WO2015028055A1 - Verfahren zum verbrauchsoptimierten bearbeiten eines werkstücks an einer werkzeugmaschine - Google Patents

Verfahren zum verbrauchsoptimierten bearbeiten eines werkstücks an einer werkzeugmaschine Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for processing a workpiece on a machine tool, which can be processed to achieve the same processing result on several possible processing variants.
  • a machine tool is understood to be any type of machine tool for machining workpieces, that is to say in particular also a machine tool for machining, for forming or for laser machining of workpieces. So far, the energy consumed in the machining of one or more workpieces on the machine tool can at most be estimated. From the estimated energy consumption, the workpiece-related energy costs can also only estimate and therefore only partially use as the basis for a cost calculation.
  • the invention is therefore based on the object optimally optimize or minimize the energy consumed in the processing of one or more workpieces on the machine tool, and to provide a machine tool suitable for this purpose.
  • a control unit automatically determines the electrical energy consumption and / or the gas consumption for at least some of the several possible processing variants and automatically selects one of the several possible processing variants for processing on the basis of this determined energy and / or gas consumption,
  • the workpiece is processed according to the selected processing variant, and
  • the actual electrical energy consumption and / or the actual gas consumption of the selected processing variant automatically be added to the knowledge base.
  • the electrical energy and / or the gas supply to the machine tool and thus the energy and / or gas consumption are monitored, e.g. For
  • the energy and / or gas consumption of a machine tool can be determined very precisely by part or order, so that a separate gas consumption monitoring can be dispensed with.
  • the measured energy and / or gas consumption flows into the knowledge base and will used in the following to select the most efficient processing variant.
  • the consumption (power, gas, for example vacuum for vacuum cleaner or compressed air for pneumatics) of automation components is determined separately or additionally by the machine tool itself, so that it can be checked whether it is more efficient to machine or manually disengage the machine - or loaded.
  • the acquisition of the consumption values takes place automatically without the intervention of the operating personnel and in particular synchronously with the machining of the workpieces by the machine tool in order to be able to determine an exact workpiece-related energy consumption and from this the workpiece-related energy costs.
  • the electrical energy costs incurred during the machining of a workpiece can be determined from the energy consumption values at the beginning and end of the processing, from the current electricity price and possibly also from the number of identical workpieces processed.
  • a monitoring of the consumption values also allows a statement about the
  • Diagnostic data are stored on the machine tool or
  • Control unit stored and can be queried by a service employee on site or via the diagnosis by telephone or the Internet.
  • the control unit uses the knowledge database to automatically determine the processing time required for the various possible processing variants and automatically selects one of the several possible processing variants for processing on the basis of this determined processing duration, ie, a processing variant with a shortest possible processing time.
  • the actual processing time of the selected processing variant is then automatically re-recorded in the knowledge base.
  • the control unit automatically for some possible processing variants and the current process duration, ie the sum of machining time, the required replacement time for a tool change and the loading and unloading of the workpiece required loading and unloading, and choose one of the few possible
  • the machining variants for machining are also automated on the basis of this determined process duration, ie, for example, a processing variant with the shortest possible process duration. Preference can be given to the possible processing variants:
  • control unit automatically compares the few possible processing variants with respect to the costs of their respectively determined energy and / or gas consumption with each other and automatically selects in particular the most cost-effective processing variant for processing.
  • efficiency of a processing variant as a function of the current electricity costs (for example, day / night differences or information from the "smart grid").
  • the invention also relates to a computer program product which has code means which are adapted for carrying out all the steps of the method according to the invention when the program is executed on the control unit.
  • the invention also relates to the machine tool suitable for carrying out the method according to the invention for machining workpieces, having an energy measuring device for measuring the electrical energy consumed during a work piece machining, and / or with a gas measuring device for measuring the amount of gas consumed during workpiece machining , with a knowledge database in which the electrical energy consumption and / or the gas consumption of different processing variants are stored in the machining of workpieces, and with a control unit that is programmed before the processing using the knowledge database automated for at least some of the several possible processing variants to determine the electrical energy consumption and / or gas consumption and based on these calculated energy and / or gas consumption automatically select one of the several possible processing variants for processing, the workpiece according to selected processing variant to edit and automatically after processing the measured electrical energy consumption and / or the measured gas consumption of the selected processing variant in the knowledge database.
  • the control unit may be particularly easily integrated into the machine tool control, for example as a software module.
