EP3585550A1 - Verfahren zum betreiben einer werkzeugsmaschine, insbesondere einer plattenbearbeitungsanlage zum bearbeiten plattenförmiger werkstücke, sowie werkzeugmaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer werkzeugsmaschine, insbesondere einer plattenbearbeitungsanlage zum bearbeiten plattenförmiger werkstücke, sowie werkzeugmaschine

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Publication number
EP3585550A1
EP3585550A1 EP18707016.4A EP18707016A EP3585550A1 EP 3585550 A1 EP3585550 A1 EP 3585550A1 EP 18707016 A EP18707016 A EP 18707016A EP 3585550 A1 EP3585550 A1 EP 3585550A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
value
workpiece
size
machining
Prior art date
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Pending
Application number
EP18707016.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sergey Martynenko
Jonathan KAISER
Markus Blaich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Original Assignee
Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Homag Plattenaufteiltechnik GmbH filed Critical Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Publication of EP3585550A1 publication Critical patent/EP3585550A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B5/00—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor
    • B27B5/02—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor characterised by a special purpose only
    • B27B5/06—Sawing machines working with circular or cylindrical saw blades; Components or equipment therefor characterised by a special purpose only for dividing plates in parts of determined size, e.g. panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/001—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
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    • G05B2219/37252—Life of tool, service life, decay, wear estimation
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/37346—Cutting, chip quality
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37434—Measuring vibration of machine or workpiece or tool
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50185—Monitoring, detect failures, control of efficiency of machine, tool life

Definitions

  • Tool machine in particular a plate processing system for processing plate-shaped workpieces
  • the invention relates to two methods for operating a machine tool, in particular one
  • Plate processing plant for processing plate-shaped workpieces, and a machine tool according to the
  • Plattenbearbeitungsstrom is for example from the DE 10 2013 204 409 AI known.
  • Plate processing plant is a dividing saw. On a feed table lying plate-shaped workpieces or
  • the saw carriage is movable transversely to the feed direction of the program pusher.
  • the sawing device is designed as a circular saw with a corresponding drive, which sets a circular saw blade in a rotary motion.
  • Milling equipment and / or drilling equipment is processed.
  • the requirements for an operator of the machine tool should be as low as possible.
  • a first method for operating a machine tool in particular a
  • Plate processing plant for processing plate-shaped workpieces comprising the following steps:
  • Machining process associated and / or the value of the size that characterizes a property of the tool, and / or the value of the size that characterizes a property of the workpiece linked.
  • a database is generated with data records, which one at a
  • Machining process achieved processing quality or achieved in a machining operation machine performance (this is here and below, for example, the productivity in terms of the number of machined
  • Such a variable can either be determined from predetermined control signals or detected values or can be detected directly by means of a sensor. In doing so, the basis is prepared for a transfer of knowledge from earlier processing operations to a specific future processing procedure.
  • detect and capture are to be understood very broadly. It is possible, for example, that the corresponding values of the variables are detected directly by means of a sensor. For this example, technologies of image recognition come into question. But it is also possible that the corresponding values of the sizes are visually detected by an operator and then entered by means of an input device. It is also possible that, for example, a
  • Identification number of the tool is detected or detected, and from this then using a database, which is accessed, for example, over the Internet, the actually interesting value of the size is determined.
  • a database which is accessed, for example, over the Internet
  • the method according to the invention proposes that the quality feature and / or the achieved machine performance and / or the achieved tool life and / or the value of the size characterizing the machining process and / or the value of the one property of the tool characterizing size and / or the value of one
  • the input by an operator by means of an input device is technically very easy to implement.
  • the input device may, for example, the keyboard of a control terminal or a mobile handset, possibly with integrated
  • the inventive method can be automated, which allows a considerable time savings and also the
  • Ultrasonic sensors infrared sensors, etc ..
  • touching sensors for example
  • Button are used. These are relatively inexpensive.
  • Plate processing system for processing plate-shaped workpieces proposed, in which for machining a workpiece, a tool is driven by means of a tool drive, comprising the following steps:
  • Data sets which on the one hand a size that characterizes a machining operation, and a size that results from a machining operation
  • Machining process achieved machine performance and / or one resulting from a machining operation
  • Tool life characterized and on the other hand, a size that characterizes a property of the tool, and / or a size that characterizes a property of the workpiece, interlink, wherein the
  • data sets previously generated by means of an evaluation device are specifically evaluated in anticipation of a specific intended processing operation in order to obtain a quality, machine performance or tool life on the intended processing operation best
  • Editing process is namely at a concrete
  • the tool used may be a longer one
  • Step a determined data set is output to an operator by means of an output device.
  • an output device may be audible and comprise a voice instruction, or it may be optical, for example by a display on a monitor. It is the second method of the invention
  • the value of the variable, which characterizes a machining operation, of the data record ascertained in step a to be automatically transmitted to a control and regulating device of the machine tool
  • characterizing size can be detected by means of a sensor device.
  • the value of the variable characterizing a characteristic of the tool can be input by means of an input device in step a.
  • An input can be made for example via a keyboard or via a speech recognition. This allows an intervention of the operator, which may have advantages especially for a more highly qualified operator and / or an experienced operator. It may also be possible in this way also to correct a quantity which has been determined automatically incorrectly, as indicated above. It is also possible in the second method according to the invention that the value of the size, the one
  • step determined in step a data set is compared with a value of a size initially intended for a pending machining operation and then when the value of the size, the characterizes a processing operation deviates from the intended value by more than a limit value determined in step a record, an action takes place.
  • Machine tool and the operator reduces, which reduces the workload of the operator and the
  • the quality feature resulting from the processing can be at least one of the following group: optical
  • Quality feature which can then be assigned to the current and currently performed machining operation.
  • the quality feature can only take on two values, for example "good” or “not good”. But also finer gradations are possible, for example in the form of notes or points. It is also possible that several quality characteristics are recorded, and that from these, for example, according to a predetermined weighting key, a total quality feature is determined, which is then assigned to the record. In addition, it is possible to further in practice usual
  • Quality features for example, for the evaluation of edge breakouts and positional deviations of a
  • a course of the just mentioned variables can also be a variable characterizing the machining process. These quantities can be very easily detected by means of suitable sensors or determined very simply on the basis of predetermined control signals.
  • Feedrates of the tool are also important parameters, if not the most important parameters, which are optimal for subsequent machining operations to achieve quality, machine performance and / or tool life
  • Processing result can be influenced. Incidentally, one recognizes from this list that in the
  • the singular "the size” is both a single such quantity and a May include a plurality of different such sizes.
  • the singular was chosen solely to reduce linguistic complexity. This also applies to the following exemplary listings of other types of sizes.
  • Type of tool including its geometrical data
  • Manufacturer of the tool including its geometrical data
  • Tool as well as a vibration behavior of the tool in the machining process, or a vibration behavior at another location of the machine tool.
  • These sizes can usually be determined in a simple way. In particular, from the previous operating time of the tool and its link with a at a
  • Processing quality achieved in the future can be used to derive predictions as to when a tool needs to be replaced in order to get a qualitative one
  • variable characterizing a property of the workpiece is at least one of the following group: Material of the workpiece (possibly including specific material properties such as
  • the methods according to the invention can also be used in such a way that from the stored data records a
  • the remaining operating time of the tool can be determined, for example, by
  • the processed materials eg hard or soft, possibly in turn specific material properties such as density, composition, structure, type of
  • Machining distance of the tool for example a
  • Parameters are fed into an empirical algorithm or in a multi-dimensional map.
  • Parameters are fed into an empirical algorithm or in a multi-dimensional map.
  • According to the invention is also a machine tool,
  • plate processing device for processing plate-shaped workpieces, which a control and
  • Control device comprising a processor and a memory, which is designed for carrying out a method of the above type.
  • a method of the above type In such a machine tool, the above apply in connection with the method
  • Resulting machining operation on the workpiece can enter, wherein the input device is connected to the control and regulating device.
  • Input device comprises at least one key, the actuation of the control and regulating device is communicated a certain value of the quality feature.
  • the input device comprises a microphone, with which the operator can enter a value, and / or a wireless input device, preferably with an evaluation unit, in particular a mobile telephone, and / or a keyboard and / or a camera.
  • Figure 1 is a plan view of a machine tool in the form of a plate processing plant
  • Figure 2 is a front view of a saw carriage of
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method for operating the machine tool of FIG. 1.
  • Figure 1 carries a machine tool in the form of a
  • She is presently designed as a panel sizing, with the large-format plate-shaped workpieces 12 or
  • Workpiece stack by sawing into smaller workpieces 14 can be divided.
  • the panel processor is not as
  • Panel sizing saw but designed as a milling device and / or as a drilling device for working plate-shaped workpieces. Such systems are also called
  • Plate processing equipment possible. In principle, however, completely different types of machine tools are also conceivable, for example generally drilling units or CNC milling units.
  • the panel sizing saw 10 includes a feed table 16, which is usually formed as a roller table. To the
  • Feed table 16 is followed by a machine table 18, and to these again connects to a discharge table 20, which consists in the exemplary embodiment shown of four separate segments (without reference numerals).
  • the machine table 18 and the removal table 20 are preferably designed as air cushion tables.
  • dash-dotted line 22 indicated sawing gap available. Below this, a saw carriage 24 is arranged, which can be moved according to a double arrow 26.
  • a pressure bar 28 is arranged above the machine table 18. This can be moved perpendicular to the plane of the figure 1.
  • a program pusher 30 is arranged, which can be moved in accordance with a double arrow 32.
  • To the panel sizing 10 also includes a
  • Operating terminal 36 which is formed in the present case by a keyboard 38 and a screen 40, and a control and regulating device 42, which only symbolically by a
  • the control and regulating device 42 controls and regulates the operation of the Plattenaufteilsäge 10. To this end, it receives signals from various sources.
  • Sensor devices including the symbolically drawn sensor devices 44, 46, 47 and 48, which in each case may again comprise a plurality of individual sensors.
  • the control and regulating device 42 has inter alia a processor 50 and a memory 52.
  • the Control and regulating device 42 may be, for example, a conventional PC.
  • the memory 52 is
  • the evaluation device formed which will be referred to below, is identified by the reference numeral 54.
