DE102022123795A1 - Verfahren und System zum Anpassen eines Steuerungsplans zum Steuern eines Laserschneidvorgangs einer Laserschneidanlage - Google Patents

Verfahren und System zum Anpassen eines Steuerungsplans zum Steuern eines Laserschneidvorgangs einer Laserschneidanlage Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) und ein System (60) zum Anpassen eines Steuerungsplans (5) zum Steuern eines Laserschneidvorgangs einer Laserschneidanlage (50), bei dem Werkstückteile (44) aus einem Werkstück (40) ausgeschnitten werden. Ferner betrifft die Erfindung ein mit dem Verfahren (100) assoziiertes Computerprogrammprodukt und eine Laserschneidanlage (50) mit zumindest einer Laserschneidmaschine (10) zum Ausschneiden von Werkstückteilen (44) aus einem Werkstück (40), zumindest einer Entnahmevorrichtung (30) zum Entnehmen der aus dem Werkstück (40) ausgeschnittenen Werkstückteile (44) und dem System (60).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Anpassen eines Steuerungsplans zum Steuern eines Laserschneidvorgangs einer Laserschneidanlage sowie ein mit dem Verfahren assoziiertes Computerprogrammprodukt und eine Laserschneidanlage mit dem System.
  • In Laserschneidvorgängen ist die automatisierte Entnahme der aus einem Werkstück ausgeschnittenen Werkstückteile ein Prozessschritt, der wesentlich für den reibungslosen Ablauf der Produktion ist. Probleme bei der Entnahme der Werkstückteile können zu maßgeblichen Verzögerungen im Prozess führen, da ihre Behebung oftmals ein manuelles Eingreifen erfordert. Das bedeutet, dass ein automatisierter Fertigungsprozess so lange angehalten werden muss, bis ein Mitarbeiter das nicht automatisiert entnommene Werkstückteil manuell entnimmt. Die dadurch verursachten Verzögerungen stellen prozessuale Risiken für die gesamte Fertigung dar, in der das Ausschneiden der Werkstückteile nur ein einzelner Fertigungsschritt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Prozessrisiken in einem geplanten Laserschneidvorgang auf möglichst einfache und kostengünstige Art und Weise zu reduzieren oder zu eliminieren.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorgeschlagen wird demnach ein Verfahren zum Anpassen eines Steuerungsplans zum Steuern eines Laserschneidvorgangs einer Laserschneidanlage, bei dem Werkstückteile aus einem Werkstück ausgeschnitten werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    • - Erfassen von Produktionsdaten des Werkstücks, der daraus auszuschneidenden Werkstückteile und/oder der Laserschneidanlage und eines Steuerungsplans,
    • - Ermitteln eines Prozessrisikos für das Entnehmen der aus dem Werkstück auszuschneidenden Werkstückteile aus der Laserschneidanlage auf Basis der zuvor erfassten Produktionsdaten und des Steuerungsplans,
    • - Bestimmen von Steuerungsbefehlen zum Steuern des Laserschneidvorgangs auf Basis des zuvor ermittelten Prozessrisikos derart, dass die Steuerungsbefehle das ermittelte Prozessrisiko reduzieren, und
    • - Anpassen des Steuerungsplans, wobei die zuvor bestimmten Steuerungsbefehle in den Steuerungsplan einbezogen werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann folglich ein insbesondere vorgegebener Steuerungsplan für eine entsprechende Steuervorrichtung der Laserschneidanlage angepasst werden, sodass der Laserschneidvorgang derart durchgeführt werden kann, dass die Werkstückteile bei einem gegenüber dem Stand der Technik reduzierten Prozessrisiko entnehmbar sind, sodass Stillstandzeiten der Laserschneidanlage minimiert werden und sich das prozessuale Risiko für eventuelle weitere Fertigungsschritte reduziert. Als Prozessrisiko wird demnach insbesondere verstanden, dass ein Werkstückteil nicht entnommen werden kann und/oder ein manuelles Eingreifen durch einen Arbeiter erforderlich ist. Die Ermittlung des Prozessrisikos ist dabei insbesondere eine Schätzung auf Basis der Produktionsdaten und des Steuerungsplans, die insoweit vor dem eigentlichen Laserschneidevorgang durchgeführt wird. Der Steuerungsplan kann im Rahmen seiner Anpassung oder nachträglich in die Maschinensprache der Steuervorrichtung der Laserschneidanlage, insbesondere einer Laserschneidmaschine, kompiliert werden, um entsprechend zum Steuern des Laserschneidvorgangs ausgeführt zu werden.
  • Der Laserschneidevorgang kann zumindest teilweise automatisiert, insbesondere vollständig automatisiert, ablaufen. Auch der Entnahmevorgang der auszuschneidenden Werkstückteile kann zumindest teilweise automatisiert, insbesondere vollständig automatisiert, ablaufen. Für die Ausführung des Laserschneidevorgangs kann die Laserschneidanlage, insbesondere kann eine Laserschneidmaschine oder können mehrere Laserschneidmaschinen der Laserschneidanlage, mittels des angepassten Steuerungsplans gesteuert und entsprechend betrieben werden. Dabei müssen nicht alle Steuerungsbefehle des Steuerungsplans auf Basis des ermittelten Prozessrisikos angepasst werden. Vielmehr können bestimmte Steuerungsbefehle bereits in dem vorgegebenen Steuerungsplan vorliegen, die den Laserschneidevorgang unabhängig vom Prozessrisiko steuern. Solche Steuerungsbefehle können beispielsweise eine Laserschneidgeschwindigkeit und/oder Lageparameter der auszuschneidenden Werkstückteile in dem Werkstück angeben. Insbesondere kann es sich dabei um Grundsteuerungsbefehle handeln, die vorgegeben werden und nicht verändert werden. Derartige Grundsteuerungsbefehle können auch Grenzen für Bearbeitungsparameter beim Laserschneidevorgang, beispielsweise eine Laserstrahlintensität und/oder Laserschneidgeschwindigkeit, enthalten, die nicht unter- und/oder überschritten werden dürfen. Ein Anpassen des Steuerungsplans umfasst insbesondere ein Bearbeiten und/oder Ergänzen des für ein Werkstück oder mehrere Werkstücke bestehenden Steuerungsplans.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann nun ein automatisierter oder, mit anderen Worten, automatischer Laserschneidevorgang optimiert werden, um die Werkstückteilentnahme zu erleichtern. Diese Optimierung wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit des ermittelten Prozessrisikos ausgeführt, indem die Steuerungsbefehle in Abhängigkeit vom Prozessrisiko gewählt werden. Das Prozessrisiko wiederum wird auf Basis von Werkstück-, Werkstückteil- und/oder Laserschneidanlagen-spezifischen Produktionsdaten ermittelt. So kann für jedes zu produzierende Werkstückteil, für jedes vorliegende Werkstück, aus dem das Werkstückteil ausgeschnitten wird, und für jede einzelne Laserschneidanlage, insbesondere jede Laserschneidmaschine, ein spezifisches Prozessrisiko bestimmt werden. So kann für einen gesamten Auftrag auf einer oder mehreren Laserschneidmaschinen der Laserschneidanlage ein individuelles Prozessrisiko ermittelt werden und es können durch die Anpassung der Steuerungsbefehle geeignete anlagen- bzw. maschinenbezogene Steuermaßnahmen ergriffen werden.