  • the machine tool 1 schematically shows a machine tool 1 according to the invention for machining workpieces 2.
  • the machine tool 1 may be, for example, a laser processing machine, a laser welding machine or a combined punching / laser cutting machine.
  • the machine tool 1 has, for example, a C0 2 laser, diode laser or solid-state laser as the laser beam generator 3.
  • process gas 4 eg oxygen or nitrogen
  • the machine tool 1 has in its electrical power supply 7 (for example, three-phase AC power supply) an energy measuring device 8 for measuring the consumed in a workpiece machining electrical energy and in their process gas supply 9, a gas measuring device 10 for measuring at the Workpiece processing consumed process gas quantity.
  • the machine tool 1 further comprises a control unit (machine control) 11, which operates the machining head 6 for machining the workpiece 2, and a knowledge database 12, in which the electrical energy consumption and the gas consumption of different machining variants during the machining of workpieces 2 are stored. Since the measurement already takes place at the energy and gas feed, the total consumption of the machine tool 1, including laser beam generator 3 and control unit 1 1, is detected.
  • the control unit 11 For processing a workpiece 2, which can be processed to achieve the same processing result on several possible processing variants on the machine tool 1, the following method steps are performed - controlled by the appropriately programmed control unit 11:
  • control unit 1 1 automatically determines the electrical energy consumption and gas consumption for at least some of the several possible processing variants using the knowledge database 12 and automatically selects one of the several possible processing variants for processing on the basis of these determined energy and gas consumptions. Particularly preferably, the control unit 1 1 automatically compares the few possible processing variants with respect to the costs of their respectively determined energy and gas consumption with each other and automatically selects the most cost-effective processing variant for processing.
  • the workpiece 2 is processed according to the selected processing variant.
  • control unit 1 1 using the knowledge database 12 can automatically determine the processing time required for processing the workpiece and automatically automates the one of the several possible processing variants for processing on the basis of this determined Select processing time, eg a processing variant with one possible short processing time. After processing, the actual processing time of the selected processing variant is then automatically re-recorded in the knowledge base 12.
  • the control unit 11 automatically for the few possible processing variants, the process duration, ie the sum of machining time, the required replacement time for a tool change and the loading and unloading of the workpiece required loading and unloading, determine and automates the one of Select some possible processing variants for processing on the basis of this determined process duration, ie, for example, a processing variant with the shortest possible process duration.
  • the supply network quality can be monitored / logged for current fluctuations or dropouts and thus used for error analysis, for example in the event of machine failure or reject production.
  • the measuring devices 8, 10 may also be arranged separately from the machine tool 1.

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (2) an einer Werkzeugmaschine (1 ), welches zur Erzielung des gleichen Bearbeitungsergebnisses auf mehrere mögliche Bearbeitungsvarianten bearbeitet werden kann, umfasst folgende Verfahrensschritte: - vor der Bearbeitung ermittelt eine Steuereinheit (1 1 ) mithilfe einer Wissensdaten bank (12) automatisiert für zumindest einige der mehreren möglichen Bearbei tungsvarianten den elektrischen Energieverbrauch und/oder den Gasverbrauch und wählt auf Basis dieser ermittelten Energie- und/oder Gasverbräuche automatisiert eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung aus; - das Werkstück (2) wird gemäß der ausgewählten Bearbeitungsvariante bearbeitet; und - nach der Bearbeitung werden der tatsächliche elektrische Energieverbrauch und/oder der tatsächliche Gasverbrauch der ausgewählten Bearbeitungsvariante automatisiert in die Wissensdatenbank (12) neu aufgenommen.