  • the saw carriage 24 and parts of the machine table 28 are shown in more detail in Figures 2 and 3.
  • the saw carriage 24 comprises a plate-shaped
  • the tool holding portion 56 carries two rotary tools in the form of a main saw blade 60 and a
  • Scoring saw blade 62 They are movable in the vertical direction.
  • the two drives for the main saw blade 60 and the scoring saw blade 62 carry the reference numerals 64 and 66 in FIG. 3.
  • the two drives 64 and 66 are likewise controlled by the control and regulating device 42 in such a way that they rotate at a very specific rotational speed.
  • the workpiece stack 12 is gripped at a rear end in the feed direction of the collets 34 of the program pusher 30 and by a
  • the sensor device 44 is generally used for detecting the value of at least one of the machining process, in the present case the above-described sawing, characterizing size A. This may be a rotational speed of the tool, in the present case the main saw blade 60 and / or the scoring blade 62, and / or at a feed rate of the
  • the sensor device 46 is generally used for detecting the value of a characteristic of a property of the tool, in the present case of the main saw blade 60 and / or the scoring blade 62 size B. This can be a previous operating time of the main saw blade 60 and / or the scoring saw blade 62nd act. Alternatively or
  • Scoring saw blade 62 of the diameter, the width, the number of saw teeth, the shape of the saw teeth, the grinding of the saw teeth, etc. are detected.
  • Vibration behavior of the main saw blade 60 and / or the scoring saw blade 62 be.
  • characterizing size B is also the manufacturer of the tool as well as the material from which the tool is made.
  • the tool so for example the
  • Main saw blade 60 and the scoring saw blade 62 be printed with a bar code containing one or more of the above information as information.
  • the sensor device 46 would be a bar code reader
  • the sensor device 46 may include an evaluation unit, the operating time since the last tool change
  • the number of revolutions and / or the number of sawing operations and / or a cutting path of a cutting edge is understood as the operating time.
  • the sensor device 47 is generally used to detect the value of a quantity C, which characterizes a property of the workpiece 12 or workpiece 14 to be machined.
  • a size C may be, for example, the material of the workpiece 12, 14, a thickness of the workpiece 12, 14, the dimensions of the workpiece 12 to be machined and / or the workpiece 14 being machined, and a type of the workpiece 12, 14.
  • the latter may be included for example, whether the workpiece is provided with a coating. Again, it is possible that these
  • Sensor device 47 include a bar code reader, which is arranged for example in the region of the pressure bar 28. Alternatively or additionally, the
  • Sensor device 47 also include an image recognition device, for example in the form of a video camera, with the example, the thickness and the dimensions can be detected.
  • the sensor device 48 is generally used to detect one of the machining process on the machined
  • Workpiece 14 resulting quality feature D This can be, for example, an optical quality of a machined workpiece surface.
  • Work piece surface is presently a cut surface produced by the sawing process by means of the main saw blade 60.
  • a quality feature D is the accuracy of the position of the machined
  • quality feature D also an optical quality of a workpiece surface in question, which is adjacent to the machined workpiece surface. This neighboring
  • coated workpiece can there, for example
  • Outliers occur, ie damage to the coating directly at the cutting edge. For example, the Number of such outliers per unit length a quality feature. As sensor device 48 comes
  • an image recognition device in the form of a video camera in question. It is also possible, alternatively or additionally, the use of for example
  • Quality feature D which results in the machined workpiece 14 from the machining process. This can be detected, for example, by the operator 68 at the workpiece 14 located on the removal table 20 by a visual inspection. After this detection, the operator 68 can then enter a value for the corresponding quality feature D by means of the keyboard 38. In the simplest case, this quality feature D can assume two values, for example "good” and "not good”. In other, more complex cases, quality feature D may take more than two values. For example, gradations in the form of grades or points are possible. It is also possible that several quality features Dl, D2, D3, ... are detected, and from these, for example, after one
  • the machine tool 10 furthermore has a further input device 70b on the rightmost segment of the removal table 20 in FIG. 1, with which the operator can enter a value for the quality feature D manually.
  • This input device 70b is also connected to the control and regulating device 42.
  • the input device 70b consists simply of a key (not shown separately), upon actuation of which
  • Control and regulating device 42 is communicated a certain value of the quality feature D, for example, the value "not good” (thus, upon actuation of the
  • Input device 70b informed that just
  • machined workpiece 14 is to be regarded as a committee). In one embodiment, not shown, the
  • Input device alternatively or additionally a microphone with which the operator gives a value for the
  • Quality feature can enter, and / or a wireless and portable input device, in particular a mobile phone, and / or a camera.
  • the sensor devices 44, 46, 47 and 48 may each include a plurality or even a plurality of individual sensors, which are not shown in the drawing.
  • a portable input device 70c is shown symbolically in FIG. This could additionally also contain some of the above-mentioned sensor devices 44, 46, 47 and 48 or interfaces for these.
  • the detected by the sensor means 44, 46, 47 and 48 sizes A, B and C, or by means of the keyboard 38 or the input device 70b or the
  • Input means 70c input values of the variables or input quality characteristics D are used to create a record E for each past processing operation in the control and 42 and store in the memory 52, the value of the by the operator 68 and the Sensor device 48 detected quality feature D with the values of the
  • Data set E therefore, from at least four individual values of the sizes A, B, C and D. It is also conceivable that such a data set E includes only two values, wherein a value for the resulting from the processing operation on the machined workpiece 14 quality feature D and a value for the editing process
  • E2 A2, B2, C2, D2 En: An, Bn, Cn, Dn
  • the procedure is as follows: first, the value Bx of a characteristic of the tool, ie the main saw blade 60 and the scoring saw blade 62, is characterized by the sensor device 46 immediately before the intended machining operation B recorded, for example, a current cutting path. Further, by means of the sensor device 47 immediately before the intended processing operation, the value Cx of a characteristic of the tool, ie the main saw blade 60 and the scoring saw blade 62, is characterized by the sensor device 46 immediately before the intended machining operation B recorded, for example, a current cutting path. Further, by means of the sensor device 47 immediately before the intended processing operation, the value Cx of a
  • the detected values Bx and Cx of sizes B and C are the control and
  • Control device 42 is supplied.
  • Control device 42 is now made up of the majority of those created in previous machining operations
  • machining operation ie, for example, a rotational speed of the main saw blade 60 and the scoring saw blade 62 and a
  • Feed speed is now used by the control and regulating device 42 for the control of the drives 64 and 66 in the intended processing operation. It is thus based on actually performed
  • Machining process can be designed (for example, by establishing a certain rotational speed and / or a certain feed rate of the
  • an optimal for the given material tool may be proposed, or it may be optimal process parameters, such as a optimal feed rate, optimal
  • the above-mentioned value Ax of the size A of the data set Ex can either be transmitted automatically by the evaluation device 54 to the area responsible for controlling the drives 64, 66 within the control and regulating device 42.
  • the value Ax can also be displayed on the screen 40 and in this respect output to the operator 68, which then the corresponding
  • Scoring blade 62 are determined. Furthermore, can
  • control and regulating device 42 may be determined by the control and regulating device 42, if appropriate on the basis of
  • the screen 40 has been mentioned above. It is understood that others too
  • Output devices can be used, the
  • the method begins in a block 70. This is followed by a block 72, which is the execution of a first
  • the values of the variables A, B and C described in detail above are detected during this processing operation or immediately before this processing operation by means of the sensor devices 44, 46 and 47.
  • a subsequent block 76 is by the operator 68 and / or on the
  • Sensor device 48 detects the resulting from the machining operation on the machined workpiece 14 quality feature D. Via the keyboard 38, a value of the detected by the operator 68 quality feature D of the
  • a data set E is created for this division process in the control and regulating device 42, which records the values of the quantities A, B, C and of the values Quality feature D for the said allocation process
  • This record E is stored in block 78 in memory 52.
  • the sequence of blocks 72-78 is repeated several times, which is indicated by the return 80.
  • a database is created over time, which consists of a plurality of created and stored in block 78 records E.
  • a value Bx of size B characterizing a property of the tool 60, 62 which is intended for this future machining operation is detected or determined in block 82.
  • a corresponding value Cx is also detected or determined for the size C, which is a property of the workpiece 12 which is to be processed in this intended machining operation.
  • a desired quality characteristic is entered for the processing.
  • priorities for future process optimizations can also be entered.
  • Evaluation device 54 from the existing in the memory 52 plurality of previously created in block 78 and
  • a process characterizing size A which gives an optimal quality feature Dx at the predetermined values Bx and Cx of sizes B and C.
  • the value Ax is then transmitted to the area of the control and regulating device 42 which is responsible for setting the speed and feed rate for the intended machining operation.
  • the detected value Ax is compared with the previous one (at a previous one
  • a Machining operation set value. If the determined value ⁇ x deviates from the previously set value by more than a limit value, the newly determined value ⁇ x of the size A is output on the display 40 in FIG.
  • a remaining operating time of the tools 60, 62 is determined and also brought in a block 94 on the screen 40 for output. The method ends in a block 96.

Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben einer Plattenbearbeitungsanlage (10) umfasst folgende Schritte: a. Ausführen eines Bearbeitungsvorgangs mittels des durch den Werkzeugantrieb angetriebenen Werkzeugs; b. Ermitteln oder Erfassen eines Werts einer Größe, die ein aus dem Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück (14) resultierendes Qualitätsmerkmal charakterisiert; c. Ermitteln oder Erfassen eines Werts einer Größe, die den Bearbeitungsvorgang charakterisiert und/oder des Werts einer Größe, die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisiert und/oder des Werts einer Größe, die eine Eigenschaft des Werkstücks (14) charakterisiert; d. Erstellen und Abspeichern eines Datensatzes in einem Speicher (52), welcher den erfassten Wert des Qualitätsmerkmals mit dem Wert der Größe, die den Bearbeitungsvorgang charakterisiert, und/oder dem Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisiert und/oder dem Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisiert, verknüpft.

Description

Titel: Verfahren zum Betreiben einer
Werkzeugsmaschine, insbesondere einer Plattenbearbeitungsanlage zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke, sowie
Werkzeugmaschine
Beschreibung
Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer
Plattenbearbeitungsanlage zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke, sowie eine Werkzeugmaschine nach den
Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprüche.