  • Entscheidend ist beim erfindungsgemäßen Verfahren dabei, dass ein Prozessrisiko, insbesondere in quantitativer und/oder qualitativer Hinsicht, bestimmt wird, so dass insbesondere abhängig von der Art und/oder Höhe des in quantitativer und/oder qualitativer Weise bestimmten Prozessrisikos adäquate Maßnahmen zur Senkung des Prozessrisikos ergriffen werden können. So kann ein Ausgleich zwischen der Senkung des Prozessrisikos einerseits und damit ggf. einhergehenden Nachteilen in Bezug auf die Prozessführung des Laserschneidevorgangs ausgeglichen werden, die infolge der Steuerungsbefehle zur Prozessrisikoreduzierung entstehen können. Wenn beispielweise zur Prozessrisikoreduzierung eine verringerte Laserschneidgeschwindigkeit als Steuerungsbefehl oder als Bearbeitungsparameter in einem Steuerungsbefehl vorgegeben wird, kann abhängig von dem Prozessrisiko die Höhe der verringerten Laserschneidgeschwindigkeit adäquat gewählt werden. Die Laserschneidgeschwindigkeit kann also an die Art und/oder Höhe des Prozessrisikos angepasst verringert werden. Wenn beispielsweise das Prozessrisiko überschaubar ist, kann die Laserschneidgeschwindigkeit folglich nur geringfügig geringer als vorgegeben oder üblich ausfallen. Wenn das Prozessrisiko jedoch sehr hoch ist, kann die Laserschneidgeschwindigkeit entsprechend stark gesenkt werden. Mit anderen Worten ist es nicht erforderlich, bei jedem noch so geringen Prozessrisiko Steuerungsbefehle mit allen möglichen bzgl. des Laserschneidvorgangs einhergehenden Nachteilen, etwa hinsichtlich der Bearbeitungsdauern, zu bestimmen.
  • Diesseits wurde erkannt, dass die Probleme bei der Entnahme der geschnittenen Werkstückteile viele unterschiedliche Ursachen haben können und diese durch das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere unter Rückgriff auf die bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Unteransprüche, minimiert werden können. So wurde beispielsweise festgestellt, dass eine schlechte Materialqualität des bearbeiteten Werkstücks und/oder eine Walzrichtung des Werkstücks ein Problem für die Entnahme darstellen kann. Auch Spannungen im Material des Werkstücks, die zu Verformungen führen können und Ausdehnungen des Materials des Werkstücks durch den Hitzeeintrag während des Laserschneidvorgangs können die Entnahme behindern. Ferner kann auch ein Verhärten der beim Laserschneidvorgang erzeugten Schlacke an einer Schnittkante der Werkstückteile auf dem Werkstück und das damit einhergehende Herstellen einer Verbindung zwischen dem Werkstückteil und dem Werkstück oder ein Verkanten des Werkstückteils in dem Werkstück aufgrund seiner Geometrie zu einem Problem führen. Diese möglichen Probleme und die Risiken, dass sie entstehen, können im Besonderen durch die erfassten Produktionsdaten ermittelt werden und in die Anpassung des Steuerungsplans einfließen, um ihr Auftreten zu vermeiden oder zumindest auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann für jedes einzelne Werkstücke oder für jede mehrere Werkstücke jeweils wiederholt werden. So kann sichergestellt werden, dass das Prozessrisiko bei der Bearbeitung jedes einzelnen Werkstücks oder aller mehreren Werkstücke möglichst gering ausfällt.
  • Unter einem Werkstück wird vorliegend insbesondere eine Werkstücktafel oder Werkstückplatte verstanden, welche ihre größte Erstreckung in einer horizontalen Ebene aufweist und mit einer Dicke in der orthogonal dazu stehenden vertikalen Ebene eingerichtet ist. Ein Werkstück kann insbesondere ein Werkstückblech sein. Ein derartiges Werkstück kann auch als bearbeitetes Werkstück bezeichnet werden, wenn darin Werkstückteile eingearbeitet sind, die durch eine Sollbruchstelle mit dem Werkstück verbunden sind. Eine derartige Sollbruchstelle kann insbesondere in Form eines Stegs zwischen Werkstückteilen und Werkstück bzw. einem verbleibenden Restgitter des Werkstücks ausgebildet sein. Die Sollbruchstelle sorgt damit einerseits dafür, dass das Werkstück mit allen Werkstückteilen sicher aus einer Laserschneidmaschine entnommen werden kann und andererseits dafür, dass ein einfaches Lösen der Werkstückteile von dem Werkstück und damit ein Entnehmen der Werkstückteile aus der Laserschneidmaschine möglich ist.
  • Wie zuvor beschrieben kann eine Laserschneidanlage eine oder mehrere Laserschneidmaschinen umfassen. Derartige Laserschneidmaschinen können insbesondere als Flachbettwerkzeugmaschinen, insbesondere 2D-Laserflachbettmaschinen, ausgeführt sein. Durch die Flachbettwerkzeugmaschine werden die Werkstückteile, die in ihrer Form durch den Steuerungsplan der Flachbettwerkzeugmaschine vorgegeben werden, mittels Laserschneidens von dem Rest des Werkstücks getrennt. Die Werkstückteile sind demnach insbesondere aus dem Werkstück mittels Lasers ausgeschnitten. Es kann jedoch die Sollbruchstelle verbleiben, die jeweils ein Werkstückteil mit dem Rest des Werkstücks, das hierin auch als Restgitter bezeichnet wird und ggf. wiederverwertbaren Ausschuss darstellt, verbindet. Dabei können auch mehrere Sollbruchstellen zwischen je einem Werkstückteil und dem Werkstück verbleiben. Das so bearbeitete Werkstück kann nun dem sog. Absortieren in oder an der Laserschneidmaschine zugeführt werden, da die Werkstückteile mittels der Sollbruchstelle noch an dem Restgitter des Werkstücks befestigt sind. Das Brechen der Sollbruchstelle bzw. Lösen der Werkstückteile von dem Restgitter des Werkstücks kann manuell, teilautomatisiert oder vollautomatisiert erfolgen. Für das Absortieren kann ein Werkzeug, beispielsweise ein Rüttler, ein sog. Vibrationshammer oder eine Bohrmaschine, eingesetzt werden. Ein Rüttler oder Vibrationshammer sorgt durch Vibration für sich periodisch wiederholende Vibrationen oder Schläge auf das Werkstück, sodass die Werkstückteile von dem Werkstück gelöst werden. Durch eine Bohrmaschine kann die Sollbruchstelle durch Bohren an der Sollbruchstelle oder einer ggf. neben dem Werkstückteil vorgesehenen Bohrstelle, insbesondere einem sog. Microjoint, aufgebrochen werden. Insbesondere beim Absortieren kann es zu dem zuvor erwähnten Verkanten eines Werkstückteils kommen, sodass eine automatisierte Entnahme erschwert oder nicht mehr möglich wird. Dann kann es erforderlich sein, dass ein Arbeiter das Werkstückteil manuell entnimmt, bevor die Entnahme weiterlaufen kann.
