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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und Korrektur des Maschinenzustands einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Laserschneidmaschine, sowie ein Diagnosesystem.
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Der Maschinenzustand einer Werkzeugmaschine ist bei der Bearbeitung, insbesondere beim Laserschneiden, eine häufige Ursache für eine unzureichende Oberflächenqualität. Bei Laserschneidverfahren führt dies zu einer mangelhaften Qualität an der Schnittkante des Werkstücks. Der Maschinenzustand hängt dabei von den Zuständen der Einzelkomponenten ab. Beispielsweise kann das Schutzgas einer Laserschneidmaschine die Fokuslage und die Düse einer Laserschneidmaschine die Gasdynamik beeinflussen. Die Einzelkomponenten überlagern sich dabei in ihrer Auswirkung auf den Gesamtzustand der Maschine.
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In der Praxis kann ein Qualitätsmangel an der Schnittkante daher nicht durch Fachkräfte auf eine oder mehrere bestimmte Einzelkomponenten zurückgeführt werden. Zur Ermittlung der mangelhaften Komponenten muss vielmehr auf Verdacht ein standardisiertes manuelles Wartungsprogramm mit wenigstens 13 aufeinander aufbauenden Einzelschritten durchgeführt werden.
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Die Wartungsmaßnahmen erfordern lange Maschinenstandzeiten sowie den Einsatz gut ausgebildeter Fachkräfte zur Durchführung. Dies verursacht im Wartungsfall erhebliche Kosten und Produktionsausfälle.
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Im Stand der Technik werden zwar Methoden vorgeschlagen, anhand einer Aufnahme einer Schnittkante Qualitätsmerkmale einer Werkstückoberfläche zu verbessern. Allerdings wird bei den bekannten Methoden stets von einem optimalen Maschinenzustand ausgegangen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Diagnosesystem bereitzustellen, durch das ein mangelhafter Maschinenzustand auf einfache und schnelle Art ermittelt und korrigiert werden kann.
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Gegenstand der Erfindung
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und ein Diagnosesystem gemäß Patentanspruch 4. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Die Aufgabe wird somit erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung und Korrektur des Maschinenzustands einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Laserschneidmaschine, mit den Verfahrensschritten:
- A) Bereitstellen einer Oberflächenabbildung einer durch die Werkzeugmaschine erstellten Oberfläche, insbesondere einer Schnittkantenoberfläche;
- B) Analysieren der Oberflächenabbildung mittels einer Daten-Aggregations-Routine und ermitteln von aus der Oberflächenabbildung bestimmbarer tatsächlicher Maschinenparameter;
- D) Bereitstellen von an der Werkzeugmaschine eingestellten Maschinenparametern;
wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
- I) Vergleich der tatsächlichen Maschinenparameter mit den eingestellten Maschinenparametern;
- J) Bestimmen des Maschinenzustands, insbesondere der Komponentenzustände, auf Grundlage der zuvor ermittelten Differenz zwischen den tatsächlichen Maschinenparametern und den eingestellten Maschinenparametern;
- K) Ausgabe einer Wartungsanweisung zur Korrektur des Maschinenzustands.
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Die erfindungsgemäße Ausgabe einer Wartungsanweisung zur Korrektur des Maschinenzustands kann sich dabei auf eine oder mehrere konkrete Einzelkomponenten der Maschine beziehen. Hierdurch entfällt besonders zeit- und kostengünstig die Wartung der gesamten Maschine in Form von vielen einzelnen Überprüfungen auf Verdacht.
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Die Reihenfolge der angegebenen Verfahrensschritte ist besonders vorteilhaft hinsichtlich eines schnellen Verfahrensablaufs, ist jedoch nicht abschließend zu verstehen. Denkbar ist ebenso eine geänderte Reihenfolge.
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Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Ermittlung und Korrektur des defekten Maschinenzustands und/oder zumindest eines defekten Komponentenzustands einer Werkzeugmaschine.
