
Darstellung der Erfindung
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit verbesserter Bedieneffizienz bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System zur Bearbeitung von Werkstücken nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken nach Anspruch 10 gelöst. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Bedienung einer Bearbeitungsmaschine räumlich von der eigentlichen Bearbeitungsvorrichtung zu entkoppeln. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einem System zur Bearbeitung von Werkstücken die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, Zustandsinformationen der Bearbeitungsvorrichtung über die Datenübertragungsschnittstelle an das Endgerät weiterzugeben.
-
Auf diese Weise kann die Tätigkeit einer Bedienperson räumlich und somit auch zeitlich von dem Betrieb der Bearbeitungsvorrichtung entkoppelt werden. Hierdurch kann die Bedieneffizienz erheblich gesteigert werden, da die Neben- bzw. Totzeiten, die eine Bedienperson bisher an einer Bearbeitungsvorrichtung verbringen musste, drastisch reduziert werden können.
-
So muss eine Bedienperson beispielsweise zur Überwachung der Bearbeitungsvorrichtung nicht an der Bearbeitungsvorrichtung anwesend sein, sondern kann sich vollkommen frei von der Bearbeitungsvorrichtung entfernen und andere wertschöpfende Tätigkeiten ausführen. Gleichzeitig kann die Bedienperson jedoch auch ihre Überwachungstätigkeiten ausüben, da Zustandsinformationen der Bearbeitungsvorrichtung stets an dem Endgerät verfügbar sind, beispielsweise in Form einer bloßen Anzeige oder einer aktiven Benachrichtigung oder Alarmierung.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das System mehrere Endgeräte und/oder mehrere Bearbeitungsvorrichtungen aufweist, die jeweils eine Datenübertragungsschnittstelle aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine besonders ausgeprägte Steigerung der Produktionseffizienz. Je nach Ausgestaltung des Systems kann beispielsweise eine Bedienperson in die Lage versetzt werden, mehrere Bearbeitungsvorrichtungen gleichzeitig zu überwachen und gegebenenfalls auch zu bedienen. Dabei kann das System beispielsweise auch eine Bearbeitungsreihenfolge bzw. Priorisierung generieren und auf dem mindestens einen Endgerät anzeigen, was zu weiteren Effizienzverbesserungen führt. Ferner ist es bei diesem Konzept ebenso möglich, mehrere Endgeräte bzw. Bedienpersonen einzubinden, sodass je nach Ausrichtung des Systems entweder eine besonders kurze Reaktionszeit einer Bedienperson auf Zustandsinformationen des Systems erreicht wird, oder eine besonders wirksame Reduzierung von Neben- bzw. Todzeiten der jeweiligen Bedienpersonen realisiert werden kann.
-
Insgesamt kann auf dieser Basis auch ein vernetztes Gesamtsystem mit mehreren Bearbeitungsvorrichtungen und Endgeräten bzw. Bedienpersonen realisiert werden, bei welchem eine flexible und hocheffiziente, dynamische Zuordnung von Bearbeitungsvorrichtungen und Bedienpersonen mit maximaler Effizienz erreicht werden kann.
-
Bei dem mindestens einen Endgerät kann es sich prinzipiell um ein stationäres Endgerät handeln, das an einer geeigneten Stelle platziert ist, beispielsweise an einer Stelle, an der eine Bedienperson effizienzsteigernde Tätigkeiten ausführen kann. Alternativ ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass mindestens ein Endgerät mobil ist. Hierdurch wird der jeweiligen Bedienperson größtmögliche Flexibilität für die Ausübung ihrer Tätigkeit gegeben, sodass die Bedienperson bedarfsorientiert unterschiedlichste, effizienzsteigernde Tätigkeiten ausführen kann. Dies ist insbesondere auch bei Vernetzung mehrerer Bearbeitungsvorrichtungen von Vorteil, wobei in diesem Falle auch eine oder mehrere Bearbeitungsvorrichtungen ein stationäres Endgerät aufweisen kann, welches Zustandsinformationen über eine oder mehrere andere Bearbeitungsvorrichtungen anzeigt.
