EP4599303A1 - Computergestütztes fertigungsverfahren sowie fertigungssystem - Google Patents

Computergestütztes fertigungsverfahren sowie fertigungssystem

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Publication number
EP4599303A1
EP4599303A1 EP23785736.2A EP23785736A EP4599303A1 EP 4599303 A1 EP4599303 A1 EP 4599303A1 EP 23785736 A EP23785736 A EP 23785736A EP 4599303 A1 EP4599303 A1 EP 4599303A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
manufacturing
blank
production
workpieces
Prior art date
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Pending
Application number
EP23785736.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frederick STRUCKMEIER
Korbinian WEISS
Jens Ottnad
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Original Assignee
Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG filed Critical Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Publication of EP4599303A1 publication Critical patent/EP4599303A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41875—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production
    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31053—Planning, generate assembly plans
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32368—Quality control

Definitions

  • the invention relates to a computer-aided manufacturing method for producing workpieces from a workpiece blank according to a planned manufacturing process by a machine tool.
  • the invention also relates to a manufacturing system for carrying out the manufacturing method.
  • the order control determines a workpiece blank suitable for reproducing the defective workpiece in a planned production process depending on the production information read out.
  • the order control is preferably set up to automatically carry out measures for more urgent re-production. This can further increase the degree of autonomy of the production process.
  • the workpiece to be reproduced which is arranged on the suitable workpiece blank, is manufactured by the processing device.
  • the at least one reproduced workpiece is checked in accordance with the previous explanations, in particular with regard to the method step "identifying the faulty workpiece" with regard to fault-free production. If the reproduced workpiece is again identified as faulty, it can be provided that the method described above is carried out again. Furthermore, an operator can be notified, whereby a detailed fault finding can be carried out.
  • the manufacturing system is configured to perform the manufacturing process described above and below.
  • Fig. 1 shows a manufacturing method according to the invention for producing workpieces in a schematic representation
  • Fig. 2 shows a manufacturing system with a processing device and an order control for carrying out an exemplary embodiment of the manufacturing method according to the invention according to Fig. 1 in a schematic representation.
  • Fig. 1 shows a computer-aided manufacturing method 10 according to the invention in a schematic representation.
  • the manufacturing method 10 is designed to manufacture workpieces 12 (see Fig. 2) from a workpiece blank 14 (see Fig. 2) according to a production plan 16 (see Fig. 2) by a machine tool 18 (see Fig. 2), in particular a flatbed machine tool, with a processing device 20 (see Fig. 2).
  • the manufacturing method 10 has the following method steps: a) manufacturing 22 of at least one workpiece 12 by the machine tool 18; b) identifying 24 a defective workpiece 26; c) reading 28 of manufacturing information on the identified defective workpiece 26 by an order control 30; d) determining 32 a workpiece blank 34 (see Fig. 2) suitable for reproducing the defective workpiece 26 in a planned manufacturing process 36 (see Fig. 2) depending on the read manufacturing information by the order control 30; e) arranging 38 a workpiece 40 to be reproduced on the suitable workpiece blank 34 by the order control 30.
  • the workpiece 38 to be reproduced can be manufactured by the processing device 20.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a manufacturing system 42.
  • the production system 42 comprises the processing device 20 and the job control 30.
  • the processing device 20 is part of the machine tool 18, which is designed to manufacture workpieces 12 from the workpiece blank 14 according to the production plan 16. For reasons of clarity, only two workpieces 12 are provided with a reference number.
  • the job control 24 is designed as a separate unit according to the embodiment shown and is set up for communication with the processing device 20. In a particular embodiment, it can be provided that the manufacturing system 42 has at least two, in particular several, machine tools 18, each with a processing device 20.
  • At least one workpiece 12 is manufactured by the processing device 20 of the machine tool 18 based on the production plan 16.
  • the production plan 16 was typically transmitted to the processing device 20 by the order control 30 prior to the manufacturing 22.
  • several workpieces 12 were manufactured by the processing device 20 and are available as manufactured workpieces 44.
  • FIG. 2 shows a current state during the manufacturing of the workpieces 12.
  • a defective workpiece 26 that is damaged and/or incorrectly manufactured by the processing device 20 is identified.
  • the identification or recognition of the defective workpiece 26 can, as shown, take place during the production 22 of the workpieces 12. In particular, it can be provided that a defective workpiece 26 is already recognized as such during the production 22 of the defective workpiece 26.
  • the production system 42 in particular the machine tool 18 and/or the order control 30, can have control means (not shown in detail) which, for example, detect irregularities during the production 22 of the workpieces 12 on the processing device 20 and/or identify workpieces 44 produced by optical evaluation devices with a target state that can be derived from the production plan 16.
  • the defective workpiece 26 as such can be assigned to a workpiece 12 that is actually to be manufactured in the production plan 16 and can be determined as defective via deviations.
  • the information about the defective workpiece 26 and/or about the workpiece 12 actually to be manufactured can be reported to the order control 30, preferably to a comparison unit 50 of the order control 30.
