EP4605804A1 - Entladeverfahren und maschinelle entladeanordnung zum entladen eines bearbeitungsprodukts einer werkstückbearbeitung sowie fertigungsverfahren und maschinelle fertigungsanordnung - Google Patents

Entladeverfahren und maschinelle entladeanordnung zum entladen eines bearbeitungsprodukts einer werkstückbearbeitung sowie fertigungsverfahren und maschinelle fertigungsanordnung

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EP4605804A1
EP4605804A1 EP23792919.5A EP23792919A EP4605804A1 EP 4605804 A1 EP4605804 A1 EP 4605804A1 EP 23792919 A EP23792919 A EP 23792919A EP 4605804 A1 EP4605804 A1 EP 4605804A1
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EP
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unloading
numerical
coordinate system
orientation
control
Prior art date
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Pending
Application number
EP23792919.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Boehme
Andreas Schmidt
Patrick Wowtscherk
Markus Wowtscherk
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Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
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Publication date
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    • G05B2219/50362Load unload with robot

Definitions

  • Unloading method and mechanical unloading arrangement for unloading a machining product of a workpiece machining as well as finishing method and mechanical finishing arrangement
  • the invention relates to an unloading method for unloading a processing product of a workpiece processing, in particular for unloading a sheet metal processing product produced on a sheet metal processing machine,
  • a programmable numerical control which comprises a programmable numerical unloading control of the unloading device and in which a coordinate system of the supply device and a similar coordinate system of the numerical unloading control are stored
  • processing product is provided to the supply device for unloading with a position and an orientation defined in the coordinate system of the supply device
  • the invention also relates to a mechanical unloading arrangement for carrying out the aforementioned unloading method and to a manufacturing method within the framework of which the aforementioned unloading method is carried out and to a mechanical manufacturing arrangement for carrying out this manufacturing method.
  • an article is automatically unloaded from a conveyor by means of a robot.
  • a three-dimensional Cartesian coordinate system for the conveyor and a three-dimensional Cartesian and thus similar coordinate system for the robot are stored in a numerical control.
  • the position and orientation of an article to be unloaded from the conveyor in the coordinate system for the conveyor is recorded by image processing.
  • the position and orientation of the article to be unloaded in the coordinate system for the conveyor are determined.
  • a gripper of the robot is numerically controlled and moved to the article to be unloaded on the conveyor in order to pick up the article to be unloaded.
  • the object of the present invention is to enable a permanently functionally reliable unloading of workpieces from a supply device with as little effort as possible.
  • this object is achieved by the unloading method according to patent claim 1, the manufacturing method according to patent claim 5, the mechanical unloading arrangement according to patent claim 15 and the mechanical manufacturing arrangement according to patent claim 17.
  • the numerical unloading control of the unloading device used to unload processing products is first calibrated.
  • the coordinate system of the numerical unloading control is coordinated with the coordinate system of the supply device provided as the leading coordinate system in the manner specified in claim 1.
  • a reference sheet is preferably used as a reference object when calibrating the numerical unloading control (patent claim 3).
  • a reference sheet can be provided with the marking, which represents the coordinate system of the provision device, by separating processing (claims 4, 16).
  • the processing device is used to produce the marking of the reference object, which is used for workpiece processing following the calibration of the numerical unloading control within the framework of a manufacturing process (patent claims 7, 8, 18).
  • the coordinate system of the supply device or the workpiece support is formed by a coordinate system of a numerical processing control of the processing device provided for the workpiece processing (patent claim 6).
  • the workpiece during its processing and the processing product produced during the workpiece processing are stored on a workpiece support provided as a provision device. After the workpiece processing, the processing product is moved from a start position to a target position by means of a transfer movement of the workpiece support and is provided there for unloading by means of the unloading device with a position and an orientation that are defined in the coordinate system of the workpiece support provided as a provision device (patent claim 9).
  • the transfer movement of the workpiece support is preferably carried out by means of a support drive which has a numerical drive control with a coordinate system which is provided as the coordinate system of the workpiece support provided as a provision device.
  • a support drive which has a numerical drive control with a coordinate system which is provided as the coordinate system of the workpiece support provided as a provision device.
  • the numerical support drive control is first calibrated before the movement of a processing product from the start position to the target position (patent claim 10).
  • the numerical support drive control of the production arrangement according to the invention is constructed in accordance with the numerical unloading control of the unloading arrangement according to the invention and accordingly comprises a calculation unit, a detection device, a comparison unit and an evaluation unit.
  • one and the same calculation unit and/or one and the same detection device and/or one and the same comparison unit and/or one and the same evaluation unit are used for the calibration of the numerical support drive control and for the calibration of the numerical unloading control.
  • the numerical support drive control is formed by the numerical processing control of the processing device of the production arrangement according to the invention (claim 11)
  • the reference object used to calibrate the numerical drive control of the workpiece support is also used to calibrate the numerical unloading control (patent claim 12).
  • the manufacturing method according to the invention and the manufacturing arrangement according to the invention are designed in particular for sheet metal processing, for example for separating sheet metal processing, from the coil.
  • Figure 1 a numerically controlled machine arrangement for sheet metal production with a laser flatbed machine and with a mechanical unloading arrangement
  • Figure 2 a highly schematic plan view of the workpiece support of the machine arrangement according to Figure 1 during the calibration of the numerical control of the machine arrangement
  • Figures 3 Representations to illustrate the processes involved in the calibration and 4: ization of the numerical control of the machine arrangement according to Figure 1,
  • Figures 5 and 6 exemplary possibilities for detecting a marking of a reference sheet when calibrating the numerical control of the machine arrangement according to Figure 1 and
  • the laser flatbed machine 2 serves as a separating device for the separating processing of sheet metal and for this purpose has a work area 4 in which a laser cutting unit 5 of conventional design is arranged.
  • the laser cutting unit 5 comprises a portal structure 6 which can be moved along an x-axis inside the work area 4 and which in turn guides a laser cutting head 7 along a y-axis running perpendicular to the x-axis.
  • a sheet metal to be processed (not shown) is stored on a workpiece pallet 8 serving as a workpiece support during the separating processing using the laser cutting head 7.
  • the workpiece pallet 8 is loaded with the sheet metal outside the work area 4 of the laser flatbed machine 2 and then moved together with the sheet metal along the x-axis into the work area 4.
  • the workpiece pallet 8 with the sheet metal processing product produced during the separating sheet metal processing and with a residual grid also generated during the sheet metal processing is moved from the work area 4 of the laser flatbed machine 2 in the x-direction back to its starting position outside the work area 4.
  • the workpiece pallet 8 is shown outside the work area 4 in Figure 1.
  • the travel movements of the workpiece pallet 8 are carried out by means of a motorized pallet or support drive which is controlled by the processing control.
  • the workpiece pallet 8 is also part of the mechanical unloading arrangement 3.
  • the workpiece pallet 8 arranged outside the working space 4 of the laser flatbed machine 2 forms a provision device at which the sheet metal processing product arranged on the workpiece pallet 8 is provided for unloading by means of an unloading robot 9 provided as an unloading device of the mechanical unloading arrangement 3.
  • the unloading robot 9 is set up next to the laser flatbed machine 2 with a defined spatial assignment to the laser flatbed machine 2 and thus also with a defined spatial assignment to the workpiece pallet 8.
  • the unloading robot 9 has a gripper head 10 which is mounted on a boom 11 of the unloading robot 9 and which can be moved with a take-over movement into a take-over position on the sheet metal processing product provided on the workpiece support 8.
  • a programmable numerical arrangement control 12 which in turn comprises a numerical processing control 13 of the laser flatbed machine 2 and a numerical unloading control 14 of the unloading robot 9.
  • the numerical processing control 13 also controls the movements of the workpiece plate 8 along the x-axis.
