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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitungssteuerung für Blechteile wobei eine Vielzahl von Blechteilen bearbeitet und Realwerte wenigstens eines Bearbeitungsparameters ermittelt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm hierzu.
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Bei der Fertigung von Blechteilen sollen Angebote häufig zu einem Zeitpunkt erstellt werden, zu dem noch nicht bekannt ist, welche weiteren Aufträge bis zur tatsächlichen Fertigung vorliegen werden, die das gleiche Rohmaterial benötigen und zum besseren Verschachteln von Blechteilen beitragen können. Da die Materialkosten ein großer Kostenblock sind, erschwert dies einerseits eine präzise Angebotserstellung. Anderseits ist eine materialsparende Planung und Steuerung der Produktion in Unkenntnis aller zu fertigenden Blechteile bisher nicht mit der erforderlichen Verlässlichkeit möglich. Durch die häufig sehr kleinen Losgrößen wird die Ermittlung der erforderlichen Menge bzw. der möglichst sparsame Einsatz von Rohmaterial zusätzlich erschwert.
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Gemäß
US 2018/0158122 A1 kann eine von einem Kunden bereitgestellte Datei mehrere zu fertigende Stahlteile beschreiben. Zum Erstellen eines Kostenvoranschlags kann eine Anordnung der zu fertigenden Stahlteile auf einem Rohmaterial berechnet werden. Dabei kann auch ein verbleibender Wert des Rohmaterials und bei der Fertigung entstehender Abfall ermittelt werden.
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Aus dem Artikel „Mannlos ja - aber anders“ von Günter Kögel, erschienen in BLECH 06/2010, ist es bekannt, Preise für zuzuschneidende Blechteile in Abhängigkeit von der Lieferzeit zu variieren. Wenn der Kunde einen späteren Liefertermin wählt, erhält er einen günstigeren Preis.
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Prozesszeiten für die Bearbeitung von Blechteilen werden derzeit häufig anhand von materialabhängigen Tabellen für die einzusetzenden Maschinen ermittelt. Zur Erstellung eines Kostenvoranschlags werden neben der Maschinenzeit die Materialkosten auf Basis der Abmaße der zu fertigenden Blechteile abgeschätzt. Wenn viele Blechteile gefertigt werden sollen, kann zudem vorab eine Schachtelung der Blechteile berechnet werden, vergleiche beispielsweise die zuvor genannte
US 2018/0158122 A1 . Da diese Berechnungen vorab in Unkenntnis der tatsächlich gleichzeitig zu fertigenden Blechteile durchgeführt werden, entstehen Abweichungen zwischen den vorab kalkulierten und tatsächlichen Werten beispielsweise für die Ausnutzung des Rohmaterials.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Prognose von Bearbeitungsparametern, wie beispielsweise der Menge des erforderlichen Rohmaterials oder anfallender Bearbeitungszeiten, für die Blechbearbeitung zu ermöglichen.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Computerprogramm gemäß Anspruch 12. Die jeweiligen Unteransprüche und die Beschreibung geben vorteilhafte Varianten bzw. Ausführungsformen an.
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Erfindungsgemäßes Verfahren zur Bearbeitungssteuerung
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Bearbeitungssteuerung für Blechteile vorgesehen. Die Bearbeitung kann insbesondere in einem Ausschneiden der Blechteile, vorzugsweise durch Laserschneiden, Stanzen und/oder Biegen bestehen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- A) Bearbeiten einer Vielzahl von Blechteilen und Ermitteln von Realwerten wenigstens eines Bearbeitungsparameters;
- B) Einlesen von Zeichnungsdaten der bearbeiteten Blechteile und Extrahieren von Eigenschaften aus den Zeichnungsdaten der bearbeiteten Blechteile;
- C) Erstellen einer Datenbank unter Verwendung der ermittelten Realwerte und der extrahierten Eigenschaften, in welcher Eigenschaften von zu bearbeitenden Blechteilen mit Prognosewerten des wenigstens einen Bearbeitungsparameters verknüpft sind.
