WO2004108348A2 - Werkzeug- oder produktionsmaschine mit anzeigeeinheit zur visualisierung von arbeitsabläufen - Google Patents

Werkzeug- oder produktionsmaschine mit anzeigeeinheit zur visualisierung von arbeitsabläufen Download PDF

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    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Definitions

  • the invention relates to a machine tool or production machine, the machine having a display unit for visualizing work processes and / or parameters of the machine.
  • a tube or LCD screen is usually used as the display unit. This is usually located next to or in front of the machine as an integral part of an operator panel or is mounted on a movable so-called boom.
  • the invention is based on the idea that a projection display is used as the display unit.
  • the projection display can be used in addition to the conventional existing conventional display unit or control panel or alternatively instead of the conventional display unit or control panel.
  • Such an operating panel 3 which has an LCD screen 9 and two keyboard fields 10 and 11, is shown in FIG.
  • a projection display In the case of a projection display, the image to be displayed is projected onto an opaque surface by a projection apparatus.
  • a projection apparatus This can be, for example, any flat plate, which can be made of stainless steel or plastic, for example. This means that information can be offered where it is easiest for the operator to record and assign it, including for example, directly on the machine housing and / or in the working area of the machine.
  • the invention is based on the object of using a projection display to provide an improved visualization option for an operator of a machine tool or production machine compared to conventional display units or control panels.
  • this object is achieved in that a projection display is provided as the display unit.
  • the plate on which the image is projected by the projector is completely insensitive to environmental influences such as Temperature and pollution, so that a display can also take place in places where it would not be possible with the conventionally used technology.
  • the size of the display in projection technology is essentially only due to the available projection surface, i.e. limited the size of the plate. This gives great flexibility in terms of the size of the display and the amount of information displayed at the same time. Scaling according to the requirements of the machine or the wishes of the customer is still possible without any problems.
  • a first advantageous embodiment of the invention is characterized in that a flat plate, onto which an image is projected by means of a projection apparatus, is provided as the projection display.
  • a flat plate onto which an image is projected by means of a projection apparatus, is provided as the projection display.
  • the plate can be attached to the machine housing and / or in the working area of the machine.
  • the plate can be attached to the existing machine housing in a particularly cost-effective manner. If the plate is attached to the machine's work area, this enables the operator to have a simultaneous view of the manufacturing or production process as well as of the information that is projected onto the plate by the projection apparatus.
  • the plate is an integral part of the machine housing. If the plate is an integral part of the machine housing, a particularly cost-effective implementation of the projection display is possible.
  • the display unit has input means which are represented optically in a virtual manner and operating actions can be detected by means of the input means and the machine can thus be controlled by an operator.
  • the projection display can not only display information, but also operator actions such as Parameterization and control commands can be communicated to the control of the machine, a conventional display unit or control panel can be completely replaced by the projection display.
  • the operating actions of the input means can be recorded by means of a camera or by means of a touch-sensitive plate.
  • Such detection by means of a camera or by means of a touch-sensitive plate is particularly reliable.
  • FIG. 1 shows a machine tool according to the invention.
  • FIG. 1 shows a machine tool according to the invention as part of an exemplary embodiment.
  • the machine tool ne has a work area 8 in which the production or manufacturing process takes place, which can be separated from the work environment of the machine operator by means of two sliding doors 1 and 2.
  • the two sliding doors 1 and 2 are shown in the open state.
  • the machine has a conventional display unit or control panel 3.
  • this has an LCD screen 9 and, among other things, two keyboard fields 10 and 11 as input means.
  • the control panel 3 With the help of the control panel 3, the machine can be operated on site by an operator, in particular parameterized and controlled.
  • the sliding door 1 is provided with a glass pane 12 and the sliding door 2 is provided with a glass pane 13, which enable the operator to view the work space 8 for control purposes.
  • a flat plate 4 and a projector 5 are attached on the outside of the sliding door 2.
  • the plate 4 and the projection apparatus 5 together form a so-called projection display.
  • the projection apparatus 5 projects an image that is visually recognizable by the operator onto the plate 4.
  • a display field 7 for the visualization of work processes and / or parameters of the machine and a so-called virtual keyboard field 15 are projected onto the plate 4 as input means.
  • other input means such as e.g. a virtual mouse is conceivable as an input means.
