DE69726431T2

DE69726431T2 - Gerät und verfahren zur integration eines intelligenten fertigungssystems mit einem blechteilplanungs- und -biegesystem

Info

Publication number: DE69726431T2
Application number: DE69726431T
Authority: DE
Inventors: Kensuke Hazama; Liang-Yu Huang
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada America Inc
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada America Inc
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2017-09-04
Also published as: EP0925157B1; EP1418024A1; EP0925157A1; WO1998009777A1; ATE254984T1; US5822207A; US6243611B1; DE69726431D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und Produktionssystem gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Traditionell beinhaltet die Herstellung von gebogenen Metallblech-Komponenten eine Reihe von Produktions-Herstellungsstadien. Das erste Stadium ist ein Designstadium, während dem ein Metallblech-Design auf Grundlage einer Kundenspezifikation entwickelt wird. Ein Kunde wird typischerweise einen Auftrag für eine bestimmte Metallblech-Komponente, die herzustellen ist, an eine Produktionsanlage erteilen. Der Kundenauftrag wird gewöhnlicherweise die notwendigen Produkt- und Designinformationen beinhalten, so dass die Komponente in den Produktionsanlagen hergestellt werden kann. Diese Informationen können zum Beispiel geometrische Abmessungen des Teils, das für das Teil geforderte Material, spezielle Umforminfonnationen, die Losgröße, das Lieferdatum etc. enthalten.
Während des Designstadiums kann das Metallblechteil-Design durch ein Design-Büro des Herstellungsbetriebs unter Verwendung eines geeigneten computerunterstützten Designsystems (CAD) entwickelt werden. Auf Grundlage der Kundenspezifikation kann ein zweidimensionales (2-D) Modell des Metallblechteiles durch einen Programmierer mit einem CAD-System entwickelt werden. Typischerweise wird ein Kunde eine Blaupause oder Zeichnungen der Komponente und die kritischen geometrischen Abmessungen des Teils zur Verfügung stellen. Die Zeichnungen können ebenso irgendwelche speziellen Formen oder Markierungen des Teils beinhalten, sowie die Anordnung von Löchern oder anderen Arten von Öffnungen auf der Oberfläche (den Oberflächen) des Metallblechteils. Der Design-Programmierer wird oftmals diese Blaupause oder Zeichnung verwenden, um ein 2D-Modell auf dem CAD-System zu entwickeln. Das 2D-Modell kann eine ebene Ansicht oder eine oder mehrere andere perspektivische Ansichten des Metallblechteils mit Biegelinie und/oder Abmessungsinformationen beinhalten.
Bevor der tatsächliche Biegevorgang der Metallblech-Komponente stattfinden kann, muss das Teil zuerst aus einem Eingangs-Metallblech-Lagermaterial gestanzt und/oder geschnitten werden. Computer numerisch gesteuerte (CNC) oder numerisch gesteuerte (NC)-Systeme werden üblicherweise zur Steuerung und Betrieb der Stanzpresse und/oder Plasma- oder Laserschneidmaschinenanlage zur Bearbeitung des Lagermaterials verwendet. Um die Bearbeitung des Lagermaterials zu erleichtern, kann ein computerunterstütztes Herstellungs- (CAM) System oder CAD/CAM System durch den Design-Programmierer verwendet werden, um einen Steuercode auf Grundlage des 2D-Modells zu erzeugen. Der Steuercode kann ein Teilprogramm beinhalten, das importiert wird in und durch die Stanzpresse und/oder die Schneidmaschinenanlage verwendet wird, um die Metallblech-Komponente aus dem Lagermaterial zu stanzen oder zu schneiden.
Das nächste Stadium in dem Herstellungsprozess ist ein Biegeplanstadium. Während dieses Stadiums wird ein Biegeplan durch einen Biegebediener in der Produktionsstätte entwickelt. Der Bediener erhält normalerweise die Blaupause oder eine 2D-Zeichnung der Komponente zusammen mit einem oder mehreren Beispielen des geschnittenen oder gestanzten Grundmaterials. Mit diesen Materialien wird der Biegebediener einen Biegeplan entwickeln, der die zu verwendende Werkzeugbestückung und die Reihenfolge der durchzuführenden Biegungen festlegt. Die Biegearbeitsstation kann eine CNC-Metallbiegemaschinenanlage wie eine CNC-Druckpresse beinhalten, die es dem Bediener ermöglicht, Daten einzugeben und einen Biegecode oder ein Programm auf Grundlage des Biegeplans zu entwickeln.
Sobald der Biegeplan entwickelt ist, wird der Bediener die Arbeitsstation für den Eingangstest der Biegeabfolge festlegen. Während dieses Testschrittes wird das gestanzte oder geschnittene Grundmaterial manuell in die Presse eingelegt, und die Presse wird betrieben, um die programmierte Abfolge der Biegungen an dem Werkstück auszuführen. Der Bediener wird das endgültige gebogene Metallblechteil analysieren und die Übereinstimmung mit den Kundenspezifikationen überprüfen. Auf Grundlage der Ergebnisse der Eingangs-Durchläufe der Biegepresse kann der Bediener die Biegeabfolge durch Bearbeiten des Biegeprogramms modifizieren. Weiteres Testen wird üblicherweise durchgeführt, bis das gebogene Metallblechteil sich innerhalb der geforderten Designspezifikationen befindet.
Einer der endgültigen Stadien des Produktionsprozesses ist das Biegestadium. Nachdem der Biegeplan entwickelt und getestet worden ist, wird der Bediener die geforderte Werkzeugbestückung in der Biegestation festlegen und die Biegepresse auf Grundlage des Biegeplans und des gespeicherten Biegeprogramms oder Codes in Betrieb nehmen. Arbeitsplanung wird ebenso durchgeführt, um sicherzustellen, dass die notwendige Anzahl von gestanztem oder geschnittenem Grundmaterial zur gegebenen Zeit an der Biegestation verfügbar ist, so dass andere Arbeiten zu den geforderten Lieferdaten fertiggestellt werden. Nachdem die endgültigen gebogenen Metallblechteile hergestellt worden sind, können die Teile zur Auslieferung an den Kunden zusammengestellt und verpackt werden.
Der konventionelle Produktions- und Herstellungsprozess, wie oben beschrieben, leidet unter verschiedenen Unzulänglichkeiten und Nachteilen. Zum Beispiel, obwohl die Design- und Herstellungsdaten für einen Kundenauftrag normalerweise physikalisch archiviert (zum Beispiel auf Papier in einem Aktenlager) oder elektronisch archiviert sind (zum Beispiel durch Speichern auf einer Diskette oder einem Magnetband), sind solche Daten normalerweise getrennt gespeichert und nicht einfach wieder auffindbar. Weiterhin werden solche Daten oft verloren oder beschädigt, und wertvolle Zeit geht oft verloren bei dem Versuch, die Design- und Herstellungsinformationen in der Arbeitsstätte und zu den anderen Orten innerhalb der Produktionsanlage zu verteilen. Beachtliche Produktionszeit geht ebenfalls während der Entwicklung des Metallblech-Teildesigns und des Biegeplans verloren, da die Entwicklung des Teildesigns und des Biegeplans vorrangig durch den Design-Programmierer und Biegebediener durchgeführt wird, und im starken Maße von den individuellen Kenntnissen, Fähigkeiten und Erfahrungen abhängt.
In den vergangenen Jahren wurden Entwicklungen und Versuche durchgeführt, den konventionellen Metallblech-Herstellungsprozess zu verbessern und die Effektivität des Gesamtprozesses zu verbessern. Zum Beispiel wurde die Verwendung und die Entwicklung von 2D- und dreidimensionalen (3D) Modellierung in kommerziell verfügbaren CAD/CAM Systemen vereinfacht und der Produktionsprozess und das Modellieren der gebogenen Metallblech-Komponenten wurde verbessert. Die 2D- und 3D-Repräsentanten des Teils können nun durch den Design-Programmierer und Bediener verwendet werden, um die Geometrie des Teils besser zu verstehen und ein Biegedesign und eine Biegecodeabfolge effektiver zu entwickeln. Die Fähigkeit, Daten elektronisch zu speichern und zu übertragen, hat ebenfalls den Fluss von Informationen von dem Design-Büro zu den Orten in der Produktionsstätte verbessert. Mit den Vorteilen des Computers und Datenkommunikationsnetzwerken ist es nicht länger notwendig, durch Archive oder Akten von altem Papier, Bändern oder Magnetdisketten zu suchen.
Andere vergangene Entwicklungen haben ebenso die Effektivität des Design- und Herstellungsprozesses verbessert und einen höheren Automatisierungsgrad in dem Produktionsprozess der Metallblech-Komponenten geliefert. Zum Beispiel sind Robotermanipulatoren und Steuerungen zum Handhaben und Positionieren von Metallblechwerkstücken innerhalb einer Presse entwickelt worden, um die Biegebearbeitung durchzuführen. Weiterhin wurden Materialhandhabungseinrichtungen vorgesehen, um Werkstücke an Positionen zum Ergreifen durch einen Roboter zuzuführen und zu positionieren und zum Abführen fertiger Werkstücke. Repositionierungsgreifer wurden ebenso eingeführt, um das Werkstück in der Presse zu halten, während ein Roboter die Ergreifposition des Werkstückes ändert oder repositioniert. Zum Beispiel ist eine konventionelle Biegebearbeitungsstation 110 zum Biegen eines Metallblechteils (Werkstücks) 116 unter der Steuerung eines manuell erstellten Programms, das von verschiedenen Steuereinrichtungen heruntergeladen wurde, in 1 dargestellt. Die exemplarische Biegebearbeitungsstation 110 der 1 kann eine BM100 Amada-Bearbeitungsstation enthalten, die von Amada Amerika Inc. (die vorher unter dem Firmennamen von US-Amada Ltd. arbeitete), Buena Park California, erhalten werden. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Biegebearbeitungsstation 110: eine Biegepresse 129 zum Biegen des Werkstücks 116; einen Robotermanipulator (Robot 112) mit fünf Freiheitsgraden (5 DOF) zum Handhaben und Positionieren des Werkstücks 116 in der Biegepresse 129; eine Materialentlade/ Entladeeinrichtung (L-UL) 130 zum Laden und Positionieren eines Formling-Werkstücks an einer Position zum Ergreifen durch den Roboter 112, und zum Entladen des fertigen Werkstücks; und einen Repositioniergreifer 123 zum Halten des Werkstücks 116, während der Roboter 112 seine Griffposition ändert.
Wie weiterhin in 1 gezeigt, beinhaltet die Biegepresse 129 zumindest ein Gesenk 119, das auf einer Gesenkschiene 122 platziert ist, und zumindest ein korrespondierendes Stempelwerkzeug 118, das durch einen Stempelwerkzeughalter 120 gehalten ist. Die Biegepresse 129 beinhaltet weiterhin eine Rückmessvorrichtung 124 und eine oder mehrere Biegestationen (drei Biegestationen sind in dem Beispiel der 1 dargestellt). Zusätzlich dazu beinhaltet der Roboterarm 112 einen Roboterarmgreifer 114, der zum Ergreifen des Werkstückes 116 verwendet wird. Die Material-Lade/Entladeeinrichtung 130 kann verschiedene Saugköpfe 131 beinhalten, die einen nach oben gerichtete Saugkraft zum Anheben eines Metallblech-Werkstückes 116 erzeugen, wobei die L/UL 130 dem Werkstück 116 erlaubt, zu dem Greifer 114 des Roboters 112 zu passieren, und die sequentiell ein fertiges Werkstück 116 vom Greifer 114 zurück erhält, und das fertige Werkstück entlädt.
Im Betrieb hebt die Lade/Entladeeinrichtung (L/UL) 130 ein Formling-Werkstück 116 von einem Stapel (nicht gezeigt) und hebt und bewegt das Werkstück 116 zu einer Position, in der es durch den Greifer 114 des Roboters 112 ergriffen wird. Der Roboter 112 manövriert sich dann selbst in eine Position, korrespondierend zu einer bestimmten Biegestation, die innerhalb der Biegearbeitsstation 110 angeordnet ist. Wie in 1 gezeigt, umfasst Station 1 eine Station an dem am weitesten links angeordneten Abschnitt der Biegepresse 129, Station 2 ist rechts von Station 1 entlang der Gesenkschiene 122 angeordnet, und Station 3 ist rechts von Station 1 in der Zeichnung angeordnet. Wenn zum Beispiel eine Biegung in Station 1 durchgeführt wird, wird der Roboter 112 das Werkstück 116 zu Station 1 bewegen und das Werkstück 116 innerhalb der Biegepresse 129 an einem Ort zwischen dem Stempelwerkzeug 118 und dem Gesenk 119 manövrieren, bis dieses einen Anschlagabschnitt der Rückmessvorrichtung 127 erreicht und berührt. Mit der Hilfe der Rückmessvorrichtung 124 wird die Position des Werkstückes 116 durch den Roboterarm 112 eingestellt. Dann wird die Biegebearbeitung an dem Werkstück 116 in der Station 1 durch Nachobenbewegen der Gesenkschiene 122 durchgeführt. Das Stempelwerkzeug 118 und das Gesenk 119 berühren das Werkstück 116 gleichzeitig, so dass das Werkstück 116 eine relativ stabile Position innerhalb der Biegepresse 129 einnimmt und der Greifer 114 kann seinen Eingriff an dem Werkstück 116 lösen, um den Greifer 114 von dem Werkstück 116 wegzubewegen. Die Biegepresse 129 wird dann die Biegung des Werkstückes 116 durch Vervollständigen der Aufwärtsbewegung des Gesenks 119, bis eine geeignete Biegung durchgeführt wurde, vervollständigen.
In Abhängigkeit der nächsten Biegung, die durchgeführt wird, und der Konfiguration des Werkstücks 116 kann die Notwendigkeit bestehen, die Greifposition des Greifers 114 zu ändern. Ein Repositionierungsgreifer 132, gezeigt in 1, ist zu diesem Zwecke vorgesehen. Bevor die nächste Biegung durchgeführt wird, für die eine Repositionierung des Robotergreifers 114 benötigt wird, wird das Werkstück 116 durch den Roboter 112 zu dem Repositionierungsgreifer 132 bewegt. Der Repositionierungsgreifer 132 wird dann das Werkstück 116 ergreifen, so dass der Robotergreifer 114 das Werkstück 116 an einer Stelle geeignet für die nächste Biegung oder die nächste Abfolge von Biegungen wieder ergreifen kann.
Die Biegebearbeitungsstation 110, die in 1 dargestellt ist, wird durch verschiedene Steuervorrichtungen gesteuert, die separat untergebracht sind und eine MM20-CAPS-Schnittstelle 140, eine Biegepressen-Steuerung 142, eine Robotersteuerung 144, und eine Lade-Entladeeinheit-Steuerung 146 beinhalten. Die Biegepressensteuerung 142 umfasst eine NC9R-Biegepressensteuerung, und die Robotersteuerung 144 umfasst eine 25B Robotersteuerung, die beide von Amada Amerika verfügbar sind. Jede der Biegepressensteuerungen 142 und der Robotersteuerung 144 verfügen über ihre eigene CPU und Programmierumgebung. Die Lade/Entladeeinheit-Steuerung 146 umfasst eine autonome, programmierbare Logiksteuerung (PLC) und ist mit jeweiligen Konsolen verdrahtet, die für die Biegepressensteuerung 142 und die Robotersteuerung 144 vorgesehen sind.
Jede der Steuerungen 142, 144 und 146 hat einen unterschiedlichen Typ von Bus, Architektur und Hersteller. Sie sind primär koordiniert durch parallele O-Signale. Serielle Schnittstellen sind zum Transport von Biege- und Roboterprogrammen zu den Steuerungen vorgesehen, wobei jede von diesen in unterschiedlicher Art und Weise programmiert ist. Zum Beispiel werden Logikdiagramme verwendet, um die PLC der Lade/Entladesteuerung 146 zu programmieren, und RML wird verwendet, um die Robotersteuerung 144 zu programmieren.
Um einen Plan für die Biegebearbeitungsstation 110 zu erzeugen, muss ein Bediener eine geeignete Biegeabfolge, Werkzeugauswahl und Werkzeugstationsbelegung sowie die geforderte Roboterbewegung und Greiferrepositionierung bestimmen. Nach dem Bestimmen des Plans können gelieferte Programme oder Software 148, wie ein NC9R Biegepressenprogramm und ein 25B RML Roboterprogramm, durch den Bediener für die verschiedenen Steuerungen entwickelt werden. Jedes von diesen Programmen kann unter Verwendung von einem Eingang-Teildesign erzeugt werden, das von einem CAD-System erzeugt wurde. Beide, das Roboterprogramm und das Biegeprogramm, müssen manuell entwickelt werden und sind sehr arbeitsintensiv. Zusätzlich überprüfen Design- Programmierer oftmals jedes Teilstyling, um zu bestimmen, ob ein zuvor entwickeltes und klassifiziertes Programm verwendet werden kann, oder ob ein neues Programm geschrieben werden muss. Jedoch, da jedes klassifizierte Programm typischerweise nur einen engen Bereich von akzeptablen Teileabmessungen unterstützt, müssen neue Programme immer wieder den Bediener geschrieben werden. Das endgültige RML Roboterprogramm, wenn es vollständig ist, wird übersetzt und durch das MM20-CAPS System 140 auch die Robotersteuerung 144 heruntergeladen. Das Biegeprogramm kann eingelesen und auf Fehler überprüft werden durch eine Steuerung, die in der Biegepressensteuerung 142 vorgesehen ist.
Im Hinblick auf die Nachteile von solchen Systemen fand eine Forschung und Entwicklung in dem Feld der intelligenten Expertensysteme zur automatischen Erzeugung eines Biegeplans und anderer Herstellungsinformationen, die notwendig sind, um Metallblech-Komponenten herzustellen, statt. Zum Beispiel wurde ein Intelligentes System zur Erzeugung und Ausführung eines Metallblechbiegeplans vorgeschlagen, das ein intelligentes automatisiertes Biegesystem umfasst, das einen Biegeplan erzeugt und dann den erzeugten Plan ausführt, um eine gebogene Metallblech-Komponente herzustellen. Das darin offenbarte System beinhaltet ein oder mehrere Expertenmodule oder Untersysteme, um Experteninformationen bezüglich der Werkzeugbestückung des Haltens und der Roboterbewegung an einen Biegeabfolgeplaner zu tiefem, der einen endgültigen Biegeplan bestimmt und erzeugt. Ein Abfolger ist ebenso vorgesehen, um den endgültig erzeugten Plan auszuführen und geeignete Kommandos zu den verschiedenen Komponenten innerhalb der Biegebearbeitungsstation zu formulieren und zu übertragen, um die gebogenen Metallblech-Komponenten herzustellen. Weiterhin wurde ein Verfahren zum Planen/Steuern der Roboterbewegung vorgeschlagen, das ein Expertensystem zum Planen und Steuern der Bewegung eines Roboters umfasst, um die Produktion von Metallblech-Komponenten zu erleichtern. Das darin offenbarte System plant die Bewegung eines Roboters in einem Raum, der durch Hindernisse beschränkt ist, so dass der Roboter ein Werkstück halten und manövrieren kann gemäß einer Abfolge von Biegebearbeitungen, die durch einen Biegeapparat durchgeführt werden.
Andere Vorteile wurden durch Verbesserungen im Management und Verteilung der Design- und Herstellungsinformationen innerhalb der Arbeitsstätten erreicht. Beispielsweise ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbessern der Effizienz und der Organisation von gespeichertem Expertenwissen durch logisches Speichern beider, der Design- und Herstellungsinformationen bezüglich eines Metallblechteils vorgeschlagen, so dass diese einfacher in einen Bereich innerhalb der Produktionsstätten aufgerufen und aufgefunden werden können. Gemäß einem Aspekt werden frühere Arbeitsdaten in einer zentralen Datenbank oder Aktenlager gespeichert, so dass diese von jedem Ort innerhalb der Fabrik aufgerufen werden können und ein Suchverfahren oder Prozess wird vorgesehen, so dass frühere Arbeitsinformationen, die ähnlich oder die gleichen zur gegenwärtigen Bearbeitungsanforderung sind, können lokalisiert und erfasst werden. Weiterhin wurde ebenso vorgeschlagen, die Entwicklung eines Biegeplans durch menschliche Bediener zu erleichtern.
