DE102022106553A1

DE102022106553A1 - Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine, sowie Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102022106553A1
Application number: DE102022106553.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Wurster; Robert Ressel; Benedikt Buer
Original assignee: Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Current assignee: Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Priority date: 2022-03-21
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2023-09-21
Also published as: WO2023180118A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine (10) mit den folgenden Schritten: a) Automatisches Ermitteln eines aktuell eingestellten Werts mindestens eines ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10); b) Automatisches Ermitteln einer aktuell vorgesehenen Produktionssituation der Werkzeugmaschine (10); c) Automatisches Verarbeiten der in den Schritten a und b ermittelten Informationen mittels einer Datentabelle, welche Werte des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) und/oder Werte eines zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) für die aktuell vorgesehene Produktionssituation mit mindestens einem Leistungsparameter verknüpft; d) Versuchen eines automatischen Ermittelns mittels einer Datentabelle mindestens eines alternativen Werts des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10), der bei der aktuell vorgesehenen Produktionssituation zu einem Wert eines Leistungsparameters führt, der höher ist als der Wert des Leistungsparameters bei der aktuell vorgesehenen Produktionssituation mit dem aktuell eingestellten Wert des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10); e) falls im Schritt d ein Wert ermittelt werden konnte: Automatisches Ausgeben des ermittelten alternativen Werts des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) oder des ermittelten Werts des zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) an eine Person.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine sowie eine Werkzeugmaschine nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche.
Die DE 10 2020 115 462 A1 beschreibt eine Werkzeugmaschine in Form einer Plattenaufteilsäge. Mit dieser können großformatige plattenförmige Ausgangswerkstücke durch Längsschnitte in streifenförmige Halbzeuge und weiter durch Querschnitte und gegebenenfalls noch weitere Schnitte in fertige Werkstücke aufgeteilt werden. Diese fertigen Werkstücke können beispielsweise für die Möbelherstellung verwendet werden.
Plattenaufteilsägen sind komplexe Werkzeugmaschinen mit einer Vielzahl von Einstellmöglichkeiten („Betriebsparameter“). Für den effizienten Betrieb der Werkzeugmaschine und die Sicherstellung der Qualität ist es entscheidend, dass die Werkzeugmaschine bzw. deren Parameter richtig eingestellt wird bzw. werden und die vorhandenen Funktionen der Werkzeugmaschine und Maschinensteuerung optimal angewendet werden. Die korrekte Einstellung der Werkzeugmaschine ist allerdings je nach Produktionssituation für die Bedienperson häufig nicht offensichtlich und erfordert daher Expertenwissen. Häufig kennt die Bedienperson nicht alle verfügbaren Optionen an ihrer Maschine, und daher kann die Werkzeugmaschine nicht maximal effizient genutzt werden.
Typischerweise werden über sogenannte „Rezepte“ die für ein Werkstück bzw. Bearbeitungsprogramm notwendigen Fertigungsschritte angegeben. Das Rezept beinhaltet zwar die notwendigen Fertigungsschritte, aber keine weiterführenden Einstellungen, die für eine höhere Effizienz notwendig sind. Bekannt ist auch eine Einstellung der Werkzeugmaschine mittels materialabhängigen Parametern. Über diese Technik werden je nach zu bearbeitendem Material automatisch Maschineneinstellungen vorgenommen. So können Einstellungen zwar automatisiert werden. Einstellungen, die aber „nur meistens“ richtig sind oder stark vom aktuellen Produktionskontext abhängen, können hierüber nicht umgesetzt werden. Außerdem müssen auch materialabhängige Parameter eingestellt werden, was bedeutet, dass die Bedienperson die Optionen und richtigen Einstellungen kennen muss. Maschineneinstellungen, die den ergonomischen Ablauf beeinflussen können oder werkstoffspezifische Abläufe enthalten, werden im Bearbeitungsprogramm meist nicht berücksichtigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb einer Werkzeugmaschine zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine sowie durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen der jeweiligen nebengeordneten Ansprüche gelöst.
Erfindungsgemäß werden basierend auf der jeweiligen Produktionssituation der Bedienperson intelligente Verbesserungsvorschläge zur optimalen Benutzung der Werkzeugmaschine und ihrer Optionen gemacht, und es wird der Bedienperson ermöglicht, diese Verbesserungsvorschläge einfach in der aktuellen Produktionssituation anzuwenden. Gleichzeitig wird die Bedienperson von der Steuerung der Werkzeugmaschine nicht „entmündigt“, sondern kann anhand ihres eventuell vorhandenen Expertenwissens entscheiden, ob der Verbesserungsvorschlag wirklich sinnvoll ist oder nicht.
Konkret wird ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Plattenaufteilanlage, vorgeschlagen. Bei der Plattenaufteilanlage kann es sich vorzugsweise um eine Plattenaufteilsäge handeln, mit der großformatige plattenförmige Ausgangswerkstücke durch Längsschnitte und Querschnitte und gegebenenfalls weitere Schnitte in fertige Werkstücke aufgeteilt werden, die beispielsweise bei der Möbelproduktion eingesetzt werden. Eine solche Plattenaufteilsäge umfasst typischerweise einen Zuführtisch, einen Maschinentisch, einen Entnahmetisch, eine Sägeeinrichtung und mindestens eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen der Werkstücke relativ zur Sägeeinrichtung bzw. einer durch die Bewegung der Sägeeinrichtung definierten Sägelinie.
Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren gehört zunächst in einem Schritt a. das automatische Ermitteln eines aktuell eingestellten Werts mindestens eines ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine. Typischerweise ist der Wert zuvor entweder durch eine automatische Steuerung (Maschinensteuerung) aufgrund erfasster, ermittelter und/oder vorgegebener Parameter eingestellt worden, oder ist von der Bedienperson manuell beispielswiese aufgrund individueller Erfahrungswerte („Expertenwissen“) eingegeben worden.
Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren gehört ferner als Schritt b. ein automatisches Ermitteln einer aktuell vorgesehenen Produktionssituation der Werkzeugmaschine. Der Begriff „Produktionssituation“ ist dabei im vorliegenden Kontext eher breit zu verstehen und kann jede Art von Parameter oder beschreibendes Kriterium sein, der bzw. das den aktuellen Bearbeitungsprozess insgesamt bzw. als solchen numerisch oder alphanumerisch charakterisiert bzw. beschreibt, und eher weniger als ein rein numerischer Wert eines individuellen Betriebsparameters zu verstehen. Der Begriff „aktuell vorgesehen“ bedeutet, dass die Produktionssituation nicht zwingend bereits jetzt, sondern künftig, also für einen künftig vorgesehenen Produktionsvorgang, vorliegen soll.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden ferner in einem Schritt c. automatisch die in den Schritten a und b ermittelten Informationen mittels einer Datentabelle verarbeitet, welche Datentabelle Werte des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine und/oder Werte eines zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine für die aktuell vorgesehene Produktionssituation mit mindestens einem Leistungsparameter verknüpft. Der Begriff „Datentabelle“ umfasst dabei auch eine Datenbank mit Werten, logischen Verknüpfungen, Ausschlusskriterien oder/und Regelsätzen. Die Datentabelle enthält also Datensätze, in denen numerische Daten und/oder alphanumerische Daten vorhanden sein können. Als Ergebnis der Verarbeitung wird ein Leistungsparameter erhalten, der die voraussichtliche Leistung der Werkzeugmaschine für die vorgesehene Produktionssituation und den ermittelten Wert des ersten Betriebsparameters charakterisiert.
Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Verfahren in einem Schritt d. den Versuch eines automatischen Ermittelns mittels einer Datentabelle mindestens eines alternativen Werts des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine oder eines Werts eines zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine, der bei der aktuell vorgesehenen Produktionssituation zu einem Wert des Leistungsparameters führt, der höher ist als der Wert des Leistungsparameters bei der aktuellen Produktionssituation mit dem aktuell eingestellten Wert des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine. Es wird also nach einer besseren Maschineneinstellung gesucht als der aktuell gewählten. Dabei versteht es sich, dass es Situationen gibt, in denen es keinen günstigeren Wert des ersten oder eines zweiten Betriebsparameters gibt, als die aktuell bereits eingestellten Werte. In diesem Fall sind die aktuellen Einstellungen bereits optimal. Insoweit wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich „versucht“, einen günstigeren Wert zu ermitteln, was aber eben nicht in jedem Fall gelingt.
Die beiden Datentabellen werden vorab erstellt. Neben den eigentlichen numerischen oder alphanumerischen Werten kann mindestens die letztgenannte Datentabelle auch erläuternde Informationen enthalten, durch die der Bedienperson beispielsweise mitgeteilt wird, welche besonderen Vorteile der vorgeschlagene Wert hat. Die Mitteilung kann ferner insbesondere die Bezeichnung des Betriebsparameters sowie eine Beschreibung, was dieser bedeutet, beinhalten.
Schließlich wird in einem Schritt e der ermittelte alternative Wert des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine oder der ermittelte Wert des zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine an eine Person automatisch ausgegeben. Dies ist natürlich nur möglich, wenn im vorhergehenden Schritt d tatsächlich ein günstigerer Wert gefunden wurde. Ist dies nicht der Fall, wird beispielsweise nichts ausgegeben, oder es wird der Person explizit mitgeteilt, dass bereits die günstigsten Einstellungen vorliegen.
