JPWO2020078683A5 - - Google Patents

Description

本発明は、特に板金加工片などの加工片の製造中に工程情報を視覚化するための方法に関し、方法は、仕分け工程を支援するために使用することができる。さらに、板金加工片の製造における工程を制御するための、特に、平台工作機械の少なくとも１つのディスプレイデバイスを制御するための製造制御システムに関し、ディスプレイデバイスは、工程情報を視覚化することによって仕分け工程を支援するために使用される。

産業用の金属および／または板金の処理において、例示的に金属加工産業について、種々のサイズおよび量の多くの部品が、種々の処理段階に供給されることが多い。例えば、加工片は、例えば、板形状である平坦な材料から種々の形状および量の切断計画に従って、工作機械によって分離される。例えば、加工片は、平坦な材料からレーザによって切り出される。そのような工作機械は、通常は、板形状を維持しながら、例えば、パレットまたはコンベヤベルト上で互いに隣接して配置される、例えばレーザ切断材料などの、処理済み加工片を出力する。そこから、加工片は仕分けされ、さらなる処理段階に提供される。

板金処理において、カメラに基づく支援システムが、前述の仕分け工程などの処理動作を監視するために使用される。例えば、独国特許出願公開第１０２０１６１２０１３１号明細書において、平台工作機械のためのカメラに基づく仕分け支援方法が開示されている。当該方法における欠点は、機械操作者が、加工片の収集ポイント以外の情報を受信せず、または、非常に煩わしい方法でしかこれを受信しないことである。

これらの目的のうちの少なくとも１つは、請求項１に記載の、平台工作機械による加工片の製造中に製造工程情報を視覚化するための方法、および、請求項９に記載の加工片を製造するための製造システムによって解決される。さらなる実施形態が、従属請求項において示されている。

本明細書において開示されている概念の一態様は、平台工作機械によって、特に板金加工片などの、加工片の製造中に製造工程情報を視覚化するための方法に関する。それによって、加工片は、平台工作機械のパレット、仕分け台、またはコンベヤベルト上に切断材料として出力される。切断材料は、板形状の出発材料に従って板形状の構成において与えられる。
方法は、
製造制御システムにおいて加工片画像データを提供するステップであって、加工片画像データは、切断材料の加工片のうちの少なくとも１つと関連付けられ、ディスプレイユニットに表示されるように構成されている、加工片画像データを提供するステップと、
製造制御システムにおいて加工片固有の製造工程情報を提供するステップであって、製造工程情報は、平台工作機械における加工片の製造中に加工片固有に取得され、製造工程情報は、（特にレーザ切断工程における）分離工程の製造特徴を含み、分離工程は、加工片の製造中に平台工作機械において実行される、製造工程情報を提供するステップと、
製造制御システムにおいて図解オプションのデータベースを提供するステップであって、図解オプションは各々、製造工程情報の特定の製造特徴と関連付けられ、図解オプションは、ディスプレイユニット上に加工片画像データの図解を生じさせるように加工片画像データに適用可能であり、図解は、製造特徴に対して特定的に設定される、データベースを提供するステップと、
図解オプションを加工片固有に考慮に入れながら、切断材料の加工片のうちの少なくとも１つの加工片画像データをディスプレイユニット上に表示するステップと、
を含む。

第２の態様において、加工片、特に板金加工片を製造するための製造システムは、加工片を、平台工作機械のパレット、仕分け台、またはコンベヤベルト上に切断材料として出力するように構成されている平台工作機械を含み、切断材料は、板形状の出発材料に従って板形状の構成において与えられる。製造システムは、平台工作機械による加工片の製造中に製造工程情報を視覚化するための、前述のような方法を実施するように構成されている製造制御システムをさらに含む。製造システムは、加工片画像データを表示するためのディスプレイユニットをさらに含む。加工片画像データは、切断材料の加工片のうちの少なくとも１つと関連付けられる。表示は、図解オプションを加工片固有に考慮に入れて実施され、図解オプションはそれぞれ、製造工程情報の特定の製造特徴と関連付けられ、図解オプションは、ディスプレイユニット上にそれぞれの加工片画像データの図解を生じさせるために、加工片画像データに適用可能であり、図解は、製造特徴に対して特定的に設定される。ディスプレイユニットは、例えば、平台工作機械のモニタ、位置決めシステムのモバイルユニットのディスプレイ、または、例えば、機械内部カメラによって撮影される、切断される加工片の画像を出力するためにも設けられる制御モニタである。