Ungeachtet solcher Vorteile besteht nach wie vor die Notwendigkeit, eine größere Flexibilität in dem Herstellungsprozess zu schaffen, und die Merkmale von Systemen, die vergleichbar zu den oben beschriebenen Systemen sind, zu integrieren, um verschiedene Typen von Arbeitsstationen und Arbeitsanforderungen aufzunehmen. Demzufolge, obwohl Robotermaschinenanlagen und Expertensysteme zu einer größeren Automation in der Produktion von Metallblech-Komponenten geführt haben, wurden solche Komponenten und Systeme nicht in intelligente Herstellungssysteme integriert, die Teileinformationen organisieren und auf Arbeitsstationen durch die Produktionsstätten verteilen. Weiterhin besteht ebenso die Notwendigkeit für ein System, das Expertenwissen und Informationen sowohl für Roboter und für Maschinen liefert. Ein derartiges System könnte die Produktivität dadurch erhöhen, dass Expertensysteme selektiv aufgerufen werden, um eine Assistenz zu menschlichen Bedienern im Auswählen und Bestimmen, zum Beispiel von Werkzeugbestückung oder optimalen Biegeabfolgen zu liefern, wenn ein Biegeplan entwickelt wird. Zusätzlich dazu durch die größere Flexibiltät und Kundenorientierung in derartigen Experten- und Intelligenten-Herstellungssystemen kann ein Biegebediener oder Programmierer solche Systeme für einen weiten Bereich von Anwendungen anpassen, um verschiedene Typen von Biegebearbeitungsstationen aufzunehmen.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und Produktionssystem ist aus dem Dokument zum Stand der Technik, WO-A-96/15481 bekannt. Dieses System weist ein Planungs- und Steuersystem mit einem Biegeabfolgeplaner und einer Mehrzahl von Experten auf. Diese Experten umfassen einen Werkzeug-Experten, einen Halteexperten und einen Bewegungs-Experten, wobei zusätzliche Experten vorgesehen sein können, wie ein Sensorexperte. Wenn ein Biegeplan unter Verwendung des Planungssystems eines derartigen integrierten Metallblech-Herstellungs- und Produktionssystems erzeugt wird, wird jeder der Vielzahl der Experten aktiviert, um diesen Biegeplan zu erzeugen.
Ein derartiges System muss im Hinblick auf die spezifischen Anforderungen der Biegemaschine, an die es angepasst ist, definiert werden. Wenn ein unterschiedlicher Typ einer Biegemaschine verwendet wird, muss dieses integrierte Metallblech-Herstellungs- und Produktionssystem umkonstruiert werden, um an die neue Biegemaschine angepasst zu werden. Im Einzelnen, wenn zum Beispiel eine Haltevorrichtung, eine Werkzeugvorrichtung oder eine Bewegungsvorrichtung zu der Biegemaschine hinzugefügt oder von dieser entfernt wird, muss der jeweilige Experte ebenso hinzugefügt oder entfernt werden.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und Produktionssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine ausgezeichnete Flexibilität aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und Produktionssystem, das die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1 aufweist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die vorliegende Erfindung ist weiter im Detail in der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die genannte Mehrzahl von Zeichnungen und durch die nicht beschränkenden Beispiele von illustrierten Ausführungsformen beschrieben, in denen die jeweiligen Bezugszeichen gleiche Teile durchgehend in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen beschreiben, wobei:
1 eine exemplarische Biegebearbeitungsstation gemäß dem Stand der Technik, die eine roboterbasierende Maschineneinrichtung beinhaltet, illustriert;
2A in Blockdiagrammform eine progressive Metallblech-Herstellungsanlage illustriert;
2b + 2c in Blockdiagrammform eine progressive Metallblech-Herstellungsanlage illustriert;
3 eine exemplarische Ausführungsform für den jeweiligen Datenfluss zwischen verschiedenen Modulen, Datenbanken und verschiedenen Netzwerkstationen, die sich auf das intelligente Herstellungssystem beziehen, illustriert;
4 ein exemplarisches Flussdiagramm der grundlegenden Prozesse und Arbeitsschritte ist die durch ein Servermodul ausgeführt werden, wenn die intelligente Herstellungssystemanwendung durchgeführt wird;
5 ein exemplarisches Flussdiagramm der Prozesse und Arbeitsschritte bezüglich des intelligenten Herstellungssystems, das zum Beispiel durch ein Stationsmodul ausgeführt, das an der Biegestation angeordnet ist;
6 eine exemplarische Ausführungsform des jeweiligen Daten- und Nachrichtenflusses zwischen den verschiedenen Netzwerkstationen und Modulen bezüglich des Experten-Planungssystems illustriert;
7 in Blockdiagrammform ein Beispiel der verschiedenen Expertenmodule oder Systeme illustriert, die in dem Experten-Planungssystem vorgesehen sein können;
8 ein Beispiel von verschiedenen Prozessen und Arbeitsschritten illustriert, die durch einen Bediener ausgeführt werden können, um einen Biegeplan zu entwickeln, um eine Metallblech-Komponente an einer Station, die eine roboterbasierte Maschineanlage aufweist, herzustellen, illustriert;
9 ein exemplarisches Flussdiagramm von verschiedenen Prozessen und Arbeitsschritten, die durchgeführt werden können, um einen Biegeplan für eine roboterbasierende Arbeitsstation mit einem oder mehreren, vom Bediener eingegebenen Beschränkungen, ist;
10 ein Beispiel der logischen Abfolge von verschiedenen Prozessen und Arbeitsschritten illustriert, die durchgeführt werden können, um einen Biegeplan für eine handbetriebene Arbeitsstation zu entwickeln;
11 ein Beispiel für eine logische Abfolge von verschiedenen Prozessen und Arbeitsschritten illustriert, die durchgeführt werden können, um einen Biegeplan für eine handbetriebene Arbeitsstation mit einem oder mehreren vom Bediener eingegebenen Beschränkungen entwickelt;
12 eine exemplarische intelligente Herstellungssystem-Fensteranzeigeeinrichtung ist, die eine 3D-Repräsentanten eines Teils, das herzustellen ist, beinhaltet;
13 eine exemplarische Experten-Planungssystem-Fensteranzeigeeinrichtung ist, die einen 2D-Repräsentanten eines Teils, das herzustellen ist, mit den Biegeidentifikationsnummern angezeigt darin, beinhaltet;
14 ein anderes Beispiel einer Experten-Planungssystem-Fensteranzeigeeinrichtung ist, wobei Biegeplan und Statusinformationen bezüglich der Ausführung des Expertensystems angezeigt sind;
15 eine exemplarische Biegeabfolgeeingabe-Fensteranzeigeeinrichtung illustriert, die vorgesehen sein kann, um eine vorgeschlagene Biegeabfolge anzuzeigen und/oder einem Bediener zu erlauben, eine Biegeabfolge einzugeben oder zu modifizieren;
16 eine exemplarische Werkzeugfestlegungs-Fensteranzeigeeinrichtung ist, die vorgesehen sein kann, um zum Beispiel vorgeschlagene Werkzeuge und Werkzeugstationsbelegungen, die durch das Experten-Planungssystem ausgewählt sind, anzuzeigen;
17 eine exemplarische Roboter-Bewegungssimulations-Fensteranzeigeeinrichtung illustriert, die einen 3D-Repräsentanten der Biegepresse, des Roboterarms und des Greifers und des Repositionsgreifers beinhaltet;
18 ein anderes Beispiel einer Experten-Planungssystem-Fensteranzeigeeinrichtung illustriert, wobei die Fensteranzeigeeinrichtung einen Biegeabfolgebeschränkungsausdruck beinhaltet;
19 ein Beispiel einer Werkzeugdialog-Fensteranzeigeeinrichtung ist, die dem Bediener ermöglicht, ein gewünschtes Werkzeug auszuwählen und anzuzeigen, das als Werkzeugbeschränkung verwendet wird;
20 ein anderes Beispiel einer Experten-Planungssystem-Fensteranzeigeeinrichtung ist, wobei die Biegeabfolge und die Werkzeugauswahlbeschränkungen ausgewählt worden sind, und ein „X" angezeigt wurde, um diese Auswahl zu bestätigen;
21 in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die verschiedenen Prozesse und Arbeitsschritte illustriert werden, die vom Beschränkungsmanager durchgeführt werden können, wenn ein Beschränkungsausdruck auf Grundlage einer durch den Bediener eingegebenen Beschränkung entwickelt wird;
22A und 22B Beispiele von koliniaren Biegungen dargestellt werden;
22C ein Beispiel einer Z-Biegung dargestellt wird;
23A ein Beispiel eines 2D-Repräsentanten eines Metallblechteils mit Biegeidentifikationsnummern und Biegeabfolgenummern dargestellt wird;
23B eine Biegeabfolgetafel auf Grundlage des exemplarischen Teils von 23A dargestellt wird, das die Identifikationsnummer (ID1) von jeder Biegung beinhaltet und die zugehörige Biegeabfolgenummer (SEQ1) auf Grundlage der Abfolge, die durch den Bediener eingegeben wurde, beinhaltet;
23C ein anderes Beispiel eines 2D-Repräsentanten des Metallblechteils mit Biegeidentifikationsnummern dargestellt wird, wobei die Biegeidentifikationsnummern durch eine andere Vereinbarung angezeigt sind als die, die in 23a angezeigt sind;
23D eine exemplarische Tafel illustriert, die vorgesehen sein kann, um den ersten Satz von Biegeidentifikationsnummern (ID1), die in 23A verwendet werden, in den zweiten Satz von Biegeidentifikationsnummern (ID2), die in 23C verwendet werden, zu übersetzen oder diesen zuzuordnen;
23E eine exemplarische Biegeabfolgetafel illustriert, die verwendet werden kann, um die Biegeabfolge anzuzeigen, die von einem Bediener eingegeben wurde in Übereinstimmung mit dem Biegeidentifikationsnummersystem, das in 23C verwendet worden ist, und
24 ein Beispiel für eine FEL-Planungsnachricht illustriert, die von dem Planungs-Experten zu dem Bewegungs-Experten des Experten-Planungssystems gesendet werden kann.
Um die Detailbeschreibung der vorliegenden Ausführungsformen weiter zu erleichtern, wird auf die angegebene Mehrzahl von Anhängen im Wege von nicht beschränkenden Beispielen Bezug genommen, wobei:
Anhang A Beispiele der FEL-Nachrichten beinhaltet, die gesendet werden können, wenn das Experten-Planungssystem ausgeführt wird, um einen Biegeplan für eine roboterbasierende Arbeitsstation in Übereinstimmung mit Beschränkungen, die durch einen Bediener festgelegt sind, zu entwickeln;
Anhang B Beispiele der FEL-Nachrichten beinhaltet, die zu dem Experten-Planungssystem gesendet werden können, wenn ein Biegeplan für eine roboterbasierende Arbeitsstation ohne Beschränkungen, die durch einen Bediener eingegeben werden, entwickelt wird;
Anhang C ein exemplarisches Konfigurationsdatensatz beinhaltet, der Informationen bezüglich des Status des Expertenmoduls und verschiedener Parameter enthält;
Anhang D Beispiele endgültiger Biegeplaninformationen und FEL-Nachrichten beinhaltet, die erzeugt werden können durch das Experten-Planungssystem und die in einem „FIN"-Datensatz gespeichert werden können;
Anhang E ein exemplarischer „EVB"-Datensatz ist, der Daten bezüglich der Rückmessungsfestlegung und der Biegepressbewegungen oder Arbeitsschritte ohne X-Abtastungsinformationen beinhaltet;
Anhang F ein exemplarischer „EVT"-Datensatz ist, der Werkzeugauswahldaten und Rückmessdaten zum Festlegen verschiedener Werkzeugstadien beinhaltet;
Anhang G ein exemplarischer „EVX"-Datensatz ist, der Daten bezüglich der vorgeschlagenen Biegepressbewegungen und Rückpresspositionen des Biegeplans beinhaltet;
Anhang H ein exemplarischer „RB1"-Datensatz ist, der FEL-Nachrichten beinhalten kann, die Daten bezüglich der Roboterbewegungen mit X-Rückpressinformationen aufweisen; und
Anhang I ein beispielhafter „RB2"-Datensatz ist, der FEL-Nachrichten zur Definition der Roboterbewegungen ohne X-Abtastinformationen beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Vorrichtung zur Integration eines intelligenten Herstellungssystems mit einem Experten-Metallblech-Planungs- und Biegesystem vorgesehen. Das intelligente Herstellungssystem kann angepasst sein, um Design- und Herstellungsinformationen innerhalb einer Fabrik zu verwalten und zu verteilen, und kann verschiedene Merkmale und Arbeitsschritte liefern, um die Gestaltung und Produktion von Komponenten in der Fabrik zu vereinfachen. Diese Merkmale können die Fähigkeit zur Suche und Wiederauffindung von früheren Arbeitsinformationen von einer zentralen Datenbank beinhalten, so dass die früheren Arbeitsinformationen (die Gestaltungs- und Herstellungsinformationen von früher produzierten Teilen beinhalten können) verwendet werden können, wenn ein Plan zur Herstellung eines neuen Teils erzeugt wird, das die gleichen oder ähnliche Merkmale wie das eines früher hergestellten Teils, aufweist. Das intelligente Herstellungssystem kann ebenso verschiedene graphische Benutzerschnittstellen zur Verfügung stellen, um die Erzeugung eines Biegeplans durch einen Bediener zu erleichtern.
Das Expertensystem kann ein oder mehrere Expertenmodule zum Erzeugen und Ausführen eines Biegeplans zur Herstellung gebogener Metallblech-Komponenten beinhalten. Diese Expertenmodule können Expertensysteme oder Untersysteme zum Bestimmen einer optimalen Biegeabfolge und Werkzeugbestückung (beinhaltend Werkzeugauswahl und Werkzeugstationsbelegung) für den Biegeplan beinhalten. Zusätzlich dazu können für roboterbasierende Arbeitsstationen Roboter-Handhabungs- und Bewegungs-Experten zur Bestimmung der Roboterbewegungspfade und Halteschritte zur Ausführung des Biegeplans vorgesehen sein. Ein Repositionsexperte kann ebenso zur Bestimmung der Abfolge und Arbeitsschritte im Zusammenhang mit der Steuerung des Repositionierungsgreifers und der Repositionierungsarbeitsschritte des Roboters vorgesehen sein. Eine weitere detaillierte Zusammenfassung der Merkmale des Expertensystems sowie der des intelligenten Herstellungssystems, das in die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Ausführungsform zu integrieren ist, wird nachfolgend beschrieben.
Die Merkmale der vorliegenden Ausführungsform können in einem weiten Bereich von Fabrikationsumgebungen und Ausstattungen verwendet werden, und im Speziellen kann die Ausführungsform in Fabrikationsumgebungen implementiert werden, in denen eine Serie von Produktions- und Herstellungsschritten an verschiedenen Orten ausgeführt werden. Im Zuge nicht beschränkender Ausführungsformen und Beispiele wird hier die vorliegende Ausführungsform mit Bezug auf die Produktion einer gebogenen Metallblech-Komponente beschrieben in, zum Beispiel, einer progressiven Metallblech-Herstellungsproduktionsstätte, die eine robotik- oder automatisierte Maschineneinrichtung an einer oder mehreren Arbeitsstationen beinhaltet.
Mit Bezug auf 2A ist eine progressive Metallblech-Herstellungsproduktionsstätte 38 generell in Blockdiagrammform gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Wie in 2A gezeigt, kann die Metallblech-Herstellungsproduktionsstätte oder Fabrik 38 eine Mehrzahl von Stationen 10, 12, 14 .... 20 beinhalten, die in der Fabrik verteilt sind. Diese Stationen können ein Design-Büro 10, eine Zusammenbaustation 12, eine Verladestation 14, eine Pressstation 16, eine Biegestation 18 und eine Schweißstation 20 aufweisen. Obwohl die Metallblechfabrik 38 in 2A beschrieben ist, als ob sie nur sechs diskrete Stationen aufweist, kann die Fabrik natürlich mehr als sechs diskrete Stationen beinhalten und kann ebenso mehr als eine Station von jedem Typ von Büro oder Station, die in 2A dargestellt sind, beinhalten. Zum Beispiel abhängig von der Größe und der Produktionskapazitätsforderungen der Fabrik 38 können mehr als eine Stanzstation 16, Biegestation 18 und/oder Schweißstation 20 vorgesehen sein. Zusätzlich dazu kann die Fabrik 38 mehr als ein Design-Büro 10, Zusammenbaustation 12, Verladestation 14 beinhalten und kann ebenso andere Typen von Stationen beinhalten zur Erleichterung der Produktion und Herstellung von Komponenten, wie die gebogene Metallblech-Komponenten.
Jede der Stationen 10, 12, 14 .... 20 in der Fabrik 38 kann dazu angepasst sein und Ausrüstung beinhalten, um eine oder mehrere von diskreten Produktions- und Herstellungsschritten oder Prozessen mit Bezug auf die Produktion und Herstellung der Komponenten durchzuführen. Zum Beispiel kann das Design-Büro 10 ein geeignetes CAD/CAM System beinhalten, um die Entwicklung des Metallblechteildesigns auf Grundlage der Kundenspezifikation zu erleichtern. Das CAD/CAM System kann eine oder mehrere Personalcomputer, eine Anzeigeeinheit, einen Drucker und kommerziell verfügbare CAD/CAM Software aufweisen. In Form eines nicht beschränkenden Beispiels kann das CAD/CAM-System des Design-Büros 10 AUTOCAD oder CADKEY oder ein Amada AP40 oder AP60 CAD/CAM System verfügbar von Amada America Inc. (vorher unter dem Firmennamen von US Amada Ltd.) tätig, Buena Park California, beinhalten. Zusätzlich dazu können andere kommerziell verfügbare CAD Systeme verwendet werden, wie VELLUM, das ein CAD System auf Windows-Basis ist und von Ashlar Inc. verfügbar ist. Mit der CAD/CAM Software kann der Programmierer ein 2-D Modell und/oder ein 3-D Modell des Metallblechteils auf Grundlage der Zeichnungen und der Daten, die in den Kundenauftrag geliefert sind, entwickeln. Der Design-Programmierer kann ebenso einen Steuercode auf Grundlage des Metallblechteildesigns erzeugen, um ein Teilprogramm zur Steuerung, zum Beispiel einer CNC-Stanzpresse und/oder Schneidemaschine zum Stanzen oder Schneiden der Metallblech-Komponente aus einem Grundmaterial zu erzeugen.
Die Stanzstation 16 und die Biegestation 18 können beide mit irgendeiner Kombination von CNC und/oder NC-Werkzeugmaschinen ausgestattet sein. Zum Beispiel kann die Stanzstation 16 einen oder mehrere CNC- und/oder NC-Stempel, wie zum Beispiel aus der COMA Serie und/oder PEGA Serie, Amada Revolverstanzpressen oder andere kommerziell verfügbare CNC- und/oder NC-Stanzpressen beinhalten. Weiterhin kann die Biegestation 18 eine oder mehrere CNC- und/oder NC-Biegepressen, wie aus der RG Serie Amada Biegepressen oder anderen kommerziell verfügbaren Mehrachsen Präzisionsbiegepressen beinhalten. Voll automatisierte oder roboterunterstützte Maschinen wie die Amada CELLROBOMINI und die Amada PROMECAM können ebenso an diesen Stationen vorgesehen sein. Für Roboter, die gemäß der Ausführungsformen gesteuert sind, ist es bevorzugt, dass die Amada BM100 Roboterarbeitsstation verwendet wird. Weiterhin kann die Schweißstation 20 mit einer geeigneten Schweißmaschine versehen sein, um irgendwelche gewünschten Schweißungen an der Metallblech-Komponente auszuführen. Die Stanzstation 16, die Biegestation 18 und Schweißstation 20 können in verschiedenen Bereichen der Fabrikhalle der Produktionsstätte 38 angeordnet sein, und ebenso Maschinen beinhalten, die von erfahrenen Bedienern (zum Beispiel Stanzpressbediener, Biegebediener etc.) bedient werden. Die geforderten Stanz- und Biegearbeitsgänge, und alle notwendigen Schweißarbeitsgänge können an diesen Stationen während des Produktionsprozesses durchgeführt werden. Diese Arbeitsschritte können durch einen menschlichen Bediener und/oder eine roboterunterstützte Maschine auf Grundlage der Anforderung der Produktionsstätte und des geforderten und/oder vorhandenen Grades der Automation durchgeführt werden.
Wie weiter in 2A gezeigt, kann die progressive Metallblech-Produktionsstätte 38 ebenso eine Zusammenbaustation 12 und eine Versandstation 14 beinhalten. Die Zusammenbaustation 12 und die Versandstation 14 können die notwendige Verpackungs-, Verschickungs- und/oder Transportausrüstung beinhalten, um den Zusammenbau und den Versand der hergestellten Komponenten zu dem Kunden zu vereinfachen. Der Zusammenbau und der Versand der Komponenten kann manuell gesteuert durch Fabrikpersonal und ebenso maschinenautomatisiert und/oder maschinenunterstützt durchgeführt werden. Zusätzlich dazu können die Zusammenbaustation 12 und die Versandstation 14 physikalisch nahe der Fabrikhalle (zum Beispiel in der Nähe der Stanzstation 16, der Biegestation 18 und/oder der Schweißstation 20) oder in einer separaten Fabrik oder einem Bereich der Metallblechfabrik 38 angeordnet sein.