-
Bei mobilen Endgeräten ist es besonders bevorzugt, dass das mindestens eine Endgerät Mittel aufweist, um das Endgerät am Körper einer Bedienperson zu tragen, insbesondere am Arm oder im Kopfbereich. Hierdurch ergibt sich eine mühelose Ablesbarkeit und Bedienbarkeit des mindestens einen Endgeräts für die Bedienperson, und die Bedienperson wird auch in ihrer Tätigkeit nicht behindert, hat sozusagen „die Hände frei“.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens ein Endgerät Informationsausgabemittel aufweist, die ausgewählt sind aus Bildausgabemittel, Tonausgabemittel und Tastausgabemittel, insbesondere Vibrationsausgabemittel. Je nach Anwendungsfall kann die Art des Informationsausgabemittels bestimmte Vorteile besitzen. So lassen sich komplexe Sachverhalte am besten mit einem Bildausgabemittel anzeigen. Tonausgabemittel eignen sich oft für einfachere Informationen, besitzen aber den Vorteil, dass die Aufmerksamkeit der Bedienperson wirksamer geweckt werden kann und die Bedienperson beispielsweise mit den Augen und Händen weiterhin ihrer gegenwärtigen Tätigkeit nachgehen kann. Ähnliche Überlegungen gelten auch für Tastausgabemittel, insbesondere im Falle von Vibrationsausgabemitteln.
-
Das Informationsausgabemittel kann eines oder mehrere der genannten Ausgabemittel beinhalten und auf eines oder mehrere Bauteile verteilt sein. Eine besonders vielseitige und detailreiche sowie gut wahrnehmbare Informationsausgabe ergibt sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Bildausgabe mindestens eines Endgeräts eine virtuelle oder projizierte Darstellung beinhaltet. Ein Beispiel für eine derartige Bildausgabe kann bei einem Endgerät vorliegen, das am Kopf eines Benutzers im Bereich der Augen getragen wird, beispielsweise nach Art einer sogenannten „Smartbrille“.
-
Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, über die Datenübertragungsschnittstelle Handlungsanweisungen an das Endgerät zur Ausgabe an eine Bedienperson weiterzugeben. Hierdurch ergibt sich eine erhebliche Erhöhung des Einsatzbereichs des erfindungsgemäßen Systems, die auch mit einer deutlichen Steigerung der Bedieneffizienz einhergeht. So kann die Bedienperson beispielsweise nicht nur über Fehlermeldungen oder Statusinformationen benachrichtigt werden, sondern kann mittels des erfindungsgemäßen Systems auch unmittelbar Lösungsvorschläge erhalten, um das jeweilige Problem zu beseitigen. Ebenso kann der Bedienperson mittels des erfindungsgemäßen Systems mitgeteilt werden, welche Bedienschritte für den ordnungsgemäßen Fortgang des Bearbeitungsbetriebs erforderlich sind, beispielsweise Einlegen neuer Werkstücke, Austauschen von Verbrauchsmaterial, Austauschen von Werkzeugen oder dergleichen. Dabei können die Handlungsanweisungen mittels der vorgenannten Informationsausgabemittel auf unterschiedlichste Weise an die Bedienperson weitergebeben werden, beispielsweise auch in Form von GPS-Daten, Kamerabildern, virtuellen Darstellungen, Projektionen und vielfältigen anderen Darstellungsformen.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass mindestens ein Endgerät Informationseingabemittel aufweist. Hierdurch wird ein interaktives System bereitgestellt, bei welchem die Bedienperson nicht nur Empfänger von Informationen ist, sondern auch interaktiv Informationen oder auch Anweisungen bzw. Befehle an das erfindungsgemäße System zurückgeben kann. Bei den Informationseingabemitteln kann es sich beispielsweise um Tasteingabemittel handeln, wie insbesondere eine Tastatur oder einen Touchscreen. Alternativ oder zusätzlich können jedoch auch Toneingabemittel zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Spracherkennungsmittel.