Durch die automatische Ausgabe an eine Person, beispielsweise eine Bedienperson oder einen Schichtleiter oder eine sonstige verantwortliche Fachperson, kann diese unter Einsatz ihres Expertenwissens selbstständig entscheiden, ob der vorgeschlagene Wert, also die vorgeschlagenen Maschineneinstellungen, für die vorliegende Produktionssituation Sinn macht. Entscheidet die Person, dass dies der Fall ist, kann sie den vorgeschlagenen Wert über eine entsprechende Eingabe an einer Eingabeeinrichtung (Tastatur, Touchscreen, Mikrofon, etc.) übernehmen. Alternativ kann sie den Vorschlag auch verwerfen, oder die Person kann den vorgeschlagenen Wert „auf Wiedervorlage setzen“ um bei einem nächsten Mal, mit dann mehr Betriebserfahrung, von Neuem entscheiden zu können, ob der alternative Wert verwendet werden soll oder nicht. Die Ausgabe kann unmittelbar bei der Werkzeugmaschine erfolgen, oder von dieser entfernt, beispielsweise im Büro eines Produktionsleiters, etc.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Betriebsparameter der Werkzeugmaschine oder der zweite Betriebsparameter der Werkzeugmaschine ein Parameter aus der folgenden Gruppe ist: Soll- oder Ist-Betriebszustand eines Teilsystems der Werkzeugmaschine; Soll- oder Ist-Anordnung mindestens eines zu bearbeitenden Werkstücks. Das Teilsystem kann eine bestimmte Erfassungseinrichtung sein, deren Messwerte zur Steuerung und/oder Regelung der Werkzeugmaschine herangezogen werden, oder auch beispielsweise ein Antrieb oder eine sonstige Baugruppe. Bei einer Plattenaufteilsäge kann das Teilsystem konkret und beispielhaft ein sog. „Lichttaster“ sein, mit dem eine Schnittlänge des aktuellen Werkstücks ermittelt werden kann. Ist dieser aktiviert, kann die Bewegung einer Sägeeinrichtung auf die Schnittlänge des aktuellen Werkstücks begrenzt werden, ist er dagegen nicht aktiviert, muss die Säge bei einem Schnitt über den maximal möglichen Verfahrweg bewegt werden. Wenn der Lichttaster aktiviert ist, führt dies somit zu einer Leistungssteigerung, da die Werkzeugmaschine aufgrund der Materialerkennung schneller sägen kann. Die Nicht-Aktivierung kann jedoch Sinn machen, wenn ein Werkstück bearbeitet werden soll, dessen Oberfläche mit dem Lichttaster nicht erfasst werden kann. Dies kann beispielsweise bei einer schwarzen Oberfläche des Werkstücks der Fall sein.
Auch kann das Teilsystem beispielhaft ein Bediener-Assistenzsystem sein, welches der Person beispielsweise optisch oder akustisch Anweisungen über vorzunehmende Handlungen ausgibt. Auch kann das Teilsystem beispielhaft eine Höhenmesseinrichtung eines Druckbalkens sein, welches einen bei Plattenaufteilanlagen üblicherweise im Bereich einer Sägelinie vorhandenen Druckbalken automatisch steuert bzw. regelt. Bei einer Plattenaufteilsäge kann die Anordnung des Werkstücks konkret und beispielhaft die Anordnung von zwei Werkstücken nebeneinander oder aufeinander sein, oder sie kann zur Bearbeitung von zwei Werkstücken nacheinander oder gleichzeitig führen.
Ein weiteres Beispiel für ein hier relevantes Teilsystem ist eine Luftversorgung eines Luftkissentisches, beispielsweise ein Gebläse, welches in bestimmten Betriebssituationen aktiviert und bei anderen nicht aktiviert sein kann. Ferner kann ein hier relevantes Teilsystem eine automatische Winkelandrückvorrichtung sein, die beispielsweise bei einem Produktionsvorgang mit manueller Handhabung des Werkstücks ausgeschaltet sein kann. Der Begriff des „Teilsystems“ kann im vorliegenden Zusammenhang noch erweitert werden auf die Berücksichtigung / Nicht-Berücksichtigung bestimmter Parametergruppen. Beispielsweise kann von der Bedienperson bewusst die Verwendung von materialabhängigen Parametern für die Maschinensteuerung eingeschaltet oder ausgeschaltet werden. Ferner kann der Begriff des „Teilsystems“ erweitert werden auf Schaltzustand bestimmter softwarebasierter Teilverfahren, beispielsweise ob eine Schnittplanoptimierung oder eine Abstapeloptimierung eingeschaltet oder ausgeschaltet sind. Ein weiteres Teilsystem kann eine separat verfahrbare Spannzange sein. Je nach deren Schaltzustand kaum eine Umsortierung der Teile in einem Schnittplan oder auch schnittplanübergreifend durchgeführt werden.
Wie oben bereits erwähnt wurde, kann das Teilsystem auch ein Antrieb sein, und die Betriebsparameter können dessen Betriebszustand, aktuelle Leistung, aktuelle Geschwindigkeit oder einfach nur den ein Schaltzustand charakterisieren.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Produktionssituation mindestens eine ist aus der folgenden Gruppe: Bearbeiten eines Werkstücks mit spezifischen Werkstückeigenschaften; Bearbeiten eines Werkstücks mit einem spezifischen Werkzeug; Bearbeiten eines Werkstücks in einer spezifischen relativen Richtung; Bearbeiten eines Werkstücks zu einem spezifischen Zweck. Zu den Werkstückeigenschaften kann beispielsweise eine Art der Werkstückoberfläche gehören, beispielsweise eine, wie oben erwähnt, schwarze Oberfläche, oder eine besonders druckempfindliche Oberfläche. Spezifische Werkzeuge können beispielsweise dann eine Rolle spielen, wenn die Werkzeugmaschine mit unterschiedlichen Arten von Werkzeugen betrieben werden kann, beispielsweise sowohl mit einem Fräswerkzeug als auch mit einem Bohrwerkzeug. Die relative Richtung kann vor allem bei einer Plattenaufteilsäge ein wichtiges Definitionskriterium für die Produktionssituation sein, da sie die Vornahme von Längsschnitten zur Herstellung von Plattenstreifen aus einem Ausgangswerkstück und die Vornahme von Querschnitten zur Herstellung von Werkstücken aus den Plattenstreifen definiert. Auch der Bearbeitungszweck kann die Produktionssituation definieren: beispielsweise bei einer Plattenaufteilsäge kann es wesentlich sein, ob mit dem Sägeaggregat ein Trennschnitt, ein Besäumschnitt oder ein Nutschnitt eingebracht wird. Zum spezifischen Bearbeitungszweck kann auch die angestrebte Fertigungsqualität gezählt werden, beispielsweise, ob es sich um einen Fertigschnitt oder um einen Rohzuschnitt handelt.