Wie vorangehend festgestellt, integriert die vorliegende Ausführungsform ein intelligentes Herstellungssystem mit einem Experten-Metallblechplanungs- und Biegesystem. Das intelligente Herstellungssystem kann ebenso für das Management und die Verteilung kritischer Design- und Herstellungsinformationen durch elektronische Speicherung und Verteilung derselben verantwortlich sein. Das intelligente Herstellungssystem kann die traditionellen Papierarbeitsunterlagen oder Arbeitsblätter durch elektronische Arbeitsblätter, die von irgendeiner Station in der Fabrik ausgegeben werden können, ersetzen oder zumindest ergänzen. Das intelligente Herstellungssystem kann ebenso die Aufbewahrung der Design- und Herstellungsinformationen, zugehörend zu vorhergehenden Arbeitsaufträgen, organisieren und Suchmöglichkeiten zur Verfügung stellen, so dass vorangehende Arbeitsinformationen, die zu gleichen oder identischen Metallblechteilen gehören, von jeder Station in der Fabrik erfasst und aufgenommen werden können. Zusätzlich dazu können die verschiedenen Expertenmodule des Experten-Metallblech-Planungs- und Biegesystems in ein Servermodul 32 eingefügt werden und von irgendeiner Station 10, 12, 14, ... 20 innerhalb der Fertigungsanlage 38 abgerufen werden. Wie nachfolgend beschrieben, können die Stationen 10, 12, 14, ... 20 durch Versenden von Abfrageanforderungen oder Nachrichten und Informationen zum Servomodul 32 den Zugang zu verschiedenen Expertenmodulen erlangen, um Biegeplaninformationen zu erhalten, die zum Beispiel Biegeabfolge und Werkzeuginformationen zur Herstellung eines bestimmten Teils beinhalten.
Zu diesem Zweck kann ein Kommunikationsnetzwerk 26 vorgesehen werden, das ein Servermodul 32 und eine Datenbank 30 mit jedem der Mehrzahl von Stationen 10, 12, 14, .... 20 innerhalb der Metallblechproduktionsanlage 38 verbindet. Jede der Stationen 10, 12, 14, ... 20 kann Stationsmodule beinhalten, die als Schnittstelle mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 und der Datenbank 30 arbeiten. Das Kommunikationsnetzwerk 26 kann jedes Netzwerk oder eine Kombination von Netzwerken umfassen, die in der Lage sind, Daten und Informationen zu und von den Stationen 10, 12, 14, ... 20 und dem Servermodul 32 und der Datenbank 30 zu übertragen. Eine derartige Übertragung kann elektronisch, optisch durch RF-Übertragung und/oder durch Infrarotübertragung erreicht werden. In Form eines nicht beschränkenden Beispiels kann das Kommunikationsnetzwerk in einem lokalen Bereichsnetzwerk (LAN) Ethernet und/oder einer vergleichbaren Netzwerkstruktur eingesetzt werden. Zusätzlich dazu kann das Kommunikationsnetzwerk 26 in einem Intranet und/oder durch die Verwendung des Internet eingesetzt werden. Informationen und Abfragenachrichten können quer durch das Kommunikationsnetzwerk 26 in Übereinstimmung mit irgendeinem der verschiedenen Übertragungsprotokolle, beinhaltend Übertragungssteuerprotokoll/Internetprotokoll (TCP/IP) gesendet werden. Jede der Stationen 10, 12, 14, ... 20 kann ebenso Stationsmodule beinhalten, die Netzwerkendstellenausrüstung (wie einen Computer, Minicomputer oder Workstation) und/oder Nebenvorrichtungen (wie einen Anzeigemonitor oder Schirm, Drucker, CD-ROMs und/oder Modems) beinhalten, um Informationen über das Kommunikationsnetzwerk 26 zu übertragen und zu erhalten. Die Netzwerkendstellenausrüstung und die Nebenvorrichtungen können Hardware und geeignete Software oder programmierte Logik zur Schnittstellenübertragung mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 beinhalten, wie das in weiterer Ausführung nachfolgend diskutiert ist. Wenn ein Computer in der Fabrikstation vorgesehen ist, kann der Computer ein autonomer (stand alone) Personal Computer oder ein Universalcomputer sein, der Teil einer Schnittstellenvorrichtung der Ausrüstung oder der Maschine ist, die an der Station vorgesehen ist. Zum Beispiel kann der Computer ein IBM-compatibler Personalcomputer sein, oder kann ein Computer sein, der Teil eines Schnittstellen-Steuersystems der Maschine ist, wie das Amada AMNC System.
Servermodul 32 und Datenbank 30 sind ebenso mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 verbunden. Das Servermodul 32 kann eine Netzwerkendstellenausrüstung wie einen Personalcomputer, Minicomputer oder Großrechner mit geeigneter Hardware und Software zur Schnittstellenverbindung mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 aufweisen. Das Servermodul 32 kann ebenso Software oder Firmware beinhalten zum Einfügen verschiedener Merkmale, wie diese, die nachfolgend im weiteren Detail beschrieben sind. Weiterhin kann das Servermodul 32 ebenso eine Datenbank 30 zum Speichern der Design- und Herstellungsinformationen, zugeordnet zu jedem Kundenauftrag, sowie andere Teile- oder Biegeplaninformationen beinhalten. Die Datenbank kann durch irgendeine kommerzielle verfügbare Datenbank mit ausreichender Speicherkapazität zum Speichern der Design- und Herstellungsinformationen der Firmenkunden und zum Speichern anderer Daten, Tafeln und/oder Programme eingesetzt werden. Zum Beispiel kann die Datenbank 30 eine SCSI-Speicherplatte mit vier GB oder mehr verfügbarem Speicherraum beinhalten. Die Design- und Herstellungsinformationen, die in der Datenbank 30 gespeichert sind, können in den verschiedenen Stationen 10, 12, 14, ... 20 innerhalb der Metallblechproduktionsstätte 38 über das Kommunikationsnetzwerk 26 zugänglich und verteilbar sein. Verschiedene Datenformate wie strukturierte Verbindungssprache (SQL) können für den Zugang und die Speicherung von Daten in der Datenbank 30 verwendet werden. Zusätzlich können Informationen, die in der Datenbank 30 gespeichert sind, gesichert oder gespeichert werden auf einer großen Vielzahl von Speichermedien wie Magnetbändern, optischen Disketten oder Floppydisketten. Das Servermodul 32 und die Datenbank 30 können mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 in verschiedenen Bereichen oder Stationen in der Fabrik 38 verbunden sein, wie das in 2A gezeigt ist, oder sie können in Stationen, die innerhalb oder eng benachbart zu einem der vordefinierten Stationen (zum Beispiel innerhalb des Design-Büros 10) angeordnet sein. Ebenso beinhaltet das Ausführungsform von 2A eine Datenbank 30 als Teil des Servermoduls 32 und hat eine Schnittstelle mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 über das Servermodul, die Datenbank kann natürlich physikalisch getrennt von dem Servermodul 32 sein und mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 über ein Datenbankmodul verbunden sein, wie das in 2B gezeigt ist.
Durch ein nicht beschränkendes Beispiel und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können das Servermodul 32 und jede der Stationen 10, 12, 14, ..., 20 einen Personalcomputer beinhalten, wie einen IBM-kompatiblen Computer mit einer 100–200 MHz zentralen Prozessoreinheit (CPU), die einen Pentium oder vergleichbaren Mikroprozessor, zumindest 32 MB Speicher und einen hochauflösenden Anzeigeschirm, wie einen kommerziell verfügbaren SVGA Monitor mit 800 × 600 Auflösung, aufweisen. Das Servermodul 32 und die Stationen 10, 12, 14, ... 20 können ebenso einen Joystick oder eine Mauseinrichtung und eine Soundkarte oder kompatible Spiel- und Tonanschlussadapterkarte als Schnittstelle und Steuerung für die Anzeige von Informationen beinhal ten. Arbeitssystemsoftware kann ebenso vorgesehen werden, um die Kommunikation zu unterstützen. Zum Beispiel kann das Servermodul mit Microsoft Windows New Technology (NT) oder Windows 95 Betriebssystemsoftware (beide sind von der Microsoft Corporation, Redman, WA, verfügbar) aufweisen, und jede der Stationen 10, 12, 14 ... 20 kann Microsoft Windows 95 Betriebssystemsoftware beinhalten. Zusätzlich dazu kann das Servermodul 32 und die Stationen 10, 12, 14, ... 20 angepasst werden, um eine Vielzahl von Sprachen (wie Englisch, Japanisch etc.) zu unterstützen, und um einen Objektverbindungs- und Einfügungs- (OLE) Server zu unterstützen, wie ein OLE2 Server kann vorgesehen sein.
Verschiedene Datenbanksprachen und Managementsysteme können ebenso zur Schaffung, Aufrechterhaltung und Anzeige von Informationen verwendet werden, die in der Datenbank 30 gespeichert sind. Eine Datenbanksprache wie eine strukturierte Querverbindungssprache (SQL) kann ebenso verwendet werden zur Definition, Veränderung und Steuerung von Daten in der Datenbank 30. Zum Beispiel kann ein SQL Server (der ein Produkt ist, das kommerziell von der Microsoft Corporation verfügbar ist) verwendet werden. Zusätzlich dazu kann die Ausführungsform mit einer Offenen Datenbankverbindung (ODBC), kompatihlen Treiber versehen sein, um den Zugang zu Informationen auf der Datenbank 30 über das Kommunikationsnetzwerk 26 zu erleichtern. Weitere Informationen bezüglich ODBC können zum Beispiel in dem Microsoft Offenen Datenbank Kommunikationssoftware-Entwicklungsbaukästen-Programmierer-Bezugshandbuch gefunden werden.
2B illustriert in Blockdiagrammform eine progressive Metallblech-Herstellungsproduktionseinrichtung, die gemäß einer anderen Ausführungsform gestaltet ist. In der Ausführungsform von 2B sind die Datenbank 30 und das Servermodul 32 getrennt vorgesehen, wobei die Datenbank 30 mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 über ein Netzwerkdatenbankmodul 34 verbunden ist. Wie oben diskutiert, ist die vorliegende Ausführungsform nicht auf diese Anordnung beschränkt, und die Datenbank 30 und das Servermodul 32 können zusammen vorgesehen sein (wie das zum Beispiel in 2A gezeigt ist), wobei die Funktionalität des Netzwerkdatenbankmoduls 34 zum Vorsehen eines Zugangs zu der Datenbank in dem Servermodul eingearbeitet ist.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Integration des intelligenten Herstellungssystem- und Expertenplanungssystems zum Teil durch Einsetzen der Hauptfunktionen und Prozesse dieser Systeme in zwei separate Anwendungen (60, 70) in dem Servermodul 32 (siehe zum Beispiel 2B) erreicht. Ein Schnittstellenmodul oder Anwendung (nicht gezeigt) kann ebenso in dem Servermodul 32 vorgesehen sein, um die Übertragung von Nachrichten und Informationen zwischen den zwei Anwendungen und zwischen den Stationsmodulen und dem Servermodul zu erleichtern. Die Schnittstellenanwendung kann ein separates Modul-Anwendung sein, oder kann integriert (zum Beispiel als eines oder mehrere Untermodule) in die intelligente Herstellungssystemanwendung 60 und/oder die Experten-Planungssystemanwendung 70 sein. Jede der Anwendungen kann durch Software eingesetzt werden und kann durch eine computerbasierende Plattform in dem Servermodul 32 ausführbar sein. Wie weiterhin nachfolgend diskutiert, kann das Servermodul 32 mit einer Betriebssystemsoftware versehen sein, wie Windows NT, das Multitasking und Multiprocessing als simultane Ablaufanwendung erlaubt. Zusätzlich dazu können verschiedene Anwendungen entwickelt werden, die eine höhere Programmiersprache wie C++ und objektorientierte Programmierungstechniken verwenden. Zusätzlich dazu können ausführbare Kundenanwendungen in jeder der Stationsmodule der Stationen 10, 12, 14, ..., 20 vorgesehen werden, um verschiedene Arbeitsschritte bezüglich des intelligenten Herstellungssystems und Expertenplanungssystems auszuführen. Zum Beispiel können die Stationen 10, 12, 14, ..., 20 Zugang zu Teilinformationen von der Datenbank 30 haben, und verschiedene andere Merkmale bezüglich des intelligenten Herstellungssystems ausführen, wenn ein Biegeplan für eine neue Arbeitsanforderung entwickelt wird. Jede der Stationen 10, 12, 14, ..., 20 kann ebenso selektiven Zugang zu den Expertenmodulen, die in dem Servermodul eingesetzt sind, erhalten, um Experten-Planungs- und Biegeplaninformationen zu erhalten.
Nun mit Bezug auf 2C wird eine exemplarische Umsetzung der Ausführungsform durch die Verwendung von verschiedener Hardware und Softwarekomponenten vorgeschlagen. In 2C ist ein exemplarisches Stationsmodul 36 illustriert, das an der Biegestation 18 angeordnet sein kann. Obwohl nicht in dem Beispiel von 2C dargestellt, können vergleichbare Stationsmodule 36 mit gleichen oder verschiedenen Maschinenausrüstungen an anderen Stationen innerhalb der Produktionsstätte 38 vorgesehen sein.
Wie in 2C gezeigt, kann jedes der Module (d. h. das Servermodul 32, das Netzwerkdatenbankmodul 34 und das Stationsmodule 36) mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 über eine Netzwerkschnittstellenkarte oder Anschluss 42 verbunden sein. Die Netzwerkschnittstellenkarte 42 kann anwenderspezifisch sein und gemäß dem ausgewählten Typ des Kommunikationsnetzwerks ausgewählt werden. Jedes der Module 32, 34 und 36 kann ebenso Netzwerksoftware oder programmierte Logik zur Schnittstellen-Steuerung mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 beinhalten. Das Kommunikationsnetzwerk 26 kann ein Ethernet mit irgendeiner Anzahl von kommerziell verfügbaren Kabeltypen wie 10 Basis/T (Verdrillt), 10 Basis/2 (coax), oder 10 Basis/5 (dickes Kabel) sein, wobei der Kabeltyp ausgewählt wird auf Grundlage der Größe der Produktionsstätte 38 und der Anzahl oder Länge der notwendigen Kabel. Weiterhin, wie vorangehend beschrieben, kann das Kommunikationsnetzwerk 26 ein oder mehrere Netzwerke beinhalten und kann als Intranet und/oder durch die Verwendung des Internet eingesetzt sein. Informationen und Anfragenachrichten können quer durch das Kommunikationsnetzwerk 26 gemäß einem von einer Vielzahl von Übertragungsprotokollen übertragen werden, die das Transmissionssteuerprotokoll/Internetprotokoll (TCP/IP) beinhalten.
In 2C kann das Servermodul 32 einen Personalcomputer 40 mit Anzeigemonitor oder CRT 44 und Eingabe/Ausgabevorrichtungen 46 aufweisen, die eine Tastatur, eine Maus und/oder einen Joystick beinhalten können. Die Netzwerkschnittstellenkarte 42 kann in einen verfügbaren Erweiterungsschacht oder Anschluss des Personalcomputers 14 eingesetzt werden. Zusätzlich dazu kann der Personalcomputer 40 einen IBM kompatiblen Computer mit 100 bis 200 MHz Arbeitsgeschwindigkeit und einem Pentium oder Pentium Pro Mikroprozessor aufweisen. Der Personalcomputer 40 kann ebenso zum Beispiel 32 MB oder mehr verfügbaren Hauptspeicher und 1,2 GB oder mehr verfügbaren Direktangriffsspeicher (RAM) beinhalten. Die Anzeige 44 kann einen hochauflösenden Anzeigeschirm beinhalten, wie beispielsweise einen kommerziell verfügbaren SVGA Monitor mit, zum Beispiel 800 × 600 Auflösung. Zur Unterstützung der verschiedenen Graphiken und Informationen, die an der Anzeige 44 angezeigt werden können, kann der Personalcomputer 40 ebenso eine kommerziell verfügbare Graphikkarte wie eine PCI Graphikkarte beinhalten. Weiterhin kann der Computer 40 eine Soundkarte oder eine kompatible Sound- und Spieleanschlussadapterkarte beinhalten und die Eingabe/Ausgabevorrichtungen 46 können eine Tastatur, einen Joystick und/oder eine Mausvorrichtung beinhalten.
Um die verschiedenen Merkmale der Ausführungsform umzusetzen, kann das Servermodul 32 mit Software und verschiedenen Softwarepaketen konfiguriert sein. Zum Beispiel kann das Servermodul 32 Betriebssystemsoftware wie Microsoft, Windows NT (Version 4.0) aufweisen. Weiterhin, um das Servermodul mit spezifischer Funktionalität und Merkmalen der Ausführungsform zu versehen, kann das Servermodul 32 Software oder programmierte Logikroutinen beinhalten. Wie nachfolgend im weiteren Detail diskutiert, können diese Routinen unter Verwendung einer höheren Programmiersprache wie C++ und objektorientierten Programmiertechniken entwickelt werden. Das Servermodul 32 kann ebenfalls eine Schnittstelle mit CAD oder CAD/CAM Software beinhalten, wie VELLUM oder Amada AP40 oder AP60 Software, um Original 2-D und 3-D Zeichnungen auf Grundlage einer Kundenspezifikation einzugeben und/oder zu entwickeln. Aus diesem Grund kann das Servermodul in dem Design-Büro 10 der Herstellungsfabrikationsanlage 38 angeordnet werden. Um den Datenzugang von der Datenbank 30 zu ermöglichen, kann das Servermodul 32 ebenso einen OBDC Treiber beinhalten, wie einen Microsoft OBDC Treiber, und kann SQL als Standard für den Datenzugriff verwenden. Ein OLE Server wie ein OLE2 Server kann ebenso vorgesehen sein, um die Daten zu verbinden.
In der Ausführungsform nach 2C ist die Datenbank 30 separat von dem Servermodul 32 vorgesehen und mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 über ein Netzwerkdatenbankmodul 34 verbunden. Wie vorangehend gezeigt, kann die Datenbank 30 eine SCSI Disk mit geeignetem Speicherraum, zum Beispiel (1 bis 4 GB) aufweisen, der auf Grundlage der Größe der Fabrik 38 und der Menge von Teile- und Biegeplaninformationen, die in der Datenbank zu speichern sind, ausgewählt werden kann. Das Netzwerkdatenbankmodul 34 kann einen Personalcomputer 40 beinhalten wie einen IBM kompatiblen Computer mit einem Pentium Mikroprozessor und einem Erweiterungsschacht, in dem eine Netzwerkschnittstellenkarte 42 zur Schnittstellenverbindung mit dem Kommunikationsnetzwerk 26 eingesetzt ist. Die Datenbank 30 kann mit dem Personalcomputer 40 über einen Datenbus verbunden sein, und der Computer kann Standardanzeige und Eingabe/Ausgabevorrichtungen (nicht gezeigt in 2C) wie einen Anzeigemonitor oder CRT und eine Tastatur beinhalten.
Um den Zugriff auf die Datenbank 30 auf Grundlage von SQL zu erleichtern, kann der Personalcomputer 40 des Netzwerkdatenbankmoduls 34 mit einem kommerziell verfügbaren SQL Server konfiguriert sein, wie einem Microsoft SQL Server oder Oracle SQL Server. Ein OLE Server wie ein OLE2 Server kann ebenso vorgesehen sein, um die Daten zu verbinden. Der Personalcomputer 40 kann ebenso mit verschiedener Betriebssoftware konfiguriert sein, wie DOS oder Microsoft Windows NT (Version 4.0).
Die Ausführungsform von 2C beinhaltet ebenso eine exemplarische Umsetzung eines Stationsmoduls 36. In dieser Ausführungsform ist das Stationsmodul 30 an der Biegestation 18 eingesetzt. Jedes Stationsmodul kann einen Computer 48 mit einem Anzeigemonitor oder CRT 44 und Eingabe/Ausgabevorrichtungen 46 beinhalten, die einen Joystick oder eine Mausvorrichtung beinhalten können. Eine Netzwerkschnittstellenkarte 42 kann in einem verfügbaren Erweiterungsschacht oder Anschluss des Computers 48 eingesetzt sein. Wie vorangehend diskutiert, kann der Computer des Stationsmoduls 36 eine autonome Einheit, ein Personalcomputer oder ein Universalcomputer sein, der Teil einer Schnittstellenvorrichtung der Ausrüstung oder der Maschine ist, die an dieser Station vorgesehen ist. Zum Beispiel kann der Computer 48 einen freistehenden Personalcomputer aufweisen, wie einen IBM kompatiblen Computer mit 100 bis 200 MHz Arbeitsgeschwindigkeit und einem Pentium oder Pentium Pro Microprozessor, oder der Computer 48 kann ein Computer sein, der Teil eines Schnittstellen-Steuersystems für die Maschine oder in dieser eingebaut ist, wie ein Amada AMNC System. Der Computer 48 kann ebenso zum Beispiel 32 MB oder mehr verfügbaren Hauptspeicher und 1,2 GB oder mehr verfügbaren Direktzugriffsspeicher (RAM) beinhalten. Die Anzeige 44 kann einen hoch auflösenden Anzeigeschirm, wie einen kommerziell verfügbaren SVGA Monitor mit zum Beispiel 800 × 600 Auflösung, beinhalten. Um die verschiedenen Graphiken und Informationen, die auf der Anzeige 44 angezeigt werden können, zu unterstützen, kann der Computer 48 ebenso in eine kommerziell verfügbare Graphikkarte wie eine PCI Graphikkarte beinhalten. Weiterhin kann der Computer 48 eine Soundkarte oder einen kompatiblen Sound oder Spieleanschlussadapter beinhalten, um zum Beispiel einen Joystick oder Maus der Eingabe/Ausgabevorrichtungen 46 zu unterstützen.
Um die verschiedenen Merkmale der Ausführungsform umzusetzen, kann das Stationsmodul 36 ebenso mit Software und verschiedenen Softwarepaketen konfiguriert sein.
