EP4479195A1 - Sortierverfahren zum automatischen absortieren und sortiervorrichtung - Google Patents

Sortierverfahren zum automatischen absortieren und sortiervorrichtung

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Publication number
EP4479195A1
EP4479195A1 EP23701373.5A EP23701373A EP4479195A1 EP 4479195 A1 EP4479195 A1 EP 4479195A1 EP 23701373 A EP23701373 A EP 23701373A EP 4479195 A1 EP4479195 A1 EP 4479195A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sorting
workpieces
actual image
removal area
actual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23701373.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nikola BURSAC
Marc Teschner
Magnus Deiss
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.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Publication of EP4479195A1 publication Critical patent/EP4479195A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/361—Processing or control devices therefor, e.g. escort memory
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C2501/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material to be sorted
    • B07C2501/0063—Using robots

Definitions

  • Sorting method for automatic sorting and sorting device.
  • the invention relates to a sorting method for the automatic sorting of workpieces arranged in a removal area of a flat bed machine tool, in particular a laser cutting machine or a punching machine, into a storage area after a sorting process.
  • the invention also relates to a sorting device.
  • Such a sorting method and such a sorting device is usually used after the workpieces have been manufactured in a flatbed machine tool, with the workpieces being positioned in the removal area of the flatbed machine tool.
  • a production table of the flatbed machine tool which is used to support the workpieces during production, is moved to the removal area.
  • process disruptions can occur that impair the intended sorting process or even make it impossible.
  • Process disturbances of this kind can arise, for example, as a result of displaced and/or overlapping workpieces, as a result of which, for example, the workpiece can be prevented from being picked up by a gripper.
  • a process disruption in the form of a between the support webs tilted component or contamination of the support webs for example a production residue jammed between the support webs.
  • Process disturbances of this kind are not recognized in conventional sorting methods, which means that the sorting of the workpieces can be prolonged due to unsuccessful attempts by the gripper to remove them.
  • the gripper and/or the workpieces can be damaged as a result of the process disruption, since there can be a collision between the gripper and the workpiece, for example.
  • This has a disadvantageous effect on process reliability and process speed of the sorting process.
  • the intervention of a specialist is necessary in order to react appropriately to process disturbances. This also disadvantageously reduces the degree of automation.
  • EP 3 514 639 A1 discloses a method for palletizing parts processed in a processing machine, in which the parts processed in the processing machine are moved to an unloading area with a gripping device and positioned at a storage location on a storage area in the unloading area.
  • the storage area available in the unloading area and the storage location of the parts are determined by means of a detection device directed towards the unloading area and a data evaluation device.
  • DE 10 2016 120 131 A1 discloses a method for assisting an operator in a manual sorting process of workpieces arranged on a sorting table, in which a sorting signal is generated from a sorting image data set, which contains information about the type, location and/or include the shape of at least one extracted workpiece.
  • a sorting signal is generated from a sorting image data set, which contains information about the type, location and/or include the shape of at least one extracted workpiece.
  • the object is achieved by a sorting method for automatically sorting workpieces arranged in a removal area of a flatbed machine tool, in particular a laser cutting machine or a punching machine, into a storage area after a sorting process; characterized by the steps:
  • the actual image depicts the actual state of the removal area of the flat bed machine tool.
  • the as-is image captures features of the extraction area.
  • the actual image is preferably a two-dimensional image of the removal area.
  • the actual image can map a surface of the removal area that can be detected from a specific imaging angle, with the detected features, such as a change in the surface contour, being able to be imaged in the actual image.
  • Analyzing the as-is image may include recognizing the features captured in the as-image.
  • the features are preferably recognized by image processing of the actual image.
  • predetermined components in particular workpieces, workpiece support
  • Characteristic features of the components to be determined are preferably provided for this purpose. For example, by recognizing a cut contour, a workpiece having this contour can be determined in the actual image.
  • a process disturbance can be identified by analyzing the actual image. Provision can be made here for properties to be determined for the ascertained components and compared with predetermined reference properties. If a discrepancy is found between the specific properties of the determined components and the reference properties, the process disturbance is deemed to have been identified.
  • the process disruption is preferably only identified when a predetermined degree of deviation is determined.
  • a process disruption is understood to mean an impairment of the sorting process in which the sorting is significantly disrupted or even made impossible.
  • a process disruption can occur in the form of the events listed below.
  • “Shifted workpiece” This can change the removal position of one or more workpieces, causing the gripper to move to the wrong position when removing the workpiece.
  • a scrap skeleton can be viewed as a workpiece overlap another work piece, and in all cases gripper access may be unsafe or inadequate, which could result in damage to the work pieces and/or the gripper.
  • "Tilted Workpiece” A tilted workpiece may be in the correct position for picking, but in an orientation that prevents access by the gripper. This can prevent the picking of the workpiece, thereby prolonging the sorting of the workpieces.
  • Contaminated workpiece support The remaining of production residues on and/or in the workpiece support prevents the correct positioning of further workpieces to be removed, which also makes sorting after the sorting process more difficult. This is particularly problematic when using workpiece supports with a so-called web support a contaminated workpiece support can occur due to wear and/or dirt, which can make it difficult to properly support the workpieces and thus to sort them.
  • the workpiece can be attached to another workpiece, in particular the scrap skeleton, after manufacture in such a way that removal by the gripper is impossible. This can damage and/or shift the Workpieces and damage to the gripper occur In any case, the sorting of the workpieces is prolonged.
  • Incorrect assignment of the workpiece support Incorrect assignment of the workpiece support by the workpieces prevents the removal of the workpieces after the predetermined sorting process. Sorting can be significantly extended or even prevented as a result.
  • the measure for adapting the sorting process is initiated automatically. In other words, the process disturbance is automatically responded to.
  • the measure for adapting the sorting process can consist in bypassing the process disruption, for example by skipping the removal in the case of a missing part, or in eliminating the process disruption, for example by cleaning the contaminated workpiece support.
  • exemplary measures may consist of changing the order in which the workpieces are removed, attempting to remove them with changed access settings and/or issuing an instruction.
  • An instruction preferably relates to changing the occupancy of the workpiece support, reproducing missing or incorrectly cut workpieces and/or intervention by a specialist. In this way, a process disruption that has its cause beyond the possibilities of intervention by the sorting method can be counteracted, as a result of which further process disruptions can be prevented.
  • the method according to the invention is set up for monitoring the removal area and for identifying existing and/or occurring process disturbances, with the sorting method reacting automatically when the process disturbance is identified.
  • the process reliability, the process speed and the degree of automation of the sorting process can be increased.
  • a suddenly occurring process disruption can be identified, for example.
  • process reliability in particular can be further increased.
  • a process disruption occurring after the removal can be identified, for example.
  • the measure can then already be initiated while the workpiece is being set down. In this way, the process speed in particular can be further increased.
  • the correct removal of the workpiece can be monitored by creating the actual image and identifying the process disruption, in particular immediately before and after removal.
  • the process reliability in particular can advantageously be further increased by adapting a removal strategy of the gripper.
  • a sensory creation of the actual image has particular advantages in the case of removal areas in which an, in particular continuous, detection of the entire removal area is prevented by optical blockages, for example in the form of dust and/or objects.
  • a sensory representation of the actual situation can take place, for example, by means of a surface scan. The surface image is then preferably converted into an image format, which means that the actual image can be analyzed by means of graphic image evaluation.
  • the sorting method in which at least two actual images are created and the process disturbance is identified by analyzing the two actual images.