  • the operating actions carried out by the operator using the virtual keyboard 15 are optically recorded by a camera integrated in the projection apparatus 5 and made available to the control of the machine.
  • the virtual keypad 8 thus works as a virtual touch screen.
  • the recording of the input can Alternatively, use a touch-sensitive plate.
  • the machine in addition to the control panel 3, the machine thus has an additional operating and display option in the form of the projection display. Since the display unit according to the invention thus has not only a display functionality but also an operating functionality in the exemplary embodiment, the conventional commercially available control panel 3 could therefore also be completely dispensed with.
  • the direct arrangement of the projection display on the sliding door 2 directly below the window 13 enables the operator during the production process to have a parallel, simultaneous view of the information shown in the projection display and of the processes taking place in the work area 8 , In the case of e.g. If malfunctions occur, the operator can directly communicate appropriate commands to the machine control system via the virtual keyboard field 8.
  • the plate 4 could also directly, e.g. can be mounted in a corner of the viewing window 13.
  • a projection display as a display unit with possibly integrated operating options for tool or production machines is particularly well suited for innovative uses in commissioning, production, manufacturing, diagnosis and service processes. It is often a matter of connecting information as closely as possible to processes in the machine's work area.
  • the operation and display of the control is merged with the machine.
  • the space saving and the reduction of the components result in a considerable reduction in costs compared to the use of display units or control panels which are realized with conventional construction technology.
  • the projection display is characterized by its particularly high level of robustness against environmental influences, so that it can be attached practically anywhere in, around or on the machine. If, in addition to information, an input means, for example a keyboard field, is projected and Operating operations optically, for example with a camera, which can be integrated, for example, into the projection apparatus or recorded by means of a touch-sensitive plate (virtual touchscreen), the previous display unit or operating unit can be completely omitted if necessary.
  • the display unit according to the invention can in principle be used additively or alternatively to the previously customary display unit or control panel.
  • machine tools e.g. single or multi-axis lathes, milling, drilling or grinding machines are to be understood.
  • the machine tools also include machining centers, linear and rotary transfer machines, laser machines or generating and gear cutting machines. What they all have in common is that a material is processed, whereby this processing can be carried out in multiple axes.
  • the production machines are e.g. Textile, plastic, wood, glass, ceramic or stone working machines counted. Forming technology, packaging technology, printing technology, conveyor technology, pump technology, fan technology, lifting tools and robots are also part of the production machines.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeug- oder Produktionsmaschine, wobei die Maschine eine Anzeigeinheit (4,5) zur Visualisierung von Arbeitsabläufen und/oder Parametern der Maschine aufweist, wobei als Anzeigeeinheit (4,5) ein Projektionsdisplay (4) vorgesehen ist. Die Anzeigeeinheit ermöglicht somit eine gegenüber herkömmlichen Anzeigeeinheiten bzw. Bedientafeln verbesserte Visualisierungs- und Eingabemöglichkeit für einen Bediener einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine.

Description

Beschreibung
Werkzeug- oder Produktionsmaschine mit Anzeigeeinheit zur Visualisierung von Arbeitsabläufen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeug- oder Produktionsmaschine, wobei die Maschine eine Anzeigeeinheit zur Visualisierung von Arbeitsabläufen und/oder Parametern der Maschine aufweist.
Fast jede handelsübliche Werkzeug- oder Produktionsmaschine besitzt heutzutage eine Anzeigeeinheit bzw. eine Bedientafel mit Hilfe derer der Fertigungs- bzw. Produktionsvorgang vor Ort parametriert, gesteuert und überwacht werden kann. Als Anzeigeeinheit wird dabei üblicherweise ein Röhren- oder LCD- Bildschirm eingesetzt. Dieser befindet sich gewöhnlich neben oder vor der Maschine als integraler Bestandteil einer Bedientafel oder ist an einem beweglichen sogenannten Galgen montiert .
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass als Anzeigeeinheit ein Projektionsdisplay verwendet wird. Dabei kann das Projektionsdisplay zusätzlich zur handelsüblichen bestehenden konventionellen Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel oder alterna- tiv anstatt der herkömmlichen Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel verwendet werden.
In FIG 1 ist eine solche Bedientafel 3, die einen LCD-Bildschirm 9 und zwei Tastaturfelder 10 und 11 aufweist, darge- stellt.