方法のいくつかの実施形態において、製造特徴は、図解オプションとして、加工片画像データの色スペクトルまたは加工片境界線を使用して表現することができる。特に、製造特徴は、輪郭線に沿った出発材料のレーザ切断工程の切断品質に関連することができる。例えば、製造特徴、特に分離輪郭に関連する製造特徴は、平台工作機械の処理ヘッドと、処理されるべき出発材料または分離されている加工片との間の衝突、切断工程中の切断停止、切断工程への再突入、長い切開工程などの切断工程の異常、指定範囲外の板形状の出発材料に対するノズルの隙間、保護ガラスの汚染、または切断工程のプラズマセンサ信号とすることができる。

仕分け工程中の工作機械の例示的な図。 加工片データによる加工片固有の工程の監視からの情報の図解を示す略図。 加工片の製造中の、仕分け工程を支援するための加工片画像および／または注文データを表示するための例示的な方法の流れ図。

本明細書において開示されている態様は、レーザ平台機械上での切断工程後に、以前の切断工程に関する情報を、加工片分離中に機械操作者に提供することができるという認識に部分的に基づく。これは、工作機械が複数の処理パラメータを収集し、当該パラメータから、例えば、加工片品質の指標を得ることができるために可能である。この情報はここで、加工片に関連するように、または、輪郭に関連するように、機械操作者に対して視覚化することができる。

本明細書において開示されている概念によれば、切断加工片は、工程特徴および影響に応じて、シートレイアウトのグラフィックにおいて、グラフィカルに視覚化することができる。例えば、この目的のために色および記号を使用することができる。例えば、レーザ処理ノズルと板金との間の衝突を機械操作者にタイムスタンプとともに通信することができるだけでなく、この情報はまた、特に、いずれの加工片が影響を受けるか、および、例えば、加工片の輪郭のどこで衝突が発生したかを通信することによって、製造固有に記録し、加工片固有に送信することもできる。したがって、衝突から生じる品質の任意の低減を位置特定し、迅速かつ正確に評価することができる。

平台工作機械において、機械操作者は、レーザ処理ノズル（そこからレーザ切断ビームが現れ、切断輪郭に沿って板金にわたって動かされる）が、処理済み板金、通常は傾けて切り出されている加工片といつ衝突するか、または、衝突することになるかを通知され得る。本明細書において開示されている概念によれば、ここで、機械操作者は、衝突によって引き起こされる加工片の品質の低減を即座に、特に１秒未満など、特に迅速に正確に位置特定し、検査することが可能となる。

図１は、平台工作機械３および製造制御システム５を含む製造システム１を概略的に示す。

本明細書で扱われる加工片の産業処理の環境を説明するために、図１は、例えば、レーザ切断機械として構成することができる、平台工作機械３に関連して実行することができるものとしての、仕分け工程を示す。製造制御システム５内で提供される製造計画５Ａによれば、加工片２３Ａ、２３Ａ１、２３Ａ２、２３Ａ３、…、２３Ｄ（本明細書においては切断材料１０とも呼ばれる）が切断され、例えば、仕分け台９上で平台工作機械３の操作者３１に、仕分けのために提供される。この場合、加工片２３Ａ、２３Ａ１、２３Ａ２、２３Ａ３、…、２３Ｄは、出発材料を装填され、切断工程のためにレーザ切断機械へと運搬されるパレット９Ａ上で隣り合って配置される。切断工程の後、例えば、元のシート形態を維持しながら加工片が出力され、シート形態は、レーザ切断機械に供給される平坦な材料に起因する。レーザ切断機械の場合、加工片２３Ａ、２３Ａ１、２３Ａ２、２３Ａ３、…、２３Ｄは、レーザ切断によって平坦な材料の残りの材料３４（破線領域）から分離されている。しかしながら、加工片は、依然として、残りの材料３４によって成形されるシート形態で与えられる。図１において、仕分け工程は、平台工作機械３のパレット９Ａから直接的に行われる。代替的に、仕分けは、例えば、平台工作機械３に隣接するコンベヤベルトから行われてもよい。

一般的に、製造制御システム５は、ワイヤレスまたは有線通信リンクを介して、製造ホール内に位置付けられている１つまたは複数の工作機械に接続されるように構成することができる。一般的に、製造制御システム５は、工作機械を使用した加工片の産業製造における工程順序／製造段階を制御する役割を果たすことができる。この目的のために、製造制御システム５は、工程順序／製造段階に関する情報および工作機械のステータス情報を受信することができる。製造制御システム５は、データ処理デバイス内に実装することができる。これは、単一の電子データ処理デバイス（サーバ）、または、複数のデータ処理デバイスから成るネットワーク（サーバネットワーク／クラウド）であってもよい。データ処理装置またはネットワークは、製造プラント内にローカルに設けることができ、または、分散方式で外部に設置することができる。

例えば、平台工作機械３は、製造工程情報３Ａを製造制御システム５に転送する。この目的のために、例えば、工程データ信号接続ｓ＿ｐが利用可能である。

図１はさらに、製造計画５Ａが製造制御システム５内にデジタルに格納されることを概略的に示している。製造計画５Ａは、例えば、製造計画固有の加工片の産業処理の注文情報を格納する。製造計画は、一般的に、例えば、製造計画固有の加工片の幾何形状データセットの形態で、および／または、分離計画の形態で、加工片データ２３Ａ’、…、２３Ｄ’について与えられる注文情報を含む。分離計画は、加工片が出発シートから、例えばレーザによってどのように切り出されるかを指定する。さらに、製造計画５Ａは、製造計画固有の加工片の１つまたは複数の処理パラメータおよび加工片パラメータを含むことができる。

切断工程のために、製造制御システム５は、例えば、製造計画５Ａ（特に分離計画）の製造命令を平台工作機械３に転送し、この目的のために、製造データ信号接続ｓ＿ｆが、図１において例示的に示されている。

製造制御システム５は、ディスプレイを介して操作者３１に視覚的支援を与えるように構成されている。例えば、製造制御システム５は、一般的に、例えば、カメラの画像データをも含むことができる画像データをディスプレイユニット１７に送信する。ディスプレイユニット１７は、例えば、カメラ画像データ信号接続ｓ＿ａ２を介して、製造制御システム５に接続される。ディスプレイユニット１７は、例えば、カメラ１１の画像２１および注文情報１９（例えば、テキスト形式の）が表示される制御モニタである。一般的に、製造システムのディスプレイは、製造固有の態様に加えて、注文に関する情報を、人間および／または機械によって読み取り可能であり、コード化され、ならびに／または、書面形式および／もしくは図面内にあるように示すことができる。

代替的にまたは付加的に、平台工作機械３のモニタ（図１のディスプレイユニット１５）が提供されてもよい。表示されるデータは、加工片のまたは製造工程の情報内容の全体を完全に表現する必要はない。むしろ、ディスプレイは、例えば、物流のための次の製造工程、ピッキングのための部品幾何形状、品質検査のための構成要素公差など、対応する製造工程に必要なコンテキストに基づくデータを示すことができる。サイズ、色、動き、および点滅のような図解パラメータは、現在重要な情報を強調および支援するための適切な手段を表す。

特に、製造制御システム５は、加工片固有の製造工程情報３Ａを、機械操作者３１にとってアクセス可能にするために、そのような図解オプションを使用するように構成されている。一例として、図解オプション１５Ａは、図１において製造制御システム５に格納され、製造工程情報３Ａおよび加工片データ２３Ａ’、…、２３Ｄ’とともに、画像データ信号接続ｓ＿ａ１、…を介してディスプレイユニット１５、１６、１７に出力することができる。

加工片の既知の位置はさらに、加工片固有の製造工程情報３Ａを見えるようにする、すなわち、ディスプレイ加工片固有の製造工程情報３Ａを操作者３１に表示するために使用することができる。言い換えれば、加工片のグラフィック図解において、例えば、製造工程の工程監視からの追加の情報を、時間通りにまたは輪郭部分の形態で視覚化することができる。