  • the position and orientation with which a sheet metal processing product is arranged in a starting position after completion of the separating sheet metal processing inside the work area 4 of the laser flatbed machine 2 are defined in the coordinate system of the numerical processing control 13.
  • the sheet metal processing product is moved with a transfer movement of the workpiece pallet 8 over a defined path length in the x-direction to a target position in which the sheet metal processing
  • the processing product is arranged together with the workpiece pallet 8 outside the working area 4 of the laser flatbed machine 2 and is ready for unloading by means of the unloading robot 9.
  • the transfer movement of the workpiece pallet 8 is carried out by means of the motorized support or pallet drive, which is controlled by the processing control 13, in particular by a numerical support drive control of the processing control 13.
  • the position and orientation of the sheet metal processing product in the starting position are defined in the coordinate system of the numerical processing control 13 based on appropriate programming of the processing control and after the direction and path length of the movement of the sheet metal processing product from the starting position to the target position are also defined in the coordinate system of the numerical processing control 13 by programming of the processing control 13, the position and orientation of the sheet metal processing product provided outside the work space 4 for unloading are also defined in the coordinate system of the numerical processing control 13.
  • the gripper head 10 of the unloading robot 9 is moved in a numerically controlled manner with a takeover movement into a takeover position on the sheet metal processing product provided for unloading.
  • the sheet metal processing product is taken over by the gripper head 10 moved into the takeover position and then unloaded from the workpiece pallet 8 with an unloading movement.
  • the position and orientation of the sheet metal processing product prepared for unloading in the coordinate system of the numerical processing control 13 derived from the position and orientation of the sheet metal processing product after completion of the separating sheet metal processing, does not reflect the actual conditions in the coordinate system of the numerical processing control 13.
  • the reason for such a deviation of the derived from the actual conditions can be in particular an undesirable inclination of the movement axis of the motor drive of the workpiece pallet 8 used for moving the sheet metal processing product from the start position to the target position and/or an undesirable reorientation of the sheet metal processing product during the movement from the start position to the target position.
  • the position and orientation of the sheet metal processing product in the coordinate system of the numerical unloading control 14 derived from the position and orientation of the sheet metal processing product provided for unloading in the coordinate system of the numerical processing control 13 does not correctly reflect the actual conditions in the coordinate system of the numerical unloading control 14.
  • Such a deviation of the derived from the actual conditions can be caused, for example, by the fact that the mutual spatial assignment of the unloading robot 9 and the laser flatbed machine 2 deviates from the assignment that was used as the basis for deriving the position and orientation of the sheet metal processing product in the coordinate system of the unloading control 14 from the position and orientation of the sheet metal processing product provided for unloading on the workpiece pallet 8 in the coordinate system of the processing control 13.
  • the numerical arrangement control 12 is calibrated before the start of a manufacturing process.
  • a reference sheet 15 provided as a reference object is used.
  • the reference sheet 15 is manufactured by providing a reference sheet metal blank arranged on the workpiece pallet 8 with a marking 16 by means of the laser cutting head 7 by separating machining, which marks the coordinate system of the numerical processing control 13. Accordingly, the marking 16 has an X-leg and a Y-leg, with the X-leg running in the x-direction and the Y-leg in the y-direction.
  • the reference sheet 15 is in a starting position inside the working area 4 of the laser flatbed machine 2 (partial illustration (1) of Figure 2). The position and orientation of the marking
  • the position and orientation of the marking 16 in the coordinate system of the numerical processing control 13 are derived by means of a calculation unit 17 of the numerical processing control 13, which are to be expected for the marking 16 after the reference sheet 15 has been moved by means of the motor drive of the workpiece pallet 8 from the start position with a defined movement in the x-direction into a target position outside the working space 4 of the laser flatbed machine.
  • an optical sensor 18 designed, for example, as a camera or laser sensor and provided as a detection device can be used, which is attached to the unloading robot 9 ( Figure 5) or a corresponding detection device in the form of an optical sensor 19 on the housing of the laser flatbed machine 2 ( Figure 6).
  • the actual position and actual orientation of the marking 16 on the reference sheet 15 arranged in the target position, detected by means of the optical sensor 18 or the optical sensor 19, is compared in a comparison unit 20 of the numerical processing control 13 with the derived position and the derived orientation of the marking 16 in the coordinate system of the numerical processing control 13.
  • the courses of the X-leg and the Y-leg of the marking 16 on the reference sheet 15 moved to the target position in the coordinate system of the numerical processing control 13, which are derived from the conditions in the starting position of the reference sheet 15, are shown in dashed lines.
  • the origin of the derived X- and Y-legs coincides with the origin of the X- and Y-legs detected by means of the sensors 18 and 19.
  • an evaluation unit 21 of the numerical processing control 13 Based on the deviation, an evaluation unit 21 of the numerical processing control 13 generates a correction value for the numerical processing control 13.
  • This correction value is used in the future derivation of the position and the orientation of the sheet metal processing product arranged in the target position from the position and orientation of the sheet metal processing product arranged in the start position.
  • the derived position and the derived orientation of the sheet metal processing product prepared for unloading therefore correctly reflect the actual conditions in the coordinate system of the numerical machining control 13.
  • the derived position and orientation of the marking 16 can also be imaged on the reference sheet 15 by means of a light-emitting transmitter with the X and Y legs shown in dashed lines in Figure 3.
  • the deviation of the actual from the derived orientation of the marking 16, illustrated by the double arrow in Figure 3, can then be measured on the reference sheet 15 and the correction value for the numerical processing control 13 can be generated based on the measurement result.
  • the calibration of the numerical machining control 13 is followed by the calibration of the numerical unloading control 14.
  • a calculation unit 22 of the numerical arrangement control 12 derives a position and an orientation of the marking 16 on the reference sheet 15 arranged in the target position in the coordinate system of the numerical unloading control 14.
  • the marking 16 on the reference sheet 15 provided for unloading is imaged in the coordinate system of the numerical unloading control 14 by means of the optical sensor 18 on the unloading robot 9 or by means of the optical sensor 19 on the housing of the laser flatbed machine 2.
  • a comparison unit 23 of the numerical unloading control 14 the position and orientation of the image of the marking 16 of the reference sheet 15 in the coordinate system of the numerical unloading control 14 are compared with the derived position and the derived orientation the marking 16 of the reference sheet 15 in the coordinate system of the numerical unloading control 14.
  • the procedure for comparing the actual and derived conditions in the coordinate system of the numerical processing control 13 is followed.
  • the actual orientation of the marking 16 in the coordinate system of the numerical unloading control 14 and the derived orientation of the marking 16 in the coordinate system of the numerical unloading control 14 differ from one another.
  • the deviation is shown in Figure 4 by a double arrow.
  • the coordinate system of the numerical unloading control 14 is adjusted by using an evaluation unit 24 of the numerical unloading control 14 to bring the derived orientation of the marking 16 of the reference sheet 15 in the coordinate system of the numerical unloading control 14 into line with the orientation of the image of the marking 16 of the reference sheet 15 in the coordinate system of the numerical unloading control 14.
  • the position and orientation of the sheet metal processing product provided for unloading in the adjusted coordinate system of the numerical unloading control 14 are derived from the position and orientation of the sheet metal processing product provided for unloading in the coordinate system of the numerical processing control 13.
  • a light-emitting transmitter can also be used to display the derived conditions when calibrating the numerical discharge control 14.
  • the light-emitting transmitter can display the derived position and orientation of the marking 16 with the X and Y legs shown in dashed lines in Figure 4 on the reference sheet 15.
  • the position and orientation of the marking 16 shown in Figure 4 by the double arrow The slight deviation of the actual from the derived orientation of the marking 16 can be measured and based on the measurement result a correction value for the numerical unloading control 14 can be generated.
  • sheet metal processing products are unloaded by means of the unloading robot 9 with a position and orientation corresponding to the actual conditions in the coordinate system of the numerical unloading control 14. This makes it possible, for example, to deposit a sheet metal processing product unloaded from the workpiece pallet 8 in a defined position and with a defined orientation at a storage location 25 shown highly schematically in Figure 1.