  • the actual images are preferably produced using two different imaging devices, for example two cameras and/or from different directions.
  • the process disturbance can be identified redundantly by analyzing both actual images.
  • the position of the workpiece can be understood, for example, as the geometric center point of the workpiece.
  • An ideal access position of the gripper can preferably be determined from the position of the workpiece. As a result, the position of the workpiece can be approached by the gripper in a particularly simple manner.
  • a target image which represents the expected state of the removal area and the process disruption from a predetermined deviation in the spatial position of the workpieces between the actual image and the target image and/or or is identified from a predetermined deviation in the spatial orientation of the workpieces between the actual image and the target image.
  • An "expected state” can include, for example, an expected position and/or orientation of the workpieces and/or an expected state of the removal area.
  • the target image has expected features of the removal area.
  • the target image can, for example, be in the form of a Production plan of the workpieces of the flat bed machine tool and/or a reference image, in which the expected features were determined.
  • the actual image of a first comparison can be used as a reference image for a subsequent comparison. This is preferably stored automatically.
  • the process disruption is identified by comparing a state of a sorted removal area determined from the actual image with a correct state of the sorted removal area determined from the target image.
  • the sorting process is adapted by the gripper by suspending the sorting process, changing the order in which the workpieces are removed, issuing a warning, informing an operator, cleaning the removal area and/or changing a removal strategy.
  • the Process disruption either resolved or bypassed so that automatic sorting can continue.
  • the underlying object is also achieved by a sorting device for automatically removing workpieces from a removal area of a flat bed machine tool and depositing the workpieces in a storage area after a sorting process.
  • the sorting device is preferably set up to carry out the sorting method described above.
  • the sorting device has a controller for controlling a gripper of the sorting device, the gripper being designed to grip the workpieces.
  • the sorting device also has at least one imaging device that is set up to create an actual image of the removal area.
  • the sorting device has an evaluation unit that is set up to identify a process disruption by analyzing the actual image of the removal area.
  • the at least one imaging means is designed as a camera, a laser scanner and/or a light section sensor.
  • the sorting device in which the at least one imaging means is positioned in a stationary manner above the removal area.
  • a corresponding arrangement enables the removal area to be imaged as a whole from a fixed position with a fixed one Angle. This favors the analysis of the actual image by the evaluation unit.
  • the sorting device has at least two imaging means, with at least one of the imaging means being attached to the gripper.
  • a further imaging means enables a redundant imaging of the removal area, in particular from a further imaging direction. In this way, for example in the event of a partial blockage of one imaging means, an analysis can be carried out using the actual imaging of the other imaging means.
  • the at least one imaging means attached to the gripper is set up to create an actual image of the storage area.
  • a process disruption in the storage area for example a tipped over storage pile, is identified by analyzing the actual image of the storage area. For identification, it can be provided that the actual image of the storage area is compared with a provided target image of the storage area. As a result, process reliability can be further increased.
  • FIG. 1 shows an arrangement with a flat bed machine tool and a sorting device according to the invention in a perspective view.
  • FIG. 2 shows the method according to the invention in a schematic flow chart.
  • FIG. 3 shows an actual image of a removal area with workpieces positioned on a workpiece support with a displaced workpiece in a schematic representation.
  • FIG. 4 shows a target image of the removal area from FIG. 2 with an expected position of the workpieces.
  • FIG. 5 shows a first removal area after initiation of a first measure for adapting a sorting process in a sectional schematic illustration.
  • FIG. 6 shows a second removal area after initiation of a second measure for adapting the sorting process in a sectional schematic view.
  • FIG. 7 shows a third removal area after initiation of a third measure for adapting the sorting process in a sectional schematic representation.
  • Fig. 1 shows an arrangement 10 with a flatbed machine tool 12 in the form of a laser cutting machine, a sorting device 14, a removal area 16 and a storage area 18.
  • the sorting device 14 designed by way of example has a gripper 20 which, by being arranged on a boom 22 via a rail guide 24 can be moved along an axis 26 between the removal area 16 and the storage area 18 . Furthermore, the gripper 20 can be moved translationally and rotationally with respect to the boom 22 .
  • a workpiece support 28 is positioned in the removal area 16 .
  • the workpiece support 24 has a web support 30 .
  • On the workpiece support 28 several workpieces 32 are positioned, previously in the Flatbed machine tool 12 were manufactured (for reasons of clarity, only one workpiece 32 is provided with a reference number).
  • An imaging means 34 embodied as a camera of the sorting device 14 is fastened above the removal area 16 .
  • the imaging means 34 is directed vertically downwards onto the removal area 16 and is set up for the holistic imaging of this.
  • a storage pallet 36 is positioned in the storage area 18 and is used for storing and further transporting the workpieces 32 .
  • the gripper 20 is moved according to a sorting sequence stored in a controller 37 of the sorting device 14 until the workpieces 32 have been removed from the removal area 16 and deposited in the storage area 18 .
  • the gripper 20 moves, for example, along the axis 26 over the removal area 16 and is deflected in the vertical direction up to the workpieces 32 .
  • the gripper 20 then grips, for example, one of the workpieces 32 and is then moved upwards in the vertical direction.
  • the gripper 20 is then moved along the axis 26 into the storage area 18 and is deflected there in an analogous manner in order to deposit the workpiece 32 that has been picked up.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a sorting method 38 according to the invention, which will be explained by way of example with reference to FIGS.
  • an actual image 42 (see FIG. 3) of the removal area 16 is created.
  • the actual image 42 is created, for example, by the imaging means 34 designed as a camera (see FIG. 1). and can be in the form of a two-dimensional photograph.
  • the actual image 42 can capture the removal area 16 as a whole, as shown in FIG.
  • a subsequent method step "Analyzing the actual image” 44 the actual image 42 is analyzed or evaluated.
  • the image areas shown in the actual image 42 are assigned to predetermined components based on their characteristics. Features of the image areas can, for example, be the brightness, the structure and/or shape.
  • the removal area 16 in the actual image 42 according to FIG. 3 can be distinguished from the workpieces 32 by its surface structure.
  • the workpieces 32 can be differentiated from one another by a cut edge that differs from the imaging regions of the workpieces 32 .
  • Analyzing also includes determining predetermined properties of the determined components based on which a process disturbance can be identified.
  • a predetermined property of the determined components can be a minimum distance to another component.
  • all workpieces 32 with the exception of a defective part 46 and a residual skeleton 48, have a minimum distance from the other workpieces 32 in each case. It is preferably determined on the basis of the properties of the remaining workpieces 32 that the residual skeleton 48 is arranged correctly and only the defective part 46 is out of place with respect to the workpieces 32 .
  • a deviation of the properties of the components determined in the actual image 42 from predetermined properties can be identified as a process disturbance. For example, the fact that the defective part 46 does not have the required minimum distance from the residual skeleton 48 a process disturbance can be identified.
  • a measure to adapt the Sorting process initiated automatically.
  • at least one measure to be taken is stored in the controller 37 of the sorting device 14 for each process disturbance that occurs.
  • the sorting process can be adjusted by changing from a removal access by the gripper 20.
  • it can be provided, for example, that the faulty part 46 is first rotated by the gripper 20 and then removed.
  • the removal of the defective part 46 takes place only after the removal of the remaining workpieces 32 .
  • the method step "Analyzing the actual image” 44 can compare the actual image 42 with a target image 54 (as shown in FIG. 4).
  • the target image 54 preferably represents the same Section of the removal area 16 as the actual image 42.
  • the target image 54 represents the expected state of the removal area 16.