  • step 28 "Reading out production information"
  • the order control 30, preferably the comparison unit 50 reads out the production information on the defective workpiece 26 or on the workpiece 12 that is actually to be manufactured.
  • the order control 30 reads out the production information from the production plan 16 as shown.
  • step 30 determines a workpiece blank 34 suitable for reproducing the defective workpiece 26 in a planned production process.
  • the order control 30, in particular the comparison unit 50 as shown derives blank requirements from the read-out production information for the workpiece 40 to be reproduced.
  • a suitable workpiece blank 34 must, for example, have the same material and the same blank thickness as the workpiece blank 14 actually intended for producing the defective workpiece 26.
  • the production process can have one, as shown two, further production plans 16a, 16b.
  • the production plans 16a, 16b are intended, for example, for producing workpieces 12a, 12b from workpiece blanks 14a, 14b following the processing of the production plan 16 by the processing device 20.
  • the production plans 16a, 16b are preferably managed by the order control 30. In other words, the production plans 16a, 16b can be changed by the order control 30, in particular the comparison unit 50.
  • both the production plan 16a and the production plan 16b of the production process 36 have clearances 52.
  • the clearances 52 are sufficiently dimensioned to reproduce the defective workpiece 26 either according to the production plan 16a from the workpiece blank 14a or according to the production plan 16b from the workpiece blank 14b. In other words, blank requirements regarding the dimensions of a clearance 50 required to reproduce the defective workpiece 26 can be met.
  • the workpiece blank 14a can have a blank thickness that is, for example, less than or greater than the blank thickness of the workpiece blank 14.
  • the workpiece blank 14a can have a different blank material compared to the original workpiece blank 14. In other words, the blank requirements regarding a blank thickness and/or a blank material can not be met.
  • the order control 30 can provide that the blank requirements are compared with the next workpiece blank 14b in the production sequence.
  • the workpiece blank 14b can, for example, meet all blank requirements.
  • the workpiece blank 14b is then determined by the order control 30 as a suitable workpiece blank 34.
  • step 38 "Arranging the workpiece to be reproduced on the workpiece blank"
  • the workpiece 12 to be reproduced is arranged on the workpiece blank 14b.
  • the production plan 16b is changed by the order control 30 so that it includes the reproduction of the defective workpiece 26 together with the production of the workpieces 12b.
  • Process step 22 Manufacturing a workpiece
  • Process step 24 "Identifying a defective workpiece"
  • Process step 28 “Reading out production information”

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein computergestütztes Fertigungsverfahren (10) zum Fertigen von Werkstücken (12, 12a, 12b) aus einem Werkstückrohling (14, 14a, 14b) gemäß einem Fertigungsplan (16, 16a, 16b) durch eine Werkzeugmaschine (18), insbesondere eine Flachbettwerkzeugmaschine, mit einer Bearbeitungsvorrichtung (20), aufweisend die Verfahrensschritte: a) Fertigen (22) von zumindest einem Werkstück (12, 12a, 12b) durch die Werkzeugmaschine (18); b) Identifizieren (24) eines fehlerhaften Werkstücks (26); c) Auslesen (28) von Fertigungsinformationen zu dem identifizierten fehlerhaften Werkstück (26) durch eine Auftragssteuerung (30); d) Ermitteln (32) eines zum Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks (26) geeigneten Werkstückrohlings (34) in einem geplanten Fertigungsablauf (36) in Abhängigkeit der ausgelesenen Fertigungsinformationen durch die Auftragssteuerung (30); e) Anordnen (38) des nachzufertigenden Werkstücks (40) auf dem geeigneten Werkstückrohling (34) durch die Auftragssteuerung (30). Die Erfindung betrifft ferner ein Fertigungssystem (42) mit einer Bearbeitungsvorrichtung (20) und einer Auftragssteuerung (30) zum Durchführen des Fertigungsverfahrens (10).

Description

Computergestütztes Fertigungsverfahren sowie Fertigungssystem
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein computergestütztes Fertigungsverfahren zum Fertigen von Werkstücken aus einem Werkstückrohling gemäß einem geplanten Fertigungsablauf durch eine Werkzeugmaschine. Zudem betrifft die Erfindung ein Fertigungssystem zum Durchführen des Fertigungsverfahrens.
Derartige Verfahren werden typischerweise bei der Verarbeitung von Werkstückrohlingen in Form von Blechen angewendet, die der Werkzeugmaschine als Blechtafeln oder Blechrollen zugeführt werden können. Darüber hinaus können derartige Verfahren Anwendung bei der Verarbeitung von Stoffen finden. Zur Bearbeitung der Werkstückrohlinge werden oftmals Schneidmaschinen, insbesondere Laserschneidmaschinen, und/oder Stanzmaschinen eingesetzt.
Beim Laserschneiden können eine Vielzahl von Einflüssen dazu führen, dass ein Werkstück während des Fertigens beschädigt oder durch die Werkzeugmaschine fehlerhaft hergestellt wird. Derlei beschädigte oder fehlerhafte Werkstücke können durch die Werkzeugmaschine oder den Bediener erkannt werden und müssen anschließend nachgefertigt werden, um einen Fertigungsauftrag vollständig abzuschließen.