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Im ersten Verfahrensschritt wird eine Abbildung der durch die Werkzeugmaschine erstellten Oberfläche, insbesondere der Schnittkante, bereitgestellt. Die Bereitstellung der Oberflächenabbildung erfolgt dabei insbesondere in Form einer Fotografie, besonders bevorzugt in Form einer digitalen Farbfotografie. Hierdurch kann eine Bereitstellung und Weiterverwendung der Oberflächenabbildung besonders schnell und einfach erfolgen. Unter einer Oberflächenabbildung wird dabei lediglich die Abbildung der bearbeiteten Werkstückoberfläche verstanden. Enthält eine Abbildung neben der Oberflächenabbildung zusätzlich eine Umgebungsabbildung der Werkstückumgebung, so ist vorgesehen, die Abbildung auf die Oberflächenabbildung zu reduzieren. Mit anderen Worten wird die Oberflächenabbildung aus einer Gesamtabbildung mit einer Umgebungsabbildung freigeschnitten. Hierzu kann ein weiterer Verfahrensschritt vorgesehen sein. Besonders bevorzugt erfolgt ein Freischneiden der Oberflächenabbildung während der Analyse der Oberflächenabbildung. Hierdurch kann das Verfahren besonders einfach und schnell durchgeführt werden.
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Das Verfahren weist zumindest eine, insbesondere mehrere Daten-Aggregations-Routinen, auf. Eine Daten-Aggregations-Routine kann ausgelegt sein, mehrere „ermittelte Daten“ zu einem neuen Datenpaket zu aggregieren. Das neue Datenpaket kann eine oder mehrere Zahlen oder Vektoren aufweisen. Das neue Datenpaket kann vollständig oder teilweise weiteren Daten-Aggregations-Routinen als „ermittelte Daten“ zur Verfügung gestellt werden. „Ermittelte Daten“ können z.B. Maschinenparameter, Materialparameter, Bearbeitungsparameter oder von einer der Daten-Aggregations-Routinen zur Verfügung gestellte Datenpakete sein. Besonders bevorzugt ist ein Verfahren in Form eines Algorithmus mit mehreren verbundenen Daten-Aggregations-Routinen ausgebildet. Insbesondere können mehrere hundert, insbesondere mehrere tausend solcher Daten-Aggregations-Routinen miteinander verbunden werden. Die Qualität und Geschwindigkeit des Verfahrens wird hierdurch deutlich verbessert. Das Verfahren kann eine Funktion mit gewichteten Variablen aufweisen. Eine, insbesondere mehrere, besonders bevorzugt alle, Daten-Aggregations-Routinen können ausgelegt sein, mehrere „ermittelte Daten“ jeweils mit einer gewichteten Variablen zu kombinieren, insbesondere zu multiplizieren, und so die „ermittelten Daten“ zu „kombinierten Daten“ umzuwandeln um dann die „kombinierten Daten“ zu einem neuen Datenpaket zu aggregieren, insbesondere zu addieren. Zur Ermittlung geeigneter gewichteter Variablen kann das Verfahren durchlaufen werden mit Daten, insbesondere Maschinenparametern, Materialparametern und/oder Bearbeitungsparametern, deren Zusammengehörigkeit jeweils bekannt ist.
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Die Merkmale der Maschinen- und Bearbeitungsparameter sowie die Schnittkantenmerkmale können hierbei selbst Datenpakete, insbesondere mehrere strukturierte Daten, insbesondere Datenvektoren oder Daten-Arrays, sein, die selbst wieder „ermittelte Daten“ z.B. für das Verfahren, insbesondere für die Daten-Aggregations-Routinen des Verfahrens, darstellen können.
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In einem Verfahrensschritt wird die Oberflächenabbildung mittels der Daten-Aggregations-Routine, insbesondere einem Convolutional Neural Network (CNN), analysiert. Die Daten-Aggregations-Routine ermittelt hierfür zunächst den relevanten Abbildungsbereich der bereitgestellten Oberflächenabbildung. Dies stellt sicher, dass Abbildungsbereiche, mit geringer Qualität, beziehungsweise unscharfe Abbildungsbereiche vor der Analyse durch die Daten-Aggregations-Routine erkannt werden und gegebenenfalls in der Analyse untergeordnet gedeutet, insbesondere von der Analyse ausgenommen, werden. Hierdurch kann die Qualität und die Geschwindigkeit des Verfahrens weiter verbessert werden.