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Im Schritt A) wird eine Vielzahl von Blechteilen bearbeitet, beispielsweise mittels einer Laserschneidanlage aus einer oder mehreren Blechtafeln ausgeschnitten. Dabei, d. h. insbesondere während oder nach der Bearbeitung, werden Realwerte wenigstens eines Bearbeitungsparameters ermittelt. Die Realwerte bezeichnen diejenigen Werte des wenigstens einen Bearbeitungsparameters, die sich bei der durchgeführten Bearbeitung tatsächlich ergeben haben.
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Die Bearbeitungsparameter beschreiben jeweils einen für die Steuerung der Bearbeitung, d. h. insbesondere deren Planung und/oder Durchführung, relevanten Aspekt. Der wenigstens eine Bearbeitungsparameter kann insbesondere ein Schachtelbarkeitsparameter, ein Zeitparameter und/oder ein Kalkulationsparameter sein.
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Der Schachtelbarkeitsparameter kann eine abstrakte Kennziffer für den beim Bearbeiten, insbesondere Ausschneiden, des Blechteils anfallenden Verschnitt angeben. Vorzugsweise gibt der Schachtelbarkeitsparameter die Fläche des Verschnitts absolut oder relativ zur Fläche des Blechteils an. Durch den Schachtelbarkeitsparameter kann das Blechteil zwischen „sehr gut“ und „sehr schlecht“ schachtelbar klassifiziert werden. Insofern ermöglicht der Schachtelbarkeitsparameter einen Vergleich unterschiedlicher Blechteile im Hinblick auf ihre Schachtelbarkeit, d. h. eine Aussage darüber, welches der Blechteile mehr oder weniger Verschnitt verursachen wird.
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Der Zeitparameter kann eine bei der Bearbeitung des Blechteils relevante Zeitspanne angeben, beispielsweise die zum Ausschneiden des Blechteils erforderliche Hauptzeit. Alternativ oder zusätzlich kann der Zeitparameter eine Nebenzeit, beispielsweise zum Zuführen von Rohmaterial und/oder Entnehmen des bearbeiteten Blechteils aus einer Bearbeitungsanlage betreffen.
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Der Kalkulationsparameter kann einen Preis oder Preisanteil für das Fertigen des Blechteils angeben. Insbesondere kann der Kalkulationsparameter einen durch den Verschnitt anfallenden Preisbeitrag für das Material des Blechteils darstellen. Alternativ oder zusätzlich kann der Kalkulationsparameter einen Korrekturwert, insbesondere einen Korrekturfaktor, für einen auf andere Weise ermittelten Schätzpreis für das Fertigen des Blechteils angeben. Durch das Festlegen des Kalkulationsparameters kann die Nachfrage nach Blechteilen beispielsweise dahingehend gesteuert werden, dass weniger Verschnitt anfällt, wodurch Ressourcen (insbesondere Rohmaterial und Energie) gespart werden. Der Kalkulationsparameter kann von dem bzw. den Schachtelbarkeitparameter(n) und/oder Zeitparameter(n) abhängen.
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Im Schritt B) werden Zeichnungsdaten der bearbeiteten Blechteile in den Speicher eines Computers eingelesen. Mittels eines Computerprogramms werden Eigenschaften der bearbeiteten Blechteile aus den Zeichnungsdaten extrahiert. Ein Zutun eines Anwenders des Verfahrens ist hierfür grundsätzlich nicht erforderlich.
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Ein Zutun des Anwenders kann im Verfahren jedoch vorgesehen sein. Die Eigenschaften beschreiben das jeweilige Blechteil in abstrahierter Weise. Mit anderen Worten können in Kenntnis des Blechteils die Eigenschaften ermittelt werden; aus den Eigenschaften kann die Zeichnung des Blechteils in der Regel jedoch nicht rekonstruiert werden. Welchen Aspekt bzw. welche Aspekte des Blechteils die Eigenschaften beschreiben, kann vordefiniert sein. Ein Aspekt bzw. Aspekte des Blechteils, der bzw. die von den Eigenschaften beschrieben werden, kann bzw. können Material, Blechdicke, eine Toleranz, ein generelles Qualitätsmerkmal, eine Außenkontur, eine Innenkontur, eine besondere Kontur und/oder eine Biegung sein. Vorzugsweise wird bei der Durchführung des Verfahrens selbsttätig ermittelt, welchen Aspekt bzw. welche Aspekte des Blechteils die Eigenschaften beschreiben. Mit anderen Worten können die Eigenschaften während der Verfahrensdurchführung, insbesondere von dem Computerprogramm, definiert werden.