Description

Verfahren zum verbrauchsoptimierten Bearbeiten eines Werkstücks
an einer Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks an einer Werkzeugmaschine, welches zur Erzielung des gleichen Bearbeitungsergebnisses auf mehrere mögliche Bearbeitungsvarianten bearbeitet werden kann. Unter einer Werkzeugmaschine wird im Rahmen der Erfindung jede Art von Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, also insbesondere auch eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung, zum Umformen oder zur Laserbearbeitung von Werkstücken verstanden. Bisher kann die bei der Bearbeitung eines oder mehrerer Werkstücke an der Werkzeugmaschine verbrauchte Energie allenfalls abgeschätzt werden. Aus dem abgeschätzten Energieverbrauch lassen sich die werkstückbezogenen Energiekosten ebenfalls nur abschätzen und daher auch nur bedingt als Grundlage für eine Kostenkalkulation nutzen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bei der Bearbeitung eines oder mehrerer Werkstücke an der Werkzeugmaschine verbrauchte Energie möglichst zu optimieren bzw. zu minimieren, sowie eine hierfür geeignete Werkzeugmaschine anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem
- vor der Bearbeitung eine Steuereinheit mithilfe einer Wissensdatenbank automati- siert für zumindest einige der mehreren möglichen Bearbeitungsvarianten den elektrischen Energieverbrauch und/oder den Gasverbrauch ermittelt und auf Basis dieser ermittelten Energie- und/oder Gasverbräuche automatisiert eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung auswählt,
- das Werkstück gemäß der ausgewählten Bearbeitungsvariante bearbeitet wird, und
- nach der Bearbeitung der tatsächliche elektrische Energieverbrauch und/oder der tatsächliche Gasverbrauch der ausgewählten Bearbeitungsvariante automatisiert in die Wissensdatenbank neu aufgenommen werden. Erfindungsgemäß werden die elektrischen Energie und/oder die Gaszuführungen zur Werkzeugmaschine und somit die Energie- und/oder Gasverbräuche überwacht, z.B. für
- Gase, wie Sauerstoff und Stickstoff, zum Laserschneiden oder -schweißen;
- Druckluft/Vakuum zum Betrieb der Pneumatik an einer Werkzeugmaschine, wie z.B. Klappen zum Teileausschleusen.
Anhand der gemessenen Verbrauchswerte kann der Energie- und/oder Gasverbrauch einer Werkzeugmaschine teile- oder auftragsbezogen sehr genau bestimmt werden, so dass eine separate Gasverbrauchsüberwachung entfallen kann. Der gemessene Energie- und/oder Gasverbrauch fließt in die Wissensbasis ein und wird nachfolgend zur Auswahl einer möglichst effizienten Bearbeitungsvariante herangezogen. Vorteilhaft wird der Verbrauch (Strom, Gas, bspw. Vakuum für Sauger oder Druckluft für Pneumatik) von Automatisierungskomponenten separat oder zusätzlich von der Werkzeugmaschine selbst bestimmt, so dass geprüft werden kann, ob es ef- fizienter ist, die Maschine maschinell oder manuell zu ent- bzw. beladen. Das Erfassen der Verbrauchswerte erfolgt automatisiert ohne Zutun des Bedienpersonals und insbesondere synchron zu der Bearbeitung der Werkstücke durch die Werkzeugmaschine, um einen exakten werkstückbezogenen Energieverbrauch und daraus die werkstückbezogenen Energiekosten ermitteln zu können. Beispielsweise können die bei der Bearbeitung eines Werkstücks angefallenen elektrischen Energiekosten aus den Energieverbrauchswerten am Bearbeitungsanfang und -ende, aus dem aktuellen Strompreis sowie ggf. auch aus der Anzahl der bearbeiteten gleichen Werkstücke ermittelt werden. Eine Überwachung der Verbrauchswerte ermöglicht auch eine Aussage über die
Versorgungsnetzqualität und erleichtert eine Inbetriebnahme und Fehlersuche an der Werkzeugmaschine. Diagnosedaten werden auf der Werkzeugmaschine bzw.
Steuereinheit gespeichert und können durch einen Servicemitarbeiter vor Ort oder über die Diagnose per Telefon bzw. Internet abgefragt werden.