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Die Daten-Aggregations-Routine analysiert die Oberfläche hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere der Oberflächenstruktur, und ermittelt der Oberflächenbeschaffenheit zugrunde liegende tatsächliche Maschinenparameter der Werkzeugmaschine. Tatsächliche Maschinenparameter sind dabei die tatsächlich wirkenden Maschineneinstellungen der Werkzeugmaschine, die zur abgebildeten Werkstückoberfläche führen. Beispielsweise kann die tatsächlich während des Schneidvorgangs einer Laserschneidmaschine am Blech ankommende Laserleistung im fehlerbehafteten Zustand der Laserschneidmaschine von der eingestellten Laserleistung abweichen. Mithin entsprechen die tatsächlichen Maschinenparameter in einem fehlerfreien, insbesondere sehr gutem, Maschinenzustand den eingestellten Maschinenparametern.
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Im erfindungsgemäßen Sinn können die Maschinenparameter dabei die Bearbeitungsparameter (in einigen Dokumenten zum Stand der Technik als „Prozessparameter“ bezeichnet), wie beispielsweise die Fokuslage, den Vorschub und/oder den Gasdruck, der Werkzeugmaschine umfassen, da diese ebenfalls auf den Zustand von Einzelkomponenten schließen lassen. Die Aufzählung ist nicht abschließend zu verstehen. Beispielsweise kann ein veränderter Vorschub auf einen Defekt des Antriebs deuten. Darüber hinaus sind jegliche Maschineneinstellungen mit einem Einfluss auf die Schnittkantenoberfläche als Maschinenparameter zu verstehen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt werden die eingestellten Maschinenparameter der Werkzeugmaschine bereitgestellt und durch die Daten-Aggregations-Routine mit den tatsächlichen Maschinenparametern verglichen. Mit anderen Worten erfolgt eine Gegenüberstellung von tatsächlichen und eingestellten Maschinenparametern. Die Daten-Aggregations-Routine ermittelt durch diesen Vergleich die Differenz zwischen tatsächlichen und eingestellten Maschinenparametern, beziehungsweise die Differenz zwischen dem optimalen Maschinenzustand und dem tatsächlichen Maschinenzustand. Hierbei kann der Maschinenzustand durch den Zustand lediglich einer Einzelkomponente der Werkzeugmaschine bestimmt sein.
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Die Differenz kann in einem einzelnen Wert, in mehreren Werten und/oder in mehrdimensionalen Gegenüberstellungen (Tabellen, Schaubilder, etc.) ausgebildet sein. Insbesondere kann die Differenz in Form einer Aufstellung der für die Erstellung der Schnittoberfläche relevanten, insbesondere allen, Maschinenkomponenten mit Darstellung einer Fehlerwahrscheinlichkeit erfolgen. Hierdurch lässt sich die abgeleitete Wartungsanweisung besonders leicht nachvollziehen.
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Die ermittelten Zustände der Einzelkomponente sowie der resultierende Maschinenzustand werden anschließend zur Ausgabe von zumindest einer konkreten Wartungsanweisung verwendet, um den mangelhaften Maschinenzustand zu korrigieren. Hierbei wird keine Optimierung der eingestellten Schneidparameter der Werkzeugmaschine vorgeschlagen, die ausgehend von einem momentanen, als optimal vorausgesetzten Maschinenzustand die Schnittkantenqualität verbessern soll, sondern eine Optimierung des Maschinenzustands unter Annahme optimal eingestellter Schneidparameter. Besonders vorteilhaft kann hierdurch die konkrete Einzelkomponente durch eine Fachkraft ohne tiefes Maschinenwissen gewartet werden. Eine aufwendige Maschinenwartung entfällt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens werden die eingestellten Maschinenparameter aus einer Abbildung, insbesondere einem Foto, einer Bedienereinheit der Werkzeugmaschine ermittelt. Hierdurch können die für das Verfahren benötigten eingestellten Maschinenparameter im Diagnosefall besonders einfach durch den Benutzer bereitgestellt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Abbildung mittels der Daten-Aggregations-Routine ausgewertet und die eingestellten Maschinenparameter automatisch ermittelt werden. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass eine Gegenüberstellung zwischen Abbildung und ermittelten eingestellten Maschinenparametern durch eine Fachkraft überprüft wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die eingestellten Maschinenparameter über eine Maschinenschnittstelle und/oder eine automatische Bilderstellung der Benutzeroberfläche bereitgestellt werden. Hierdurch können die eingestellten Maschinenparameter im Diagnosefall automatisch ermittelt werden.