Eine Werkzeugmaschine in Form einer
Plattenbearbeitungsanlage ist beispielsweise aus der DE 10 2013 204 409 AI bekannt. Die bekannte
Plattenbearbeitungsanlage ist eine Aufteilsäge. Auf einem Zuführtisch liegende plattenförmige Werkstücke oder
Werkstückstapel werden programmgesteuert einer
Sägeeinrichtung zugeführt, die auf einem Sägewagen
angeordnet ist. Der Sägewagen ist quer zur Vorschubrichtung des Programmschiebers bewegbar. Die Sägeeinrichtung ist als Kreissäge ausgebildet mit einem entsprechenden Antrieb, der ein Kreissägeblatt in eine Drehbewegung versetzt.
Vom Markt her sind noch andere Werkzeugmaschinen in Form von Plattenbearbeitungsanlagen zur Bearbeitung von
plattenförmigen Werkstücken bekannt. Hierzu gehören
beispielsweise sogenannte „Nestingmaschinen" , bei denen das plattenförmige Werkstück beispielsweise mit
Fräseinrichtungen und/oder Bohreinrichtungen bearbeitet wird .
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine bereitzustellen und eine Werkzeugmaschine zu schaffen, mit denen sehr effizient ein qualitativ hochwertiges Arbeitsergebnis erzielt werden kann. Dabei sollen die Anforderungen an eine Bedienperson der Werkzeugmaschine möglichst gering sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verfahren mit den Merkmalen der beiden nebengeordneten
Verfahrensansprüche und eine Werkzeugmaschine mit den
Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruches gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus finden sich für die Erfindung wesentliche Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und in der beigefügten Zeichnung. Dabei können diese Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in
unterschiedlichen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Erfindungsgemäß wird zunächst ein erstes Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer
Plattenbearbeitungsanlage zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke, vorgeschlagen, welches folgende Schritte umfasst :
(a) Ausführen eines Bearbeitungsvorgangs mittels des durch den Werkzeugantrieb angetriebenen Werkzeugs;
(b) Erfassen mindestens eines Werts einer Größe, die ein aus dem Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück resultierenden Qualitätsmerkmal und/oder eine bei dem Bearbeitungsvorgang erzielte Maschinenleistung und/oder eine aus dem
Bearbeitungsvorgang resultierende Werkzeugstandzeit charakterisiert ;
(c) Ermitteln oder Erfassen eines Werts einer Größe, die den Bearbeitungsvorgang charakterisiert, und/oder eines Werts einer Größe, die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisiert, und/oder eines Werts einer Größe, die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisiert;
(d) Erstellen und Abspeichern eines Datensatzes in einem Speicher, welcher den erfassten Wert des Qualitätsmerkmals und/oder der Maschinenleistung und/oder der
Werkzeugstandzeit mit dem Wert der Größe, die den
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, und/oder dem Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisiert, und/oder dem Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisiert, verknüpft.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Datenbank mit Datensätzen erzeugt, welche eine bei einem
Bearbeitungsvorgang erzielte Bearbeitungsqualität oder eine bei einem Bearbeitungsvorgang erzielte Maschinenleistung (hierunter wird hier und nachfolgend beispielsweise die Produktivität in Form der Anzahl der bearbeiteten
Werkstücke pro Zeit oder in Form der Bearbeitungsstrecke pro Zeit verstanden) oder eine aus einem
Bearbeitungsvorgang resultierende Werkzeugstandzeit mit den Werten anderer Größen dieses Bearbeitungsvorgangs
verknüpft. Diese anderen Größen umfassen beispielsweise eine Größe, welche den besagten Bearbeitungsvorgang
charakterisiert, was weiter unten noch stärker im Detail erläutert werden wird. Eine solche Größe kann entweder aus vorgegebenen Steuersignalen oder erfassten Werten ermittelt oder unmittelbar mittels eines Sensors erfasst werden. Dabei wird die Basis bereitet für einen Wissenstransfer von früheren Bearbeitungsvorgängen auf einen künftig konkret vorgesehenen Bearbeitungsvorgang. Die optimalen
Prozessparameter und Werkzeuge werden sehr schnell
auffindbar gemacht, wodurch bei künftigen
Bearbeitungsvorgängen beispielsweise bei häufigen Materialwechseln eine erhebliche Zeitersparnis und damit eine Erhöhung der Produktivität ermöglicht werden.
Ferner wird auch die Genauigkeit der Dokumentation des Betriebs der Werkzeugmaschine verbessert, was die
Einstellung der Werkzeugmaschine bei der Bearbeitung von ganz bestimmten Materialien oder Einsatz-Szenarios
vereinfacht. Auch wird auf diese Weise Anforderungen des Qualitätsmanagements genüge getan.
Es versteht sich, dass die Begriffe „ermitteln" sowie „erfassen" sehr breit zu verstehen sind. Möglich ist beispielsweise, dass die entsprechenden Werte der Größen unmittelbar mittels eines Sensors erfasst werden. Hierfür kommen beispielsweise Technologien der Bilderkennung infrage. Möglich ist aber auch, dass die entsprechenden Werte der Größen von einer Bedienperson visuell erfasst und dann mittels einer Eingabeeinrichtung eingegeben werden. Möglich ist auch, dass beispielsweise eine
Identifikationsnummer des Werkzeugs ermittelt oder erfasst wird, und aus dieser dann anhand einer Datenbank, auf die beispielsweise über das Internet zugegriffen wird, der eigentlich interessierende Wert der Größe ermittelt wird. In Weiterbildung dieses ersten vorgeschlagenen
erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, dass das Qualitätsmerkmal und/oder die erzielte Maschinenleistung und/oder die erzielte Werkzeugstandzeit und/oder der Wert der den Bearbeitungsvorgang charakterisierenden Größe und/oder der Wert der eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisierenden Größe und/oder der Wert der eine
Eigenschaft des Werkstücks charakterisierenden Größe durch eine Bedienperson mittels einer Eingabeeinrichtung
eingegeben und/oder mittels einer Bilderkennungseinrichtung und/oder mittels einer vorzugsweise berührungslosen
Sensoreinrichtung erfasst wird. Die Eingabe durch eine Bedienperson mittels einer Eingabeeinrichtung ist technisch sehr einfach zu realisieren. Die Eingabeeinrichtung kann beispielsweise die Tastatur eines Bedienterminals oder ein mobiles Handgerät, eventuell auch mit integrierten
Sensoren, sein. Mit Bilderkennungseinrichtungen kann das erfindungsgemäße Verfahren automatisiert werden, was eine erhebliche Zeitersparnis ermöglicht und auch die
Anfälligkeit für Eingabefehler reduziert. Gleiches gilt auch für die Verwendung von berührungslosen
Sensoreinrichtungen, wie beispielsweise
Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren, etc.. Gegebenenfalls können aber auch berührende Sensoren, beispielsweise
Taster, eingesetzt werden. Diese sind vergleichsweise preiswert.
Erfindungsgemäß wird dann ein zweites Verfahren zum
Betreiben einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer
Plattenbearbeitungsanlage zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke, vorgeschlagen, bei dem zur Bearbeitung eines Werkstücks ein Werkzeug mittels eines Werkzeugantriebs angetrieben wird, welches folgende Schritte umfasst:
(a) vor einem vorgesehenen Bearbeitungsvorgang: mittels einer Auswerteinrichtung Ermitteln jenes Datensatzes aus einer Mehrzahl von erstellten und abgespeicherten
Datensätzen, welche jeweils einerseits eine Größe, die einen Bearbeitungsvorgang charakterisiert, und eine Größe, die ein aus einem Bearbeitungsvorgang resultierendes
Qualitätsmerkmal und/oder eine bei einem
Bearbeitungsvorgang erzielte Maschinenleistung und/oder eine aus einem Bearbeitungsvorgang resultierende
Werkzeugstandzeit charakterisiert, und andererseits eine Größe, die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisiert, und/oder eine Größe, die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisiert, miteinander verknüpfen, wobei der
Datensatz derart ermittelt wird, dass einerseits ein Wert der Größe, die eine Eigenschaft des Werkzeugs
charakterisiert, und/oder ein Wert der Größe, die eine Eigenschaft des zu bearbeitenden Werkstücks
charakterisiert, und andererseits ein Wert der Größe, die ein Qualitätsmerkmal und/oder eine Maschinenleistung und/oder eine Werkzeugstandzeit charakterisiert, jeweils des Datensatzes bestmöglich mit den jeweiligen Größen einerseits des für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang vorgesehenen Werkstücks und/oder Werkzeugs und andererseits des für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang gewünschten Qualitätsmerkmals und/oder der für den vorgesehenen
Bearbeitungsvorgang gewünschten Maschinenleistung und oder der für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang gewünschten Werkzeugstandzeit übereinstimmen; und
(b) Verwenden des Werts der Größe, die einen
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im Schritt a ermittelten Datensatzes für den vorgesehenen
Bearbeitungsvorgang .
Erfindungsgemäß werden also zuvor erzeugte Datensätze mittels einer Auswerteeinrichtung (hierbei dürfte es sich zumeist um eine von einem Prozessor ausgeführte Software handeln) im Vorgriff auf einen ganz bestimmten vorgesehenen Bearbeitungsvorgang gezielt ausgewertet, um einen für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang im Hinblick auf Qualität, Maschinenleistung oder Werkzeugstandzeit am besten
passenden Datensatz zu identifizieren. Ein solcher
Bearbeitungsvorgang wird nämlich an einem konkreten
Werkstück durchgeführt, so dass ein Wert der Größe, welche eine Eigenschaft des zu bearbeitenden Werkstücks
charakterisiert, vorgegeben und somit bekannt ist. Dabei versteht es sich, dass unter dem Begriff „vorgegeben" nicht nur verstanden werden kann, dass der Wert von einer
Bedienperson frei gewählt wurde, sondern auch verstanden werden kann, dass dieser Wert durch eine entsprechende Einrichtung automatisch ermittelt oder erfasst wurde.