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Leistungsparamater einer ist aus der folgenden Gruppe: Bearbeitungsgeschwindigkeit, beispielsweise Taktgeschwindigkeit, aber auch Drehzahl eines rotierenden Werkzeugs, oder auch die Anzahl der zu produzierenden Teile pro Schicht, etc., auch wenn diese aus einem übergeordneten System, beispielsweise einer „Fabriksteuerung“ stammen; Bearbeitungsqualität, beispielsweise Qualität einer Schnittkante, Qualität einer Werkstückoberfläche, aber auch die Anzahl von Ausschusswerkstücken; Sicherheit, beispielsweise die Sicherheit einer Person sowie die Sicherheit der Werkzeugmaschine bzgl. Beschädigung; Handhabung, beispielsweise die Kraft oder der Weg, die bzw. den eine Person zur manuellen Manipulation des Werkstücks aufbringen bzw. zurücklegen muss; Materialverschnitt, insbesondere die Menge an Materialverschnitt bzw. die Ausnutzung eines Ausgangswerkstücks zur Herstellung von fertigen Werkstücken.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Akzeptanz durch die Person der an die Person ausgegebenen alternativen Werte des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine oder der ermittelten Werte des zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine ausgewertet wird. Beispielsweise kann die Werkzeugmaschine regelmäßig anonymisierte Daten über ihre Benutzung und die tatsächliche Akzeptanz durch die Person der an die Person ausgegebenen Hinweise an einen zentralen Server senden (grundsätzlich ist die Auswertung aber auch an der Werkzeugmaschine selbst möglich). Die dort gesammelten Daten können dann von Algorithmen und/oder menschlichen Spezialisten, beispielsweise auch historisch, ausgewertet werden, um weitere Vorschläge zu generieren und/oder zu prüfen, wie oft die Vorschläge von der Person angenommen werden. Die gewonnenen Daten können anonymisiert beispielsweise für Marketing, Entwicklung und Produktmanagement weiterverwendet werden. Auch können ungenutzte oder selten genutzte Funktionen identifiziert werden, die die Leistung der Werkzeugmaschine verbessern können.
Bei einer Weiterbildung hierzu ist vorgesehen, dass auf Basis der Auswertung die (als zweites genannte) Datentabelle angepasst wird. Auf diese Weise kann das Vorschlagssystem verfeinert und angepasst werden, so dass im obigen Schritt d von der Person häufiger akzeptierbare alternative Werte ermittelt werden.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf Basis der Auswertung mögliche Modifikationen der Werkzeugmaschine, die einen höheren Leistungsparameter ermöglichen, ermittelt werden. Dem Kunden können also Vorschläge oder Angebote für Modifikationen der Werkzeugmaschine durch Hardware oder Freischaltung von vorbereiteten Optionen unterbereitet werden, die es dem Kunden ermöglichen, die Leistung seiner Werkzeugmaschine zu erhöhen.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass im Schritt d der alternative Wert abhängig von einem vorgegebenen Prioritätsparameter ermittelt wird. Die Prioritätsparameter können grundsätzlich die gleichen sein wie die oben angegebenen Leistungsparameter. Auf diese Weise können spezifische Vorlieben der Person und/oder des Kunden berücksichtigt werden.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der im Schritt d ermittelte und im Schritt e ausgegebene alternative Wert einer bestimmten Person oder einem bestimmten Nutzer bzw. Kunden zugeordnet wird, und insbesondere dass der alternative Wert automatisch eingestellt wird, wenn die bestimmte Person oder der bestimmten Nutzer erkannt wird. Auch dies gestattet es, dass individuelle Vorlieben der Person und/oder des Kunden noch besser berücksichtigt bzw. bedient werden können. Die beiden letztgenannten Weiterbildungen gestatten es, dass quasi „benutzerspezifische Anwendungsprofile“ mit priorisierten bzw. eingelernten Einstellungen vorhanden sind und genutzt werden können. „Benutzerspezifisch“ kann hier sowohl auf die individuelle Person als auch auf den Kunden insgesamt bezogen sein.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Werkzeugmaschine in Form einer Plattenaufteilsäge; und
2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Betreiben der Werkzeugmaschine von 1.

Eine Werkzeugmaschine in Form einer Plattenaufteilsäge trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst eine Säge, welche in 1 jedoch nicht dargestellt ist.
Lediglich die Sägelinie ist durch eine strichpunktierte Linie mit dem Bezugszeichen 12 angedeutet. Die Säge kann sich für einen Schneidevorgang längs zur Sägelinie 12 bewegen. Oberhalb der Sägelinie 12 ist ein Druckbalken 14 vorhanden, und unter diesem ein Maschinentisch 15, in dem ein Sägeschlitz (nicht dargestellt) vorhanden ist, durch die ein Sägeblatt der Säge nach oben über die Ebene des Maschinentisches 15 wenigstens zeitweise überstehen kann.