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Im Schritt C) wird unter Verwendung der ermittelten Realwerte und der extrahierten Eigenschaften eine Datenbank erstellt. Die Datenbank kann beim Erstellen im Schritt C) bereits Voreinträge enthalten. In der Datenbank sind Eigenschaften von zu bearbeitenden Blechteilen mit Prognosewerten des wenigstens einen Bearbeitungsparameters verknüpft. Die Eigenschaften entsprechen den im Schritt B) extrahierten Eigenschaften. Die Prognosewerte geben an, welcher Wert des wenigstens einen Bearbeitungsparameters bei einem Blechteil zu erwarten ist, dessen Eigenschaften in einer bestimmten Weise ausgeprägt sind. Die Datenbank erlaubt somit eine Prognose des wenigstens einen Bearbeitungsparameters, wenn die Eigenschaften eines zu bearbeitenden Blechteils bekannt sind. Die Datenbank kann mit einer künstlichen Intelligenz zum maschinellen Lernen verbunden sein. Die künstliche Intelligenz kann in Form eines neuronalen Netzes vorliegen. Daten aus der Datenbank können zum (weiteren) Training der künstlichen Intelligenz genutzt werden. Hierdurch kann die künstliche Intelligenz qualitativ verbesserte Prognosen erstellen. Die Datenbank kann eine vorzugsweise durch maschinelles Lernen, insbesondere Long Short-Term Memory, trainierte künstliche Intelligenz, vorzugsweise in Form eines trainierten neuronalen Netzes, insbesondere eines Convolutional Neural Network, enthalten.
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Die Schritte A) und B) können grundsätzlich in beliebiger Reihenfolge und/der gleichzeitig durchgeführt werden. Der Schritt C) wird zumindest teilweise nach den Schritten A) und B) durchgeführt.
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Vorzugsweise werden in einem Schritt D) Zeichnungsdaten wenigstens eines weiteren, zu bearbeitenden Blechteils in den Speicher des Computers eingelesen. In dem Schritt D) können ferner Eigenschaften aus den Zeichnungsdaten des weiteren Blechteils extrahiert werden. Davon abgesehen, dass im Schritt D) ein Blechteil betrachtet wird, das bei der Durchführung von Schritt C) noch nicht bearbeitet wurde und im Schritt B) Blechteile betrachtet werden, die bei der Durchführung von Schritt C) bereits bearbeitet wurden, entsprechen die Schritte D) und B) einander. Die Durchführung des Schritts D) kann daher wie die Durchführung von Schritt B) erfolgen.
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In einem Schritt E) kann ein Prognosewert des wenigstens eines Bearbeitungsparameters für das wenigstens eine weitere Blechteil anhand der im Schritt D) extrahierten Eigenschaften mittels der Datenbank ermittelt werden. Die Datenbank wird hierzu für die ermittelte Ausprägung der Eigenschaften des weiteren Blechteils ausgewertet. Der Prognosewert liefert eine Prognose eines für die noch durchzuführende Bearbeitung des weiteren Blechteils relevanten Aspekts.
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Vorzugsweise wird in einem Schritt F) anhand des Prognosewerts des Bearbeitungsparameters des weiteren Blechteils ein Bearbeitungsauftrag für das wenigstens eine weitere Blechteil erstellt oder verändert. Die Prognose des bearbeitungsrelevanten Aspekts für das weitere Blechteil wird dadurch zur Bearbeitungssteuerung ausgenutzt. Das Erstellen bzw. Verändern des Bearbeitungsauftrags kann beispielsweise einen Zeitpunkt der Bearbeitung, eine Anzahl gleichartiger zu bearbeitender Blechteile und/oder eine gleichzeitige Bearbeitung mit noch weiteren Blechteilen betreffen.
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Sodann kann in einem Schritt G) das wenigstens eine weitere Blechteil gemäß dem Bearbeitungsauftrag bearbeitet werden. Insbesondere kann das weitere Blechteil aus einer Blechtafel ausgeschnitten werden, beispielsweise durch ein Laserschneidverfahren.