Zum Beispiel kann das Stationsmodul 36 mit Betriebssystemsoftware wie Microsoft Windows NT oder Windows 95 versehen sein. Weiterhin, um das Stationsmodul mit der spezifischen Funktionalität und Merkmalen der Ausführungsform zu versehen, kann das Stationsmodul 36 Software oder programmierte Logikroutine beinhalten. Wie nachfolgend im weiteren Detail diskutiert, können diese Routinen unter Verwendung einer höheren Programmiersprache wie C++ und objektorientierten Programmtechniken entwickelt werden. Um auf die Daten zuzugreifen und diese zu verbinden, kann das Stationsmodul 36 ebenso einen OBDC Treiber beinhalten wie einen Microsoft ODBC Treiber und einen OLE Server wie einen OLE2 Server, vergleichbar mit dem Servermodul 32 beinhalten, das Stationsmodul kann SQL als Standard für den Datenzugriff von der Datenbank 30 verwenden.
Wenn das Stationsmodul 36 der Biegestation 18 als ein freistehender Personalcomputer vorgesehen ist, dann kann Software vorgesehen sein, um Biegecodedaten (zum Beispiel NC Daten) zu erzeugen, und auf die Maschine 25 zu übertragen (zum Beispiel eine CNC oder NC gesteuerte Biegepresse). Zum Beispiel kann der Computer 48 als Personalcomputer ausgeführt sein und mit Software konfiguriert werden zur Schnittstellenübertragung mit der Biegemaschine 25 über eine Schnittstelle wie eine Standard RS-232-C Kabelschnittstelle. Diese Schnittstelle kann vorgesehen werden, um das Stationsmodul in die Lage zu versetzen, mit der Biegemaschine 25 über die Schnittstelle zu kommunizieren und Biegecodedaten zu senden oder zu empfangen. Der Einsatz der Schnittstelle ist anbieterspezifisch und abhängig von dem Datenformat und dem Maschinenanleitungssatz, der für die Biegemaschine 25 verwendet wird. Alle Daten, die von dem Stationsmodul 36 zu der Biegemaschine 25 gesendet werden, sollten auf Grundlage des Maschineninstruktionssatzes, der für die Maschine definiert ist, formatiert sein. Der Computer 48 des Stationsmoduls 36 kann ebenso mit irgendeiner kommerziell verfügbaren CNC oder NC Software zur Erzeugung von Biegecodedaten versehen sein, um die Funktionalität zu simulieren, die normalerweise in einen eingebauten Computer eines CNC oder NC Systems (wie ein Amada AMNC) für derartige Maschinen vorgesehen ist. Zusätzlich dazu, wenn die Biegemaschine 25 automatisierte Ausrüstung beinhaltet, wie einen Robotermanipulator, eine Materialbeladung/Entladung etc. kann der Computer 48 Abfolge und Steuerfunktionen beinhalten und aufweisen (umgesetzt durch Hardware/Software und/oder programmierte Logik) zum Ausführen des endgültigen Biegeplans und zum Steuern der verschiedenen Arbeitsschritte der Biegemaschine 25. Die Biegemaschine 25 kann ebenso eine Schnittstellenarchitektur (nicht gezeigt) zur Schnittstellenübertragung mit dem Abfolge- und Steuermodul des Computers 48 mit der verschiedenen Ausrüstung und Sensoren der Biegemaschine 25 beinhalten. Die Abfolge und Steuerung der Biegemaschine kann natürlich auch durch geeignete Kombination von Hardware und Software und Techniken und Prozessen und offenbarten Vorrichtungen umgesetzt werden, die für diese Aufgaben vorgesehen und angepasst sind.
Wie vorangehend offenbart, kann das intelligente Herstellungssystem angepasst sein, Design und Herstellungsinformationen zu verwalten und innerhalb der Fabrik 38 zu verteilen, und kann verschieden Merkmale und Prozesse zur Erleichterung des Designs und Produktion von Komponenten innerhalb der Fabrik vorsehen. Derartige Merkmale können die Fähigkeit zur Suche und zum Abtragen vorangehender Arbeitsinformationen aus einer zentralen Datenbank beinhalten und die Fähigkeit, einen Biegeplan (inklusive der Auswahl der Biegeabfolge und dem Festlegen der Werkzeugbestückung) durch die Verwendung von verschiedenen graphischen Anwenderschnittstellen zu entwickeln, wie sie weiter nachfolgend mit Bezug auf die 3 bis 5 diskutiert werden. Das Expertensystem kann eines oder mehrere Expertenmodule zur Erzeugung und Ausführung eines Biegeplans zur Herstellung gebogener Metallblech-Komponenten beinhalten. Diese Expertenmodule können Expertensysteme oder Untersysteme zur Festlegung einer optimalen Biegeabfolge und Werkzeugbestückung (inklusive Werkzeugauswahl und Werkzeugstationsbelegung) für den Biegeplan beinhalten. Zusätzlich dazu für roboterbasierende Arbeitsstationen kann ein Roboterhandhabungs- und Bewegungs-Experte zur Festlegung eines Roboterbewegungsplans und Halteschritte für die Ausführung des Biegeplans vorgesehen sein. Ein Repositionsexperte kann ebenso zur Festlegung der Abfolge und Arbeitsschritte mit Bezug auf die Steuerung des Repositionsgreifers und der Repositionsarbeitsschritte des Roboters vorgesehen sein. Durch die Verwendung des Kommunikationsnetzwerks 26 können auf die verschiedenen Expertenmodule, die in dem Servermodul 32 eingesetzt sind, selektiv von den Stationsmodulen, die in der Fabrik 38 vorgesehen sind, zugegriffen werden. Eine im weiteren Detail durchgeführte Diskussion des Experten-Planungssystems und dessen Beziehung mit dem intelligenten Herstellungssystem ist nachfolgend mit Bezug auf die 6 bis 24 vorgesehen.
Nun mit Bezug auf die 3 bis 5 wird eine Beschreibung der verschiedenen Merkmale des intelligenten Herstellungssystems, das in der vorliegenden Ausführungsform einge setzt werden kann, vorgesehen. Andere Merkmale und Aspekte können ebenso in dem intelligenten Herstellungssystem vorgesehen und eingearbeitet sein, wie dies im weiteren Detail aus der folgenden Beschreibung offensichtlich ist.
3 illustriert eine exemplarische Ausführungsform des jeweiligen Datenstroms zwischen dem Servermodul 32, der Datenbank 30 und den verschiedenen Netzwerkstationen, die sich auf das intelligente Herstellungssystem beziehen. Zum Zwecke der Darstellung sind das Servermodul 32 und die Datenbank 30 (integriert mit dem Netzwerkdatenbankmodul 34), die beide in 3 sind, separat und direkt verbunden mit dem Kommunikationsnetzwerk 26, wobei der Datenstrom zwischen diesen Elementen quer über das Kommunikationsnetzwerk ausgeführt wird. Natürlich, wie dies denjenigen mit Erfahrung auf diesem Gebiet offensichtlich ist, kann eine große Vielzahl von Datenstromanordnungen zwischen diesen Elementen vorgesehen sein; und wenn die Datenbank 30 angeordnet ist, um direkt mit dem Servermodul 32 verbunden zu sein, dann können die Daten und Informationen direkt von dem Servermodul zu der Datenbank ohne die Verwendung des Kommunikationsnetzwerks 26 übertragen werden. Zusätzlich dazu, um die vorliegende Beschreibung zu vereinfachen, ist die Illustration des Kommunikationsnetzwerkes 26 in 3 vereinfacht worden, und nur die Stanzstation 16 und die Biegestation 18 sind in der Zeichnung gezeigt. Nichtsdestotrotz ist es bevorzugt, dass der Datenstrom zu und von den Stationen 10, 12, 14, ..., 20, (sowie zu irgendwelchen anderen Stationen oder Bereichen, die es in der Fabrik gibt) in der gleichen Art und Weise ausgeführt werden kann, wie für die Stanzstation 16 und die Biegestation 18 beschrieben worden ist.
Die Design- und Herstellungsinformationen, die jedem Kundenauftrag zugeordnet sind, können in der Datenbank 30 organisiert und gespeichert werden. Wenn ein Kundenauftrag zu Anfang erhalten wird, können grundlegende Produkt- und Designinformationen an dem Servermodul 32 eingegeben und dann in die Datenbank 30 übertragen und gespeichert werden. Wie vorangehend diskutiert, kann das Servermodul 32 irgendwelche geeigneten Einrichtungen zur Eingabe der Daten, wie einen Personalcomputer mit einer Tastatur etc. aufweisen. Wenn ein Personalcomputer als Servermodul 32 verwendet wird, kann Software vorgesehen sein, um einen menügeführten Schirm zu erzeugen, um die Eingabe der Daten durch das Fabrikpersonal zu erleichtern. Die Dateneingabe kann zum Beispiel eine Anwendung, basierend auf Microsoft Windows, mit Hilfe und/oder Menüschirmen etc. sein. Im Zuge eines nichtlimitierenden Beispiels können die Daten, die an dem Servermodul 32 eingegeben und/oder entwickelt wurden, und zu der Datenbank 30 übertragen werden, Teileinformationen, Biegemodelldaten, Merkmalsauswahldaten und Biegelinieninformationen beinhalten, wie dies allgemein in 3 dargestellt ist.
Die Teilinformationen können zum Beispiel eine Teile- oder Auftragsbezugsnummer, den Kundennamen, eine vorläufige Beschreibung des Teils, die Losgröße oder Menge und das vorgesehene Lieferdatum umfassen. Die Biegemodelldaten können zum Beispiel Teilegeometrie- und Herstellungsdaten wie die Abmessungen über Alles des Teils (zum Beispiel Breite, Höhe, Tiefe) und Teilematerialinforrnationen wie den Materialtyp (zum Beispiel Stahl, nichtrostender Stahl oder Aluminium) Dicke und Zugfestigkeit beinhalten. Weiterhin können Merkmalsauswahldaten können manuell eingegeben und/oder automatisch erzeugt werden, um die Schlüsselmerkmale des Teils zu identifizieren und die Vergleichsteilsuche oder andere Suchen in der Datenbank zu erleichtern. Die Merkmalsauswahldaten können in einem getrennten Datensatz in der Datenbank 30 gespeichert werden, oder können mit den Biegemodelldaten und anderen Arbeitsinformationen für jedes Teil gespeichert werden. Die Merkmalsauswahldaten können zum Beispiel Merkmale des Teils, wie die Anzahl der Oberflächen oder Flächen, die Anzahl oder Typen der vorliegenden Biegungen (zum Beispiel eine positive Biegung zwischen zwei Flächen oder eine negative Biegung zwischen zwei Flächen), die Beziehung zwischen den Flächen und/oder der Anzahl von Löchern oder anderen Typen von Öffnungen in dem Teil umfassen. Derartige Daten können durch eine Teilematrix auf Grundlage der Merkmale und/oder eine Abfolge von Suchschlüsseln repräsentiert und organisiert sein. Letztlich können die Biegelinien Informationen an dem Servermodul 32 zur Speicherung in der Datenbank 30 eingegeben werden. Die Biegelinieninformationen können zum Beispiel vorrangige Biegelinieninformationen für jede Biegung in dem Teil umfassen, beinhaltend den Biegewinkel, die Biegelänge, den Innenradius (IR) der Biegung, die Menge der Deduktion und die Biegerichtung (zum Beispiel Front oder Rücken).
Um Daten von der Datenbank 30 über das Kommunikationsnetzwerk 26 zu übertragen und von dieser zu erhalten, kann jede der Stationen 10, 12, 14, ..., 20 ein Stationsmodul (wie ein Stationsmodul 36, das oben beschrieben wurde) aufweisen, das mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist. In 3 sind die Stanzstation 16 und die Biegestation 18 allgemein in Blockdiagrammform mit einem Stationsmodul dargestellt.
Wie vorangehend diskutiert, kann das Stationsmodul zum Beispiel Software oder Steuerlogik und einen autonomen Personalcomputer oder einen Universalcomputer aufweisen, der Teil der Ausrüstung oder Maschine ist, die an der Station vorgesehen ist. Für jeden Kundenauftrag kann auf die Design- und Herstellungsinformationen (beinhaltend die Teileinformation, die Biegelinieninformationen und die Biegemodelldaten) durch Eingabe, zum Beispiel einer vorgegebenen Referenznummer oder Code, zugegriffen und diese erhalten werden. Die Referenznummer oder Code kann manuell (zum Beispiel durch eine Tastatur oder ein digitales Eingabetablett) oder durch Scannen eines Strich-Codes mit einem Strich-Codeleser oder Scanner, der an dem Stationsmodul vorgesehen ist, eingegeben werden. Zusätzlich dazu Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann auf vorherige Arbeitsdaten zugegriffen werden und diese von der Datenbank 30 an irgendeiner Station 10, 12, 14, ..., 20 innerhalb der Fabrik 28 erhalten werden, wenn eine Vergleichsteilsuche durchgeführt wird. Wie dies stärker in der Detailbeschreibung wie folgt diskutiert ist, kann eine Vergleichsteilsuche auf Grundlage der Merkmalsauswahldaten oder Suchschlüssel, die in der Datenbank 30 gespeichert sind, durchgeführt werden, so dass vorhergehende Arbeitsinformationen bezüglich identischer oder gleicher Teile erhalten werden können und verwendet werden, um die gesamte Herstellungszeit für zukünftige Arbeiten zu reduzieren.
Die Design- und Herstellungsinformationen, die von der Datenbank 30 erhalten werden, können durch die Maschinenbediener verwendet werden, um den Biegeplan zu entwickeln und zu testen. Zum Beispiel kann ein Biegeplanbediener an der Biegestation 18 auf die Teileinformationen, Biegelinieninformationen und Biegemodelldaten zugreifen und diese von der Datenbank 30 erhalten, um die notwendige Werkzeugbestückung festzulegen. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann ein ODBC Treiber vorgesehen werden, um jedes Stationsmodul in die Lage zu versetzen, eine Schnittstellenübertragung mit der Datenbank 30 durchzuführen und die Informationen, die in der Datenbank gespeichert sind, anzuzeigen. Zusätzlich dazu kann das Servermodul 32 oder das Netzwerkdatenbankmodul der Datenbank 30 einen SQL Server aufweisen, um den Zugriff und das Erhalten von Daten, die in der Datenbank gespeichert sind, zu erleichtern. Sobald der Biegecode auf Grundlage des endgültigen Biegeplans programmiert worden ist, kann der Biegecode mit der Biegeabfolge und der Werkzeug-Festlegungs-Informationen von dem Stationsmodul der Biegestation zu der Datenbank 30 über das Kommunikationsnetzwerk 30 gesendet werden, wie dies allgemein in 3 gezeigt ist. Diese Informationen können dann zusammen mit den anderen Design- und Herstellungsinformationen zugeordnet zu dem Arbeitsauftrag gespeichert werden.
Andere Informationen können ebenso in der Datenbank 30 gespeichert werden. Zum Beispiel die 2-D und/oder 3-D Abbildungsrepräsentanten des Teils können mit den Biegemodelldaten für das Teil gespeichert werden. Die 2-D oder 3-D Abbildungsrepräsentanten können in der Designstation 10 oder anderen Stationen mit einem CAD/CAM System entwickelt werden und zu der Datenbank 30 über das Stationsmodul der Designstation (oder einer anderen geeigneten Station) und durch das Kommunikationsnetzwerk 26 übertragen werden. Alternativ kann die 2-D oder 3-D Abbildungsrepräsentanten an dem Servermodul 32 unter Verwendung von oder im Datenaustausch mit einem geeigneten CAD/CAM System oder Modellierungssoftware entwickelt werden, und eine Abfolge von Funktionen und Operationen werden durchgeführt, wie dies stärker nachfolgend diskutiert wird.
Nun mit Bezug auf die 4 und 5 wird eine detaillierte Beschreibung der Prozesse und Arbeitsabläufe, die durch das Servermodul 32 und die Stationsmodule von jeder der Stationen 10, 12, 14, ..., 20 programmiert und unterstützt werden, gegeben. 4 und 5 sind Flussdiagramme des Basislogikablaufs, der durch das Servermodul 32 und die Stationsmodule von jeder der Stationen 10, 12, 14, ..., 20 innerhalb der Metallblech-Herstellungsproduktionsstätte 38 durchgeführt werden. Während 5 auf die Prozesse und Arbeitsabläufe, die typischerweise an zum Beispiel der Biegestation 18 durchgeführt werden, gerichtet ist, ist es offensichtlich, dass andere Prozesse und Schritte in Abhängigkeit der durchgeführten Arbeitsabläufe, die an jeder einzelnen Station innerhalb der Produktionsanlage 38 durchgeführt werden können. Die Prozesse und Arbeitsabläufe, die nachfolgend diskutiert werden, können durch Software und durch Verwendung irgendeiner von weit verbreiteten Programmiersprachen und Techniken eingesetzt werden. Zum Beispiel in Übereinstimmung mit der Ausführungsform können die Prozesse und Arbeitsabläufe, die nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, durch Verwendung einer höheren Programmiersprache wie C++ und unter Verwendung von objektorientierten Programmiertechniken eingesetzt werden. Weiterhin im Zuge eines nicht beschränkenden Beispiels kann VISUAL C++ verwendet werden, das eine Version der C++ Programmiersprache ist, geschrieben durch Microsoft Corporation, für Anwendungen auf Grundlage von Windows.
4 ist ein Flussdiagramm der grundlegenden Prozesse und Arbeitsabläufe, durchgeführt durch das Servermodul 32, wenn die intelligente Herstellungssystemanwendung ausgeführt wird. 4 illustriert den grundlegenden Logikablauf der Prozesse und Arbeitsabläufe, die durch Software oder programmierte Logik des Servermoduls 32 durchgeführt werden. Das Servermodul 32 kann eine Anwendung auf Grundlage von Windows mit Werkzeugleistensymbolen und Hilfe- und/oder Menüschirme beinhalten, um einen Bediener oder Anwender in der Auswahl und der Durchführung der verschiedenen Prozesse und Arbeitsabläufe des Servermoduls zu unterstützen. Der Prozess beginnt am Schritt S1, wenn ein Kundenauftrag in der Metallblech-Herstellungsanlage 38 eingegangen ist. Der Kundenauftrag wird normalerweise die notwendigen Produkt- und Designinformationen beinhalten, so dass die Komponente durch die Fabrik 38 hergestellt werden kann. Diese Informationen können zum Beispiel die geometrischen Abmessungen des Teils, das für das Teil geforderte Material, und andere Designinformationen beinhalten. Auf Grundlage der Informationen, die vom Kunden erhalten werden, kann das Servermodul 32 eine Suche nach vorangehenden Arbeitsinformationen, die in der Datenbank 30 gespeichert sind, durchführen, wie das im Schritt S3 dargestellt ist. Die Arbeitsinformationen, die in der Datenbank 30 gespeichert sind, können auf Grundlage eines weiten Bereichs von Suchkriterien gesucht werden. Zum Beispiel können Informationen auf Grundlage einer vorgegebenen Referenz- oder Arbeitsnummer gesucht werden, oder eine Vergleichsteilsuche kann auf Grundlage von bestimmten Designmerkmalen des Teils durchgeführt werden, so dass die früheren Arbeitsinformationen bezüglich eines identischen oder vergleichbaren Teils erhalten werden können und für den vorliegenden Auftrag verwendet werden können.
Im Schritt S5 werden die Ergebnisse der Suche in der Datenbank analysiert und es wird bestimmt, ob der vorliegende Kundenauftrag sich auf ein neues Teil, auf ein Teil, das vergleichbar zu einem früheren Auftrag ist oder eine Wiederholung eines früheren Auftrags ist, bezieht. Wenn eine identische Entsprechung gefunden ist (zum Beispiel dieselbe Teil- oder Referenznummer ausgemacht ist) und der vorliegende Kundenauftrag eine vollständige Wiederholung eines früheren Auftrags ist, der in der Fabrik durchgeführt wurde, dann sind keine weiteren Modifikationen der Arbeitsinformationen not wendig, und auf die früheren Arbeitsinformationen kann in der Datenbank 30 zugegriffen werden, und diese können verwendet werden, um den vorliegenden Kundenauftrag auszuführen, wie das im Schritt S11 gezeigt ist. Die Suche in der Datenbank kann eine Teile- oder Referenznummer und/oder einen Datensatznamen des früheren Arbeitsauftrags liefern, so dass auf die Arbeitsinformationen in der Datenbank zugegriffen werden kann durch einen Bediener an dem Servermodul 32 oder irgendeinem anderen Stationsmodul. Wenn nur die Teile oder Referenznummer vorhanden ist, dann kann eine Übersetzungstafel vorgesehen sein, so dass der Datensatzname der früheren Arbeitsinformationen bestimmt werden kann, und ein Zugriff auf Grundlage der Eingabe der Teilereferenz oder Arbeitsnummer durch den Bediener erfolgen kann. Dadurch kann ein Bediener an zum Beispiel dem Servermodul auf die Arbeitsinformationen und die 2-D und 3-D Modellinformationen in der Datenbank 30 zugreifen, um die Geometrie des Teils zu analysieren und zu bestätigen, dass es vergleichbar zu dem des Wiederholungsauftrags ist. Wenn der Auftrag als Wiederholungsauftrag bestätigt ist, dann kann ein Biegebediener an dem Stationsmodul der Biegestation 18 ebenso auf die früheren Arbeitsinformationen zugreifen und die Herstellungsinformationen verwenden, welche die Biegecodedaten und die Werkzeug-Festlegungs-Informationen beinhalten, um das Teil zu biegen und herzustellen. Die Verwendung von derart gespeichertem Expertenwissen kann somit ermöglichen, Wiederholungsaufträge mit höherer Effizienz und ohne die Notwendigkeit der Wiederholung von früheren Eingaben und entwickelten Arbeitsinformationen durchzuführen.
