WO2024259464A1 - Vorrichtung zur materialbearbeitung mit zumindest manueller beschickung und/oder bedienung, sowie programmiersystem - Google Patents

Vorrichtung zur materialbearbeitung mit zumindest manueller beschickung und/oder bedienung, sowie programmiersystem Download PDF

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Uwe HAIGERMOSER
Thomas SCHWARZGRUBER
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    • G05B2219/45143—Press-brake, bending machine

Definitions

  • the invention relates to a device for material processing with manual loading and operation, in particular of metallic workpieces, especially a bending machine, according to the preamble of claim 1, as well as an offline programming system for generating control commands for controlling such devices, according to the preamble of claim 11.
  • EP 2 590040 Bl discloses a bending machine in which two cameras are arranged on the press beam and in particular in the area of the work and manipulation space in front of the press beam. These cameras capture the work area in front of the machine, in particular the inserted sheet metal. The captured image is transmitted to a data processing device. This evaluates the orientation in which the sheet metal was inserted into the bending machine. If the sheet metal is incorrectly aligned for the next bending step to be carried out, position correction information is created and projected onto the sheet metal by a projector, which projector is also arranged on the press beam in the front work and manipulation space. The operator thus receives a representation on the sheet metal in front of him of the direction in which the sheet metal must be moved in order to be correctly inserted into the bending machine for the next work step.
  • EP 3507034 B1 discloses a bending machine with a bending information display device, which is formed by at least one projector and a display surface for the projected information.
  • the bending information can be displayed by at least one of the group workpiece contour, bending line, control panel, status data of the press beam, alignment information, target angle, piece counter and areas on the sheet to be formed with a increased risk of injury during the bending process. It is also possible to visualize those areas on the workpiece in which there is a risk of injury from the forming sheet metal during the bending process.
  • the object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a device by means of which the operator can manipulate the workpiece to be processed in a low-risk and at the same time material-friendly manner.
  • the device according to the invention is equipped with at least one tool and an electronic control with a memory in which control commands for the tool are stored, as well as with an optical display device.
  • such a device is characterized in that the control is designed to determine an optimized gripping posture and/or an optimized gripping position on the workpiece for each work process and to output it on the optical display device.
  • the operator can be shown in color those positions and/or surfaces where he can grip the bent part in the respective bending step and guide it safely during the forming process.
  • those gripping positions and/or surfaces where there is a potential risk to the physical integrity of the operator should be excluded, or those positions and/or surfaces should be shown where this risk is minimal.
  • a design tool for determining the optimal gripping posture and/or optimal gripping position on the workpiece is implemented in the controller, in which the human gripping mechanism is represented.
  • the optimized gripping posture and/or optimized gripping position on the workpiece can be stored together with the bending graphic in the memory of the controller and made available for output on the optical display device.
  • a further embodiment of the invention provides that the memory of the control is designed so that for each work process the optimized gripping position and/or optimized gripping position on the workpiece can be stored together with bending graphics and made available for output on the optical display device.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention is characterized by a device for reading information from a library which describes the shape changes of the workpiece and the trajectories of different regions of the workpiece during and after the machining process for workpieces of different initial shapes and for different machining processes.
  • a device for predicting and/or determining the areas of the workpiece with no or little shape changes and/or short trajectories is further integrated into or connected to the device.
  • a device according to the invention also comprises a device for projecting optical markings onto the areas of the workpiece with no or little shape changes and/or short trajectories.
  • An alternative embodiment according to the invention is characterized by a device for optically displaying the shape changes of the workpiece and the trajectories of different areas of the workpiece during and after the machining process.
  • the optical display can be formed by AR (augmented reality) glasses and/or by a screen.
  • Another device for solving the problem set at the beginning is an offline programming system for creating control commands for controlling devices according to one of the preceding paragraphs. It is equipped with a data Input device and an optical display device, as well as a data interface to the device for material processing and/or to a storage medium.
  • this system is characterized in that the data input device is designed to input gripping postures and/or gripping positions on the workpiece.
  • the data input device and the data interface and/or the storage medium are designed to write the optimized gripping position and/or optimized gripping position on the workpiece together with bending graphics into the memory of the device and/or onto the storage medium for each work process.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized by a design tool for the optimal gripping posture and/or optimal gripping position on the workpiece, in which the human gripping mechanism is represented.