これは、平台工作機械３による加工片２３Ａ、…の製造中に製造工程情報３Ａを視覚化するための方法の文脈において行うことができ、当該方法においては、以下のステップが実施される。

さらに、加工片固有の製造工程情報３Ａが、製造制御システム５において提供される。製造工程情報３Ａは、平台工作機械３における加工片２３Ａ、…の製造中に加工片固有に取得されており、平台工作機械３において実施される分離工程の製造特徴を含む。製造特徴は、板形状の出力切断材料１０上の特定の位置と関連付けることができるか、または、分離輪郭に関連することができる。製造特徴は、分離輪郭に関連して、特に高品質の情報など、工程品質および切断品質に関連する情報を、製造制御システム５に提供するために、特に切断センサシステムなど、製造監視システムのセンサ信号から取得することができる。

本方法によれば、図解オプション１５Ａを加工片固有に考慮に入れながら、切断材料１０の加工片２３Ａ、…のうちの少なくとも１つの加工片画像データ２３Ａ’、…がディスプレイユニット上に表示される。例えば、加工片画像データ２３Ａ’、…は、切断材料１０を表すグラフィックとして表示することができ、グラフィックにおいて、製造特徴が操作者３１に対して視覚的に強調される。例えば、加工片画像データ２３Ａ’、…が、機械内部カメラ１１によって撮影される切断材料１０の画像の一部に基づく場合、図解オプション１５Ａのうちの１つを考慮に入れる結果として、製造特徴と関連付けられる画像データが、切断材料１０の画像に重ね合わされる。

ステップ５３において、加工片固有の製造工程情報３Ａが、製造制御システム５において提供され、製造工程情報３Ａは、平台工作機械３における加工片２３Ａ、…の製造中に加工片固有に取得されており、加工片２３Ａ、…の製造中に平台工作機械３において実施される分離工程の製造特徴を含む。

ステップ５９において、図解オプション１５Ａを加工片固有に考慮に入れながら、切断材料１０の加工片２３Ａ、…のうちの少なくとも１つの加工片画像データ２３Ａ’、…をディスプレイユニット１５、１６、１７上に表示することができる。

Claims (10)