Wenn jedoch im Schritt S5 festgestellt wird, dass der vorliegende Kundenauftrag vergleichbar zu einem früheren Arbeitsauftrag oder der gleiche wie ein früherer Arbeitsauftrag ist, aber Modifikationen erfordert von zum Beispiel der Arbeits- oder Referenznummer, oder der Losgröße etc., dann werden im Schritt S7 die früheren Arbeitsdaten, die durch die Suche ausfindig gemacht worden sind, von der Datenbank 30 erhalten und durch einen Bediener an dem Servermodul 32 bearbeitet und modifiziert. Die Bearbeitungsfunktion kann vorgesehen sein, um Bearbeitung und Modifikation von früheren Arbeitsdaten zu erlauben und neue Arbeitsdaten zu erzeugen, die in der Datenbank 30 für den vorliegenden Kundenauftrag gespeichert werden können. Der Umfang der geforderten Bearbeitung ist abhängig von dem Umfang der Gleichheit, die zwischen der früheren Arbeit und der vorliegenden Arbeit existiert. Der Umfang der Bearbeitung kann einfache Modifikation der Referenz- oder Arbeitsnummer oder Losgröße umfassen und/oder kann umfangreiche Modifikationen wie Bearbeiten der Abmessungen des Teils und der definierten Biegeabläufe beinhalten. Nachdem die früheren Arbeitsinformationen bearbeitet worden sind, können die überarbeiteten Arbeitsinformationen anschließend in der Datenbank 30 im Schritt S9 gespeichert werden. Die überarbeiteten Arbeitsinformationen können unter einer neuen Referenz- oder Arbeitsnummer gespeichert werden. Zusätzlich dazu können verschiedene Datenbankmanagementfunktionen (wie Kopieren, Löschen, Sichern, Umbenennen etc.) vorgesehen sein, um zu ermöglichen, dass die früheren Arbeitsinformationen in der Datenbank 30 erhalten bleiben, oder um zu ermöglichen, dass die früheren Arbeitsinformationen durch die Eingabe eines Spezialkommandos gelöscht oder überschrieben werden.
Wenn festgestellt ist, dass es keine vergleichbare oder identische Übereinstimmung zu dem vorliegenden Auftrag gibt, somit der vorliegende Kundenauftrag sich auf eine neue Arbeit bezieht, dann wird der logische Ablauf am Schritt S15, wie in 4 gezeigt, fortgesetzt. Da in dem Fall, in dem die vorliegende Arbeit sich auf eine neue Arbeit bezieht, ist es notwendig, die Design- und Herstellungsinformationen unabhängig zu entwickeln und einzugeben. Menü- und/oder Hilfeschirme können in dem Servermodul 32 vorgesehen sein, um den Bediener in der Eingabe aller der notwendigen Arbeitsinformationen zu unterstützen. In Übereinstimmung mit einem Aspekt des intelligenten Herstellungssystems kann der Bediener an dem Servermodul 32 einen neuen Datensatz kreieren durch erstes Eingeben der grundlegenden Teileinformationen für den neuen Auftrag. Die Teileinformationen können zum Beispiel eine Referenz- oder Arbeitsnummer, den Kundennamen, eine vorläufige Beschreibung des Teils, die geforderte Losgröße oder Menge für den Auftrag und den geplanten Liefertag beinhalten. Die Merkmalsauswahldaten oder Suchschlüssel können ebenso im Schritt S15 eingegeben werden, oder diese Daten können gleichzeitig mit der Entwicklung der Biegemodelldaten entwickelt oder ausgewählt werden. Andere Daten oder Informationen können ebenso am Schritt S15 eingegeben werden oder nach oder während der Eingabe der Biegemodelldaten eingegeben werden, wie die Biegelinieninformationen, die zum Beispiel den Biegewinkel, Radius und Länge für jede Biegelinie in dem Teil umfassen. Nach Schritt S15 geht der logische Ablauf weiter, so dass die Biegemodelldaten an dem Servermodul 32 durch einen Bediener entwickelt und eingegeben werden können, wie das in 4 gezeigt ist.
Die Entwicklung und die Eingabe der Biegemodelldaten kann abhängig von den Originalzeichnungen und Informationen, die vom Kunden zur Verfügung gestellt werden, abhängig sein. Der Kundenauftrag kann zum Beispiel eine 2-Einzelansichtzeichnung des Teils sein, das herzustellen ist, und/oder eine 2-D, drei Ansichten (d. h. beinhaltend Drauf-, Front- und Seitenansicht) Zeichnung des Teils sein. Gelegentlich kann der Kunde ebenso eine 3-D Drahtrahmenzeichnung des Teils mit oder ohne die Dicke des Materials des Teils angegeben in der Zeichnung liefern. Die Biegemodelldaten, die gespeichert sind, können beide die ungefalteten (d. h. die 2-D Flachdarstellung) und die gefalteten (d. h. die 3-D Abbildungsrepräsentanten) Informationen für das Teil, das herzustellen ist, beinhalten. Daher, wenn nur eine 2-D Flachzeichnung durch den Kunden geliefert wird, ist es notwendig, eine 3-D Zeichnung des Teils zu entwickeln durch Anwendung von zum Beispiel einem Faltungsalgorithmus oder Prozess in der 2-D Zeichnung. Alternativ wenn nur eine 3-D-Zeichnung des Teils geliefert wird, dann wird es notwendig, eine 2-D Flachdarstellung zu entwickeln durch Anwendung von zum Beispiel einem Entfaltungsalgorithmus oder Prozess auf die 3-D Zeichnung. In Übereinstimmung mit anderen Merkmalen des intelligenten Herstellungssystems können die 2-D und 3-D Modelle, die in dem Biegemodell gespeichert sind, entwickelt und dargestellt werden, ohne die Materialdicke (d. h. mit keiner Dicke). Dies ist möglich aufgrund der gleichmäßigen Symmetrie aller Metallblechteile. Vorsehen und darstellen der 2-D und 3-D Zeichnungen ohne Dicke liefert Modellierungs- und Simulationsansichten des Teils, die durch den Design-Programmierer, den Biegebediener und anderen Anwendern einfacher interpretiert und verstanden werden können. Die Entfernung der Dickeninformation verkürzt und verbessert die Prozesszeit, die von dem Servermodul und den Stationsmodulen gefordert wird, wenn verschiedene Merkmale des intelligenten Herstellungssystems unterstützt und durchgeführt werden.
4 zeigt die grundlegenden Prozesse und Arbeitsweisen, die durchgeführt werden, wenn die Biegemodelldaten entwickelt werden. Die verschiedenen Typen von Zeichnungen, die auf Grundlage des Kundenauftrags erhalten oder entwickelt werden können, und die eingegeben werden können, um die Biegemodelldaten zu entwickeln, sind grundsätzlich in den Schritten S19, S23, S27 und S31 gezeigt. Eine Werkzeugsymbolleiste und Menü- und/oder Hilfsschirme können durch das Servermodul 32 vorgesehen sein, um den Bediener in der Auswahl und Durchführung jedes dieser Schritte zu unterstützen. Die Bearbeitung dieser Zeichnungen, um die 2-D und 3-D Modelle des Teils für das Biegemodell zu entwickeln, sind davon abhängig, welchen Typ von Zeichnungen anfänglich vorgesehen ist. Diese Zeichnungen können an dem Servermodul 32 manuell eingegeben oder entwickelt werden, oder sie können von einem Band oder Diskette heruntergeladen werden. Das Servermodul 32 kann zum Beispiel eine Schnittstellenkommunikation mit einem CAD/CAM System durchführen, das zum Beispiel im Design-Büro 10 angeordnet ist, oder das Servermodul 32 kann ein autonomes CAD/CAM System beinhalten. Weiterhin können die 2-D und 3-D Zeichnungen als DXF oder LGES Datensätze gespeichert sein und in das Servermodul 32 importiert werden.
Wenn eine 2-D Einzelansicht Flachzeichnung vorgesehen ist, dann kann der Prozess zur Entwicklung des Biegemodells mit dem Schritt S19 beginnen, wie dies in 4 gezeigt ist. Im Schritt S19 kann die 2-D Flachzeichnung, die erhalten oder entwickelt worden ist, in das Servermodul 32 eingegeben werden. Andere Biegemodelldaten wie die Gesamtabmessungen des Teils (zum Beispiel Breite, Höhe, Tiefe) und Teilematerialinformationen, können ebenso in dem Schritt S19 eingegeben werden. Nachfolgend wird ein Faltalgorithmus oder Prozess verwendet, um ein 3-D Modell (ohne Materialdicke) auf Grundlage der originalen 2-D Einzelansichtszeichnung zu entwickeln, wie grundlegend im Schritt S21 gezeigt.
Wenn eine 3-D Drahtrahmenzeichnung (ohne Materialdicke) des Teils erhalten oder entwickelt ist, können die Zeichnungsinformationen im Schritt S27 eingegeben werden. Zusätzlich dazu können andere Biegemodelldaten, wie die Gesamtabmessungen des Teils (zum Beispiel Breite, Höhe, Tiefe) und Teilematerialinformationen, im Schritt S27 eingegeben werden. Nachfolgend kann an dem Servermodul 32 ein Entfaltungsalgorithmus oder Prozess durchgeführt werden, um ein 2-D Modell des Teils zu entwickeln, wie dies im Schritt S29 gezeigt ist.
Die 2-D und 3-D Modelldarstellungen des Teils können als Teil des Biegemodells für das Teil gespeichert werden. Zusätzlich dazu, wie oben erwähnt, können während der Entwicklung und der Eingabe der 2-D und 3-D Modelle andere Biegemodelldaten eingegeben werden (wie die Teilematerialinformationen und andere Herstellungsinformtationen), so dass diese mit den Biegemodelldaten in der Datenbank 30 gespeichert werden können. Objektorientierte Programmierungstechniken können verwendet werden, um das Biegemodell des Teils zu definieren und zu strukturieren.
Wie in 4 gezeigt, kann, wenn eine einfache 3-D Zeichnung (ohne Materialdicke) der Komponente nicht ursprünglich entwickelt oder erhalten wurde, ein zusätzlicher Prozess notwendig sein, um ein 3-D Modell des Teils zu entwickeln (ohne Dicke), bevor der notwendige Entfaltungsalgorithmus oder Prozess zur Entwicklung des endgültigen 2-D Modells durchgeführt wird. Schritte S23, S25, S31 und S33 zeigen grundsätzlich die zusätzlichen Prozesse und Arbeitsweisen, die durch das Servermodul 32 durchgeführt werden können, bevor ein Entfaltungsalgorithmus und die Entwicklung eines 2-D Modells im Schritt S29 durchgeführt wird.
Zum Beispiel, wenn eine 2-D Dreiansichtenzeichnung des Teils ursprünglich vorgesehen oder entwickelt ist, dann kann im Schritt S23 die Zeichnung in das Servermodul 32 eingegeben oder importiert werden. Weiterhin können andere Biegemodelldaten, wie die Gesamtabmessungen des Teils (zum Beispiel Breite, Höhe, Tiefe) und Teilematerialinformationen, ebenso im Schritt S23 eingegeben werden. Nachfolgend im Schritt S25 kann eine einfache 3-D Flachzeichnung des Teils auf Grundlage der 2-D Dreiansichtenzeichnung, die eingegeben worden ist, entwickelt werden. Die entwickelte 3-D Zeichnung kann dann verwendet werden, um das 2-D Modell im Schritt S29 zu entwickeln, wie dies in 4 gezeigt ist.
Wenn jedoch eine 3-D Zeichnung mit Materialdicke ursprünglich erhalten oder entwickelt worden ist, dann kann die Zeichnungsinformation in dem Schritt S31 zur weiteren Verarbeitung vor der Anwendung des Entfaltungsalgorithmus eingegeben werden. Andere Biegemodelldaten, wie die Gesamtdimensionen des Teils (zum Beispiel Breite, Höhe, Tiefe) und Teilmaterialinformationen, können ebenso im Schritt S31 eingegeben werden. Nachfolgend im Schritt S33 kann eine Dickenentfernungsprozedur durchgeführt werden, um die Dicke in der 3-D Zeichnung zu entfernen. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann das Servermodul 32 dem Bediener oder Anwender die Dicke in der Zeichnung anzeigen und anzeigen, welche Oberfläche (zum Beispiel die Außenseite oder Innenseite) beibehalten werden soll, wenn die Dickenentfernungsprozedur durchgeführt wird. Nachdem die Dicke in der 3-D Zeichnung entfernt worden ist im Schritt S33, geht der logische Ablauf zum Schritt S29, indem das überarbeitete 3-D Modell ohne Dicke verwendet wird und ein geeigneter Entfaltungsalgorithmus oder Prozess angewendet werden kann, um das endgültige 2-D Modell zu entwickeln.
Wie in 4 gezeigt, nachdem alle relevanten Informationen entwickelt und eingegeben worden sind, können die Teileinformationen, Biegemodellinformationen und andere Daten mit Bezug auf den Kundenauftrag von dem Servermodul 32 übertragen werden und in der Datenbank 30 im Schritt S35 gespeichert werden. Die Daten, gespeichert in der Datenbank 30, können Merkmalsauswahl oder Suchdaten beinhalten, die verwendet werden können, wenn Datenbanksuchen durchgeführt werden. Die Merkmalsauswahl oder Suchdaten können Daten beinhalten, die bezeichnend für die grundlegenden oder Schlüsselmerkmale des Teils, zugeordnet mit jedem Auftrag, sind, so dass Suchen in der Datenbank durchgeführt werden können, um Arbeitsinformationen und gespeichertes Expertenwissen bezüglich gleicher oder ähnlicher Teile aufzufinden. Die Daten und Informationen, die an dem Servermodul 32 eingegeben werden, können direkt zu der Datenbank 30 gesendet werden, oder über das Kommunikationsnetzwerk 26 übertragen werden, wie zum Beispiel in 4 gezeigt.
5 ist ein Ablaufplan der grundlegenden Prozesse und Arbeitsschritte des intelligenten Herstellungssystems, das durch jedes der Stationsmodule unterstützt wird, die an den Stationen 10, 12, 14, ... 20 der Metallblech-Produktionsstätte 38 vorgesehen sind. Zum Zwecke der Illustration liefert 5 ein Beispiel eines grundlegenden Logikablaufs für die Prozesse und Arbeitsschritte, die an einem Stationsmodul durchgeführt werden können, das zum Beispiel an der Biegestation 18 angeordnet ist. Wie dies für Fachleute auf Grundlage dieser Technik offensichtlich ist, kann der logische Ablauf der in 5 illustriert ist, natürlich modifiziert werden für jedes Stationsmodul, abhängig von der Natur der Arbeitsweise und Prozesse, die an jeder der Stationen durchgeführt werden. Weiterhin, wie mit dem Servermodul 32, können die Prozesse und Arbeitsweisen der Stationsmodule, die nachfolgend beschrieben werden, durch Software oder programmierte Logik eingesetzt sein. Zusätzlich dazu kann das Stationsmodul eine Anwendung auf Windows Basis mit Werkzeugleistensymbolen oder Hilfe und/oder Menüschinnen beinhalten, um einen Bediener oder Anwender die Arbeit in der Auswahl und Durchführung der verschiedenen Prozesse und Arbeitsweisen des Stationsmoduls zu erleichtern. Derartige Hilfe und/oder Menüschirme können ebenso vorgesehen sein, die Eingabe oder Übertragung von Daten an dem Stationsmodul zu erleichtern.
Wie in 5 gezeigt, kann nach der Initialisierung des Stationsmoduls im Schritt S51 ein Bediener, ein oder mehrere Datenbanksuchkriterien oder Schlüsselausdrücke im Schritt S53 eingeben. Die Suchkriterien können eingegeben werden, um frühere Arbeitsinformationen oder Arbeitsinformationen bezüglich eines neuen oder vorliegenden Arbeitsauftrags, der in der Datenbank 30 gespeichert ist, ausfindig zu machen. Der Bediener kann zum Beispiel eine vorgegebene Referenznummer oder Code eingeben, um bestimmte Arbeitsinformationen von der Datenbank 30 zu erhalten. Zum Beispiel kann ein Strich-Code an einem Laufzettel verwendet werden, oder an dem gestanzten Rohmaterial angebracht sein und durch einen Strich-Codeleser an dem Stationsmodul gescannt werden, um die Informationen zu erhalten. Alternativ dazu kann der Referenzcode oder Nummer manuell durch eine Tastatur oder einem digitalen Eingabetablett an dem Stationsmodul eingegeben werden. Eine Übersetzungstafel kann vorgesehen sein, so dass der Datensatzname der früheren Arbeitsinformation auf Grundlage der Eingabe von Teilereferenz- oder Arbeitsnummer durch den Bediener bestimmt werden kann. Zusätzlich dazu können Suchkriterien oder Schlüssel eingegeben werden, um eine Gleichteilesuche für vorher gespeicherte Arbeitsinformationen durchzuführen. Eine derartige Suche kann aufgrund von verschiedenen Designmerkmalen oder Merkmalsauswahldaten des Teils durchgeführt werden.
Nachdem die Suchkriterien im Schritt S53 eingegeben worden sind, kann das Stationsmodul die Suche in der Datenbank 30 im Schritt S55 über das Kommunikationsnetzwerk 26 und das Netzwerkdatenbankmodul 34 durchführen. Die Ergebnisse dieser Suche können dann zu dem Stationsmodul zurückgesandt werden und im Schritt S57 analysiert werden, um zu bestimmen, ob der Bediener oder Anwender Informationen bezüglich eines neuen Arbeitsauftrags oder eines vergleichbaren früheren Arbeitsauftrags angefordert hat, oder ob die Anfrage sich auf eine komplette Wiederholung eines früheren Arbeitsauftrags bezieht.
Wenn eine identische Entsprechung gefunden ist (zum Beispiel die gleiche Teile- oder Referenznummer ermittelt wurde), und es bestimmt worden ist, dass ein früherer Arbeitsauftrag wiederholt werden soll, dann können die gespeicherten Design- und Herstellungsinformationen bezüglich des Arbeitsauftrags von der Datenbank zu dem Stationsmodul übertragen werden, wo diese zur Betrachtung durch den Bediener angezeigt werden können, wie dies grundsätzlich im Schritt S59 gezeigt ist. Das Stationsmodul kann einen oder mehrere Anzeigeschirme oder Verzeichnisse beinhalten, um den Bediener in die Lage zu versetzen, die verschiedenen Informationen, die von der Datenbank 30 erhalten wurden, auszuwählen und anzuzeigen. Der Bediener kann die angezeigten Informationen überarbeiten und verschiedene Simulationen ablaufen lassen, wie eine 3-D Biegesimulation im Schritt S61, um die verschiedenen Schritte in der Biegeabfolge anzuzeigen, und um die Geometrie für das Teil dieses Arbeitsauftrags zu verstehen. Der Bediener kann ebenso andere Informationen überarbeiten, wie die geforderte Werkzeugbestückung und irgendwelche anderen Spezialinstruktionen oder Nachrichten, die mit der Arbeitsinformation aufgezeichnet worden sein können. Nach der Bestätigung der Arbeitsinformationen kann der Bediener die Biege- oder andere geforderte Maschinen aktivieren und die Maschinen bedienen, um die ausgewählten Metallblech-Komponenten herzustellen. Die Arbeitsinformation, die von der Datenbank 30 erhalten wurde, kann die endgültigen Biegeplandaten beinhalten, die den Biegecode beinhalten, um die Maschine zu steuern, zum Beispiel die Biegemaschine 18. Die Betätigung und aktuelle Betriebsweise der Maschine kann durch den Bediener durchgeführt werden, wie dies grundsätzlich im Schritt S63 in 5 gezeigt ist.