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Besonders bevorzugt wird in einem Schritt H) unter Verwendung von bei der Bearbeitung des wenigstens einen weiteren Blechteils im Schritt G) ermittelten Realwerten des wenigstens einen Bearbeitungsparameters und der in Schritt D) extrahierten Eigenschaften des weiteren Blechteils die Datenbank aktualisiert. Die Prognosequalität der Datenbank kann dadurch laufend verbessert werden. Sofern die Datenbank eine künstliche Intelligenz, insbesondere in Form eines neuronalen Netzes, enthält, kann diese beim Aktualisieren mit den weiteren Realwerten und Eigenschaften trainiert werden.
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Beim Aktualisieren der Datenbank kann ein einer Ausprägung einer Eigenschaft zugeordneter Prognosewert verändert werden. Dies vereinfacht den Aktualisierungsvorgang.
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Alternativ oder zusätzlich können beim Aktualisieren der Datenbank wenigstens eine weitere Eigenschaft und wenigstens ein zugehöriger weiterer Prognosewert in die Datenbank aufgenommen werden. Die Datenbank kann dadurch um einen weiteren Aspekt ergänzt werden. Dies ermöglicht es, der Tatsache Rechnung zu tragen, dass bisher nicht alle bearbeitungsrelevanten Aspekte durch geeignete Eigenschaften in der Datenbank repräsentiert waren.
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Das Extrahieren der Eigenschaften im Schritt C) und/oder D) kann durch ein eine künstliche Intelligenz, insbesondere ein neuronales Netz, vorzugsweise ein Convolutional Neural Network, erfolgen. Ein solches neuronales Netz eignet sich insbesondere zur selbstständigen Auswahl und Definition der relevanten Eigenschaften.
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Die künstliche Intelligenz kann durch maschinelles Lernen, vorzugsweise Long Short-Term Memory, trainiert werden bzw. worden sein. Das Trainieren der künstlichen Intelligenz kann in den Schriften C) und H) anhand der extrahierten Eigenschaften (Schritte B) und D)) sowie der ermittelten Realwerte des wenigstens einen Bearbeitungsparameters (Schritte A) und G)) erfolgen.
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Der wenigstens eine Prognosewert für den wenigstens einen Bearbeitungsparameter kann davon abhängen, welche Bearbeitungsanlage, welches Werkzeug und/oder welches Material eingesetzt wurde bzw. werden soll. Derart kann berücksichtigt werden, dass sich der wenigstens eine Bearbeitungsparameter auch bei im Übrigen, insbesondere in der Ausprägung ihrer Eigenschaften, identischen Blechteilen ändern kann, wenn diese mit einer anderen Bearbeitungsanlage und/oder einem anderen Werkzeug bearbeitet werden. Auch bei der Herstellung geometrisch identischer Blechteile aus unterschiedlichen Materialien kann sich der wenigstens eine Bearbeitungsparameter ändern.
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Erfindungsgemäßes Computerprogramm
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In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt ferner ein Computerprogramm umfassend Programmbefehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen,
- - bei der Bearbeitung einer Vielzahl von Blechteilen ermittelte Realwerte wenigstens eines Bearbeitungsparameters in einen Speicher des Computers einzulesen,
- - Zeichnungsdaten der bearbeiteten Blechteile in einen Speicher des Computers einzulesen und aus den eingelesenen Zeichnungsdaten Eigenschaften der bearbeiteten Blechteile zu extrahieren,
- - unter Verwendung der eingelesenen Realwerte und der extrahierten Eigenschaften eine Datenbank zu erstellen, in welcher Eigenschaften von zu bearbeitenden Blechteilen mit Prognosewerten des wenigstens einen Bearbeitungsparameters verknüpft sind.
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Das Computerprogramm vereinfacht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Insbesondere bewirken die Programmbefehle bei der Ausführung des Computerprogramms die Durchführung der Schritte B) und C). In dem Computerprogramm kann eine künstliche Intelligenz, insbesondere ein neuronales Netz, vorzugsweise ein Convolutional Neural Network, implementiert sein. Vorzugsweise umfasst das Computerprogramm Programmbefehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, die künstliche Intelligenz zu trainieren, insbesondere durch Long Short-Term Memory. Die Programmbefehle können den Computer bei der Ausführung des Computerprogramms dazu veranlassen, weitere Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Für die nähere Ausgestaltung der Verfahrensschritte sei auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen. Insbesondere kann das Computerprogramm Programmbefehle umfassen, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, eine Bearbeitungsanlage, insbesondere eine Laserschneidanlage, zum Bearbeiten einer Vielzahl von Blechteilen und vorzugsweise zum Ermitteln von Realwerten wenigstens eines Bearbeitungsparameters anzusteuern.