Auch wird ein solcher Bearbeitungsvorgang mit einem
konkreten Werkzeug durchgeführt, so dass ein Wert der
Größe, welche eine Eigenschaft des konkreten für die
Bearbeitung vorgesehenen Werkzeugs charakterisiert, vorgegeben und somit bekannt ist. Wiederum versteht es sich, dass unter dem Begriff „vorgegeben" nicht nur
verstanden werden kann, dass der Wert von einer
Bedienperson frei gewählt wurde, sondern auch verstanden werden kann, dass dieser Wert durch eine entsprechende Einrichtung automatisch ermittelt oder erfasst wurde. Durch die Auswertung wird nun jene Größe, die den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang charakterisierenden soll, ermittelt, welche bei einer der oben beschriebenen vorgegebenen Größen oder bei beiden oben beschriebenen vorgegebenen Größen ein im Hinblick auf den jeweiligen Optimierungsparameter bzw. die jeweilige Optimierungsparameterkombination (Qualität, Maschinenleistung und/oder Werkzeugstandzeit) qualitativ optimales Arbeitsergebnis ermöglicht. Mit dieser
ermittelten Größe kann der vorgesehene Bearbeitungsvorgang dann durchgeführt werden.
Ein großer Vorteil dieses zweiten erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, dass der Bedienperson der
Werkzeugmaschine eine klare Vorgabe für eine den
vorgesehenen Bearbeitungsvorgang charakterisierende Größe gemacht wird, welche zu einem (relativ) optimalen
Bearbeitungsergebnis führen wird. Somit wird ein sehr gutes Bearbeitungsergebnis erzielt auch dann, wenn die
Bedienperson nicht sehr erfahren ist und/oder nicht
besonders qualifiziert ist. Es erfolgt quasi ein
Wissenstransfer von früheren Bearbeitungsvorgängen auf einen künftig konkret vorgesehenen Bearbeitungsvorgang. Die optimalen Prozessparameter und Werkzeuge sind sehr schnell auffindbar, wodurch beispielsweise bei häufigen
Materialwechseln eine erhebliche Zeitersparnis und damit eine Erhöhung der Produktivität ermöglicht werden.
Insgesamt wird auf diese Weise die Prozesssicherheit verbessert, und die Anzahl von Ausschussteilen wird
reduziert. Aufgrund der oben erwähnten Zeitersparnis wird die Werkzeugmaschine optimal ausgenutzt. Auch kann
möglicherweise das verwendete Werkzeug eine längere
Lebensdauer aufweisen, da es optimaler eingesetzt wird. Auch wird eine Beschädigung oder gar Zerstörung des
Werkzeugs durch einen falschen Betrieb vermieden. Weiterhin kann ein im Hinblick auf Qualität, Maschinenleistung und Werkzeugstandzeit optimaler Betrieb der Werkzeugmaschine für die einzelnen Bearbeitungsvorgänge iterativ ermittelt werden .
In einer Weiterbildung des zweiten erfindungsgemäßen
Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Wert der Größe, die einen Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im
Schritt a ermittelten Datensatzes an eine Bedienperson mittels einer Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird. Eine solche Ausgabeeinrichtung kann akustisch sein und eine Sprachanweisung umfassen, oder sie kann optisch sein, beispielsweise durch eine Anzeige auf einem Monitor. Bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren ist es
alternativ oder zusätzlich auch möglich, dass der Wert der Größe, die einen Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im Schritt a ermittelten Datensatzes automatisch an eine Steuer- und Regeleinrichtung der Werkzeugmaschine
übermittelt wird. Auf diese Weise wird die Bedienperson entlastet, und Eingabefehler werden ausgeschlossen. Auch wird Zeit eingespart.
Im Sinne einer weiteren Automatisierung ist es, wenn bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren im Schritt a der Wert der für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang
vorgegebenen und eine Eigenschaft des Werkzeugs
charakterisierenden Größe und/oder der Wert der für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang vorgegebenen und eine Eigenschaft des zu bearbeitenden Werkstücks
charakterisierenden Größe mittels einer Sensoreinrichtung erfasst werden. In einem solchen Fall muss die Bedienperson - wenn überhaupt - nur noch das Werkstück handhaben, wodurch die Fehleranfälligkeit nochmals reduziert und damit das Bearbeitungsergebnis qualitativ nochmals verbessert wird. Auch wird in diesem Falle nochmals Zeit eingespart.
Alternativ ist es auch möglich, dass im Schritt a der Wert der für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang vorgegebenen eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisierenden Größe mittels einer Eingabeeinrichtung eingegeben wird. Eine Eingabe kann beispielsweise über eine Tastatur erfolgen oder auch über eine Spracherkennung. Dies gestattet einen Eingriff der Bedienperson, was insbesondere bei einer höher qualifizierten Bedienperson und/oder bei einer erfahrenen Bedienperson Vorteile haben kann. Eventuell kann auf diese Weise auch eine, wie oben angegeben, automatisch falsch ermittelte Größe korrigiert werden. Möglich ist bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren ferner, dass der Wert der Größe, die einen
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im Schritt a ermittelten Datensatzes mit einem Wert einer für einen anstehenden Bearbeitungsvorgang zunächst vorgesehenen Größe verglichen wird und dann, wenn der Wert der Größe, die einen Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im Schritt a ermittelten Datensatzes von dem vorgesehenen Wert um mehr als einen Grenzwert abweicht, eine Aktion erfolgt.
Hierdurch wird die Interaktion zwischen der
Werkzeugmaschine und der Bedienperson reduziert, was die Arbeitsbelastung der Bedienperson verringert und die
Effizienz der Werkzeugmaschine erhöht. Eine Aktion, beispielsweise in Form einer Ausgabe einer Sollgröße an die Bedienperson, erfolgt nur dann, wenn die aktuelle
Einstellung der Werkzeugmaschine bei dem vorgesehenen
Bearbeitungsvorgang ein qualitativ nicht
zufriedenstellendes Bearbeitungsergebnis zu befürchten lässt .
Das aus der Bearbeitung resultierende Qualitätsmerkmal kann mindestens eines aus der folgenden Gruppe sein: optische
Qualität der bearbeiten Werkstückfläche; optische Qualität eines zur bearbeiten Werkstückfläche benachbarten
Werkstückbereichs; Genauigkeit der Lage der bearbeiteten Werkstückfläche. Diese Qualitätsmerkmale sind für die
Verwendung des bearbeiteten Werkstücks von besonderer
Bedeutung und können von einer Bedienperson sehr einfach beurteilt werden. Es kann somit eine Rückmeldung seitens der Bedienperson bezüglich des aktuell erzielten
Qualitätsmerkmals erfolgen, welche dann dem aktuellen und gerade durchgeführten Bearbeitungsvorgang zugeordnet werden kann. Im einfachsten Fall kann das Qualitätsmerkmal lediglich zwei Werte annehmen, beispielsweise „gut" oder „nicht gut". Möglich sind aber auch feinere Abstufungen, beispielsweise in Form von Noten oder Punkten. Möglich ist auch, dass mehrere Qualitätsmerkmale erfasst werden, und dass aus diesen beispielsweise nach einem vorgegebenen Gewichtungsschlüssel ein Gesamt-Qualitätsmerkmal ermittelt wird, welches dann dem Datensatz zugeordnet wird. Darüber hinaus ist es möglich, weitere in der Praxis übliche
Qualitätsmerkmale beispielsweise für die Bewertung von Kantenausbrüchen und von Lageabweichungen einer
bearbeiteten Oberfläche zu verwenden.
Beispiele für eine Größe, welche den besagten
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, sind eine
Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs bei dem
Bearbeitungsvorgang, eine Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs eine Arbeitsposition des Werkzeugs in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück sowie eine Arbeitsposition des zu bearbeitenden Werkstücks bei dem
Bearbeitungsvorgang. Auch ein Verlauf der gerade genannten Größen kann eine den Bearbeitungsvorgang charakterisierende Größe sein. Diese Größen können mittels geeigneter Sensoren sehr einfach erfasst oder auf der Basis von vorgegebenen Steuersignalen sehr einfach ermittelt werden. Eine
Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs sowie eine
Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs sind darüber hinaus wichtige Parameter, wenn nicht die wichtigsten Parameter, auf die bei späteren Bearbeitungsvorgängen zur Erzielung eines im Hinblick auf die Qualität, die Maschinenleistung und/oder die Werkzeugstandzeit optimalen
Bearbeitungsergebnisses Einfluss genommen werden kann. Man erkennt im übrigen aus dieser Aufzählung, dass im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung der Singular „die Größe" sowohl eine einzige solche Größe als auch eine Mehrzahl unterschiedlicher solcher Größen umfassen kann. Der Singular wurde lediglich deshalb gewählt, um die sprachliche Komplexität zu reduzieren. Dies gilt auch für die nachfolgenden beispielhaften Auflistungen anderer Typen von Größen.
Die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisierende Größe kann mindestens eine aus der folgenden Gruppe sein:
bisherige Betriebszeit des Werkzeugs; Art des Werkzeugs, einschließlich seiner geometrischen Daten; Hersteller des
Werkzeugs, sowie ein Schwingungsverhalten des Werkzeugs bei dem Bearbeitungsvorgang, oder auch ein Schwingungsverhalten an einer anderen Stelle der Werkzeugmaschine. Auch diese Größen können üblicherweise auf einfache Art ermittelt werden. Insbesondere aus der bisherigen Betriebszeit des Werkzeugs und deren Verknüpfung mit einem bei einem
Bearbeitungsvorgang erzielten Qualitätsmerkmal lassen sich für die Zukunft Vorhersagen ableiten, wann ein Werkzeug ausgetauscht werden muss, um ein qualitativ noch
akzeptables Arbeitsergebnis zu erzielen. Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der Begriff
„Betriebszeit" des Werkzeugs sehr allgemein zu verstehen ist und hierunter nicht nur eine echte Zeit verstanden werden kann, sondern beispielsweise auch ein zurückgelegter Bearbeitungsweg (bei einer Säge also ein zurückgelegter
Schnittweg) oder eine Gesamt-Bearbeitungsstrecke . Hierdurch kann die Werkzeugverwaltung vereinfacht werden, und die Lebensdauer eines Werkzeugs kann optimal ausgenutzt werden, ohne dass qualitativ nicht ausreichende Arbeitsergebnisse erzeugt werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisierende Größe mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist: Material des Werkstücks (eventuell einschließlich spezifischer Materialeigenschaften wie
Dichte, Zusammensetzung, Struktur, Art einer Beschichtung, eventuell auch zusammengefasst durch eine
Identifikationsnummer des Materials); Dicke des Werkstücks; Abmessungen des Werkstücks; Art des Werkstücks. Auch diese Größen sind sehr einfach zu bestimmen und können eine erhebliche Auswirkung auf die Qualität des
Bearbeitungsvorgangs haben.