Bei einen Projektionsdisplay wird das darzustellende Bild von einen Projektionsapparat auf eine undurchsichtige Fläche pro- jiziert. Dies kann beispielsweise irgendeine flache Platte sein, die z.B. aus Edelstahl oder Kunststoff bestehen kann. Dadurch können Informationen dort angeboten werden, wo sie der Bediener am leichtesten aufnehmen und zuordnen kann, bei- spielsweise direkt am Maschinengehäuse und/oder im Arbeitsraum der Maschine .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe eines Projektionsdisplays eine gegenüber herkömmlichen Anzeigeeinheiten bzw. Bedientafeln verbesserte Visualisierungsmöglichkeit für einen Bediener einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird für eine Werkzeug- oder Produktionsmaschine, der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass als Anzeigeeinheit ein Projektionsdisplay vorgesehen ist.
Die Platte auf die das Bild vom Projektionsapparat projiziert wird, ist hierbei völlig unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen wie z.B. Temperatur und Verschmutzung, so dass eine Anzeige auch an Orten erfolgen kann, an denen es mit der herkömmlich verwendeten Technik nicht möglich wäre. Die Größe des Displays ist bei der Projektionstechnik im wesentlichen nur durch die zur Verfügung stehende Projektionsfläche, d.h. die Größe der Platte beschränkt. Dadurch ergibt sich eine große Flexibilität bezüglich der Größe der Anzeige und der Menge der gleichzeitig dargestellten Informationen. Eine Skalierung gemäß den Anforderungen der Maschine bzw. den Wün- sehen des Kunden ist weiterhin problemlos möglich.
Eine erste vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Projektionsdisplay eine flache Platte, auf die mittels eines Projektionsapparates ein Bild pro- jiziert wird, vorgesehen ist. Eine solche flache Platte ist kostengünstig herzustellen.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Platte am Maschinengehäuse und/oder im Arbeitsraum der Maschine anbringbar ist. Am ohnehin bestehenden Maschinengehäuse kann die Platte besonders kostengünstig angebracht werden. Wird die Platte im Arbeitsraum der Maschine angebracht, so wird dem Bediener der gleichzeitige Blick auf den Ferti- gungs- bzw. Produktionsvorgang sowie auf die Informationen, die auf die Platte von den Projektionsapparat projiziert werden, ermöglicht.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Platte integraler Bestandteil des Maschinengehäuses ist. Wenn die Platte integraler Bestandteil des Maschinengehäuses ist, ist eine besonders kostengünstige Realisierung des Projektionsdisplays möglich.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Anzeigeeinheit virtuell optisch dargestellte Eingabemittel aufweist und Bedienhandlungen mittels der Eingabemittel erfassbar sind und solchermaßen die Maschine von einen Bediener steuerbar ist. Wenn mittels des Projektionsdisplays nicht nur Informationen dargestellt werden können, sondern vom Bediener auch Bedienhandlungen wie z.B. Parametrierung und Steuerbefehle der Steuerung der Maschine mitgeteilt werden können, kann eine herkömmliche Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel vollständig durch den Projektionsdisplay ersetzt werden.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Bedienhandlungen der Eingabemittel mittels einer Kamera oder mittels einer berührungsempfindlichen Platte erfassbar sind. Eine solche Erfassung mittels einer Kamera oder mittels einer berührungsempfindlichen Platte ist besonders zuverlässig.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt :
FIG 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine.
In FIG 1 ist im Rahmen eines Ausführungsbeispiels eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine dargestellt. Die Werkzeugmaschi- ne weist einen Arbeitsraum 8 auf, in dem der .Produktions- bzw. Fertigungsvorgang stattfindet, der mittels zweier Schiebetüren 1 und 2 vom Arbeitsumfeld des Bedieners der Maschine abgetrennt werden kann. In FIG 1 sind die beiden Schiebetüren 1 und 2 im geöffneten Zustand dargestellt.
Weiterhin weist die Maschine eine herkömmliche Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel 3 auf. Diese weist zu Anzeigezwecken einen LCD-Bildschirm 9 und als Eingabemittel unter anderem zwei Tastaturfelder 10 und 11 auf. Mit Hilfe der Bedientafel 3 kann die Maschine vor Ort von einen Bediener bedient, insbesondere parametriert und gesteuert werden. Weiterhin ist die Schiebetür 1 mit einer Glasscheibe 12 und die Schiebetür 2 mit einer Glasscheibe 13 versehen, die den Bediener zu Kon- trollzwecken eine Einsicht in den Arbeitsraum 8 ermöglichen.