-
Weiterhin alternativ oder zusätzlich können auch Bewegungserfassungsmittel zum Einsatz kommen. Typische Bewegungserfassungsmittel sind dabei Gestenerfassungsmittel, bei denen die Bedienperson durch eine bloße Bewegung eines Körperteils eine Information in das mindestens eine Endgerät eingeben kann. Eine andere Art eines Bewegungserfassungsmittels ist ein sogenannter virtueller Touchscreen, bei dem im Sichtfeld der Bedienperson ein virtuelles Bild erzeugt oder projiziert wird und eine Bewegung des Benutzers mit dem virtuellen oder projizierten Bild in Beziehung gesetzt wird, um eine Informationseingabe zu bewirken.
-
Mittels des Informationseingabemittels können prinzipiell beliebige Informationen von mindestens einem Endgerät zu mindestens einer Steuerungseinrichtung übertragen werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass mindestens eine Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, über die Datenübertragungsschnittstelle Steuerungsbefehle für die jeweilige Bearbeitungsvorrichtung zu erhalten, die an mindestens einem Endgerät von einer Bedienperson eingegeben wurden. Hierdurch ergibt sich eine nochmalige Steigerung der Bedieneffizienz, da sich die Bedienperson nicht notwendigerweise zu der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung begeben muss, um die Bearbeitungsvorrichtung zu steuern.
-
Zur Erreichung einer zuverlässigen und problemlosen Kommunikation kann mindestens ein Endgerät vorteilhaft eine drahtlose Datenübertragungsschnittstelle aufweisen, die beispielsweise auf WLAN, Bluetooth oder verschiedenen Mobilfunkstandards beruht.
-
Die vorstehend genannten Vorteile lassen sich besonders wirksam mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Patentanspruch 10 erreichen.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems;
- 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
-
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
-
Nachfolgend werden anhand der beigefügten Figuren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen bestimmter Einzelmerkmale können jeweils miteinander kombiniert werden, um neue Ausführungsformen auszubilden.
-
Ein System 1 zur Bearbeitung von Werkstücken gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 1 schematisch dargestellt. Das System 1 dient zur Bearbeitung eines Werkstücks, welches zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, bspw. einer Vollholzplatte, einer Schichtholzplatte, einer Spanplatte, einer MDF-Platte, einer HDF-Platte o.Ä. Derartige Werkstücke werden bevorzugt im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie eingesetzt. Rein beispielhaft kann es sich um eine Küchenarbeitsplatte, ein Regalbrett, ein Fußbodenpaneel, Türe, oder Ähnliches handeln.
-
Das System 1 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform rein beispielhaft drei Bearbeitungsvorrichtungen B1, B2 und B3, die jeweils zur Durchführung einer Werkstückbearbeitung dienen. Jede der Bearbeitungsvorrichtungen besitzt eine nicht gezeigte Steuerungseinrichtung mit einer Datenübertragungsschnittstelle.
-
Ferner umfasst das System in der vorliegenden Ausführungsform ein Endgerät 10, obgleich auch mehrere Endgeräte 10 vorgesehen sein können. Das Endgerät 10 besitzt eine nicht gezeigte Datenübertragungsschnittstelle, die dazu dient und eingerichtet ist, mit den jeweiligen Datenübertragungsschnittstellen der Bearbeitungsvorrichtungen B1, B2 und B3 zu kommunizieren. Die Verbindung erfolgt dabei über eine Datenverbindung 15, die in der vorliegenden Ausführungsform als drahtlose Datenverbindung ausgeführt ist. Die Datenverbindung 15 kann dabei nach Art einer sogenannten „Cloud“ ausgestaltet sein und zu diesem Zweck gegebenenfalls auch einen eigenen Server 20 besitzen. Die drahtlose Datenverbindung selbst kann auf verschiedenen Technologien beruhen, wie beispielsweise W-Lan, Bluetooth oder einer Mobilfunkverbindung.
-
Die Steuerungsvorrichtungen der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtungen B1, B2 und B3 sind dazu eingerichtet, über die zugeordnete Datenübertragungsschnittstelle Zustandsinformationen der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung an das Endgerät 10 weiterzugeben. Bei den Zustandsinformationen kann es sich um unterschiedlichste Informationen handeln, wie beispielsweise den Bearbeitungsstatus eines Werkstücks (insbesondere auch die Bearbeitungsrestzeit), den Betriebszustand oder auch Wartungszustand der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung, Fehlermeldungen, oder vielfältige andere Zustandsinformationen.