Wie bereits oben erwähnt wurde, können die
erfindungsgemäßen Verfahren auch dazu verwendet werden, dass aus den abgespeicherten Datensätzen eine
voraussichtliche Rest-Betriebszeit des Werkzeugs ermittelt wird. Auf diese Weise wird das eingesetzte Werkzeug optimal ausgenutzt, wodurch die Betriebskosten der Werkzeugmaschine reduziert werden. Die Rest-Betriebszeit des Werkzeugs kann beispielsweise ermittelt werden, indem die Gesamt-
Betriebszeit , die bearbeiteten Materialien (bspw. hart bzw. weich, eventuell wiederum spezifische Materialeigenschaften wie Dichte, Zusammensetzung, Struktur, Art einer
Beschichtung, eventuell auch zusammengefasst durch eine Identifikationsnummer des Materials) , ein
Bearbeitungsstrecke des Werkzeugs, beispielsweise ein
Schnittweg einer Schneide (bei einer Säge also
beispielsweise die Summe aller Schnittbögen eines Zahnes, die von einem Zahnvorschub, einer Pakethöhe und einem
Sägeblatt überstand abhängig ist) , die maximale Betriebszeit sowie weitere und/oder andere relevante
Parameter in einen empirischen Algorithmus oder in ein mehrdimensionales Kennfeld eingespeist werden. Erfindungsgemäß ist auch eine Werkzeugmaschine,
insbesondere Plattenbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke, welche eine Steuer- und
Regeleinrichtung mit einem Prozessor und einem Speicher umfasst, welche zur Ausführung eines Verfahrens der obigen Art ausgebildet ist. Bei einer solchen Werkzeugmaschine gelten die oben im Zusammenhang mit den Verfahren
aufgeführten Vorteile entsprechend.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Eingabeeinrichtung umfasst, mit der eine Bedienperson einen Wert für ein
Qualitätsmerkmal, welches aus einem durchgeführten
Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück resultiert, eingeben kann, wobei die Eingabeeinrichtung mit der Steuer- und Regeleinrichtung verbunden ist.
In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die
Eingabeeinrichtung mindestens eine Taste umfasst, bei deren Betätigung der Steuer- und Regeleinrichtung ein bestimmter Wert des Qualitätsmerkmals mitgeteilt wird.
Möglich ist auch, dass die Eingabeeinrichtung ein Mikrofon umfasst, mit dem die Bedienperson einen Wert eingeben kann, und/oder ein drahtloses Eingabegerät, vorzugsweise mit einer Auswertungseinheit, insbesondere ein Mobiltelefon, und/oder eine Tastatur und/oder eine Kamera umfasst.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die oben erwähnte Eingabeeinrichtung für einen Wert eines
Qualitätsmerkmals eines soeben bearbeiteten Werkstücks auch ein unabhängig von dem oben erwähnten Verfahren
erfinderischer und insoweit beanspruchbarer Gedanke ist. Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine Werkzeugmaschine in Form einer Plattenbearbeitungsanlage;
Figur 2 eine Ansicht von vorne auf einen Sägewagen der
Plattenbearbeitungsanlage von Figur 1 ; Figur 3 eine Ansicht von oben auf den Sägewagen von Figur
2 ; und
Figur 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Werkzeugmaschine von Figur 1.
In Figur 1 trägt eine Werkzeugmaschine in Form einer
Plattenbearbeitungsanlage insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie ist vorliegend als Plattenaufteilsäge ausgebildet, mit der großformatige plattenförmige Werkstücke 12 oder
Werkstückstapel durch Sägevorgänge in kleinere Werkstücke 14 aufgeteilt werden können. In anderen Ausführungsformen ist die Plattenbearbeitungsanlage nicht als
Plattenaufteilsäge sondern als Fräseinrichtung und/oder als Bohreinrichtung zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke ausgebildet. Derartige Anlagen werden auch als
„Nestinganlagen" bezeichnet. Außerdem sind auch beliebige Kombinationen der genannten Typen von
Plattenbearbeitungsanlagen möglich. Grundsätzlich sind aber auch ganz andere Arten von Werkzeugmaschinen denkbar, beispielsweise ganz allgemein Bohraggregate oder CNC- Fräsaggregate .
Die Plattenaufteilsäge 10 umfasst einen Zuführtisch 16, der üblicherweise als Rollentisch ausgebildet ist. An den
Zuführtisch 16 schließt sich ein Maschinentisch 18 an, und an diesen schließt sich wieder ein Entnahmetisch 20 an, der in dem beispielhaft gezeigten Ausführungsbeispiel aus vier voneinander separaten Segmenten (ohne Bezugszeichen) besteht. Der Maschinentisch 18 und der Entnahmetisch 20 sind vorzugsweise als Luftkissentische ausgebildet.
In dem Maschinentisch 18 ist ein durch eine
strichpunktierte Linie 22 angedeuteter Sägespalt vorhanden. Unterhalb von diesem ist ein Sägewagen 24 angeordnet, der entsprechend einem Doppelpfeil 26 bewegt werden kann.
Oberhalb von dem Maschinentisch 18 ist ein Druckbalken 28 angeordnet. Dieser kann senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur 1 bewegt werden. Im Bereich des Zuführtisches 16 ist ein Programmschieber 30 angeordnet, der entsprechend einem Doppelpfeil 32 bewegt werden kann. An dem Programmschieber 30 sind wiederum mehrere Spannzangen 34 befestigt, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 1 nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist. Zu der Plattenaufteilsäge 10 gehört ferner ein
Bedienterminal 36, das vorliegend durch eine Tastatur 38 und einen Bildschirm 40 gebildet wird, sowie eine Steuer- und Regeleinrichtung 42, die nur symbolisch durch ein
Quadrat angedeutet ist. Die Steuer- und Regeleinrichtung 42 steuert und regelt den Betrieb der Plattenaufteilsäge 10. Hierzu erhält sie Signale von verschiedenen
Sensoreinrichtungen, darunter die symbolisch gezeichneten Sensoreinrichtungen 44, 46, 47 und 48, welche jeweils wieder mehrere einzelne Sensoren umfassen können.
Angesteuert werden von der Steuer- und Regeleinrichtung insbesondere der Programmschieber 30, die Spannzangen 34, der Sägewagen 24 mit den darauf befindlichen Sägen und der Druckbalken 28. Die Steuer- und Regeleinrichtung 42 verfügt unter anderem über einen Prozessor 50 und einen Speicher 52. Bei der Steuer- und Regeleinrichtung 42 kann es sich beispielsweise um einen üblichen PC handeln. In dem Speicher 52 ist
Software abgespeichert, welche zur Ausführung von
unterschiedlichen Verfahren programmiert und ausgebildet ist. Eine durch ein entsprechendes Softwareprogramm
gebildete Auswerteeinrichtung, auf die weiter unten noch Bezug genommen werden wird, ist mit dem Bezugszeichen 54 gekennzeichnet . Der Sägewagen 24 sowie Teile des Maschinentisches 28 sind in den Figuren 2 und 3 etwas stärker detailliert gezeigt. Der Sägewagen 24 umfasst einen plattenförmigen
Werkzeughalteabschnitt 56, der mittels eines nicht
gezeigten Antriebsmotors auf Schienen 58, die an einer
Stützstruktur (nicht dargestellt) des Maschinentisches 18 befestigt sind, gemäß des Doppelpfeils 26 bewegbar ist. Der Werkzeughalteabschnitt 56 trägt zwei rotierende Werkzeuge in Form eines Hauptsägeblattes 60 und eines
Vorritzsägeblattes 62. Sie sind in vertikaler Richtung bewegbar. Die beiden Antriebe für das Hauptsägeblatt 60 und das Vorritzsägeblatt 62 tragen in Figur 3 die Bezugszeichen 64 und 66. Die beiden Antriebe 64 und 66 werden ebenfalls von der Steuer- und Regeleinrichtung 42 so angesteuert, dass diese mit einer ganz bestimmten Drehgeschwindigkeit rotieren .
In einem normalen Betrieb wird der Werkstückstapel 12 an einem in Zuführrichtung hinteren Rand von den Spannzangen 34 des Programmschiebers 30 ergriffen und durch eine
Bewegung des Programmschiebers 30 sukzessive dem
Maschinentisch 18 bzw. dem Sägewagen 24 zugeführt, wo er durch eine Bewegung des Sägewagens 24 gemäß dem Doppelpfeil 26 durch einen Vorschnitt mittels des Vorritzsägeblatts 62 und einen anschließenden Hauptschnitt mittels des
Hauptsägeblatts 60 aufgeteilt wird. Während der Bearbeitung durch das Hauptsägeblatt 60 und das Vorritzsägeblatt 62 wird der Werkstückstapel 12 durch den Druckbalken 28 gegen den Maschinentisch 18 gedrückt und hierdurch festgelegt. Eine Bedienperson kann die aufgeteilten Werkstücke 14 am Entnahmetisch 20 entnehmen.
