WO2024037892A1 - Computergestütztes fertigungsverfahren, fertigungssystem, computerprogramm sowie computerlesbares medium - Google Patents

Computergestütztes fertigungsverfahren, fertigungssystem, computerprogramm sowie computerlesbares medium Download PDF

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WO2024037892A1 PCT/EP2023/071679 EP2023071679W WO2024037892A1 WO 2024037892 A1 WO2024037892 A1 WO 2024037892A1 EP 2023071679 W EP2023071679 W EP 2023071679W WO 2024037892 A1 WO2024037892 A1 WO 2024037892A1
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workpiece
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manufacturing
computer
suction
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Stefan Kerscher
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TRUMPF Werkzeugmaschinen SE + Co. KG
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    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45063—Pick and place manipulator

Definitions

  • the invention relates to a computer-aided manufacturing method for producing a workpiece using a processing device and for removing the manufactured workpiece from the processing device using a removal device with several suction cups.
  • the invention further relates to a manufacturing system, a computer program and a computer-readable medium.
  • removal devices are used which remove manufactured workpieces from a removal area of the sheet metal processing machine and place them in a designated storage area of the removal device, for example a pallet. In this way, a high degree of autonomy can be achieved on the sheet metal processing machine or operation with fewer personnel.
  • Corresponding removal devices typically have vacuum suction cups that are designed to pick up a workpiece to be removed. If the vacuum suction cups are damaged and/or worn, it may be impossible to remove the workpieces, which can lead to a machine downtime or production stoppage.
  • a method for operating a suction gripper with an electronic control device for a suction frame with several suction cups is known, the control device checking whether the suction frame is suitable for processing based on its actual state is suitable for withdrawal orders.
  • the condition includes the number and position of the suction pads as well as their degree of wear and performance characteristics. Furthermore, a correspondence of the suction pad arrangement with a part geometry to be removed can be taken into account.
  • the control device for the suction cups issues an error message or rejects the removal order as soon as the suction frame reaches a state that is not suitable for processing.
  • the method known from the prior art only prevents incorrect removal of the part that has already been manufactured.
  • an additional removal device or an operator must be provided, which increases manufacturing costs. If the pending removal order cannot be carried out by another removal device or an operator, a production standstill occurs as a result of the removal area of the processing device not being sorted.
  • the degree of autonomy of the manufacturing process decreases, meaning that production can be carried out less automatically.
  • the invention is based on the object of specifying a method for operating a processing device with which high manufacturing costs can be reduced through redundant removal means and costly delays while maintaining a high degree of autonomy. Furthermore, the underlying task is to specify a corresponding manufacturing system, a computer program and a computer-readable medium.
  • This object is achieved according to the invention by a computer-aided method according to claim 1.
  • the object is further achieved by a manufacturing system according to claim 11, a computer program according to claim 12 and a computer-readable medium according to claim 13.
  • a computer-aided manufacturing process is provided.
  • the manufacturing method is suitable for manufacturing at least one workpiece according to a manufacturing order using a processing device.
  • the manufacturing method is also suitable for removing the finished workpiece from the processing device using a removal device.
  • the removal device has several, in particular a large number of, suction cups. With an increasing number of suction cups, the manufacturing process can be carried out particularly effectively.
  • the manufacturing process includes at least the following steps:
  • the production order is carried out by the processing device if the finished workpiece can be successfully removed by the removal device.
  • the method according to the invention provides for the production of workpieces to be carried out by the processing device only if subsequent removal by the removal device can be ensured. In this way, a possible production stoppage due to non-removable workpieces, which, for example, block the removal area of the processing device, can be prevented. This is particularly advantageous during so-called unmanned shifts, in which intervention by an operator is difficult or not possible at all.
  • the manufacturing method provides that a manufacturing order is transmitted to the processing device.
  • the production order is typically provided to the processing device in a digital format that is readable by the processing device.
  • the production order contains the manufacturing information necessary to manufacture the workpiece.
  • Manufacturing information can be in the form of workpiece parameters, for example a workpiece geometry, a position information and/or a workpiece contour and/or in the form of processing parameters, for example a feed rate and/or a laser power.
  • the list is not intended to be exhaustive.
  • a suction cup state can be determined by measuring the negative pressure generated and/or by measuring wear on the sealing lip of the suction cup that comes into contact with the workpiece.
  • the vacuum status of the respective vacuum cleaner is typically noted, in particular stored electronically.
  • the vacuum cleaner state is added to further vacuum cleaner information of the vacuum cleaner.
  • Suction cup information can include, for example, performance characteristics, in particular a holding force, of the suction cup and/or position information of the suction cup.
  • the suction information can be provided by the removal device.
  • the method according to the invention also provides that the workpiece geometry is used to determine the suction cups that can be used.
  • the workpiece geometry of the workpiece to be manufactured is compared with the available suction cups of the removal device.
  • the available suction cups that can be arranged within the workpiece geometry of the workpiece to be removed to remove the workpiece can be determined as usable suction cups.
  • This can also be done, for example, by geometrically comparing the suction cup positions with the workpiece geometry of the workpiece to be removed. According to the invention, it is then provided to predict the success of removal of the workpiece depending on the suction status of the suction cups that can be used for removal.
  • the removal success can be predicted by checking whether the suction status of the suction cups that can be used is sufficient to successfully remove the workpiece.
  • the condition-dependent holding force of the suction cups that can be used can be accumulated, whereby the accumulated holding force must be sufficient to lift the workpiece against the weight of the workpiece.
  • the production order is carried out by the processing device.
  • the workpiece to be manufactured according to the production order is only manufactured after confirmation of subsequent successful removal by the removal device.
  • the processing device is available for producing workpieces according to other production orders, which can be successfully removed by the removal device.
  • the removal success is predicted by analyzing the workpiece geometry of the workpiece to be removed.
  • workpiece information that is advantageous for removing the workpiece can be determined, which cannot be found directly in the workpiece geometry.
  • an uneven distribution of material can be determined, which can, for example, lead to tilting moments on the suction cups during removal.
  • a tilting moment can, for example, lead to the workpiece being peeled off from the suction cups, which can result in the removal by the removal device failing.
  • a recess can be created by analyzing the workpiece geometry and/or an unevenness on the workpiece can be determined. Recesses and/or unevenness can make access by a vacuum cleaner difficult or impossible, which means that a vacuum cleaner cannot be used during removal even if the vacuum cleaner is in optimal condition. Incorrect or unsuccessful removal can be prevented in this way.
  • the removal success is predicted as a function of workpiece parameters, for example the weight, the material, the surface quality and/or the center of gravity, of the workpiece to be removed. This allows the performance of a vacuum cleaner when removing the workpiece and thus the probability of removal to be predicted even more precisely.
  • a minimum number of suction points required to remove the workpiece is determined.
  • the suction points on the workpiece that are at least necessary for successfully removing the workpiece can be determined.
  • Successful removal can be predicted if a corresponding minimum number of teats with sufficient teat condition can be assigned.
  • at least one vacuum cleaner is assigned to each required suction point.
  • required performance characteristics for example a holding force, which an assigned vacuum cleaner must have, are determined at a required suction point.
  • At least one suction point arrangement of suction points required for removing the workpiece is determined, distributed over the workpiece geometry. Successful removal can be predicted if suction points with sufficient suction status can be assigned to the suction points of a suction point arrangement. In other words, a suction device arrangement corresponding to the suction point arrangement determined must be able to be assigned by the removal device. In addition, it can be provided that several, in particular a large number, of suction point arrangements are determined. As a result, the workpiece can be removed using various possible combinations of the suction cups in suction cup arrangements, which can increase the removal flexibility.