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Vorzugsweise umfasst das Computerprogramm weiterhin Programmbefehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen,
- - Zeichnungsdaten wenigstens eines weiteren, zu bearbeitenden Blechteils einzulesen und Eigenschaften des weiteren Blechteils aus den eingelesenen Zeichnungsdaten zu extrahieren,
- - anhand der extrahierten Eigenschaften mittels der Datenbank einen Prognosewert des wenigstens einen Bearbeitungsparameters für das wenigstens eine weitere Blechteil zu ermitteln.
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Das Computerprogramm ermöglicht mithin die Durchführung der Schritte D) und E). Das Computerprogramm kann ferner Programmbefehle umfassen, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, den Prognosewert auszugeben, insbesondere anzuzeigen, und/oder zu speichern.
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Besonders bevorzugt umfasst das Computerprogramm ferner Programmbefehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, anhand des Prognosewerts des Bearbeitungsparameters des weiteren Blechteils einen Bearbeitungsauftrag für das wenigstens eine weitere Blechteil zu erstellen oder zu verändern. Das Computerprogramm ermöglicht mithin die Durchführung des Schritts F). Zudem kann das Computerprogramm Programmbefehle umfassen, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, eine Bearbeitungsanlage, insbesondere eine Laserschneidanlage, zum Bearbeiten des wenigstens einen weiteren Blechteils gemäß dem Bearbeitungsauftrag anzusteuern.
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Besonders bevorzugt umfasst das Computerprogramm ferner Programmbefehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, die Datenbank unter Verwendung von bei der Bearbeitung des wenigstens einen weiteren Blechteils ermittelten Realwerten des wenigstens einen Bearbeitungsparameters und der extrahierten Eigenschaften des weiteren Blechteils zu aktualisieren. Das Computerprogramm ermöglicht mithin die Durchführung des Schritts H). Hierzu kann ein einer Eigenschaft zugeordneter Prognosewert in der Datenbank verändert werden. Alternativ oder zusätzlich können wenigstens eine weitere Eigenschaft und wenigstens ein zugehöriger weiterer Prognosewert in die Datenbank aufgenommen werden.
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Ebenfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt ein Computerprogrammprodukt, auf dem ein oben beschriebenes, erfindungsgemäßes Computerprogramm gespeichert ist. Unter einem Computerprogrammprodukt wird insofern ein computerlesbares Speichermedium verstanden, welches das Computerprogramm in computerlesbarer Form enthält.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Erfindungsgemäß können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen, zweckmäßigen 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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Figurenliste
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Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung zweier aus einer Blechtafel auszuschneidender Blechteile;
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Bearbeitung von Blechteilen.
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1 zeigt zwei Blechteile 10, 11, welche aus einer Blechtafel 12 auszuschneiden sind. Das Blechteil 10 weist eine Außenkontur 14 und hier beispielhaft zwei Innenkonturen 16, 18 auf, die gemeinsam die Kontur des Blechteils 10 definieren. Die Kontur des Blechteils 11 ist vollständig durch seine Außenkontur 14 definiert.
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Die Außenkonturen 14 begrenzen das jeweilige Blechteil 10, 11 nach außen hin. Die Außenkontur 14 des Blechteils 10 weist vorliegend zwei konkave Abschnitte 20, 22 auf. Der konkave Abschnitt 20 bildet eine Hinterschneidung 24. Die Außenkontur 14 des Blechteils 11 weist einen konkaven Abschnitt 26 auf. Im Übrigen sind die Außenkonturen 14 konvex. Die Innenkonturen 16, 18 definieren auszuschneidende Bereiche des Blechteils 10, die nach außen hin allseitig von Material des Blechteils 10 umschlossen sind.