  • 5 shows the removal area 16 after initiation of a measure to adapt the sorting process.
  • the removal area 16 has the defective part 46 , which rests on one of the workpieces 32 on the one hand and on the web support 30 of the workpiece support 28 on the other hand.
  • the error part 46 has a position changed by a translational deflection 56 and an orientation changed by an angle 58, so that the gripper 20 may not be able to grip the error part 46 when proceeding according to the originally intended sorting sequence.
  • the method step "Analyze an actual image" 44 see Fig. 2)
  • the error part 46 was determined.
  • the process error "tilted workpiece” was identified because the error part 46 has a position and orientation deviating from its expected position and orientation.
  • the sorting sequence was automatically changed by aligning the position and orientation of the gripper with the position and orientation of the defective part 46.
  • FIG. 6 shows the removal area 16 after initiation of a further measure for adapting the sorting process.
  • the removal area 16 has the defective part 46 , which is arranged on the one hand between the workpiece 32 and the web support 30 and on the other hand rests on the web support 30 .
  • the faulty part 46 has slipped under the workpiece 32 by the deflection 56 . Removal of the faulty part 46 by the gripper 20 can lead to a significant displacement of the workpiece 32, as a result of which the workpiece 32 could be damaged or tilt.
  • the error part 46 was determined.
  • the process error "jammed and/or jammed workpiece” was identified .
  • the sorting process was changed automatically, firstly by using a retaining device 60 and secondly by adapting a removal strategy of the gripper 20. While the restraining means 60 applies a restraining force to the workpiece 32 in the vertical direction in order to avoid lifting and shifting the same, the gripper 20 leads to the Gripping the error part 46 initially a return movement against the deflection 56. As a result, the faulty part 46 can be unthreaded without the workpieces 32 being displaced.
  • the removal area 16 has a production residue 62, in particular a slug, and an impurity 64, in particular slag, which are arranged in the web support 30 and prevent positioning of workpieces 32 or already the production of the Affect workpieces 32 in the flatbed machine tool 12 (see Fig. 1) negatively.
  • the process step “Analyze an actual image” 44 (see FIG. 2), the production residue 62 and the contamination 64 were determined.
  • the process step “Identify a process fault” 50 for example, the process fault “contaminated workpiece support” was identified.
  • the sorting process is automatically changed by the use of a cleaning agent 66 in the form of a brush. While the gripper 20 remains in a rest position, the cleaning agent 66 is inserted into the web pad 30 and drawn therethrough in a horizontal direction. As a result, both the production residue 62 and the contamination 64 can be effectively eliminated.

Landscapes

  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Feeding Of Workpieces (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sortierverfahren (38) zum automatischen Absortieren von in einem Entnahmebereich (16) einer Flachbettwerkzeugmaschine (12), insbesondere einer Laserschneidemaschine oder einer Stanzmaschine, angeordneten Werkstücken (32) in einen Ablagebereich (18) nach einem Sortierablauf; wobei zumindest eine Ist-Abbildung (42), die den tatsächlichen Zustand von dem Entnahmebereich (16) abbildet erstellt und zum Identifizieren (50) von Prozessstörungen analysiert wird, wobei bei Identifizierung einer Prozessstörung eine Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufes automatisch eingeleitet wird.

Description

Sortierverfahren zum automatischen Absortieren und Sortiervorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Sortierverfahren zum automatischen Absortieren von in einem Entnahmebereich einer Flachbettwerkzeugmaschine, insbesondere einer Laserschneidemaschine oder einer Stanzmaschine, angeordneten Werkstücken in einen Ablagebereich nach einem Sortierablauf. Ferner betrifft die Erfindung eine Sortiervorrichtung.
Ein solches Sortierverfahren und eine solche Sortiervorrichtung wird üblicherweise im Anschluss an die Fertigung der Werkstücke in einer Flachbettwerkzeugmaschine eingesetzt, wobei die Werkstücke in dem Entnahmebereich der Flachbettwerkzeugmaschine positioniert werden. Beispielsweise wird ein Fertigungstisch der Flachbettwerkzeugmaschine, der zur Auflage der Werkstücke während der Fertigung dient, in den Entnahmebereich bewegt. Bei dem anschließenden Absortieren der Werkstücke können dabei jedoch Prozessstörungen auftreten, die den vorgesehenen Sortierablauf beeinträchtigen oder sogar unmöglich machen.
Derartige Prozessstörungen können beispielsweise durch verschobene und/oder überlappende Werkstücke entstehen, wodurch beispielsweise ein Aufnehmen des Werkstücks durch einen Greifer verhindert werden kann. Ferner kann insbesondere bei Verwendung von Fertigungstischen mit sogenannten Auflagestegen, eine Prozessstörung in Form von einem zwischen die Auflagestege gekippten Bauteil oder einer Verunreinigung der Auflagestege, beispielsweise einem zwischen den Auflagestegen verklemmten Fertigungsrest auftreten.
Derartige Prozessstörungen werden bei herkömmlichen Sortierverfahren nicht erkannt, wodurch das Absortieren der Werkstücke durch vergebliche Entnahmeversuche des Greifers verlängert werden kann. Darüber hinaus kann der Greifer und/oder die Werkstücke in Folge der Prozessstörung beschädigt werden, da es beispielsweise zu einer Kollision zwischen Greifer und Werkstück kommen kann. Dies wirkt sich nachteilig auf eine Prozesssicherheit und eine Prozessgeschwindigkeit des Sortierprozesses aus. Ferner ist bei herkömmlichen Sortierverfahren der Eingriff durch eine Fachkraft nötig, um auf die Prozessstörungen angemessen zu reagieren. Hierdurch wird zudem der Automatisierungsgrad nachteilig gesenkt.
Aus der EP 3 514 639 Al ist ein Verfahren zur Palettierung von in einer Bearbeitungsmaschine bearbeiteten Teilen bekannt, bei dem die in der Bearbeitungsmaschine bearbeiteten Teile mit einer Greifeinrichtung in einen Entladebereich verfahren und an einem Ablageort auf einer Lagerfläche im Entladebereich positioniert werden. Die in dem Entladebereich verfügbare Lagerfläche sowie der Ablageort der Teile wird mittels einer auf den Entladebereich gerichteten Erfassungseinrichtung sowie einer Datenauswertungseinrichtung bestimmt.
Aus der DE 10 2016 120 131 Al ist ein Verfahren zur Unterstützung eines manuellen Absortiervorgangs von auf einem Sortiertisch angeordneten Werkstücken durch einen Bediener bekannt, bei dem aus einem Absortierbilddatensatz ein Sortiersignal erzeugt wird, das Informationen enthält, die den Typ, die Lage und/oder die Form von mindestens einem entnommenen Werkstück umfassen. Insbesondere ist bekannt, die Absolutposition und/oder die Kontur der Teile und/oder die Tafellage mittels Auswerten des Absortierbilddatensatzes zu ermitteln. Aufgabe der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Prozesssicherheit, die Prozessgeschwindigkeit und den Automatisierungsgrad für das automatische Absortieren zu erhöhen.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Sortierverfahren und eine Sortiervorrichtung der eingangs genannten Art, mit den weiteren kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1 und Anspruch 10.
