DE10253350B4 - Verfahren zur elektronischen Steuerung des Trennvorganges von Werkstücken mit profiliertem Querschnitt mittels Metallkreissäge - Google Patents

Abstract

Verfahren zur elektronischen Steuerung des Trennvorganges von Werkstücken mit profiliertem Querschnitt mittels Metallkreissäge,
wobei
a) von einer CCD-Kamera ein Bild des Werkstückquerschnittes aufgenommen und gespeichert wird;
b) ein digitales Bild als ein Binärbild vom Bild des Werkstückquerschnittes erstellt und abgespeichert wird;
c) in einer Auswerteeinheit
– die Höhe und Breite des Werkstückes sowie der Anfahrweg des Sägeblattes der Metallkreissäge für den Schnitt ermittelt werden,
– ein fiktives Sägeblatt in festgelegten Schlittenwegschritten den Querschnitt des Binärbildes durchläuft,
– nach jedem Schlittenwegschritt die Bogenlänge als Schnittlinienlänge des fiktiv zertrennten Materials ermittelt und gespeichert wird
und
– aus dieser Schnittlinienlänge für einen jeden Schlittenwegschritt in Verbindung mit den Werkstoffkennwerten der Höhe und Breite des Werkstückes, dem Anfahrweg des Sägeblattes und der Sägeblattdrehzahl die Vorschubgeschwindigkeit ermittelt wird; und
d) das Werkstück mittels der ermittelten Vorschubgeschwindigkeit für die Maschinensteuerung durch die Metallkreissäge zertrennt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Steuerung des Trennvorganges von Werkstücken mit profiliertem Querschnitt mittels Metallkreissäge.
• In der Fachzeitschrift „dima die maschine Fertigungstechnik und Konstruktion", Heft 8/9, September 2002, AGT Verlag, Seiten 42–44, ist eine elektronisch gesteuerte Metallkreissäge beschrieben, wobei über die Eingabe von DIN-Nr. oder Werkstoffgruppe die Maschine automatisch, entsprechend den Materialdimensionen und den Sägeblattdaten die Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit errechnet. Durch die automatische Schnitthubberechnung am Materialquerschnitt und Sägewinkel ergeben sich verkürzte Sägetaktzeiten. Nachteilig dabei ist, dass die Steuerung der Schnittleistung in Abhängigkeit vom Materialquerschnitt für Vollmaterial erfolgt. Das tatsächlich auszusägende Material bei einem zu sägenden profilierten Materialquerschnitt wird nicht ermittelt. Dadurch ist es auch nicht möglich, eine optimale Vorschubgeschwindigkeit für den Trennvorgang zu errechnen.
• Aus der DE 40 03 347 A1 (nächstliegender Stand der Technik) ist ein Verfahren zur elektronischen Steuerung des Trennvorganges eines aus mineralischem Material bestehenden Werkstückes (Gestein) mit profiliertem Querschnitt mittels Kreissäge bekannt. Dabei wird von einer CCD-Kamera (CCD-Zeilensensor) ein digitales Bild (digitalisiertes Signal) des Werkstücks aufgenommen und gespeichert. In Verbindung mit einer Auswerteeinheit wird dabei allein die Oberflächenprofilierung des Steins erfasst, wodurch das beim Trennvorgang tatsächlich abzusägende Material nicht für die effektive Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit die Grundlage bilden kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur elektronischen Steuerung des Trennvorganges von Werkstücken mit profiliertem Querschnitt mittels Metallkreissäge zu entwickeln, dass das tatsächlich auszusägende Material beim Trennvorgang für die Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit zugrunde legt.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur elektronischen Steuerung des Trennvorganges von Werkstücken mit profiliertem Querschnitt mittels Metallkreissäge gelöst, indem
• a) von einer CCD-Kamera ein Bild des Werkstückquerschnittes aufgenommen und gespeichert wird;
• b) ein digitales Bild als ein Binärbild vom Bild des Werkstückquerschnittes erstellt und abgespeichert wird;
• c) in einer Auswerteeinheit – die Höhe und Breite des Werkstückes sowie der Anfahrweg des Sägeblattes der Metallkreissäge für den Schnitt ermittelt werden, – ein fiktives Sägeblatt in festgelegten Schlittenwegschritten den Querschnitt des Binärbildes durchläuft, – nach jedem Schlittenwegschritt die Bogenlänge als Schnittlinienlänge des fiktiv zertrennten Materials ermittelt und gespeichert wird und – aus dieser Schnittlinienlänge für einen jeden Schlittenwegschritt in Verbindung mit den Werkstoffkennwerten der Höhe und Breite des Werkstückes, dem Anfahrweg des Sägeblattes und der Sägeblattdrehzahl die Vorschubgeschwindigkeit ermittelt wird; und
• d) das Werkstück mittels der ermittelten Vorschubgeschwindigkeit für die Maschinensteuerung durch die Metallkreissäge zertrennt wird.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. 1 zeigt einen Verfahrensablauf.
• Anfangs steht die Bilderkennung, wobei die Reflexionen eines angestrahlten Werkstückes durch ein Objektiv auf einen CCD-Chip einer Kamera gelangen. Die Kameraelektronik setzt dieses Bild in ein Videosignal um. Nachfolgend wird das Videoeingangssignal in ein digitales Bild umgesetzt und im Arbeitsspeicher abgelegt. In einer Auswerteeinheit werden die Höhe und Breite des Werkstückes sowie der Anfahrweg bestimmt. Danach durchläuft ein fiktives Sägeblatt den Querschnitt der aufgenommenen Bilder des Werkstückes. Dabei findet eine Auszählung der im Schnitt befindlichen Bogenlängen statt und die Schnittlinienlänge wird errechnet und zwischengespeichert. Dieser Vorgang wird je 1 mm Schlittenweg wiederholt. Der Programmablauf wiederholt sich, bis die Bogenlänge gleich „Null" ist. Dann ist das Werkstück im Programm fiktiv zertrennt. Nachfolgend wird für einen jeden Schlittenwegschnitt in Verbindung mit den Werkstoffkennwerten (kc-Wert) der Höhe und Breite des Werkstückes, dem Anfahrweg des Sägeblattes und der Sägeblattdrehzahl die Vorschubgeschwindigkeit ermittelt und in die Maschinensteuerung der Metallkreissäge eingegeben. Das Sägeprogramm kann gestartet werden, um das profilierte Werkstück zu zertrennen. Mit diesem Verfahren zur elektronischen Steuerung des Trennvorganges von Werkstücken mit profiliertem Querschnitt mittels Metallkreissäge werden folgende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erreicht:
• – eine höhere Bearbeitungsgenauigkeit,
• – eine höhere Produktivität,
• – ein besseres dynamisches Verhalten beim Zerspanen (kein Rattern),
• – eine Verlängerung der Werkzeugstandzeit,
• – eine Erhöhung des Wirkungsgrades und
• – eine Realisierung günstiger Maschinenparameter für ein ökonomisches Bearbeiten schwer zerspanbarer Materialien (Cr-Ni-Stähle, Vergütungsstähle, Werkzeugstähle und eventuell höherfeste Sinter- und Gussmaterialien), sowie herkömmlicher und Nichteisen-Materialien (Baustähle, Al- bzw. Al-Legierungen und Plastwerkstoffe).