Die Sensoreinrichtung 44 dient ganz allgemein zur Erfassung des Werts mindestens einer den Bearbeitungsvorgang, vorliegend also den oben beschriebenen Sägevorgang, charakterisierenden Größe A. Bei dieser kann es sich um eine Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs, vorliegend also des Hauptsägeblatts 60 und/oder des Vorritzsägeblatts 62 handeln, und/oder um eine Vorschubgeschwindigkeit des
Sägewagens 24 längs der durch den Doppelpfeil 26
gekennzeichneten Richtung und/oder um einen bei der
Aufteilung von Werkstücken zurückgelegten Weg. Die Sensoreinrichtung 46 dient ganz allgemein zur Erfassung des Werts einer eine Eigenschaft des Werkzeugs, vorliegend also des Hauptsägeblatts 60 und/oder des Vorritzsägeblatts 62, charakterisierenden Größe B. Bei dieser kann es sich um eine bisherige Betriebszeit des Hauptsägeblatts 60 und/oder des Vorritzsägeblatts 62 handeln. Alternativ oder
zusätzlich kann durch die Sensoreinrichtung 46 auch die eine die Art des Werkzeugs charakterisierende Größe B, beispielsweise bei dem Hauptsägeblatts 60 und dem
Vorritzsägeblatt 62 der Durchmesser, die Breite, die Anzahl der Sägezähne, die Form der Sägezähne, der Schliff der Sägezähne, etc. erfasst werden. Die das Werkzeug
charakterisierende Größe B kann auch ein
Schwingungsverhalten des Hauptsägeblatts 60 und/oder des Vorritzsägeblatts 62 sein. Eine das Werkzeug
charakterisierende Größe B ist ferner auch der Hersteller des Werkzeugs sowie das Material, aus dem das Werkzeug hergestellt ist.
Hierzu kann das Werkzeug, also beispielsweise das
Hauptsägeblatt 60 und das Vorritzsägeblatt 62, mit einem Barcode bedruckt sein, der eine oder mehrere der oben genannten Angaben als Information enthält. In diesem Fall würde die Sensoreinrichtung 46 einen Barcodeleser
aufweisen, der vorzugsweise am Sägewagen 24 oder in einem Werkzeugwechselbereich angeordnet ist. Zur Erfassung der bisherigen Betriebszeit des Hauptsägeblatts 60 kann die Sensoreinrichtung 46 eine Auswertungseinheit umfassen, der die Betriebszeit seit dem letzten Werkzeugwechsel
aufsummiert. Möglich ist auch, dass als Betriebszeit die Anzahl der Umdrehungen und/oder die Anzahl der Sägevorgänge und/oder ein Schnittweg einer Schneide verstanden wird.
Die Sensoreinrichtung 47 dient ganz allgemein zur Erfassung des Werts einer Größe C, die eine Eigenschaft des zu bearbeitenden Werkstücks 12 bzw. bearbeiteten Werkstücks 14 charakterisiert. Eine solche Größe C kann beispielsweise das Material des Werkstücks 12, 14 sein, eine Dicke des Werkstücks 12, 14, die Abmessungen des zu bearbeitenden Werkstücks 12 und/oder des bearbeiteten Werkstücks 14, sowie eine Art des Werkstücks 12, 14. Zu Letzterem gehört beispielsweise, ob das Werkstück mit einer Beschichtung versehen ist. Auch hier ist es möglich, dass diese
Informationen in einem Barcode enthalten sind, der entweder auf ein Etikett, welches auf das Werkstück 12, 14
aufgeklebt ist, oder direkt auf das Werkstück 12, 14 aufgedruckt ist. In einem solchen Fall würde die
Sensoreinrichtung 47 einen Barcodeleser umfassen, der beispielsweise im Bereich des Druckbalkens 28 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu könnte die
Sensoreinrichtung 47 auch eine Bilderkennungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Videokamera, umfassen, mit der beispielsweise die Dicke sowie die Abmessungen erfasst werden können. Die Sensoreinrichtung 48 dient ganz allgemein zur Erfassung eines aus dem Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten
Werkstück 14 resultierenden Qualitätsmerkmals D. Bei diesem kann es sich beispielsweise um eine optische Qualität einer bearbeiteten Werkstückfläche handeln. Die bearbeitete
Werkstückfläche ist vorliegend eine durch den Sägevorgang mittels des Hauptsägeblatts 60 hergestellte Schnittfläche. Alternativ oder zusätzlich ist ein solches Qualitätsmerkmal D die Genauigkeit der Lage der bearbeiteten
Werkstückfläche, vorliegend also die Genauigkeit der Lage der hergestellten Schnittfläche, oder, anders ausgedrückt: die Genauigkeit der tatsächlichen Abmessungen des
bearbeiteten Werkstücks 14. Alternativ oder zusätzlich kommt als Qualitätsmerkmal D auch eine optische Qualität einer Werkstückfläche infrage, die zu der bearbeiteten Werkstückfläche benachbart ist. Diese benachbarte
Werkstückfläche kann beispielsweise unmittelbar an eine Schnittkante angrenzen. Handelt es sich um ein
beschichtetes Werkstück, können dort beispielsweise
Ausreißer entstehen, also Beschädigungen der Beschichtung unmittelbar an der Schnittkante. Beispielsweise ist die Anzahl solcher Ausreißer pro Längeneinheit ein Qualitätsmerkmal. Als Sensoreinrichtung 48 kommt
beispielsweise eine Bilderkennungseinrichtung in Form einer Videokamera infrage. Möglich ist aber auch, alternativ oder zusätzlich, der Einsatz beispielsweise von
Ultraschallsensoren oder von anderen berührungslos
arbeitenden Sensoreinrichtungen.
Darüber hinaus können die Werte der oben erwähnten Größen A, B, C und D auch von einer Bedienperson, die in Figur 1 symbolisiert dargestellt ist und dort das Bezugszeichen 68 trägt, manuell mittels der Tastatur 38 eingegeben werden, welche insoweit eine Eingabeeinrichtung 70a bildet. Dies gilt insbesondere für das oben als letztes erwähnte
Qualitätsmerkmal D, welches an dem bearbeiteten Werkstück 14 aus dem Bearbeitungsvorgang resultiert. Dieses kann beispielsweise von der Bedienperson 68 bei dem auf dem Entnahmetisch 20 liegenden Werkstück 14 durch eine visuelle Begutachtung erfasst werden. Nach dieser Erfassung kann dann die Bedienperson 68 einen Wert für das entsprechende Qualitätsmerkmal D mittels der Tastatur 38 eingeben. Im einfachsten Fall kann dieses Qualitätsmerkmal D dabei zwei Werte annehmen, beispielsweise „gut" sowie „nicht gut". In anderen, komplexeren Fällen kann das Qualitätsmerkmal D mehr als zwei Werte annehmen. Möglich sind beispielsweise Abstufungen in Form von Noten oder Punkten. Möglich ist auch, dass mehrere Qualitätsmerkmale Dl, D2, D3, ... erfasst werden, und aus diesen beispielsweise nach einem
vorgegebenen Gewichtungsschlüssel durch die Auswerteeinrichtung 54 der Steuer- und Regeleinrichtung 42 ein Gesamt-Qualitätsmerkmal D ermittelt wird.
Die Werkzeugmaschine 10 verfügt ferner über eine weitere Eingabeeinrichtung 70b am in Figur 1 äußersten rechten Segment des Entnahmetisches 20, mit der die Bedienperson einen Wert für das Qualitätsmerkmal D manuell eingeben kann. Diese Eingabeeinrichtung 70b ist ebenfalls mit der Steuer- und Regeleinrichtung 42 verbunden. Vorliegend besteht die Eingabeeinrichtung 70b einfach aus einer Taste (nicht separat dargestellt) , bei deren Betätigung der
Steuer- und Regeleinrichtung 42 ein bestimmter Wert des Qualitätsmerkmals D mitgeteilt wird, beispielsweise der Wert „nicht gut" (somit wird bei einer Betätigung der
Eingabeeinrichtung 70b mitgeteilt, dass das soeben
bearbeitete Werkstück 14 als Ausschuss anzusehen ist) . Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform umfasst die
Eingabeeinrichtung alternativ oder zusätzlich ein Mikrofon, mit der die Bedienperson einen Wert für das
Qualitätsmerkmal eingeben kann, und/oder ein drahtloses und tragbares Eingabegerät, insbesondere ein Mobiltelefon, und/oder eine Kamera. Insgesamt erkennt man aus der obigen Aufzählung, dass die Sensoreinrichtungen 44, 46, 47 und 48 jeweils eine Mehrzahl oder gar eine Vielzahl von einzelnen Sensoren umfassen können, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Beispielhaft ist in Figur 1 eine solche tragbare Eingabeeinrichtung 70c symbolisch dargestellt. Diese könnte zusätzlich auch einige der oben genannten Sensoreinrichtungen 44, 46,47 und 48 oder Schnittstellen für diese enthalten. Die mittels der Sensoreinrichtungen 44, 46, 47 und 48 erfassten Größen A, B und C, bzw. die mittels der Tastatur 38 oder der Eingabeeinrichtung 70b oder der
Eingabeeinrichtung 70c eingegebenen Werte der Größen bzw. eingegebenen Qualitätsmerkmale D werden dazu verwendet, um für jeden vergangenen Bearbeitungsvorgang in der Steuer- und Regeleinrichtung 42 einen Datensatz E zu erstellen und in dem Speicher 52 abzuspeichern, welcher den Wert des von der Bedienperson 68 bzw. der Sensoreinrichtung 48 erfassten Qualitätsmerkmals D mit den Werten der den
Bearbeitungsvorgang charakterisierenden Größe A
(Sensoreinrichtung 44), der die Eigenschaft des Werkzeugs charakterisierenden Größe B (Sensoreinrichtung 46) und der die Eigenschaft des bearbeiteten Werkstücks
(Sensoreinrichtung 47) charakterisierenden Größe C
verknüpft. Im vorliegenden Fall besteht ein solcher
Datensatz E also aus mindestens vier einzelnen Werten der Größen A, B, C und D. Grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass ein solcher Datensatz E auch nur zwei Werte umfasst, wobei ein Wert für das aus dem Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten Werkstück 14 resultierende Qualitätsmerkmal D sowie ein Wert für die den Bearbeitungsvorgang
charakterisierende Größe A in jedem Fall Teil des
Datensatzes sind.