  • Fig. 1 is a simplified perspective view of a bending machine with an optical bending information display device
  • Fig. 2 a view of AR glasses from the user's perspective, for the configuration shown in Fig. 1
  • Fig. 1 shows a bending machine 1 as a preferred example of a device according to the invention for material processing with manual loading and operation.
  • the bending machine 1 is equipped with a sensor and display unit 2 and at least one Tool, here an upper press beam 6, which is movably guided relative to the machine frame 3 with its two side parts 4 and the machine table 5, wherein the relative movement is carried out by a drive means not shown.
  • the machine table 5 and a lower tool 7 are arranged below the press beam 6.
  • the control of the movement sequences of the bending machine 1, including the receipt of the operator inputs and the display of all process-relevant information on a screen 8 as an example of an optical display device, is carried out by an electronic control 9 with a memory in which control commands for the at least one tool 6, 7 are stored.
  • AR augmented reality glasses 10 worn by the machine operator, which receives the information to be displayed from the electrical control 9 via cable or wireless connection.
  • Another possibility for displaying process-relevant information is projection onto display surfaces 11, preferably designed to be reflective and color-neutral, for example on the machine table 5, for which purpose a projector 12 is attached to the machine frame 3 or the press beam 6.
  • the workpiece 13 itself could also serve as a projection surface as soon as it is in its intended position in the area of the lower tool 7 and/or the press beam 6. Combinations of all projection or optical display variants are also possible.
  • the control system 9 of the bending machine 1 is now designed in such a way that the deformations that occur are determined in advance, preferably using a simulation algorithm, either by manually entering the parameters of the workpiece 13, its position and/or the bending process, and taking these into account, an optimized gripping position, the optimized positioning of the hands and arms 14 of the operator and/or an optimized gripping position on the workpiece for each work process and outputting them on the optical display device 8, 10, 11, 13.
  • a simulation algorithm either by manually entering the parameters of the workpiece 13, its position and/or the bending process, and taking these into account, an optimized gripping position, the optimized positioning of the hands and arms 14 of the operator and/or an optimized gripping position on the workpiece for each work process and outputting them on the optical display device 8, 10, 11, 13.
  • those positions and/or surfaces at which the operator can grip the workpiece 13 in the respective bending step and guide it safely during the forming process can be shown in color.
  • control 9 can contain a design tool for determining the optimal gripping position and/or optimal gripping position 15 on the workpiece 13, in which the human gripping mechanism is represented.
  • the optimized gripping position and/or optimized gripping position 15 on the workpiece 13 together with a bending graphic are stored in the memory of the controller 9 and made available for output on the optical display device 8, 10, 11, 13.
  • a further embodiment of the invention provides that the memory of the control is designed such that for each work process the optimized gripping position and/or optimized gripping position 15 on the workpiece 13 can be stored together with bending graphics and made available for output on the optical display device 8, 10, 11, 13.
  • Fig. 2 shows a view of AR glasses 10 from the perspective of the wearer of the glasses 10, in particular a view of the display surface 16.
  • the objects and machine areas in the field of view are shown on it, in the same way as when looking through conventional safety glasses.
  • the operator of the bending machine 1 can see, for example, the lower tool 7, the machine table 5 and the workpiece 13 as well as his own arms and hands 14.
  • the information explained above is displayed in this image, as determined in the control system 9, in particular those positions and/or surfaces at which the operator can grip the workpiece 13 in the respective bending step and guide it safely during the forming process.
  • a preferred embodiment further comprises a device for reading information from a library which describes the shape changes of the workpiece 13 and the trajectories of various areas of the workpiece 13 during and after the machining process for workpieces 13 of different initial shapes and for different machining processes, i.e. also taking into account the tools used.
  • a device for predicting and/or determining the areas of the workpiece 13 with no or little shape changes and/or short trajectories can be integrated into the device or connected to it, in particular a simulation tool for the respective machining type and process.
  • the display of the optimized gripping position can thus also be realized by providing a device for projecting optical markings onto the areas of the workpiece 13 with no or little shape changes and/or short trajectories in or on the bending machine 1.
  • a further alternative is a device for optically displaying the shape changes of the workpiece 13 and the trajectories of various areas of the workpiece 13 during and after the machining process.