Bevorzugt ermittelt vor der Bearbeitung die Steuereinheit mithilfe der Wissensdatenbank automatisiert für die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten auch die zum Bearbeiten des Werkstücks jeweils erforderliche Bearbeitungsdauer und wählt die eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung automatisiert auch auf Basis dieser ermittelten Bearbeitungsdauer aus, also z.B. eine Bearbeitungsvariante mit einer möglichst kurzen Bearbeitungsdauer. Nach der Bearbeitung wird dann die tatsächliche Bearbeitungsdauer der ausgewählten Bearbeitungsvariante automatisiert in die Wissensbasis neu aufgenommen. Alternativ oder zusätzlich zur Bearbeitungsdauer ermittelt vor der Bearbeitung die Steuereinheit automatisiert für die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten auch die aktuelle Prozessdauer, also die Summe aus Bearbeitungsdauer, der für einen Werkzeugwechsel erforderlichen Wechseldauer und der zum Be-/Entladen des Werkstücks erforderlichen Be- und Entladedauer, und wählt die eine der einigen mögli- chen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung automatisiert auch auf Basis dieser ermittelten Prozessdauer aus, also z.B. eine Bearbeitungsvariante mit einer möglichst kurzen Prozessdauer. Bevorzugt können in den möglichen Bearbeitungsvarianten berücksichtigt werden:
- die Verwendung unterschiedlicher Schneidparameter (bspw. in Abhängigkeit von Gasart, Gasverbrauch, Bearbeitungsgeschwindigkeit, Bearbeitungsqualität („Slow&Safe" oder„Quick&Dirty");
- die Werkstückmaterialart (so ist es denkbar, ein höherwertiges Material einzuset- zen, wenn der Kunde damit einverstanden ist und wenn dieses eine effizientere
Bearbeitung erlaubt); und
- Varianten mit ausschließlich automatisiertem Be- und/oder Entladen des Werkstücks und Varianten mit manuellem Be- und/oder Entladen des Werkstücks. Besonders bevorzugt vergleicht die Steuereinheit automatisiert die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten bezüglich der Kosten ihrer jeweils ermittelten Energie- und/oder Gasverbräuche miteinander und wählt automatisiert insbesondere die kostengünstigste Bearbeitungsvariante zur Bearbeitung aus. Damit wäre es auch möglich, die Effizienz einer Bearbeitungsvariante in Abhängigkeit der aktuellen Stromkos- ten (z.B. Unterschiede Tag/Nacht, oder durch Informationen aus dem„Smart Grid") zu berechnen.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt, welches Codemittel aufweist, die zum Durchführen aller Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ange- passt sind, wenn das Programm auf der Steuereinheit abläuft.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt auch die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, mit einer Energiemesseinrichtung zum Messen der bei einer Werk- Stückbearbeitung verbrauchten elektrischen Energie, und/oder mit einer Gasmesseinrichtung zum Messen der bei der Werkstückbearbeitung verbrauchten Gasmenge, mit einer Wissensdatenbank, in der der elektrische Energieverbrauch und/oder der Gasverbrauch von unterschiedlichen Bearbeitungsvarianten bei der Bearbeitung von Werkstücken gespeichert sind, und mit einer Steuereinheit, die programmiert ist, vor der Bearbeitung mithilfe der Wissensdatenbank automatisiert für zumindest einige der mehreren möglichen Bearbeitungsvarianten den elektrischen Energieverbrauch und/oder den Gasverbrauch zu ermitteln und auf Basis dieser ermittelten Energie- und/oder Gasverbräuche automatisiert eine der einigen möglichen Bearbeitungsvari- anten zur Bearbeitung auszuwählen, das Werkstück gemäß der ausgewählten Bearbeitungsvariante zu bearbeiten und nach der Bearbeitung automatisiert den gemessenen elektrischen Energieverbrauch und/oder den gemessenen Gasverbrauch der ausgewählten Bearbeitungsvariante in die Wissensdatenbank neu aufzunehmen. Die Steuereinheit kann besonders einfach in die Werkzeugmaschinensteuerung integriert sein, beispielsweise als ein Softwaremodul.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 1 zur Bearbeitung von Werkstücken 2. Bei der Werkzeugmaschine 1 kann es sich beispielsweise um eine Laserbearbeitungsmaschine, eine Laserschweißmaschine oder eine kombinierte Stanz-/Laserschneidmaschine handeln. Die Werkzeugmaschine 1 weist bei- spielsweise einen C02-Laser, Diodenlaser oder Festkörperlaser als Laserstrahlerzeuger 3 auf. Die Werkzeugmaschine 1 wird darüber hinaus mit Prozessgas 4 (z.B. Sauerstoff oder Stickstoff) versorgt, das zusammen mit dem Laserstrahl 5 des Laserstrahlerzeugers 3 aus einem relativ zum Werkstück 2 verfahrbaren Bearbeitungskopf 6 zur Bearbeitung des Werkstücks 2 austritt.