  • Das Erfassen der Produktionsdaten kann beispielsweise durch ein Einlesen von Produktionsdaten erfolgen. Die Produktionsdaten können hierzu beispielsweise über eine Datenkommunikation, auf einem Datenträger oder dergleichen bereitgestellt werden, beispielsweise für jeden Auftrag zum Laserschneiden eines oder mehrerer Werkstücke. Alternativ oder zusätzlich können einige oder alle der Produktionsdaten aber auch vor oder während des Laserschneidvorgangs gemessen werden, beispielsweise durch einen oder mehrere Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras der Laserschneidmaschine.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es sich insbesondere um ein Computer-implementiertes Verfahren handeln, wobei einzelne, mehrere oder alle Schritte des Verfahrens durch einen oder mehrere Computer ausführbar sein können oder ausgeführt werden können. Auch ist möglich, einzelne Schritte nur teilweise Computer-implementiert auszuführen, so beispielsweise das Erfassen der Produktionsdaten durch Einlesen von Produktionsdaten, während weitere Produktionsdaten oder dieselben Produktionsdaten durch eine oder mehrere Kameras oder einen oder mehrere Sensoren mittels Messens erfasst werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Produktionsdaten Materialparameter, Geometrieparameter und/oder Positionsparameter der Werkstückteile umfassen. Die Materialparameter können beispielsweise eine Materialbeschaffenheit, eine Materialqualität, eine Dicke des Materials, usw. der Werkstückteile umfassen, wobei diese bewertet und klassifiziert werden können. Die Werkstückteile und damit die Werkstücke können dabei beispielsweise aus Aluminium, Eisen, Blech, Glas, Halbleitersubstrat-Strukturen, Leiterplatten-Strukturen und/oder Kunststoffteilen bestehen. Die Geometrieparameter können beispielsweise die Abmessungen, die zweidimensionalen Formen, die Komplexität usw. der Werkstückteile umfassen. Sie können, wie später näher erläutert wird, vorteilhafterweise in unterschiedliche Geometrieklassen unterteilt werden. Die Positionsparameter der Werkstückteile können die Position, und insbesondere auch die Orientierung zusammen mit den Geometrieparametern, der Werkstückteile im Werkstück umfassen. Insbesondere durch alle Parameter zusammen kann das Werkstückteil produktionstechnisch in seiner Gesamtheit weitestgehend vollständig erfasst werden, um das Prozessrisiko möglichst genau ermitteln bzw. abschätzen zu können.
  • Wie zuvor erwähnt worden ist, können die Produktionsdaten bzgl. der Werkstückteile beispielsweise eingelesen und/oder gemessen werden. Beispielsweise kann die Oberflächenqualität des Werkstücks und damit der Werkstückteile, die aus dem Werkstück ausgeschnitten werden, durch Bildaufnahme einer Kamera mit anschließender Bildauswertung erfasst werden. So kann beispielsweise ermittelt werden, ob das Werkstück gebeizt, nicht gebeizt oder foliert ist. Insbesondere durch die Kombination aus Einlesen und Messen von Produktionsdaten lässt sich dabei das Prozessrisiko besonders präzise abschätzen, da möglicherweise nicht alle Produktionsdaten vermessen werden können oder aus kostentechnischen Gründen nicht vermessen werden sollen oder können, gleichzeitig aber auch die eingelesenen Produktionsdaten, die beispielsweise vom Hersteller des Werkstücks bereitgestellt werden können, nicht immer zutreffend sein müssen. Durch Einlesen und Messen lässt sich so eine hohe Genauigkeit der Produktionsdaten erzielen, was auch eine genauere Ermittlung des Prozessrisikos erlaubt.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Produktionsdaten Laserschneidparameter und/oder Konfigurationsparameter der Laserschneidanlage, insbesondere einer oder mehrerer Laserschneidmaschinen, aufweisen. Beispielsweise können die Konfigurationsparameter den Typ der verwendeten Laserschneidmaschine, eine verwendete Pin- und/oder Saugeranordnung für die Werkstückteile, ein verwendetes Schneidgas, usw. betreffen. Ganz besonders kann es sich um Konfigurationsparameter einer Konfiguration einer Entnahmevorrichtung der Laserschneidanlage, insbesondere einer oder mehrerer Laserschneidmaschinen, handeln. In der Entnahmevorrichtung kann das Entnehmen der Werkstückteile, umfassend das Absortieren der Werkstückteile von dem Werkstück, stattfinden. Bei den Laserschneidparametern kann es sich auch um Laserschneidparameter handeln, die im Rahmen des Steuerungsplans für eine Laserschneidmaschine und/oder im Rahmen eines Auftrags mit bestimmten Werkstücken vorgegeben sein können. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Laserschneidgeschwindigkeit, eine Laserleistung, usw. handeln. Dadurch kann ein Arbeits- und Konfigurationsbereich der entsprechend für einen Laserschneidvorgang mit anschließender Entnahme eingesetzten Laserschneidmaschine ermittelt werden, von dem das Prozessrisiko ebenfalls abhängt. Auch kann davon abhängen, inwieweit das Prozessrisiko gesenkt werden kann.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die bestimmten Steuerungsbefehle die beim Laserschneiden zu verwendenden Laserschneidparameter angeben und/oder eine Laserschneidmaschine zur Entnahme der Werkstückteile der Laserschneidanlage auswählen. Das Anpassen von Laserschneidparametern ist dabei eine einfache Maßnahme, die ergriffen werden kann, um das Prozessrisiko zu reduzieren. Das Auswählen einer Laserschneidmaschine, insbesondere einer Entnahmevorrichtung, ist dabei eine aufwändigere Maßnahme, da das oder die zu schneidenden Werkstücke entsprechend an einen anderen Ort zugeführt werden müssen, als ggf. gemäß dem vorgegebenen und noch nicht angepassten Steuerungsplan ursprünglich geplant war. Vorteilhaft ist hieran aber, dass unterschiedliche Produktionsdaten von Laserschneidmaschinen nutzbar gemacht werden können. Wenn beispielsweise eine Laserschneidmaschine mit einem größeren Laserschneidparameterbereich oder einer vorteilhaften Konfiguration der Entnahmevorrichtung zur Verfügung steht, der oder die es ermöglicht, ein Werkstück mit ansonsten hohem Prozessrisiko bei geringerem Prozessrisiko zu schneiden, kann auf einfache Art und Weise eine Prozessrisikoreduzierung bereitgestellt werden.
  • Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Prozessrisiko als ein kombiniertes Prozessrisiko aus dem Risiko eines zumindest teilweisen Ausfalls der Laserschneidanlage und dem Risiko eines Qualitätsmangels der Werkstückteile ermittelt wird. Insoweit kann nicht nur das Risiko einer blockierten Entnahme wegen beispielsweise Verkantens eines Werkstücks berücksichtigt werden, sondern es können vorteilhafterweise unterschiedliche Risiken berücksichtigt werden, die für die Prozessführung relevant sind. Dabei können die beiden unterschiedlichen Risiken zunächst einzeln ermittelt werden und anschließend zum kombinierten Prozessrisiko kombiniert werden. Hierbei können die unterschiedlichen Risiken eine unterschiedliche oder gleiche Gewichtung im kombinierten Prozessrisiko erfahren, je nachdem, welches der beiden Risiken eher vermieden werden soll. Für die unterschiedlichen Risiken können dabei unterschiedliche Produktionsdaten relevant sein und auch unterschiedliche Steuerungsbefehle können jeweils geeignet sein, das jeweilige Risiko bestmöglich zu minimieren.
  • Neben oder alternativ zum Einbeziehen der Qualität in Form einer Risikoermittlung eines Qualitätsmangels kann auch eine Produktionspräferenz berücksichtigt werden. Hierzu können Steuerungsbefehle vorgegeben werden, welche gem. der Produktionspräferenz beispielsweise eine Mindestqualität und/oder einen Maximalverschnitt des Werkstücks sichern, sodass die Reduzierung des Prozessrisikos nicht zu Lasten der Produktionspräferenzen geht.
  • Außerdem kann vorgesehen sein, dass für die Ermittlung des Prozessrisikos und/oder die Bestimmung der Steuerungsbefehle zur Reduktion des Prozessrisikos eine Prozessrisikodatenbank und/oder eine künstliche Intelligenz, insbesondere maschinelles Lernen, verwendet wird. Die Prozessrisikodatenbank kann beispielsweise auf empirischen Daten und/oder modellierten Daten basieren. Die künstliche Intelligenz, insbesondere das maschinelle Lernen, kann wiederum zusätzlich oder alternativ anhand vorheriger Laserschneidvorgänge Muster von spezifischen Produktionsdaten und/oder Steuerungsplänen erkennen, die zu spezifischen Problemstellungen bei der Entnahme führen können. Auf diese Weise ist es insbesondere durch einen lernenden Algorithmus möglich, entsprechende Prozessrisiken präzise wiederzuerkennen und besonders geeignete Steuerungsbefehle zu bestimmen, welche die Prozessrisiken minimieren. So können einmal aufgetretene und hierzu ähnlichen Probleme bei bestimmten Problembildern bzw. mit bestimmten Produktionsdaten zuverlässig erkannt werden und in der Zukunft vermieden werden.
  • Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Prozessrisikodatenbank und/oder künstliche Intelligenz unterschiedlichen Parametern in den Produktionsdaten unterschiedliche Parameterklassen zuordnet und den unterschiedlichen Parameterklassen unterschiedliche Teilrisiken zuordnet, aus denen das Prozessrisiko zusammengesetzt wird. Insbesondere können die Materialparameter, Geometrieparameter und/oder Positionsparameter in den Produktionsdaten wenigstens einer von zumindest zwei unterschiedlichen Parameterklassen zugeordnet werden. So können in der Prozessrisikodatenbank zu bestimmten Parameterbereichen von Parametern der Produktionsdaten unterschiedliche Parameterklassen hinterlegt sein, sodass sich eine einfache Zuordnung der jeweiligen Produktionsdaten zu diesen Parameterklassen bewerkstelligen lässt. Beispielsweise kann eine Parameterklasse PK1 für einen bestimmten Parameterbereich eines Parameters, beispielsweise einer Werkstückqualität oder bestimmten Geometrie, mit einem geringen Teilrisiko, Parameterklasse PK2 für einen Parameterbereich mit einem mittleren Teilrisiko und Parameterklasse PK3 für einen Parameterbereich mit einem hohen Teilrisiko stehen. Die Anzahl von Parameterklassen ist hier nur beispielhaft gewählt. Den einzelnen, auf die jeweiligen Parameter bezogenen Parameterklassen können durch die Prozessrisikodatenbank jeweils unterschiedliche Teilrisiken, insbesondere in qualitativer und/oder quantitativer Hinsicht, zugeordnet sein. Für die Parameter der erfassten Produktionsdaten können so jeweils die Parameterklassen ermittelt werden und auf dieser Basis die unterschiedlichen Teilrisiken bestimmt werden. Möglich ist insbesondere auch die Verwendung von Geometrieklassen als Parameterklassen. So können unterschiedliche Arten von Geometrien, insbesondere danach sortiert, wie wahrscheinlich es ist, dass diese für ein Problem bei der Entnahmen sorgen können, unterschieden werden und in entsprechende Geometrieklassen zugeordnet werden. Beispielsweise können der Geometrieklasse GK1 Werkstückteile zugeordnet werden, die sich zum Durchbiegen neigen. Der Geometrieklasse GK2 können Geometrien der Werkstückteile mit vielen Hinterschneidungen und der Geometrieklasse GK3 wiederum schwere Werkstückteile, zugeordnet werden. Selbstverständlich sind auch Kombinationen dieser Geometrieklassen und auch feinere Aufteilungen der Geometrieklassen möglich. Die insbesondere qualitativ und/oder quantitativ voneinander unterschiedlichen Teilrisiken können dann zusammen betrachtet werden, um das (Gesamt-)Prozessrisiko zu bilden. Schließlich können auf dieser Basis ein oder mehrere Steuerungsbefehle in der Prozessrisikodatenbank dem so ermittelten Prozessrisiko zugeordnet sein, die sich zur Prozessrisikominimierung eignen. Auf diese Weise kann für jedes Werkstück oder jeden Auftrag eine schnelle und dennoch hinreichend präzise Prozessrisikoermittlung erfolgen, auf die praktisch ohne nennenswerte Verzögerung im Bearbeitungsprozess reagiert werden kann, um einen Stillstand in der Laserschneidanlage zu vermeiden oder zumindest die Häufigkeit von Stillständen zu reduzieren. Aber auch andere Möglichkeiten der Ermittlung eines Prozessrisikos als durch eine Prozessrisikodatenbank sind möglich, so beispielsweise eine Minimumsuche einer Hyperpotentialfläche.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass für die Bestimmung der Steuerungsbefehle zur Reduktion des Prozessrisikos eine Simulation des Laserschneidvorgangs und/oder des Entnahmevorgangs der Werkstückteile, insbesondere umfassend den Absortiervorgang der Werkstückteile von dem Werkstück, verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass vor der eigentlichen Umsetzung einer Maßnahme zur Verringerung des Prozessrisikos, also vor der Bestimmung eines oder mehrerer entsprechenden Steuerungsbefehle, durch Simulation bestätigt werden kann, dass der entsprechend den bestimmten Steuerungsbefehlen angepasste Steuerungsplan das Prozessrisiko tatsächlich senken wird, insbesondere ein Problem bei der Werkstückteilentnahme verhindern wird. Es können auch Simulationen von Steuerungsplänen mit unterschiedlichen Steuerungsbefehlen durchgeführt werden. Dann kann aus einer Vielzahl von Steuerungsplänen jeweils derjenige ausgewählt werden, der die größte Prozessrisikoreduktion hervorbringt und/oder den besten Kompromiss aus Prozessrisikoreduktion und Prozessführung, beispielsweise hinsichtlich der Geschwindigkeit des Laserschneidvorgangs und/oder der Qualität der geschnittenen Werkstückteile, liefert.