-
Bei dem Endgerät 10 handelt es sich in der vorliegenden Ausführungsform um ein mobiles Endgerät, das dazu ausgelegt ist, am Körper einer Bedienperson getragen zu werden. Eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Endgeräts 10 ist in 2 veranschaulicht, die ebenfalls eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zeigt. Dabei ist das Endgerät 10 in dieser Ausführungsform als sogenannte Smartbrille ausgestaltet, die über Bügel 12 am Kopf einer Bedienperson getragen wird. Das Endgerät 10 weist dabei sowohl eine Bildausgabe als auch eine Tonausgabe auf, um Informationen an die Bedienperson weiterzugeben. Zusätzlich könnte das Endgerät 10 auch Vibrationsausgabemittel aufweisen.
-
Die Bildausgabe beinhaltet in der vorliegenden Ausführungsform auch die Ausgabe eines virtuellen Bildes 10a, das in 2 schematisch dargestellt ist. Hierbei kann es sich um eine projizierte Darstellung handeln, die beispielsweise tatsächlich auf einen Untergrund oder gegebenenfalls auch einen Körperteil des Benutzers projiziert wird. Andererseits kann die projizierte Darstellung auch in der Smartbrille selbst erfolgen, für den Benutzer jedoch freischwebend im Raum erscheinen.
-
Die Darstellung der Smartbrille kann dabei auch nach Art einer Virtual Reality oder Augmented Reality erfolgen. Bei letzterer erfolgt eine überlagerte Darstellung von Wirklichkeit und virtueller Darstellung in einer Weise, dass sich diese zu einem Gesamtbild ergänzen.
-
Dank dieser Informationsausgabemittel ist das Endgerät 10 in der Lage, neben Zustandsinformationen auch weitere Informationen wie insbesondere auch Handlungsanweisungen für die jeweilige Bedienperson anzuzeigen. Bei derartigen Handlungsanweisungen kann es sich beispielsweise um eine Bedienerführung der Bedienperson an der Maschine für verschiedene Handhabungs- und Rüsttätigkeiten handeln. Zu diesem Zweck können an dem Endgerät 10 unterschiedlichste Darstellungsformen einschließlich Kamerabildern, GPS-Daten, virtuellen Darstellungen, Projektionen oder dergleichen angezeigt werden.
-
Zusätzlich zu den genannten Informationsausgabemitteln weist das Endgerät 10 in der vorliegenden Ausführungsform verschiedene Informationseingabemittel auf, wie beispielsweise ein Mikrofon, das ggf. auch Spracherkennung ermöglichen kann, sowie eine physische oder virtuelle Tastatur bzw. Touchscreen. Ein virtueller Touchscreen kann dabei auf einer Gestenerfassung beruhen, indem die Bedienperson beispielsweise eine Hand in bestimmte Bereiche der virtuellen Darstellung 10a bewegt und diese Bewegung zur Informationseingabe genutzt wird.
-
Auf diese Weise wird ermöglicht, dass der Bedienperson nicht nur Zustandsinformationen der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung bereitgestellt werden, sondern dass die Bedienperson auch Steuerungsbefehle an die jeweilige Bearbeitungsvorrichtung zurückgeben kann. Zu diesem Zweck sind die Steuerungseinrichtungen der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtungen B1, B2, B3 eingerichtet, über die Datenübertragungsschnittstelle Steuerungsbefehle zu erhalten, die an mindestens einem Endgerät 10 von einer Bedienperson eingegeben wurden.