Üblicherweise ist vorgesehen, dass fehlerhafte oder beschädigte Werkstücke aufwendig, zumeist manuell, durch einen Bediener nachgefertigt werden. Für das Nachfertigen einzelner Werkstücke muss oftmals auf unbenutzte Werkstückrohlinge zurückgegriffen werden, die jedoch anschließend dem regulären Fertigungsverfahren nicht mehr zugeführt werden können. Das Nachfertigen dieser fehlerhaften oder beschädigten Werkstücke führt daher zu erheblichen Mehrkosten sowie einem erheblichen Materialausschuss.
Um Verzögerungen vorzubeugen, ist daher oftmals vorgesehen, dass einzelne oder alle Werkstücke eines Fertigungsauftrages doppelt oder mehrfach gefertigt werden. Mit anderen Worten werden Reservewerkstücke hergestellt, die fehlerhafte und/oder beschädigte Werkstücke im Bedarfsfall ersetzen. Nicht benötigte Reservewerkstücke müssen anschließend entsorgt werden. Dies führt zu erheblichem Materialausschuss sowie zu einer deutlich längeren Fertigungsdauer und stellt daher keine adäquate Lösung der vorhergehend beschriebenen Probleme dar.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Bearbeitungsvorrichtung anzugeben, mit dem hohe Fertigungskosten sowie hoher Materialausschuss bedingt durch das Nachfertigen von fehlerhaften und/oder beschädigten Werkstücken vermieden werden können. Ferner liegt die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Fertigungssystem anzugeben.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein computergestütztes Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird ferner durch ein Fertigungssystem gemäß Anspruch 8 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Erfindungsgemäß ist ein computergestütztes Fertigungsverfahren vorgesehen.
Das Fertigungsverfahren eignet sich zum Fertigen von Werkstücken aus einem Werkstückrohling. Ein Werkstückrohling kann als Tafelware, beispielsweise in Form einer Blechtafel, und/oder als Rollware, beispielsweise in Form einer Blechrolle oder einer Stoffrolle, vorliegen. Das Verfahren sieht die Verwendung einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Flachbettwerkzeugmaschine, mit einer Bearbeitungsvorrichtung vor. Die Bearbeitungsvorrichtung kann beispielsweise als Schneidmaschine oder Stanzmaschine ausgebildet sein.
Die Werkstücke werden gemäß einem Fertigungsplan durch die Werkzeugmaschine aus dem Werkstückrohling gefertigt. Der Fertigungsplan umfasst zumindest ein zu fertigendes Werkstück. Vorzugsweise umfasst der Fertigungsplan mehrere, besonders bevorzugt eine Vielzahl an, zu fertigenden Werkstücken. Der Fertigungsplan kann eine Werkstückgruppierung mit mehreren zusammengehörigen Werkstücken, beispielsweise einer gemeinsamen Baugruppe, aufweisen. In solchen Fällen können sich die hier und im Folgenden beschriebenen Verfahrensmerkmale ebenso auf Werkstückgruppierungen beziehen. Der Fertigungsplan kann Werkstücke und/oder Werkstückgruppierungen verschiedener Fertigungsaufträge aufweisen.
Der Fertigungsplan beinhaltet typischerweise geometrische Fertigungsangaben zu den zu fertigenden Werkstücken, beispielsweise eine oder mehrere Werkstückabmessungen, insbesondere die Werkstückdicke, ein Werkstückmaterial, eine Werkstückkontur und/oder eine Werkstückposition auf dem Werkstückrohling. Die Fertigungsinformationen sind vorzugsweise maschinenlesbar codiert und enthalten alle relevanten Informationen, die eine, insbesondere automatische, Fertigung der Werkstücke ermöglicht. Mit anderen Worten kann auf eine manuelle Handhabung durch einen Bediener verzichtet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird zumindest ein Werkstück aus dem Werkstückrohling gemäß dem Fertigungsplan gefertigt. Mit anderen Worten beginnt die Werkzeugmaschine mit dem Fertigen der Werkstücke. Beispielsweise kann eine Laserschneidmaschine damit beginnen, gemäß dem Fertigungsplan zu fertigende Werkstücke aus dem Werkstückrohling auszuschneiden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein fehlerhaftes Werkstück identifiziert bzw. erkannt. Unter einem fehlerhaften Werkstück kann beispielsweise ein von der Bearbeitungsvorrichtung fehlerhaft, insbesondere unter vom Fertigungsplan abweichenden Fertigungsparametern, gefertigtes Werkstück verstanden werden. Ferner kann ein fehlerhaftes Werkstück durch eine Beschädigung des Werkstücks während des Fertigens des Werkstücks und/oder während des Fertigens weiterer Werkstücke entstanden sein. Eine Beschädigung kann beispielsweise durch eine Kollision der Bearbeitungsvorrichtung mit dem Werkstück erfolgen.