  • the design of the bending machine 1 explained above or of any similarly designed device for material processing enables the determination and display of optimized gripping positions of the workpiece 13 directly during processing. By using suitable simulation tools, it is also possible to provide the same functionality using an offline programming system for creating control commands for the controller 9 of such devices.
  • a corresponding system is equipped with a data input device and an optical display device, as well as with a data interface to the device for material processing, for example a bending machine 1 and/or to a storage medium, with which the control commands can be made available for and imported into any controller 9 equipped with corresponding interfaces.
  • the data input device is preferably designed to input gripping postures and/or gripping positions on the workpiece.
  • a further embodiment of the invention provides a design of the data input device and the data interface and/or the storage medium that writes the optimized gripping posture and/or optimized gripping position on the workpiece together with a bending graphic into the memory of the device and/or onto the storage medium for each work process.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized by a design tool for the optimal gripping posture and/or optimal gripping position on the workpiece, in which the human gripping mechanism is depicted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Programmiersystem zur Materialbearbeitung mit zumindest manueller Beschickung und/oder Bedienung, mit zumindest einem Werkzeug (5, 6) und einer elektronischen Steuereinrichtung (9), die konfiguriert ist zum Auswahlen und/oder Positionieren von Werkzeugen sowie zur Durchführung des Bearbeitungsvorganges mit Formänderung des Werkstücks (13), sowie mit einer optischen Anzeigeeinrichtung (8, 10, 11, 13), und vorzugsweise einer Einrichtung zur Anzeige der korrekten Ausrichtung des Werkstücks für den jeweiligen Bearbeitungsvorgang. Die Steuerung (9) ist ausgelegt, um für jeden Arbeitsvorgang eine optimierte Greifhaltung und/oder eine optimierte Greifposition (15) am Werkstück (13) zu bestimmen und anzuzeigen.

Description

VORRICHTUNG ZUR MATERIALBEARBEITUNG MIT ZUMINDEST MANUELLER BESCHICKUNG UND/ODER BEDIENUNG, SOWIE PROGRAMMIERSYSTEM
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit manueller Beschickung und Bedienung, insbesondere von metallischen Werkstücken, speziell Biegemaschine, gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Offline-Programmiersystem zur Erstellung von Steuerbefehlen für die Steuerung derartiger Vorrichtungen, gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 11.
Bei komplexen Biegeteilen kann es in manchen Biegeschritten unklar sein, wie sich das Teil während der Verformung verhält. Speziell in Hinsicht auf ungelerntes Bedienpersonal kann dies zu erhöhter Gefährdung führen, da das Biegeteil dann an ungeeigneten Positionen unterstützt wird — darunter auch potentielle Quetschstellen und/oder Scherstellen.
Mit Hilfe des Offline-Programmiersystems TecZone Bend der Anmelderin ist es heute möglich Greiferpositionen für robotergestützte Biegezellen zu bestimmen — auch hier müssen mögliche Kollisionen in der Auslegung bereits mitberücksichtigt werden.
Aus der EP 2 590040 Bl ist eine Biegemaschine bekannt, bei der am Pressbalken und insbesondere im Bereich des Arbeits- und Manipulationsraums vor dem Pressbalken, zwei Kameras angeordnet sind. Diese erfassen den Arbeitsbereich vor der Maschine, insbesondere das eingelegte Blech. Das erfasste Abbild wird an eine Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt. Von dieser wird ausgewertet, in welcher Ausrichtung das Blech in die Biegemaschine eingelegt wurde. Bei einer, für den nächsten durchzuführenden Biegeschritt fehlerhaften Ausrichtung des Bleches, wird eine Positionskorrekturinformation erstellt und von einem Projektor auf das Blech projiziert, welcher Projektor ebenfalls am Pressbalken im vorderen Arbeits- und Manipulationsraum angeordnet ist. Somit erhält der Bediener eine Darstellung vor sich am Blech, in welcher Richtung das Blech bewegt werden muss, um für den nächsten Arbeitsschritt korrekt in der Biegemaschine eingelegt zu sein.