Wenn keine identischen oder vergleichbaren Arbeitsinformationen ermittelt wurden und es bestimmt ist, dass die Informationen zu einem neuen Arbeitsauftrag gehören (zum Beispiel nur vorläufige Arbeitsinformationen, die an dem Servermodul eingegeben worden sind und die vollständigen Arbeitsinformationen noch nicht entwickelt worden sind), dann können teilweise Teileinformationen und Biegemodusdaten von der Datenbank 30 heruntergeladen und zu dem Stationsmodul gesendet werden, wo diese dem Bediener im Schritt S77 angezeigt werden können. Da die angeforderten Informationen zu einem neuen Arbeitsauftrag gehören, ist es notwendig für den Bediener, einen Biegeplan zu entwickeln und einzugeben, der die geforderte Werkzeugbestückung und die Biegeabfolge beinhaltet. Dadurch kann im Schritt S79 mit den Informationen, die von dem Stationsmodul zur Verfügung gestellt werden, der Biegebediener die Biegeabfolge und die Werkzeugauswahl für den neuen Arbeitsauftrag entwickeln und festlegen. Eine Roboterbewegungsplanung und Neupositionierung kann ebenso durch den Bediener entwickelt und programmiert werden. Eine graphische Anwenderschnittstelle (GUI) und andere Merkmale können in dem Stationsmodul vorgesehen sein, um den Biegebediener in der Entwicklung des Biegeplans zu unterstützen. Das GUI kann vorgesehen sein, um dem Bediener zu helfen, den Biegeplan zu entwickeln, durch zum Beispiel Anzeigen einer vorgeschlagenen Biegeabfolge, Anzeigen von Werkzeugoptionen, automatisches Überprüfen hinsichtlich potentieller Kollision zwischen dem Teil und dem Werkzeug (den Werkzeugen) und jedes Simulieren von Zwischenschritten in einer vorgeschlagenen Biegeabfolge. Zusätzlich dazu, wie nachfolgend diskutiert, kann der Bediener ebenso die Experten-Planungssystemanwendung aktivieren, um Experten-Planungsinfonnationen bezüglich der Herstellung des Teils zu erhalten, welche die Biegeabfolge, die Werkzeuginformation und Roboterbewegung und Repositionsplanung beinhalten. Die verschiedenen Merkmale des Experten-Planungssystems sind hier mit Bezug auf die 6 bis 24 vorgesehen.
Nach dem Entwickeln und Eingeben des Biegeplans an dem Servermodul kann der Bediener die Biegeabfolge im Schritt S.80 programmieren, um den Biegecode (d. h., den CNC oder NC Code zur Ausführung der Biegeabfolge mit der Biegemaschine) zu erzeugen. Der Biegecode kann direkt in das Servermodul eingegeben werden oder in das Servermodul durch Schnittstellenübertragung mit zum Beispiel einer CNC oder NC Steuerung für die Biegemaschine importiert werden. Nachfolgend kann der Bediener den Biegeplan an der Biegearbeitsstation im Schritt S.81 starten und testen. Wenn alle notwendigen Tests und die notwendigen Modifikationen des Biegeplans abgeschlossen sind, können die endgültigen Biegedaten in die Datenbank 30 im Schritt S.83 eingegeben und gespeichert werden. Die endgültigen Biegedaten können die Biegeabfolge und Werkzeugauswahl Informationen beinhalten sowie das Biegeprogramm und/oder Roboter Steuerinformationen. Diese Informationen können von dem Stationsmodul von zum Beispiel der Biegestation 18 zu der Datenbank 30 gesendet werden, so dass diese mit anderen Design und Herstellungsinformationen mit Bezug auf den neuen Arbeitsauftrag gespeichert werden können.
Wenn es im Schritt S.57 in 5 festgelegt ist, dass die Information sich auf ein vergleichbares Teil eines vorhergehenden Arbeitsauftrags oder auf das gleiche Teil eines vorhergehenden Auftrags bezieht, aber zum Beispiel eine unterschiedliche Referenz oder Arbeitsnummer oder Losgröße etc. hat, dann kann der logische Ablauf zum Schritt S.65 gehen. Im Schritt S.65 können die früheren Arbeitsinformationen von der Datenbank 30 erhalten werden und in der Biegestation 18 angezeigt werden. Der Biegebediener oder Anwender kann dann die Daten betrachten, um zu entscheiden, welche Änderungen an den Daten für das ähnliche Teil notwendig sein werden. Noch einmal das Stationsmodul kann eine Reihe von Menüanzeigeschirmen oder Verzeichnissen erzeugen, um den Bediener in die Lage zu versetzen auszuwählen, welche Informationen angezeigt werden und die Art und Weise, mit der die Informationen angezeigt oder modifiziert werden. Zum Beispiel im Schritt S.69 kann das Stationsmodul vorgesehen sein, eine 3-D Biegesimulation auf Grundlage der erhaltenen Informationen durchzuführen, um die Entwicklung eines Biegeplans für das vergleichbare Teil durch die Bediener zu erleichtern. Nach der Überarbeitung der früheren Arbeitsinformationen kann der Bediener die Werkzeug- und Biegeinformationen modifizieren, ebenso wie das Biegeprogramm im Schritt S.70. Andere Arbeitsinformationen, wie die Abmessungen des Teils, die Referenznummer oder die Losgröße können ebenso im Schritt S.70 modifiziert und bearbeitet werden. Die verschiedenen Merkmale des Experten-Planungssystems, die nachfolgend mit Bezug auf die 6–24 diskutiert werden, können ebenso verwendet werden, um den Biegeplan fertigzustellen oder zu bearbeiten. Danach im Schritt S.71 wird die aktuelle Werkzeugbestückung und Tests durch den Bediener in der Fabrikhalle durchgeführt, um den modifizierten Biegeplan zu testen. Nach der Vervollständigung der Tests und irgendwelchen weiteren Modifikationen des Biegeplans, kann der Bediener im Schritt S.73 die endgültigen Biegeplandaten eingeben und diese in der Datenbank 30 unter einer neuen Referenznummer oder Arbeitsnummer abspeichern. Wie vorangehend festgestellt, können die früheren Arbeitsinformationen in der Datenbank 30 zusammen mit den anderen gespeicherten Arbeitsdatensätzen aufrechterhalten werden. Weiterhin können verschiedene Datenbankmanagementfunktionen vorgesehen sein, um die Datensätze, die in der Datenbank gespeichert sind, zu speichern, zu löschen oder umzubenennen etc.
Wie vorangehend diskutiert kann das intelligente Herstellungssystem der Ausführungsform eine Vielzahl von Merkmalen beinhalten. Zum Beispiel verschiedene grafische Anwenderschnittstellen können vorgesehen sein, um einen Bediener in der manuellen Auswahl und Bestimmung der Biegeabfolge und Werkzeugbestückung für ein Teil zu unterstützen. Derartige Schnittstellen können es dem Bediener ermöglichen, durch die Verwendung von einer oder mehreren Anzeigeschirmbildern eine Biegeabfolge durch eine sequentielle Auswahl der Biegelinien einer erstellten Darstellung des Teils und/oder zur Auswahl der Werkzeuge auf Grundlage von Piktogrammen, die verschiedene Werkzeuge (z. B. Stempel, Gesenke, Gesenkschienen etc.) darstellen, die verfügbar sind, einzugeben. Objektorientierte Programmiertechniken können ebenso verwendet werden, um die Biegemodelldaten (zum Beispiel auf Grundlage von Klassifizierungsstrukturen oder Bibliotheken) organisiert und gespeichert werden und die Biegebearbeitung kann an dem Teil als ein kompletter Biegemodelldatensatz in der Datenbank ausgeführt werden. Das Teil kann in beiden 2-D und 3-D Koordinatenräumen dargestellt werden und das intelligente Herstellungssystem kann den Bediener in die Lager versetzen, die 2-D und/oder 3-D Abbildungsrepräsentanten des Teils einzeln anzuzeigen, zu vergrößern, zu drehen und zu ziehen.
Mit Bezug auf die 6–24 wird eine Beschreibung der verschiedenen Merkmale des Experten-Planungssystems und dessen Interaktion mit dem intelligenten Herstellungssystem vorgesehen. Andere Merkmale und Aspekte können ebenso in dem Experten-Planungssystem vorgesehen und eingearbeitet sein, wie dies deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht.
6 zeigt eine exemplarische Ausführungsform der jeweiligen Daten- und Nachrichtenströme zwischen den verschiedenen Netzwerkstationen und Modulen, die sich auf das Experten-Planungssystem beziehen. Zum Zwecke der vereinfachten Beschreibung wurde die Darstellung des Kommunikationsnetzwerkes 26 in 6 vereinfacht und nur die Datenbank 30, das Servermodul 32 und die Biegestation 18 sind in der Zeichnung gezeigt. Nichts desto trotz ist es bevorzugt, dass der Datenstrom zu und von anderen Stationen und Stationsmodulen der Produktionsstätte 38 in vergleichbarere Weise zu der nachfolgend beschriebenen ausgeführt werden kann.
Das Experten-Planungssystem ermöglicht einen Biegebediener oder Programmierer selektiv die Expertenmodule des Experten-Planungssystems zu aktivieren, um Experteninformationen bezüglich zum Beispiel der Biegeabfolgeauswahl der Werkzeugwahl und der Roboterbewegungsplanung zu erhalten. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Bediener ebenso in der Lage, verschiedene Beschränkungen (wie eine komplette oder teilweise Biegeabfolge oder eine oder mehrere Werkzeugauswahlen) festzulegen, die durch das Experten-Planungssystem verwendet werden, wenn der Biegeplan erzeugt wird. Verschiedene andere Merkmale sind ebenso vorgesehen, um den Bediener in die Lage zu versetzen, die Ergebnisse des Experten-Planungssystems zu überarbeiten und zu bestimmen, ob die resultierenden Informationen in der Datenbank gespeichert werden und ob dieselben verwendet werden, wenn der Biegeplan ausgeführt wird. Derartige Merkmale werden nachfolgend Merkmale werden nachfolgend mit Bezug zum Beispiel auf die 8–11 und 12–20 diskutiert.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform sind die Hauptfunktionen und Prozesse, die durch das Experten-Planungssystem unterstützt werden, in dem Servermodul 32 eingesetzt. Das Servermodul 32 kann an jedem Ort innerhalb der Fabrik 38 vorgesehen werden, inklusive zum Beispiel im Design-Büro 10 und die Funktionen und Prozesse des Experten-Planungssystems können durch Software eingesetzt werden, die auf einer computerbasierenden Plattform läuft, die in dem Servermodul 32 vorgesehen ist. Derartige Merkmale können an jeder der Stationen 10, 12, 14, ... 20 innerhalb der Metallblechproduktionsanlage 38 vorgesehen sein oder eine Kundenlieferantenbeziehung kann in der Produktionsanlage 38 eingesetzt sein, wobei jede der Stationen (z. B. Kunden) mit einer Schnittstelle versehen ist, um Daten und Nachrichten über das Kommunikationsnetzwerk 26 zu dem Servermodul 32 zu senden, um auf das Experten-Planungssystem, das in diesem eingesetzt ist, zuzugreifen und dieses zu aktivieren. Andere Konfigurationen, wie eine Host-Terminal Konfiguration können ebenso vorgesehen sein, um die verschiedenen Merkmale der Ausführungsform umzusetzen. Weiterhin, wenn das Kommunikationsnetzwerk durch die Verwendung eines Intranetzes oder des Internets kann auf das Servermodul 32 lokal oder entfernt von einer Mehrzahl von räumlich getrennten Orten zugegriffen werden, um auf das Experten-Planungssystem zuzugreifen und dieses zu aktivieren.
Wie vorangehend erläutert, ist 6 eine exemplarische Darstellung von verschiedenen Übertragungen von Daten und Nachrichten zwischen dem Servermodul 32, der Datenbank 30 und der Station 18 (welche in der dargestellten Ausführungsform als Biegearbeitsstation mit einem Stationsmodul eingesetzt ist). Zum Zwecke der Darstellung beruht die Ausführungsform von 6 auf einer Kunden-Lieferentenbeziehung in der das Experten-Planungssystem innerhalb des Servermoduls 32 eingesetzt ist und jede der Stationen (inkl. der Biegearbeitsstation 18) ist angepasst, um auf das Experten-Planungssystem, das in dem Servermodul 32 vorgesehen ist, über das Kommunikationsnetzwerk 26 zuzugreifen. Wenn das Experten-Planungssystem des Servermoduls 32 initialisiert und aktiviert ist, wird der Biegemodelldatensatz, der die Geometrie und/oder Topologie des Teils repräsentiert, von der Datenbank 30 heruntergeladen und durch das Experten-Planungssystem gelesen. Das Biegemodell des Teils kann durch ein CAD oder CAD/CAM System entwickelt werden und kann in der Datenbank 30 gespeichert werden, wenn der Kundenauftrag erhalten wird. Das Biegemodell kann ebenso durch die verschiedenen Merkmale und Aspekte des intelligenten Herstellungssystems, wie diese vorangehend mit Bezug auf 4 diskutiert worden sind, entwickelt werden und kann ebenso beide Design- und Herstellungsinformationen bezüglich des Teils beinhalten.
Nachdem der Biegemodelldatensatz durch das Experten-Planungssystem gelesen worden ist, können die verschiedenen Experten-Planungsmodule eingesetzt in dem Servermodul 32 ausgeführt werden, um einen Biegeplan zu bestimmen und zu erzeugen. Das Experten-Planungssystem kann durch einen Bediener verwendet werden, wenn zum Beispiel nicht zufriedenstellende Ergebnisse von einer Vergleichsteilsuche des intelligenten Herstellungssystems erhalten wurden oder wann immer Unterstützung in der Entwicklung eines Biegeplans für ein neues Teil notwendig ist. Wie nachfolgend mit Bezug auf 7 diskutiert , kann das Experten-Planungssystem verschieden Expertenmodule zur Festlegung der Biegeabfolge zur Auswahl der Werkzeugbestückung (beinhaltend die Auswahl der Stempel und Gesenkwerkzeuge und der Werkzeugstationsbelegung) und zur Planung der Roboterbewegung beinhalten. Die Expertenmodule können ebenso die Roboterergreifung und -repositionierung festlegen. Nachdem der Biegeplan erzeugt worden ist, können die Experteninformationen von dem Servermodul 32 zu der Datenbank 30 über das Kommunikationsnetzwerk 26 übertragen werden, so dass die Informationen in dem Biegemodelldatensatz gespeichert werden, der sich auf das herzustellende Metallblechteil bezieht. Alternativ können die Biegeplaninformationen in einem oder mehreren Datensätzen gespeichert werden, um einen einfacheren Zugriff und Wiederauffinden der verschiedenen Typen von Informationen bezüglich des erzeugten Biegeplans zu ermöglichen.
Die Verwendung des Experten-Planungssystems kann ebenso von den verschiedenen Stationen 10, 12, 14, ... 20 innerhalb der Produktionsstätte 38 durchgeführt werden. Zum Beispiel die Biegearbeitsstation 18 kann eine oder mehrere Nachrichten (zum Beispiel FEL Nachrichten) zu dem Servermodul über das Kommunikationsnetzwerk 26 übertragen. Diese Nachrichten können FEL Kommandos beinhalten, die anzeigen, welche Expertenmodule zu aktivieren sind und können ebenso Beschränkungsausdrücke oder Daten beinhalten, die verschiedenen Beschränkungen anzeigen, die durch das Experten-Planungssystem zu verwenden sind. Die Nachrichten, die über das Kommunikati onsnetzwerk 26 gesendet werden, können in Übereinstimmung mit dem Protokoll des Kommunikationsnetzwerkes (der Kommunikationsnetzwerke) das (die) verwendet werden, um das Netzwerk 26 (z. B. Ethernetprotokoll oder TCP/IP) umzusetzen. Wenn diese Nachrichten und/oder Beschränkungsdaten an dem Servermodul 32 erhalten werden, können diese zu dem Experten-Planungssystem übertragen werden, wenn das Experten-Planungssystem aktiviert ist, die Nachrichten können interpretiert/gelesen werden und der geeignete Biegemodelldatensatz kann aus der Datenbank 30 gelesen werden, so dass die Biegeplaninformationen auf Grundlage desselben erzeugt werden können. Die resultierenden Experteninformationen, die so erzeugt worden sind, d. h., die bestimmte Biegeabfolge, Werkzeugbestückung, Roboterbewegung etc. können in der Datenbank 30 gespeichert werden, um den Biegemodelldatensatz zu aktualisieren. Wenn der momentane endgültige Biegeplan ausgeführt werden soll, können die Biegeplaninformationen von der Datenbank 30 in zum Beispiel die Biegearbeitsstation 18 heruntergeladen werden, um die notwendigen Biegebearbeitungen an der Metallblech-Komponente durchzuführen. Alternativ kann auf die endgültigen Biegeplaninformationen zugegriffen und vom Servermodul 32 zu der Biegestation 18 übertragen werden, wenn der Plan auszuführen ist. Weiterhin, wie vorangehend angegeben, kann das Stationsmodul der Biegearbeitsstation 18 einen Planer und eine Abfolgeeinrichtung zur Steuerung der verschiedenen Maschinen in der Biegearbeitsstation auf Grundlage der Biegeplaninformation beinhalten.
7 zeigt ein Beispiel für die verschiedenen Expertenmodule oder Systeme, die in dem Experten-Planungssystem 70 vorgesehen sein können. Wie vorangehend angegeben, kann das intelligente Herstellungssystem 60 und das Experten-Planungssystem 70 als ausführbare Softwareanwendungen in dem Servermodul 32 (siehe zum Beispiel 2B) eingesetzt sein. Wie in 7 gezeigt, kann das Experten-Planungssystem 70 einen Planungs-Experten 72, einen Werkzeug-Experten 80, einen Halte-/Greif-Experten 82 und einen Bewegungs-Experten 84 beinhalten. Wie weiter im Detail nachfolgend beschrieben, kann ebenso ein Sensorexperte 86 vorgesehen sein. Der Planungs-Experte 72 arbeitet in Zusammenarbeit mit dem Werkzeug-Experten 80, dem Greif-Experten 82, dem Bewegungs-Experten 84 und jedem anderen Experten (zum Beispiel dem Sensorexperten 86), um einen Plan für die Teileherstellung durch zum Beispiel die Biegearbeitsstation 18 herzustellen. Der Planungs-Experte 72 kann Funktionen wie das Vorschlagen einer bestimmten Biegung in einer hypothetischen Biegeabfolge und bestimmen, welche vorgegebenen Schritte durch das System durchgeführt werden müssen, um solch eine Biegung durchzuführen, die eine Position innerhalb der hypothetischen Biegeabfolge hat. In Bestimmung der Folgen der vorgeschlagenen Biegung kann der Planungs-Experte 72 den Werkzeug-Experten 80 abfragen, welche der Werkzeuge benötigt würden, um die vorgeschlagene Biegung aufzuführen und den Halteexperten 82 abzufragen, wie das Werkstück gehalten werden kann, während die vorgeschlagene Biegung durchgeführt wird. Der Planungs-Experte 72 kann ebenso den Bewegungs-Experten 84 abfragen, ob und zu welchem Zweck der Roboter (der das Werkstück hält) manipuliert werden kann, um die Herstellung der Biegung zu unterstützen. Wenn ein Sensorexperte vorgesehen ist, kann der Planungs-Experte 72 möglicherweise den Sensorexperten 86 abfragen, ob eine bestimmte Steuerstrategie auf Grundlage von Sensoren notwendig ist, um die Durchführung der vorgeschlagenen Biegung durch die Arbeitsstation zu erleichtern und die Kosten mit Bezug auf eine bestimmte Steuerstrategie auf Sensorbasis. Der Planungs-Experte 72 kann konfiguriert sein, um fortlaufend Biegungen vorzuschlagen von einer ersten Biegung fortlaufend zu einer letzten Biegung in einer vollständigen Biegeabfolge, was in einem vollständigen Satz von Biegungen zur Herstellung des endgültigen Werkstücks resultiert. Wenn eine erfolgreiche Biegeabfolge in dieser Art und Weise erzeugt worden ist, kann der Planungs-Experte 72 konfiguriert sein, um einen endgültigen Plan (der eine grundsätzliche Liste von Schritten beinhaltet und Informationen, die zur Steuerung der Durchführung der verschiedenen Hardwareelemente und Maschinen in der Arbeitsstation aufnimmt) erzeugen und den Plan zu der Datenbank 30 und/oder der Abfolgeeinrichtung und Steuerung von zum Beispiel der Biegearbeitstation zu liefern.
Im Betrieb analysiert der Planungs-Experte zunächst das konstruierte Teil durch Lesen des zugehörigen Biegemodelldatensatzes von der Datenbank 30 und schlägt eine Biegeabfolge vor, die durch die Biegearbeitsstation durchgeführt wird. Der Planungs-Experte 72 kann ein Zustandsraum-Suchverfahren verwenden, um eine effektive Abfolge der Biegebearbeitungen, die von der Biegearbeitsstation verwendet werden können, festzulegen. Der Planungs-Experte 72 kann den Werkzeug-Experten 80, den Halteexperten 82 und den Bewegungs-Experten 84 kontaktieren und abfragen, um die Informationen zu erhalten, die notwendig sind, um diese Entscheidungen zu treffen.
Der Werkzeug-Experte 80 kann auf Anfragen, die durch den Planungs-Experten 72 gemacht werden, antworten und stellt dem Planungs-Experten 72 Informationen zur Verfügung, wie welches Werkzeug benötigt wird für eine spezielle Biegebearbeitung oder Biegeabfolge. Zusätzlich dazu kann der Werkzeug-Experte 80 den Planungs-Experten 72 über die Anordnung von Werkzeugen in der Arbeitsstation informieren. Der Werkzeug-Experte 80 wird in Verbindung mit dem Planungs-Experten 72 versuchen, eine Festlegung für die Werkzeugbestückung konstruieren, so dass die geringste Anzahl von Schritten/Werkzeugbestückungen verwendet werden, um das spezielle Teil zu machen, d. h., um die vollständige Biegeabfolge für das herzustellende Teil auszuführen.