An der Außenseite der Schiebetür 2 ist eine flache Platte 4 und ein Projektionsapparat 5 befestigt. Die Platte 4 und der Projektionsapparat 5 bilden zusammen einen sogenannten Pro- jektionsdisplay. Der Projektionsapparat 5 projiziert hierzu ein vom Bediener visuell erkennbares Bild auf die Platte 4.
In dem Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe des Projektionsapparates 5 ein Anzeigefeld 7 zur Visualisierung von Arbeitsab- laufen und/oder Parametern der Maschine sowie ein sogenanntes virtuelles Tastaturfeld 15 als Eingabemittel auf die Platte 4 projiziert. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich sind aber auch andere Eingabemittel wie z.B. eine virtuelle Maus als Eingabemittel denkbar sind.
Die vom Bediener mittels des virtuellen Tastaturfeldes 15 durchgeführten Bedienhandlungen werden dabei optisch von einer im Projektionsapparat 5 integrierten Kamera erfasst und der Steuerung der Maschine zur Verfügung gestellt. Das virtu- eile Tastenfeld 8 arbeitet somit als ein virtueller Touch- screen. Selbstverständlich kann die Erfassung der Eingabe al- ternativ auch mittels einer berührungsempfindlichen Platte erfolgen.
In dem Ausführungsbeispiel besitzt die Maschine neben der Be- dientafel 3 somit eine zusätzliche Bedien- und Anzeigemöglichkeit in Form des Projektionsdisplays. Da die erfindungsgemäße Anzeigeeinheit in dem Ausführungsbeispiel somit nicht nur eine Anzeigefunktionalität sondern auch eine Bedienfunktionalität aufweist, könnte die herkömmliche handelsübliche Bedientafel 3 somit aber auch vollständig entfallen.
Werden die Schiebetüren 1 und 2 geschlossen, so wird durch die unmittelbare Anordnung des Projektionsdisplays auf der Schiebetür 2 direkt unterhalb des Fensters 13 dem Bediener während des Produktionsvorganges einen parallelen gleichzeitigen Blick auf die im Projektionsdisplay dargestellten Informationen und auf die im Arbeitsraum 8 ablaufenden Vorgänge, ermöglicht. Im Falle z.B. von auftauchenden Fehlfunktionen kann der Bediener unmittelbar über das virtuelle Tasta- turfeld 8 entsprechende Befehle der Steuerung der Maschine mitteilen. Alternativ könnte die Platte 4 aber auch direkt, z.B. in eine Ecke des Sichtfensters 13 montiert werden.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, zusätzlich oder al- ternativ zu dem an der Schiebetür 2 angebrachten Anzeigeeinheit, eine weitere Anzeigeeinheit, die aus einer gestrichelt gezeichneten Platte 6 und einem gestrichelt gezeichneten Projektionsapparat 14 besteht, im Arbeitsraum 8 der Maschine anzubringen. Dem Bediener wird somit bei geöffneten Schiebetü- ren 1 und 2 oder bei geschlossenen Schiebetüren mittels der Sichtfenster 12 und 13 eine parallele visuelle Erfassung des Produktions- bzw. Fertigungsvorgangs im Arbeitsraum 8 und der auf der Platte 6 dargestellten Informationen zum Produktionsbzw. Fertigungsvorgang ermöglicht. Es ist in diesem Zusammenhang unter anderem aber auch denkbar, den Projektionsapparat 14 dazu zu benutzen z.B. defekte Maschinen- oder Werkzeugkomponenten zu markieren.
Der Einsatz eines Projektionsdisplays als Anzeigeeinheit mit gegebenenfalls integrierter Bedienmöglichkeit bei Werkzeugoder Produktionsmaschinen eignet sich besonders gut für innovative Einsätze bei Inbetriebnahme-, Produktions-, Ferti- gungs-, Diagnose- und Service-Vorgängen. Dabei geht es oft darum, Informationen möglichst gut in Verbindung zu Abläufen im Arbeitsraum der Maschine zu bringen. Durch die Integration eines Projektionsdisplays in bestehende Maschinenkomponenten wird quasi die Bedienung und Anzeige der Steuerung mit der Maschine verschmolzen. Durch die Platzersparnis und die Redu- zierung der Komponenten ergibt sich eine erhebliche Reduktion von Kosten gegenüber der Verwendung von Anzeigeeinheiten bzw. Bedientafeln, die mit herkömmlicher Aufbautechnik realisiert sind.