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Weiterhin bevorzugt ist eine Weiterbildung des Verfahrens, bei der zumindest ein durch eine Prozess-Sensorik ermittelter Prozessparameter bereitgestellt wird. Der zumindest eine Prozessparameter kann dabei über einer Sensorik-Schnittstelle in Form einer Variablen und/oder in Form einer Abbildung, insbesondere eines Fotos, die durch eine Daten-Aggregation-Routine ausgewertet wird, bereitgestellt werden. Die Prozess-Sensorik dient der Überwachung und Aufnahme des Bearbeitungsprozesses durch die Werkzeugmaschine. Die Prozess-Sensorik weist dabei zumindest einen Sensor zum Ermitteln einer prozessrelevanten Größe auf, beispielsweise einer Vorlaufgeschwindigkeit, Prozesstemperatur, Prozessgasdruck, usw. Die Auflistung ist dabei lediglich beispielhaft und nicht abschließend zu verstehen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein erfindungsgemäßes Diagnosesystem zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Bildgebermodul, einem Datenverwertungsmodul mit einer Daten-Aggregations-Routine, einem Referenzmodul, einem Auswertungsmodul und einem Ausgabemodul, wobei das Bildgebermodul dazu ausgebildet ist, eine Abbildung, insbesondere ein Foto, einer durch die Werkzeugmaschine bearbeiteten Oberfläche bereitzustellen und wobei die Daten-Aggregations-Routine dazu ausgebildet ist, die Abbildung der bearbeiteten Oberfläche hinsichtlich der Oberflächenqualität auszuwerten und tatsächliche Maschinenparameter zu ermitteln, und wobei das Referenzmodul zur Bereitstellung von eingestellten Maschinenparametern ausgebildet ist, wobei das Auswertungsmodul dazu ausgebildet ist, auf Grundlage der tatsächlichen Maschinenparameter und der eingestellten Maschinenparameter den Maschinenzustand, insbesondere die Komponentenzustände, zu ermitteln und wobei eine auf dem Maschinenzustand basierende Wartungsanweisung über das Ausgabemodul bereitstellbar ist.
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Das Bildgebermodul umfasst einen zentralen Zwischenspeicher und zumindest eine Abbildungsvorrichtung, insbesondere eine Kamera, besonders bevorzugt eine Smartphone-Kamera. Die zumindest eine Abbildungsvorrichtung kann mobil und/oder werkzeugmaschinenfest ausgebildet sein. Insbesondere umfasst das Bildgebermodul zumindest eine werkzeugmaschinenfeste Abbildungsvorrichtung und eine variable Abbildungsvorrichtung. Die zumindest eine Abbildungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, Abbildungen auf einem zentralen Zwischenspeicher zu speichern. Hierfür kann die zumindest eine Abbildungsvorrichtung über eine dauerhafte oder zeitweise Datenübertragungsverbindung, insbesondere drahtlos, mit dem Datenspeicher verbunden sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Datenübertragung über eine Smartphone-Anwendung durchzuführen. Hierdurch kann der Zugriff auf den zentralen Zwischenspeicher besonders einfach ermöglicht werden.