Der Halte-Greif-Experte 82 kann Haltebeziehungsbestimmungen schaffen, wie, ob der Roboter das Werkstück während einer speziellen Biegung halten kann, spezifiziert durch den Planungs-Experten 72. Der Halte-Greif-Experte 82 kann ebenso die Position, an dem der Roboter das Werkstück halten soll, bestimmen, so dass das Werkstück durch eine Reihe von Biegungen manövriert werden kann, ohne Kollision und ohne der Notwendigkeit den Griff des Roboters an dem Werkstück zu ändern. Zusätzlich dazu kann der Halteexperte 82 die Position, an welcher der Repositionsgreifer das Werkstück halten sollte, wenn der Griff des Roboters geändert wird, halten sollte und wo die Saugköpfe des Laders/Entladers (L/UL) während des Entladens und Ladens des Werkstücks platziert sein sollten, festlegen.
Zusätzlich dazu ist der Bewegungs-Experte 84 für die Erzeugung eines Bewegungsplans zuständig, d. h., die Art und Weise, in welcher der Roboter manövriert werden sollte, um das Werkstück durch verschiedene Räume und entlang verschiedener Routen zu bewegen, die notwendig sind, um die Biegungen auszuführen. Als Ergebnis dessen kann ein kollisionsfreier Roboterbewegungspfad bestimmt werden, um die Handhabung des Werkstücks durch den Roboter zu steuern, wenn die verschiedenen Biegebearbeitungen durchgeführt werden.
Der Planungs-Experte 72 und die jeweiligen oben genannten Experten können modular sein, um miteinander auf Grundlage einer Abfrage die Art und Weise zu kommunizieren. Zum Beispiel, bevor entschieden wird, eine bestimmte Biegung als Teil der Biegeabfolge aufzunehmen, kann der Biegeplanexperte 72 den Werkzeug-Experten 80 abfragen, ob die geeigneten Werkzeuge zur Durchführung der Biegung vorhanden sind. Der Pla nungs-Experte 72 wird dann auf eine Antwort vom Werkzeug-Experten 80 warten. Der Werkzeug-Experte 80 wird die Abfrage vom Planungs-Experten 72 erkennen und wird mit einer Antwort zurückantworten, d. h. anzeigen, dass geeignete Werkzeuge zur Durchführung der speziellen Biegung, angezeigt durch den Planungs-Experten 72, vorhanden sind. In beispielhafter Weise kann der Planungs-Experte 72 ebenso den Halte- oder Greif-Experten 82 fragen, ob der Roboterarmgreifer das Halten an dem Werkstück während der speziellen Biegebearbeitung aufrechterhalten kann, ohne Repositionierung des Griffs an dem Werkstück. Der Halteexperte 82 wird dann auf die Abfrage durch den Planungs-Experten antworten und der Planungs-Experte 72 wird dann die Informationen verwenden, um seine nächste Entscheidung durchzuführen.
Jedes der Module des Experten-Planungssystems 70 kann eines oder mehrere Funktionen anwenden, die durch eine geometrische Modellbibliothek zur Verfügung gestellt werden (nicht gezeigt), um die relative Interaktion und Positionen von jedem der Hardwarekomponenten und Maschinen des Systems, wie sie benötigt werden, zu modellieren, wie dies zum Durchführen ihrer Entscheidungen notwendig ist. Die verschiedenen Merkmale und Aspekte der US-Patentanmeldung Nr. 08/386,369 sowie der in der US-Patentanmeldung Nr. 08/338,115 vorgesehenen, können verwendet werden, um die verschiedenen Merkmale des Experten-Planungssystems einzusetzen. Es ist festzuhalten, dass während diese Offenbarungen ein Unix-basierendes System zeigen, die verschiedenen Merkmale darin in eine PC-basierende Windows NT Anwendung, die auf einer computerbasierenden Plattform des Servermoduls 32 ausführbar ist, abgedeckt und importiert werden können. Verschiedene andere Merkmale können ebenso in dem Experten-Planungssystem, wie das nachfolgend erläuterte vorgesehen sein.
Der Planungs-Experte der Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist, kann drei Hauptfunktionen durchführen. Als erstes kann der Planungs-Experte 72 eine Biegeabfolge erzeugen, welche die zugehörigen Arbeitsweisen zugehörig zu jeder Biegung beinhaltet. Der Planungs-Experte kann ebenso verschiedene andere Expertenmodule befragen bezüglich der Konsequenz der Biegeabfolge, die erzeugt worden ist und bezüglich weiterer Planeinzelheiten oder Unterpläne, die notwendig sind, um die erzeugte Biegesequenz auszuführen. Schließlich kann der Planungs-Experte 72 ebenso alle erhaltenen oder erzeugten Informationen übersetzen, um einen übergeordneten Biegeplan zu bilden. Ein derartiger Plan kann die notwendigen Schritte spezifizieren, um die Biegeab folge durch ein Steuersystem auszuführen, das die Arbeitsweise der verschiedenen Maschinen in der Metallblechbiegestation steuert. Zusätzlich dazu kann jeder der Experten (d. h. der Werkzeug-Experte 80, der Greif-Experte 82, der Bewegungs-Experte 84 etc.) des dargestellten Planungssystems 70 drei Hauptfunktionen durchführen, wenn dies vom Planungs-Experten 72 angefordert wird. Jeder von diesen kann die Mehrkosten zur Durchführung eines individuellen Schritts in der Biegeabfolge bestimmen und sie können jede vorgeschlagene oder zwischenliegende Planinformationen entwickeln. Zusätzlich dazu kann jeder der Experten die Mehrkosten und Planinformationen an den Planungs-Experten 72 übermitteln. Die vorgeschlagenen zwischenliegenden Planinformationen können zwei Arten von Informationen beinhalten: bestimmte Informationen und unbestimmte Informationen. Zum Beispiel an einem bestimmten Punkt in der Zeitablaufplanung wird der Halteexperte wissen, welche Bereiche auf dem Werkstück durch den Robotergreifer ergriffen werden können, um eine vorgegebene Biegung innerhalb der Biegeabfolge durchzuführen (die Greifbereiche sind bestimmt), aber er wird jetzt noch nicht die genaue Greifposition (die präzise Greifposition ist unbestimmt) wissen. Eine temporäre (unbestimmte) Greifposition wird durch den Halteexperten 82 angezeigt, die später verifiziert werden kann. Wie vorangehend genannt, wird der Planungs-Experte 72 jeden Experten bezüglich der Konsequenzen der Biegeabfolge, wie diese erzeugt worden ist, kontaktieren.
Die Konsequenzen der Biegeabfolge können durch die Kostenaufstellung dargestellt werden. Die Kosten der Biegeabfolge, so wie diese erzeugt ist, kann als Funktion von einem oder mehreren der folgenden Punkte bestimmt sein: die Menge von Zeit, die vergeht, um eine bestimmte Arbeit innerhalb der Biegeabfolge durchzuführen; das Ausmaß, um das Bearbeiten innerhalb der Biegefolge auszuführen auf die Genauigkeit der Bearbeitung und die Qualität des resultierenden Werkstücks; und ob oder nicht irgendwelche Sicherheitsbedingungen bezüglich der Durchführung der einzelnen Bearbeitung an einem bestimmten Punkt in der Biegeabfolge vorliegt; und ob irgendeine Heuristik vorliegt, die, wenn in Betracht gezogen, vorschlagen würde, eine Bearbeitung anstelle einer anderen an einen bestimmten Punkt in der Biegeabfolge durchzuführen.
Der Planungs-Experte kann ebenso jeden der Experten zu Informationen abfragen, wie welches Werkzeugprofil verwendet werden sollte, um die einzelnen Biegungen der Biegeabfolge durchzuführen, welche Teilschritte notwendig sind, um einen gegebenen Zustand zu erreichen, der notwendig wird, um die Biegung durchzuführen und wo der Robotergreifer das Werkstück ergreifen kann/sollte, wenn eine oder mehrere Biegungen der Biegeabfolge durchgeführt werden. Zusätzlich dazu kann der Planungs-Experte 72 die Experten befragen, ob eine Repositionierung des Werkstücks in der Biegeabfolge durchgeführt werden sollte und wie der Roboter und das Werkstück bewegt werden sollte, um die verschiedenen Arbeiten innerhalb der Abfolge, wie eine Biegung, eine Repositionierung, Arbeitsstationsbeladung und/oder Arbeitsstationsentladung durchgeführt wird.
Wie nachfolgend diskutiert, wenn eine Biegearbeitsstation keine Robotersteuerungen beinhaltet und Biegebearbeitungen durch eine manuell betriebene Biegepresse durchgeführt werden, dann kann ein Bediener selektiv verschiedene Expertenmodule aktivieren, um nur zum Beispiel Biegeabfolge und Werkzeuginformationen zur Verfügung zu stellen. In einem solchen Fall würde der Planungs-Experte 72 nur den Werkzeug-Experten 80 befragen und der Halte- oder Greif-Experte 82 und der Bewegungs-Experten 84 würden nicht verwendet werden, da Roboterbewegung und Greifinformationen nicht gefordert sind. Durch Senden einer Nachricht auf Grundlage der Anfrage an das Servermodul 32 kann die Biegearbeitsstation 18 anzeigen, welche Experten für den vorliegenden Auftrag verwendet werden.
Wie vorangehend erläutert, kann der Planungs-Experte 72 von 7 für verschiedene Techniken und Prozesse verwendet werden. Zum Beispiel können verschiedene Metallblechbiegeheuristika durch den Planungs-Experten 72 in Betracht gezogen werden, wenn eine Biegeabfolge bestimmt und erzeugt wird. Diese Heuristika können zum Beispiel interne Vorbiegungsarmaturen, Formen von Biegungen entlang der äußersten Biegelinien bevor Biegungen entlang der inneren Biegelinien, Durchführen von kürzeren Biegungen bevor längeren Biegungen und gleichzeitiges Durchführen von kolinearen Biegungen beinhalten. Ein Zustandsraumsuchalgorithmus kann ebenso durch den Planungs-Experten 72 verwendet werden, um den Einsatzbereich der Durchführung verschiedener Biegungen in einer vorgeschriebenen Reihenfolge zu analysieren. Durch das Beauftragen der Kosten zu jeder vorgeschlagenen Biegung können geometrische Gründe verwendet werden (zum Beispiel die physikalischen Notwendigkeiten jeder einzelnen Biegung bestimmt werden) durch modellieren der Maschine und des resultierenden Werkstücks, wie diese zueinander während der Durchführung jeder Biegung in Beziehung stehen. Der Zustandsraumsuchalgorithmus kann einen A* Algorithmus, wie dies zum Beispiel in Nils J. Nilsson in „Problem-Solving Methods in Artificial Intelligence", McGraw-Hill Book Co., 1971 pp. 43–67 enthalten ist. Kostenbeurteilungen können ebenso durch den Planungs-Experten durchgeführte werden, wenn eine Biegeabfolge erzeugt wird. Zusätzlich dazu kann das Experten-Planungssystem 70 einen Grobbewegungsplan und einen Feinbewegungsplan erzeugen.
In Abhängigkeit der geometrischen Merkmale bezüglich des Teils, das geformt werden soll, können biegebezogene Arbeiten vorhanden sein, die nicht an einem bestimmten Punkt in der geplanten Arbeitsabfolge ausgeführt werden können. Diese biegebezogenen Arbeiten können beschränkt sein auf (oder ausgeschlossen von) bestimmten Orten in der Biegeabfolge durch die Verwendung eines Mechanismus, bezeichnet als „Beschränkung". Ein Merkmalauswahlmodul (nicht gezeigt) kann vorgesehen sein, um automatisch geometrische Merkmale von geometrischen Modellen anzuzeigen, die durch ein CAD System oder ein geeignetes Designsystem erzeugt wurden und die geometrischen Merkmalsanzeigen können verwendet werden, um Gesetzmäßigkeitsausdrücke (zum Beispiel Beschränkungsausdrücke) in einer Schnittstellenübertragungssprache wie FEL zu verwenden. Eine detailliertere Beschreibung von FEL ist nachfolgend gegeben.
Beschränkungen können durch die Verwendung von einer Datenstruktur definiert werden, die es erlaubt, die spezielle Anordnung von Biegearbeiten in verschiedenen Graden der Flexibilität zu spezifizieren. Zum Beispiel für ein mehrseitiges Teil (siehe zum Beispiel 23C) können die folgenden Beschränkungsausdrücke oder Festlegungen verwendet werden, um die Reihenfolge, in der die Biegungen 1, 2, 3 und 4 auszuführen sind, festzulegen:
(Beschränkungen ((1 2 3 4 ))).
Diese Festlegung zeigt an, dass die erste Biegung vor der zweiten Biegung, die vor der dritten Biegung, die vor der vierten Biegung durchgeführt werden muss. Weiterhin, da keine Operatoren in der Festlegung beinhaltet sind, können keine anderen Biegebearbeitungen zuvor zwischen oder nach einer der Biegungen 1 bis 4 durchgeführt werden.
Wenn die Biegung 2 vor der Biegung 3 durchgeführt werden muss, aber keine andere Beschränkung in der Anordnung der Biegebearbeitung in der Biegeabfolge vorliegt, kann die folgende Beschränkungsfestlegung verwendet werden:
(Beschränkungen ((*2*3*))).
Der Operator „*" kann als ein „Platzhalter" dienen, und erlaubt entweder keine Biegebearbeitung oder irgendeine Anzahl von Biegebearbeitungen, die an dieser Position in der Biegeabfolge durchgeführt werden. Weiterhin, der Typ der Biegebearbeitung, der an der Position des Platzhalteroperators durchgeführt werden kann, kann aus einem der verbleibenden Biegebearbeitungen, die nicht in der Begrenzungsfestlegung spezifiziert sind, entnommen sein. Zusätzlich dazu kann ein derartiger Platzhalteroperator vorgesehen sein, um zum Beispiel anzuzeigen, dass Repositionierung des Robotergreifers an der Position des Platzhalteroperators durchgeführt werden kann.
Ein anderer Platzhalteroperator, der vorgesehen sein kann, ist „?", der anzeigen kann, dass genau eine Biegebearbeitung aus den in der Begrenzungsfestlegung nicht spezifizierten an diesem Punkt in der Biegeabfolge durchgeführt werden muss. Daher, wenn eine Biegebearbeitung vor der Biegung 2 durchgeführt werden muss, wie in dem Teil das in 23C dargestellt ist, aber keine Beschränkung der Anzahl oder Typs der Biegebearbeitungen, die der Biegung 2 folgend besteht (außer, dass diese nicht die Biegung 2 beinhalten können), kann die folgende Beschränkungsfestlegung verwendet werden:
(Beschränkung ((? 2*))).
Die Beschränkungsfestlegungen können ebenso Gruppen von Operatoren beinhalten, die fordern, dass bestimmte Biegebearbeitungen in Gruppen zusammengefasst werden, ohne Beschränkung der Reihenfolge der Biegebearbeitungen innerhalb der Gruppe. Zum Beispiel fordert die folgende Beschränkungsfestlegung, dass die Biegungen 2 und 3 vor der Biegung 4 in der Biegeabfolge sind und dass Biegungen 2 und 3 in einer Gruppe zusammengefasst ohne Biegeoperationen dazwischen durchgeführt werden:
(Beschränkungen ((*{2 3}*4*))).
Mehr als ein Beschränkungsausdruck kann in einer Beschränkungsfestlegung beinhaltet sein. Zum Beispiel beinhaltet die folgende Beschränkungsfestlegung den oben benannten Gruppierungsbeschränkungsausdruck sowie einen zusätzlichen Beschränkungsausdruck, der weiter festlegt, dass Biegung 1 vor Biegung 4 ohne eine weitere zusätzliche Beschränkung, wie das Einfügen und Anordnen von anderen Operatoren mit Bezug auf die Biegungen 1 und 4 durchgeführt werden muss:
(Beschränkungen ((*{2 3}*4*)(*1*4*))).
Es kann irgendeine Anzahl von Biegebearbeitungen innerhalb einer Gruppe sein und Gruppen können ineinander geschachtelt sein, um festzulegen, dass keine Forderung besteht, dass eine Mehrzahl von Gruppen in einer vorgeschriebenen Reihenfolge ist. Zum Beispiel legt der folgende Ausdruck fest, dass Biegungen 1 und 2 nacheinander in der Biegeabfolge sein müssen und Biegungen 3 und 4 nacheinander in der Biegeabfolge sein müssen. Jedoch besteht keine andere Beschränkung bezüglich der Aufnahme und Anordnung von anderen Biegearbeiten aufgrund dieses Beschränkungsausdrucks:
(*{{12}*{34}}*).
Einige zusätzliche Beispielsbeschränkungsausdrücke können (*7) beinhalten, was bedeutet, dass Biegebearbeitung 7 als die letzte Biegebearbeitung in der Abfolge durchgeführt werden muss und (*7 ?) beinhalten, was bedeutet, dass die Biegung 7 als die vorletzte Biegebearbeitung in der Abfolge durchgeführt werden muss.
Die Typen der Operatoren, die verwendet werden können, um die Beschränkungen zu definieren, können erweitert werden, um Bool'sche Operatoren wie NOT, OR und AND zu beinhalten. Zum Beispiel eine Beschränkung, die einen NOT Operator beinhaltet, kann sein (*NOT 7), was bedeuten würde, dass die siebente Biegebearbeitung nicht die letzte Biegebearbeitung der Abfolge sein kann.
Es gibt keine Grenzen bezüglich der Typen der Beschränkungen, die bestimmt werden können, und jede Einheit innerhalb des Experten-Planungssystems 70 inklusive der verschiedenen Experten sowie eines menschlichen Bedieners des Experten-Planungssystems kann Beschränkungen festlegen. Diese Beschränkungen können sich auf eine bestimmte Biegeabfolge der Werkzeugauswahl beziehen und können durch einen menschlichen Bediener eingegeben werden, an zum Beispiel der Biegestation 18. Zusätzlich dazu kann ein Beschränkungsmanager vorgesehen sein, zum Beispiel innerhalb des Herstellungssystems 60 oder des Experten-Planungssystems 70, um die Beschränkungsausdrücke auf Grundlage der Biegesequenz (entweder komplett oder teilweise) oder der Werkzeugauswahl, eingegeben durch den menschlichen Bediener automatisch zu entwickeln und um die Konsistenz der Beschränkungen aufrecht zu erhalten und Konflikte zu lösen, die zwischen den Beschränkungen auftreten.
Eine weiter detaillierte Beschreibung eines Beispiels eines Beschränkungsmanagers für automatisch erzeugte Beschränkungsausdrücke auf Grundlage der Eingabe von biegebezogenen Beschränkungen durch einen menschlichen Bediener wird nachfolgend mit Bezug auf zum Beispiel die 21 bis 23 gegeben. Wie nachfolgend diskutiert, kann ein menschlicher Bediener eine teilweise oder komplette Biegeabfolge eingeben, die als Beschränkung durch das Experten-Planungssystem verwendet wird. Die Werkzeugbestückung kann ebenso durch den menschlichen Bediener ausgewählt werden, so dass eine Werkzeugauswahl durch das Experten-Planungssystem beschränkt ist. Der Beschränkungsmanager kann Beschränkungsausdrücke auf Grundlage von zum Beispiel einer Biegeabfolge, die durch den Bediener eingegeben wird, erzeugen. In einem derartigen Fall kann der Beschränkungsmanager die geometrischen Merkmale und Biegungen des Teils analysieren, um diese zu gruppieren und wo geeignet, co-lineare Biegungen und Z-Biegungen zu erfassen und einen Beschränkungsausdruck auf Grundlage der eingegebenen Biegesequenz zu erzeugen, so dass derselbe durch das Experten-Planungssystem 70 genutzt werden kann.
Um zu erfassen, ob ein Konflikt zwischen den Beschränkungsausdrücken besteht, kann der Beschränkungsmanager einen Algorithmus beinhalten, der das Vorhandensein von gemeinsamen Arbeitsweisen innerhalb eines gegebenen Paars von Beschränkungsausdrücken überprüft. Wenn eine gemeinsame Arbeitsweise in den Beschränkungsausdrücken vorliegt, dann können diese zusammengefasst werden, um zu bestimmen, ob diese in Konflikt miteinander sind. Verschiedene Beschränkungsausdrücke können analysiert werden, beinhaltend eine menschliche Eingabebeschränkung, eine Maschinenbeschränkung, die durch Beschränkungen der Maschinen und der Werkzeuge bestimmt ist, eine Teilebeschränkung, die durch Merkmale des Teils vorgegeben ist, und Optimierungsbeschränkungen, die erzeugt werden, um die Suche nach der Biegeabfolge zu beschleunigen. Wenn zum Beispiel die Beschränkung (*1*2*) mit der Beschränkung in (*2*3*) zusammengeführt worden ist, dann würde der resultierende zusammengeführte Beschränkungsausdruck (*1*2*3*) sein. Wenn die Beschränkung (*1*2*) mit dem Konfliktausdruck wie (*2*1*) zusammengeführt worden ist, würde eine Null daraus resultieren, wodurch angezeigt ist, dass die Beschränkungsausdrücke miteinander in Konflikt sind.