Zu der Werkzeugmaschine 10 gehört ferner ein Zuführtisch 16, der beispielsweise durch eine Vielzahl von Rollen (nicht dargestellt) gebildet wird. Auf dem Zuführtisch 16 liegt bei der in 1 dargestellten Ausgangskonfiguration der Werkzeugmaschine 10 ein plattenförmiges Werkstück 18. Dieses kann von einer auch als Programmschieber bezeichneten ersten Vorschubeinrichtung 20 in Vorschubrichtung (Pfeil 22) und auch entgegen der Vorschubrichtung 22 bewegt werden, indem es von ersten Greifeinrichtungen 24 in Form von pneumatischem Spannzangen gegriffen wird. Diese sind an einem ersten motorisch in Vorschubrichtung 22 beweglichen Träger 26 angebracht.
Die Werkzeugmaschine 10 umfasst ferner eine zweite Vorschubeinrichtung 28, die in der 1 dargestellten Ruheposition ganz in der Nähe zu der Sägelinie 12 angeordnet ist. Die zweite Vorschubeinrichtung 28 umfasst einen zweiten Träger 30 in Form eines verschieblichen Schlittens, an dem seitlich, zum Zuführtisch 16 hin, eine zweite Greifeinrichtung 32 wiederum beispielsweise in Form einer pneumatischen Spannzange befestigt ist. In 1 unten schließt sich an den Maschinentisch 15 ein aus vier Segmenten bestehender Entnahmetisch 34 an.
Zu der Werkzeugmaschine 10 gehört auch eine Verarbeitungseinrichtung 36. Bei dieser kann es sich beispielsweise um einen Computer handeln. Die Verarbeitungseinrichtung 36 umfasst mindestens einen Prozessor 38 und mindestens einen Speicher 40. Auf dem Prozessor 38 kann auf dem Speicher 40 abgespeicherter Programmcode ablaufen. Der Programmcode ist so programmiert, dass die Verarbeitungseinrichtung 36 ein Verfahren automatisch steuert, welches weiter unten unter Bezugnahme auf 2 erläutert werden wird.
Zu der Verarbeitungseinrichtung 36 gehört ferner eine Ausgabeeinrichtung 42 zur Ausgabe von Informationen an eine Person, beispielsweise an eine Bedienperson der Werkzeugmaschine 10. Beispielhaft kann die Ausgabeeinrichtung 42 einen Bildschirm, einen Lautsprecher, einen Laserprojektor, eine Lichtleiste, o. ä. umfassen. Weiterhin gehört zu der Verarbeitungseinrichtung 36 auch eine Eingabeeinrichtung 44, beispielsweise in Form einer Tastatur, eines Touchscreens, eines Mikrofons, etc.
Im Betrieb der Werkzeugmaschine bzw. Plattenaufteilsäge 10 können plattenförmige Ausgangswerkstücke 18 von der ersten Vorschubeinrichtung 20 relativ zur Sägelinie 12 positioniert und durch die Säge in Plattenstreifen gesägt werden (Längsschnitte). Die Plattenstreifen werden dann um 90° gedreht und wieder auf den Zuführtisch 16 so eingelegt, dass sie entweder nur von der ersten Vorschubeinrichtung 20 oder nur von der zweiten Vorschubeinrichtung 28 relativ zur Sägelinie 12 positioniert und sukzessive in Werkstücke aufgeteilt werden (Querschnitte).
Möglich ist aber auch, dass zwei nebeneinanderliegende Plattenstreifen auf dem Zuführtisch 16 liegen, wobei ein Plattenstreifen von der ersten Vorschubeinrichtung 20 und ein danebenliegender Plattenstreifen von der zweiten Vorschubeinrichtung 28 gegriffen wird. Die beiden Vorschubeinrichtungen 20 und 28 positionieren dann den jeweiligen Plattenstreifen gegebenenfalls unterschiedlich relativ zur Sägelinie 12, wodurch sie durch einen einzigen Schnitt (Querschnitte) der Säge gleichzeitig aber unterschiedlich aufgeteilt werden können. Möglich ist, dass einzelne Werkstücke und Plattenstreifen gesägt werden, möglich ist aber auch, dass gestapelte Werkstücke bzw. Plattenstreifen gesägt werden.
Nun wird das bereits kurz erwähnte Verfahren zum Betreiben der Werkzeugmaschine 10 von 2 näher erläutert. Das Verfahren beginnt in einem Funktionsblock 46. In einem Block 48 werden zwei Größen verarbeitet, nämlich ein aktuell eingestellter Wert eines ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine 10, und eine aktuell vorgesehene Produktionssituation der Werkzeugmaschine 10. Der aktuell eingestellte Wert des ersten Betriebsparameters wird in einem Funktionsblock 50 ermittelt, die aktuelle Produktionssituation in einem Funktionsblock 52. Die beiden Funktionsblöcke 50 und 52 erhalten entsprechende Daten von einer Maschinensteuerung 54.
Der erwähnte erste Betriebsparameter der Werkzeugmaschine 10 kann ein Parameter aus der folgenden Gruppe sein: Soll- oder Ist-Betriebszustand eines Teilsystems der Werkzeugmaschine 10; Soll- oder Ist-Anordnung mindestens eines zu bearbeitenden Werkstücks 18. Das Teilsystem kann eine bestimmte Erfassungseinrichtung sein, deren Messwerte zur Steuerung und/oder Regelung der Werkzeugmaschine 10 herangezogen werden. Bei der hier vorliegenden Plattenaufteilsäge 10 kann das Teilsystem konkret und beispielhaft ein sog. „Lichttaster“ sein, mit dem eine Schnittlänge beispielsweise des aktuellen Werkstücks 18 ermittelt werden kann. Ist dieser Lichttaster (in 1 nicht gezeichnet) aktiviert, kann die Bewegung der Säge längs zur Sägelinie 12 auf die Schnittlänge (entsprechend der Breite des Werkstücks 18) begrenzt werden, ist er dagegen nicht aktiviert, muss die Säge bei einem Schnitt über den maximal möglichen Verfahrweg (mehr oder weniger die Gesamtlänge der Sägelinie 12) bewegt werden.