Mit anderen Worten wird die Aufgabe gelöst durch ein Sortierverfahren zum automatischen Absortieren von in einem Entnahmebereich einer Flachbettwerkzeugmaschine, insbesondere einer Laserschneidemaschine oder einer Stanzmaschine, angeordneten Werkstücken in einen Ablagebereich nach einem Sortierablauf; gekennzeichnet durch die Schritte:
- Erstellen von zumindest einer Ist-Abbildung, die den tatsächlichen Zustand von dem Entnahmebereich abbildet;
- Analysieren der Ist-Abbildung zum Identifizieren von Prozessstörungen, wobei bei Identifizierung einer Prozessstörung eine Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufes automatisch eingeleitet wird.
Die Ist-Abbildung bildet den tatsächlichen Zustand von dem Entnahmebereich der Flachbettwerkzeugmaschine ab. Mit anderen Worten erfasst die Ist-Abbildung Merkmale des Entnahmebereichs. Die Ist-Abbildung ist vorzugsweise eine zweidimensionale Abbildung des Entnahmebereichs. Beispielsweise kann die Ist- Abbildung eine aus einem bestimmten Abbildungswinkel erfassbare Oberfläche des Entnahmebereichs abbilden, wobei die erfassten Merkmale, wie beispielsweise eine Änderung der Oberflächenkontur in der Ist-Abbildung abgebildet sein kann.
Das Analysieren der Ist-Abbildung kann das Erkennen der in der Ist-Abbildung erfassten Merkmale beinhalten. Vorzugsweise werden die Merkmale mittels Bildverarbeiten der Ist-Abbildung erkannt. Mittels der in der Ist-Abbildung erkannten Merkmale können vorbestimmte Komponenten (insbesondere Werkstücke, Werkstückauflage) ermittelt werden. Vorzugsweise werden zu diesem Zweck charakteristische Merkmale der zu ermittelnden Komponenten bereitgestellt. Beispielsweise kann durch Erkennen einer Schnittkontur ein diese Kontur aufweisendes Werkstück in der Ist-Abbildung ermittelt werden.
Durch Analysieren der Ist-Abbildung kann erfindungsgemäß eine Prozessstörung identifiziert werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass für die ermittelten Komponenten Eigenschaften bestimmt und mit vorbestimmten Referenzeigenschaften verglichen werden. Wird eine Abweichung zwischen den bestimmten Eigenschaften der ermittelten Komponenten und den Referenzeigenschaften festgestellt, gilt die Prozessstörung als identifiziert. Vorzugsweise wird die Prozessstörung erst mit Feststellen eines vorbestimmten Abweichungsgrads identifiziert.
Unter einer Prozessstörung wird hier und im Folgenden eine Beeinträchtigung des Sortierverfahrens verstanden, bei der das Absortieren erheblich gestört oder sogar unmöglich gemacht wird. Beispielsweise, jedoch keinesfalls abschließend, kann eine Prozessstörung in Form nachfolgend angeführter Ereignisse eintreten.
„Fehlteil": Im Fall der Prozessstörung „Fehlteil" ist das durch den Greifer zu entnehmende Werkstück nicht in dem Entnahmebereich bestimmbar. Hierbei wird durch den Greifer vergeblich versucht, eine Entnahme des Werkstücks durchzuführen, wodurch das Absortieren der Werkstücke verlängert wird.
„Verschobenes Werkstück": Hierdurch kann die Entnahmeposition von einem oder mehreren Werkstücken verändert sein, wodurch der Greifer eine falsche Position bei der Entnahme des Werkstücks anfährt. Ein Restgitter kann hier und im Folgenden als ein Werkstück betrachtet werden. Ferner kann das zu entnehmende Werkstück ein weiteres Werkstück überlappen. Der Zugriff durch den Greifer kann dabei in allen Fällen unsicher oder unzureichend erfolgen, wodurch die Werkstücke und/oder der Greifer beschädigt werden können. „Gekipptes Werkstück": Ein gekipptes Werkstück kann sich an der ordnungsgemäßen Position bei der Entnahme befinden, jedoch eine Orientierung aufweisen, die einen Zugriff durch den Greifer verhindert. Hierdurch kann die Entnahme des Werkstücks verhindert werden, wodurch das Absortieren der Werkstücke verlängert wird.
„Verunreinigte Werkstückauflage": Durch den Verbleib von Fertigungsresten an und/oder in der Werkstückauflage wird das ordnungsgemäße Positionieren weiterer zu entnehmender Werkstücke verhindert, wodurch ebenfalls das Absortieren nach dem Sortierablauf erschwert wird. Dies ist insbesondere bei Verwenden von Werkstückauflagen mit sogenannter Stegauflage problematisch. Ferner kann eine verunreinigte Werkstückauflage durch Verschleißen und/oder Verschmutzen eintreten, was eine ordnungsgemäße Auflage der Werkstücke und mithin das Absortieren erschweren kann.
„Verhaktes und/oder verklemmtes Werkstück": Ein zwischen weiteren Werkstücken und/oder der Werkstückauflage verhaktes und/oder verklemmtes Werkstück verursacht ein erschwertes Entnehmen durch den Greifer. Hierdurch kann das Absortieren der Werkstücke verlängert werden.
„Verschweißtes und/oder fehlgeschnittenes Werkstück": In diesem Fall kann das Werkstück nach der Herstellung noch derart an einem weiteren Werkstück, insbesondere dem Restgitter, befestigt sein, dass die Entnahme durch den Greifer unmöglich ist. Hierdurch kann eine Beschädigung und/oder Verschiebung der Werkstücke sowie eine Beschädigung des Greifers eintreten. In jedem Fall wird das Absortieren der Werkstücke verlängert.
„Falsche Belegung der Werkstückauflage": Eine falsche Belegung der Werkstückauflage durch die Werkstücke verhindert das Entnehmen der Werkstücke nach dem vorbestimmten Sortierablauf. Hierdurch kann das Absortieren erheblich verlängert oder sogar verhindert werden. Erfindungsgemäß wird bei Identifizierung einer Prozessstörung die Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufs automatisch eingeleitet. Mit anderen Worten wird auf die Prozessstörung automatisch reagiert. Die Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufs kann in einem Umgehen der Prozessstörung, beispielsweise durch Überspringen der Entnahme bei einem Fehlteil, oder in einem Beheben der Prozessstörung, beispielsweise durch Säubern der Verunreinigten Werkstückauflage bestehen. Beispielhafte Maßnahmen können darüber hinaus in einem Ändern der Entnahmereihenfolge der Werkstücke, einem Entnahmeversuch mit geänderten Zugriffseinstellungen und/oder einem Ausgeben einer Anweisung bestehen.
Vorzugsweise bezieht sich eine Anweisung auf ein Ändern der Belegung der Werkstückauflage, ein Nachfertigen fehlender oder fehlgeschnittener Werkstücke und/oder ein Eingreifen durch eine Fachkraft. Hierdurch kann einer Prozessstörung, die ihre Ursache außerhalb der Eingriffsmöglichkeiten durch das Sortierverfahren aufweist, entgegengewirkt werden, wodurch weitere Prozessstörungen verhindert werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zusammenfassend zur Überwachung des Entnahmebereichs und zum Identifizieren von bestehenden und/oder eintretenden Prozessstörungen eingerichtet, wobei bei Identifizierung der Prozessstörung automatisch durch das Sortierverfahren reagiert wird. Hierdurch können die Prozesssicherheit, die Prozessgeschwindigkeit sowie der Automatisierungsgrad des Sortierverfahrens erhöht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Sortierverfahrens ist vorgesehen, dass das Erstellen der Ist-Abbildung und das Identifizieren der Prozessstörung, insbesondere unmittelbar, vor und/oder nach dem Absortieren von einem der Werkstücke erfolgt.