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Der zentrale Zwischenspeicher kann mindestens eine, insbesondere mehrere, digitale Speichereinheiten aufweisen. Der zentrale Zwischenspeicher ist dazu ausgebildet, die digitalen Speichereinheiten sowie die Datenablage zu verwalten. Zu diesem Zweck kann der zentrale Zwischenspeicher Speicheranweisungen, insbesondere Datenbezeichnungen, an das Bildgebermodul übermitteln. Hierdurch kann der zentrale Zwischenspeicher besonders vorteilhaft für mehrere Diagnosesysteme zentral verwendet werden. Das Bildgebermodul kann dazu ausgebildet sein, eine Maschinen- und/oder Diagnosezuordnung der gespeicherten Abbildungen, insbesondere nach Erhalt einer Speicheranweisung durch den zentralen Zwischenspeicher, vorzunehmen. Hierdurch können durch das Bildgebermodul übermittelte Abbildungen besonders strukturiert auf dem zentralen Zwischenspeicher gespeichert werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Diagnosesystems ist vorgesehen, dass das Referenzmodul dazu ausgebildet ist, die eingestellten Maschinenparameter direkt aus der Werkzeugmaschine zu ermitteln. Das Referenzmodul ist hierbei zur Kommunikation mit der Werkzeugmaschine ausgebildet. Die Kommunikation kann über eine dauerhafte und/oder zeitweise Datenübertragung zwischen Werkzeugmaschine und Referenzmodul ausgebildet sein.
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Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das Referenzmodul dazu ausgebildet ist, die eingestellten Maschinenparameter aus einer Abbildung, insbesondere einem Foto, der Bedienereinheit der Werkzeugmaschine zu ermitteln. Dies ermöglicht die schnelle Datenerfassung und/oder Datenübermittlung der eingestellten Maschinenparameter an das Referenzmodul und vermeidet Fehler bei der manuellen Datenübertragung von der Bedienereinheit an das Referenzmodul. Hierzu kann das Diagnosesystem eine werkzeugmaschinenfeste und/oder eine mobile Abbildungsvorrichtung aufweisen.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Abbildung der Bedienereinheit der Werkzeugmaschine durch das Bildgebermodul, insbesondere die Abbildungsvorrichtung zum Abbilden der bearbeiteten Oberfläche, bereitgestellt wird. Hierdurch kann auf besonders einfache Weise dieselbe Abbildungsvorrichtung zur Übermittlung der Abbildung der Schnittkante und der Bedienereinheit verwendet werden. Insbesondere erfolgt eine direkte Auswertung der durch das Bildgebermodul übermittelten Abbildungen durch die Daten-Aggregations-Routine. Das Referenzmodul kann somit besonders einfach auf bereits ausgewertete Informationen zugreifen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Diagnosesystem einen zentralen Zwischenspeicher auf, der zum Speichern und Bereitstellen aller verfahrensrelevanten Parameter ausgebildet ist. Insbesondere werden die bereitgestellten tatsächlichen Maschinenparameter, die eingestellten Maschinenparameter, Prozessparameter sowie alle ermittelten Daten und Informationen (verfahrensrelevante Parameter) unter einer individuellen Diagnosekennung, insbesondere mit Werkzeugmaschinen- und Nutzerkennung, auf dem zentralen Zwischenspeicher gespeichert. Somit kann besonders vorteilhaft auf zurückliegende Diagnosefälle bei weiteren Analysen zurückgegriffen werden.
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Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform bei der das Bildgebermodul ein Smartphone und/oder eine werkzeugmaschinenfeste Kamera aufweist. Hierdurch wird eine besonders schnelle Erfassung der bearbeiteten Oberfläche und/oder der eingestellten Maschinenparameter ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Auswertungsmodul örtlich von der Werkzeugmaschine beabstandet. Unter einer Beabstandung des Auswertungsmoduls von der Werkzeugmaschine wird hierbei eine örtlich weite Entfernung zwischen Auswertungsmodul und Werkzeugmaschine verstanden. Eine Verbindung wird dabei bevorzugt über ein Datennetz, insbesondere über das Internet, hergestellt. Durch örtliche Beabstandung des Auswertungsmoduls kann die Daten-Aggregations-Routine zentral mit Rechenleistung und Energie versorgt werden und besonders günstig für mehrere Diagnosesysteme verwendet werden.
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Weitere Vorteile 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.
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Es zeigen:
- 1 das erfindungsgemäße Verfahren in einer schematischen Darstellung;
- 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Diagnosesystems in einer schematischen Darstellung.
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1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren 10 in einer schematischen Darstellung. In einem Bearbeitungsschritt 12 wird durch eine Werkzeugmaschine 14 ein Werkstück 16 gemäß an der Werkzeugmaschine 14 eingestellter Maschinenparameter 18 bearbeitet. Die eingestellten Maschinenparameter 18 umfassen dabei neben den Werkzeugmaschinenparametern auch die Bearbeitungsparameter, insbesondere die Schneideparameter, der Werkzeugmaschine für den Bearbeitungsschritt 12. Das bearbeitete Werkstück 16 weist eine bearbeitete Oberfläche 20 auf.
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Die bearbeitete Oberfläche 20 wird in einem nachfolgenden Abbildungsschritt 22 von einer Abbildungsvorrichtung 24, insbesondere einer, vorzugsweise werkzeugmaschinenfest angeordneten, Kamera, abgebildet, insbesondere fotografiert, und eine der bearbeiteten Oberfläche 20 des Werkstücks 16 erstellt.
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In einem Vorbereitungsschritt 28 wird die erstellte in Teilbereiche 30 unterteilt. Die Teilbereiche 30 werden nach irrelevanten und relevanten Teilbereichen 30 kategorisiert. Irrelevante Teilbereiche 30 sind dabei beispielsweise durch die mitabgebildete Werkstückumgebung oder unscharfe Darstellung der bearbeiteten Oberfläche 20 charakterisiert. Relevante Teilbereiche weisen beispielsweise eine gute Auflösung und Qualität in der Abbildung der bearbeiteten Oberfläche 20 auf. Darüber hinaus können weitere Kriterien zur Unterteilung, beziehungsweise zur Reduzierung der vorgesehen sein. 2 zeigt beispielhaft vier Teilbereiche 30 die jedoch hinsichtlich ihrer Anzahl und Ausschnittsmaße lediglich beispielhaft zu verstehen sind. Denkbar ist zudem eine Einteilung der Teilbereiche 30 in weitere, beispielsweise teilrelevante, Kategorien.
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In einem Analyseschritt 32 wird die bearbeitete Oberfläche 20 durch eine Daten-Aggregations-Routine 34, insbesondere ein Convolutional Neural Network (CNN), analysiert. Hierbei ist denkbar, dass der Vorbereitungsschritt 28 unmittelbar vor dem Analyseschritt 32 durch dieselbe Daten-Aggregations-Routine 34 durchgeführt wird. Hierdurch kann das Verfahren 10 besonders effektiv durchgeführt werden und es wird weniger Speicherplatz benötigt. Die Daten-Aggregations-Routine 34 ermittelt auf Grundlage der der bearbeiteten Oberfläche 20 tatsächliche Maschinenparameter 36, mit denen die bearbeitete Oberfläche 20 bei intaktem Maschinenzustand erstellt wird.
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In einem Vergleichsschritt 38 werden die eingestellten Maschinenparameter 18 mit den tatsächlichen Maschinenparametern 36 verglichen und die Differenz ermittelt. Die Differenz lässt Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der Einzelkomponenten der Werkzeugmaschine 14 zu und resultiert in der Ausgabe einer Wartungsanweisung 40 zur Korrektur des Maschinenzustands.
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In der gezeigten Ausführungsform der 1 werden dem Verfahren 10 die an einer Bedienereinheit 42 der Werkzeugmaschine 14 eingestellten Maschinenparameter 18 über eine Datenübertragung 44 bereitgestellt. Dies erfolgt beispielsweise durch manuelle Eingabe und/oder durch eine Datenverbindung zwischen Werkzeugmaschine 14 und einem zentralen Zwischenspeicher 46.
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Der zentrale Zwischenspeicher 46 dient darüber hinaus zum Speichern der der bearbeiteten Oberfläche 20, der ermittelten tatsächlichen Maschinenparameter 36 sowie möglicher Prozessparameter 48.
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Die Prozessparameter 48 werden über eine Prozess-Sensorik 50 während des Bearbeitungsschritts 12 erstellt. Die Prozess-Sensorik 50 dient der Überwachung des Bearbeitungsschritts 12 sowie der Werkzeugmaschine 14 und erfasst die vorherrschenden Bedingungen.
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2 zeigt ein erfindungsgemäßes Diagnosesystem 100, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens 10. Das Diagnosesystem 100 weist ein Bildgebermodul 110 mit einer Abbildungsvorrichtung 24, einer Software und einem zentralen Zwischenspeicher 46 auf. Die Abbildungsvorrichtung 24 in Form eines Smartphones dient zur Erstellung der der bearbeiteten Oberfläche 20. Hierdurch kann auf eine kostenintensive Ausrüstung der Werkzeugmaschine 14 mit einer Abbildungsvorrichtung 24, beispielsweise in Form einer werkzeugmaschinenfesten Kamera (siehe 1) verzichtet werden. Die Software des Bildgebermoduls 110 ist dazu ausgebildet, eine Datenverbindung zu dem zentralen Zwischenspeicher 46 und/oder zu einem Datenverwertungsmodul 120 herzustellen. Hierdurch wird einerseits das Speichern der auf dem zentralen Zwischenspeicher 46, andererseits das Weiterverarbeiten der im Datenverwertungsmodul 120 ermöglicht.
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Das Datenverwertungsmodul 120 umfasst die Daten-Aggregations-Routine 34 und dient der Unterteilung der der bearbeiteten Oberfläche 20 in Teilbereiche 30 (siehe 1) sowie der Analyse der der bearbeiteten Oberfläche 20. Ergebnisse der Analyse sowie der Erstellung der Teilbereiche 30 (siehe 1) werden auf einem, mittels einer Datenübertragung 44 an das Datenverwertungsmodul 120 angebundenen, zentralen Zwischenspeicher 46 gespeichert.
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Über eine Datenübertragung 44 zwischen einem Referenzmodul 130 und der Bedienereinheit 42 werden eingestellte Maschinenparameter 18 (siehe 1; Bearbeitungsparameter und Maschineneinstellungen) an das Diagnosesystem 100 übertragen und auf dem zentralen Zwischenspeicher 46 gespeichert.
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Ein Auswertungsmodul 140 ermittelt die, insbesondere mehrdimensionale, Differenz zwischen den eingestellten Maschinenparametern 18 (siehe 1) und den tatsächlichen Maschinenparametern 36 (siehe 1) sowie den Maschinenzustand der Werkzeugmaschine 14. Mittels der Datenübertragung 44 wird eine Wartungsanweisung 40 (siehe 1) zur Wartung der Werkzeugmaschine 14 über ein Ausgabemodul 150 an eine, für eine mit der Wartung der Werkzeugmaschine 14 beauftragte Fachkraft zugängliche Ausgabeeinheit, insbesondere die Bedienereinheit 42 und/oder das Smartphone des Bildgebermoduls 110 übertragen.
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Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung ein Verfahren 10 zur Ermittlung und Korrektur des defekten Maschinenzustands und/oder zumindest eines defekten Komponentenzustands einer Werkzeugmaschine 14, wobei die Zustandsermittlung mittels und Analyse 32 einer erstellten Schnittkante 20 und Vergleich 38 mit eingestellten Maschinenparametern 18 ermittelt wird und die Korrektur durch eine auf dem Maschinenzustand basierende Wartungsanweisung 40 zur Wartung der Werkzeugmaschine 14 erfolgt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verfahren;
- 12
- Bearbeitungsschritt;
- 14
- Werkzeugmaschine;
- 16
- Werkstück;
- 18
- eingestellte Maschinenparameter;
- 20
- bearbeitete Oberfläche;
- 22
- Abbildungsschritt;
- 24
- Abbildungsvorrichtung;
- 26
- Abbildung der bearbeiteten Oberfläche;
- 28
- Vorbereitungsschritt;
- 30
- Teilbereich;
- 32
- Analyseschritt;
- 34
- Daten-Aggregations-Routine;
- 36
- tatsächliche Maschinenparameter;
- 38
- Vergleichsschritt;
- 40
- Wartungsanweisung;
- 42
- Bedienereinheit;
- 44
- Datenübertragung;
- 46
- zentraler Zwischenspeicher;
- 48
- Prozessparameter;
- 50
- Prozess-Sensorik;
- 100
- Diagnosesystem;
- 110
- Bildgebermodul;
- 120
- Datenverwertungsmodul;
- 130
- Referenzmodul;
- 140
- Auswertungsmodul;
- 150
- Ausgabemodul.