  • Figure 7 shows a mechanical production arrangement 100 for the separating processing of a sheet metal strip 27 unwound from a coil 26.
  • the production arrangement 100 has an endlessly rotating support belt 28 as a supply device.
  • the movement of the sheet metal strip 27 in a feed direction 29 is effected by means of a feed drive 30, which is formed by the drive of the support belt 28 and by a pair of feed rollers 31.
  • a section of the sheet metal strip 27 leading in the feed direction 29 and provided with the marking 16 serves as a reference sheet for the calibration of the numerical arrangement control 12 of the production arrangement 100.
  • the marking 16 is also created on the production arrangement 100 by means of a laser cutting head 7 by separating a reference object blank, in this case by separating the relevant section of the sheet metal strip 27, wherein the laser cutting head 7 is also used for sheet metal processing as part of a production process following the calibration of the arrangement control 12.
  • an unloading robot with a gripper head 10 controlled by means of an unloading control is also provided for unloading the reference sheet and the sheet metal processing products produced by means of the laser cutting head 7.
  • the procedure for calibrating the numerical arrangement control 12 of the production arrangement 100 is the same as for calibrating the production arrangement 1.

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Abstract

Im Rahmen eines Entladeverfahrens zum Entladen eines Bearbeitungsprodukts einer Werkstückbearbeitung wird vor dem Entladen eines Bearbeitungsprodukts von einer Bereitstellungsvorrichtung (8) eine numerische Entladesteuerung (14) einer Entladevorrichtung (9) kalibriert. Zu diesem Zweck wird erforderlichenfalls ein Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) mittels eines Referenzgegenstands (15) justiert, der mit einer Markierung (16) versehen ist, die ihrerseits ein Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) abbildet. Nach dem Kalibrieren der numerischen Entladesteuerung (14) werden aus der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) die Lage und die Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem justierten Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) abgeleitet. Das vorgenannte Entladeverfahren wird im Rahmen eines Fertigungsverfahrens angewandt. Eine maschinelle Entladeanordnung und eine maschinelle Fertigungsanordnung sind zur Durchführung der vorgenannten Verfahren ausgebildet.

Description

Entladeverfahren und maschinelle Entladeanordnunq zum Entladen eines Bear- beitunqsprodukts einer Werkstückbearbeitunq sowie Fertiqunqsverfahren und maschinelle Fertiqunqsanordnunq
Die Erfindung betrifft ein Entladeverfahren zum Entladen eines Bearbeitungsprodukts einer Werkstückbearbeitung, insbesondere zum Entladen eines an einer Blechbearbeitungsmaschine erzeugten Blechbearbeitungsprodukts,
• wobei das Bearbeitungsprodukt mittels einer Entladevorrichtung von einer Bereitstellungsvorrichtung entladen wird,
• wobei das Entladen des Bearbeitungsprodukts mittels einer programmierbaren numerischen Steuerung gesteuert wird, die eine programmierbare numerische Entladesteuerung der Entladevorrichtung umfasst und in der ein Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung und ein gleichartiges Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung hinterlegt sind,
• wobei das Bearbeitungsprodukt an der Bereitstellungsvorrichtung zum Entladen mit einer Lage und einer Orientierung bereitgestellt wird, die in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung definiert sind,
• wobei aus der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrich- tung eine Lage und eine Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung abgeleitet werden,
• wobei ein Entladeorgan der Entladevorrichtung mit einer Übernahmebewegung in eine Übernahmeposition an dem an der Bereitstellungsvorrichtung zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukt bewegt wird,
• wobei die Übernahmebewegung des Entladeorgans von der numerischen Entladesteuerung in Abhängigkeit von der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung gesteuert wird und
• wobei das an der Bereitstellungsvorrichtung zum Entladen bereitgestellte Bearbeitungsprodukt von dem in die Übernahmeposition bewegten Entladeorgan übernommen und das von dem Entladeorgan übernommene Bearbeitungsprodukt mit einer Entladebewegung des Entladeorgans von der Bereitstellungsvorrichtung entladen wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine maschinelle Entladeanordnung zur Durchführung des vorgenannten Entladeverfahrens sowie ein Fertigungsverfahren, im Rahmen dessen das vorgenannte Entladeverfahren durchgeführt wird und eine maschinelle Fertigungsanordnung zur Durchführung dieses Fertigungsverfahrens.
Gattungsgemäßer Stand der Technik ist bekannt aus DE 10 2016 115 987 Al.
Im Falle des Standes der Technik wird ein Artikel mittels eines Roboters automatisiert von einem Förderer entladen. Zu diesem Zweck sind ein dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem für den Förderer und ein dreidimensionales kartesisches und somit gleichartiges Koordinatensystem für den Roboter in einer numerischen Steuerung hinterlegt. Die Position und die Orientierung eines von dem Förderer zu entladenden Artikels in dem Koordinatensystem für den Förderer wird durch Bildverarbeitung erfasst. Auf der Grundlage der Position und der Orientierung des zu entladenden Artikels in dem Koordinatensystem für den Förderer werden die Position und die Orientierung des zu entladenden Artikels in dem Koordinatensystem für den Roboter bestimmt. Anhand der Position und der Orientierung des zu entladenden Artikels in dem Koordinatensystem für den Roboter wird ein Greifer des Roboters numerisch gesteuert zu dem zu entladenden Artikel auf dem Förderer bewegt, um den zu entladenden Artikel aufzunehmen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, mit möglichst wenig Aufwand ein dauerhaft funktionssicheres Entladen von Werkstücken von einer Bereitstellungsvorrichtung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch das Entladeverfahren gemäß Patentanspruch 1, das Fertigungsverfahren gemäß Patentanspruch 5, die maschinelle Entladeanordnung gemäß Patentanspruch 15 und die maschinelle Fertigungsanordnung gemäß Patentanspruch 17.
Im Falle der Erfindung wird vor dem Entladen eines Bearbeitungsprodukts von einer Bereitstellungsvorrichtung zunächst die numerische Entladesteuerung der zum Entladen von Bearbeitungsprodukten dienenden Entladevorrichtung kalibriert. Dabei wird auf die in Patentanspruch 1 angegebene Weise das Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung auf das als führendes Koordinatensystem vorgesehene Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung abgestimmt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Justierung des Koordinatensystems der numerischen Entladesteuerung ist gewährleistet, dass bei dem sich an die Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung anschließenden Entladen von Bearbeitungsprodukten, die als Grundlage für die Steuerung der Übernahmebewegung des Entladeorgans dienende Position und Orientierung des zu entladenden Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung exakt die tatsächliche Position und die tatsächliche Orientierung des zu entladenden Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung wiedergibt.
Bei der Ableitung der Position und der Orientierung eines zu bearbeitenden Werkstücks in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung aus dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung wird vielfach eine bestimmte gegenseitige Positionierung und Orientierung der Bereitstellungsvorrichtung und der Entladevorrichtung vorausgesetzt. In derartigen Fällen vereinfacht sich aufgrund der erfindungsgemäßen Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung die Installation der erfindungsgemäßen Entladeanordnung und/oder der erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung insofern, als etwaige Ungenauigkeiten bei der gegenseitigen Anordnung der Bereitstellungsvorrichtung und der Entladevorrichtung durch die vor der Inbetriebnahme der Entladeanordnung und/oder der Fertigungsanordnung vorgenommene Abstimmung des Koordinatensystems der numerischen Entladesteuerung auf das Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung kompensiert werden können.