  • a production order includes the production of several, in particular a large number, workpieces.
  • the production order can be carried out by the processing machine if the removal of each workpiece to be manufactured can be carried out by the removal device.
  • the removal probability is determined for each workpiece to be manufactured. This means that production downtimes can be reduced even further.
  • the production order is provided from an order stock with several production orders.
  • the order backlog preferably includes several, in particular a large number, production orders.
  • the production order can be automatically selected from the order stock depending on the workpieces that can be removed by the removal device become. This allows the provision of production orders to be adapted to the removal options of the removal device.
  • an embodiment of the computer-aided manufacturing method with at least two processing devices and at least two removal devices, in which a production order that cannot be carried out by the first processing device is assigned to the second processing device.
  • removal of the workpieces to be manufactured by the first removal device can be predicted as not being feasible, whereas removal of the workpieces to be manufactured by the second removal device is possible.
  • the production order can be redistributed to ensure that the workpieces are manufactured as quickly and on time as possible.
  • machine management method in which successful removal is predicted by a self-learning algorithm, in particular a neural network. This makes it possible to include a large number of influencing variables on the probability of extraction to be predetermined, making the predetermination even more precise.
  • the removal probability can, for example, be determined by a suction cup position, a suction cup arrangement, a suction point arrangement, a number of suction points, a workpiece material to be used, a workpiece thickness, a workpiece geometry, a number of workpieces to be removed, a number be influenced by different workpiece geometries to be removed, a material and/or workpiece surface, a general machine condition of the processing device and/or the removal device and/or a position of the workpiece in the removal area.
  • the inclusion of other influencing factors that affect the probability of removal of the workpiece can be included.
  • the self-learning algorithm is preferably trained using a large number of determined influencing variables whose effect on a predetermined removal probability is known.
  • the determined influencing variables are available as a data network for a production order, the removal result of which is known.
  • the influencing variables can be provided manually by an operator or automatically by the machine. For example, it can be provided that one or more influencing variables are determined during the processing or execution of a production order and summarized or stored in a data group.
  • the removal result of the production order - or the successful or unsuccessful removal by the removal device - can be assigned to the data network.
  • the removal result can be determined manually by an operator and/or automatically by the removal device.
  • removal device if removal is aborted by the removal device, a negative removal result is automatically added to the data group and/or if removal is successful, a positive removal result is automatically added to the data group. Furthermore, for example, it can be provided that the operator determines the successful removal by the removal device and manually assigns the removal result to the corresponding data network.
  • the influencing variables are preferably collected for a large number of production orders in order to improve the accuracy of the prediction.
  • the influencing variables are preferably transmitted by a large number of machines and/or operators using known data transmission to a central data storage, which serves as the basis of the self-learning algorithm.
  • the underlying task is further solved by a manufacturing system comprising a manufacturing control that is configured to carry out the method described above.
  • the manufacturing system has at least one processing device and at least one removal device.
  • the at least one processing device is preferably designed as a sheet metal processing device, in particular a laser cutting machine.
  • the removal device is preferably designed as a suction gripper device with several suction cups.
  • Production control can be set up to distribute production orders.
  • the production control can be integrated in a control of the processing device and/or the removal device.
  • the production control is designed as a separate component of the production system, whereby the production method can be particularly easily expanded to include additional processing and removal devices.
  • the suction cups can be arranged individually and/or in a suction group, for example in a suction frame.
  • the removal device can have several suction systems.
  • the suction cups and/or suction combinations can be used individually or together to remove a workpiece.
  • the suction cups can be movable individually and/or in combination, in particular relative to one another.
  • Fig. 1 shows a manufacturing system with a processing device, a removal device and a production control in a schematic representation.
  • Fig. 2 shows a computer-aided manufacturing method for manufacturing a workpiece according to a manufacturing plan in a schematic representation.
  • Fig. 3 shows a vacuum cleaner test image after determining the vacuum condition of several vacuum cleaners.
  • Fig. 4 shows a workpiece with an L-shaped workpiece contour and several required suction points.
  • Fig. 5 shows another workpiece with an I-shaped workpiece contour, having different suction point arrangements.
  • Fig. 6 graphically presents a forecast of the removal probabilities for the workpieces from Figs. 5 and 6.
  • Fig. 7 graphically represents a further forecast of the removal probabilities for the workpiece from Fig. 4.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a manufacturing system 10 having a processing device 12 - for example in the form of a
  • the production control 18 is set up to communicate with the processing device 12 and the removal device 14.
  • the manufacturing system 10 can have multiple processing devices 12 and/or multiple removal devices 14, all of which preferably communicate with the manufacturing control 18.
  • the production control 18 is typically set up to organize production orders 20.
  • a manufacturing order 20 typically contains manufacturing information about one or more workpieces 22 to be manufactured. Manufacturing information can, for example, be information about a workpiece geometry (such as a contour to be manufactured), the workpiece position and/or the manufacturing quality.
  • the production control 18 can be designed as part of the processing device 12 and/or the removal device 14 and/or as shown as an independent component.
  • the processing device 12 is designed to produce workpieces 22 according to a production order 20.
  • the production control 18 transmits one or more production orders 20 to the processing device 12.
  • a laser cutting machine receives a production order 20 for cutting out a workpiece 22 from a flat raw material.
  • the at least one manufactured workpiece 22 is usually removed from a removal area 24 of the processing device 12 by the preferably automated removal device 14 and stored in a corresponding storage area - not shown in detail - for further processing.
  • the removal device 14 has several suction cups 26.
  • the suction cups 26, in conjunction with the workpiece 22 to be removed, are designed to generate a negative pressure at a point of contact with the workpiece 22, which allows the workpiece 22 to adhere to one or more suction cups 26. While the workpiece 22 is held on the one or more suction cups 26, it follows a suction cup movement and can in this way be transported into the storage area. To deposit the workpiece 22, the negative pressure generated at the contact point is released and the connection between the workpiece 22 and the one or more suction cups 26 is released.
  • the removal device 14 includes measuring means (not shown) for determining the suction state of several, in particular each, suction cups 26.
  • the suction state can then be transmitted in the form of an influencing variable 28 to the forecasting unit 16, which stores the influencing variable 28 related to the suction states.
  • the influencing variable 28 can have further sucker information, in particular the position and/or the holding force of each sucker 26.
  • the forecasting unit 16 is set up to store the workpiece geometry of the workpiece 22 to be manufactured in the form of an influencing variable 30.
  • the workpiece geometry can be provided manually to the forecasting unit 16.
  • the workpiece geometry is preferably transmitted automatically by the production control 18, the processing device 12 and/or the removal device 14.
  • Fig. 2 shows the manufacturing method 32 according to the invention in a schematic representation.
  • a first method step 34 the suction state of several suction cups 26 of the removal device 14 is determined.
  • the vacuum conditions are then noted, preferably stored in the forecasting unit 16.
  • the suction cups 26 of the removal device 14 that can be used to remove the workpiece 22 to be manufactured are determined.
  • the provided workpiece geometry of the workpiece 22 to be manufactured is taken as a basis.
  • those suction cups 26 of the removal device 14 can be determined as usable suction cups 26 which can be moved via the workpiece geometry for arrangement on the workpiece 22 to be removed.
  • the probability of removal of the workpiece 22 to be removed is predicted by means of the usable suction cups 26.
  • a prediction of the Removal probability can be based on the fact that in order to lift the workpiece 22 to be removed, the cumulative holding force of the suction cups 26 that can be used for removal, which depends on the suction state, exceeds the opposite weight of the workpiece 22.