Die EP 3507034 B l offenbart eine Biegemaschine mit einer Biegeinformations-Anzeigevorrichtung, die durch zumindest einen Projektor und eine Anzeigefläche für die projizierten Informationen gebildet ist. Unter anderem können die Biegeinformation durch zumindest eines der Gruppe Werkstückkontur, Biegelinie, Bedienfeld, Statusdaten des Pressbalkens, Ausrichtinformation, Sollwinkel, Stückzähler und Bereiche am umzuformenden Blech mit einem erhöhten Verletzungsrisiko während des Biegevorgangs gebildet sein. Dabei ist es auch möglich, am Werkstück jene Bereiche zu visualisieren, in denen im Biegevorgang ein Verletzungsrisiko durch das sich umformende Blech besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels derer dem Bediener ein gefährdungsarmes und gleichzeitig materialschonendes Manipulieren des zu bearbeitenden Werkstücks möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ausgestattet mit zumindest einem Werkzeug und einer elektronischen Steuerung mit einem Speicher, in welchem Steuerbefehle für das Werkzeug abgelegt sind, sowie mit einer optischen Anzeigeeinrichtung.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine derartige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ausgelegt ist, für jeden Arbeitsvorgang eine optimierte Greifhaltung und/oder eine optimierte Greifposition am Werkstück zu bestimmen und auf der optischen Anzeigeeinrichtung auszugeben.
In der Biegeansicht eines vorbereiteten Biegeteils können beispielsweise dem Bediener jene Positionen und oder Flächen farblich dargestellt werden, an denen er das Biegeteil in dem jeweiligen Biegeschritt angreifen und während des Umformprozesses sicher führen kann. Dabei sollen vor allem jene Greifpositionen und/oder Flächen ausgeschlossen werden, an denen potentiell eine Gefährdung der körperlichen Unversehrtheit des Bedieners gegeben ist, bzw. jene Positionen und/oder Flächen dargestellt sein, an denen diese Gefährdung minimal ist.
Gemäss einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass in der Steuerung ein Auslegungstool zur Ermittlung der optimale Greifhaltung und/oder optimale Greifposition am Werkstück implementiert ist, in welchem die menschliche Greifmechanik abgebildet ist. Bevorzugt kann für jeden Arbeitsvorgang die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition am Werkstück zusammen mit Biegegrafik im Speicher der Steuerung abgelegt und zur Ausgabe auf der optischen Anzeigeeinrichtung zur Verfügung gestellt sein.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Speicher der Steuerung ausgelegt ist, dass für jeden Arbeitsvorgang die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition am Werkstück zusammen mit Biegegrafik abgelegt und zur Ausgabe auf der optischen Anzeigeeinrichtung zur Verfügung gestellt werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Lesen von Informationen aus einer Bibliothek, die für Werkstücke verschiedener Ausgangsformen und für verschiedene Bearbeitungsvorgänge die Formänderungen des Werkstücks und die Trajektorien verschiedener Bereiche des Werkstücks während und nach dem Bearbeitungsvorgang beschreibt.
Bevorzugt ist weiters eine Einrichtung zum Vorhersagen und/oder Bestimmen der Bereiche des Werkstücks mit keinen oder geringen Formänderungen und/oder kurzen Trajektorien in die Vorrichtung integriert oder damit verbunden.
Bevorzugt weist eine erfindungsgemässe Vorrichtung auch eine Einrichtung zur Projizierung von optischen Markierungen auf die der Bereiche des Werkstücks mit keinen oder geringen Formänderungen und/oder kurzen Trajektorien auf.
Eine alternative erfindungsgemässe Ausführungsform ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur optischen Anzeige der Formänderungen des Werkstücks und die Trajektorien verschiedener Bereiche des Werkstücks während und nach dem Bearbeitungsvorgang.
Dabei kann die optische Anzeige durch eine AR (augmented reality) Brille gebildet sein, und/oder auch durch einen Bildschirm.
Eine weitere erfindungsgemässe Vorrichtung zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ist ein Offline-Programmiersystem zur Erstellung von Steuerbefehlen für die Steuerung von Vorrichtungen gemäss einem der vorhergehenden Absätze. Es ist ausgestattet mit einer Daten- Eingabevorrichtung und einer optischen Anzeigeeinrichtung, sowie mit einer Daten-Schnitt- stelle zur Vorrichtung zur Materialbearbeitung und/oder zu einem Speichermedium.
