DE-102024132111-A1 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Prüfen von Werkzeugen

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Prüfen des Verschleißzustandes von mehreren Werkzeugen, bei dem, insbesondere automatisch nacheinander, jeweils eines von mehreren, in einem mehrere Werkzeuge (15) umfassenden Werkzeugspeicher (27) angeordneten, zu prüfenden Werkzeugen (15) mittels eines bevorzugt einen Roboterarm (13) umfassenden, motorisch angetriebenen Transportorgans (14) aus dem Werkzeugspeicher (27) entnommen und in einen Prüfbereich transportiert wird, in dem eine vorzugsweise eine oder mehrere Kameras umfassende, elektrooptische Prüfeinrichtung (16) mindestens ein Prüfbild von dem jeweils in den Prüfbereich transportierten Werkzeug (15) aufnimmt, bei dem das Prüfbild von einer Analyseeinrichtung, insbesondere mittels eines trainierten neuronalen Netzes, im Hinblick auf den Verschleißzustand des Werkzeugs (15) ausgewertet wird, und bei dem das Werkzeug (15) nach der Aufnahme des Prüfbildes wieder aus dem Prüfbereich abtransportiert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Inventors

• Mathias Haas
• Marvin Gatzke
• Niko Puvogel
• Enis Koca
• Johann Moor

Assignees

• FOCKE & CO. (GMBH & CO. KG)

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (18)