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Zum Ausschneiden der Blechteile 10, 11 aus der Blechtafel 12 wird ein Schneidwerkzeug, beispielsweise ein Laserschneidkopf, entlang den jeweiligen Außen- und Innenkonturen 14, 16, 18 bewegt.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung der Bearbeitung von Blechteilen. Das Steuerungsverfahren wird mit einem Computerprogramm, das auf einem Computer ausgeführt wird, durchgeführt. Das Bearbeiten, d. h. im dargestellten Beispiel das Ausschneiden der in 1 gezeigten Blechteile 10, 11 erfolgt in einem Schritt 102. Bei der Bearbeitung der Blechteile 10, 11, hier während und/oder nach dem Ausschneiden aus der Blechtafel 12, werden in einem Schritt 104 Realwerte verschiedener Bearbeitungsparameter erfasst. Das Bearbeiten der Blechteile 10, 11 und das Erfassen der Realwerte in den Schritten 102 und 104 kann unter Verwendung einer Bearbeitungsanlage, insbesondere einer Laserschneidanlage, erfolgen. Die Bearbeitungsanlage kann zumindest teilweise durch das auf dem Computer ausgeführte Computerprogramm gesteuert werden.
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Einer der Bearbeitungsparameter kann ein Schachtelbarkeitsparameter sein. Der Schachtelbarkeitsparameter beschreibt, wie gut sich die Blechteile 10 bzw. 11 jeweils mit anderen Blechteilen auf einer Blechtafel verschachtelten lassen, d. h. wie platzsparend die Blechteile 10, 11 gemeinsam auf der Blechtafel 12 anordenbar sind. Der Schachtelbarkeitsparameter kann es ermöglichen, unterschiedliche Blechteile 10, 11 bezüglich ihrer Schachtelbarkeit zu klassifizieren, insbesondere im Hinblick auf die Menge des jeweils zu erwartenden Verschnitts zu sortieren. Der Schachtelbarkeitsparameter kann insofern eine abstrakte Kennzahl angeben. Vorzugsweise gibt der Schachtelbarkeitsparameter eine dem jeweiligen Blechteil 10, 11 zuordenbare Gesamtfläche des Verschnitts relativ zur Fläche des jeweiligen Blechteils 10, 11 an.
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Ein weiterer der Bearbeitungsparameter kann ein Zeitparameter sein. Der Zeitparameter kann eine Hauptzeit und/oder eine Nebenzeit der Bearbeitung des jeweiligen Blechteils 10, 11 betreffen. Beispielsweise kann der Zeitparameter angeben, wie lange das Ausschneiden des Blechteils 10 bzw. 11 mit der konkret eingesetzten Laserschneidanlage unter Verwendung des konkret eingesetzten Laserschneidkopfs dauert. Ferner kann der Zeitparameter dem konkreten Material der Blechteile 10, 11 bzw. der Blechtafel 12 zugeordnet werden.
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Ferner kann einer der Bearbeitungsparameter ein Kalkulationsparameter sein. Der Kalkulationsparameter kann einen Preis oder Preisanteil für die Bearbeitung der Blechteile 10 bzw. 11 angeben. Beispielsweise kann der Kalkulationsparameter die durch die Hauptzeit der Bearbeitung verursachten Maschinenkosten betreffen. Alternativ oder zusätzlich kann der Kalkulationsparameter Kosten für das Rohmaterial der Blechtafel 12 betreffen, die durch den dem jeweiligen Blechteil 10, 11 zurechenbaren Verschnitt verursacht werden.
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In einem Schritt 106 werden Zeichnungsdaten der bearbeiteten Blechteile 10, 11 in einen Speicher eines Computers eingelesen. Die Zeichnungsdaten können einer CAD-Datei des jeweiligen Blechteils 10, 11 entnommen werden. Insbesondere beschreiben die Zeichnungsdaten den Verlauf der Außenkonturen 14 sowie gegebenenfalls der Innenkonturen 16, 18.
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Aus den eingelesenen Zeichnungsdaten werden in einem Schritt 108 Eigenschaften der Blechteile 10, 11 extrahiert. Die zu extrahierenden Eigenschaften können vordefiniert sein. Beispielsweise können die Eigenschaften Merkmale der Konturen 14, 16, 18 sein, wie eine Anzahl der Ecken, eine Größe von Winkeln an den Ecken, eine Anzahl von konkaven Abschnitten 20, 22, insbesondere von Hinterschneidungen 24, und/oder eine Anzahl und/oder Form von Innenkonturen 16, 18. Vorzugsweise legt das Computerprogramm die Eigenschaften jedoch selbst fest. In das Computerprogramm kann hierzu eine künstliche Intelligenz, insbesondere in Form eines neuronalen Netzes, vorzugsweise ein Convolutional Neural Network, implementiert sein.