Besondere Ausführungsarten des Entladeverfahrens gemäß Patentanspruch 1, des Fertigungsverfahrens gemäß Patentanspruch 5, der maschinellen Entladeanordnung gemäß Patentanspruch 15 und der maschinellen Fertigungsanordnung gemäß Patentanspruch 17 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 4, 6 bis 14, 16, 18 und 19.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind als Koordinatensysteme der Bereitstellungsvorrichtung und der numerischen Entladesteuerung zwei- oder dreiachsige kartesische Koordinatensysteme vorgesehen (Patentanspruch 2).
Als Referenzgegenstand wird bei der Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung vorzugsweise ein Referenzblech verwendet (Patentanspruch 3).
Insbesondere ein Referenzblech kann durch trennende Bearbeitung mit der Markierung versehen werden, welche das Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung abbildet (Patentansprüche 4, 16).
Zur Erzeugung der Markierung des Referenzgegenstands wird in bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens und der erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung die Bearbeitungsvorrichtung genutzt, die im Anschluss an die Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung im Rahmen eines Fertigungsprozesses zur Werkstückbearbeitung dient (Patentansprüche 7, 8, 18).
Das Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung beziehungsweise der Werkstückauflage wird in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens von einem Koordinatensystem einer numerischen Bearbeitungssteuerung der für die Werkstückbearbeitung vorgesehenen Bearbeitungsvorrichtung ausgebildet (Patentanspruch 6). Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens werden das Werkstück während seiner Bearbeitung und das bei der Werkstückbearbeitung erzeugte Bearbeitungsprodukt von einer als Bereitstellungsvorrichtung vorgesehenen Werkstückauflage gelagert. Nach der Werkstückbearbeitung wird das Bearbeitungsprodukt mittels einer Transferbewegung der Werkstückauflage aus einer Startposition in eine Zielposition bewegt und dort zum Entladen mittels der Entladevorrichtung mit einer Lage und einer Orientierung bereitgestellt, die in dem Koordinatensystem der als Bereitstellungsvorrichtung vorgesehenen Werkstückauflage definiert sind (Patentanspruch 9).
Die Transferbewegung der Werkstückauflage wird dabei vorzugsweise mittels eines Auflageantriebs durchgeführt, der eine numerische Antriebssteuerung mit einem Koordinatensystem aufweist, welches als Koordinatensystem der als Bereitstellungsvorrichtung vorgesehenen Werkstückauflage vorgesehen ist. Damit das gemeinschaftlich mit der Werkstückauflage bewegte Bearbeitungsprodukt in der Zielposition, in welcher es zum Entladen bereitgestellt wird, in dem Koordinatensystem der numerischen Antriebssteuerung und somit in dem Koordinatensystem der als Bereitstellungsvorrichtung vorgesehenen Werkstückauflage mit einer Lage und einer Orientierung angeordnet ist, welche der tatsächlichen Lage und der tatsächlichen Orientierung des Bearbeitungsprodukts entsprechen, wird vor der Bewegung eines Bearbeitungsprodukts aus der Startposition in die Zielposition zunächst die numerische Auflageantriebssteuerung kalibriert (Patentanspruch 10). Die numerische Auflageantriebssteuerung der erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung ist zu diesem Zweck entsprechend der numerischen Entladesteuerung der erfindungsgemäßen Entladeanordnung aufgebaut und umfasst dementsprechend eine Berechnungseinheit, eine Erfassungsvorrichtung, eine Vergleichseinheit und eine Auswerteeinheit.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung werden ein und dieselbe Berechnungseinheit und/oder ein und dieselbe Erfassungsvorrichtung und/oder ein und dieselbe Vergleichseinheit und/oder ein und dieselbe Auswerteeinheit für die Kalibrierung der numerischen Auflageantriebssteuerung und für die Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung genutzt. In Weiterbildung der Erfindung wird die numerische Auflageantriebssteuerung von der numerischen Bearbeitungssteuerung der Bearbeitungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung gebildet (Patentanspruch 11)
Vorzugsweise wird der zur Kalibrierung der numerischen Antriebssteuerung der Werkstückauflage dienende Referenzgegenstand auch zur Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung verwendet (Patentanspruch 12).
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens wird das Bearbeitungsprodukt nach dem Entladen von der Werkstückauflage mittels der Entladevorrichtung an einem Ablageort mit einer Lage und einer Orientierung abgelegt, die in dem Koordinatensystem der Entladesteuerung definiert sind (Patentanspruch 13). Nachdem das Bearbeitungsprodukt mit einer definierten Lage und Orientierung von der Entladevorrichtung übernommen worden ist, kann das Bearbeitungsprodukt auch mit einer definierten Lage und Orientierung an dem Ablageort deponiert werden.
Ausweislich der Patentansprüche 14 und 19 sind das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren und die erfindungsgemäße Fertigungsanordnung insbesondere zur Blechbearbeitung, beispielsweise zur trennenden Blechbearbeitung, vom Coil ausgebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : eine numerisch gesteuerte maschinelle Anordnung für die Blechfertigung mit einer Laser-Flachbettmaschine und mit einer maschinellen Entladeanordnung,
Figur 2: eine stark schematisierte Draufsicht auf die Werkstückauflage der maschinellen Anordnung gemäß Figur 1 bei der Kalibrierung der numerischen Steuerung der maschinellen Anordnung,
Figuren 3 Darstellungen zur Veranschaulichung der Abläufe bei der Kalibund 4: rierung der numerischen Steuerung der maschinellen Anordnung gemäß Figur 1, Figuren 5 beispielhafte Möglichkeiten zur Erfassung einer Markierung ei- und 6: nes Referenzblechs bei der Kalibrierung der numerischen Steuerung der maschinellen Anordnung gemäß Figur 1 und
Figur 7: eine numerisch gesteuerte maschinelle Anordnung für die Blechfertigung vom Coil.
Gemäß Figur 1 umfasst eine maschinelle Fertigungsanordnung 1 eine Laser- Flachbettmaschine 2 als Bearbeitungsvorrichtung und außerdem eine maschinelle Entladeanordnung 3.
Die Laser-Flachbettmaschine 2 dient als Trennvorrichtung zur trennenden Bearbeitung von Blechen und weist zu diesem Zweck einen Arbeitsraum 4 auf, in dem eine Laserschneideinheit 5 herkömmlicher Bauart angeordnet ist. Die Laser- Schneideinheit 5 umfasst eine Portalstruktur 6, die im Innern des Arbeitsraums 4 längs einer x-Achse verfahrbar ist und die ihrerseits einen Laserschneidkopf 7 längs einer senkrecht zu der x-Achse verlaufenden y-Achse beweglich führt.
Ein zu bearbeitendes Blech (nicht dargestellt) ist während der trennenden Bearbeitung mittels des Laserschneidkopfs 7 auf einer als Werkstückauflage dienenden Werkstückpalette 8 gelagert. Vor der trennenden Blechbearbeitung wird die Werkstückpalette 8 außerhalb des Arbeitsraums 4 der Laser-Flachbettmaschine 2 mit dem Blech beladen und anschließend gemeinschaftlich mit dem Blech längs der x-Achse in den Arbeitsraum 4 bewegt. Nach Beendigung der Blechbearbeitung wird die Werkstückpalette 8 mit dem bei der trennenden Blechbearbeitung erzeugten Blechbearbeitungsprodukt und mit einem bei der Blechbearbeitung außerdem anfallenden Restgitter aus dem Arbeitsraum 4 der Laser-Flachbettmaschine 2 in x-Richtung zurück in ihre Ausgangsposition außerhalb des Arbeitsraums 4 verfahren. Außerhalb des Arbeitsraums 4 ist die Werkstückpalette 8 in Figur 1 dargestellt. Die Verfahrbewegungen der Werkstückpalette 8 werden mittels eines motorischen Paletten- beziehungsweise Auflageantriebs ausgeführt, der von der Bearbeitungssteuerung gesteuert wird. Die Werkstückpalette 8 ist auch Teil der maschinellen Entladeanordnung 3. In dieser Funktion bildet die außerhalb des Arbeitsraums 4 der Laser-Flachbettmaschine 2 angeordnete Werkstückpalette 8 eine Bereitstellungsvorrichtung, an welcher das auf der Werkstückpalette 8 angeordnete Blechbearbeitungsprodukt zum Entladen mittels eines als Entladevorrichtung der maschinellen Entladeanordnung 3 vorgesehenen Entladeroboters 9 bereitgestellt wird.