1. Verfahren zum automatischen Prüfen des Verschleißzustandes von mehreren Werkzeugen, bei dem, insbesondere automatisch nacheinander, jeweils eines von mehreren, in einem mehrere Werkzeuge (15) umfassenden Werkzeugspeicher (27) angeordneten, zu prüfenden Werkzeugen (15) mittels eines bevorzugt einen Roboterarm (13) umfassenden, motorisch angetriebenen Transportorgans (14) aus dem Werkzeugspeicher (27) entnommen und in einen Prüfbereich transportiert wird, in dem eine vorzugsweise eine oder mehrere Kameras umfassende, elektrooptische Prüfeinrichtung (16) mindestens ein Prüfbild von dem jeweils in den Prüfbereich transportierten Werkzeug (15) aufnimmt, bei dem das Prüfbild von einer Analyseeinrichtung, insbesondere mittels eines trainierten neuronalen Netzes, im Hinblick auf den Verschleißzustand des Werkzeugs (15) ausgewertet wird, und bei dem das Werkzeug (15) nach der Aufnahme des Prüfbildes wieder aus dem Prüfbereich abtransportiert wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Werkzeug (15) nach der Aufnahme des Prüfbildes, insbesondere mittels des Transportorgans (14), entweder wieder zu dem Werkzeugspeicher (27) transportiert wird, aus dem es entnommen wurde, oder zu einem anderen Werkzeugspeicher (28).
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Analyseeinrichtung anhand des Prüfbildes den Verschleißzustand mindestens einer Hauptschneide und/oder mindestens einer Nebenschneide und/oder mindestens einer Spanfläche des Werkzeugs (15) analysiert, und/oder dass die Analyseeinrichtung anhand des Prüfbildes den Ist-Durchmesser des zu prüfenden Werkzeugs (15) bestimmt.
4. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mindestens gemäß Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass das Werkzeug (15), insbesondere mittels des Transportorgans (14), nach Maßgabe des von der Analyseeinrichtung ermittelten Verschleißzustands in einen von mehreren verschiedenen, insbesondere räumlich getrennten Bereichen des Werkzeugspeichers (27, 28) einsortiert wird oder in einen von mehreren separaten Werkzeugspeichern (28).
5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der oder jeder Werkzeugspeicher (27, 28) jeweils einzelne Speicheraufnahmen für die Werkzeuge (15) aufweist, insbesondere in einer Anzahl von 6 - 24, wobei in mehreren oder allen dieser Speicheraufnahmen jeweils ein Werkzeug (15) ganz oder teilweise sitzt, bevor es von dem Transportorgan (14) entnommen und in den Prüfbereich transportiert wird, und/oder wobei das jeweilige Werkzeug (15) von dem Transportorgan (14) am Ende des nach der Aufnahme des Prüfbildes stattfindenden Transports in einer der Speicheraufnahmen des Werkzeugspeichers (27, 28) angeordnet wird.
6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Analyseeinrichtung das jeweilige Werkzeug (15) im Rahmen der Auswertung abhängig von dem von der Analyseeinrichtung ermittelten Verschleißzustand einer von mehreren Klassen von Verschleißzuständen zuordnet, insbesondere aus einer Gruppe von Klassen, die eine erste Klasse umfasst, die ein erforderliches Nachschleifen des jeweils geprüften Werkzeug (15) kennzeichnet, und/oder eine zweite Klasse, die ein erforderliches Aussortieren des jeweils geprüften Werkzeug (15) kennzeichnet, und/oder eine dritte Klasse, die ein mögliches Weiterverwenden des jeweils geprüften Werkzeug (15) kennzeichnet.
7. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass Auswerteergebnisse der Analyseeinrichtung auf einem Display angezeigt werden, insbesondere der Verschleißzustand des geprüften Werkzeugs (15) und/oder die dem geprüften Werkzeug (15) zugeordnete Verschleißzustandsklasse und/oder der Ist-Durchmesser des geprüften Werkzeugs (15).
8. Verfahren gemäß Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die unterschiedlichen Verschleißklassen farblich unterschiedlich symbolisiert werden, insbesondere die erste Klasse durch eine erste Farbe, insbesondere Gelb, die zweite Klasse durch eine andere zweite Farbe, insbesondere Rot, und die dritte Klasse durch eine nochmals andere Farbe, insbesondere Grün.
9. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die elektrooptische Prüfeinrichtung (16) von dem jeweiligen Werkzeug (15) mehrere Bildaufnahmen aus unterschiedlichen Perspektiven aufnimmt, und/oder dass die elektrooptische Prüfeinrichtung (16) ein Bild aufnimmt, in dem unterschiedliche Perspektiven des zu prüfenden Werkzeugs (15) enthalten sind, insbesondere, indem Ansichten von unterschiedlichen Seiten des zu prüfenden Werkzeugs (15) mittels Leitorganen, insbesondere Spiegeln, in eine gemeinsame Bildebene der elektrooptischen Prüfeinrichtung (16) geleitet werden.
10. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Nenndurchmesser der zu prüfenden Werkzeuge (15) ≥ 2 mm ist und ≤ 16 mm, und/oder dass die Gesamtlänge der zu prüfenden Werkzeuge (15) ≥ 60 mm ist und ≤ 245 mm, und/oder dass die Länge des zu prüfenden Abschnitts der zu prüfenden Werkzeuge (15) ≥ 16 mm ist.
11. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Werkzeuge (15) automatisch gereinigt werden, bevor sie mittels des Transportorgans (14) in den Prüfbereich transportiert werden.
12. Vorrichtung zum automatischen Prüfen des Verschleißzustandes von Werkzeugen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 11 , mit einer elektrooptischen, vorzugsweise eine oder mehrere Kameras umfassenden Prüfeinrichtung (16), mit der in einem Prüfbereich der Vorrichtung mindestens ein Prüfbild eines zu prüfenden Werkzeugs (15) aufgenommen werden kann, mit einem Werkzeugspeicher (27), in dem mehrere zu prüfende Werkzeuge (15) gelagert werden können, mit einem motorisch angetriebenen, insbesondere einen Roboterarm umfassenden Transportorgan (14), mit dem ein zu prüfendes Werkzeug (15) automatisch aus dem Werkzeugspeicher (27) entnommen, in den Prüfbereich der Prüfeinrichtung (16) transportiert und nach dem Aufnehmen des Prüfbilds aus dem Prüfbereich abtransportiert werden kann, und mit einer Analyseeinrichtung, mit der das Prüfbild im Hinblick auf den Verschleißzustand des zu prüfenden Werkzeugs (15) analysiert werden kann.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet , dass das Transportorgan (14), insbesondere der Roboterarm, ein Greiforgan aufweist, mit dem das jeweilige Werkzeug (15) für den Transport gegriffen werden kann.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13 , dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung zusätzlich zu dem Werkzeugspeicher (27), aus dem die Werkzeuge (15) zur Prüfung entnommen werden können, einen weiteren separaten Werkzeugspeicher aufweist, zu dem die Werkzeuge (15) nach der Prüfung, insbesondere durch das Transportorgan (14), transportiert werden können und in den sie einsortiert werden können.
15. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 - 14 , dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung eine User-Schnittstelle aufweist, insbesondere ein Display oder einen Touchscreen, über die einem User Auswerteergebnisse der Analyseeinrichtung anzeigbar sind und/oder über die ein User Eingaben tätigen kann, insbesondere Eingaben, mit denen Auswerteergebnisse der Analyseeinrichtung veränderbar sind, insbesondere eine Zuordnung der Analyseeinrichtung des jeweils geprüften Werkzeugs (15) zu einer Verschleißklasse, und/oder Eingaben, die eine erneute Prüfung eines bereits geprüften Werkzeugs (15) auslösen.
16. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 - 15 , dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung eine vorzugsweise mobile Einheit ist mit einem insbesondere mobilen Gehäuse, in und/oder an dem die Prüfeinrichtung (16) und/oder der oder die Werkzeugspeicher und/oder das Transportorgan (14) und/oder der Touchscreen und/oder ein Display und/oder die User-Schnittstelle angeordnet ist.
17. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 - 16 , dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung über eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Transportorgans (14) und/oder der Prüfeinrichtung (16) und/oder der Analyseeinrichtung verfügt.
18. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 - 17 , weiter gekennzeichnet durch ein oder mehrere Merkmale der Ansprüche 1 - 11 .