Durch Erstellen der Ist-Abbildung und dem Identifizieren der Prozessstörung, insbesondere unmittelbar, vor dem Entnehmen des einen Werkstücks kann beispielsweise eine plötzlich eintretende Prozessstörung identifiziert werden. Hierdurch kann besonders die Prozesssicherheit weiter erhöht werden. Durch Erstellen der Ist-Abbildung und Identifizieren der Prozessstörung, insbesondere unmittelbar, nach Entnehmen von einem Werkstück kann beispielsweise eine nach dem Entnehmen eintretende Prozessstörung identifiziert werden. Besonders vorteilhaft kann die Maßnahme sodann bereits während dem Ablegen des Werkstücks eingeleitet werden. Hierdurch kann besonders die Prozessgeschwindigkeit weiter erhöht werden.
Durch Erstellen der Ist-Abbildung und Identifizieren der Prozessstörung, insbesondere unmittelbar, vor und nach dem Entnehmen kann die ordnungsgemäße Entnahme des Werkstücks überwacht werden. Hierbei kann besonders die Prozesssicherheit vorteilhaft durch Anpassen einer Entnahmestrategie des Greifers weiter erhöht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Sortierverfahrens, wird die Ist- Abbildung fotografisch erstellt. Vorzugsweise wird zum fotografischen Erstellen der Ist-Abbildung eine Kamera verwendet. Die fotografische Ist-Abbildung wird bevorzugt in ein Bildformat überführt, welches mittels Bildauswerten analysiert werden kann. Hierdurch können für das Sortierverfahren kostengünstig die zuverlässigen Methoden zum grafischen Bildauswerten angewendet werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ist-Abbildung sensorisch erstellt wird. Vorzugsweise wird in diesem Fall ein Laserscanner verwendet. Ein sensorisches Erstellen der Ist-Abbildung weist besondere Vorzüge bei Entnahmebereichen auf, bei denen ein, insbesondere kontinuierliches, Erfassen des gesamten Entnahmebereichs durch optische Blockaden, beispielsweise in Form von Staub und/oder Gegenständen verhindert wird. Eine sensorische Ist-Abbildung kann beispielsweise durch einen Oberflächenscan erfolgen. Bevorzugt wird die Oberflächenabbildung sodann in ein Bildformat überführt, wodurch eine Analyse der Ist-Abbildung mittels grafischem Bildauswerten erfolgen kann.
Weiterhin bevorzugt ist eine Ausführungsform von dem Sortierverfahren, bei dem zumindest zwei Ist-Abbildungen erstellt werden und die Prozessstörung durch Analysieren der zwei Ist-Abbildungen identifiziert wird. Vorzugsweise werden die Ist-Abbildungen mittels zweier verschiedener Abbildungsvorrichtungen, beispielsweise zweier Kameras, und/oder aus verschiedenen Richtungen, erstellt. Hierdurch kann das Identifizieren der Prozessstörung redundant durch Analysieren beider Ist-Abbildung erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform von dem Sortierverfahren wird eine räumliche Position und/oder eine räumliche Orientierung der Werkstücke aus der Ist-Abbildung ermittelt und ausgewertet. Mit anderen Worten werden die einzelnen Werkstücke in der Ist-Abbildung identifiziert und anschließend jedem Werkstück eine Position und/oder eine räumliche Orientierung zugewiesen. Hierdurch kann der Sortiervorgang angepasst werden, sodass ein Entnehmen von den Werkstücken besonders schnell erfolgen, da ein Anfahren der Werkstücke durch den Greifer besonders schnell und prozesssicher erfolgen kann.
Als die Position von dem Werkstück kann beispielsweise der geometrische Mittelpunkt von dem Werkstück verstanden werden. Vorzugsweise kann aus der Position von dem Werkstück eine ideale Zugriffsposition von dem Greifer bestimmt werden. Hierdurch kann ein Anfahren der Position von dem Werkstück durch den Greifer besonders einfach erfolgen.
Als die Orientierung von dem Werkstück kann eine Ausrichtung bezüglich eines Koordinatensystems des Entnahmebereichs verstanden werden. Das Werkstück kann beispielsweise eine gegenüber dem Entnahmebereich geneigte und/oder verdrehte Orientierung aufweisen. Im Fall einer geneigten und/oder verdrehten Orientierung kann als Anpassung des Sortierablaufes beispielsweise vorgesehen sein, dass der Greifer sich an die Orientierung von dem Werkstück angleicht, um ein Entnehmen zu ermöglichen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Sortierverfahrens wird die Prozessstörung durch einen mittels Vergleichen der räumlichen Positionen zweier Werkstücke in der Ist-Abbildung bestimmten Abstand identifiziert. Mit anderen Worten werden zunächst die Positionen von den zwei Werkstücken und anschließend der Abstand zwischen den zwei Werkstücken bestimmt. Hierdurch kann beispielsweise eine Prozessstörung durch Überlappen der zwei Werkstücke identifiziert werden. Vorzugsweise wird der Abstand aus der Ist-Abbildung durch Berücksichtigen der Kontur der Werkstücke bestimmt. Hierdurch kann das Identifizieren der Prozessstörung zuverlässiger erfolgen.
Ferner ist eine Weiterbildung von dem Sortierverfahren bevorzugt, bei der eine Soll-Abbildung bereitgestellt wird, die den erwarteten Zustand von dem Entnahmebereich darstellt und die Prozessstörung aus einer vorbestimmten Abweichung der räumlichen Position der Werkstücke zwischen der Ist-Abbildung und der Soll-Abbildung und/oder aus einer vorbestimmten Abweichung der räumlichen Orientierung der Werkstücke zwischen der Ist-Abbildung und der Soll- Abbildung identifiziert wird.
Ein „erwarteter Zustand" kann beispielsweise eine erwartete Position und/oder Orientierung der Werkstücke und/oder einen erwarteten Zustand des Entnahmebereichs umfassen. Mit anderen Worten weist die Soll-Abbildung erwartete Merkmale des Entnahmebereichs auf. Die Soll-Abbildung kann beispielsweise in Form von einem Fertigungsplan der Werkstücke der Flachbettwerkzeugmaschine und/oder einer Referenzabbildung, bei der die erwarteten Merkmale festgestellt wurden bereitgestellt werden. In letzterem Fall kann die Ist-Abbildung eines ersten Vergleichs als Referenzabbildung für einen nachfolgenden Vergleich verwendet werden. Diese wird vorzugsweise automatisch hinterlegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Sortierverfahrens wird die Prozessstörung durch Vergleichen von einem aus der Ist-Abbildung ermittelten Zustand eines absortierten Entnahmebereichs mit einem aus der Soll-Abbildung ermittelten ordnungsgemäßen Zustand des absortierten Entnahmebereichs identifiziert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform von dem Sortierverfahren ist vorgesehen, dass der Sortierablauf durch Aussetzen des Absortiervorgangs, Ändern einer Entnahmereihenfolge der Werkstücke, Ausgeben einer Warnung, Informieren eines Bedieners, Säubern des Entnahmebereichs und/oder Ändern einer Entnahmestrategie durch den Greifer angepasst wird. Mit anderen Worten wird die Prozessstörung entweder behoben oder umgangen, sodass das automatische Absortieren fortgeführt werden kann. Hierdurch kann die Prozesssicherheit und die Prozessgeschwindigkeit erhöht sowie Eingriffe durch eine Fachkraft verringert werden.