Der Entladeroboter 9 ist mit einer definierten räumlichen Zuordnung zu der Laser-Flachbettmaschine 2 und damit auch mit einer definierten räumlichen Zuordnung zu der Werkstückpalette 8 neben der Laser-Flachbettmaschine 2 aufgestellt. Als Entladeorgan weist der Entladeroboter 9 einen Greiferkopf 10 auf, der an einem Ausleger 11 des Entladeroboters 9 montiert ist und der mit einer Übernahmebewegung in eine Übernahmeposition an dem an der Werkstückauflage 8 bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukt bewegt werden kann.
Alle wesentlichen Abläufe an der maschinellen Fertigungsanordnung 1 werden durch eine programmierbare numerische Anordnungssteuerung 12 gesteuert, die ihrerseits eine numerische Bearbeitungssteuerung 13 der Laser-Flachbettmaschine 2 und eine numerische Entladesteuerung 14 des Entladeroboters 9 umfasst. Die numerische Bearbeitungssteuerung 13 steuert auch die Bewegungen der Werkstückplatte 8 längs der x-Achse.
Sowohl in der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 als auch in der numerischen Entladesteuerung 14 ist ein Koordinatensystem in Form eines kartesischen Koordinatensystems mit in x-Richtung und in y-Richtung verlaufenden Koordinatenachsen hinterlegt.
Die Lage und die Orientierung, mit welcher ein Blechbearbeitungsprodukt nach Abschluss der trennenden Blechbearbeitung im Innern des Arbeitsraums 4 der Laser-Flachbettmaschine 2 in einer Startposition angeordnet ist, sind in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 definiert. Ausgehend von der Startposition wird das Blechbearbeitungsprodukt mit einer über eine definierte Weglänge in x-Richtung ausgeführten Transferbewegung der Werkstückpalette 8 in eine Zielposition bewegt, in welcher das Blechbearbei- tungsprodukt gemeinschaftlich mit der Werkstückpalette 8 außerhalb des Arbeitsraums 4 der Laser-Flachbettmaschine 2 angeordnet ist und zum Entladen mittels des Entladeroboters 9 bereitsteht. Die Transferbewegung der Werkstückpalette 8 wird mittels des motorischen Auflage- beziehungsweise Palettenantriebs ausgeführt, der dabei von der Bearbeitungssteuerung 13, im Einzelnen von einer numerischen Auflageantriebssteuerung der Bearbeitungssteuerung 13 gesteuert wird.
Nachdem die Lage und die Orientierung des Blechbearbeitungsprodukts in der Startposition in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 aufgrund einer entsprechenden Programmierung der Bearbeitungssteuerung definiert sind und nachdem die Richtung und die Weglänge der Bewegung des Blechbearbeitungsprodukts aus der Startposition in die Zielposition in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 ebenfalls durch Programmierung der Bearbeitungssteuerung 13 festgelegt sind, sind auch die Lage und die Orientierung des außerhalb des Arbeitsraums 4 zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 definiert.
Aufgrund der definierten gegenseitigen räumlichen Zuordnung der Laser-Flach- bettmaschine 2 einerseits und des Entladeroboters 9 andererseits ist aus der Lage und der Orientierung des an der Laser-Flachbettmaschine 2 zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 eine Lage und eine Orientierung des Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 ableitbar.
Auf der Grundlage der Lage und der Orientierung des Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 wird der Greiferkopf 10 des Entladeroboters 9 numerisch gesteuert mit einer Übernahmebewegung in eine Übernahmeposition an dem zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukt bewegt. Von dem in die Übernahmeposition bewegten Greiferkopf 10 wird das Blechbearbeitungsprodukt übernommen und anschließend mit einer Entladebewegung von der Werkstückpalette 8 entladen. In der betrieblichen Praxis ist es denkbar, dass die aus der Lage und der Orientierung des Blechbearbeitungsprodukts nach Beendigung der trennenden Blechbearbeitung abgeleitete Lage und Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 nicht die tatsächlichen Verhältnisse in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 wiedergibt. Grund für eine derartige Abweichung der abgeleiteten von den tatsächlichen Verhältnissen kann insbesondere eine unerwünschte Schrägstellung der für die Bewegung des Blechbearbeitungsprodukts aus der Startposition in die Zielposition genutzten Bewegungsachse des motorischen Antriebs der Werkstückpalette 8 und/oder eine unerwünschte Umorientierung des Blechbearbeitungsprodukts während der Bewegung aus der Startposition in die Zielposition sein.
Ergänzend oder alternativ besteht die Möglichkeit, dass die aus der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 abgeleitete Lage und Orientierung des Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 die tatsächlichen Verhältnisse in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 nicht korrekt wiedergibt. Eine derartige Abweichung der abgeleiteten von den tatsächlichen Verhältnissen kann beispielsweise dadurch bedingt sein, dass die gegenseitige räumliche Zuordnung des Entladeroboters 9 und der Laser-Flachbettmaschine 2 von derjenigen Zuordnung abweicht, die bei der Ableitung der Lage und der Orientierung des Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der Entladesteuerung 14 aus der Lage und der Orientierung des an der Werkstückpalette 8 zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der Bearbeitungssteuerung 13 zugrunde gelegt worden ist.
Um Abweichungen der genannten Art steuerungstechnisch zu kompensieren, wird die numerische Anordnungssteuerung 12 vor Beginn eines Fertigungsprozesses kalibriert.
Zur Kalibrierung der numerischen Anordnungssteuerung 12 wird ein als Refe- renzgegenstand vorgesehenes Referenzblech 15 verwendet. Das Referenzblech 15 wird gefertigt, indem ein auf der Werkstückpalette 8 angeordneter Referenz- blechrohling mittels des Laserschneidkopfs 7 durch trennende Bearbeitung mit einer Markierung 16 versehen wird, welche das Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 abbildet. Dementsprechend weist die Markierung 16 einen X-Schenkel und einen Y-Schenkel auf, wobei der X-Schenkel in x- Richtung und der Y-Schenkel in y-Richtung verläuft.
Nach der Erstellung der Markierung 16 befindet sich das Referenzblech 15 in einer Startposition im Innern des Arbeitsraums 4 der Laser-Flachbettmaschine 2 (Teildarstellung (1) von Figur 2). Die Lage und die Orientierung der Markierung
16 an dem in der Startposition angeordneten Referenzblech 15 sind in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 definiert.
Aus der Lage und der Orientierung der Markierung 16 an dem in der Startposition angeordneten Referenzblech 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 werden mittels einer Berechnungseinheit 17 der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 die Lage und die Orientierung der Markierung 16 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 abgeleitet, welche für die Markierung 16 zu erwarten sind, nachdem das Referenzblech 15 mittels des motorischen Antriebs der Werkstückpalette 8 aus der Startposition mit einer definierten Bewegung in x-Richtung in eine Zielposition außerhalb des Arbeitsraums 4 der Laser-Flachbettmaschine bewegt worden ist.
Nach der Bewegung des Referenzblechs 15 in die Zielposition (Teildarstellung (2) von Figur 2) werden an dem in der Zielposition angeordneten Referenzblech 15 die tatsächliche Lage und die tatsächliche Orientierung der Markierung 16 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 erfasst. Zu diesem Zweck kann ein beispielsweise als Kamera oder Lasersensor ausgebildeter und als Erfassungsvorrichtung vorgesehener optischer Sensor 18 verwendet werden, der an dem Entladeroboter 9 angebracht ist (Figur 5) oder eine entsprechende Erfassungsvorrichtung in Form eines optischen Sensors 19 an der Einhausung der Laser-Flachbettmaschine 2 (Figur 6). Die mittels des optischen Sensors 18 oder des optischen Sensors 19 erfasste Ist- Lage und Ist-Orientierung der Markierung 16 an dem in der Zielposition angeordneten Referenzblech 15 wird in einer Vergleichseinheit 20 der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 mit der abgeleiteten Lage und der abgeleiteten Orientierung der Markierung 16 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 verglichen.