  • Auch kann vorgesehen sein, dass die bestimmten Steuerungsbefehle Lageparameter der auszuschneidenden Werkstückteile in dem Werkstück bestimmen. Das bedeutet, dass die Werkstückteile in ihrer Positionierung und/oder Orientierung auf dem Werkstück zur Prozessrisikoreduzierung geplant werden. Dazu kann eine insbesondere gemäß dem vorgegebenen Steuerungsplan bestehende Schachtelung der Werkstückteile auf dem Werkstück angepasst werden oder die Schachtelung von Grund auf neu geplant werden, um einen entsprechenden Schachtelungsplan der Werkstückteile auf dem Werkstück zu erhalten. Dies erlaubt es, als kritisch identifizierte Werkstückteile örtlich so auf dem Werkstück zu verschieben, insbesondere gegenüber einem Auflagebereich in der Entnahmevorrichtung, insbesondere Auflageelementen des Auflagebereichs, dass die Auflageelemente kein Prozessrisiko für die darauf aufliegenden Werkstücke darstellen, weil dort Werkstückteile ansonsten verkanten oder verkleben können.
  • Vorgesehen werden kann auch, dass die bestimmten Steuerungsbefehle einen Zeitraum für den Laserschneidevorgang bestimmen. Die Steuerungsbefehle können also eine zeitliche Planung des Laserschneidevorgangs enthalten. Dadurch ist vorteilhafterweise möglich, ein erhöhtes Prozessrisiko eines Auftrags von einem oder mehreren Werkstücken in einem Zeitraum durchzuführen, in dem das Prozessrisiko möglichst gut abgefangen werden kann, beispielsweise durch Kernarbeitszeiten von Arbeitern, die ein Entnahmeproblem schnell lösen können. Beispielsweise können Steuerungsbefehle Aufträge in eine Tagschicht von Arbeitern legen, bei denen ein erhöhtes Prozessrisiko ermittelt wird, während Aufträge mit geringem Prozessrisiko beispielsweise in die Nachtschicht fallen können, in der weniger oder keine Arbeiter vor Ort sein können.
  • Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass für jedes Werkstückteil ein Prozessrisiko-Etikett erstellt wird, welches ein Werkstückteil-individuelles Prozessrisiko angibt, und wobei das Prozessrisiko aus der Summe der Werkstückteilindividuellen Prozessrisiken gebildet wird. So kann für jedes Werkstückteil ein individuelles Prozessrisiko ermittelt und nachverfolgt werden, sodass eine besonders genaue Prozessrisikoermittlung und anschließende Bestimmung von Steuerungsbefehlen ermöglicht sind. Dabei kann das Werkstückteil-individuelle Prozessrisiko insbesondere durch die zuvor erwähnte Prozessrisikodatenbank ermittelt werden.
  • Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Verfahren ferner den Schritt eines Laserschneidens der Werkstückteile aus dem Werkstück mittels der Laserschneidanlage, insbesondere einer oder mehrerer Laserschneidmaschinen, aufweist, wobei der angepasste Steuerungsplan zum Steuern des Laserschneidvorgangs verwendet wird. Auch kann das Verfahren den Schritt eines Entnehmens der ausgeschnittenen Werkstückteile umfassen. Das Verfahren kann insoweit auch als ein Verfahren zum Laserschneiden von Werkstückteilen aus einem Werkstück bezeichnet werden, welches die voranstehenden Schritte des Verfahrens zum Anpassen des Steuerungsplans umfassen kann.
  • Die eingangs erwähnte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • Damit bringt ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläutert worden sind. Das Computerprogrammprodukt kann dabei ein Computerprogramm an sich oder ein Produkt, etwa ein computerlesbarer Datenspeicher, sein, auf dem ein Computerprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gespeichert sein kann.
  • Die eingangs erwähnte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System nach Anspruch 14. Das System zum Anpassen eines Steuerungsplans zum Steuern eines Laserschneidvorgangs einer Laserschneidanlage, bei dem Werkstückteile aus einem Werkstück ausgeschnitten werden, weist die folgenden Module auf:
    • - ein Erfassungsmodul zum Erfassen von Produktionsdaten des Werkstücks, der daraus auszuschneidenden Werkstückteile und/oder der Laserschneidanlage und eines Steuerungsplans,
    • - ein Ermittlungsmodul zum Ermitteln eines Prozessrisikos für das Entnehmen der aus dem Werkstück auszuschneidenden Werkstückteile aus der Laserschneidanlage auf Basis der zuvor erfassten Produktionsdaten und des Steuerungsplans,
    • - ein Bestimmungsmodul zum Bestimmen von Steuerungsbefehlen zum Steuern des Laserschneidvorgangs auf Basis des zuvor ermittelten Prozessrisikos derart, dass die Steuerungsbefehle das ermittelte Prozessrisiko reduzieren, und
    • - ein Anpassungsmodul zum Anpassen des Steuerungsplans, wobei die zuvor bestimmten Steuerungsbefehle in den Steuerungsplan einbezogen werden.
  • Dabei gelten Merkmale, die hierin in Bezug auf das Verfahren beschrieben sind, gleichsam in Bezug auf das System und umgekehrt.
  • Damit bringt ein erfindungsgemäßes System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren erläutert worden sind. Insbesondere kann das System zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet bzw. ausgebildet sein.
  • Die Module des Systems können dabei beispielsweise jeweils durch einen separaten Computerprogrammcode oder gemeinsam durch einen gemeinsamen Computerprogrammcode und/oder durch separate oder gemeinsame Funktionseinheiten eines Computers oder der Laserschneidanlage implementiert sein. Beispielsweise kann das Erfassungsmodul als eine Einleseeinheit, etwa ein Einleseprogrammcode, ein Speicher eines Computers und/oder ein Sensor oder einer Kamera der Laserschneidanlage, ausgebildet sein. Möglich ist auch, dass einzelne Module in einem gemeinsamen Modul implementiert sind, so beispielsweise das Ermittlungsmodul und das Bestimmungsmodul. Das System kann insbesondere einen oder mehrere Computer umfassen, welcher oder welche die einzelnen Module aufweisen können.