Die Werkzeugmaschine 1 weist in ihrer elektrischen Energieversorgung 7 (z.B. Dreiphasenwechselstrom-Energieeinspeisung) eine Energiemesseinrichtung 8 zum Messen der bei einer Werkstückbearbeitung verbrauchten elektrischen Energie sowie in ihrer Prozessgaszuführung 9 eine Gasmesseinrichtung 10 zum Messen der bei der Werkstückbearbeitung verbrauchten Prozessgasmenge auf. Die Werkzeugmaschine 1 umfasst weiterhin eine Steuereinheit (Maschinensteuerung) 11 , die den Bearbeitungskopf 6 zur Bearbeitung des Werkstücks 2 entsprechend verfährt, und eine Wissensdatenbank 12, in der der elektrische Energieverbrauch und der Gasverbrauch von unterschiedlichen Bearbeitungsvarianten bei der Bearbeitung von Werkstücken 2 gespeichert sind. Da die Messung bereits an der Energie- und Gaseinspeisung erfolgt, wird der Gesamtverbrauch der Werkzeugmaschine 1 , inklusive Laserstrahlerzeuger 3 und Steuereinheit 1 1 , erfasst. Zum Bearbeiten eines Werkstücks 2, welches zur Erzieiung des gleichen Bearbeitungsergebnisses auf mehrere mögliche Bearbeitungsvarianten an der Werkzeugmaschine 1 bearbeitet werden kann, werden - gesteuert von der entsprechend programmierten Steuereinheit 11 - die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt:
- Vor der Bearbeitung ermittelt die Steuereinheit 1 1 mithilfe der Wissensdatenbank 12 automatisiert für zumindest einige der mehreren möglichen Bearbeitungsvari- anten den elektrischen Energieverbrauch und den Gasverbrauch und wählt auf Basis dieser ermittelten Energie- und Gasverbräuche automatisiert eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung aus. Besonders bevorzugt vergleicht die Steuereinheit 1 1 automatisiert die einigen möglichen Bearbeitungs- Varianten bezüglich der Kosten ihrer jeweils ermittelten Energie- und Gasverbräuche miteinander und wählt automatisiert möglichst die kostengünstigste Bearbeitungsvariante zur Bearbeitung aus.
- Danach wird das Werkstück 2 gemäß der ausgewählten Bearbeitungsvariante bearbeitet.
- Abschließend werden nach der Bearbeitung automatisiert der tatsächliche elektrische Energieverbrauch und der tatsächliche Gasverbrauch der ausgewählten Bearbeitungsvariante in die Wissensdatenbank 12 neu aufgenommen.
Zusätzlich zu den Energie- und Gasverbräuchen kann vor der Bearbeitung die Steuereinheit 1 1 mithilfe der Wissensdatenbank 12 automatisiert für die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten auch die zum Bearbeiten des Werkstücks jeweils erforderliche Bearbeitungsdauer ermitteln und automatisiert die eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung auch auf Basis dieser ermittelten Bearbeitungsdauer auswählen, also z.B. eine Bearbeitungsvariante mit einer möglichst kurzen Bearbeitungsdauer. Nach der Bearbeitung wird dann die tatsächliche Bearbeitungsdauer der ausgewählten Bearbeitungsvariante automatisiert in die Wissensbasis 12 neu aufgenommen. Auch kann vor der Bearbeitung die Steuereinheit 11 automatisiert für die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten die Prozessdauer, also die Summe aus Bearbeitungsdauer, der für einen Werkzeugwechsel erforderlichen Wechseldauer und der zum Be-/Entladen des Werkstücks erforderlichen Be- und Entladedauer, ermitteln und automatisiert die eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbei- tung auch auf Basis dieser ermittelten Prozessdauer auswählen, also z.B. eine Bearbeitungsvariante mit einer möglichst kurzen Prozessdauer.
Als„Nebenprodukt" der Strom- und Gasflussmessung kann z.B. die Versorgungsnetzqualität auf Stromschwankungen oder Aussetzer überwacht/mitgeloggt werden und so zur Fehleranalyse herangezogen werden, bspw. bei Maschinenausfall oder Produktion von Ausschuss.
Obwohl in Fig. 1 als ein Teil der Werkzeugmaschine 1 dargestellt, können die Messeinrichtungen 8, 10 auch getrennt von der Werkzeugmaschine 1 angeordnet sein.