Das fehlerhafte Werkstück kann während des Fertigens und/oder im gefertigten Zustand identifiziert bzw. erkannt werden. Unter dem Identifizieren des fehlerhaften Werkstücks ist ein Erkennen durch eine Werkstückkontrolle zu verstehen. Das Identifizieren kann durch einen Bediener erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das Identifizieren des fehlerhaften Werkstücks durch eine Kontrollvorrichtung der Werkzeugmaschine. Besonders bevorzugt erfolgt das Identifizieren automatisch durch regelmäßige oder permanente Überwachung des Fertigens der Werkstücke in der Werkzeugmaschine. Ein Erkennen eines fehlerhaften Werkstücks kann beispielsweise durch Abweichungen von Fertigungsparametern, insbesondere von Maschinenparametern, bei der Fertigung des Werkstücks erfolgen. Weiter beispielsweise kann ein fehlerhaftes Werkstück durch Meldung einer Kollision zwischen der Bearbeitungsvorrichtung und dem Werkstück und/oder durch optischen Abgleich des Werkstücks mit dem Soll- Zustand des Werkstücks gemäß dem Fertigungsplan erfolgen. Ein Soll-Zustand des Werkstücks kann sich weiter beispielsweise auf die Werkstückabmessungen, die Werkstückform und/oder eine Kantenqualität beziehen.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden Fertigungsinformationen zu dem identifizierten fehlerhaften Werkstück durch eine Auftragssteuerung ausgelesen. Hierfür kann das identifizierte fehlerhafte Werkstück zunächst der Auftragssteuerung gemeldet werden. Eine Meldung kann durch Eingabe des fehlerhaften Werkstücks in die Auftragssteuerung erfolgen. Vorzugsweise ist die Auftragssteuerung zum Datenaustausch mit der zum Identifizieren des fehlerhaften Werkstücks ausgebildeten Kontrollvorrichtung eingerichtet, wodurch eine automatische Meldung des fehlerhaften Werkstücks erfolgen kann. Die Auftragssteuerung liest sodann die fertigungsrelevanten Informationen, insbesondere eine Werkstückdicke, eine Werkstückform sowie ein Werkstückmaterial, zu dem fehlerhaften Werkstück aus. Typischerweise liest die Auftragssteuerung die Fertigungsinformationen aus dem Fertigungsplan aus. Aus den Fertigungsinformationen können Fertigungsanforderungen an einen zu verwendenden Werkstückrohling durch die Auftragssteuerung abgeleitet werden. Der zu verwendende Werkstückrohling ist typischerweise ähnlich bzw. identisch mit dem Werkstückrohling, aus dem das fehlerhafte Werkstück gefertigt ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt ermittelt die Auftragssteuerung einen zum Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks geeigneten Werkstückrohling in einem geplanten Fertigungsablauf in Abhängigkeit der ausgelesenen Fertigungsinformationen.
Unter dem geplanten Fertigungsablauf ist eine dem Fertigen der Werkstücke gemäß dem Fertigungsplan nachfolgende Fertigung von Werkstücken gemäß einem weiteren Fertigungsplan zu verstehen. Mit anderen Worten sieht der Fertigungsablauf die planmäßige weitere Fertigung von Werkstücken aus weiteren Werkstückrohlingen vor.
Der Fertigungsablauf kann die weitere Fertigung von Werkstücken aus weiteren Werkstückrohlingen durch die Bearbeitungsvorrichtung und/oder die weitere Fertigung von Werkstücken aus weiteren Werkstückrohlingen durch zumindest eine weitere Werkzeugmaschine mit einer weiteren Bearbeitungsvorrichtung beinhalten. Mit anderen Worten kann der Fertigungsablauf die Fertigung von Werkstücken in weiteren Werkzeugmaschinen durch weitere Bearbeitungsvorrichtungen beinhalten.
Die Auftragssteuerung ist vorzugsweise zum Verwalten des Fertigungsablaufs ausgebildet und eingerichtet. Die Auftragssteuerung ist insbesondere zum Erstellen, Lesen und/oder Ändern von Fertigungsplänen in dem Fertigungsablauf eingerichtet. Die Auftragssteuerung kann als zentrale Steuerung zum Verwalten von Fertigungsplänen verschiedener Werkzeugmaschinen ausgebildet sein.
Zum Ermitteln des geeigneten Werkstückrohlings kann die Auftragssteuerung zunächst die den Fertigungsplänen im geplanten Fertigungsablauf zugrundeliegenden Rohlingsinformationen der bei der Fertigung der Werkstücke zu verwendenden Werkstückrohlinge auslesen. Typischerweise vergleicht die Auftragssteuerung anschließend die Rohlingsinformationen mit den Fertigungsinformationen des nachzufertigenden Werkstücks. Ein Werkstückrohling kann als geeignet ermittelt werden, wenn der Werkstückrohling die aus den Fertigungsinformationen des nachzufertigenden Werkstücks abgeleiteten Fertigungsanforderungen erfüllt.