  • Neben den genannten Modulen kann das System selbstverständlich weitere Module und Komponenten aufweisen. So z.B. die zuvor erwähnte Prozessrisikodatenbank und/oder künstliche Intelligenz, ein Simulationsmodul zur Simulation des Laserschneidvorgangs und/oder des Entnahmevorgangs und/oder ein Etikettmodul zum Erstellen von Prozessrisiko-Etiketts für jedes Werkstückteil.
  • Die eingangs erwähnte Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Laserschneidanlage nach Anspruch 15. Die Laserschneidanlage weist zumindest eine Laserschneidmaschine zum Ausschneiden von Werkstückteilen aus einem Werkstück, zumindest eine Entnahmevorrichtung, insbesondere als Teil der zumindest einen Laserschneidmaschine, zum Entnehmen der aus dem Werkstück ausgeschnittenen Werkstückteile und ein erfindungsgemäßes System auf.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Ansicht einer Laserschneidmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
    • 2 eine schematische Ansicht der Laserschneidvorrichtung der Laserschneidmaschine der 1;
    • 3 eine schematische Ansicht einer Laserschneidanlage mit einem System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und mehreren Laserschneidmaschinen der 1; und
    • 4 eine schematische Ansicht eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Ausführung durch die Laserschneidanlage der 3.
  • In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren sind für identische oder einander entsprechende Merkmale jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • 1 zeigt eine Laserschneidmaschine 10 in Form einer Laserschneid-Flachbettwerkzeugmaschine mit einer Laserschneidvorrichtung 20, in der ein Laserschneidvorgang mit einem Laserstrahl 1 (siehe 2) durchgeführt wird. Insbesondere wird ein Fokus des Laserstrahls 1 von einer Steuervorrichtung 24 (siehe 2) der Laserschneidmaschine 10 entlang vorgegebener, in einem Bearbeitungsbereich angeordneter Schneidkonturen 42 über ein plattenförmiges Werkstück 40, insbesondere ein sich im Wesentlichen zweidimensional erstreckendes Blech, geführt, um aus diesem Werkstückteile 44 mit spezifischen, gemäß einem Schachtelungsplan vorgegebenen Formen auszuschneiden. Der Schachtelungsplan kann dabei durch einen Steuerungsplan 5 (siehe 4) für die Steuervorrichtung 24 vorgegeben sein.
  • Die Laserschneidmaschine 10 umfasst ferner eine Entnahmevorrichtung 30. Die Entnahmevorrichtung 30 ist hier der besseren Darstellbarkeit halber offen gezeigt, kann aber alternativ wie die Laserschneidvorrichtung 20 in 1 auch teilweise oder vollständig eingehaust sein. Beispielhaft umfasst die Entnahmevorrichtung 30 dabei einen Palettenwechsler 32. Der Palettenwechsler 32 ist dazu ausgebildet, eine oder mehrere Paletten 38 während der Fertigung zu positionieren. Auf einer Palette 38 kann ein zu schneidendes Werkstück 40 (als Roh- oder Ausgangsmaterial), insbesondere eine Werkstücktafel, aufgelegt und gelagert werden und in das Gehäuse der Laserschneidvorrichtung 20 für den Laserschneidvorgang eingebracht werden. Nach dem vollendeten Schneidvorgang kann die Palette 38, wie in 1 gezeigt, mit einem bearbeiteten Werkstück 40 aus der Laserschneidvorrichtung 20 gefahren werden, sodass gemäß dem Steuerungsplan 5 geschnittene Werkstückteile 44 von dem vom Werkstück 40 verbleibenden Restwerkstück absortiert und aus der Laserschneidemaschine 10 entnommen werden können.
  • 2 zeigt den Laserschneidvorgang in der Laserschneidevorrichtung 20. Ein Laserschneidkopf 26, der gemäß dem Steuerungsplan 5 von der Steuervorrichtung 24 gesteuert wird und den Laserstrahl 1 zum Ausschneiden der Werkstückteile 44 aus dem Werkstück 40 auf das Werkstück 40 emittiert, kann im Bearbeitungsbereich frei positioniert werden, so dass der Laserstrahl 1 im Wesentlichen entlang beliebiger zweidimensionaler Schneidkonturen 42 über das zu schneidende Werkstück 40 geführt werden kann. Dabei ist eine Schneidkontur 42 für den Laserstrahl 1 jeweils anhand des Schachtelungsplans in der Steuervorrichtung 24 vorgegeben, um die Werkstückteile 44 aus dem Werkstück 40 auszuschneiden. Der Schachtelungsplan gibt die Anordnungen der einzelnen Werkstückteile 44 im Werkstück 40 an, wie in der 1 zu sehen ist. Außerdem kann der Schachtelungsplan die Vorgabe von Einstechpunkten und vorgegebener Anschnitte zum Einstechen des Laserstrahls 1 und Führen des Laserstrahls 1 entlang der Anschnitte zu der Schneidkontur 42 umfassen (nicht gezeigt).
  • Beim Laserschneiden erwärmt der Laserstrahl 1 das Metall des Werkstücks 40 entlang der vorgegebenen Schneidkonturen 42 bis es schmilzt. Ein Schneidgasstrahl, insbesondere aus Stickstoff und/oder Sauerstoff, kann im Bereich des Laserstrahls 1 aus dem Laserschneidkopf 26 austreten und das geschmolzene Material des Werkstücks 40 nach unten und aus dem sich ausbildenden Spalt drücken. Das Werkstück 40 wird somit beim Schneiden vom Laserstrahl 1 vollständig durchtrennt.
  • Zum Ausschneiden eines Werkstückteils 44 wird der Laserstrahl 1 entlang der vorgegebenen Schneidkonturen 42 des jeweiligen Werkstücks 40 bewegt. Diese beginnt an einem der zuvor erwähnten Einstichpunkte, die außerhalb des Werkstücks 40 liegen, und nähert sich dann insbesondere in einem bogenförmigen Anschnitt der Kontur des Werkstücks 40 an.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Palette 38 eine Werkstückauflage auf. Die Werkstückauflage weist mehrere quer, insbesondere senkrecht, zur Einschubrichtung des Werkstücks 40 in die Laserschneidvorrichtung 20 verlaufende und parallel zueinander ausgerichtete Auflagestege 34 auf. Die Auflagestege 34 bilden Auflagebereiche 36 aus, auf denen das Werkstück 40 abgelegt bzw. aufgelegt wird. Die Auflagebereiche 36 bilden somit ein Raster von Bereichen, die den Laserschneidevorgang und das Entnehmen der auf ihnen ausgeschnittenen Werkstückteile 44 beeinflussen können.
  • 1 zeigt ferner eine Kamera 22 der Laserschneidanlage 50, die beispielhaft an der Laserschneidvorrichtung 20 bzw. ihrem Gehäuse angeordnet ist. Die Kamera 22 kann Teil des Erfassungsmoduls 62 des Systems 60 der Laserschneidanlage 50 der 3 sein oder damit in Verbindung stehen. Die Kamera 22 ist hier nur rein beispielhaft und der besseren Darstellbarkeit halber auf die Entnahmevorrichtung 30 ausgerichtet und kann alternativ oder zusätzlich auch auf die Laserschneidvorrichtung 20 ausgerichtet sein, insbesondere innerhalb des Gehäuses der Laserschneidvorrichtung 20 angeordnet sein. Auch kann die Kamera 22 alternativ ein Sensor sein oder es kann zusätzlich zumindest ein Sensor zum Einsatz kommen.