Ein beispielhaftes Ergebnis dieses Vergleichs ist in Figur 3 dargestellt. Die punktiert dargestellte Linie zwischen den beiden Punkten an dem Referenzblech 15 in Figur 3 gibt den tatsächlichen Verlauf des längs der x-Achse des Koordinatensystems der Bearbeitungssteuerung 13 verlaufenden X-Schenkels der Markierung 16 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 wieder. Nachdem der Y-Schenkel der Markierung 16 unter einem rechten Winkel zu dem X-Schenkel verläuft, sind mit dem Verlauf des X-Schenkels auch der Verlauf des Y-Schenkels und somit die Orientierung der Markierung 16 bekannt. Die Lage der Markierung 16 wird durch die Position des gemeinsamen Ursprungs des X-Schen- kels und des Y-Schenkels definiert.
Gestrichelt dargestellt sind die aus den Verhältnissen in der Startposition des Referenzblechs 15 abgeleiteten Verläufe des X-Schenkels und des Y-Schenkels der Markierung 16 an dem in die Zielposition bewegten Referenzblech 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13. Der Ursprung der abgeleiteten X- und Y-Schenkel fällt mit dem Ursprung der mittels der Sensoren 18 und 19 erfassten X- und Y-Schenkel zusammen.
Gemäß Figur 3 weicht die tatsächliche Orientierung der Markierung 16 an dem in der Zielposition angeordneten Referenzblech 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 von der abgeleiteten Orientierung der Markierung 16 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 ab. Die Abweichung der tatsächlichen von der abgeleiteten Orientierung der Markierung 16 ist in Figur 3 durch einen Doppelpfeil veranschaulicht.
Aufgrund der Abweichung generiert eine Auswerteeinheit 21 der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 eine Korrekturgröße für die numerische Bearbeitungssteuerung 13. Diese Korrekturgröße kommt bei der künftigen Ableitung der Lage und der Orientierung des in der Zielposition angeordneten Blechbearbeitungsprodukts aus der Lage und der Orientierung des in der Startposition angeordneten Blechbearbeitungsprodukts zur Anwendung. Bei künftigen Bearbeitungsprozessen geben folglich die abgeleitete Lage und die abgeleitete Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukts die tatsächlichen Verhältnisse in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 korrekt wieder.
Die abgeleitete Lage und Orientierung der Markierung 16 kann auch mittels eines Licht emittierenden Senders mit den in Figur 3 gestrichelten X- und Y-Schenkeln auf dem Referenzblech 15 abgebildet werden. Die in Figur 3 durch den Doppelpfeil veranschaulichte Abweichung der tatsächlichen von der abgeleiteten Orientierung der Markierung 16 kann dann an dem Referenzblech 15 gemessen und anhand des Messergebnisses kann die Korrekturgröße für die numerische Bearbeitungssteuerung 13 generiert werden.
An die Kalibrierung der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 schließt sich die Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung 14 an.
Aus der den tatsächlichen Verhältnissen entsprechenden Lage und Orientierung der Markierung 16 an dem in der Zielposition angeordneten und zum Entladen bereitgestellten Referenzblech 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 leitet eine hierfür vorgesehene Berechnungseinheit 22 der numerischen Anordnungssteuerung 12 eine Lage und eine Orientierung der Markierung 16 an dem in der Zielposition angeordneten Referenzblech 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 ab.
Anschließend oder gleichzeitig wird mittels des optischen Sensors 18 an dem Entladeroboter 9 oder mittels des optischen Sensors 19 an der Einhausung der Laser-Flachbettmaschine 2 die Markierung 16 an dem zum Entladen bereitgestellten Referenzblech 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 abgebildet. Mittels einer Vergleichseinheit 23 der numerischen Entladesteuerung 14 werden die Lage und die Orientierung der Abbildung der Markierung 16 des Referenzblechs 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 mit der abgeleiteten Lage und der abgeleiteten Orientierung der Markierung 16 des Referenzblechs 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 verglichen. Dabei wird entsprechend der Vorgehensweise bei dem Vergleich der tatsächlichen und der abgeleiteten Verhältnisse in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 verfahren.
Ein beispielhaftes Ergebnis eines derartigen Vergleichs ist in Figur 4 dargestellt.
In dem gezeigten Beispielsfall weichen die tatsächliche Orientierung der Markierung 16 in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 und die abgeleitete Orientierung der Markierung 16 in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 voneinander ab. Die Abweichung ist in Figur 4 durch einen Doppelpfeil dargestellt.
Aufgrund der festgestellten Abweichung der tatsächlichen Verhältnisse in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 von den abgeleiteten Verhältnissen wird das Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 justiert, indem mittels einer Auswerteeinheit 24 der numerischen Entladesteuerung 14 die abgeleitete Orientierung der Markierung 16 des Referenzblechs 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 mit der Orientierung der Abbildung der Markierung 16 des Referenzblechs 15 in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 in Übereinstimmung gebracht wird.
In späteren Bearbeitungsprozessen werden aus der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Bearbeitungssteuerung 13 die Lage und die Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Blechbearbeitungsprodukts in dem justierten Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 abgeleitet.
Auch bei der Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung 14 kann ein Licht emittierender Sender zur Darstellung der abgeleiteten Verhältnisse verwendet werden. Der Licht emittierende Sender kann die abgeleitete Lage und Orientierung der Markierung 16 mit den in Figur 4 gestrichelten X- und Y-Schenkeln auf dem Referenzblech 15 abbilden. Die in Figur 4 durch den Doppelpfeil veranschau- lichte Abweichung der tatsächlichen von der abgeleiteten Orientierung der Markierung 16 kann gemessen und anhand des Messergebnisses kann eine Korrekturgröße für die numerische Entladesteuerung 14 generiert werden.
Aufgrund der Kalibrierung der numerischen Anordnungssteuerung 12 werden in späteren Fertigungsprozessen Blechbearbeitungsprodukte mittels des Entladeroboters 9 mit einer den tatsächlichen Verhältnissen entsprechenden Lage und Orientierung in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung 14 entladen. Dadurch wird es beispielsweise möglich, ein von der Werkstückpalette 8 entladenes Blechbearbeitungsprodukt in einer definierten Position und mit einer definierten Orientierung an einem in Figur 1 stark schematisiert dargestellten Ablageort 25 zu deponieren.
Figur 7 zeigt eine maschinelle Fertigungsanordnung 100 zur trennenden Bearbeitung eines von einem Coil 26 abgewickelten Blechbands 27.
Anstelle der Werkstückpalette 8 der Fertigungsanordnung 1 weist die Fertigungsanordnung 100 als Bereitstellungsvorrichtung ein endlos umlaufendes Auflageband 28 auf. Die Bewegung des Blechbands 27 in einer Vorschubrichtung 29 wird mittels eines Vorschubantriebs 30 bewirkt, der von dem Antrieb des Auflagebands 28 und von einem Vorschubrollenpaar 31 gebildet wird. Als Referenzblech für die Kalibrierung der numerischen Anordnungssteuerung 12 der Fertigungsanordnung 100 dient ein in der Vorschubrichtung 29 voreilender und mit der Markierung 16 versehener Abschnitt des Blechbands 27.