Auch kann das Teilsystem beispielhaft ein Bediener-Assistenzsystem sein, welches der Person beispielsweise optisch oder akustisch Anweisungen über vorzunehmende Handlungen ausgibt, beispielsweise mittels der Ausgabeeinrichtung 42. Auch kann das Teilsystem beispielhaft eine Höhenmesseinrichtung des Druckbalkens 14 sein, welche die Absenkung des Druckbalkens 14 auf das im Bereich der Sägelinie 12 angeordnete Werkstück sowohl als Vorpositionierung als auch für den eigentlichen Bearbeitungsvorgang automatisch steuert bzw. regelt. Bei der vorliegenden Plattenaufteilsäge 10 kann die Anordnung des Werkstücks konkret und beispielhaft die Anordnung von zwei Werkstücken nebeneinander oder aufeinander sein, oder sie kann zur Bearbeitung von zwei Werkstücken nacheinander oder gleichzeitig führen, wie oben beispielhaft im Zusammenhang mit der ersten Vorschubeinrichtung 20 und der zweiten Vorschubeinrichtung 28 erwähnt wurde.
Ganz allgemein kann das Teilsystem eine konfigurierbare Baugruppe sein, beispielsweise die Position eines beweglichen Aufnahmetisches oder eine Höhe eines Abstapeltische, etc, oder ein konfigurierbarer Software-Baustein.
Die im Funktionsblock 52 ermittelte Produktionssituation kann mindestens eine ist aus der folgenden Gruppe sein: Bearbeiten eines Werkstücks mit spezifischen Werkstückeigenschaften; Bearbeiten eines Werkstücks mit einem spezifischen Werkzeug; Bearbeiten eines Werkstücks in einer spezifischen relativen Richtung; Bearbeiten eines Werkstücks zu einem spezifischen Zweck. Zu den Werkstückeigenschaften kann beispielsweise eine Art der Werkstückoberfläche gehören. Beispielsweise kann das Werkstück eine farbige, insbesondere schwarze Oberfläche haben, oder das Werkstück bzw. Material des Werkstücks kann besonders druckempfindlich sein, so dass der Klemmdruck beispielsweise durch den oben erwähnten Druckbalken 14 entsprechend eingestellt werden muss. Spezifische Werkzeuge können bei einer vorliegend nicht gezeichneten Ausführungsform eine Rolle spielen, wenn nämlich die Werkzeugmaschine mit unterschiedlichen Arten von Werkzeugen betrieben werden kann, beispielsweise mit einem Fräswerkzeug und mit einem Bohrwerkzeug.
Die relative Richtung kann vor allem bei der vorliegenden Plattenaufteilsäge 10 ein wichtiges Definitionskriterium für die Produktionssituation sein, da sie die Vornahme der oben erwähnten Längsschnitte zur Herstellung von Plattenstreifen aus dem Ausgangswerkstück 18 und die Vornahme der oben erwähnten Querschnitte zur Herstellung von (fertigen) Werkstücken aus den Plattenstreifen definiert. Auch der Bearbeitungszweck kann die Produktionssituation definieren: beispielsweise bei der vorliegenden Plattenaufteilsäge 10 kann es wesentlich sein, ob mit dem Sägeaggregat ein Trennschnitt, ein Besäumschnitt oder ein Nutschnitt eingebracht wird.
Das automatische Verarbeiten im Funktionsblock 48 erfolgt unter Verwendung einer in einem Funktionsblock 56 bereitgestellten Datentabelle, welche Werte des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine 10 für die aktuell vorgesehene Produktionssituation mit mindestens einem Leistungsparameter verknüpft. Diese Datentabelle 56 wurde in einem Funktionsblock 58 vorab beispielsweise unter Laborbedingungen erstellt. Sie enthält beispielsweise für jede mögliche Produktionssituation eine Vielzahl von Datensätzen, bestehend aus den beiden Daten „erster Betriebsparameter“ und „Leistungsparameter“.
Der Leistungsparameter kann einer aus der folgenden Gruppe sein: Bearbeitungsgeschwindigkeit, beispielsweise Taktgeschwindigkeit, bei der vorliegenden Plattenaufteilsäge 10 aber auch beispielhaft die Drehzahl des rotierenden Sägeblatts oder eine Vorschubgeschwindigkeit eines Sägewagens, auf dem das Sägeblatt angeordnet ist; Bearbeitungsqualität, beispielsweise die Qualität einer durch einen Sägevorgang an einem Plattenstreifen oder einem fertigen Werkstück hergestellten Schnittkante oder die Qualität einer Werkstückoberfläche, aber auch die Anzahl von Ausschusswerkstücken nach der Durchführung der Sägevorgänge; Sicherheit, beispielsweise die Sicherheit der Person der Werkzeugmaschine 10 sowie die Sicherheit der Werkzeugmaschine 10 vor einer Beschädigung; Handhabung, beispielsweise die Kraft oder der Weg, die bzw. den die Person zur manuellen Manipulation eines Werkstücks (beispielsweise der Plattenstreifen für die 90° Drehung und das Wiedereinlegen in die Vorschubvorrichtungen 20 und 28) aufbringen bzw. zurücklegen muss; Materialverschnitt, insbesondere die Menge an Materialverschnitt bzw. die Ausnutzung des Ausgangswerkstücks 18 zur Herstellung von fertigen Werkstücken.