Anders als im beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem der elektrische Energieverbrauch und der Gasverbrauch gemessen werden und die Bearbeitungsvariante anhand dieser beiden gemessenen Verbrauchswerte ausgewählt wird, ist es erfindungsgemäß auch möglich, nur den elektrischen Energieverbrauch oder nur den Gasverbrauch zu messen und die Bearbeitungsvariante anhand dieses einen gemessenen Verbrauchswertes auszuwählen.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks (2) an einer Werkzeugmaschine (1 ), welches zur Erzieiung des gleichen Bearbeitungsergebnisses auf mehrere mögliche Bearbeitungsvarianten bearbeitet werden kann,
- wobei vor der Bearbeitung eine Steuereinheit (1 1 ) mithilfe einer Wissensdatenbank (12) automatisiert für zumindest einige der mehreren möglichen Bearbeitungsvarianten den elektrischen Energieverbrauch und/oder den Gasverbrauch ermittelt und auf Basis dieser ermittelten Energie- und/oder Gasverbräuche automatisiert eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung auswählt,
- wobei das Werkstück (2) gemäß der ausgewählten Bearbeitungsvariante bearbeitet wird, und
- wobei nach der Bearbeitung automatisiert der tatsächliche elektrische
Energieverbrauch und/oder der tatsächliche Gasverbrauch der ausgewählten Bearbeitungsvariante in die Wissensdatenbank (12) neu aufgenommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bearbeitung die Steuereinheit (1 1 ) mithilfe der Wissensdatenbank (12) automatisiert für die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten die Bearbeitungsdauer ermittelt und automatisiert die eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung auch auf Basis dieser ermittelten Bearbeitungsdauer auswählt und dass nach der Bearbeitung automatisiert die tatsächliche Bearbeitungsdauer der ausgewählten Bearbeitungsvariante in die Wissensdatenbank (12) neu aufgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bearbeitung die Steuereinheit (1 1 ) automatisiert für zumindest einige der möglichen Bearbeitungsvarianten die Prozessdauer ermittelt und automatisiert die eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung auch auf Basis dieser ermittelten Prozessdauer auswählt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten hinsichtlich unterschiedlicher Schneidparameter unterscheiden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten hinsichtlich unterschiedlicher Werkstückmaterialarten unterscheiden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten sowohl Varianten mit ausschließlich automatisiertem Be- und/oder Entladen des Werkstücks (2) als auch Varianten mit manuellem Be- und/oder Entladen des Werkstücks (2) um fassen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (1 1 ) automatisiert die einigen möglichen Bearbeitungsvarianten bezüglich der Kosten ihrer jeweils ermittelten Energie- und/oder Gasverbräuche miteinander vergleicht und automatisiert insbesondere die kostengünstigste Bearbeitungsvariante zur Bearbeitung auswählt.
8. Computerprogrammprodukt, welches Codemittel aufweist, die zum Durchführen aller Schritte des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche angepasst sind, wenn das Programm auf der Steuereinheit (1 1 ) abläuft.
9. Werkzeugmaschine (1 ) zum Bearbeiten von Werkstücken (2), mit einer Energiemesseinrichtung (8) zum Messen der bei einer Werkstückbearbeitung verbrauchten elektrischen Energie und/oder mit einer Gasmesseinrichtung (10) zum Messen der bei der Werkstückbearbeitung verbrauchten Gasmenge, mit einer Wissensdatenbank (12), in der der elektrische Energieverbrauch und/oder der Gasverbrauch von unterschiedlichen Bearbeitungsvarianten bei der Bearbeitung von Werkstücken (2) gespeichert sind, und mit einer Steuer- einheit (1 1 ), die programmiert ist, vor der Bearbeitung mithilfe der Wissensdatenbank (12) automatisiert für zumindest einige der mehreren möglichen Bearbeitungsvarianten den elektrischen Energieverbrauch und/oder den Gasverbrauch zu ermitteln und auf Basis dieser ermittelten Energie- und/oder Gasverbräuche automatisiert eine der einigen möglichen Bearbeitungsvarianten zur Bearbeitung auszuwählen, das Werkstück (2) gemäß der ausgewählten Bearbeitungsvariante zu bearbeiten und nach der Bearbeitung automatisiert den gemessenen elektrischen Energieverbrauch und/oder den gemessenen Gasverbrauch der ausgewählten Bearbeitungsvariante in die Wissensdatenbank (12) neu aufzunehmen.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120123600A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 International Business Machines Corporation Smart energy consumption management
DE102011115432A1 (de) * 2011-10-08 2013-04-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Kostenarmen Betreiben einer Bearbeitungsmaschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120123600A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 International Business Machines Corporation Smart energy consumption management
DE102011115432A1 (de) * 2011-10-08 2013-04-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Kostenarmen Betreiben einer Bearbeitungsmaschine

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