Die zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Sortiervorrichtung zum automatischen Entnehmen von Werkstücken aus einem Entnahmebereich einer Flachbettwerkzeugmaschine und Ablegen der Werkstücke in einem Ablagebereich nach einem Sortierablauf. Vorzugsweise ist die Sortiervorrichtung zum Durchführen von dem vorhergehend beschriebenen Sortierverfahren eingerichtet.
Die Sortiervorrichtung weist eine Steuerung zum Steuern von einem Greifer der Sortiervorrichtung auf, wobei der Greifer zum Greifen der Werkstücke ausgebildet ist.
Weiter weist die Sortiervorrichtung zumindest ein Abbildungsmittel auf, das zum Erstellen einer Ist-Abbildung des Entnahmebereichs eingerichtet ist.
Ferner weist die Sortiervorrichtung eine Auswertungseinheit auf, die zum Identifizieren einer Prozessstörung durch Analysieren der Ist-Abbildung des Entnahmebereichs eingerichtet ist.
Die Steuerung der Sortiervorrichtung ist erfindungsgemäß dazu eingerichtet, bei Identifizierung einer Prozessstörung, eine Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufs automatisch einzuleiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Sortiervorrichtung ist das zumindest eine Abbildungsmittel als eine Kamera, ein Laserscanner und/oder ein Lichtschnittsensor ausgebildet. Hierdurch kann eine schnelle und umfassende Abbildung des Entnahmebereichs erstellt werden, wobei ein Auswerten prozessgünstig mittels einer Bildauswertungseinheit erfolgen kann.
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform der Sortiervorrichtung, bei der das zumindest eine Abbildungsmittel ortsfest oberhalb des Entnahmebereichs positioniert ist. Eine entsprechende Anordnung ermöglicht das gesamtheitliche Abbilden von dem Entnahmebereich aus einer festen Position mit einem festen Winkel. Dies begünstigt die Analyse der Ist-Abbildung durch die Auswertungseinheit.
Bevorzugt ist zudem eine Ausführungsform der Sortiervorrichtung, bei der die Sortiervorrichtung zumindest zwei Abbildungsmittel aufweist, wobei zumindest eines der Abbildungsmittel an dem Greifer befestigt ist. Ein weiteres Abbildungsmittel ermöglicht eine redundante Abbildung des Entnahmebereichs, insbesondere aus einer weiteren Abbildungsrichtung. Hierdurch kann beispielsweise bei einer teilweisen Blockierung des einen Abbildungsmittels eine Analyse durch die Ist-Abbildung des anderen Abbildungsmittels durchgeführt werden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine an dem Greifer befestigte Abbildungsmittel zur Erstellung einer Ist-Abbildung des Ablagebereichs eingerichtet ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Prozessstörung in dem Ablagebereich, beispielsweise ein umgekippter Ablagestapel, durch Analysieren der Ist-Abbildung des Ablagebereichs identifiziert wird. Zum Identifizieren kann vorgesehen sein, dass die Ist-Abbildung des Ablagebereichs mit einer bereitgestellten Soll-Abbildung des Ablagebereichs verglichen wird. Hierdurch kann die Prozesssicherheit weiter erhöht werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung. Erfindungsgemäß können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen zweckmäßigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit einer Flachbettwerkzeugmaschine und einer erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.
Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren in einem schematischen Ablaufdiagramm.
Fig. 3 zeigt eine Ist-Abbildung von einem Entnahmebereich mit auf einer Werkstückauflage positionieren Werkstücken mit einem verschobenen Werkstück in einer schematischen Darstellung.
Fig. 4 zeigt eine Soll-Abbildung von dem Entnahmebereich aus Fig. 2 mit einer erwarteten Position der Werkstücke.
Fig. 5 zeigt einen ersten Entnahmebereich nach Einleiten einer ersten Maßnahme zum Anpassen eines Sortierablaufs in einer geschnittenen schematischen Darstellung.
Fig. 6 zeigt einen zweiten Entnahmebereich nach Einleiten einer zweiten Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufs in einer geschnittenen schematischen Ansicht.
Fig. 7 zeigt einen dritten Entnahmebereich nach Einleiten einer dritten Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufs in einer geschnittenen schematischen Darstellung.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung 10 mit einer Flachbettwerkzeugmaschine 12 in Form einer Laserschneidemaschine, einer Sortiervorrichtung 14, einem Entnahmebereich 16 und einem Ablagebereich 18. Die beispielhaft ausgebildete Sortiervorrichtung 14 weist einen Greifer 20 auf, der mittels Anordnung an einem Ausleger 22 über eine Schienenführung 24 entlang einer Achse 26 zwischen dem Entnahmebereich 16 und dem Ablagebereich 18 verfahren werden kann. Ferner kann der Greifer 20 translatorisch und rotatorisch in Bezug auf den Ausleger 22 bewegt werden.
In dem Entnahmebereich 16 ist eine Werkstückauflage 28 positioniert. Die Werkstückauflage 24 weist eine Stegauflage 30 auf. Auf der Werkstückauflage 28 sind mehrere Werkstücke 32 positioniert, die zuvor in der Flachbettwerkzeugmaschine 12 gefertigt wurden (Aus Übersichtlichkeitsgründen ist lediglich ein Werkstück 32 mit einem Bezugszeichen versehen). Oberhalb des Entnahmebereichs 16 ist ein als Kamera ausgebildetes Abbildungsmittel 34 der Sortiervorrichtung 14 befestigt. Das Abbildungsmittel 34 ist vertikal nach unten auf den Entnahmebereich 16 gerichtet und zur ganzheitlichen Abbildung von diesem eingerichtet.
In dem Ablagebereich 18 ist eine Ablagepalette 36 positioniert, die zur Ablage und zum Weitertransport der Werkstücke 32 dient.
Zum Absortieren der Werkstücke 32 wird der Greifer 20 gemäß nach einem in einer Steuerung 37 der Sortiervorrichtung 14 hinterlegten Sortierablauf verfahren, bis die Werkstücke 32 von dem Entnahmebereich 16 entnommen und in dem Ablagebereich 18 abgelegt wurden. Der Greifer 20 verfährt beispielsweise entlang der Achse 26 über den Entnahmebereich 16 und wird in vertikaler Richtung bis zu den Werkstücken 32 ausgelenkt. Der Greifer 20 greift weiter beispielsweise sodann eines der Werkstücke 32 und wird anschließend in vertikaler Richtung nach oben verfahren. Anschließend wird der Greifer 20 entlang der Achse 26 in den Ablagebereich 18 verfahren und dort in analoger Weise ausgelenkt um das aufgegriffene Werkstück 32 abzulegen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung von einem erfindungsgemäßen Sortierverfahren 38, das anhand der Figuren 3 und 4 beispielhaft erläutert werden soll.
In einem ersten Verfahrensschritt „Erstellen der Ist-Abbildung" 40 wird eine Ist- Abbildung 42 (siehe Fig. 3) des Entnahmebereichs 16 erstellt. Die Ist-Abbildung 42 wird beispielsweise durch das als Kamera ausgebildete Abbildungsmittel 34 (siehe Fig. 1) erstellt und kann in Form einer zweidimensionalen Fotografie vorliegen. Die Ist-Abbildung 42 kann dabei den Entnahmebereich 16 wie in Fig. 3 dargestellt gesamtheitlich erfassen, und bildet die Werkstückauflage 28 mit der Stegauflage 30 sowie die Werkstücke 32 ab. In einem anschließenden Verfahrensschritt „Analysieren der Ist-Abbildung" 44 wird die Ist-Abbildung 42 analysiert bzw. ausgewertet. Hierbei werden die in der Ist-Abbildung 42 dargestellten Abbildungsbereiche aufgrund ihrer Merkmale vorbestimmten Komponenten zugeordnet. Merkmale der Abbildungsbereiche können beispielsweise die Helligkeit, die Struktur und/oder die Form sein.