Auch an der Fertigungsanordnung 100 wird die Markierung 16 mittels eines Laserschneidkopfs 7 durch trennende Bearbeitung eines Referenzgegenstandroh- lings, in diesem Fall durch trennende Bearbeitung des betreffenden Abschnitts des Blechbands 27, erstellt, wobei auch der Laserschneidkopf 7 im Rahmen eines auf die Kalibrierung der Anordnungssteuerung 12 folgenden Fertigungsprozesses zur Blechbearbeitung verwendet wird.
Zum Entladen des Referenzblechs und der mittels des Laserschneidkopfs 7 erzeugten Blechbearbeitungsprodukte ist auch im Falle der Fertigungsanordnung 100 ein mittels einer Entladesteuerung gesteuerter Entladeroboter mit einem Greiferkopf 10 vorgesehen. Zur Kalibrierung der numerischen Anordnungssteuerung 12 der Fertigungsanordnung 100 wird in gleicher weise verfahren wie bei der Kalibrierung der Fertigungsanordnung 1.

Claims

Patentansprüche Entladeverfahren zum Entladen eines Bearbeitungsprodukts einer Werkstückbearbeitung, insbesondere zum Entladen eines an einer Blechbearbeitungsmaschine erzeugten Blechbearbeitungsprodukts,
• wobei das Bearbeitungsprodukt mittels einer Entladevorrichtung (9) von einer Bereitstellungsvorrichtung (8) entladen wird,
• wobei das Entladen des Bearbeitungsprodukts mittels einer programmierbaren numerischen Steuerung (12) gesteuert wird, die eine programmierbare numerische Entladesteuerung (14) der Entladevorrichtung (9) umfasst und in der ein Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) und ein gleichartiges Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) hinterlegt sind,
• wobei das Bearbeitungsprodukt an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen mit einer Lage und einer Orientierung bereitgestellt wird, die in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) definiert sind,
• wobei aus der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) eine Lage und eine Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) abgeleitet wird,
• wobei ein Entladeorgan (10) der Entladevorrichtung (9) mit einer Übernahmebewegung in eine Übernahmeposition an dem an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukt bewegt wird,
• wobei die Übernahmebewegung des Entladeorgans (10) von der numerischen Entladesteuerung (14) in Abhängigkeit von der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) gesteuert wird und
• wobei das an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen bereitgestellte Bearbeitungsprodukt von dem in die Übernahmeposition bewegten Entladeorgan (10) übernommen und das von dem Entladeorgan (10) übernommene Bearbeitungsprodukt mit einer Entladebewegung des Entladeorgans (10) von der Bereitstellungsvorrichtung (8) entladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Entladen eines Bearbeitungsprodukts von der Bereitstellungsvorrichtung (8) die numerische Entladesteuerung (14) der Entladevorrichtung (9) kalibriert wird,
• indem an der Bereitstellungsvorrichtung ein Referenzgegenstand (15) bereitgestellt wird, der eine Markierung (16) aufweist, welche das Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) abbildet und deren Lage und deren Orientierung in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) definiert sind,
• indem aus der Lage und der Orientierung der Markierung (16) des zum Entladen bereitgestellten Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) eine Lage und eine Orientierung der Markierung (16) des zum Entladen bereitgestellten Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) als abgeleitete Lage und abgeleitete Orientierung abgeleitet werden,
• indem die Markierung (16) des an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen bereitgestellten Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) abgebildet wird,
• indem die Lage und die Orientierung der Abbildung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) mit der abgeleiteten Lage und der abgeleiteten Orientierung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) verglichen werden und
• indem im Falle einer Abweichung der Lage und/oder der Orientierung der Abbildung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) von der abgeleiteten Lage beziehungsweise der abgeleiteten Orientierung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) das Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) justiert wird, indem die abgeleitete Lage und/oder die abgeleitete Orientierung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) mit der Lage beziehungsweise der Orientierung der Abbildung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) in Übereinstimmung gebracht werden und dass nach dem Kalibrieren der numerischen Entladesteuerung (14) der Entladevorrichtung (9) aus der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) die Lage und die Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem justierten Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) abgeleitet wird.
2. Entladeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
• dass das Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) und das Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) kartesische Koordinatensysteme sind und
• dass die Markierung (16) des an der Bereitstellungsvorrichtung (8) bereitgestellten Referenzgegenstands (15) zwei Linien ausbildet, die in einer Ebene, die sich parallel zu einer Koordinatenebene des Koordinatensystems der Bereitstellungsvorrichtung (8) und parallel zu einer Koordinatenebene des Koordinatensystems der numerischen Entladesteuerung (14) erstreckt, unter einem rechten Winkel zueinander verlaufen.
3. Entladeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzgegenstand (15) ein mit der Markierung (16) versehenes Referenzblech verwendet wird.
4. Entladeverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) durch trennende Bearbeitung eines Referenzgegenstandrohlings erzeugt wird.
5. Fertigungsverfahren, im Rahmen dessen
• ein Werkstück mittels einer Bearbeitungsvorrichtung (2) bearbeitet wird, • nach der Bearbeitung des Werkstücks ein durch die Bearbeitung des Werkstücks erzeugtes Bearbeitungsprodukt an einer als Bereitstellungsvorrichtung (8) vorgesehenen Werkstückauflage zum Entladen bereitgestellt wird und
• das an der Werkstückauflage zum Entladen bereitgestellte Bearbeitungsprodukt mittels einer Entladevorrichtung (9) unter Durchführung eines Entladeverfahrens von der Werkstückauflage entladen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Werkstückauflage zum Entladen bereitgestellte Bearbeitungsprodukt unter Durchführung des Entladeverfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche von der Werkstückauflage entladen wird.
6. Fertigungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Koordinatensystem der Werkstückauflage von einem Koordinatensystem einer numerischen Bearbeitungssteuerung (13) der Bearbeitungsvorrichtung (2) gebildet wird.
7. Fertigungsverfahren nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzgegenstand (15) mittels der Bearbeitungsvorrichtung (2) erzeugt wird, indem ein Referenzgegenstandrohling mittels der Bearbeitungsvorrichtung (2) mit der Markierung (16) versehen wird.
8. Fertigungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
• dass als Bearbeitungsvorrichtung (2) eine Trennvorrichtung, vorzugsweise eine Lasertrennvorrichtung, vorgesehen ist, mittels derer das Werkstück trennend bearbeitet wird und
• dass das an der Werkstückauflage zum Entladen bereitgestellte Bearbeitungsprodukt unter Durchführung des Entladeverfahrens gemäß Anspruch 4 von der Werkstückauflage entladen wird, wobei die Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) durch trennende Bearbeitung des Referenzgegenstandrohlings mittels der als Bearbeitungsvorrichtung (2) vorgesehenen Trennvorrichtung erzeugt wird.
9. Fertigungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet • dass das Werkstück während der Bearbeitung und das Bearbeitungsprodukt nach der Bearbeitung des Werkstücks von der Werkstückauflage gelagert werden und
• dass das Bearbeitungsprodukt nach der Bearbeitung des Werkstücks mittels einer Transferbewegung der Werkstückauflage aus einer Startposition in eine Zielposition bewegt wird, in welcher das Bearbeitungsprodukt an der Werkstückauflage zum Entladen bereitgestellt wird, wobei das Bearbeitungsprodukt in der Startposition und in der Zielposition mit einer Lage und einer Orientierung angeordnet ist, die in dem Koordinatensystem der Werkstückauflage definiert sind. Fertigungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
• dass die Transferbewegung der Werkstückauflage mittels eines Auflageantriebs durchgeführt wird, der eine numerische Auflageantriebssteuerung mit einem Koordinatensystem aufweist, welches das Koordinatensystem der Werkstückauflage ausbildet,
• dass das Bearbeitungsprodukt in der Startposition mit einer Lage und einer Orientierung angeordnet ist, die in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung definiert sind,
• dass aus der Lage und der Orientierung des in der Startposition angeordneten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung eine Lage und eine Orientierung des in der Zielposition angeordneten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung abgeleitet werden,
• dass vor der Bewegung eines Bearbeitungsprodukts aus der Startposition in die Zielposition die numerische Auflageantriebssteuerung kalibriert wird,
- indem an der Werkstückauflage in einer Startposition ein Referenzge- genstand (15) angeordnet wird, der eine Markierung (16) aufweist, welche das Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung abbildet und deren Lage und deren Orientierung in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung definiert sind,
- indem aus der Lage und der Orientierung der Markierung (16) des in der Startposition angeordneten Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung als abgeleitete Lage und abgeleitete Orientierung eine Lage und eine Orientierung der Markierung (16) abgeleitet werden, welche die Markierung bei in einer Zielposition angeordnetem Referenzgegenstand (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung aufweisen,
- indem der mit der Markierung (16) versehene Referenzgegenstand (15) aus der Startposition in die Zielposition bewegt wird,
- indem bei in der Zielposition angeordnetem Referenzgegenstand (15) die Lage und die Orientierung der Markierung (16) in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung als Ist-Lage und Ist- Orientierung der Markierung erfasst werden,
- indem die Ist-Lage und die Ist-Orientierung der Markierung in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung mit der abgeleiteten Lage und der abgeleiteten Orientierung der Markierung in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung verglichen werden und
- indem im Falle einer Abweichung der Ist-Lage und der Ist-Orientierung der Markierung (16) von der abgeleiteten Lage und der abgeleiteten Orientierung der Markierung (16) eine Korrekturgröße für die numerische Auflageantriebssteuerung generiert wird zur Anwendung bei der Ableitung der Lage und der Orientierung des in der Zielposition angeordneten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung aus der Lage und der Orientierung des in der Startposition angeordneten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Auflageantriebssteuerung. Fertigungsverfahren nach Anspruch 10 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die numerische Auflageantriebssteuerung von der numerischen Bearbeitungssteuerung (13) der Bearbeitungsvorrichtung (2) gebildet wird. Fertigungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzgegenstand zur Kalibrierung der numerischen Auflageantriebssteuerung als Referenzgegenstand zur Kalibrierung der numerischen Entladesteuerung (14) verwendet wird. Fertigungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeitungsprodukt nach dem Entladen von der Werkstückauflage mittels der Entladevorrichtung (9) an einem Ablageort (25) mit einer Lage und einer Orientierung abgelegt wird, die in dem Koordinatensystem der Entladesteuerung (14) definiert sind. Fertigungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstück ein von einem Coil (26) abgewickelter Abschnitt eines Blechbands (27) bearbeitet wird. Maschinelle Entladeanordnung zum Entladen eines Bearbeitungsprodukts einer Werkstückbearbeitung, insbesondere zum Entladen eines an einer Blechbearbeitungsmaschine erzeugten Blechbearbeitungsprodukts,
• mit einer Bereitstellungsvorrichtung (8) und mit einer Entladevorrichtung (9), wobei das Bearbeitungsprodukt an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen bereitstellbar und mittels der Entladevorrichtung (9) von der Bereitstellungsvorrichtung (8) entladbar ist,
• mit einer programmierbaren numerischen Steuerung (12), die eine programmierbare numerische Entladesteuerung (14) der Entladevorrichtung (9) umfasst und in der ein Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) und ein gleichartiges Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) hinterlegt sind,
- wobei das Bearbeitungsprodukt an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen mit einer Lage und einer Orientierung bereitstellbar sind, die in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) definiert sind und
- wobei aus der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) mittels einer Berechnungseinheit (22) der numerischen Steuerung (12) eine Lage und eine Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) ableitbar sind sowie • mit einem Entladeorgan (10) der Entladevorrichtung (9), das mit einer Übernahmebewegung in eine Übernahmeposition an dem an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukt bewegbar ist,
- wobei die Übernahmebewegung des Entladeorgans (10) von der numerischen Entladesteuerung (14) in Abhängigkeit von der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) steuerbar ist und
- wobei das an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen bereitgestellte Bearbeitungsprodukt von dem in die Übernahmeposition bewegten Entladeorgan (10) übernehmbar und das von dem Entladeorgan (10) übernommene Bearbeitungsprodukt mit einer Entladebewegung des Entladeorgans (10) von der Bereitstellungsvorrichtung (8) entladbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Entladen eines Bearbeitungsprodukts von der Bereitstellungsvorrichtung (8) die numerische Entladesteuerung (14) der Entladevorrichtung (9) kalibrierbar ist,
• indem an der Bereitstellungsvorrichtung (8) ein Referenzgegenstand (15) bereitgestellt wird, der eine Markierung (16) aufweist, welche das Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) abbildet und deren Lage und deren Orientierung in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) definiert sind,
• indem mittels der Berechnungseinheit (22) der numerischen Steuerung (12) aus der Lage und der Orientierung der Markierung (16) des zum Entladen bereitgestellten Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) eine Lage und eine Orientierung der Markierung (16) des zum Entladen bereitgestellten Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) als abgeleitete Lage und abgeleitete Orientierung abgeleitet werden,
• indem mittels einer Erfassungsvorrichtung (18, 19) die Markierung (16) des an der Bereitstellungsvorrichtung (8) zum Entladen bereitgestellten Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) abgebildet wird,
• indem mittels einer Vergleichseinheit (23) der numerischen Entladesteuerung (14) die Lage und die Orientierung der Abbildung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) mit der abgeleiteten Lage und der abgeleiteten Orientierung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) verglichen werden und
• indem im Falle einer Abweichung der Lage und/oder der Orientierung der Abbildung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) von der abgeleiteten Lage beziehungsweise der abgeleiteten Orientierung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) in dem Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) das Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) justiert wird, indem mittels einer Auswerteeinheit (24) der numerischen Entladesteuerung (14) die abgeleitete Lage und/oder die abgeleitete Orientierung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) mit der Lage beziehungsweise der Orientierung der Abbildung der Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) in Übereinstimmung gebracht werden und dass nach dem Kalibrieren der numerische Entladesteuerung (14) der Entladevorrichtung (9) aus der Lage und der Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem Koordinatensystem der Bereitstellungsvorrichtung (8) mittels der Berechnungseinheit (22) der numerischen Steuerung (12) die Lage und die Orientierung des zum Entladen bereitgestellten Bearbeitungsprodukts in dem justierten Koordinatensystem der numerischen Entladesteuerung (14) ableitbar ist. Maschinelle Entladeanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennvorrichtung vorgesehen ist, mittels derer die Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) durch trennende Bearbeitung eines Referenzgegenstandrohlings erzeugbar ist. Maschinelle Fertigungsanordnung
• mit einer Bearbeitungsvorrichtung (2), mittels derer ein Werkstück bearbeitbar und dadurch ein Bearbeitungsprodukt erzeugbar ist sowie
• mit einer maschinellen Entladeanordnung (3), mittels derer das Bearbeitungsprodukt der Werkstückbearbeitung entladbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als maschinelle Entladeanordnung (3) die maschinelle Entladeanordnung (3) nach Anspruch 15 oder Anspruch 16 vorgesehen ist mit einer Werkstückauflage als Bereitstellungsvorrichtung. Maschinelle Fertigungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
• dass als Bearbeitungsvorrichtung (2) eine Trennvorrichtung, vorzugsweise eine Lasertrennvorrichtung, vorgesehen ist, mittels derer das Werkstück unter Erzeugung des Bearbeitungsprodukts trennend bearbeitbar ist und
• dass mittels der Trennvorrichtung der Referenzgegenstand (15) herstellbar ist, indem mittels der Trennvorrichtung an einem Referenzgegenstandrohling die Markierung (16) des Referenzgegenstands (15) erzeugbar ist. Maschinelle Fertigungsanordnung nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die maschinelle Fertigungsanordnung zur trennenden Bearbeitung eines von einem Coil (26) abgewickelten Abschnitts eines Blechbands (27) ausgebildet ist.
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