Claims (1)

1. Verfahren zur elektronischen Steuerung des Trennvorganges von Werkstücken mit profiliertem Querschnitt mittels Metallkreissäge, wobei a) von einer CCD-Kamera ein Bild des Werkstückquerschnittes aufgenommen und gespeichert wird; b) ein digitales Bild als ein Binärbild vom Bild des Werkstückquerschnittes erstellt und abgespeichert wird; c) in einer Auswerteeinheit – die Höhe und Breite des Werkstückes sowie der Anfahrweg des Sägeblattes der Metallkreissäge für den Schnitt ermittelt werden, – ein fiktives Sägeblatt in festgelegten Schlittenwegschritten den Querschnitt des Binärbildes durchläuft, – nach jedem Schlittenwegschritt die Bogenlänge als Schnittlinienlänge des fiktiv zertrennten Materials ermittelt und gespeichert wird und – aus dieser Schnittlinienlänge für einen jeden Schlittenwegschritt in Verbindung mit den Werkstoffkennwerten der Höhe und Breite des Werkstückes, dem Anfahrweg des Sägeblattes und der Sägeblattdrehzahl die Vorschubgeschwindigkeit ermittelt wird; und d) das Werkstück mittels der ermittelten Vorschubgeschwindigkeit für die Maschinensteuerung durch die Metallkreissäge zertrennt wird.