Nach einer Mehrzahl n von Bearbeitungsvorgängen liegen somit in dem Speicher 52 eine Mehrzahl n von Datensätzen El, E2, E3, En vor, wobei: El: AI, Bl, Cl, Dl
E2: A2, B2, C2, D2 En: An, Bn, Cn, Dn
Für einen vorgesehenen künftigen Bearbeitungsvorgang (Index x) an einem Werkstück 12 wird dann wie folgt vorgegangen: zunächst wird mittels der Sensoreinrichtung 46 unmittelbar vor dem vorgesehenen Bearbeitungsvorgang der Wert Bx der eine Eigenschaft des Werkzeugs, also des Hauptsägeblatts 60 sowie des Vorritzsägeblatts 62, charakterisierenden Größe B erfasst, beispielsweise ein aktueller Schnittweg. Ferner wird mittels der Sensoreinrichtung 47 unmittelbar vor dem vorgesehenen Bearbeitungsvorgang der Wert Cx der eine
Eigenschaft des zu bearbeitenden Werkstücks 12
charakterisierenden Größe C erfasst. Die erfassten Werte Bx und Cx der Größen B und C werden der Steuer- und
Regeleinrichtung 42 zugeführt.
In der Auswerteeinrichtung 54 der Steuer- und
Regeleinrichtung 42 wird nun aus der Mehrzahl der bei früheren Bearbeitungsvorgängen erstellten und
abgespeicherten Datensätze E jener Datensatz Ex
identifiziert und insoweit ermittelt, der bei den jetzt erfassten und insoweit vorgegebenen Werten Bx und Cx der Größen B und C ein optimales Qualitätsmerkmal D
(beispielsweise „gut") ergibt. Dabei versteht es sich, dass die Identifizierung dieses Datensatzes Ex unter Verwendung von Näherungsalgorithmen erfolgt, da es möglicherweise keine exakte Entsprechung der Werte Bx und Cx als
Kombination in den abgespeicherten Datensätzen gibt. Es wird also jener Datensatz Ex identifiziert, der am besten zu der Komination der vorgegebenen Werten Bx und Cx passt, und der das Qualitätsmerkmal Dx = „gut" aufweist. Der in diesem identifizierten bzw. ermittelten Datensatz Ex ebenfalls enthaltene Wert Ax der Größe A, die den
vorgesehenen Bearbeitungsvorgang charakterisiert (also beispielsweise eine Drehgeschwindigkeit des Hauptsägeblatts 60 sowie des Vorritzsägeblatts 62 sowie eine
Vorschubgeschwindigkeit) , wird nun von der Steuer- und Regeleinrichtung 42 für die Ansteuerung der Antriebe 64 und 66 bei dem vorgesehenen Bearbeitungsvorgang verwendet. Es wird also anhand von tatsächlich durchgeführten
Bearbeitungsvorgängen eine Wissensdatenbank erstellt, die aus Datensätzen E gebildet ist, welche bestimmte erfasste oder ermittelte Größen mit dem Bearbeitungsergebnis, nämlich einem Qualitätsmerkmal, verknüpfen. Anhand dieser Wissensdatenbank kann dann der künftige vorgesehene
Bearbeitungsvorgang so gestaltet werden (beispielsweise durch Festlegung einer bestimmten Drehgeschwindigkeit und/oder einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit des
Werkzeugs) , dass bei einer vorgegebenen Konstellation aus, vereinfacht ausgedrückt, vorgegebenem Werkzeug und
vorgegebenem Werkstück eine optimale Bearbeitungsqualität und/oder Maschinenleistung und/oder Werkzeugstandzeit erzielt wird. Alternativ kann auch ein für das vorgegebene Material optimales Werkzeug vorgeschlagen werden, oder es können optimale Prozessparameter, beispielsweise eine optimale Vorschubgeschwindigkeit, eine optimale
Drehgeschwindigkeit und/oder ein optimaler
Sägeblattüberstand vorgeschlagen werden. Die optimalen Prozessparameter können dadurch sehr schnell eingestellt werden, und zwar ohne dass die Bedienperson 68 besonders qualifiziert sein muss.
Der oben erwähnte Wert Ax der Größe A des Datensatzes Ex kann entweder automatisch von der Auswerteeinrichtung 54 an den für die Ansteuerung der Antriebe 64, 66 zuständigen Bereich innerhalb der Steuer- und Regeleinrichtung 42 übermittelt werden. Alternativ kann der Wert Ax aber auch am Bildschirm 40 angezeigt und insoweit an die Bedienperson 68 ausgegeben werden, welche dann die entsprechende
Einstellung manuell vornimmt.
Aus den abgespeicherten Datensätzen E kann darüber hinaus in der Steuer- und Regeleinrichtung 42 eine
voraussichtliche Rest-Betriebszeit der Werkzeuge,
vorliegend also des Hauptsägeblatts 60 und/oder des
Vorritzsägeblatts 62, ermittelt werden. Ferner kann
vorgesehen sein, dass der ermittelte Wert Ax der Größe A mit einer für einen anstehenden Bearbeitungsvorgang
vorgesehenen Größe verglichen wird und dann, wenn der ermittelte Wert Ax von der vorgesehenen Größe um mehr als einen Grenzwert abweicht, eine Aktion erfolgt. Dies bedeutet, dass beispielsweise nur dann am Bildschirm 40 für die Bedienperson 68 ein Hinweis auf eine neue Einstellung beispielsweise der Drehgeschwindigkeit von Hauptsägeblatt 60 und Vorritzsägeblatts 62 und/oder der Vorschubgeschwindigkeit des Sägewagens 24 angezeigt wird, wenn der für den anstehenden Bearbeitungsvorgang ermittelte Wert Ax von dem noch vom vorhergehenden Bearbeitungsvorgang eingestellten Wert deutlich abweicht.
Darüber hinaus kann von der Steuer- und Regeleinrichtung 42 gegebenenfalls auf der Basis der ermittelten
voraussichtlichen Rest-Betriebszeit der Werkzeuge ein
Wechsel der Werkzeuge vorgeschlagen werden, um eine
gewünschte Bearbeitungsqualität erzielen zu können. Dies könnte dann der Bedienperson beispielsweise am Bildschirm 40 als Anweisung angezeigt werden, oder könnte, bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Werkzeugmaschine 10 beispielsweise mit einem Werkzeugmagazin, vollautomatisch erfolgen. Alternativ oder zusätzlich könnte auch eine solche Vorschubgeschwindigkeit des Sägewagens 24
vorgeschlagen werden, bei dem bei dem vorgegebenen
Qualitätsmerkmal eine maximale Werkzeugstandzeit erreicht werden kann.
Als Ausgabeeinrichtung wurde oben der Bildschirm 40 erwähnt. Es versteht sich, dass auch andere
Ausgabeeinrichtungen eingesetzt werden können, die
beispielsweise akustisch arbeiten. So ist es Beispielsweise möglich, Informationen und Anweisungen auch durch Sprache auszugeben. Auch kann die Eingabe von Informationen nicht nur mittels einer Tastatur, sondern beispielsweise durch ein Mikrofon mittels einer Spracherkennung erfolgen. Das oben allgemein beschriebene Verfahren wird nun nochmals konkret unter Bezugnahme auf Figur 4, welche ein
Flussdiagramm zeigt, erläutert. Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in dem Flussdiagramm der Figur 4 das Verfahren, welches zur Erstellung und zum Abspeichern des Datensatzes führt, und das Verfahren, welches den
Einsatz eines abgespeicherten Datensatzes zur Ausführung eines Bearbeitungsvorgangs betrifft, zusammengefasst dargestellt sind und nachfolgend beschrieben werden.
Das Verfahren beginnt in einem Block 70. An diesen schließt sich ein Block 72 an, der die Ausführung eines ersten
Bearbeitungsvorgangs, also vorliegend eines ersten
Aufteilvorgangs mittels des Hauptsägeblatts 60 und des Vorritzsägeblatts 62, symbolisiert. Im Block 74 werden während dieses Bearbeitungsvorgangs bzw. unmittelbar vor diesem Bearbeitungsvorgang mittels der Sensoreinrichtungen 44, 46 und 47 die Werte der oben im Detail beschriebenen Größen A, B und C erfasst. In einem nachfolgenden Block 76 wird von der Bedienperson 68 und/oder über die
Sensoreinrichtung 48 das aus dem Bearbeitungsvorgang an dem bearbeiteten Werkstück 14 resultierende Qualitätsmerkmal D erfasst. Über die Tastatur 38 wird ein Wert des von der Bedienperson 68 erfassten Qualitätsmerkmals D von der
Bedienperson 68 der Steuer- und Regeleinrichtung 42
zugeführt .
Im Block 78 wird für diesen Aufteilvorgang in der Steuer- und Regeleinrichtung 42 ein Datensatz E erstellt, der die erfassten Werte der Größen A, B, C sowie des Qualitätsmerkmals D für den besagten Aufteilvorgang
miteinander verknüpft. Dieser Datensatz E wird im Block 78 im Speicher 52 abgespeichert. Die Abfolge der Blöcke 72-78 wird mehrfach wiederholt, was durch den Rücksprung 80 angedeutet ist. Auf diese Weise wird im Laufe der Zeit eine Datenbank erstellt, welche aus einer Mehrzahl von im Block 78 erstellten und abgespeicherten Datensätzen E besteht.
Für einen vorgesehenen künftigen Bearbeitungsvorgang wird im Block 82 ein Wert Bx der Größe B, die eine Eigenschaft des Werkzeugs 60, 62 charakterisiert, welches für diesen künftigen Bearbeitungsvorgang vorgesehen ist, erfasst bzw. ermittelt. Im gleichen Block 82 wird auch für die Größe C, die eine Eigenschaft des Werkstücks 12, welches bei diesem vorgesehenen Bearbeitungsvorgang bearbeitet werden soll, ein entsprechender Wert Cx erfasst bzw. ermittelt.
Zusätzlich wird ein gewünschtes Qualitätsmerkmal für die Bearbeitung eingegeben. Außerdem können zusätzlich auch Prioritäten für künftige Prozessoptimierungen eingegeben werden .