Beispielsweise kann der Entnahmebereich 16 in der Ist-Abbildung 42 gemäß Fig. 3 durch dessen Oberflächenstruktur von den Werkstücken 32 unterschieden werden. Weiter beispielsweise können die Werkstücke 32 untereinander durch eine sich von den Abbildungsbereichen der Werkstücke 32 absetzende Schnittkante unterschieden werden.
Das Analysieren beinhaltet zudem das Feststellen von vorbestimmten Eigenschaften der ermittelten Komponenten, auf deren Grundlage eine Prozessstörung identifiziert werden kann.
Beispielsweise kann eine vorbestimmte Eigenschaft der ermittelten Komponenten ein Minimalabstand zu einer weiteren Komponente sein. Gemäß der Ist-Abbildung 42 weisen alle Werkstücke 32 mit Ausnahme von einem Fehlerteil 46 und einem Restgitter 48 einen Minimalabstand zu den jeweils anderen Werkstücken 32 auf. Vorzugsweise wird auf Grundlage der Eigenschaften der übrigen Werkstücke 32 festgestellt, dass das Restgitter 48 ordnungsgemäß angeordnet ist und lediglich das Fehlerteil 46 gegenüber den Werkstücken 32 deplatziert ist.
In einem Verfahrensschritt „Identifizieren der Prozessstörung" 50 kann ein Abweichen der Eigenschaften der in der Ist-Abbildung 42 bestimmten Komponenten von vorbestimmten Eigenschaften als eine Prozessstörung identifiziert werden. Beispielsweise kann dadurch, dass das Fehlerteil 46 nicht den geforderten Minimalabstand zu dem Restgitter 48 aufweist, eine Prozessstörung identifiziert werden.
Wird eine Prozessstörung identifiziert, wird in einem Verfahrensschritt „Automatisches Einleiten einer Maßnahme" 52 eine Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufs automatisch eingeleitet. Hierfür ist in der Steuerung 37 der Sortiervorrichtung 14 zu jeder eintretenden Prozessstörung zumindest eine einzuleitende Maßnahme hinterlegt.
Beispielsweise kann der Sortierablauf im Fall des Fehlerteils 46 durch Ändern von einem Entnahmezugriff durch den Greifer 20 angepasst werden. In diesem Fall kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fehlerteil 46 zunächst durch den Greifer 20 gedreht und anschließend entnommen wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Entnahme des Fehlerteils 46 erst nach Entnahme der übrigen Werkstücke 32 erfolgt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Sortierverfahrens 38 kann in dem Verfahrensschritt „Analysieren der Ist-Abbildung" 44 ein Vergleichen der Ist- Abbildung 42 mit einer Soll-Abbildung 54 (wie in Fig. 4 dargestellt) erfolgen. Die Soll-Abbildung 54 stellt vorzugsweise denselben Ausschnitt des Entnahmebereichs 16 dar wie die Ist-Abbildung 42. Die Soll-Abbildung 54 stellt dabei den erwarteten Zustand des Entnahmebereichs 16 dar. Durch ein Vergleichen der Ist-Abbildung 42 mit der Soll-Abbildung 54 kann mittels Bildauswerten jede Abweichung in der Ist-Abbildung auf besonders einfache Art ermittelt werden. Das Identifizieren einer Prozessstörung kann so besonders schnell und zuverlässig erfolgen.
Fig. 5 zeigt den Entnahmebereich 16 nach Einleiten einer Maßnahme zum Anpassen von dem Sortierablauf.
Gemäß der beispielhaften Darstellung in Fig. 5 weist der Entnahmebereich 16 das Fehlerteil 46 auf, welches einerseits auf einem der Werkstücke 32 sowie andererseits auf der Stegauflage 30 der Werkstückauflage 28 aufliegt. Das Fehlerteil 46 weist eine um eine translatorische Auslenkung 56 geänderte Position sowie eine um einen Winkel 58 geänderte Orientierung auf, sodass der Greifer 20 bei einem Vorgehen nach dem ursprünglich vorgesehenen Sortierablauf das Fehlerteil 46 möglicherweise nicht greifen kann. In dem Verfahrensschritt „Analysieren einer Ist-Abbildung" 44 (siehe Fig. 2) wurde das Fehlerteil 46 ermittelt. In dem Verfahrensschritt „Identifizieren einer Prozessstörung" 50 (siehe Fig. 2) wurde die Prozessstörung „Gekipptes Werkstück" identifiziert, da das Fehlerteil 46 eine von seiner erwarteten Position und Orientierung abweichende Position und Orientierung aufweist.
Um eine Entnahme durch den Greifer 20 zu ermöglichen, wurde der Sortierablauf durch Angleichen der Position und Orientierung des Greifers an die Position und Orientierung des Fehlerteils 46 automatisch geändert.
Fig. 6 zeigt den Entnahmebereich 16 nach Einleiten einer weiteren Maßnahme zum Anpassen von dem Sortierablauf.
Gemäß der beispielhaften Darstellung in Fig. 6 weist der Entnahmebereich 16 das Fehlerteil 46 auf, welches einerseits zwischen dem Werkstück 32 und der Stegauflage 30 angeordnet ist und andererseits auf der Stegauflage 30 aufliegt. Mit anderen Worten ist das Fehlerteil 46 um die Auslenkung 56 unter das Werkstück 32 verrutscht. Ein Entnehmen des Fehlerteils 46 durch den Greifer 20 kann dabei zu einem erheblichen Verschieben des Werkstücks 32 führen, in dessen Folge das Werkstück 32 beschädigt werden oder verkippen könnte.
In dem Verfahrensschritt „Analysieren einer Ist-Abbildung" 44 (siehe Fig. 2) wurde das Fehlerteil 46 ermittelt. In dem Verfahrensschritt „Identifizieren einer Prozessstörung" 50 (siehe Fig. 2) wurde die Prozessstörung „Verhaktes und/oder Verklemmtes Werkstück" identifiziert.
Um ein Verschieben oder Beschädigen des Werkstücks 32 oder weiterer Werkstücke 32 bei der Entnahme von dem Fehlerteil 46 durch den Greifer 20 zu vermeiden, wurde der Sortierablauf zum einen durch den Einsatz eines Rückhaltemittels 60 und zum anderen durch Anpassen einer Entnahmestrategie des Greifers 20 automatisch geändert. Während das Rückhaltemittel 60 in vertikaler Richtung eine Rückhaltekraft auf das Werkstück 32 aufbringt, um ein Anheben und Verschieben desselben zu vermeiden, führt der Greifer 20 nach dem Greifen des Fehlerteils 46 zunächst eine Rückführbewegung entgegen der Auslenkung 56 aus. Hierdurch kann ein Ausfädeln des Fehlerteils 46 ohne Verschiebung der Werkstücke 32 erfolgen.
Fig. 7 zeigt den Entnahmebereich 16 in einem absortierten Zustand ohne Werkstücke 32 (siehe Fign. 1 bis 6) nach Einleiten einer dritten Maßnahme zum Anpassen von dem Sortierablauf.