Dieses System ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Daten-Eingabevorrich- tung zur Eingabe von Greifhaltungen und/oder Greifpositionen am Werkstück ausgelegt ist.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Daten-Eingabevorrichtung und die Daten-Schnitt- stelle und/oder das Speichermedium ausgelegt sind, für jeden Arbeitsvorgang die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition am Werkstück zusammen mit Biegegrafik in den Speicher der Vorrichtung und/oder auf das Speichermedium zu schreiben.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Auslegungstool für die optimale Greifhaltung und/oder optimale Greifposition am Werkstück, in welchem die menschliche Greifmechanik abgebildet ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer Biegemaschine mit einer optischen Biegeinformations-Anzeigevorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht einer AR-Brille aus der Sicht des Benutzers, für die in Fig. 1 dargestellte Konfiguration
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Fig. 1 zeigt eine Biegemaschine 1 als bevorzugtes Beispiel für eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit manueller Beschickung und Bedienung. Die Biegemaschine 1 ist ausgestattet mit einer Sensor- und Anzeigeeinheit 2 und zumindest einem Werkzeug, hier einen oberen Pressbalken 6, der relativ zum Maschinenrahmen 3 mit seinen zwei Seitenteilen 4 und dem Maschinentisch 5 beweglich geführt ist, wobei die Relativbewegung von einem nicht dargestellten Antriebsmittel durchgeführt wird. Unterhalb des Pressbalkens 6 sind der Maschinentisch 5 und ein Unterwerkzeug 7 angeordnet. Die Steuerung der Bewegungsabläufe der Biegemaschine 1, einschliesslich des Empfangs der Bedienereingaben und der Anzeige aller prozessrelevanten Informationen auf einem Bildschirm 8 als Beispiel für eine optische Anzeigeeinrichtung erfolgt durch eine elektronische Steuerung 9 mit einem Speicher, in welchem Steuerbefehle für das zumindest eine Werkzeug 6, 7 abgelegt sind. Eine andere Alternative für eine optische Anzeigeeinrichtung ist eine durch den Maschinenbediener getragene AR (augmented reality) Brille 10, die von der elektrischen Steuerung 9 über Kabel oder drahtlose Verbindung ihre anzuzeigenden Informationen erhält. Eine weitere Möglichkeit für die Anzeige prozessrelevanter Informationen ist die Projektion auf vorzugsweise reflektierend und farbneutral gestaltete Anzeigeflächen 11 beispielsweise auf dem Maschinentisch 5, wozu ein Projektor 12 am Maschinenrahmen 3 oder dem Pressbalken 6 angebracht ist. Auch das Werkstück 13 selbst könnte als Projektionsfläche dienen, sobald es an seiner bestimmungsgemäss vorgesehenen Position im Bereich des Unterwerkzeugs 7 und/oder des Pressbalkens 6 ist. Auch Kombinationen aller Projektions- bzw. optischer Anzeigevarianten ist möglich.
Die Steuerung 9 der Biegemaschine 1 ist nun derart ausgelegt, entweder durch manuelle Eingabe der Parameter des Werkstücks 13, dessen Position und/oder des Biegeablaufes die dabei auftretenden Verformungen vorab zu bestimmen, vorzugsweise unter Verwendung eines Simulationsalgorithmus, und unter deren Berücksichtigung für jeden Arbeitsvorgang eine optimierte Greifhaltung, die optimierte Positionierung der Hände und Arme 14 der Bedienungsperson und/oder eine optimierte Greifposition am Werkstück zu bestimmen und auf der optischen Anzeigeeinrichtung 8, 10, 11, 13 auszugeben. In der Biegeansicht eines vorbereiteten Werkstücks 13 können beispielsweise jene Positionen und oder Flächen farblich dargestellt werden, an denen die Bedienungsperson das Werkstück 13 in dem jeweiligen Biegeschritt angreifen und während des Umformprozesses sicher führen kann.