  • 3 zeigt exemplarisch und schematisch eine Laserschneidanlage 50 mit vier Laserschneidmaschinen 10, wie sie in der 1 gezeigt sind. Alternativ kann die Laserschneidanlage 50 auch weniger, auch nur eine Laserschneidmaschine 10, oder mehr Laserschneidmaschinen 10 umfassen. Neben den Laserschneidmaschinen 10 umfasst die Laserschneidanlage 50 das System 60, welches hier schematisch als ein Steuersystem außerhalb der Laserschneidmaschinen 10 gezeigt ist und alternativ auch in einer oder jeder der mehreren Laserschneidmaschinen 10 implementiert sein kann. Das System 60 ist kommunikationstechnisch mit den Laserschneidmaschinen 10 verbunden.
  • 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 100 zum Anpassen eines Steuerungsplans 5 mittels des Systems 60 der Laserschneidanlage 50, welches nun in Zusammenschau mit der 3 näher erläutert wird.
  • In einem ersten Schritt 102 des Verfahrens 100 erfolgt ein Erfassen von Produktionsdaten 2 des Werkstücks 40, der daraus auszuschneidenden Werkstückteile 44 und der Laserschneidanlage 50, insbesondere der einzelnen Laserschneidmaschinen 10. Auch der zuvor erwähnte und vorgegebene Steuerungsplan 5, insbesondere mit Schachtelungsplan der Werkstückteile 44 auf dem Werkstück 40, wird dabei erfasst. Wie 3 erkennen lässt, können zumindest Teile der Produktionsdaten 2 von den Laserschneidmaschinen 10 bezogen werden. Dies betrifft nicht nur die Produktionsdaten 2 der Laserschneidmaschinen 10 und/oder den Steuerungsplan 5, sondern kann auch Produktionsdaten 2 des Werkstücks 40 und der Werkstücke 44 betreffen. So können mittels der Kamera 22 beispielsweise Materialparameter des Werkstücks 40 erfasst und als Produktionsdaten 2 vom Erfassungsmodul 62 erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich können Produktionsdaten 2 auch eingelesen werden, so beispielsweise Geometrieparameter und/oder Positionsparameter der Werkstückteile 44 aus einem vorgegebenen Schachtelungsplan, insbesondere des vorgegebenen Steuerungsplans 5.
  • In einem zweiten Schritt 104 des Verfahrens 100 wird auf Basis der im Schritt 102 erfassten Produktionsdaten 2 und des vorgegebenen Steuerungsplans 5 von einem Ermittlungsmodul 64 des Systems 60 ein (späteres) Prozessrisiko 3 für das Entnehmen der gemäß dem Schachtelungsplan bzw. Steuerungsplan 5 auszuschneidenden Werkstückteile 44 aus der Entnahmevorrichtung 30 ermittelt. Es wird insbesondere durch eine Schätzung ermittelt, wie hoch das Risiko dafür ist, dass ein Werkstückteil 44 stecken bleibt, nicht entnommen werden kann und infolgedessen der Entnahmevorgang unterbrochen werden muss, sodass auch die Laserschneidvorrichtung 20 stillsteht und keine weiteren Werkstücke 40 bearbeiten kann.
  • In einem dritten Schritt 106 des Verfahrens 100 werden durch ein Bestimmungsmodul 66 des Systems 60 auf Basis des im Schritt 104 ermittelten Prozessrisikos 3 Steuerungsbefehle 4 bestimmt, welche das ermittelte Prozessrisiko 3 reduzieren können, damit eine prognostizierte Unterbrechung der Laserbearbeitung möglichst vermieden werden kann. Hierzu kann im dritten Schritt 106 beispielsweise auf eine Prozessrisikodatenbank und/oder eine künstliche Intelligenz (nicht gezeigt) zurückgegriffen werden. Auf eine solche kann im Übrigen auch im Schritt 104 zurückgegriffen werden.
  • Als optionaler zusätzlicher Schritt 107 des Verfahrens 100 ist gezeigt, den vorgegebenen Steuerungsplan 5 mit den im Schritt 106 bestimmten Steuerungsbefehlen 4 zu simulieren, um zu ermitteln, ob und ggf. inwieweit das Prozessrisiko 3 gemäß der Simulation tatsächlich durch die bestimmten Steuerungsbefehle 4 gesenkt werden kann, bevor in den Schritt 108 des Verfahrens 100 übergegangen wird. Möglich ist auch, aus einer Vielzahl von bestimmten Steuerungsbefehlen 4 diejenigen Steuerungsbefehle 4 durch die Simulation zu bestimmen, welche im Hinblick auf die Prozessrisikoreduzierung am vielversprechendsten sind. Die Simulation kann durch ein optionales, nicht gezeigtes Simulationsmodul des Systems 60 durchgeführt werden.
  • Im Schritt 108 wird nun der zuvor erfasste und vorgegebene Steuerungsplan 5 durch ein Anpassungsmodul 68 des Systems 60 gemäß den bestimmten und ggf. durch Simulation verifizierten Steuerungsbefehlen 4 angepasst. Die Steuerungsbefehle 4 in dem angepassten Steuerungsplan 5 können beispielsweise für den Laserschneidvorgang vorgegebene Laserschneidparameter, wie beispielsweise eine Laserschneidgeschwindigkeit, einen Zeitraum für den Laserschneidevorgang, eine Auswahl einer der Laserschneidmaschinen 10 für den Laserschneidvorgang eines oder mehrerer jeweiliger Werkstücke 40 und/oder Lageparameter der auszuschneidenden Werkstückteile 44 in dem Werkstück 40 angeben, also insbesondere einen veränderten Schachtelungsplan umfassen. Für Letzteres, also die Schachtelung der Werkstückteile 44 auf dem Werkstück 40 kann auch ein zusätzliches, nicht gezeigtes Schachtelungsmodul eingesetzt werden, welches diese ermittelt und anpasst. Auch kann noch kein Schachtelungsplan in dem Steuerungsplan 5 vorliegen, sodass dieser von Grund auf erstellt wird. Insoweit kann der Steuerungsplan 5 beispielsweise nur Grundsteuerungsbefehle der Laserschneidmaschine(n) 10 enthalten.
  • Der Steuerungsplan 5 kann im Übrigem im Schritt 108 bereits kompiliert werden, also in Maschinensprache zur Ausführung durch die Steuervorrichtung 24 der jeweiligen Laserschneidmaschine 10 vorliegen oder alternativ noch in einem weiteren, hier nicht gezeigten Schritt kompiliert werden.