1. 平台工作機械（３）によって、特に板金加工片などの、加工片（２３Ａ、…）の製造中に製造工程情報（３Ａ）を視覚化するための方法であって、
   前記加工片（２３Ａ、…）は、
   前記平台工作機械（３）のパレット（９Ａ）、仕分け台（９）、またはコンベヤベルト上に切断される材料（１０）として出力され、前記切断される材料（１０）は、板形状の出発材料に従って板形状の構成において与えられ、
   前記方法は、
   製造制御システム（５）において加工片画像データ（２３Ａ’、…）を提供するステップであって、前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）は、前記切断される材料（１０）の前記加工片（２３Ａ、…）のうちの少なくとも１つと関連付けられ、ディスプレイユニット（１５、１６、１７）上に表示されるように構成されている、加工片画像データ（２３Ａ’、…）を提供するステップと、
   前記製造制御システム（５）において加工片固有の製造工程情報（３Ａ）を提供するステップであって、前記製造工程情報（３Ａ）は、前記平台工作機械（３）における前記加工片（２３Ａ、…）の製造中に加工片固有に取得され、前記製造工程情報は、切断工程の製造特徴を含み、前記切断工程は、前記加工片（２３Ａ、…）の製造中に前記平台工作機械（３）において実行される、製造工程情報（３Ａ）を提供するステップと、
   前記製造制御システム（５）において図解オプション（１５Ａ）のデータベースを提供するステップであって、前記図解オプション（１５Ａ）は各々、前記製造工程情報（３Ａ）の特定の製造特徴と関連付けられ、前記図解オプションは、前記ディスプレイユニット（１５）上にそれぞれの加工片画像データ（２３Ａ’、…）の図解を生じさせるように前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）に適用可能であり、前記図解は、製造特徴に対して特定的に設定される、データベースを提供するステップと、
   加工片固有に前記図解オプションを考慮に入れながら、前記切断される材料（１０）の前記加工片（２３Ａ、…）のうちの少なくとも１つの前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）を前記ディスプレイユニット（１５、１６、１７）上に表示するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）は、前記製造制御システム（５）に格納されている製造計画（５Ａ）から読み出され、および／または
   前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）は、前記切断される材料（１０）を表すグラフィックとして表示され、前記グラフィックにおいて、前記製造特徴が操作者（３１）に対して視覚的に強調される、請求項１に記載の方法。
3. 前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）が、カメラ（１１）によって撮影される前記切断される材料（１０）の画像の一部であり、図解オプション（１５Ａ）を考慮に入れる結果として、製造特徴と関連付けられる画像データが、前記切断される材料（１０）の前記画像に重ね合わされる、請求項１に記載の方法。
4. 製造特徴を、図解オプションとして、色スペクトル（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって図解するステップをさらに含み、前記色スペクトル（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）内または加工片境界線（４１）内で色分けとして実施され、および／または
   製造特徴は、輪郭線に沿った前記出発材料のレーザ切断工程の切断品質に関連する、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 製造特徴、特に分離輪郭に関連する製造特徴は、
   前記平台工作機械（３）の処理ヘッドと、処理されるべき前記出発材料または分離されている加工片（２３Ａ、…）との間の衝突、
   切断工程中の切断停止、
   切断工程への再突入、
   前記切断工程中の長い切開工程などの異常、
   指定範囲外の、特に平坦な材料に対するノズルの隙間、
   保護ガラスの汚染、および
   前記切断工程のプラズマセンサ信号のうちの１つである、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 製造特徴は、前記板形状の出力切断される材料（１０）上の特定の位置と関連付けられるか、または、製造特徴は、分離輪郭に関連し、および／または
   前記方法は、
   分離輪郭に関連して、工程品質および切断品質に関連する情報を、前記製造制御システム（５）に提供するために、特に前記平台工作機械（３）の切断センサシステムなど、製造監視システムのセンサ信号から製造特徴を取得するステップをさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記図解オプションは、特に色分け（４３、Ｒ、Ｇ、Ｂ）および／または記号（３７、３９、４１）に基づく、グラフィック視覚化を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 後続の工程段階、顧客、注文、または組み立てを考慮に入れて、仕分け工程がそれに基づくピッキング戦略に応じて、加工片（２３Ａ、…）のカテゴリを形成するステップと、
   同じカテゴリの前記加工片（２３Ａ、…）を、色に関して統一して表示するか、または、同じカテゴリの前記加工片（２３Ａ、…）を取り囲む境界線（２４Ａ、…）によってマークするステップと、
   をさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 加工片（２３Ａ、…）、特に板金加工片を製造するための製造システム（１）であって、
   前記加工片（２３Ａ、…）を、前記平台工作機械（３）のパレット（９Ａ）、仕分け台（９）、またはコンベヤベルト上に切断される材料（１０）として出力するように構成されている平台工作機械（３）であって、前記切断される材料（１０）は、板形状の出発材料に従って板形状の構成において与えられる、平台工作機械（３）と、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の、前記平台工作機械（３）による加工片（２３Ａ、…）の製造中に製造工程情報（３Ａ）を視覚化するための方法を実施するように構成されている製造制御システム（５）と、
   加工片固有に図解オプション（１５Ａ）を考慮に入れながら、前記切断される材料（１０）の前記加工片（２３Ａ、…）のうちの少なくとも１つと関連付けられる加工片画像データ（２３Ａ’、…）を表示するためのディスプレイユニット（１５、１６、１７）と、
   を備え、
   前記図解オプションは、それぞれ、前記製造工程情報（３Ａ）の特定の製造特徴と関連付けられ、前記図解オプションは、前記ディスプレイユニット（１５）上にそれぞれの前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）の図解を生じさせるために、前記加工片画像データ（２３Ａ’、…）に適用可能であり、前記図解は、製造特徴に対して特定的に設定される、製造システム（１）。
10. 前記ディスプレイユニット（１５、１６、１７）は、前記平台工作機械（３）のモニタ、特に位置決めシステム（１３）のモバイルユニットのディスプレイ、または、カメラ（１１）、特に機械内部カメラによって撮影される、前記切断される材料（１０）の画像を出力するための制御モニタである、請求項９に記載の製造システム（１）。