Dazu kann die Steuerung 9 ein Auslegungstool zur Ermittlung der optimale Greifhaltung und/oder optimale Greifposition 15 am Werkstück 13 beinhalten, in welchem die menschliche Greifmechanik abgebildet ist. Bevorzugt ist dann für jeden Arbeitsvorgang an der Biegemaschine 1, unter Berücksichtigung der konkreten Ausgestaltung des Pressbalkens 6 und/oder des Unterwerkzeuges 7, die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition 15 am Werkstück 13 zusammen mit einer Biegegrafik im Speicher der Steuerung 9 abgelegt und zur Ausgabe auf der optischen Anzeigeeinrichtung 8, 10, 11, 13 zur Verfügung gestellt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Speicher der Steuerung ausgelegt ist, dass für jeden Arbeitsvorgang die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition 15 am Werkstück 13 zusammen mit Biegegrafik abgelegt und zur Ausgabe auf der optischen Anzeigeeinrichtung 8, 10, 11, 13 zur Verfügung gestellt werden kann.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer AR Brille 10 aus der Sicht des Träger der Brille 10, insbesondere eine Ansicht der Anzeigefläche 16. Darauf sind die im Blickfeld liegenden Gegenstände und Maschinenbereiche abgebildet, in gleicher Weise wie beim Blick durch eine herkömmliche Schutzbrille. So kann die Bedienperson der Biegemaschine 1 etwa das Unterwerkzeug 7, den Maschinentisch 5 und das Werkstück 13 sowie seine eigenen Arme und Hände 14 sehen. Im Sinne der gegenständlichen Erfindung werden in dieses Bild die oben erläuterten Informationen eingeblendet, wie sie in der Steuerung 9 ermittelt werden, insbesondere jene Positionen und oder Flächen, an denen die Bedienungsperson das Werkstück 13 in dem jeweiligen Biegeschritt angreifen und während des Umformprozesses sicher führen kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform weist weiter eine Einrichtung zum Lesen von Informationen aus einer Bibliothek auf, die für Werkstücke 13 verschiedener Ausgangsformen und für verschiedene Bearbeitungsvorgänge, d.h. auch unter Berücksichtigung der dabei verwendeten Werkzeuge, die Formänderungen des Werkstücks 13 und die Trajektorien verschiedener Bereiche des Werkstücks 13 während und nach dem Bearbeitungsvorgang beschreibt. Vorteilhafterweise kann eine Einrichtung zum Vorhersagen und/oder Bestimmen der Bereiche des Werkstücks 13 mit keinen oder geringen Formänderungen und/oder kurzen Trajektorien in die Vorrichtung integriert oder damit verbunden sein, insbesondere ein Simulationstool für den jeweiligen Bearbeitungstypus und -ablauf.
Die Anzeige der optimierten Greifposition kann damit auch dadurch realisiert sein, dass eine Einrichtung zur Projizierung von optischen Markierungen auf die der Bereiche des Werkstücks 13 mit keinen oder geringen Formänderungen und/oder kurzen Trajektorien in oder an der Biegemaschine 1 vorgesehen ist. Eine weitere Alternative ist eine Einrichtung zur optischen Anzeige der Formänderungen des Werkstücks 13 und die Trajektorien verschiedener Bereiche des Werkstücks 13 während und nach dem Bearbeitungsvorgang. Die oben erläuterte Gestaltung der Biegemaschine 1 bzw. jeder gleichartig ausgelegten Vorrichtung zur Materialbearbeitung ermöglichen die Bestimmung und Anzeige optimierter Greifpositionen des Werkstücks 13 unmittelbar während der Bearbeitung. Durch den Einsatz geeigneter Simulationstools ist es auch möglich, die gleiche Funktionalität mittels eines Offline-Programmiersystem zur Erstellung von Steuerbefehlen für die Steuerung 9 derartiger Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen. Ein dementsprechendes System ist ausgestattet mit einer Daten-Eingabevorrichtung und einer optischen Anzeigeeinrichtung, sowie mit einer Daten- Schnittstelle zur Vorrichtung zur Materialbearbeitung, beispielsweise einer Biegemaschine 1 und/oder zu einem Speichermedium, mit welchem die Steuerbefehle für beliebige, mit entsprechenden Schnittstellen ausgestatteten Steuerungen 9 zur Verfügung gestellt und in diese eingespielt werden können.
Bevorzugt ist die Daten-Eingabevorrichtung zur Eingabe von Greifhaltungen und/oder Greifpositionen am Werkstück ausgelegt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Auslegung der Daten-Eingabevorrichtung und der Daten-Schnittstelle und/oder des Speichermediums vor, die für jeden Arbeitsvorgang die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition am Werkstück zusammen mit einer Biegegrafik in den Speicher der Vorrichtung und/oder auf das Speichermedium schreibt. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Auslegungstool für die optimale Greifhaltung und/oder optimale Greifposition am Werkstück, in welchem die menschliche Greifmechanik abgebildet ist.