Ein Beispiel für einige Spalten und Zeilen einer solchen Datentabelle könnte beispielsweise wie folgt aussehen:

Produktionssituation	Erster Betriebsparameter	Zweiter Betriebsparameter	Leistungsparameter
panel_type_1	assist_off	sens_off	L1
panel_type_1	assist_off	sens_on	L2
panel_type_1	assist_on	sens_off	L3
panel_type_1	assist_on	sens_on	L4
panel_type_2	RPM1	sens_off	L5
panel_type_2	RPM1	sens_on	L6
panel_type_2	RPM2	sens_off	L7
panel_type_2	RPM2	sens_on	L8

wobei panel_type_1 Werkstücke mit einer ersten Werkstückeigenschaft und panel_type_2 Werkstücke mit einer zweiten Werkstückeigenschaft bezeichnen, assist_off und assist_on den Einschaltzustand eines optischen Assistenzsystems bezeichnen, RPM1 und RPM2 jeweilige Drehzahlen eines Sägewerkzeugs bezeichnen, sens_on und sens_off den Einschaltzustand einer Erfassungseinrichtung, beispielsweise eines Längenmeßsystems, bezeichnen, und L1 bis L8 unterschiedliche Werte von Leistungsparametern bezeichnen, vorliegend eine Bearbeitungsgeschwindigkeit.

Das Ergebnis der Verarbeitung im Funktionsblock 48 ist die Bereitstellung eines voraussichtlichen Wertes des Leistungsparameters im Funktionsblock 60.
In einem Funktionsblock 62 wird nun versucht, mittels einer in einem Funktionsblock 64 bereitgestellten (zweiten) Datentabelle einen alternativen Wert für den ersten Betriebsparameter der Werkzeugmaschine 10 oder einen Wert eines zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine 10 zu ermitteln, der bei der aktuell vorgesehenen Produktionssituation (Funktionsblock 52) zu einem voraussichtlichen Wert des Leistungsparameters führt, der höher ist als der im Funktionsblock 60 bereitgestellte voraussichtliche Wert des Leistungsparameters bei der aktuell vorgesehene Produktionssituation mit dem aktuell eingestellten Wert des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine 10.
Die im Funktionsblock 66 bereitgestellten Datentabelle ist wiederum vorab beispielsweise im Labor (Funktionsblock 66) erzeugt worden. Die im Funktionsblock 64 bereitgestellte Datentabelle kann wiederum für eine Vielzahl von möglichen Produktionssituationen Wertepaare, Wertetripel oder Wertequadrupel, etc., enthalten, die mindestens die beiden Daten „erster Betriebsparameter“ und „Leistungsparameter“ miteinander verknüpfen. Vorzugsweise sind aber auch noch weitere Informationen in dem Datensatz enthalten, welche beispielsweise die Art des ersten Betriebsparameters, die Art des Leistungsparameters, sowie weitere Informationen, die für die Person der Werkzeugmaschine 10 nützlich sind, enthalten.
Ein entsprechender alternativer Wert des ersten Betriebsparameters wird im Funktionsblock 68 bereitgestellt.
Dabei spielt auch eine in einem Funktionsblock 70 vorgegebene Priorisierung eine Rolle, denn der alternative Wert wird abhängig von einem im Funktionsblock 70 vorgegebene Prioritätsparameter ermittelt. Die Prioritätsparameter können grundsätzlich die gleichen sein wie die oben bereits aufgezählten Leistungsparameters.
Im Funktionsblock 72 kann festgestellt werden, dass die aktuellen Einstellungen bereits optimal sind, also kein alternativer und den Leistungsparameter verbessernder Wert für den ersten Betriebsparameter gefunden werden konnte. In einem Funktionsblock 74 kann dagegen festgestellt werden, dass die aktuellen Einstellungen nicht optimal sind, also ein alternativer und für die Leistung günstigerer Wert für den ersten Betriebsparameter gefunden wurde. In einem Funktionsblock 76 erfolgt eine entsprechende Ausgabe an die Person, beispielsweise mittels der Ausgabeeinrichtung 42.
Die Person wird also darüber informiert, ob ein alternativer und günstigerer Wert gefunden werden konnte, und, wenn ja, um welchen Betriebsparameter es sich handelt, und welches der bessere Wert ist. Auch kann die Person an dieser Stelle darüber informiert werden, welche Art der Leistungssteigerung der Werkzeugmaschine 10 durch die Verwendung des alternativen Wert des ersten Betriebsparameters (oder des zweiten Betriebsparameters) erzielt werden kann. Auch der Umfang der voraussichtlichen Leistungssteigerung kann beispielhaft angegeben werden.
In einem Funktionsblock 78 kann die Person beispielsweise über die Eingabeeinrichtung 44 mitteilen, ob sie den im Funktionsblock 76 angebotenen Vorschlag akzeptiert oder nicht.