  • Ferner ist möglich, dass auch Produktionspräferenzen bezüglich der auszuschneidenden Werkstückteile 44 in den Steuerungsplan 5 einbezogen werden, wie durch den optionalen Schritt 109 gezeigt ist. Derartige Produktionspräferenzen können beispielsweise eine minimale Werkstückteilqualität angeben, die beim Laserschneidevorgang gemäß dem angepassten Steuerungsplan 5 nicht unterschritten werden darf. Zum Einbeziehen derartiger Produktionspräferenzen kann ein Präferenzmodul (nicht gezeigt) in dem System 60 vorgesehen sein, welches entsprechende Produktionspräferenzen einlesen und an das Anpassungsmodul 68 weitergeben kann.
  • Im darauf folgenden Schritt 110 des Verfahrens 100 erfolgt der Laserschneidevorgang am Werkstück 40 durch die Laserschneidvorrichtung 20. Anschließend erfolgt im Schritt 112 des Verfahrens 100 die Entnahme der ausgeschnittenen Werkstückteile 44 aus der Entnahmevorrichtung 30 mit dem gemäß dem Laserschneiden mit dem angepassten Steuerungsplan 5 gegenüber dem vorgegeben Steuerungsplan 5 reduzierten Prozessrisiko 3.

Claims (15)

  1. Verfahren (100) zum Anpassen eines Steuerungsplans (5) zum Steuern eines Laserschneidvorgangs einer Laserschneidanlage (50), bei dem Werkstückteile (44) aus einem Werkstück (40) ausgeschnitten werden, wobei das Verfahren (100) die folgenden Schritte (102, 104, 106, 108) aufweist: - Erfassen von Produktionsdaten (2) des Werkstücks (40), der daraus auszuschneidenden Werkstückteile (44) und/oder der Laserschneidanlage (50) und eines Steuerungsplans (5), - Ermitteln eines Prozessrisikos (3) für das Entnehmen der aus dem Werkstück (40) auszuschneidenden Werkstückteile (44) aus der Laserschneidanlage (50) auf Basis der zuvor erfassten Produktionsdaten (2) und des Steuerungsplans (5) , - Bestimmen von Steuerungsbefehlen (4) zum Steuern des Laserschneidvorgangs auf Basis des zuvor ermittelten Prozessrisikos (3) derart, dass die Steuerungsbefehle (4) das ermittelte Prozessrisiko (3) reduzieren, und - Anpassen des Steuerungsplans (5), wobei die zuvor bestimmten Steuerungsbefehle (4) in den Steuerungsplan (5) einbezogen werden.
  2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei die Produktionsdaten (2) Materialparameter, Geometrieparameter und/oder Positionsparameter der Werkstückteile (44) umfassen.
  3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Produktionsdaten (2) Laserschneidparameter und/oder Konfigurationsparameter der Laserschneidanlage (50) aufweisen.
  4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei die bestimmten Steuerungsbefehle (4) die beim Laserschneiden zu verwendenden Laserschneidparameter angeben und/oder eine Laserschneidmaschine (10) zur Entnahme der Werkstückteile (44) der Laserschneidanlage (50) auswählen.
  5. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Prozessrisiko (3) als ein kombiniertes Prozessrisiko aus dem Risiko eines zumindest teilweisen Ausfalls der Laserschneidanlage (50) und dem Risiko eines Qualitätsmangels der Werkstückteile (44) ermittelt wird.
  6. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei für die Ermittlung des Prozessrisikos (3) und/oder die Bestimmung der Steuerungsbefehle (4) zur Reduktion des Prozessrisikos (3) eine Prozessrisikodatenbank und/oder eine künstliche Intelligenz verwendet wird.
  7. Verfahren (100) nach Anspruch 6, wobei die Prozessrisikodatenbank und/oder künstliche Intelligenz unterschiedlichen Parametern in den Produktionsdaten (2) unterschiedliche Parameterklassen zuordnet und den unterschiedlichen Parameterklassen unterschiedliche Teilrisiken zuordnet, aus denen das Prozessrisiko (3) zusammengesetzt wird.
  8. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei für die Bestimmung der Steuerungsbefehle (4) zur Reduktion des Prozessrisikos (3) eine Simulation des Laserschneidvorgangs und/oder des Entnahmevorgangs der Werkstückteile (44) verwendet wird.
  9. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die bestimmten Steuerungsbefehle (4) Lageparameter der auszuschneidenden Werkstückteile (44) in dem Werkstück (40) bestimmen.
  10. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die bestimmten Steuerungsbefehle (4) einen Zeitraum für den Laserschneidevorgang bestimmen.
  11. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei für jedes Werkstückteil (44) ein Prozessrisiko-Etikett erstellt wird, welches ein Werkstückteil-individuelles Prozessrisiko angibt, und wobei das Prozessrisiko (3) aus der Summe der Werkstückteilindividuellen Prozessrisiken gebildet wird.
  12. Verfahren (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (100) ferner den Schritt eines Laserschneidens der Werkstückteile (44) aus dem Werkstück (40) mittels der Laserschneidanlage (50) aufweist, wobei der angepasste Steuerungsplan (5) zum Steuern des Laserschneidvorgangs verwendet wird.
  13. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren (100) gemäß einem der voranstehenden Ansprüche auszuführen.
  14. System (60) zum Anpassen eines Steuerungsplans (5) zum Steuern eines Laserschneidvorgangs einer Laserschneidanlage (50), bei dem Werkstückteile (44) aus einem Werkstück (40) ausgeschnitten werden, wobei das System (60) die folgenden Module aufweist: - ein Erfassungsmodul (62) zum Erfassen von Produktionsdaten (2) des Werkstücks (40), der daraus auszuschneidenden Werkstückteile (44) und/oder der Laserschneidanlage (50) und eines Steuerungsplans (5), - ein Ermittlungsmodul (64) zum Ermitteln eines Prozessrisikos (3) für das Entnehmen der aus dem Werkstück (40) auszuschneidenden Werkstückteile (44) aus der Laserschneidanlage (50) auf Basis der zuvor erfassten Produktionsdaten (2) und des Steuerungsplans (5) , - ein Bestimmungsmodul (66) zum Bestimmen von Steuerungsbefehlen (4) zum Steuern des Laserschneidvorgangs auf Basis des zuvor ermittelten Prozessrisikos (3) derart, dass die Steuerungsbefehle (4) das ermittelte Prozessrisiko (3) reduzieren, und - ein Anpassungsmodul (68) zum Anpassen des Steuerungsplans (5), wobei die zuvor bestimmten Steuerungsbefehle (4) in den Steuerungsplan (5) einbezogen werden.
  15. Laserschneidanlage (50) mit zumindest einer Laserschneidmaschine (10) zum Ausschneiden von Werkstückteilen (44) aus einem Werkstück (40), zumindest einer Entnahmevorrichtung (30) zum Entnehmen der aus dem Werkstück (40) ausgeschnittenen Werkstückteile (44) und einem System (60) gemäß Anspruch 14.
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