Gemäß der beispielhaften Darstellung in Fig. 7 weist der Entnahmebereich 16 einen Fertigungsrest 62, insbesondere einen Butzen, und eine Verunreinigung 64, insbesondere Schlacke, auf, die in der Stegauflage 30 angeordnet sind und ein Positionieren von Werkstücken 32 verhindern bzw. bereits die Herstellung der Werkstücke 32 in der Flachbettwerkzeugmaschine 12 (siehe Fig. 1) negativ beeinflussen.
In dem Verfahrensschritt „Analysieren einer Ist-Abbildung" 44 (siehe Fig. 2) wurde der Fertigungsrest 62 und die Verunreinigung 64 ermittelt. In dem Verfahrensschritt „Identifizieren einer Prozessstörung" 50 (siehe Fig. 2) wurde beispielsweise die Prozessstörung „Verunreinigte Werkstückauflage" identifiziert.
Um ein ordnungsgemäßes Fertigen und Positionieren der Werkstücke 32 auf der Werkstückauflage 28 und mithin ein schnelles Absortieren der Werkstücke 32 zu ermöglichen, wird der Sortierablauf durch den Einsatz eines Säuberungsmittels 66 in Form einer Bürste automatisch geändert. Während der Greifer 20 in einer Ruheposition verharrt, wird das Säuberungsmittel 66 in die Stegauflage 30 eingeführt und in einer horizontalen Richtung durch selbe gezogen. Hierdurch können sowohl der Fertigungsrest 62 als auch die Verunreinigung 64 effektiv beseitigt werden. Bezuoszeichenliste
10 Anordnung;
12 Flachbettwerkzeugmaschine;
14 Sortiervorrichtung;
16 Entnahmebereich;
18 Ablagebereich;
20 Greifer der Sortiervorrichtung 14;
22 Ausleger der Sortiervorrichtung 14;
24 Schienenführung der Sortiervorrichtung 14;
26 Achse der Schienenführung 24;
28 Werkstückauflage;
30 Stegauflage der Werkstückauflage 28;
32 Werkstück;
34 Abbildungsmittel der Sortiervorrichtung 14;
36 Ablagepalette;
37 Steuerung der Sortiervorrichtung 14;
38 Sortierverfahren;
40 Verfahrensschritt „Erstellen einer Ist-Abbildung";
42 Ist-Abbildung;
44 Verfahrensschritt „Analysieren der Ist-Abbildung";
46 Fehlerteil;
48 Restgitter;
50 Verfahrensschritt „Identifizieren einer Prozessstörung";
52 Verfahrensschritt „Automatisches Einleiten einer Maßnahme";
54 Soll-Abbildung;
56 Auslenkung;
58 Winkel;
60 Rückhaltemittel;
62 Fertigungsrest;
64 Verunreinigung;
66 Säuberungsmittel.

Claims

Patentansprüche Sortierverfahren (38) zum automatischen Absortieren von in einem Entnahmebereich (16) einer Flachbettwerkzeugmaschine (12), insbesondere einer Laserschneidemaschine oder einer Stanzmaschine, angeordneten Werkstücken (32) in einen Ablagebereich (18) nach einem Sortierablauf; gekennzeichnet durch die Schritte:
Erstellen (40) von zumindest einer Ist-Abbildung (42), die den tatsächlichen Zustand von dem Entnahmebereich (16) abbildet;
Analysieren (44) der Ist-Abbildung (42) zum Identifizieren (50) von Prozessstörungen, wobei bei Identifizierung einer Prozessstörung eine Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufes automatisch eingeleitet wird. Sortierverfahren (38) nach Anspruch 1, wobei das Erstellen (40) der Ist- Abbildung (42) und das Identifizieren (50) der Prozessstörung vor und/oder nach dem Absortieren von einem der Werkstücke (32) erfolgt. Sortierverfahren (38) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ist-Abbildung (42) fotografisch, insbesondere mittels einer Kamera, und/oder sensorisch, insbesondere mittels einem Laserscanner, erstellt wird. Sortierverfahren (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest zwei Ist-Abbildungen (42) erstellt werden, und die Prozessstörung durch Analysieren (44) der zwei Ist-Abbildungen (42) identifiziert wird. Sortierverfahren (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine räumliche Position und/oder eine räumliche Orientierung der Werkstücke aus der Ist-Abbildung (42) ermittelt und ausgewertet wird. Sortierverfahren (38) nach Anspruch 5, wobei die Prozessstörung durch einen mittels Vergleichen der räumlichen Positionen zweier Werkstücke (32) in der Ist-Abbildung (42) bestimmten Abstand identifiziert wird. Sortierverfahren (38) nach Anspruch 5 oder 6, wobei eine Soll-Abbildung (54) bereitgestellt wird, die den erwarteten Zustand von dem Entnahmebereich (16) aufweist; und wobei die Prozessstörung aus einer vorbestimmten Abweichung der räumlichen Position der Werkstücke (32) zwischen der Ist-Abbildung (42) und der Soll-Abbildung (50) und/oder aus einer vorbestimmten Abweichung der räumlichen Orientierung der Werkstücke (32) zwischen der Ist-Abbildung (42) und der Soll-Abbildung (50) identifiziert wird. Sortierverfahren (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Soll-Abbildung (50) bereitgestellt wird, die den erwarteten Zustand von dem Entnahmebereich (16) aufweist; und wobei die Prozessstörung durch Vergleichen von einem aus der Ist-Abbildung (42) ermittelten Zustand eines absortierten Entnahmebereichs (16) mit einem aus der Soll-Abbildung (50) ermittelten ordnungsgemäßen Zustand des absortierten Entnahmebereichs (16) identifiziert wird. Sortierverfahren (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sortierablauf durch Aussetzen des Absortiervorgangs, Ändern einer Entnahmereihenfolge der Werkstücke (32), Ausgeben einer Warnung, Informieren eines Bedieners, Säubern des Entnahmebereichs (16) und/oder Ändern eines Zugriffs durch einen Greifer (20) angepasst wird. Sortiervorrichtung (14) zum automatischen Entnehmen von Werkstücken (32) aus einem Entnahmebereich (16) einer Flachbettwerkzeugmaschine (12) und Ablegen der Werkstücke (32) in einem Ablagebereich (18) nach einem Sortierablauf, insbesondere eingerichtet zur Durchführung des Sortierverfahrens (38) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Steuerung (37) zum Steuern von einem Greifer (20) der Sortiervorrichtung (14), wobei der Greifer (20) zum Greifen der Werkstücke (32) ausgebildet ist; zumindest ein Abbildungsmittel (34), eingerichtet zum Erstellen einer Ist- Abbildung (42) des Entnahmebereichs (16); eine Auswertungseinheit zum Identifizieren (50) einer Prozessstörung durch Analysieren (44) der Ist-Abbildung (42) des Entnahmebereichs (16); wobei die Steuerung (37) bei Identifizierung einer Prozessstörung zum automatischen Einleiten (52) einer Maßnahme zum Anpassen des Sortierablaufs eingerichtet ist. Sortiervorrichtung (14) nach Anspruch 10, wobei das zumindest eine Abbildungsmittel (34) als eine Kamera, ein Laserscanner und/oder ein Lichtschnittsensor ausgebildet ist. Sortiervorrichtung (14) nach Anspruch 10 oder 11, wobei das zumindest eine Abbildungsmittel (34) ortsfest oberhalb des Entnahmebereichs (16) positioniert ist. Sortiervorrichtung (14) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Sortiervorrichtung (14) zumindest zwei Abbildungsmittel (34) aufweist, wobei zumindest eines der Abbildungsmittel (34) an dem Greifer (20) befestigt ist.
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