Akzeptiert sie den Vorschlag, wird die Maschinensteuerung (Funktionsblock 54) entsprechend angepasst. Der Maschinensteuerung 54 ist die Identität der Person bekannt (Funktionsblock 80). Dies gestattet es, in einem Funktionsblock 82 den akzeptierten alternativen Wert des ersten Betriebsparameters der Person zuzuordnen, sodass für künftige Produktionssituationen mit dieser Person die Maschinensteuerung vorab und automatisch bereits entsprechend eingestellt werden kann.
Die Eingabe im Funktionsblock 78 durch die Person kann in einem Funktionsblock 84 ausgewertet werden. Beispielsweise kann die Werkzeugmaschine 10 regelmäßig anonymisierte Daten über ihre Benutzung und die Akzeptanz der an die Person ausgegebenen Hinweise an einen zentralen Server (nicht dargestellt) senden (grundsätzlich ist die Auswertung aber auch an der Werkzeugmaschine selbst möglich). Die dort gesammelten Daten können dann von Algorithmen und/oder menschlichen Spezialisten ausgewertet werden, um weitere Vorschläge zu generieren und/oder zu prüfen, wie oft die Vorschläge vom Bediener angenommen werden. Die gewonnenen Daten können anonymisiert beispielsweise für Marketing, Entwicklung und Produktmanagement weiterverwendet werden. Auch können ungenutzte oder selten genutzte Funktionen identifiziert werden, die die Leistung der Werkzeugmaschine verbessern können. Auch eine Anpassung der Datentabelle im Funktionsblock 64 ist auf diese Weise möglich.
Auch können auf Basis der Auswertung im Funktionsblock 84 in einem Funktionsblock 86 mögliche Modifikationen der Werkzeugmaschine 10, die einen höheren Leistungsparameter ermöglichen, ermittelt werden. Dem Kunden können also Vorschläge oder Angebote für mögliche Modifikationen der Werkzeugmaschine 10 durch Hardware oder Freischaltung von vorbereiteten Optionen unterbereitet werden, die es dem Kunden ermöglichen, die Leistung der Werkzeugmaschine 10 zu erhöhen.
Das Verfahren endet in einem Block 88.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020115462 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine (10), insbesondere einer Plattenaufteilsäge, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: a. Automatisches Ermitteln eines aktuell eingestellten Werts mindestens eines ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10); b. Automatisches Ermitteln einer aktuell vorgesehenen Produktionssituation der Werkzeugmaschine (10); c. Automatisches Verarbeiten der in den Schritten a und b ermittelten Informationen mittels einer Datentabelle, welche Werte des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) und/oder Werte eines zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) für die aktuell vorgesehene Produktionssituation mit mindestens einem Leistungsparameter verknüpft; d. Versuchen eines automatischen Ermittelns mittels einer Datentabelle mindestens eines alternativen Werts des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) oder eines Werts eines zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10), der bei der aktuell vorgesehenen Produktionssituation zu einem Wert eines Leistungsparameters führt, der höher ist als der Wert des Leistungsparameters bei der aktuell vorgesehenen Produktionssituation mit dem aktuell eingestellten Wert des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) ; e. falls im Schritt d ein Wert ermittelt werden konnte: Automatisches Ausgeben des ermittelten alternativen Werts des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) oder des ermittelten Werts des zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) an eine Person.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebsparameter der Werkzeugmaschine (10) oder der zweite Betriebsparameter der Werkzeugmaschine (10) ein Parameter aus der folgenden Gruppe ist: Soll- oder Ist-Betriebszustand eines Teilsystems der Werkzeugmaschine (10); Soll- oder Ist-Anordnung mindestens eines zu bearbeitenden Werkstücks (18).
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionssituation mindestens eine ist aus der folgenden Gruppe: Bearbeiten eines Werkstücks (18) mit spezifischen Werkstückeigenschaften; Bearbeiten eines Werkstücks (18) mit einem spezifischen Werkzeug; Bearbeiten eines Werkstücks (18) in einer spezifischen relativen Richtung; Bearbeiten eines Werkstücks (18) zu einem spezifischen Zweck.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsparamater einer ist aus der folgenden Gruppe: Bearbeitungsgeschwindigkeit; Bearbeitungsqualität; Sicherheit; Handhabung; Materialverschnitt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Akzeptanz der an die Person ausgegebenen alternativen Werte des ersten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) oder der ermittelten Werte des zweiten Betriebsparameters der Werkzeugmaschine (10) ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der Auswertung die Datentabelle angepasst wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der Auswertung Modifikationen der Werkzeugmaschine (10), die einen höheren Leistungsparameter ermöglichen, ermittelt werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d der alternative Wert abhängig von einem vorgegebenen Prioritätsparameter ermittelt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Schritt d ermittelte und im Schritt e ausgegebene alternative Wert einer bestimmten Person oder einem bestimmten Nutzer zugeordnet wird, und insbesondere, dass der alternative Wert automatisch eingestellt wird, wenn die bestimmte Person oder der bestimmten Nutzer erkannt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Ausgeben im Schritt e unmittelbar bei der Werkzeugmaschine (10) oder an einer von dieser entfernten Stelle, beispielsweise in einem von der Werkzeugmaschine (10) entfernt angeordneten Raum, erfolgt.
Werkzeugmaschine (10) zur automatischen Bearbeitung eines Werkstücks (18) mit einem Werkzeug, umfassend eine Verarbeitungseinrichtung (36) mit einem Prozessor (38) und einem Speicher (40), wobei auf dem Prozessor (38) Programmcode ablaufen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (36) zur Ausführung eines Verfahrens der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.