Die Möglichkeit dem Bediener Informationen mit Hilfe eines im Arbeitsraum oder in der Nähe des Arbeitsraumes befindlichen Projektionsdisplays zugänglich zu machen, ermöglicht grundlegende Innovation im Bereich der Inbetriebnahme, Produktion, Fertigung, Service und Diagnostik. So können beispielsweise Hinweise zu Fehlern die beim Fertigungsvorgang aufgetreten sind, in unmittelbarer Nähe des Entstehungsortes visualisiert werden. Weiterhin können Arbeitsanweisungen schrittweise direkt an der Maschine dargestellt werden, so dass diese vom Bediener wesentlich leichter nachvollzogen werden können, als es bei einer herkömmlichen Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel der Fall wäre.
Weiterhin zeichnet sich der Projektionsdisplay durch seine besonders hohe Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen aus, so dass dieser praktisch an beliebige Stellen in, um oder an der Maschine angebracht werden kann. Wird neben Informationen auch ein Eingabemittel z.B. ein Tastaturfeld projiziert und Bedienhandlungen optisch z.B. mit einer Kamera, die z.B. in den Projektionsapparat integriert sein kann oder mittels einer berührungsempfindlich ausgeprägten Platte erfasst (virtueller Touchscreen) , so kann die bisherige Anzeigeeinheit bzw. Bedieneinheit gegebenenfalls komplett entfallen.
Die erfindungsgemäße Anzeigeeinheit kann dabei grundsätzlich additiv oder alternativ zur bisher handelsüblichen Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel eingesetzt werden.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass als Werkzeugmaschinen z.B. ein- oder mehrachsige Dreh-, Fräs-, Bohr- oder Schleifmaschinen zu verstehen sind. Zu den Werkzeugmaschinen werden auch noch Bearbeitungszentren, lineare und rotatorische Transfermaschinen, Lasermaschinen oder Wälz- und Verzahnmaschinen gezählt. Allen gemeinsam ist, dass ein Material bearbeitet wird, wobei diese Bearbeitung mehrachsig ausgeführt werden kann. Zu den Produktionsmaschinen werden z.B. Textil-, Kunststoff-, Holz-, Glas-, Keramik- oder Steinbearbeitungsma- schinen gezählt. Maschinen der Umformtechnik, Verpackungstechnik, Drucktechnik, Fördertechnik, Pumpentechnik, Lüftertechnik, Hebewerkzeuge sowie Roboter gehören ebenfalls zu den Produktionsmaschinen.

Claims

Patentansprüche
1. Werkzeug- oder Produktionsmaschine, wobei die Maschine eine Anzeigeinheit (4,5) zur Visualisierung von Arbeitsabläu- fen und/oder Parametern der Maschine aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Anzeigeeinheit (4,5) ein Projektionsdisplay (4) vorgesehen ist.
2. Werkzeug- oder Produktionsmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Projektionsdisplay (4) eine flache Platte (4) auf die mittels eines Projektionsapparates (5) ein Bild (7,15) projiziert wird vorgesehen ist.
3. Werkzeug- oder Produktionsmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platte (4) am Maschinengehäuse (2) und/oder im Arbeitsraum (8) der Maschine anbringbar ist.
4. Werkzeug- oder Produktionsmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Platte (4) integraler Bestandteil des Maschinengehäuses ist.
5. Werkzeug- oder Produktionsmaschine nach einem der vor- hergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass die Anzeigeeinheit (4,5) virtuelle optisch dargestellte Eingabemittel (15) aufweist und Bedienhandlungen mittels der Eingabemittel (15) erfassbar sind und solchermaßen die Maschine von einem Bediener steuerbar ist.
6. Werkzeug- oder Produktionsmaschine nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bedienhandlungen der Eingabemittel (15) mittels einer Kamera oder mittels einer berührungsempfindlichen Platte (4) erfass- bar sind.
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