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Sodann wird in einem Schritt 110 eine Datenbank erstellt, welche Eigenschaften von zu bearbeitenden Blechteilen Prognosewerte des wenigstens einen Bearbeitungsparameters zuordnet. Die Datenbank kann beim Erstellen im Schnitt 110 bereits Voreinträge aufweisen. Die Datenbank kann die künstliche Intelligenz enthalten. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Datenbank mit der künstlichen Intelligenz verbunden sein. Die Daten der Datenbank können in jedem Fall zum Training der künstlichen Intelligenz eingesetzt werden. Zum Erstellen der Datenbank werden die im Schnitt 104 ermittelten Realwerte und die im Schritt 108 extrahierten Eigenschaften der Blechteile 10, 11 verwendet. Dabei kann die künstliche Intelligenz trainiert werden, vorzugsweise durch ein Long Short-Term Memory Verfahren.
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In einem Schritt 112 werden Zeichnungsdaten eines weiteren, zu bearbeitenden Blechteils in den Speicher des Computers eingelesen. Aus den eingelesenen Zeichnungsdaten werden in einem Schritt 114 Eigenschaften des weiteren Blechteils extrahiert. Hierzu kann die insbesondere wie oben beschrieben trainierte künstliche Intelligenz eingesetzt werden.
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Unter Verwendung der im Schritt 114 extrahierten Eigenschaften des weiteren Blechteils wird in einem Schritt 116 ein Prognosewert des wenigstens einen Bearbeitungsparameters für das weitere Blechteil ermittelt. Hierzu wird auf die im Schritt 110 erstellte Datenbank zugegriffen. Der Prognosewert gibt insofern an, welcher Wert für den durch den Bearbeitungsparameter beschriebenen Aspekt der Bearbeitung des weiteren Blechteils bei dessen späterer Bearbeitung zu erwarten ist. Beispielsweise kann ein Prognosewert angeben, wie groß der dem weiteren Blechteil zuordenbare Verschnitt voraussichtlich sein wird. Diese Angabe kann absolut oder relativ zur Fläche des weiteren Blechteils erfolgen. Eine Verschachtelung des weiteren Blechteils mit anderen Blechteilen wird hierbei grundsätzlich nicht berechnet. Mehrere Bauteile können jedoch auch verschachtelt als Gesamtheit betrachtet werden. Auch mehrere, insbesondere verschachtelte, Bauteile können betrachtet werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Vielzahl, insbesondere gleichartiger, Blechteile bearbeitet werden soll. Ferner kann ein Prognosewert angeben, wie lange eine bestimmte Bearbeitungsanlage, insbesondere eine bestimmte Laserschneidanlage, mit einem bestimmten Werkzeug, insbesondere einem bestimmten Laserschneidkopf, zum Bearbeiten, hier Ausschneiden, des weiteren Blechteils benötigen wird. Neben der Angabe dieser Hauptzeit kann der Prognosewert bzw. ein weiterer Prognosewert eine Nebenzeit der noch anstehenden Bearbeitung betreffen. Zudem können Prognosewerte Kosten für die Hauptzeit der Bearbeitung und/oder für durch den Verschnitt bedingte Materialkosten betreffen.
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Unter Verwendung des wenigstens einen Prognosewerts kann in einem Schritt 118 ein Bearbeitungsauftrag für das wenigstens eine weitere Blechteil erstellt oder verändert werden. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt für die Bearbeitung des weiteren Blechteils festgelegt werden. Hierbei können Bearbeitungsaufträge für noch weitere Blechteile berücksichtigt werden, insbesondere dahingehend, dass festgelegt wird, welche bzw. wie viele noch weitere Blechteile gemeinsam mit dem weiteren Blechteil aus einer Blechtafel ausgeschnitten werden sollen. Zudem kann festgelegt werden, mit welcher Bearbeitungsanlage und/oder welchem Werkzeug die Bearbeitung erfolgen soll. Schließlich kann eine Anzahl der zu fertigenden Exemplare des weiteren Blechteils festgelegt werden.