Bezugszeichenaufstellung
Biegemaschine
Sensor- und Anzeigeeinheit
Maschinenrahmen
Seitenteil
Maschinentisch
Pressbalken
Unterwerkzeug
Bildschirm
Steuerung
AR Brille
Anzeigefläche
Projektor
Werkstück
Arm und Hand
Greifposition
Anzeigefläche

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit zumindest manueller Beschickung und/oder Bedienung, insbesondere zur Bearbeitung von metallischen Werkstücken (13), speziell eine Biegemaschine (1), mit zumindest einem Werkzeug (5, 6) und einer elektronischen Steuereinrichtung (9), die konfiguriert ist zum Auswahlen und/oder Positionieren von Werkzeugen sowie zur Durchführung des Bearbeitungsvorganges mit Formänderung des Werkstücks (13), sowie mit einer optischen Anzeigeeinrichtung (8, 10, 11, 13), und vorzugsweise einer Einrichtung zur Anzeige der korrekten Ausrichtung des Werkstücks für den jeweiligen Bearbeitungsvorgang dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (9) ausgelegt ist, für jeden Arbeitsvorgang eine optimierte Greifhaltung und/oder eine optimierte Greifposition (15) am Werkstück (13) zu bestimmen und anzuzeigen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung (9) ein Auslegungstool zur Ermittlung der optimale Greifhaltung und/oder optimalen Greifposition (15) am Werkstück (13) implementiert ist, in welchem die menschliche Greifmechanik abgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Arbeitsvorgang die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition (15) am Werkstück (13) zusammen mit Biegegrafik im Speicher der Steuerung (9) abgelegt und zur Ausgabe auf der optischen Anzeigeeinrichtung (8, 10, 11, 13) zur Verfügung gestellt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher der Steuerung (9) ausgelegt ist, dass für jeden Arbeitsvorgang die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition (15) am Werkstück (13) zusammen mit Biegegrafik abgelegt und zur Ausgabe auf der optischen Anzeigeeinrichtung (8, 10, 11, 13) zur Verfügung gestellt werden kann.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Lesen von Informationen aus einer Bibliothek, die für Werkstücke (13) verschiedener Ausgangsformen und für verschiedene Bearbeitungsvorgänge die Formänderungen des Werkstücks (13) und die Trajektorien verschiedener Bereiche des Werkstücks während und nach dem Bearbeitungsvorgang beschreibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vorhersagen und/oder Bestimmen der Bereiche des Werkstücks (13) mit keinen oder geringen Formänderungen und/oder kurzen Trajektorien.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Projizierung von optischen Markierungen (15) auf die der Bereiche des Werkstücks (13) mit keinen oder geringen Formänderungen und/oder kurzen Trajektorien.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8, 10, 11, 13) zur optischen Anzeige der Formänderungen des Werkstücks (13) und die Trajektorien verschiedener Bereiche des Werkstücks während und nach dem Bearbeitungsvorgang.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeige durch eine AR (augmented reality) Brille (10) gebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeige durch einen Bildschirm (8) gebildet ist.
11. Offline-Programmiersy stem zur Erstellung von Steuerbefehlen für die Steuerung von Vorrichtungen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Daten-Eingabevorrich- tung und einer optischen Anzeigeeinrichtung, sowie mit einer Daten-Schnittstelle zur Vorrichtung zur Materialbearbeitung und/oder zu einem Speichermedium, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten-Eingabevorrichtung zur Eingabe von Greifhaltungen und/oder Greifpositionen am Werkstück ausgelegt ist.
12. Programmiersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten- Eingabevorrichtung und die Daten-Schnittstelle und/oder das Speichermedium ausgelegt sind, für jeden Arbeitsvorgang die optimierte Greifhaltung und/oder optimierte Greifposition am Werkstück zusammen mit Biegegrafik in den Speicher der Vorrichtung und/oder auf das Speichermedium zu schreiben.
13. Programmiersystem nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch ein Auslegungstool für die optimale Greifhaltung und/oder optimale Greifposition am Werkstück, in welchem die menschliche Greifmechanik abgebildet ist.
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