In einem anschließenden Verfahrensschritt wird das nachzufertigende Werkstück auf dem geeigneten Werkstückrohling durch die Auftragssteuerung angeordnet. Mit anderen Worten kann die Auftragssteuerung den Fertigungsplan des als geeignet ermittelten Werkstückrohlings der Art ändern, dass das nachzufertigende Werkstück bei der Abarbeitung des Fertigungsplan durch eine Bearbeitungsvorrichtung gefertigt wird.
Erfindungsgemäß ist somit ein computergestütztes Fertigungsverfahren gegeben, bei dem ein fehlerhaftes Werkstück, vorzugsweise automatisch, durch die Auftragssteuerung in dem geplanten Fertigungsablauf nachgefertigt wird. Ein manuelles Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks kann somit entfallen. Ferner kann ein Werkstückrohling für die Nachfertigung eingesetzt werden, der zum Fertigen von Werkstücken vorgesehen ist. Hierdurch kann ein Materialausschuss geringgehalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens beinhalten die Fertigungsinformationen einen Fertigungsendzeitpunkt für das nachzufertigende Werkstück. Ein Werkstückrohling kann in diesem Fall als geeignet ermittelt werden, wenn die Bearbeitung des Werkstückrohlings durch die Bearbeitungsvorrichtung in dem Fertigungsablauf vor dem Fertigungsendzeitpunkt erfolgt. Mit anderen Worten kann geprüft werden, ob das Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks zu einer Verzögerung des Liefertermins führen würde. Dies erlaubt das Einleiten von Maßnahmen zur eiligeren Nachfertigung des Werkstücks, beispielsweise durch manuelle Nachfertigung.
Die Auftragssteuerung ist vorzugsweise zum automatischen Durchführung von Maßnahmen zur eiligeren Nachfertigung eingerichtet. Hierdurch kann der Autonomiegrad des Fertigungsverfahrens weiter erhöht werden.
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens, bei der die Fertigungsinformationen zumindest eine Werkstückabmessung umfasst. Der Werkstückrohling kann durch die Auftragssteuerung als geeignet ermittelt werden, wenn das nachzufertigende Werkstück auf dem Werkstückrohling, insbesondere in einem Freiraum zwischen geplanten zu fertigenden Werkstücken, angeordnet werden kann. Mit anderen Worten ist die Auftragssteuerung zum Ermitteln von Freiräumen in den Fertigungsplänen des geplanten Fertigungsablaufs eingerichtet. Durch Anordnen des nachzufertigenden Werkstücks in einem Freiraum des Fertigungsplans kann eine höhere Werkstückdichte auf dem Werkstückrohling und mithin eine besonders ressourcenschonende Nachfertigung ermöglicht werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung des computergestützten Fertigungsverfahrens werden zur Anordnung des nachzufertigenden Werkstücks auf dem Werkstückrohling geplante zu fertigende Werkstücke neu angeordnet. Mit anderen Worten wird der Fertigungsablauf unter Berücksichtigung des nachzufertigenden Werkstücks einer Planoptimierung durch die Auftragssteuerung unterzogen. Eine Planoptimierung kann beispielsweise zu einer Neuanordnung der zu fertigenden Werkstücke mit verringerten Zwischenabständen und/oder durch eine platzeinsparende Verschachtelung der Werkstücke miteinander auf dem Werkstückrohling erfolgen. Bevorzugt ist zudem eine Weiterbildung des computergestützten Fertigungsverfahrens, bei der zur Anordnung des nachzufertigenden Werkstücks auf dem Werkstückrohling geplante zu fertigende Werkstücke auf einem dem Werkstückrohling nachfolgenden Werkstückrohling angeordnet werden. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass eine Priorisierung des nachzufertigenden Werkstücks, beispielsweise auf Grundlage des Fertigungsendzeitpunks, durch Verschiebung nachfolgender Fertigungsaufträge erfolgt. Hierdurch kann eine eiligere Nachfertigung des Werkstücks erfolgen. Beispielsweise kann der Fertigungsendzeitpunkt durch Priorisierung des nachzufertigenden Werkstücks eingehalten werden. Vorzugsweise erfolgt die Priorisierung eines nachzufertigenden Werkstücks ausschließlich dann, wenn die Priorisierung das Fertigen der nachfolgenden Werkstücke bis zu deren Fertigungsendzeitpunkt erlaubt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens ist vorgesehen, dass das auf dem geeigneten Werkstückrohling angeordnete nachzufertigende Werkstück durch die Bearbeitungsvorrichtung gefertigt wird. Vorzugsweise wird das zumindest eine nachgefertigte Werkstück gemäß den vorhergegangenen Erläuterungen, insbesondere zum Verfahrensschritt „Identifizieren des fehlerhaften Werkstücks" in Bezug auf eine fehlerfreien Herstellung kontrolliert. Wird das nachgefertigte Werkstück abermals als fehlerhaft identifiziert, kann vorgesehen sein, dass das vorbeschriebene Verfahren erneut durchgeführt wird. Ferner kann ein Bediener benachrichtigt werden, wodurch eine detaillierte Fehlersuche erfolgen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des computergestützten Fertigungsverfahrens ist die Werkzeugmaschine als Laserschneidmaschine ausgebildet. Die Anwendung des Fertigungsverfahrens in Verbindung mit einer Laserschneidmaschine wurde durch die Erfinder als besonders vorteilhaft befunden.