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Sodann kann in einem Schritt 120 eine Bearbeitung des weiteren Blechteils entsprechend dem im Schritt 118 definierten Bearbeitungsauftrag erfolgen. Insbesondere wird das weitere Blechteil in der festgelegten Anzahl, zu dem festgelegten Zeitpunkt zusammen mit den festgelegten noch weiteren Blechteilen von der festgelegten Bearbeitungsanlage mit dem festgelegten Werkzeug bearbeitet.
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Bei der Bearbeitung des weiteren Blechteils im Schritt 120 werden - wie im Schritt 104 - Realwerte der Bearbeitungsparameter erfasst. Diese Realwerte werden in einem Schritt 124 zum Aktualisieren der Datenbank verwendet. Insbesondere können die Realwerte mit den Prognosewerten verglichen werden. Sofern eine Abweichung ein vorbestimmtes Maß unterschreitet kann eine Aktualisierung unterbleiben. Vorzugsweise wird zum Aktualisieren der Datenbank die künstliche Intelligenz, insbesondere in Form des neuronalen Netzes eingesetzt. Mit anderen Worten kann die künstliche Intelligenz durch die beim Bearbeiten des weiteren Blechteils erfassten Realwerte weiter trainiert werden.
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Das Aktualisierung der Datenbank kann dadurch erfolgen, dass für bestimmte Ausprägungen von Eigenschaften der zugeordnete Prognosewert des wenigstens einen Bearbeitungsparameters verändert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenbank um wenigstens eine weitere Eigenschaft und wenigstens einen zugehörigen weiteren Prognosewert erweitert werden. Sofern ein neuronales Netz eingesetzt wird, insbesondere sofern die Datenbank das neuronale Netz umfasst, können insbesondere Gewichte zwischen Neuronen und/oder Schwellwerte der Neuronen, verändert werden.
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Die Schritte 112 bis 120 können anschließend zur Steuerung der Bearbeitung noch weiterer Blechteile wiederholt werden. Entsprechend kann durch erneute Durchführung der Schritte 122 und 124 die Datenbank laufend aktualisiert bzw. die künstliche Intelligenz, insbesondere in Form des neuronalen Netzes, trainiert werden.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern der Bearbeitung von Blechteilen. Mittels einer künstlichen Intelligenz, insbesondere in Form eines neuronalen Netzes, können Zeichnungsdaten der Blechteile mit Prognosewerten von Bearbeitungsparametern verknüpft werden. Die künstliche Intelligenz kann anhand von Realwerten der Bearbeitungsparameter, die bei der Bearbeitung einer Vielzahl von Blechteilen gemessen wurden, und von Zeichnungsdaten der bearbeiteten Blechteile trainiert werden. Dies ermöglicht es, anhand von Zeichnungsdaten noch nicht bearbeiteter weiterer Blechteile Prognosewerte für die Bearbeitungsparameter bei der späteren Bearbeitung dieser weiteren Blechteile zu ermitteln. Die Prognosewerte können zur Steuerung der Bearbeitung der weiteren Blechteile eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 11
- Blechteile
- 12
- Blechtafel
- 14
- Außenkontur
- 16, 18
- Innenkonturen
- 20, 22, 26
- konkave Abschnitte
- 24
- Hinterschneidung
- 102
- Bearbeiten von Blechteilen
- 104
- Erfassen von Realwerten eines Bearbeitungsparameters
- 106
- Einlesen von Zeichnungsdaten der Blechteile
- 108
- Extrahieren von Eigenschaften aus den Zeichnungsdaten
- 110
- Erstellen einer Datenbank
- 112
- Einlesen von Zeichnungsdaten eines weiteren Blechteils
- 114
- Extrahieren von Eigenschaften aus den weiteren Zeichnungsdaten
- 116
- Ermitteln eines Prognosewerts des Bearbeitungsparameters
- 118
- Erstellen/Verändern eines Bearbeitungsauftrags
- 120
- Bearbeiten des weiteren Blechteils
- 122
- Ermitteln von Realwerten für das weitere Blechteil
- 124
- Aktualisieren der Datenbank
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20180158122 A1 [0003, 0005]