-
Der Betrieb des erfindungsgemäßen Systems 1 vollzieht sich beispielsweise wie folgt. Zunächst nimmt eine Bedienperson, wie in 2 gezeigt, an einer Bearbeitungsmaschine (beispielsweise B1) eine Maschinenbedienung vor und folgt dabei Handlungsanweisungen, die der Bedienperson mittels des Endgeräts 10 über die virtuelle Darstellung 10a angezeigt werden. Beispielsweise legt die Bedienperson ein bestimmtes Werkzeug W in die Bearbeitungsvorrichtung B1 ein. Nach Abschluss dieses Vorganges bestätigt die Bedienperson dies durch virtuelle Eingabe in der virtuellen Darstellung 10a. Anschließend führt die Bearbeitungsvorrichtung B1 einen Bearbeitungsbetrieb durch, bei welchem ein Eingriff der Bedienperson für eine bestimmte Zeitspanne nicht erforderlich ist.
-
Die Bedienperson kann sich nunmehr den Bearbeitungsvorrichtungen B2 oder B3 oder auch anderen Tätigkeiten zuwenden. Hierfür werden der Bedienperson mittels des Endgeräts 10 die Zustandsinformationen der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtungen B1, B2 und B3 angezeigt, sodass die Bedienperson entscheiden kann, ob gegenwärtig Eingriffe oder Handlungen an den Bearbeitungsvorrichtungen erforderlich sind.
-
Falls gegenwärtig keine Eingriffe oder Handlungen an den Bearbeitungsvorrichtungen B1, B2 oder B3 erforderlich sind, kann die Bedienperson weitere wertschöpfende Tätigkeiten ausführen. Sobald jedoch an einer Bearbeitungsvorrichtung B1, B2, B3 Maßnahmen getroffen werden müssen, werden diese der Bedienperson mittels des Endgeräts angezeigt, bzw. die Bedienperson kann in regelmäßigen Abständen den ordnungsgemäßen Betrieb der Bearbeitungsvorrichtungen mittels einer Statusanzeige in dem Endgerät überprüfen.
-
Bedarfsweise kann sich die Bedienperson zu diesem Zweck verschiedene Statusansichten anzeigen lassen. Insgesamt kann man somit gewissermaßen von einem „Produktionsnavi“ sprechen, bei welchem die Bedienperson (oder ggf. mehrere Bedienpersonen) mittels des (mindestens einen) Endgeräts 10 stets einen vollständigen Überblick über den Zustand der einzelnen Bearbeitungsvorrichtungen und somit auch des Gesamtsystems besitzt.
-
Sobald eine Bearbeitungsvorrichtung einen Eingriff der Bedienperson erfordert, wird dies der Bedienperson in dem Endgerät 10 angezeigt. Hierbei kann es sich beispielsweise um das bloße Eingeben eines Steuerbefehls an eine Bearbeitungsvorrichtung handeln, ohne dass sich die Bedienperson zu der entsprechenden Bearbeitungsvorrichtung begeben muss. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung der betreffenden Bearbeitungsvorrichtung von der Bedienperson die Freigabe für einen bestimmten Maschinenbetrieb oder die nächste Werkstückcharge anfordern. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso möglich, dass der Bedienperson mittels des Endgeräts 10 eine bestimmte Handlungsanweisung angezeigt wird, beispielsweise zu einer bestimmten Bearbeitungsvorrichtung zurückzukehren und dort beispielsweise neue Werkstücke einzulegen, Werkzeuge zu tauschen, Reparaturen vorzunehmen etc.
-
Anstelle der vorstehend beschriebenen Smartbrille können im Rahmen der vorliegenden Erfindung unterschiedlichste mobile oder stationäre Endgeräte zum Einsatz kommen. Die Bandbreite reicht von einfachen Headsets (gegebenenfalls mit Mikrofon und Sprachsteuerung) bis hin zu hochkomplexen Smart-Devices, welche die gesamte Bandbreite der Ein- und Ausgabemittel abdecken können.
-
Zusätzlich kann das Endgerät 10 auch mindestens einen Sensor aufweisen, der sich auf die Eigenschaften der Bedienperson beziehen. Mittels dieses mindestens einen Sensors können verschiedene Sicherheits- und Komfortfunktionen ausgeführt werden, beispielsweise eine Müdigkeitserkennung der Bedienperson, aber auch eine bloße Identifikation der Bedienperson, um verschiedene bedienerspezifische (Komfort-)Einstellungen der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung anhand der erkannten Bedienperson vorzunehmen.