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Prüfen des Verschleißzustandes von mehreren Werkzeugen, insbesondere automatisch nacheinander. Das Prüfen des Verschleißzustands von Werkzeugen, beispielsweise die Kontrolle von Schneidflanken von Fräswerkzeugen, erfolgt häufig händisch und ist entsprechend zeitaufwendig. Vereinzelt sind Prüfverfahren bzw. Prüfvorrichtungen bekannt geworden, bei denen für die Sichtkontrolle von Werkzeugen Kameras verwendet werden, deren Bilder händisch ausgewertet werden. Auch dieses Vorgehen ist zeitaufwendig und benötigt zwingend manuelle Mitwirkung. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen - insbesondere automatisiert nacheinander - mehrere Werkzeuge geprüft werden können, ohne dass zwingend ein manueller Eingriff erforderlich wäre. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 12. Erfindungsgemäß wird entsprechend nacheinander jeweils eines von mehreren in einem mehrere Werkzeuge umfassenden Werkzeugspeicher angeordneten, zu prüfenden Werkzeugen mittels eines bevorzugt einen Roboterarm umfassenden, motorisch angetriebenen Transportorgans aus dem Werkzeugspeicher entnommen und in einen Prüfbereich transportiert, in dem eine vorzugsweise eine oder mehrere (elektronische) Kameras umfassende, elektrooptische Prüfeinrichtung mindestens ein Prüfbild von dem jeweils in den Prüfbereich transportierten Werkzeug aufnimmt, wobei das Prüfbild von einer Analyseeinrichtung der Vorrichtung, insbesondere mittels eines trainierten neuronalen Netzes, im Hinblick auf den Verschleißzustand des Werkzeugs ausgewertet wird und wobei das Werkzeug nach der Aufnahme des Prüfbildes wieder aus dem Prüfbereich abtransportiert wird. Eine bzw. die erfindungsgemäße (Prüf-)Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist, weist entsprechend eine solche elektrooptische Prüfeinrichtung auf, mit der in dem Prüfbereich das mindestens eine Prüfbild eines zu prüfenden Werkzeugs aufgenommen werden kann, (mindestens) einen Werkzeugspeicher für die Werkzeuge, ein einen motorisch angetriebenen, insbesondere einen Roboterarm umfassendes Transportorgan, mit dem ein zu prüfendes Werkzeug automatisch aus dem Werkzeugspeicher entnommen, in den Prüfbereich der Prüfeinrichtung transportiert und nach dem Aufnehmen des jeweiligen Prüfbilds aus dem Prüfbereich abtransportiert werden kann, und eine Analyseeinrichtung, mit der das Prüfbild im Hinblick auf den Verschleißzustand des zu prüfenden Werkzeugs analysiert werden kann. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung schaffen die Voraussetzungen, mehrere Werkzeuge sehr effizient nacheinander und bei Bedarf vollautomatisch prüfen lassen zu können. Allerdings ist ein solcher vollautomatischer Durchlauf nicht zwingend, sondern es ist beispielsweise auch denkbar, einem User jeweils die Möglichkeit einzuräumen, nach Prüfung eines einzelnen Werkzeugs dieses Werkzeug erneut prüfen zu lassen, sollte er auf Basis der durch die Analyseeinrichtung zu diesem Werkzeug ermittelten Auswerteergebnisse zu der Auffassung gelangen, dass dies sinnvoll ist. Beispielsweise, weil die Auswerteergebnisse unschlüssig sind oder weil er die Auswerteergebnisse sicherheitshalber im Rahmen einer erneuten Prüfung noch einmal bestätigen lassen möchte. Denkbar ist auch, dass ein User auch die Erstprüfung einzeln und eigenständig anstößt. Vorteilhafterweise kann die Prüfvorrichtung entsprechend eine User-Schnittstelle aufweisen, insbesondere ein Display oder einen Touchescreen, über die einem User die jeweiligen Auswerteergebnisse der Analyseeinrichtung anzeigbar sind und/oder über die ein User Eingaben tätigen kann. Also wie bereits angedeutet beispielsweise Eingaben, die eine erneute Prüfung eines bereits geprüften Werkzeugs auslösen. Was das vorzugsweise den Roboterarm umfassende Transportorgan betrifft, so kann dies ein Greiforgan aufweisen, mit dem das jeweilige Werkzeug für den Transport gegriffen werden kann. Weiter kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zusätzlich zu dem Werkzeugspeicher, aus dem die Werkzeuge zur nachfolgenden Prüfung entnommen werden können, einen weiteren separaten Werkzeugspeicher aufweist, zu dem die Werkzeuge nach der Prüfung transportiert werden können und in den sie vorzugsweise einsortiert werden können. Dies kann vorzugsweise durch dasselbe Transportorgan geschehen, das auch das betreffende Werkzeug zuvor in den Prüfbereich transportiert hat. Die Prüfvorrichtung kann im Übrigen besonders bevorzugt eine vorzugsweise mobile Einheit sein mit einem insbesondere mobilen Gehäuse, in und/oder an dem die elektrooptische Prüfeinrichtung und/oder der oder die Werkzeugspeicher und/oder das Transportorgan und/oder der Monitor bzw. das Display und/oder die User-Schnittstelle angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung k