TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der mechanischen Bearbeitung, speziell die Prozessüberwachung von mechanischen Bearbeitungsprozessen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Mechanische Bearbeitungsprozesse werden immer weiter optimiert, um einerseits schneller mehr Teile herstellen zu können, und um anderseits den manuellen Aufwand durch Mitarbeitende reduzieren zu können. Dabei muss darauf geachtet werden, dass das Qualitätsniveau gehalten oder gar verbessert werden kann.

Aus dem Stand der Technik sind teils ausgeklügelte und hochautomatisierte mechanische Bearbeitungssysteme bekannt. Das können z. B. High-Performance Bearbeitungszentren der Firma Hermle sein. Diese bieten unter anderem auch eine Werkzeugüberwachung. Werkzeugüberwachung kann über die Erfassung von akustischen Signalen oder Überwachung von Schneidkräften während der Bearbeitung stattfinden. Die erfassten Daten können dann über Algorithmen (insbesondere Algorithmen für maschinelles Lernen) ausgewertet werden und schlussendlich kann auf den Zustand des Werkzeuges geschlossen werden. Diese Lösungen sind jedoch maschinengebunden und bei preiswerten Maschinen nicht vorhanden. Weiter berücksichtigen diese maschinengebundenen Varianten zur Werkzeugüberwachung keine (unmittelbare) Überwachung der resultierenden Werkstückqualität.

Es wäre deshalb wünschenswert eine kombinierte Überwachung von Werkzeugzustand und Werkstückqualität zu haben, welche maschinenunabhängig wäre.

Im Folgenden wird der Begriff Gewicht für einen mittels Waage gemessen Wert verwendet. Zahlenwerte sind aber im vorliegenden Dokument Massewerte, wie sie eine Waage anzeigt (umgerechnet von Gewichtskraft auf Masse mittels Erdbeschleunigung). DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur kombinierten Überwachung von Werkzeugzustand und Werkstückqualität bereitzustellen, welche eine günstige Alternative zu den bekannten Überwachungen darstellt.

Die Aufgabe wird durch Verfahren und Vorrichtungen gemäss der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte erfindungsgemässe Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen entnehmbar.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Überwachen des Zustands eines Werkzeugs in einer Anlage zur mechanischen Bearbeitung von insbesondere Metallen sowie zur laufenden Überwachung der Qualität von resultierenden Werkstücken, die auf der Anlage bearbeitet wurden. Bei der Anlage zur mechanischen Bearbeitung kann es sich insbesondere um ein CNC Zentrum handeln, in welchem Werkstücke gefräst, gedreht, geschliffen, poliert, oder gebohrt werden. Hierbei spielt es grundsätzlich keine Rolle, um welchen Typ Anlage es sich handelt. Erfindungsge- mäss relevant ist aber der Aspekt, dass mit einem Werkzeug der Anlage zur mechanischen Bearbeitung mehrere baugleiche Werkstücke hintereinander bearbeitet werden. Vorteilhaft aber nicht zwingend verfügt die Anlage zur mechanischen Bearbeitung über eine automatische Ausgabe von fertigbearbeiteten Werkstücken. Insbesondere ist es vorteilhaft aber nicht zwingend, wenn bearbeitete Werkstücke einzeln auf ein Förderband ausgegeben werden. Alternativ weicht auch eine manuelle Entnahme von fertigen Werkstücken aus der Anlage zur mechanischen Bearbeitung nicht von der erfindungsgemässen Idee ab. Nach dem Bearbeiten werden die Werkstücke gewaschen und getrocknet. Zentral für die Erfindung ist nun der nächste Schritt im Prozess. Jedes bearbeitete Werkstück wird gewogen. Das gemessene Gewicht wird sodann mit einem Sollgewicht verglichen, dass Sollgewicht wird durch das Herstellen einer kleinen Anzahl Werkstücke (z. B. 15 Stück) vorgängig bestimmt, welche einzeln gewogen und hinsichtlich ihrer Qualität überprüft werden. Das Sollgewicht wird durch den Mittelwert der geprüften Teile bestimmt. Warn- und Eingriffsgrenze für Abweichungen vom Sollgewicht werden sodann statistisch aus der geprüften Stichprobe ermittelt (allenfalls mit zusätzlichen Sicherheitsfaktoren). Alle weiteren Werkstücke werden mit diesem Sollwert verglichen. Die gemessenen Gewichte werden in einer Datenbank gespeichert. Bei grösseren Serien kann der berechnete Sollwert periodisch angepasst werden, in dem weitere Messwerte in den Sollwert einfliessen. So kann zum Beispiel nach jeweils 100 weiteren identischen Werkstücken wieder ein Messwert in den Sollwert einfliessen, indem der Mittelwert unter Einbezug des ergänzenden Messwerts neu berechnet wird. Vorteilhaft kann es dann sein, den jeweils ältesten Messwert von der Mittelwert- Berechnung auszuschliessen. Der Vergleich von Ist- zu Sollwert wird vorteilhaft von einer Datenverarbeitungsvorrichtung vorgenommen, insbesondere einem Computer, welche die Messwerte von der Waage entgegennimmt und auch gleich alle Werte speichert. An der Datenverarbeitungsvorrichtung kann eine Anzeige, wie ein Bildschirm oder Monitor, vorhanden sein, so dass ein Operateur oder eine Operatrice in Echtzeit die Messungen verfolgen kann. Ist ein gemessenes Gewicht jenseits der Eingriffsgrenze, so wird dies auf der Anzeige angezeigt und das Werkstück aussortiert, was automatisch oder manuell geschehen kann. Liegt ein gemessenes Gewicht zwischen Warn- und Eingriffsgrenze, so wird das ebenfalls angezeigt, das Werkstück wird aber behalten. Liegt ein gemessenes Gewicht weit jenseits der Eingriffsgrenze, jenseits von plausiblen Gewicht, so kann es passiert sein, dass mehrere Stücke gleichzeitig gewogen wurden. In einer vorteilhaften Variante, prüft die Datenverarbeitungsvorrichtung bei solchen Gewichten, ob das gemessene Gewicht bei einem ganzzahligen vielfachen des Sollwerts innerhalb des akzeptablen Gewichts hegt, so werden die Stücke nicht aussortiert, sondern behalten. Das Messereignis mit der detektierten Anzahl der Werkstücke, die gleichzeitig gewogen wurden, wird von der Datenverarbeitungsvorrichtung protokolliert.

Bei Metallen oder anderen verhältnismässig dichten Werkstoffen ist somit eine einfache Qualitätskontrolle der einzelnen Werkstücke möglich, welche automatisiert von statten gehen kann und unabhängig von der eigentlich Anlage zur mechanischen Bearbeitung ist. Dies passiert vorteilhaft automatisiert auf einer kleinen, insbesondere integrierten, Anlage bestehend aus Waschvorrichtung, Trocknungsvorrichtung, Waage und Datenverarbeitungsvorrichtung, welche an die Anlage zur mechanischen Bearbeitung hinzugestellt werden kann und die ausgegebenen Teile automatisch entgegen nimmt. Alternativ ist auch ein manueller Prozess denkbar. Dann können zum Beispiel (nur) Waage und Datenverarbeitungsvorrichtung zusammen eine Einheit bilden. Beim manuellen Prozess können die mechanisch bearbeiteten Werkstücke von einem menschlichen Operateur (oder einem Roboter) an der Anlage zur mechanischen Bearbeitung in Empfang genommen werden, folgend in einer Reinigungsanlage gereinigt und getrocknet werden und von dort durch den Operateur (oder den Roboter) zur Einheit aus Waage und Datenverarbeitungsvorrichtung gebracht werden.

Für weitere Aspekte der Erfindung ist tatsächlich wichtig, dass alle Gewichte und auch die Ereignisse protokolliert werden. So können über hunderte bis tausende Werkstücke, welche mit einem Werkzeug hergestellt werden, Gewichtsveränderungen auch über längere Zeitperioden erkannt werden. So kann zum Beispiel eine langsame Erhöhung des gemessenen Gewichts über mehrere Werkstücke bedeuten, dass ein Werkzeug in einem Zyklus weniger Material abzutragen vermag, was einen Werkzeugwechsel induzieren kann, oder zumindest eine manuelle Kontrolle des Werkzeugs. Aus allen Messwerten kann eine Zeitreihe erstellt werden, welche mit den Ereigniszeitpunkten (z. B. Überschreiten Wamgrenze, oder Erkennen von Ausschuss) und der jeweiligen Ereignisqualität angereichert wird. In einem Aspekt der Erfindung kann das beschriebene Verfahren dazu genutzt werden, um die Restlebensdauer eines Werkzeuges abzuschätzen. Kommt es in einer Serie von baugleichen Werkstücken nach zum Beispiel 5000 Stück nach 2500 Werkstücken zu einem Schaden am Werkzeug, so kann diese Erkenntnis zusammen mit den gemessenen Gewichten und Ereignissen ebenfalls als Ereignis protokolliert werden. Insbesondere kann die Gewichtsentwicklung vor dem Schaden nun analysiert werden (Muster in der Zeitreihe aus den zurückliegenden Gewichtsmessungen). Tritt dann nach weiteren 2000 Stück ein ähnliches Gewichtsentwicklungsmuster auf, so kann die Datenverarbeitungsvorrichtung das erkennen und eine Meldung anzeigen oder ausgeben, die beispielhaft sagen kann, dass die Gefahr besteht, dass das Werkzeug nach z.B. weiteren 50 Werkstücken Schaden nehmen könnte.

In einem Aspekt der Erfindung ist es aufgrund von Gewichtssignalstreuung sinnvoll, nicht die eigentlichen Einzelmesswerte für die Mustererkennung zu verwenden, sondern einen gleitenden Mittelwert. Der gleitende Mittelwert kann zum Beispiel aus den letzten fünf Einzelmesswerten bestehen. Mit jedem neuen Einzelmesswert wird der gleitende Mittelwert angepasst. Die in den gleitenden Mittelwert einfliessenden Einzelmesswerte können in einer vorteilhaften Weiterentwicklung noch individuell oder gruppiert gewichtet werden. Weitere gleitende Filtermethoden weichen nicht von der erfinderischen Idee dieser Offenbarung ab. Durch die gleitende Filterung, insbesondere der Bildung des beschriebenen gleitenden Mittelwerts, wird die unten beschriebene Mustererkennung nicht verändert, bis auf die Tatsache, dass die ersten Einzelmesswerte der gesamten Zeitreihe entsprechend der Filterlänge abgeschnitten werden.

In einem Aspekt der Erfindung funktioniert die Mustererkennung über einen Vergleich von Teilzeitreihen der gemessenen Gewichtswerte unter Nutzung der obig beschriebenen Datenverarbeitungsvorrichtung, welche miteinander verglichen werden. Wie das beispielhaft geschehen kann wird folgend beschrieben. In einem ersten Schritt werden die aktuellsten 10 Messwerte der Gewichte zu einer ersten Teilzeitreihe X zusammengefasst. In weiteren Schritten werden in Einzelschritten weitere Teilzeitreihen Yi mit jeweils 10 Messwerten gebildet. Dabei meint Einzelschritt eine Rückwärtsverschiebung um jeweils einen Zeitpunkt (i. e. ein Werkstück) in der Gesamtzeitreihe. Diese weiteren Teilzeitreihen Yi können über die Gesamtzeitreihe (also alle Messwerte) gebildet werden oder zum Beispiel nur über die letzten 1000 oder 2000 Messwerte (i. e. Werkstücke). Die Teilzeitreihe X wird so dann mit allen Teilzeitreihen Yi verglichen. In einer ersten Ausgestaltung werden dabei lineare Regressionen (Steigung und Korrelationskoeffizient) berechnet, wobei die Gewichtswerte X _n der Teilzeitreihe X die Abszissenwerte bilden und die Gewichtswerte der jeweils ausgewählten Teilzeitreihen Y im der Teilzeitreihen Yi die Ordinatenwerte.

^Y i,m = ⁵ * ^X n + ^A X _n : Teilzeitreihe der aktuellsten Messwerte {Xi, X2,... , Xw}

Yi, _m : Teilzeitreihe i mit den Werten {Yy, Yy,. . . ,Yyo}

S: Steigung der berechneten Regressionsgeraden

A: Achsenabschnitt (für das Beispiel nicht verwendet)

Die Formeln zur Berechnung von Steigung und Korrelationskoeffizient für eine lineare Regression sind dem Fachmann aus Formelsammlungen hinlänglich bekannt und werden folgend angepasst für das Beispiel wiedergegeben.

Die Steigung S berechnet sich im Beispiel wie folgt:

X: Mittelwert aus den 10 Messwerten der Teilzeitreihe X

Y _t Mittelwert aus den 10 Messwerten der Teilzeitreihe ü

Der Korrelationskoeffizient K berechnet sich im Beispiel wie folgt:

Stimmen die Teilzeitreihen X _n und Y,.,, überein, ergibt sich bei der linearen Regression eine Gerade mit der Steigung 1 und dem Korrelationskoeffizienten 1. Eine gute Übereinstimmung ist im Beispiel erfmdungsgemäss bei einer Steigung 0.9 < S < 1.1 und einem Korrelationskoeffizienten von 0.9 < K < 1 zu finden (wobei diese Werte sich experimentell als sinnvoll erwiesen haben).

Wird zwischen X und einem bestimmten Yi eine gute Übereinstimmung gefunden, so kann in der Gesamtzeitreihe (mit Ereignissen) nachgeschaut werden, ob sich nach dem bestimmen Yi ein Ereignis, wie zum Beispiel ein Werkzeugschaden ergeben hat. Typischerweise betrifft der Zeitraum der der nach dem bestimmten Yi überprüft wird ca. 50 - 100 Werkstücke, die nach der Teilzeitreihe Yi hergestellt wurden. Wird in diesem Zeitraum ein Ereignis gefunden, so kann eine entsprechende Meldung auf dem Monitor der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgegeben werden, z. B.: „Achtung! Bitte innerhalb der nächsten 50 Werkstücke das Werkzeug auf Schäden überprüfen“ oder „Bitte Werkzeugwechsel vorbereiten!“. Ergänzend oder alternativ kann die Datenverarbeitungsvorrichtung auch mit einer Kommunikationsvorrichtung ausgestattet sein, welche drahtgebunden oder drahtlos eine Mitteilung versendet (Kurzmitteilung oder Email an Aufsicht). Es ist somit eine einfache Vor- hersage des Werkzeugzustandes möglich. Um den Rechenaufwand zu minimieren können die Vergleiche auch prioritär mit Teilzeitreihen ausgeführt werden, welche einem protokollierten Ereignis vorausgehen.

Wird trotz Übereinstimmung kein Ereigniseintrag in der Gesamtzeitreihe (mit Ereignissen) gefunden, so wird auch keine Meldung oder Mitteilung ausgelöst, sondern einfach weiter produziert und gemessen bis wieder 10 neue Messwerte beisammen sind, um den Mustervergleich zu wiederholen. Alternativ kann ein Mustervergleich auch nach jedem neuen Werkstück erfolgen.

Wird keine Übereinstimmung gefunden, wird ebenfalls weiter produziert und gemessen. Auch in diesem Fall wird der Mustervergleich laufend wiederholt.

Je nach Werkstückgrösse oder geplanter Stückzahl, kann die Fenstergrösse für die Teilzeitfenster verkleinert oder vergrössert werden. Der Mustervergleich kann für eine Messreihe sogar mit mehreren Teilzeitfensterlängen gleichzeitig durchgeführt werden, insbesondere mit Teilzeitreihen unterschiedlicher Länge, welche einem identifizierten kritischen Ereigniseintrag vorhergehen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, ein sich wiederholendes kritisches Ereignis vorzeitig zu erkennen. Der Mustervergleich der aktuellen Teilzeitreihe X kann auch mit gespeicherten Teilzeitreihen Yi einer anderen Messreihe erfolgen, welche vorgängig zumindest mit demselben oder einem typgleichen Werkzeug ermittelt wurde. Auch der Bereich, welcher bei gefundener Musterpassung nach Ereignissen abgesucht wird, kann grösser oder kleiner gewählt werden als im Beispiel beschreiben.

Es ist an dieser Stelle anzumerken, dass das beschriebene Verfahren zur Mustererkennung durch Mustervergleich in der heutigen Zeit von ausgeklügelten technischen Vorrichtungen zur Erkennung von potentiellen Problemen mit Werkzeugen geradezu einfach anmutet. Deshalb sind die Erkenntnisse, welche in diesem Dokument offenbart werden, überraschend, wenn auch durch zahlreiche Versuchsreihen der Anmelderin erhärtet.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung können obig beschriebene Verfahren und Vorrichtungen nicht nur dazu verwendet werden, den Zustand von Werkzeugen zu überwachen oder die Qualität von Werkstücken zu prüfen, sondern auch um den Zustand der Anlage zur mechanischen Bearbeitung in einem allgemeineren Kontext. Dazu können mit jedem hergestellten Werkstück weitere Paramater in der Datenverarbeitungsvorrichtung erfasst und protokolliert werden. Dazu gehören zum Beispiel Umwelteinflüsse während der Bearbeitung, insbesondere Umgebungstemperatur, Umgebungsluftfeuchtigkeit und/oder Umgebungsluftdruck. Weiter können auch Messgrössen bezüglich eines allenfalls in der Anlage zur mechanischen Bearbeitung verwendeten Kühlschmiermittels, wie Temperatur, elektrische Leitfähigkeit und/oder Viskosität protokolliert werden. Es kann auch sinnvoll sein weitere Messgrössen aus der Anlage zur mechanischen Bearbeitung zu erfassen, wie etwa die Temperatur in der Bearbeitungskammer, Kräfte, welche auf das Werkzeug wirken, Vibrationen in der Anlage, usw. Nicht unwichtig ist auch die Person, welche an der Anlage arbeitet, also der Operator oder die Operatrice. Mit der Datenverarbeitungsvorrichtung kann dann zum Beispiel eine Identifikation (Name, Mitarbeitemummer o. ä.) der Person, welche an der Anlage arbeitet, registriert werden. In Firmen mit einem Qualitätssystem sind für jede mitarbeitende Person auch deren Qualifikationen registriert. So kann es sich bei der Person, die an der Anlage arbeitet um eine Expertin oder einen normalen Nutzer handeln. Diese Erkenntnis kann mit protokolliert werden und mit in die Musteranalyse einfliessen und schlussendlich zu technisch wertvollen Auswertungen fuhren.

In einem fortgestalteten Aspekt der Erfindung können die oben beschriebenen Vorrichtungen oder integrierten Anlagen, insbesondere deren Datenverarbeitungsvorrichtungen auch als Schnittstelle zwischen der Anlage zur mechanischen Bearbeitung oder gar Produktionslinie (in welche die Anlage zur mechanischen Bearbeitung eingebunden ist) und Servern genutzt werden. Die Datenverarbeitungsvorrichtung von solchen Fortgestaltungen ist dabei vorteilhaft weiter über ein Computemetz- werk mit Netzwerkservem verbunden, welche zum Beispiel eine zentrale Steuerfünktion übernehmen können. Es können so Daten zwischen Datenverarbeitungsvorrichtung und Server(n) hin und her gesendet werden. So kann in einem Beispiel die Datenverarbeitungsvorrichtung die Server laufend updaten mit Angaben dazu, welche Produkte in welcher Stückzahl gerade produziert werden. Weiter kann die Datenverarbeitungsvorrichtung auch Informationen zu Zeitreihen und Ausschuss an die Server leiten oder es kann kommuniziert werden, falls der Ausfall eines Werkzeuges bevorsteht und damit allenfalls verbunden eine mögliche Fehlerursache, welche sich aus der Analyse der Zeitreihen ergeben hat. Auch Maschinenprobleme können so direkt weitergemeldet werden. Es können vorteilhaft auch mehrere erfindungsgemässe Vorrichtungen Schnittstellen wie beschrieben bilden und gleichzeitig mit denselben Server verbunden sein, wobei die erfmdungsgemässen Vorrichtungen einen einfachen und günstigen Weg bilden können, um gesamte Produktionshallen und -werke überwachen, ohne dass Anlagen zur mechanischen Bearbeitung geändert werden müssten oder gar neue beschafft werden müssten.

In einer möglichen Ausgestaltung ist die Datenverarbeitungsvorrichtung über eine externe Schnittstelle mit der Anlage zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken verbunden. Moderne Anlagen zur mechanischen Bearbeitung umfassen häufig CNC- oder ähnliche Steuerungen. Weiter umfassen solche Steuerungen häufig serielle oder parallele Datenschnittstellen (z. B. RS-232) und/oder Netzwerkschnittstellen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann über eine solche Schnittstelle mit der Anlage zur mechanischen Bearbeitung kommunizieren. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann über eine solche Verbindung insbesondere die mechanische Bearbeitung stoppen oder unterbrechen, wenn die Datenverarbeitungsvorrichtung zum Beispiel eine nicht erwünschte Abweichung bei den Messresultaten feststellt. Allgemeiner formuliert kann die Datenverarbeitungsvorrichtung über die Schnittstelle zumindest Teile der Anlage zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken steuern. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung umfasst die oben beschriebene integrierte Anlage weiter einen von der Datenverarbeitungsvorrichtung steuerbaren Taster (allenfalls auch mehrere). Der Taster ist so ausgestaltet, dass er auf Bedienelementen der Anlage zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken (lösbar) angebracht werden kann. Der Taster kann via Kabel oder kabellos mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden sein. Eine kabellose Verbindung kann zum Beispiel via Bluetooth etabliert werden. Dem Fachmann sind die vielen Möglichkeiten für eine Verbindung hinreichend bekannt. Wird der Taster durch die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgelöst, so kann er das Bedienelement betätigen und die entsprechende Funktion an der Anlage zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken auslösen. Diese Ausgestaltung ist dann besonders praktisch, wenn die Anlage zur mechanischen Bearbeitung von mechanischen Werkstücken über keine der oben beschriebenen Schnittstellen verfügt, was bei Anlagen, die älter als 20 Jahre sind, durchaus der Fall sein kann. Der Taster kann dabei über einen Motor betätigt werden. Alternativ kann der Taster auch einen elektromagnetischen Aktuator umfassen, um den Taster zu betätigen. Weitere Varianten könnten pneumatische oder hydraulische Aktuatoren umfassen.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung, welche über die beschriebene Schnittstelle oder den beschriebenen Taster mit der Anlage zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken verbunden ist, kann in Ausgestaltungen benutzt werden, um die Anlage zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken zu stoppen (wie schon erwähnt) oder auch um die Zahl der hergestellten Werkstücke zu zählen. So kann die Datenverarbeitungsvorrichtung weiter dazu genutzt werden, um nach einer bestimmten Anzahl Werkstücken zu stoppen oder nach einer bestimmten Anzahl akzeptablen Werkstücken zu stoppen. Ergänzend kann die Datenverarbeitungsvorrichtung auch eine Meldung ausgeben, wenn eine bestimmte Anzahl von Werkstücken eine erfindungsgemässe Anlage durchlaufen hat.

Eine integrierte erfindungsgemässe Anlage , welche eine Reinigung, eine Trocknung, eine Wägevorrichtung sowie eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfasst, kann fertig beurteilte Werkstücke vorteilhaft in separate Ausgangsbehältnisse für akzeptierte und nicht akzeptierte Teile ausgeben - entsprechend der Sollwertvorgaben. Alternativ kann an der erfmdungsmässen Anlage auch eine Förderanlage angebunden sein, welche mehrere Auffangbehältnisse umfasst, welche jeweils eine bestimmte Anzahl Werkstücke aufhehmen können. Bei dieser Ausgestaltung zählt die Datenverarbeitungsvorrichtung ebenfalls die Anzahl der hergestellten Werkstücke und kann über eine Schnittstelle die Förderanlage nach einer bestimmten Anzahl der hergestellten Werkstücke anweisen das Auffangbehält- nis zu wechseln. Die Auffangbehältnisse können entweder für akzeptiert und nicht akzeptierten Werkstücken getrennt sein oder auch nicht.

In einer weiteren Ausführung gemäss dieser Offenbarung werden die Werkstücke in der Anlage zur mechanischen Bearbeitung von Werkstücken nicht nass bearbeitet, also mit einem flüssigen Kühl- schmiermitttel, sondern trocken, wobei zum Beispiel ein Gas zur Kühlung eingesetzt werden kann, wenn Kühlung notwendig ist. Der Reinigungsschritt in einer der oben beschriebenen intergrierten Anlagen kann sodann ebenfalls ohne Flüssigkeit stattfinden, zum Beispiel durch einen Abblasprozess. Das Trocken kann sodann ebenfalls noch angewendet werden, wenn zum Beispiel beim Abblasprozess noch Feuchtigkeit vorhanden ist. Eine integrierte Anlage wie oben beschrieben, müsste für eine solche Ausführung nur leicht angepasst werden. In dieser Ausführung lassen sich vorteilhafte genauere Wägeresultate erzielen, weil keine eigentliche Flüssigkeit entfernt werden muss. Die Qualitätskontrolle wird in dieser Ausführung noch empfindlicher und genauer.

FIGUREN

In Zusammenhang mit den angehängten Figuren wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form der kombinierten Reinigungs-, Trocknungs- und Wägeanlage 1 beschrieben. Diese sollen grundsätzliche Möglichkeiten der Erfindung aufzeigen und keinesfalls einschränkend ausgelegt werden.

Fig. 1 zeigt die kombinierte Reinigungs-, Trocknungs- und Wägeanlage 1

Fig. 2 zeigt die kombinierte Reinigungs-, Trocknungs- und Wägeanlage 1 im Vertikalschnitt beim Waschen des Werkstücks 100

Fig. 3 zeigt die kombinierte Reinigungs-, Trocknungs- und Wägeanlage 1 im Vertikalschnitt beim Trocknen des Werkstücks 100

Fig. 4 zeigt die kombinierte Reinigungs-, Trocknungs- und Wägeanlage 1 im Vertikalschnitt beim Wägen des Werkstücks 100

FIGURENBESCHREIBUNG

Figur 1 zeigt die Reinigungs-, Trocknungs- und Wägeanlage 1, kurz RTW 1. Die RTW 1 ist als kompakter Schrank 2 ausgeführt, wie in Figur 1 gezeigt auf Füssen stehend, wobei alternativ auch Rollen montiert werden können. Prominent auf dem Schrank angeordnet ist der Bildschirm 3, auf welchem alle wichtigen Informationen angezeigt werden könne. RTW 1 verfügt über die Zuführung 4, über welche Werkstücke der RTW 1 zugeführt werden können. Die RTW 1 ist dabei so gebaut, dass sie zu einem typischen mechanischen Bearbeitungscenter (nicht gezeigt, z. B. einer CNC Drehmaschine oder einer CNC Fräsmaschine) hinzugestellt werden kann, insbesondere an deren Ausgangsförderbänder „angedockt“ werden kann, so dass sie Werkstücke, die aus dem Bearbeitungscenter ausgegeben werden in der Zuführung aufnehmen und weiterverarbeiten kann. Die Figuren 2 bis 4 zeigen die RTW 1 bei verschiedenen Schriten der Weiterverarbeitung eines symbolischen Werkstücks 100, wobei die Darstellungen vertikale Schnite durch die RTW 1 sind. In diesen Schnitdarstellungen wird auch das Innenleben der RTW ersichtlich. Das Werkstück 100 gelangt über die Zuführung 4 und das Leitelement Eingang 11 zuerst in den Transportkorb 9, wobei der Transportkorb 9 zumindest teilweise perforiert ist. Im gezeigten Beispiel besteht der Transportkorb teilweise aus dem Lochblech 9a. Zum Werkstück 100 ist anzumerken, dass die RTW 1 auch dazu ausgelegt sein kann, mehrere Werkstücke 100 auf einmal aufhehmen zu können, resp. in jedem Prozessdurchlauf eine unterschiedliche Anzahl Werkstücke 100 aufzunehmen, da bei vielen mechanischen Bearbei- tungscentem die Werkstückausgabe (hinsichtlich der Zahl pro Zeiteinheit) nicht immer reproduzierbar ist. Die RTW 1 berücksichtigt diese Gegebenheiten in vorteilhaften Ausgestaltungen. Figur 2 und folgende zeigen auch den Computer 6 (symbolisch), welcher die RTW 1 steuert und auch gleich als Datenverarbeitungsvorrichtung dienen kann.

In Figur 2 ist der Schrit „Waschen“ gezeigt. Der Transportkorb 9 steht dabei aufrecht und das Werkstück 100 liegt auf dem Grund des Korbes. In diesem Zustand ist der untere Bereich des Transportkorbes 9 eingetaucht in den Waschbereich 8a des Waschbehälters 8. Der Waschbereich 8a ist dabei mit einem Reinigungsmitel (nicht gezeigt) befällt. Hierbei kann es sich insbesondere um ein organisches Reinigungsmitel, zum Beispiel auf Petrolbasis, handeln, mit welchem insbesondere Rückstände von Kühlschmiermiteln aus der mechanischen Bearbeitung entfernt werden können. In einer bevorzugten Ausführung handelt es sich beim Reinigungsmitel um Q-buddy Solvent 40 (Q-buddy Solvent 40, Amstutz Produkte AG, Eschenbach, Schweiz, Reinigungsmitel CAS-Nr. 90622-57-4). Alternativ kann auch eine wasserbasierte Lösung mit Tensiden als Reinigungsmitel dienen. Das Werkstück 100 verweilt beim Waschen eine gewisse Dauer, zum Beispiel 20 Sekunden oder 1 Minute, im Reinigungsmitel. In vorteilhaften Ausgestaltungen wird die Reinigung durch einen Ultraschallemiter (nicht gezeigt), welcher am Waschbehälter 8 angeordnet ist, unterstützt. Alternativ und vorteilhaft kann sich der Transportkorb 9 während der Reinigung auch bewegen, damit das Werkstück aktiv von Reinigungsmitel umströmt wird. Ultraschall und Bewegung können auch kombiniert werden.

In einer alternativ möglichen Variante kann der Waschprozess und/oder ein (zusätzlicher) separater Spühlprozess bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden, zum Beispiel bei ca. 70° C. Hierzu kann der Waschbehälter 8 mit einer Heizung und einer entsprechenden Temperaturüberwachung ausgestatet sein.

In einer weiteren, alternativ möglichen Variante können am Waschbehälter 8 einer oder mehrere Sensoren oder Messgeräte zur Überwachung des Zustands des Reinigungsmitels angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Überwachung mitels Schallsensoren statfmden, insbesondere mit Liqui- Sonic Schallsensoren der Firma Sensotech (http s : Z/ww w . seiisotech .com) oder ähnlich. Alternativ, insbesondere bei wasserbasierten Reinigungsmitteln, können auch Sensoren zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit oder des pH-Werts genutzt werden. Weiter könnten optische Sensoren, Temperatursensoren oder Dichtesensoren (z. B. in Form von Schwimmern) für die Überwachung eingesetzt werden. Es ist optional oder alternativ auch eine rein softwaremässige Überwachung des Verschmutzungsgrades des Reinigungsmediums möglich wenn artikelspezifisch ein Parameter hinterlegt ist, woraus die Datenverarbeitungsanlage eine Kontaminierung des Reinigungsmittels in Abhängigkeit der geprüften Teile errechnen kann.

Die Überwachung des Zustands des Reinigungsmittels kann zum Beispiel dazu verwendet werden, um den Sollwert für das zu erwartende Trockengewicht eines Werkstücks nach dem Waschprozess anzupassen, wenn die Wirkung des Reinigungsmittels nachlässt. Die Reinigungswirkung kann zum Beispiel durch die vorhandene Konzentration von Kühlschmiermittel beeinträchtigt werden. Nach dem Schritt „Waschen“ erfolgt der Schritt „Trocknen“ wie in Figur 3 gezeigt. Der Transportkorb 9 wird dazu rotiert, um das Werkstück 100 aus dem Waschbereich 8a herauszuheben. Um das Werkstück zu trocknen, wird es vom Lufttrockner 12 mit Luft angeblasen. Die verwendete Luft ist in vorteilhaften Ausgestaltungen gefiltert und ölfrei. Wichtig ist bei diesem Schritt auch noch, dass auch das Leitelement Eingang 11 rotiert wurde. In der in Figur 3 gezeigten Stellung verhindert es, dass Werkstücke, welche während des Schritts „Trocknen“ der RTW 1 über die Zuführung 4 zugeführt werden, nicht versehentlich im Waschbehälter 8 landen. Stattdessen leitet das Leitelement Eingang 11 solche Werkstücke in den Auffangbehälter 5, aus welchem sie manuell allenfalls später wieder der RTW 1 zugeführt werden können. Nach der Trocknung, welche zwischen 10 Sekunden und mehreren Minuten dauern kann (abhängig von der Werkstückgeometrie), wird das nun trockene Werkstück 100 weitergereicht.

Wie in Figur 4 gezeigt, ist nun der Transportkorb weiter rotiert, so dass das Werkstück 100 aus dem Transportkorb 9 auf die Wägefläche 7a der Waage 7 gerutscht ist. In Figur 4 wird folgerichtig der Schritt „Wägen“ angezeigt. In diesem Schritt wird das Werkstück 100 gewogen. Das gemessene Gewicht wird vom Computer 6 erfasst und erfindungsgemäss ausgewertet. Die möglichen Auswer- tungsverfahren und -methoden wurden bereits in der allgemeinen Beschreibung ausführlich diskutiert, es wird deshalb auf diese verwiesen.

Nach dem Schritt „Wägen“ wird das Werkstück mit Hilfe des Transporters Ausgang 10 auf das Leitelement Ausgang 13 (Figur 1) verfrachtet, wobei das Leitelement Ausgang 13 das Werkstück 100 zum Beispiel in einen Auffangbehälter (nicht gezeigt) für die fertigen Werkstücke überführt. BEZUGSZEICHENLISTE

1 kombinierte Reinigungs-, Trocknungs- und Wägeanlage „RTW“

2 Gehäuse / Schrank

3 Bildschirm 4 Zuführung

5 Auffangbehälter

6 Datenverarbeitungsvorrichtung (Computer)

7 Waage

7a Wägefläche 8 Waschbehälter

8a Waschbereich mit Reinigungsmittel (Reinigungsmittel nicht gezeigt)

9 Transportkorb

9a Lochblech

10 Transporter Ausgang 11 Leitelement Eingang

12 Lufttrockner

13 Leitelement Ausgang

100 Werkstück (symbolisch)