  • the workpiece 22 to be manufactured is manufactured by the processing device 12 in accordance with a further method step 40.
  • the production order 20 directed to the processing device 12 is carried out by the processing device 12.
  • FIG. 3 shows a suction test image 42 of the removal device 14 with a large number of suction cups 26 in a schematic representation (for reasons of clarity, only one suction cup 26 is provided with a reference number).
  • the vacuum cleaner test image 42 can be understood as a graphic representation of the vacuum cleaner condition determination.
  • the arrangement of the suction cups 26 according to the suction cup test image 42 can correspond to the actual arrangement of the suction cups 26 on the removal device 12.
  • the suction cups 26 can have fixed coordinates that enable the suction cup position on the removal device 14 to be determined or positioning over the workpiece 22 to be removed (see FIG. 1).
  • the determination of the teat condition using suitable testing means can reveal that the removal device 14 has one or more defects Suction cup 44 (shown here in black).
  • Defective suction cups 44 can, for example, only have a reduced holding force, which results, for example, from a leak in the suction cup or a valve defect.
  • the workpieces 22a and 22b differ from each other in the workpiece geometry.
  • the workpiece 22a has, for example, an L-shaped workpiece contour, while the workpiece 22b has a rectangular workpiece contour.
  • Both the workpiece 22a and the workpiece 22b each have several suction points 46. According to the example shown, the workpiece 22a has eighteen and the workpiece 22b twelve suction points 46.
  • An analysis of the workpiece geometry 22a can, for example, show that not all suction points 46 are required to lift the workpiece 22a.
  • the required suction points 48a-c can be significantly smaller in number, as shown (hatched). In the example shown, the workpiece 22a has three required suction points 48a-c. The number of required suction points 48a-c may depend on the position of the required suction points 48a.
  • the workpiece 22b has a first suction point arrangement 50a with three required suction points 52a-c.
  • the analysis of the workpiece geometry can result in a second suction point arrangement 50b with required suction points 54a, b.
  • the second suction point arrangement 50b can have a smaller number of required suction points 54a, b due to the arrangement of the required suction points 54a, b.
  • 6 shows graphically illustrated the forecast of the removal success of the workpieces 22a, 22b depending on the suction cup conditions on the suction cup test image 42.
  • the workpieces 22a, 22b can be transmitted to the processing device 12 for manufacturing in a common or in two separate production orders 20.
  • the production orders 20 can have workpiece positions and/or predetermined suction cup positions for removing the workpieces 22a, b.
  • the suction cups 26 that can be used for removal can be determined depending on the workpiece geometry.
  • the suction cups 26 that can be used can be, for example, the suction cups 26 of the removal device 14 (see FIG. 1) that can be arranged on the workpiece geometry.
  • the suction cup test image 42 only has intact suction cups 26 within the workpiece geometry 22b.
  • the probability of removal of the workpiece 22b can be predicted to be high. As a result of the high expected removal success, it can be provided that the production order 20 for the workpiece 22b is carried out by the processing device 12.
  • Fig. 7 illustrates a further development of the forecasting method for the workpiece 22a from Fig. 6.
  • the further development can increase the Provide removal probability by removing the workpiece 22a from the removal device 12 using other suction cups 26.
  • the predetermined relative removal position of the removal device 12 to the workpiece 22a is changed so that intact suction cups 26 can be arranged on the workpiece geometry.
  • defective suction cups 44 are bypassed during removal. This allows the cumulative holding force to be increased, enabling successful removal.
  • the production order 20 for producing the workpiece 22a is carried out by the processing device 12.
  • suction point 46 required suction point 48a-c of the first workpiece 22a; first suction point arrangement 50a of the workpiece 22b; required suction point 52a-c of the first suction point arrangement 50a; second suction point arrangement 50b of the workpiece 22b; required suction point 54a, b of the second suction point arrangement 50b.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein computergestütztes Fertigungsverfahren (34) zum Fertigen von zumindest einem Werkstück (22; 22a; 22b) gemäß einem Fertigungsauftrag (20) durch eine Bearbeitungsvorrichtung (12) und zum Entnehmen von dem gefertigten Werkstück (22; 22a; 22b) aus der Bearbeitungsvorrichtung (12) durch eine Entnahmevorrichtung (14) mit mehreren Saugern (26), aufweisend die Schritte: - Bestimmen eines Saugerzustands für mehrere Sauger (26); - Ermitteln von zur Entnahme des Werkstücks (22; 22a; 22b) einsetzbaren Saugern (26) auf Grundlage einer bereitgestellten Werkstückgeometrie des zu entnehmenden Werkstücks (22; 22a; 22b); - Prognostizieren eines Entnahmeerfolgs für das Werkstück (22; 22a; 22b) in Abhängigkeit des Saugerzustands der zur Entnahme einsetzbaren Sauger (26); wobei der Fertigungsauftrag (20) von der Bearbeitungsvorrichtung (12) ausgeführt wird, wenn eine erfolgreiche Entnahme des gefertigten Werkstücks (22; 22a; 22b) durch die Entnahmevorrichtung (14) durchgeführt werden kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Fertigungssystem (10), ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium.

Description

Computergestütztes Fertigungsverfahren, Fertigungssystem, Computerprogramm sowie computerlesbares Medium
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein computergestütztes Fertigungsverfahren zum Fertigen eines Werkstücks durch eine Bearbeitungsvorrichtung und zum Entnehmen des gefertigten Werkstücks aus der Bearbeitungsvorrichtung durch eine Entnahmevorrichtung mit mehreren Saugern. Die Erfindung betrifft ferner ein Fertigungssystem, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium.
Insbesondere bei automatisierten Blechbearbeitungsmaschinen kommen Entnahmevorrichtungen zum Einsatz, die gefertigte Werkstücke aus einem Entnahmebereich der Blechbearbeitungsmaschine entnehmen und in einem vorgesehenen Ablagebereich der Entnahmevorrichtung, beispielsweise einer Palette, ablegen. Hierdurch kann ein hoher Autonomiegrad an der Blechbearbeitungsmaschine bzw. ein personalärmerer Betrieb erreicht werden.
Entsprechende Entnahmevorrichtungen weisen typischerweise Vakuumsauger auf, die zum Aufnehmen eines zu entnehmenden Werkstücks ausgebildet sind. Sind die Vakuumsauger beschädigt und/oder verschlissen, kann eine Entnahme der Werkstücke undurchführbar sein, was zu einem Maschinenstillstand bzw. Produktionsstillstand führen kann.
Aus der DE 10 2010 040 686 B3 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Sauggreifers mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung für einen Saugrahmen mit mehreren Saugern bekannt, wobei die Steuerungseinrichtung prüft, ob der Saugrahmen auf Basis seines Ist-Zustands für die Abarbeitung von Entnahmeaufträgen geeignet ist. Der Zustand beinhaltet die Anzahl und Position der Sauggreifer sowie deren Verschleissgrade und Leistungsmerkmale. Des Weiteren kann eine Übereinstimmung der Sauggreiferanordnung mit einer zu entnehmenden Teilegeometrie berücksichtig werden. Die Steuerungseinrichtung der Sauggreifer gibt eine Fehlermeldung aus oder lehnt den Entnahmeauftrag ab, sobald der Saugrahmen einen Zustand erreicht, welcher nicht zur Abarbeitung geeignet ist.
Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren verhindert dabei jedoch lediglich eine Fehlentnahme des bereits gefertigten Teils. Um gefertigte Teile dennoch entnehmen zu können, muss eine weitere Entnahmevorrichtung oder ein Bediener bereitgestellt werden, wodurch die Fertigungskosten erhöht werden. Kann der anstehende Entnahmeauftrag nicht durch eine weitere Entnahmevorrichtung oder einen Bediener durchgeführt werden, tritt ein Fertigungsstillstand in Folge eines nicht absortierten Entnahmebereichs der Bearbeitungsvorrichtung ein. Zudem sinkt der Autonomiegrad des Fertigungsverfahrens, wodurch Fertigungen weniger automatisiert durchgeführt werden können.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Bearbeitungsvorrichtung anzugeben, mit dem hohe Fertigungskosten durch redundante Entnahmemittel und kostenträchtige Verzögerungen unter Beibehalten eines hohen Autonomiegrades reduziert werden können. Ferner liegt die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Fertigungssystem, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium anzugeben.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein computergestütztes Verfahren gemäß Anspruch 1. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fertigungssystem gemäß Anspruch 11, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 12 sowie ein computerlesbares Medium gemäß Anspruch 13. Erfindungsgemäß ist ein computergestütztes Fertigungsverfahren vorgesehen. Das Fertigungsverfahren eignet sich zum Fertigen von zumindest einem Werkstück gemäß einem Fertigungsauftrag durch eine Bearbeitungsvorrichtung.
Das Fertigungsverfahren eignet sich weiter zum Entnehmen von dem gefertigten Werkstück aus der Bearbeitungsvorrichtung durch eine Entnahmevorrichtung. Die Entnahmevorrichtung weist mehrere, insbesondere eine Vielzahl von, Saugern auf. Mit einer steigenden Anzahl an Saugern kann das Fertigungsverfahren besonders effektiv durchgeführt werden.
Das Fertigungsverfahren umfasst zumindest die nachfolgenden Schritte:
Bestimmen eines Saugerzustands für mehrere, insbesondere jeden, Sauger; Ermitteln von zur Entnahme des Werkstücks einsetzbaren Saugern auf Grundlage einer bereitgestellten Werkstückgeometrie des zu entnehmenden Werkstücks;
Prognostizieren eines Entnahmeerfolgs für das Werkstück in Abhängigkeit des Saugerzustands der zur Entnahme einsetzbaren Sauger.
Erfindungsgemäß wird der Fertigungsauftrag von der Bearbeitungsvorrichtung ausgeführt, wenn eine erfolgreiche Entnahme des gefertigten Werkstücks durch die Entnahmevorrichtung durchgeführt werden kann.
Mit anderen Worten sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, das Fertigen von Werkstücken durch die Bearbeitungsvorrichtung nur dann durchzuführen, wenn eine anschließende Entnahme durch die Entnahmevorrichtung sichergestellt werden kann. Hierdurch kann ein möglicher Fertigungsstillstand durch nicht entnehmbare Werkstücke, die beispielsweise den Entnahmebereich der Bearbeitungsvorrichtung blockieren, verhindert werden. Dies ist von besonders großem Vorteil während sogenannten mannlosen Schichten, in denen das Eingreifen durch einen Bediener erschwert oder gar nicht möglich ist.
Das Fertigungsverfahren sieht vor, dass ein Fertigungsauftrag an die Bearbeitungsvorrichtung übermittelt wird. Der Fertigungsauftrag wird der Bearbeitungsvorrichtung typischerweise in einem digitalen Format, das von der Bearbeitungsvorrichtung lesbar ist, bereitgestellt. Der Fertigungsauftrag enthält die zum Fertigen des Werkstücks nötigen Fertigungsinformationen. Fertigungsinformationen können in Form von Werkstückparametern, beispielsweise einer Werkstückgeometrie, einer Positionsangabe und/oder einer Werkstückkontur und/oder in Form von Bearbeitungsparametern, beispielsweise einer Vorschubgeschwindigkeit und/oder einer Laserleistung, vorliegen. Die Aufzählung ist nicht abschließend zu verstehen.
Bevor der Fertigungsauftrag durch die Bearbeitungsvorrichtung ausgeführt bzw. angenommen wird, wird der Saugerzustand mehrerer, insbesondere von jedem, Sauger der Entnahmevorrichtung ermittelt. Beispielsweise kann ein Saugerzustand durch Messen des erzeugten Unterdrucks und/oder durch eine Verschleissmessung an der in Kontakt mit dem Werkstück tretenden Dichtlippe des Saugers erfolgen.
Der Saugerzustand des jeweiligen Saugers wird typischerweise vermerkt, insbesondere elektronisch gespeichert. Vorzugsweise wird der Saugerzustand zu weiteren Saugerinformationen des Saugers hinzugefügt. Saugerinformationen können beispielsweise Leistungsmerkmale, insbesondere eine Haltekraft, des Saugers und/oder Positionsangaben des Saugers beinhalten. Die Saugerinformationen können durch die Entnahmevorrichtung bereitgestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zudem vor, dass die Werkstückgeometrie zum Ermitteln der einsetzbaren Sauger herangezogen wird. Mit anderen Worten wird die Werkstückgeometrie des zu fertigenden Werkstücks mit den zur Verfügung stehenden Saugern der Entnahmevorrichtung abgeglichen. Beispielsweise können die verfügbaren Sauger, die zur Entnahme des Werkstücks innerhalb der Werkstückgeometrie des zu entnehmenden Werkstücks anordenbar sind, als einsetzbare Sauger ermittelt werden. Dies kann weiter beispielsweise durch einen geometrischen Abgleich der Saugerpositionen mit der Werkstückgeometrie des zu entnehmenden Werkstücks erfolgen. Erfindungsgemäß ist sodann vorgesehen, einen Entnahmeerfolg für das Werkstück in Abhängigkeit des Saugerzustands der zur Entnahme einsetzbaren Sauger zu prognostizieren. Mit anderen Worten kann der Entnahmeerfolg dadurch prognostiziert werden, dass überprüft wird, ob der Saugerzustand der einsetzbaren Sauger ausreicht, um das Werkstück erfolgreich zu entnehmen. Beispielsweise kann die zustandsabhängige Haltekraft der einsetzbaren Sauger kumuliert werden, wobei die kumulierte Haltekraft entgegen der Gewichtskraft des Werkstücks zum Anheben des Werkstücks ausreichend sein muss.
Wird eine erfolgreiche Entnahme des Werkstücks durch die Entnahmevorrichtung prognostiziert, ist vorgesehen, dass der Fertigungsauftrag durch die Bearbeitungsvorrichtung ausgeführt wird. Mit anderen Worten wird das gemäß dem Fertigungsauftrag zu fertigende Werkstück erst nach einer Bestätigung zur anschließenden erfolgreichen Entnahme durch die Entnahmevorrichtung gefertigt. In den Fällen, in denen eine Entnahme des gefertigten Werkstücks durch die Entnahmevorrichtung als nicht möglich prognostiziert wird, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Fertigungsauftrag durch die Bearbeitungsvorrichtung abgelehnt wird. Die Bearbeitungsvorrichtung steht in diesen Fällen zum Fertigen von Werkstücken gemäß anderer Fertigungsaufträge zur Verfügung, die durch die Entnahmevorrichtung erfolgreich entnommen werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens, wird der Entnahmeerfolg durch Analysieren der Werkstückgeometrie des zu entnehmenden Werkstücks prognostiziert. Durch eine Analyse der Werkstückgeometrie können für die Entnahme des Werkstücks vorteilhafte Werkstückinformationen ermittelt werden, die der Werkstückgeometrie nicht direkt entnehmbar sind. Insbesondere kann eine Materialungleichverteilung ermittelt werden, die bei der Entnahme beispielsweise zu Kippmomenten an den Saugern führen kann. Ein Kippmoment kann beispielsweise zu einem Abschälen des Werkstücks von den Saugern führen, wodurch die Entnahme durch die Entnahmevorrichtung misslingen kann. Darüber hinaus kann durch eine Analyse der Werkstückgeometrie eine Aussparung und/oder eine Unebenheit an dem Werkstück ermittelt werden. Aussparungen und/oder Unebenheiten können den Zugriff durch einen Sauger erschweren oder unmöglich machen, wodurch ein Sauger auch mit optimalem Saugerzustand bei der Entnahme nicht einsetzbar werden kann. Eine fehlerhafte oder misslingende Entnahme kann auf diese Weise verhindert werden.
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens, bei der die Werkstückgeometrie mit dem Fertigungsauftrag bereitgestellt wird. Hierdurch kann das Verfahren besonders schnell und einfach gehalten werden.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens, bei der der Entnahmeerfolg in Abhängigkeit von Werkstückkenngrößen, beispielsweise dem Gewicht, dem Material, der Oberflächenbeschaffenheit und/oder dem Schwerpunkt, des zu entnehmenden Werkstücks prognostiziert wird. Hierdurch kann die Leistung eines Saugers beim Entnehmen des Werkstücks und damit die Entnahmewahrscheinlichkeit noch genauer vorhergesagt werden.
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahren, bei der eine zum Entnehmen des Werkstücks erforderliche Mindestanzahl an Saugstellen ermittelt wird. Mit anderen Worten können die Saugstellen an dem Werkstück ermittelt werden, die mindestens zum erfolgreichen Entnehmen des Werkstücks erforderlich sind. Eine erfolgreiche Entnahme kann prognostiziert werden, wenn eine korrespondierende Mindestanzahl von Saugern mit ausreichendem Saugerzustand zugewiesen werden kann. Mit anderen Worten wird jeder erforderlichen Saugstelle jeweils zumindest ein Sauger zugewiesen. Vorzugsweise werden an einer erforderlichen Saugstelle erforderliche Leistungsmerkmale, beispielsweise eine Haltekraft, ermittelt, die ein zugewiesener Sauger aufweisen muss. Hierdurch kann ein unzureichender Saugerzustand eines Saugers bei der Entnahme des Werkstücks unberücksichtigt bleiben, falls dieser die Mindestanzahl an benötigten Saugern überschreitet. Hierdurch kann die Entnahmewahrscheinlichkeit noch weiter verbessert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens wird zumindest eine über die Werkstückgeometrie verteilte Saugstellenanordnung von zur Entnahme des Werkstücks erforderlichen Saugstellen ermittelt. Eine erfolgreiche Entnahme kann prognostiziert werden, wenn den Saugstellen einer Saugstellenanordnung Sauger mit ausreichendem Saugerzustand zugewiesen werden können. Mit anderen Worten muss eine zu der ermittelten Saugstellenanordnung korrespondierende Saugeranordnung durch die Entnahmevorrichtung zugewiesen werden können. Zudem kann vorgesehen sein, dass mehrere, insbesondere eine Vielzahl an, Saugstellenanordnungen ermittelt werden. Hierdurch kann die Entnahme des Werkstücks durch verschiedene Kombinationsmöglichkeiten der Sauger in Saugeranordnungen erfolgen, wodurch die Entnahmeflexibilität gesteigert werden kann.
Bevorzugt ist zudem eine Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens, bei dem mehrere Werkstücke gemäß dem Fertigungsauftrag gefertigt werden. Mit anderen Worten beinhaltet ein Fertigungsauftrag das Fertigen von mehreren, insbesondere einer Vielzahl an, Werkstücken. Der Fertigungsauftrag kann dabei von der Bearbeitungsmaschine ausgeführt werden, wenn die Entnahme jedes zu fertigenden Werkstücks durch die Entnahmevorrichtung durchgeführt werden kann. Mit anderen Worten erfolgt das Ermitteln der Entnahmewahrscheinlichkeit für jedes zu fertigende Werkstück. Hierdurch können Fertigungsstillstände noch weiter verringert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens wird der Fertigungsauftrag aus einem Auftragsvorrat mit mehreren Fertigungsaufträgen bereitgestellt. Der Auftragsvorrat umfasst vorzugsweise mehrere, insbesondere eine Vielzahl an, Fertigungsaufträgen. Der Fertigungsauftrag kann dabei in Abhängigkeit der durch die Entnahmevorrichtung entnehmbaren Werkstücke aus dem Auftragsvorrat automatisch ausgewählt werden. Hierdurch kann die Bereitstellung der Fertigungsaufträge an die Entnahmemöglichkeiten der Entnahmevorrichtung angepasst werden.
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens mit zumindest zwei Bearbeitungsvorrichtungen und zumindest zwei Entnahmevorrichtungen, bei der ein durch die erste Bearbeitungsvorrichtung nicht durchführbarer Fertigungsauftrag der zweiten Bearbeitungsvorrichtung zugewiesen wird. Hierbei kann eine Entnahme der zu fertigenden Werkstücke durch die erste Entnahmevorrichtung als nicht durchführbar prognostiziert werden, wohingegen eine Entnahme der zu fertigenden Werkstücke durch die zweite Entnahmevorrichtung möglich ist. Der Fertigungsauftrag kann in diesem Fall umverteilt werden, um eine möglichst schnelle und termintreue Fertigung der Werkstücke sicherzustellen.
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des Maschinenverwaltungsverfahrens, bei dem das erfolgreiche Entnehmen durch einen selbstlernenden Algorithmus, insbesondere ein neuronales Netz, prognostiziert wird. Dies ermöglicht das Einbeziehen von einer Vielzahl an Einflussgrößen auf die vorherzubestimmende Entnahmewahrscheinlichkeit, wodurch die Vorherbestimmung noch genauer erfolgt.
Die Entnahmewahrscheinlichkeit kann neben der bereits angeführten Einflussgrößen wie des Saugerzustands und der Werkstückgeometrie beispielsweise durch eine Saugerposition, eine Saugeranordnung, eine Saugstellenanordnung, eine Anzahl an Saugstellen, ein zu verwendendes Werkstückmaterial, eine Werkstückdicke, einer Werkstückgeometrie, einer Anzahl an zu entnehmenden Werkstücken, einer Anzahl an verschiedenen zu entnehmenden Werkstückgeometrien, einer Material- und/oder Werkstückoberfläche, einem allgemeinen Maschinenzustand der Bearbeitungsvorrichtung und/oder der Entnahmevorrichtung und/oder einer Position des Werkstücks im Entnahmebereich beeinflusst sein. Darüber hinaus kann das Einbeziehen von weiteren Einflussgrößen vorgesehen sein, die sich auf die Entnahmewahrscheinlichkeit des Werkstücks auswirken. Der selbstlernende Algorithmus wird vorzugsweise über eine Vielzahl von ermittelten Einflussgrößen, deren Auswirkung auf eine vorzubestimmende Entnahmewahrscheinlichkeit bekannt sind, angelernt. Typischerweise liegen die ermittelten Einflussgrößen als Datenverbund zu jeweils einem Fertigungsauftrag vor, dessen Entnahmeergebnis bekannt ist. Die Einflussgrößen können manuell durch einen Bediener oder automatisch durch die Maschine bereitgestellt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Einflussgrößen bei der Bearbeitung bzw. Ausführung eines Fertigungsauftrages ermittelt und zu einem Datenverbund zusammengefasst vermerkt bzw. gespeichert werden. Das Entnahmeergebnis des Fertigungsauftrags - bzw. die erfolgreiche oder nicht erfolgreiche Entnahme durch die Entnahmevorrichtung - kann dem Datenverbund zugeordnet werden. Die Ermittlung des Entnahmeergebnisses kann manuell durch einen Bediener und/oder automatisch durch die Entnahmevorrichtung erfolgen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei Entnahmeabbruch durch die Entnahmevorrichtung automatisch ein negatives Entnahmeergebnis zu dem Datenverbund und/oder bei Entnahmeerfolg automatisch ein positives Entnahmeergebnis zu dem Datenverbund hinzugefügt wird. Weiter beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Bediener die erfolgreiche Entnahme durch die Entnahmevorrichtung feststellt und dem entsprechenden Datenverbund das Entnahmeergebnis manuell zuweist.
Vorzugsweise werden die Einflussgrößen zu einer Vielzahl von Fertigungsaufträgen erhoben, um die Genauigkeit der Vorherbestimmung zu verbessern. Die Einflussgrößen werden vorzugsweise von einer Vielzahl von Maschinen und/oder Bedienern mittels bekannter Datenübertragung an einen zentralen Datenspeicher übermittelt, der als Grundlage des selbstlernenden Algorithmus dient.
Die zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin geöst durch ein Fertigungssystem umfassend eine Fertigungssteuerung, die zum Ausführen des vorhergehend beschriebenen Verfahrens konfiguriert ist. Das Fertigungssystem weist zumindest eine Bearbeitungsvorrichtung und zumindest eine Entnahmevorrichtung auf. Die zumindest eine Bearbeitungsvorrichtung ist vorzugsweise als eine Blechbearbeitungsvorrichtung, insbesondere eine Laserschneidemaschine, ausgebildet. Die Entnahmevorrichtung ist vorzugsweise als eine Sauggreifervorrichtung mit mehreren Saugern ausgebildet.
Die Fertigungssteuerung kann zum Verteilen von Fertigungsaufträgen eingerichtet sein. Die Fertigungssteuerung kann in einer Steuerung der Bearbeitungsvorrichtung und/oder der Entnahmevorrichtung integriert sein. Vorzugsweise ist die Fertigungssteuerung als separate Komponente des Fertigungssystems ausgebildet, wodurch das Fertigungsverfahren besonders einfach auf weitere Bearbeitungs- und Entnahmevorrichtung ausgeweitet werden kann.
Die Sauger können einzeln und/oder in einem Saugerverbund, beispielsweise in einem Saugrahmen, angeordnet sein. Die Entnahmevorrichtung kann mehrere Saugerverbunde aufweisen. Die Sauger und/oder Saugerverbunde können einzeln oder gemeinsam zum Entnehmen eines Werkstücks einsetzbar sein. Die Sauger können einzeln und/oder im Verbund, insbesondere relativ zueinander, bewegbar sein.
Zudem wird die zugrundliegende Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm auf einem Datenträger zur Durchführung des vorhergehend beschriebenen Verfahrens.
Ferner wird die zugrundeliegende Aufgabe durch ein computerlesbares Medium gelöst, das das vorhergehend beschriebene Computerprogramm zur Durchführung des vorhergehend beschriebenen Verfahrens umfasst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung. Erfindungsgemäß können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen zweckmäßigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
Fig. 1 zeigt ein Fertigungssystem mit einer Bearbeitungsvorrichtung, einer Entnahmevorrichtung sowie einer Fertigungssteuerung in einer schematischen Darstellung.
Fig. 2 zeigt ein computergestütztes Fertigungsverfahren zum Fertigen eines Werkstücks gemäß einem Fertigungsplan in einer schematischen Darstellung.
Fig. 3 zeigt ein Saugerprüfbild nach dem Bestimmen des Saugerzustands mehrerer Sauger.
Fig. 4 zeigt ein Werkstück mit einer L-förmigen Werkstück-Kontur und mehreren erforderlichen Saugstellen.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Werkstück mit einer I-förmigen Werkstück-Kontur, aufweisend verschiedene Saugstellenanordnungen.
Fig. 6 stellt grafisch eine Prognose der Entnahmewahrscheinlichkeiten für die Werkstücke aus den Fign. 5 und 6 dar.
Fig. 7 stellt grafisch eine weitere Progrnose der Entnahmewahrscheinlichkeiten für das Werkstück aus Fig. 4 dar.
Fig. 1 zeigt schematisch dargestellt ein Fertigungssystem 10 aufweisend eine Bearbeitungsvorrichtung 12 - beispielsweise in Form einer
Laserschneidmaschine - eine Entnahmevorrichtung 14, eine Prognoseeinheit 16 sowie eine Fertigungssteuerung 18. Die Fertigungssteuerung 18 ist zur Kommunikation mit der Bearbeitungsvorrichtung 12 und der Entnahmevorrichtung 14 eingerichtet. Das Fertigungssystem 10 kann mehrere Bearbeitungsvorrichtungen 12 und/oder mehrere Entnahmevorrichtungen 14 aufweisen, die vorzugsweise alle mit der Fertigungssteuerung 18 kommunizieren. Die Fertigungssteuerung 18 ist typischerweise zum Organisieren von Fertigungsaufträgen 20 eingerichtet. Ein Fertigungsauftrag 20 enthält typischerweise Fertigungsinformationen zu einem oder mehreren zu fertigenden Werkstücken 22. Fertigungsinformationen können beispielsweise Informationen zu einer Werkstückgeometrie (wie einer zu fertigenden Kontur), zur Werkstückposition und/oder zur Fertigungsqualität sein. Die Fertigungssteuerung 18 kann als Teil der Bearbeitungsvorrichtung 12 und/oder der Entnahmevorrichtung 14 und/oder wie dargestellt als eigenständige Komponente ausgebildet sein.
Die Bearbeitungsvorrichtung 12 ist zum Fertigen von Werkstücken 22 gemäß einem Fertigungsauftrag 20 ausgebildet. Hierfür kann vorgesehen sein, dass die Fertigungssteuerung 18 einen oder mehrere Fertigungsaufträge 20 an die Bearbeitungsvorrichtung 12 übermittelt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Laserschneidmaschine einen Fertigungsauftrag 20 zum Ausschneiden eines Werkstücks 22 aus einem ebenen Rohmaterial erhält.
Das zumindest eine gefertigte Werkstück 22 wird üblicherweise durch die vorzugsweise automatisierte Entnahmevorrichtung 14 aus einem Entnahmebereich 24 der Bearbeitungsvorrichtung 12 entnommen und in einem entsprechenden - nicht näher dargestellten - Ablagebereich zur weiteren Bearbeitung abgelegt.
Hierfür weist die Entnahmevorrichtung 14 mehrere Sauger 26 auf. Die Sauger 26 sind in Verbindung mit dem zu entnehmenden Werkstück 22 dazu ausgebildet, an einer Kontaktstelle zum Werkstück 22 einen Unterdrück zu erzeugen, der das Werkstück 22 an einem oder mehreren Saugern 26 anhaften lässt. Während das Werkstück 22 an dem einen oder den mehreren Saugern 26 gehalten wird, folgt dieses einer Saugerbewegung und kann auf diese Weise in den Ablagebereich transportiert werden. Zum Ablegen des Werkstücks 22 wird der an der Kontaktstelle erzeugte Unterdrück aufgehoben und die Verbindung zwischen Werkstück 22 und dem einen oder den mehreren Saugern 26 löst sich. Die Entnahmevorrichtung 14 umfasst nicht näher dargestellte Messmittel zum Ermitteln des Saugerzustands mehrerer, insbesondere von jedem, Sauger 26. Der Saugerzustand kann anschließend in Form einer Einflussgröße 28 an die Prognoseeinheit 16 übermittelt werden, welche die auf die Saugerzustände bezogene Einflussgröße 28 speichert. Die Einflussgröße 28 kann neben den Saugerzuständen weitere Saugerinformationen, insbesondere die Position und/oder die Haltekraft jedes Saugers 26, aufweisen. Darüber hinaus ist die Prognoseeinheit 16 zum Speichern der Werkstückgeometrie des zu fertigenden Werkstücks 22 in Form einer Einflussgröße 30 eingerichtet. Die Werkstückgeometrie kann der Prognoseeinheit 16 manuell bereitgestellt werden. Vorzugsweise wird die Werkstückgeometrie automatisch durch die Fertigungssteuerung 18, die Bearbeitungsvorrichtung 12 und/oder die Entnahmevorrichtung 14 übermittelt.
Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren 32 in einer schematischen Darstellung. Zur besseren Erläuterung wird auf die in Fig. 1 dargestellten Komponenten des Fertigungssystems 10 verwiesen.
In einem ersten Verfahrensschritt 34 wird der Saugerzustand mehrerer Sauger 26 der Entnahmevorrichtung 14 ermittelt. Die Saugerzustände werden anschließend vermerkt, vorzugsweise in der Prognoseeinheit 16 gespeichert.
In einem weiteren Verfahrensschritt 36 werden die zum Entnehmen des zu fertigenden Werkstücks 22 einsetzbaren Sauger 26 der Entnahmevorrichtung 14 ermittelt. Hierfür wird die bereitgestellte Werkstückgeometrie des zu fertigenden Werkstücks 22 zugrunde gelegt. Beispielsweise können diejenigen Sauger 26 der Entnahmevorrichtung 14 als einsetzbare Sauger 26 ermittelt werden, die zur Anordnung an dem zu entnehmenden Werkstück 22 über die Werkstückgeometrie bewegbar sind.
In einem weiteren Verfahrensschritt 38 wird die Entnahmewahrscheinlichkeit des zu entnehmenden Werkstücks 22 mittels der einsetzbaren Sauger 26 prognostiziert. Beispielsweise kann eine Vorhersage der Entnahmewahrscheinlichkeit darauf gestützt sein, dass zum Anheben des zu entnehmenden Werkstücks 22 die vom Saugerzustand abhängige kumulierte Haltekraft der zur Entnahme einsetzbaren Sauger 26 die entgegengesetzte Gewichtskraft des Werkstücks 22 übersteigt.
Wird die erfolgreiche Entnahme des Werkstücks 22 prognostiziert, bzw. vorherbestimmt, wird das zu fertigende Werkstück 22 gemäß einem weiteren Verfahrensschritt 40 durch die Bearbeitungsvorrichtung 12 gefertigt. Mit anderen Worten wird der an die Bearbeitungsvorrichtung 12 gerichtete Fertigungsauftrag 20 von der Bearbeitungsvorrichtung 12 ausgeführt.
Im Fall einer nicht durchzuführenden Entnahme des zu fertigenden Werkstücks 22 durch die Entnahmevorrichtung 14 ist vorgesehen, dass das zu fertigende Werkstück 22 durch die Bearbeitungsvorrichtung 12 nicht gefertigt wird. Mit anderen Worten wird der Fertigungsauftrag 20 von der Bearbeitungsvorrichtung 12 abgelehnt. Hierdurch kann ein aus der Blockade des Entnahmebereichs 24 der Bearbeitungsvorrichtung 12 resultierender Fertigungsstillstand als Folge einer fehlerhaften und/oder nicht durchführbaren Entnahme des gefertigten Werkstücks 22 verhindert werden.
Fig. 3 zeigt ein Saugerprüfbild 42 der Entnahmevorrichtung 14 mit einer Vielzahl von Saugern 26 in einer schematischen Darstellung (aus Übersichtlichkeitsgründen ist lediglich ein Sauger 26 mit einem Bezugszeichen versehen). Das Saugerprüfbild 42 kann als grafische Darstellung der Saugerzustandsbestimmung verstanden werden. Die Anordnung der Sauger 26 gemäß dem Saugerprüfbild 42 kann der tatsächlichen Anordnung der Sauger 26 an der Entnahmevorrichtung 12 entsprechen. Die Sauger 26 können feste Koordinaten aufweisen, die eine Ermittlung der Saugerposition an der Entnahmevorrichtung 14 bzw. eine Positionierung über dem zu entnehmenden Werkstück 22 (siehe Fig. 1) ermöglichen.
Wie dargestellt kann die Bestimmung des Saugerzustands durch geeignete Prüfmittel ergeben, dass Entnahmevorrichtung 14 einen oder mehrere defekte Sauger 44 (hier in Schwarz abgesetzt) aufweist. Defekte Sauger 44 können beispielsweise eine nur reduzierte Haltekraft aufweisen, die beispielsweise aus einer Undichtigkeit des Saugers oder einem Ventildefekt resultiert.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen jeweils ein mögliches zu fertigendes Werkstück 22a, 22b in einer schematischen Darstellung.
Die Werkstücke 22a und 22b unterscheiden sich in der Werkstückgeometrie voneinander. Das Werkstück 22a weist beispielsweise eine L-förmige Werkstück- Kontur auf, während das Werkstück 22b ein rechteckförmige Werkstück-Kontur aufweist.
Sowohl das Werkstück 22a als auch das Werkstück 22b weisen jeweils mehrere Saugstellen 46 auf. Gemäß dem gezeigten Beispiel weist das Werkstück 22a achtzehn und das Werkstück 22b zwölf Saugstellen 46 auf.
Eine Analyse der Werkstückgeometrie 22a kann beispielsweise ergeben, dass nicht alle Saugstellen 46 zum Anheben des Werkstücks 22a erforderlich sind. Die erforderlichen Saugstellen 48a-c können, wie (schraffiert) dargestellt, deutlich geringer in der Anzahl sein. Im dargestellten Beispiel weist das Werkstücks 22a drei erforderliche Saugstellen 48a-c auf. Die Anzahl der erforderlichen Saugstellen 48a-c kann abhängig von der Position der erforderlichen Saugstellen 48a sein.
Das Werkstück 22b weist eine erste Saugstellenanordnung 50a mit drei erforderlichen Saugstellen 52a-c auf. Die Analyse der Werkstückgeometrie kann eine zweite Saugstellenanordnung 50b mit erforderlichen Saugstellen 54a, b ergeben. Die zweite Saugstellenanordnung 50b kann aufgrund der Anordnung der erforderlichen Saugstellen 54a, b eine geringere Anzahl an erforderlichen Saugstellen 54a, b aufweisen. Fig. 6 zeigt grafisch veranschaulicht die Prognose des Entnahmeerfolgs der Werkstücke 22a, 22b in Abhängigkeit der Saugerzustände an dem Saugerprüfbild 42.
Die Werkstücke 22a, 22b können in einem gemeinsamen oder in zwei voneinander getrennten Fertigungsaufträgen 20 zum Fertigen an die Bearbeitungsvorrichtung 12 übermittelt werden. Die Fertigungsaufträge 20 können Werkstückpositionen und/oder vorbestimmte Saugerpositionen zur Entnahme der Werkstücke 22a, b aufweisen.
Wie dargestellt können in Abhängigkeit der Werkstückgeometrie die zur Entnahme einsetzbaren Sauger 26 ermittelt werden. Die einsetzbaren Sauger 26 können beispielsweise die an der Werkstückgeometrie anordenbaren Sauger 26 der Entnahmevorrichtung 14 (siehe Fig. 1) sein. In dem dargestellten Beispiel befinden sich mehrere defekte Sauger 44 innerhalb der Werkstückgeometrie des Werkstücks 22a. Aufgrund der reduzierten Haltekraft der defekten Sauger 44 kann die kumulierte Haltekraft zum Anheben des Werkstücks 22 ungenügend sein. Die Entnahmewahrscheinlichkeit für das Werkstück 22a kann in diesem Fall als gering prognostiziert werden. Als Folge der geringen Entnahmewahrscheinlichkeit kann vorgesehen sein, dass der Fertigungsauftrag 20 für das Werkstück 22a durch die Bearbeitungsvorrichtung 12 abgelehnt wird. Ein Fertigungsstillstand in Folge einer gescheiterten Entnahme kann so verhindert werden.
Darstellungsgemäß weist das Saugerprüfbild 42 innerhalb der Werkstückgeometrie 22b ausschließlich intakte Sauger 26 auf. Die Entnahmewahrscheinlichkeit für das Werkstück 22b kann als hoch prognostiziert werden. Als Folge des hohen erwarteten Entnahmeerfolgs kann vorgesehen sein, dass der Fertigungsauftrag 20 für das Werkstück 22b durch die Bearbeitungsvorrichtung 12 ausgeführt wird.
Fig. 7 veranschaulicht eine Weiterbildung des Prognoseverfahrens für das Werkstück 22a aus Fig. 6. Die Weiterbildung kann eine Steigerung der Entnahmewahrscheinlichkeit dadurch vorsehen, dass das Werkstück 22a mittels anderer Sauger 26 der Entnahmevorrichtung 12 entnommen wird. Mit anderen Worten wird die vorherbestimmte relative Entnahmeposition der Entnahmevorrichtung 12 zu dem Werkstück 22a geändert, sodass intakte Sauger 26 an der Werkstückgeometrie angeordnet werden können. Mit anderen Worten werden defekte Sauger 44 bei der Entnahme umgangen. Hierdurch kann die kumulierte Haltekraft gesteigert werden, wodurch eine erfolgreiche Entnahme ermöglicht wird. In dem dargestellten Fall kann vorgesehen sein, dass der Fertigungsauftrag 20 zum Fertigen des Werkstücks 22a durch die Bearbeitungsvorrichtung 12 ausgeführt werden.
Bezuqszeichenliste
Fertigungssystem 10;
Bearbeitungsvorrichtung 12;
Entnahmevorrichtung 14;
Prognoseeinheit 16;
Fertigungssteuerung 18;
Fertigungsauftrag 20;
Werkstück 22;
Entnahmebereich 24;
Sauger 26;
Einflussgröße 28;
Einflussgröße 30;
Fertigungsverfahren 32;
Verfahrensschritt 34;
Verfahrensschritt 36;
Verfahrensschritt 38;
Verfahrensschritt 40;
Saugerrahmen 42;
Defekter Sauger 44;
Saugstelle 46; erforderliche Saugstelle 48a-c des ersten Werkstücks 22a; erste Saugstellenanordnung 50a des Werkstücks 22b; erforderliche Saugstelle 52a-c der ersten Saugstellenanordnung 50a; zweite Saugstellenanordnung 50b des Werkstücks 22b; erforderliche Saugstelle 54a, b der zweiten Saugstellenanordnung 50b.

Claims

Patentansprüche Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) zum Fertigen zumindest eines Werkstücks (22; 22a; 22b) gemäß einem Fertigungsauftrag (20) durch eine Bearbeitungsvorrichtung (12) und zum Entnehmen des gefertigten Werkstücks (22; 22a; 22b) aus der Bearbeitungsvorrichtung (12) durch eine Entnahmevorrichtung (14) mit mehreren Saugern (26), aufweisend die Schritte:
- Bestimmen (34) eines Saugerzustands für mehrere Sauger (26);
- Ermitteln (36) von zur Entnahme des Werkstücks (22; 22a; 22b) einsetzbaren Saugern (26) auf Grundlage einer bereitgestellten Werkstückgeometrie des zu entnehmenden Werkstücks (22; 22a; 22b);
- Prognostizieren (38) eines Entnahmeerfolgs für das Werkstück (22; 22a; 22b) in Abhängigkeit des Saugerzustands der zur Entnahme einsetzbaren Sauger (26); wobei der Fertigungsauftrag (20) von der Bearbeitungsvorrichtung (12) ausgeführt wird, wenn eine erfolgreiche Entnahme des gefertigten Werkstücks (22; 22a; 22b) durch die Entnahmevorrichtung (14) durchgeführt werden kann. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach Anspruch 1, wobei der Entnahmeerfolg durch Analysieren der Werkstückgeometrie des zu entnehmenden Werkstücks (22; 22a; 22b) prognostiziert wird. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Werkstückgeometrie mit dem Fertigungsauftrag (20) bereitgestellt wird. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Entnahmeerfolg in Abhängigkeit von Werkstückkenngrößen des zu entnehmenden Werkstücks (22; 22a; 22b) prognostiziert wird. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zum Entnehmen des Werkstücks (22; 22a; 22b) erforderliche Mindestanzahl an Saugstellen (46, 48a-c; 52a-c, 54a, b) ermittelt wird; und wobei eine erfolgreiche Entnahme prognostiziert wird, wenn eine korrespondierende Mindestanzahl von Saugern (26) mit ausreichendem Saugerzustand zugewiesen werden kann. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine über die Werkstückgeometrie verteilte Saugstellenanordnung (50a, b) von zur Entnahme des Werkstücks (22; 22a; 22b) erforderlichen Saugstellen (46, 48a-c; 52a-c, 54a, b) ermittelt wird; und wobei eine erfolgreiche Entnahme prognostiziert wird, wenn den Saugstellen (46, 48a-c; 52a-c, 54a, b) Sauger (26) mit ausreichendem Saugerzustand zugewiesen werden können. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Werkstücke (22; 22a; 22b) gemäß dem Fertigungsauftrag (20) gefertigt werden; und wobei der Fertigungsauftrag (20) von der Bearbeitungsmaschine (12) ausgeführt wird, wenn die Entnahme jedes zu fertigenden Werkstücks (22; 22a; 22b) durch die Entnahmevorrichtung (12) durchgeführt werden kann. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fertigungsauftrag (20) aus einem Auftragsvorrat mit mehreren Fertigungsaufträgen (20) bereitgestellt wird; wobei der Fertigungsauftrag (20) in Abhängigkeit der durch die Entnahmevorrichtung (12) entnehmbaren Werkstücke (22; 22a; 22b) aus dem Auftragsvorrat automatisch ausgewählt wird. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest zwei Bearbeitungsvorrichtungen (12) und zumindest zwei Entnahmevorrichtungen (14), wobei ein durch die erste Bearbeitungsvorrichtung (12) nicht durchführbarer Fertigungsauftrag (20) der zweiten Bearbeitungsvorrichtung (12) zugewiesen wird. Computergestütztes Fertigungsverfahren (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erfolgreiche Entnehmen durch einen selbstlernenden Algorithmus prognostiziert wird. Fertigungssystem (10), umfassend eine Fertigungssteuerung (18), die zum Ausführen des Fertigungsverfahrens (34) nach einem der vorhergehenden Ansprüche konfiguriert ist. Computerprogramm auf einem Datenträger zur Durchführung des Fertigungsverfahrens (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. Computerlesbares Medium, umfassend das Computerprogramm gemäß Anspruch 12 zur Durchführung des Fertigungsverfahrens (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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