Die zugrundeliegende Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Fertigungssystem. Das Fertigungssystem umfasst wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung sowie die Auftragssteuerung. Vorzugsweise umfasst das Fertigungssystem mehrere Bearbeitungsvorrichtungen. Die Bearbeitungsvorrichtungen sind typischerweise jeweils einer Werkzeugmaschine zugeordnet. Die Auftragssteuerung kann von einer oder mehreren Werkzeugmaschinen umfasst ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Auftragssteuerung als separate Einheit des Fertigungssystems ausgebildet. In jedem Fall ist die Auftragssteuerung zur Kommunikation mit zumindest einer, insbesondere mit allen, Bearbeitungsvorrichtungen eingerichtet.
Das Fertigungssystem ist zum Ausführen des vorhergehend und im Folgenden beschriebenen Fertigungsverfahrens konfiguriert.
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 erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren zum Fertigen von Werkstücken in einer schematischen Darstellung;
Fig. 2 zeigt ein Fertigungssystem mit einer Bearbeitungsvorrichtung und einer Auftragssteuerung zum Durchführen einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens gemäß Fig. 1 in einer schematischen Darstellung.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes computergestütztes Fertigungsverfahren 10 in einer schematischen Darstellung. Das Fertigungsverfahren 10 ist zum Fertigen von Werkstücken 12 (siehe Fig. 2) aus einem Werkstückrohling 14 (siehe Fig. 2) gemäß einem Fertigungsplan 16 (siehe Fig. 2) durch eine Werkzeugmaschine 18 (siehe Fig. 2), insbesondere eine Flachbettwerkzeugmaschine, mit einer Bearbeitungsvorrichtung 20 (siehe Fig. 2) ausgebildet.
Das Fertigungsverfahren 10 weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf: a) Fertigen 22 von zumindest einem Werkstück 12 durch die Werkzeugmaschine 18; b) Identifizieren 24 eines fehlerhaften Werkstücks 26; c) Auslesen 28 von Fertigungsinformationen zu dem identifizierten fehlerhaften Werkstück 26 durch eine Auftragssteuerung 30; d) Ermitteln 32 eines zum Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks 26 geeigneten Werkstückrohlings 34 (siehe Fig. 2) in einem geplanten Fertigungsablauf 36 (siehe Fig. 2) in Abhängigkeit der ausgelesenen Fertigungsinformationen durch die Auftragssteuerung 30; e) Anordnen 38 eines nachzufertigenden Werkstücks 40 auf dem geeigneten Werkstückrohling 34 durch die Auftragssteuerung 30.
In einem anschließenden Verfahrensschritt kann das nachzufertigende Werkstücke 38 durch die Bearbeitungsvorrichtung 20 gefertigt werden.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fertigungssystem 42.
Das Fertigungssystem 42 umfasst die Bearbeitungsvorrichtung 20 und die Auftragssteuerung 30. Die Bearbeitungsvorrichtung 20 ist Bestandteil der Werkzeugmaschine 18, die zum Fertigen von Werkstücken 12 aus dem Werkstückrohling 14 gemäß dem Fertigungsplan 16 ausgebildet ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind lediglich zwei Werkstücke 12 mit einem Bezugszeichen versehen. Die Auftragssteuerung 24 ist gemäß der gezeigten Ausführungsform als separate Einheit ausgebildet und zur Kommunikation mit der Bearbeitungsvorrichtung 20 eingerichtet. In besonderer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Fertigungssystem 42 zumindest zwei, insbesondere mehrere, Werkzeugmaschinen 18 mit jeweils einer Bearbeitungsvorrichtung 20 aufweist.
Im Weiteren wird das Fertigungsverfahren 10 (siehe Fig. 1) anhand des dargestellten Fertigungssystems 42 näher erläutert.
Gemäß Verfahrensschritt 22 (siehe Fig. 1) „Fertigen von zumindest einem Werkstück" wird zumindest ein Werkstück 12 durch die Bearbeitungsvorrichtung 20 der Werkzeugmaschine 18 anhand des Fertigungsplans 16 gefertigt. Der Fertigungsplan 16 wurde typischerweise im Vorfeld des Fertigens 22 durch die Auftragssteuerung 30 an die Bearbeitungsvorrichtung 20 übermittelt. Darstellungsgemäß wurden mehrere Werkstücke 12 durch die Bearbeitungsvorrichtung 20 gefertigt und liegen als gefertigte Werkstücke 44 vor.
Des Weiteren liegen gemäß Fig. 2 mehrere der zu fertigenden Werkstücke 12 als ungefertigte Werkstücke 46 vor. Mit anderen Worten zeigt die Darstellung in Fig. 2 einen momentanen Zustand während des Fertigens der Werkstücke 12.
Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt 24 (siehe Fig. 1) „Identifizieren eines fehlerhaften Werkstücks" wird ein beschädigtes und/oder durch die Bearbeitungsvorrichtung 20 falsch hergestelltes fehlerhaftes Werkstück 26 identifiziert. Das Identifizieren bzw. Erkennen des fehlerhaften Werkstücks 26 kann darstellungsgemäß während des Fertigens 22 der Werkstücke 12 erfolgen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein fehlerhaftes Werkstück 26 bereits während des Fertigens 22 des fehlerhaften Werkstücks 26 als solches erkannt wird.
Zum Identifizieren kann das Fertigungssystem 42, insbesondere die Werkzeugmaschine 18 und/oder die Auftragssteuerung 30 nicht näher dargestellte Kontrollmittel aufweisen, die beispielsweise Unregelmäßigkeiten während des Fertigens 22 der Werkstücke 12 an der Bearbeitungsvorrichtung 20 detektieren und/oder durch optische Auswertungseinrichtungen gefertigte Werkstücke 44 mit einem aus dem Fertigungsplan 16 ableitbaren Soll-Zustand vergleichen. Mit anderen Worten kann das fehlerhafte Werkstück 26 als solches einem eigentlich zu fertigenden Werkstück 12 in dem Fertigungsplan 16 zugewiesen und über Abweichungen als fehlerhaft ermittelt werden.
Die Information über das fehlerhafte Werkstück 26 und/oder über das eigentlich zu fertigende Werkstück 12 kann der Auftragssteuerung 30, vorzugsweise einer Vergleichseinheit 50 der Auftragssteuerung 30, gemeldet werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt 28 (siehe Fig. 1) „Auslesen von Fertigungsinformationen" liest die Auftragssteuerung 30, vorzugsweise die Vergleichseinheit 50, die Fertigungsinformationen zu dem fehlerhaften Werkstück 26, bzw. zu dem eigentlich zu fertigenden Werkstück 12 aus. Typischerweise liest die Auftragssteuerung 30 die Fertigungsinformationen wie dargestellt aus dem Fertigungsplan 16 aus.
Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt 30 (siehe Fig. 1) „Ermitteln eines geeigneten Werkstückrohlings" ermittelt die Auftragssteuerung 30 einen zum Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks 26 geeigneten Werkstückrohling 34 in einem geplanten Fertigungsablauf.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Auftragssteuerung 30, insbesondere wie dargestellt die Vergleichseinheit 50, Rohlingsanforderungen aus den ausgelesenen Fertigungsinformationen zu dem nachzufertigenden Werkstück 40 ableitet. Typischerweise muss ein geeigneter Werkstückrohling 34 beispielsweise das gleiche Material sowie die gleiche Rohlingsdicke wie der eigentlich zum Fertigen des fehlerhaften Werkstücks 26 vorgesehene Werkstückrohling 14 aufweisen.
Der Fertigungsablauf kann einen, darstellungsgemäß zwei, weitere Fertigungspläne 16a, 16b aufweisen. Die Fertigungspläne 16a, 16b sind beispielsweise zum Fertigen von Werkstücken 12a, 12b aus Werkstückrohlingen 14a, 14b im Anschluss an die Abarbeitung des Fertigungsplans 16 durch die Bearbeitungsvorrichtung 20 vorgesehen. Die Fertigungspläne 16a, 16b werden vorzugsweise durch die Auftragssteuerung 30 verwaltet. Mit anderen Worten können die Fertigungspläne 16a, 16b durch die Auftragssteuerung 30, insbesondere die Vergleichseinheit 50, geändert werden.
In dem gezeigten Beispiel weisen sowohl der Fertigungsplan 16a als auch der Fertigungsplan 16b des Fertigungsablaufs 36 Freiräume 52 auf. Die Freiräume 52 sind gemäß dem Beispiel ausreichend bemessen, um das fehlerhafte Werkstück 26 entweder gemäß dem Fertigungsplan 16a aus dem Werkstückrohling 14a oder gemäß dem Fertigungsplan 16b aus dem Werkstückrohling 14b nachzufertigen. Mit anderen Worten können Rohlingsanforderungen betreffend die Abmessungen eines zum Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks 26 benötigten Freiraums 50 erfüllt sein.
Der Werkstückrohling 14a kann eine Rohlingsdicke aufweisen, die beispielsweise geringer oder größer als die Rohlingsdicke des Werkstückrohlings 14 ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Werkstückrohling 14a ein unterschiedliches Rohlingsmaterial verglichen mit dem ursprünglichen Werkstückrohling 14 aufweisen. Mit anderen Worten können die Rohlingsanforderungen betreffend eine Rohlingsdicke und/oder ein Rohlingsmaterial nicht erfüllt sein.
In diesem Fall kann die Auftragssteuerung 30 vorsehen, dass die Rohlingsanforderungen mit dem nächsten Werkstückrohling 14b in dem Fertigungsablauf verglichen werden. Der Werkstückrohling 14b kann beispielsweise alle Rohlingsanforderungen erfüllen. Der Werkstückrohling 14b wird sodann durch die Auftragssteuerung 30 als ein geeigneter Werkstückrohling 34 ermittelt.
Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt 38 (siehe Fig. 1) „Anordnen des nachzufertigenden Werkstücks auf dem Werkstückrohling" wird das nachzufertigende Werkstück 12 auf dem Werkstückrohling 14b angeordnet. Mit anderen Worten wird der Fertigungsplan 16b durch die Auftragssteuerung 30 geändert, sodass dieser das Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks 26 zusammen mit dem Fertigen der Werkstücke 12b umfasst. Bezuqszeichenliste
Fertigungsverfahren 10;
Werkstück 12, 12a, 12b;
Werkstückrohling 14, 14a, 14b;
Fertigungsplan 16, 16a, 16b;
Werkzeugmaschine 18;
Bearbeitungsvorrichtung 20;
Verfahrensschritt 22 „Fertigen eines Werkstücks"
Verfahrensschritt 24 „Identifizieren eines fehlerhaften Werkstücks";
Fehlerhaftes Werkstück 26;
Verfahrensschritt 28 „Auslesen von Fertigungsinformationen";
Auftragssteuerung 30;
Verfahrensschritt 32 „Ermitteln eines geeigneten Werkstückrohlings";
Geeigneter Werkstückrohling 34;
Fertigungsablauf 36;
Verfahrensschritt 38 „Anordnen eines nachzufertigenden Werkstücks auf dem geeigneten Werkstückrohling";
Nachzufertigendes Werkstück 40;
Fertigungssystem 42;
Gefertigtes Werkstücke 44;
Ungefertigtes Werkstück 46;
Vergleichseinheit 50;
Freiraum 52.

Claims

Patentansprüche Computergestütztes Fertigungsverfahren (10) zum Fertigen von Werkstücken (12, 12a, 12b) aus einem Werkstückrohling (14, 14a, 14b) gemäß einem Fertigungsplan (16, 16a, 16b) durch eine Werkzeugmaschine (18), insbesondere eine Flachbettwerkzeugmaschine, mit einer Bearbeitungsvorrichtung (20), aufweisend die Verfahrensschritte: a) Fertigen (22) von zumindest einem Werkstück (12, 12a, 12b) durch die Werkzeugmaschine (18); b) Identifizieren (24) eines fehlerhaften Werkstücks (26); c) Auslesen (28) von Fertigungsinformationen zu dem identifizierten fehlerhaften Werkstück (26) durch eine Auftragssteuerung (30); d) Ermitteln (32) eines zum Nachfertigen des fehlerhaften Werkstücks (26) geeigneten Werkstückrohlings (34) in einem geplanten Fertigungsablauf (36) in Abhängigkeit der ausgelesenen Fertigungsinformationen durch die Auftragssteuerung (30); e) Anordnen (38) des nachzufertigenden Werkstücks (40) auf dem geeigneten Werkstückrohling (34) durch die Auftragssteuerung (30). Computergestütztes Fertigungsverfahren (10) nach Anspruch 1, wobei die Fertigungsinformationen einen Fertigungsendzeitpunkt für das nachzufertigende Werkstück (40) beinhalten, wobei der Werkstückrohling (14, 14a, 14b) als geeignet ermittelt wird, wenn die Bearbeitung des Werkstückrohlings (14, 14a, 14b) durch die Bearbeitungsvorrichtung (20) in dem Fertigungsablauf (36) vor dem Fertigungsendzeitpunkt erfolgt. Computergestütztes Fertigungsverfahren (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fertigungsinformationen eine Werkstückabmessung umfassen, wobei der Werkstückrohling (14, 14a, 14b) als geeignet ermittelt wird, wenn das nachzufertigende Werkstück (40) auf dem Werkstückrohling (14, 14a, 14b), insbesondere in einem Freiraum (52) zwischen geplanten zu fertigenden Werkstücken (12, 12a, 12b), angeordnet werden kann. Computergestütztes Fertigungsverfahren (10) nach Anspruch 3, wobei zur Anordnung des nachzufertigenden Werkstücks (40) auf dem Werkstückrohling (14, 14a, 14b) geplante zu fertigende Werkstücke (12, 12a, 12b) neu angeordnet werden. Computergestütztes Fertigungsverfahren (10) nach Anspruch 4, wobei zur Anordnung des nachzufertigenden Werkstücks (40) auf dem Werkstückrohling (14, 14a, 14b) geplante zu fertigende Werkstücke (12, 12a, 12b) auf einem dem Werkstückrohling (14, 14a, 14b) nachfolgenden Werkstückrohling (14, 14a, 14b) angeordnet werden. Computergestütztes Fertigungsverfahren (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das auf dem geeigneten Werkstückrohling (34) angeordnete nachzufertigende Werkstück (40) durch die Bearbeitungsvorrichtung (20) gefertigt wird. Computergestütztes Fertigungsverfahren (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Werkzeugmaschine (18) als Laserschneidmaschine ausgebildet ist. Fertigungssystem (42), umfassend wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung (20) sowie die Auftragssteuerung (30), die zum Ausführen des Fertigungsverfahrens (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche konfiguriert ist.
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