Im nachfolgenden Block 84 wird nun mittels der
Auswerteeinrichtung 54 aus der im Speicher 52 vorhandenen Mehrzahl von zuvor im Block 78 erstellten und
abgespeicherten Datensätzen E jener Datensatz Ex
identifiziert, der einerseits ein optimales bzw.
gewünschtes Qualitätsmerkmal Dx innerhalb der für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang vorgegebenen
Randbedingungen aufweist und der andererseits solche Werte für die Größen B und C enthält, die bestmöglich mit den oben erwähnten Werten Bx und Cx übereinstimmen. Der in diesem identifizierten Datensatz Ex ebenfalls enthaltene Wert Ax der Größe A, die den vorgesehenen
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, also beispielsweise, wie oben bereits erwähnt wurde, eine Drehgeschwindigkeit oder eine Vorschubgeschwindigkeit der Werkzeuge 60, 62, ist somit jener Wert Ax der den vorgesehenen
Bearbeitungsvorgang charakterisierende Größe A, die bei den vorgegebenen Werten Bx und Cx der Größen B und C ein optimales Qualitätsmerkmal Dx ergibt.
In einem Block 86 wird der Wert Ax dann an jenen Bereich der Steuer- und Regeleinrichtung 42 übermittelt, der für die Einstellung von Drehzahl und Vorschubgeschwindigkeit für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang verantwortlich ist. Gleichzeitig wird in einem Block 88 der ermittelte Wert Ax mit dem zuvor (bei einem vorherigen
Bearbeitungsvorgang) eingestellten Wert verglichen. Weicht der ermittelte Wert Ax von dem zuvor eingestellten Wert um mehr als einen Grenzwert ab, wird der neu ermittelte Wert Ax der Größe A in 90 am Bildschirm 40 zur Ausgabe gebracht. Parallel hierzu wird in einem Block 92 eine Rest- Betriebszeit der Werkzeuge 60, 62 ermittelt und in einem Block 94 ebenfalls am Bildschirm 40 zur Ausgabe gebracht. Das Verfahren endet in einem Block 96.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine (10), insbesondere einer Plattenbearbeitungsanlage zum
Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke (12), bei dem zur Bearbeitung eines Werkstücks ein Werkzeug (60, 62) mittels eines Werkzeugantriebs (64, 66) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende
Schritte umfasst: a. Ausführen eines Bearbeitungsvorgangs mittels des durch den Werkzeugantrieb (64, 66) angetriebenen Werkzeugs (60, 62); b. Ermitteln oder Erfassen eines Werts einer Größe, die ein aus dem Bearbeitungsvorgang an dem
Werkstück (14) resultierendes Qualitätsmerkmal (D) und/oder eine bei dem Bearbeitungsvorgang auftretende Maschinenleistung und/oder eine aus dem Bearbeitungsvorgang resultierende
Werkzeugstandzeit charakterisiert ; c. Ermitteln oder Erfassen eines Werts einer Größe (A) , die den Bearbeitungsvorgang charakterisiert und/oder des Werts einer Größe (B) , die eine
Eigenschaft des Werkzeugs (60, 62)
charakterisiert und/oder des Werts einer Größe (C) , die eine Eigenschaft des Werkstücks (14) charakterisiert ; d. Erstellen und Abspeichern eines Datensatzes (E) in einem Speicher (52), welcher den erfassten Wert des Qualitätsmerkmals (D) und/oder der
Maschinenleistung und/oder der Werkzeugstandzeit mit dem Wert der Größe (A) , die den
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, und/oder dem Wert der Größe (B) , die eine Eigenschaft des Werkzeugs (60, 62) charakterisiert und/oder dem Wert der Größe (C) , die eine Eigenschaft des Werkstücks (14) charakterisiert, verknüpft.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Qualitätsmerkmal (D) und/oder die erzielte Maschinenleistung und/oder die erzielte
Werkzeugstandzeit und/oder der Wert der Größe (A) , die den Bearbeitungsvorgang charakterisiert und/oder der Wert der Größe (B) , die eine Eigenschaft des Werkzeugs charakterisiert und/oder der Wert der Größe (C) , die eine Eigenschaft des Werkstücks charakterisiert durch eine Bedienperson (68) mittels einer
Eingabeeinrichtung (40) eingegeben und/oder mittels einer Bilderkennungseinrichtung und/oder mittels einer vorzugsweise berührungslosen Sensoreinrichtung erfasst wird .
Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine (10), insbesondere einer Plattenbearbeitungsanlage zum
Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke (12), bei dem zur Bearbeitung eines Werkstücks ein Werkzeug (60, 62) mittels eines Werkzeugantriebs (64, 66) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende
Schritte umfasst: a. vor einem vorgesehenen Bearbeitungsvorgang:
mittels einer Auswerteinrichtung Ermitteln jenes Datensatzes aus einer Mehrzahl von erstellten und abgespeicherten Datensätzen (E) , welche jeweils einerseits eine Größe (A) , die einen
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, und eine Größe (D) , die ein aus einem Bearbeitungsvorgang resultierendes Qualitätsmerkmal und/oder eine bei einem Bearbeitungsvorgang auftretende
Maschinenleistung und/oder eine aus einem
Bearbeitungsvorgang resultierende
Werkzeugstandzeit charakterisiert, und
andererseits eine Größe (B) , die eine Eigenschaft des Werkzeugs (60, 62) charakterisiert, und/oder eine Größe (C) , die eine Eigenschaft des
Werkstücks (14) charakterisiert, miteinander verknüpfen, wobei der Datensatz derart ermittelt wird, dass einerseits ein Wert (Bx) der Größe
(B) , die eine Eigenschaft des Werkzeugs (60, 62) charakterisiert, und/oder ein Wert (Cx) der Größe
(C) , die eine Eigenschaft des zu bearbeitenden Werkstücks charakterisiert, und andererseits ein Wert der Größe (D) , die ein Qualitätsmerkmal und/oder eine Maschinenleistung und/oder eine Werkzeugstandzeit charakterisiert, jeweils des Datensatzes (E) bestmöglich mit den jeweiligen Größen einerseits des für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang vorgesehenen Werkstücks und/oder Werkzeugs und andererseits des für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang gewünschten Qualitätsmerkmals und/oder der für den
vorgesehenen Bearbeitungsvorgang gewünschten Maschinenleistung und/oder der gewünschten
Werkzeugstandzeit übereinstimmen; und b. Verwenden des Werts (Ax) der Größe (A) , die einen Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im
Schritt a ermittelten Datensatzes für den
vorgesehenen Bearbeitungsvorgang .
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert (Ax) der Größe (A) , die einen
Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im Schritt a ermittelten Datensatzes an eine Bedienperson (68) mittels einer Ausgabeeinrichtung (40) ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert (Ax) der Größe (A) , die einen Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im Schritt a ermittelten Datensatzes automatisch an eine Steuer- und Regeleinrichtung (42) der Werkzeugmaschine (10) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a der Wert (Bx) der für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang eine
Eigenschaft des Werkzeugs (60, 62) charakterisierenden Größe (B) und/oder der Wert (Cx) der für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang eine Eigenschaft des zu bearbeitenden Werkstücks (12) charakterisierenden Größe (C) mittels einer Sensoreinrichtung (46, 47) erfasst oder mittels einer Eingabeeinrichtung (38) eingegeben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert (Ax) der Größe (A) , die einen Bearbeitungsvorgang charakterisiert, des im Schritt a ermittelten Datensatzes mit einem Wert einer für einen anstehenden Bearbeitungsvorgang vorgesehenen Größe verglichen wird und dann, wenn der Wert (Ax) des ermittelten Datensatzes von dem vorgesehenen Wert um mehr als einen Grenzwert abweicht, eine Aktion
erfolgt .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem
Bearbeitungsvorgang resultierende Qualitätsmerkmal (D) mindestens eines aus der folgenden Gruppe ist:
optische Qualität der bearbeiten Werkstückfläche;
optische Qualität einer zur bearbeiteten
Werkstückfläche benachbarten Werkstückfläche;
Genauigkeit der Lage der bearbeiteten Werkstückfläche.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den
Bearbeitungsvorgang charakterisierende Größe (A) mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist:
Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs (60, 62);
Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs (60, 62); Verlauf einer Drehgeschwindigkeit des Werkzeugs (60, 62); Verlauf einer Vorschubgeschwindigkeit des
Werkzeugs (60, 62); Arbeitsposition des Werkzeugs
(60,62) in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück (12); Arbeitsposition des zu bearbeitenden Werkstücks
(12) .
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die eine Eigenschaft des Werkzeugs (60, 62) charakterisierenden Größe (B) mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist:
bisherige Betriebszeit des Werkzeugs (60, 62); Art des Werkzeugs (60, 62); Hersteller des Werkzeugs (60, 62); Schwingungsverhalten des Werkzeugs (60, 62); Verlauf eines Schwingungsverhaltens des Werkzeugs (60, 62). 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die eine Eigenschaft des Werkstücks (12) charakterisierenden Größe mindestens eine aus der folgenden Gruppe ist: Material des
Werkstücks (12); Dicke des Werkstücks (12);
Abmessungen des Werkstücks (12); Art des Werkstücks
(12) .
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass aus den abgespeicherten Datensätzen (E) eine voraussichtliche Rest- Betriebszeit des Werkzeugs (60 62) ermittelt wird.
13. Werkzeugmaschine (10), insbesondere
Plattenbearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke (12, 14), dadurch
gekennzeichnet, dass sie eine Steuer- und
Regeleinrichtung (22) mit einem Prozessor (50) und einem Speicher (52) umfasst, welche zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden
Ansprüche ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Eingabeeinrichtung (70a, 70b) umfasst, mit der eine Bedienperson (68) einen Wert für ein Qualitätsmerkmal (D) , welches aus einem durchgeführten Bearbeitungsvorgang an dem Werkstück (14) resultiert, eingeben kann, wobei die
Eingabeeinrichtung (70a, 70b) mit der Steuer- und Regeleinrichtung (42) verbunden ist.
Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingabeeinrichtung (70b) mindestens eine Taste umfasst, bei deren Betätigung der Steuer- und Regeleinrichtung (22) ein bestimmter Wert des Qualitätsmerkmals (D) mitgeteilt wird. 16. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dass die Eingabeeinrichtung ein Mikrofon umfasst, mit der die Bedienperson einen Wert eingeben kann,
und/oder ein drahtloses Eingabegerät, vorzugsweise mit einer Auswertungseinheit, insbesondere ein
Mobiltelefon, und/oder eine Tastatur und/oder eine Kamera umfasst.
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