Wie vorangehend genannt, kann der Planungs-Experte 72 als Zustandsraumsuchalgorithmus verwendet werden. In einem Zustandsraumsuchalgorithmus wird eine Lösung dadurch erhalten, dass Operatoren zur Zustandsbeschreibung angewendet werden, bis ein Ausdruck, der als Zielzustand beschrieben ist, erreicht ist. Bei der Durchführung des Zustandssuchverfahrens wird ein Startknoten einer Initialisierungsbeschreibung zugeordnet und Nachfolger des Startknotens werden berechnet unter Verwendung von Operatoren, die auf die Startbeschreibung anwendbar sind, die dem Knoten zugeordnet sind. Bei der Berechnung aller Nachfolger des Knotens wird dieser dadurch erweitert.
Zeiger werden von jedem Nachfolger-Knoten zurück zu dessen vorhergehenden Knoten gesetzt. Die Zeiger können später verwendet werden, um einen Lösungsrückpfad zurück zu dem Startknoten anzuzeigen, wenn ein Zielknoten endgültig gefunden worden ist.
Die Nachfolgeknoten werden überprüft, um zu sehen, ob irgendwelche Zielknoten vorhanden sind durch Überprüfung der zugeordneten Zustandsbeschreibungen gemäß Nachfolgeknoten, um zu sehen, ob diese einen Zielzustand beschreiben. Wenn ein Zielknoten noch nicht gefunden worden ist, wird der Prozess zur Erweiterung der Knoten und dem Setzen zugehöriger Zeiger fortgesetzt. Wenn ein Zielknoten gefunden worden ist, werden die Zeiger zu dem Startknoten zurückgeführt, um einen Lösungspfad zu erzeugen. Die Zustandsbeschreibungsoperatoren, die den Bögen des Pfads zugeordnet sind, werden dann in eine Lösungsabfolge zusammengesetzt.
Die vorangehend beschriebenen Schritte bilden den Zustandsraumsuchalgorithmus. Variationen des vorangehend beschriebenen Algorithmus können durch die Reihenfolge, in der die Knoten zu erweitern sind, bestimmt werden. Wenn die Knoten erweitert wurden in einer Reihenfolge, wie sie erzeugt worden sind, dann wird die Suchmethode als ein breiter orientiertes Suchverfahren bezeichnet. Wenn die am vielversprechendsten erzeugten Knoten als erstes erweitert werden, dann wird die Suchmethode als tiefenorientiertes Suchverfahren bezeichnet. Die breiten- und tiefenorientierten Suchverfahren sind blinde Suchalgorithmen, da die Reihenfolge, in der die Knoten erweitert werden, unbeeinflusst sind durch die Lage des Zielknotens.
Heuristikinformationen über die gesamte Natur des Grafen und die grundlegende Richtung des Ziels können verwendet werden, um den Suchprozess zu modifizieren. Derartige Informationen können verwendet werden, um zu helfen, die Suche auf das Ziel zu richten, in einer Weise, in der die meist versprechendsten Knoten zuerst expandiert werden. Ein Typ von heuristischer Suchmethode ist beschrieben zum Beispiel durch Nils J. Nilsson in „Problem-Solving Method in Artificial Intelligence", wie oben vorgenannt.
Blinde Suchalgorithmen, wie der breiten- oder tiefenorientierte Suchalgorithmus, sind erschöpfenden in ihre Ansatz, einen Lösungspfad zu dem Zielknoten zu finden. In Anwendungen ist es oft nicht praktikabel und zeitaufwendig, diese Methoden zu verwenden, da die Suche eine exzessive Anzahl von Knoten erweitert, bevor ein Lösungspfad gefunden ist. Eine derartige Erweiterung der Knoten verbraucht mehr Computerspeicher, um die Informationen zugeordnet zu jedem Knoten zu speichern und mehr Zeit, um zum Beispiel Knotenerweiterungen und Punkte zu berechnen. Demgemäss werden effiziente Alternativen zu den Blindsuchverfahren bevorzugt. Heuristika können angewendet werden, um bei der zielgerichteten Suche zu helfen auf Grundlage von speziellen Informationen, die verfügbar sind bezüglich des Problems, das durch den Graphen repräsentiert ist. Ein Weg, die Suche zu konzentrieren, ist, die Anzahl der Vorschläge für jeden erweiterten Knoten zu reduzieren. Ein anderer Weg, die Suche zu konzentrieren, ist, die Reihenfolge, in der die Knoten erweitert werden, zu modifizieren, so dass die Suche nach außen erweitert werden kann auf Knoten, die als die vielversprechendsten erscheinen. Suchalgorithmen, welche die Reihenfolge der Knotenerweiterung modifizieren, werden Reihenfolgesuchalgorithmen genannt. Reihenfolgesuchalgorithmen verwenden eine Bewertungsfunktion, um die Knoten, die Kandidaten für die Erweiterung sind, in eine Rangfolge zu bringen, um Knoten zu bestimmen, die am wahrscheinlichsten auf dem besten Pfad zu dem Zielknoten sind. in der Durchführung des Reihenfolgesuchalgorithmus wird ein f-Wert an jedem Knoten n_i bestimmt, der für eine Erweiterung verfügbar ist, wobei f ist eine Abschätzung der Kosten eines Minimalkostenpfads von dem Startknoten zu dem Zielknoten, beschränkt durch den Durchgang durch den Knoten n_i. Jeder nachfolgende Knoten, der den kleinsten f-Wert hat, wird dann in der Folge der Expansion ausgewählt.
Verschiedene andere Prozesse und Verfahren können durch das Experten-Planungssystem 70 eingesetzt werden, um eine optimale Biegeabfolge sowie Werkzeug- und Roboterbewegungsinformationen zu bestimmen. Zusätzlich dazu können Grobbewegungs- und Feinbewegungsschemata verwendet werden, um Roboterbewegungspfade vorzuschlagen und zu bestimmen.
Um die Übertragung von Nachrichteninformationen zwischen den verschiedenen Systemen und zwischen jedem der Module des Experten-Planungssystems zu erleichtern, kann eine Sprache auf Grundlage der Abfrage, genannt FEL, verwendet werden. FEL wurde ursprünglich durch David Alan Bourne 1988 entwickelt und wurde seitdem weiter verfeinert. Für weitere Detailinformationen bezüglich FEL sollte allgemein bei verschiedenen Anwenderhandbüchern Bezug genommen werden, die durch die Robotics Institute at Carnegie Mellon University geschaffen werden, beinhaltend: "Feature Exchange Language Programmer's Guide". David Alan Bourne, Duane T. Williams (Januar 14, 1994); "Using the Feature Exchange Language in the next Generation Controller, "David Alan Bourne, Duane T. Williams, CMU-RI-TR-90-19; und "The Operational Feature Exchange Language, "David Alan Bourne, Jeff Baird, Paul Erion und Duane T. Williams, CMU-RI-TR-90-06.
24 zeigt eine beispielhafte FEL-Planungsnachricht 185, die von dem Planungs-Experten 72, wie durch den Ausdruck 186 angezeigt, zu dem Bewegungs-Experten 84 gesendet werden kann, wie das durch den Ausdruck 188 dargestellt ist. Die FEL Planungsnachricht 185 beinhaltet ein Abfragekommando, das von dem Planungs-Experten 72 zu dem Bewegungs-Experten 84 gesendet ist, der vorläufige Informationen an den Bewegungs-Experten 84 liefert, so dass die Abfrage erfüllt werden kann. Ein Ausgangsparameterfestlegungsabschnitt 150 der Nachricht 185 wird unmittelbar nach dem Hauptverb/Kommando "GET" 152 vorgesehen und beinhaltet den Ausdruck "TYPE MESSAGE" 187, "FROM PLANNING" 186, "TO MOVING" 188, und "STATE REQUEST" 189. Der Ausdruck "TYPE COST" 154 ist unmittelbar nach dem Festlegungsabschnitt 150 vorgesehen und zeigt an, dass eine Anforderung für den Bewegungs-Experten gemacht wurde, um dem Planungs-Experten mitzuteilen, wie viel die einzelne Arbeit kosten wird. Der nächste Ausdruck "BENDS ..." 156 fragt aber, wie teuer es sein wird, die Biegungsnummer 3 durchzuführen, nachdem die Biegungsnummer 6 durchgeführt worden ist. Die Nummern 7 und 1 repräsentieren eine Fläche des Werkstücks, die in den Gesenkraum der Biegestation eingesetzt wird für die jeweiligen Biegungen 6 und 3.
Ein nächster Ausdruck "AVERAGE_COST 2.321" 158 informiert den Bewegungs-Experten, dass dies die durchschnittlichen Kosten (k-Kosten) sind für die Bewegung pro Biegung für die Biegungen, die zuvor durchgeführt worden sind auf Grundlage des Kostenwerts, der vorher durch den Bewegungs-Experten angezeigt wurde. In diesem Fall sind die Durchschnittskosten 2.321 Sekunden pro Biegung, die vorher durchgeführt wurden. Ein nächster Ausdruck "FLANGE_BEFORE_BEND" 160 zeigt die Höhe (in Millimetern) des kleinsten Flansches, der durch den Bewegungs-Experten verwendet wird, um eine klärende Bestimmung durchzuführen. Der Ausdruck "FLANGE_AFTER_BEND" 162 zeigt vergleichbar die Höhe (in Millimetern) des kleinsten Flansches an, der, nachdem die Biegung durchgeführt worden ist, existiert (gezeigt in 18 als 17,5 mm). Ein nächster Ausdruck "ROBOT_LOC" 164 informiert den Bewegungs-Experten, wo das Teil sich befindet durch Spezifizierung der Anordnung des Roboters (d. h. wo dieser nach der kompletten vorhergehenden Biegung verbleibt). Ein letzter Ausdruck in der Planungsnachricht 185, "BENDMAP" 166 zeigt den jeweiligen Werkzeugzustand für die vorhergehende Biegung und die momentan vorgeschlagene Biegung und wo das Werkstück sich mit Bezug auf den Zustand für jede Biegung befinden sollte, an. Der erste Satz von Werten kann sich auf die vorhergehende Biegung beziehen. Der erste Wert 168 repräsentiert, dass die Ortsinformation für die Biegungsnummer 6 gegeben ist, und ein zweiter Wert 170 zeigt den Zustand an, in dem die Biegungsnummer 6 durchgeführt wurde. Dies ist in dem vorliegenden Fall die Zustandsnummer 1. Verschiedene Koordinaten sind rechts von den ersten und zweiten Werten 168, 170 aufgelistet. Der erste Koordinatenwert "257." repräsentiert die Position der linken Ecke des Teils mit Bezug auf die linke Ecke des Zustands, und der zweite Koordinatenwert "–257" repräsentiert die Position der linken Ecke des Teils mit Bezug auf den Zustand. Der Wert "350.7" repräsentiert die Position der rechten Ecke des Teils mit Bezug auf den Zustand. Der endgültige Wert "320". repräsentiert die Position des Zustands entlang der Gesenkschiene mit Bezug auf die linke Ecke der Gesenkschiene. Jeder der voran genannten Werte kann in Ausdrücken einer vorgegebenen Einheit zur Messung (zum Beispiel mm oder cm) angegeben sein.
Der zweite Satz von Werten in der "BENDMAP" Nachricht von 19 kann sich auf die momentan vorgeschlagene Biegung beziehen. Der erste Wert 172 repräsentiert, dass die Ortsinformation für die Biegungsnummer 3 gegeben ist, und ein zweiter Wert 174 zeigt den Zustand an, in dem die Biegungsnummer 3 durchgeführt wurde, die in diesem Fall die Zustandsnummer 1 ist. Verschiedene Koordinaten sind rechts von den ersten und zweiten Werten 172, 174 aufgelistet. Der erste Koordinatenwert "70." repräsentiert die Position der linken Ecke des Teils mit Bezug zu der linken Ecke des Zustands, und der zweite Koordinatenwert "70." repräsentiert die Position der linken Ecke des Teils mit Bezug auf den Zustand. Der Wert "225." repräsentiert die Position der rechten Ecke des Teils mit Bezug auf den Zustand. Der endgültige Wert "320." repräsentiert die Position des Zustands entlang der Gesenkschiene mit Bezug auf die linke Ecke der Gesenkschiene. Wie vorangehend genannt, kann jeder der Koordinatenwerte in Ausdrücken vorgegebener Messeinheiten (zum Beispiel mm oder cm) gegeben werden.
Grundsätzlich gesagt, liefert die Planungsnachricht 185 all die Informationen, die der Bewegungs-Experte benötigt, um einen Unterplan für die Bewegung des Werkstücks von einer Ausgangsposition (in der es verblieben ist, nachdem eine vorhergehende Biegung durchgeführt würde) zu einer Position, fertig für die vorgeschlagene nächste Biegung zu erzeugen. Ein signifikantes Merkmal der Abfrageschnittstellenstruktur zwischen dem Planungs-Experten und den verschiedenen Unterexpertenmodulen ist, dass, wenn der Planungs-Experte eine Anfrage an ein Expertenmodul richtet, dieser das Expertenmodul über alle Hintergrundinformationen, die das Expertenmodul benötigen wird, informiert, um auf die Anfrage zu antworten. Daher ist es nicht notwendig, dass die Expertenmodule Informationen speichern, aber sie können einfach auf den Planungs-Experten antworten und alle diesbezüglichen Informationen zu den Planungs-Experten zur Speicherung zurückgeben.
In der Konfiguration des Planungs-Expertensystem 70, dargestellt in 7, kann jedes Modul inklusive Planungs-Experte 72 und jeder der Experten 80, 82 und 84 ein Kommando senden, um dessen Startup-Konfigurationsdatensatz zu lesen. Ein Beispiel für ein derartiges Kommando kann wie folgt sein:
(READ ((TYPE DATENSATZ (NAME "CONFIG.S2.FEL")))
((TYPE MESSAGE) (FROM PLANNING) (TO TOOLING) (NAME "CINFIG"))) Nachdem jedes Modul seinen Startup-Konfigurationsdatensatz gelesen hat, überträgt das System derart, dass der Planungs-Experte 72 jede spezifische Nummer von Experten verwenden kann, zum Beispiel ein Kommando wie das folgende verwenden kann:
(SET ((TYPE EXPERTS) (EXPERTS (TOOLING GRASPING MOVING)))
Nachdem die Experten, die durch den Planungs-Experten 72 zu verwenden sind, spezifiziert sind, kann das Teiledesign von dem Biegemodelldatensatz in jedes Modul, das notwendig ist, eingelesen werden, und der Planungs-Experte 72 kann den Planungsprozess starten.
Die folgende Tabelle listet verschiedene Kommandos auf, die durch den Planungs-Experten 72 spezifiziert werden in Verwendung eines Dialogs mit den anderen Modulen des Experten-Planungssystems inklusive der Experten. Gleiche Kommandos können ebenso zwischen dem intelligenten Herstellungssystem und dem Experten-Planungssystem Anwendungen und den Stationsmodulen der vorliegenden Erfindung gesendet werden, wie dies nachfolgend weiter diskutiert ist.
Die folgende Tabelle listet verschiedene Kommandos auf, die durch den Planungs-Experten 72 für die Ausführung durch eine Steuerung und Abfolgevorrichtung spezifiziert ist, die an dem Stationsmodul oder der Arbeitsstation angeordnet ist. Diese FEL Kommandos können über das Kommunikationsnetzwerk 26 zu irgendeiner der Stationen 10, 12, 14 ... 20, die in der Produktionsstätte 38 zugeordnet sind, gesendet werden.
Das "READ" Kommando kann verwendet werden, um ein Modul zu beauftragen, bestimmte Datensätze, die für die Planung benötigt werden, die Datensätze sind repräsentativ für das Design, das herzustellen ist und sich selbst in Übereinstimmung mit diesem Design zu konfigurieren, zu lesen. Unter Verwendung von dem "SET" Kommando können verschiedene Modulfunktionen gesetzt werden, zum Beispiel wie eine Information angezeigt wird, wie mit einem anderen Modul zusammen gearbeitet wird usw. Das "SHOW" Anwenderkommando kann verwendet werden, um verschiedene Moduldaten dem Anwender anzuzeigen, zum Beispiel die verschiedenen Knoten des A* Algorithmus, welche die verschiedenen Kosten oder verschiedenen Biegungen innerhalb der vorgeschlagenen Biegeabfolge repräsentieren.
Nun mit Bezug auf die 8–20 werden verschiedene Merkmale und Aspekte des Experten-Planungssystems gegeben. Die Merkmale des Experten-Planungssystems 70 sowie des intelligenten Herstellungssystems 60 können an dem Servermodul 32 oder durch irgendeine der Stationen 10, 12, 14 ... 20 ausgeführt werden, die innerhalb der Metallblechproduktionsstätte 38 vorgesehen sind. Abhängig davon, wo der Bediener das Experten-Planungssystem ausführt, werden die verschiedenen Daten und/oder Nachrichten, die zwischen dem Servermodul 32 und der Datenbank 30 und in jedem der Stationsmodule übertragen werden, sich ändern, wie dies vorangehend mit Bezug auf 6 angezeigt ist. In den Ausführungsformen, die nachfolgend beschrieben sind, sind das Experten-Planungssystem 70 und das intelligente Herstellungssystem 60 in eine Windows-basierende Anwendung eingesetzt mit einer Lieferanten-(Kunden)-Beziehung, die zwischen dem Server-Modul 32 und jeder der Stationen 10, 12, 14 ... 20 der Produktionsstätte 38 besteht.
8 zeigt verschiedene Prozesse und Arbeitsschritte, die durch einen Bediener durchgeführt werden können, um einen Biegeplan zu entwickeln, um eine Metallblech-Komponente an einer Station zu produzieren, die eine roboterbasierende Maschineneinrichtung aufweist. 8 und die beigefügten Zeichnungen illustrieren die verschiedenen Prozesse, die durch das Experten-Planungssystem 70 ausgeführt werden können sowie dessen Beziehung mit dem Prozessen und Arbeitsweisen, die durch das intelligente Herstellungssystem 60 ausgeführt werden.
Nachdem das Servermodul 32 und die Systemanwendungen im Schritt S98 initialisiert worden sind, kann ein Biegebediener ein Biegemodell des Teils im Schritt S100 entwickeln oder importieren auf Grundlage der Kundenspezifikation. Wie vorangehend genannt, kann der Kunde einen 2-D und/oder 3-D Repräsentanten des Teils liefern, der importiert werden kann oder ein Bediener kann ein Biegemodell des Teils (mit 2-D und/oder 3-D Repräsentanten des Teils) mit dem intelligenten Herstellungssystem gemäß den Prozessen und Arbeitsweisen, die vorangehend mit Bezug auf zum Beispiel 4 beschrieben sind, entwickeln. Der Biegemodelldatensatz, der einen 3-D Repräsentanten des Teils, wie in 12 gezeigt, beinhaltet, kann in der Datenbank 30 für den späteren Zugriff und Aufruf durch das Experten-Planungssystem gespeichert sein. Wie vorangehend beschrieben, können andere Teile und Herstellungsinformationen ebenso in dem Biegemodelldatensatz gespeichert werden.
Nachdem das Biegemodell des Teils entwickelt wurde, kann ein Bediener das Experten-Planungssystem im Schritt S104 durch Eingabe eines Kommandos oder Auswahl eines Symbols auf dem Anzeigeschirm des Servermoduls oder des Stationsmoduls auswählen und aktivieren. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann ein Bediener in der Lage sein (von entweder dem Servermodul 32 oder dem Stationsmodul von einer der Stationen 10, 12, 14 ..., 20), das Experten-Planungssystem auszuwählen von der innerhalb des intelligenten Herstellungssystembetriebsumgebung. Zum Beispiel, wie in 12 gezeigt, kann die intelligente Herstellungssystemanwendung (als "BendCAD" in den Zeichnungen bezeichnet) einen Windows-basierenden Anzeigeschirm vorsehen, der ein Ausführungskommando 218 (zum Beispiel "Dr. ABE") und/oder ein Symbol 220 (zum Beispiel ein Mann mit einem Hut) beinhaltet, um das Experten-Planungssystem auszuwählen und zu aktivieren. Wenn das Experten-Planungssystem ausgewählt ist, kann dieses an dem Servermodul 32 und einem anderen Windows-basierenden Anzeigeschirm aktiviert werden, wie in 13 gezeigt. Dieser Anzeigeschirm kann einen zweidimensionalen Repräsentanten des Teils mit jeder der Biegelinien, die durch eine Identifikationsnummer (zum Beispiel 1, 2, 3 ... etc.) angezeigt sind, beinhalten. Verschiedene andere Informationen und Funktionsschlüssel können ebenso in der Experten-Planungsfensteranzeige angezeigt werden, wie diese, die nachfolgend im weiteren Detail beschrieben sind.
Wenn ein Bediener entscheidet, das Experten-Planungssystem laufen zu lassen oder auszuführen, um einen Biegeplan zu entwickeln, dann können im Schritt S106 verschiedene Experten-Planungsmodule des Experten-Planungssystems durch die Eingabe eines Kommandos oder Auswählen eines "START" Funktionsschlüssels oder Knopfes auf dem Anzeigenschirm ausgeführt werden, wie das in 13 gezeigt ist. Das Laufen lassen des Experten-Planungssystem 70 bewirkt, dass der zugehörige Biegemodelldatensatz von der Datenbank 30 gelesen wird und eine Reihe von Prozessen und Schritten durch die Expertenmodule ausgeführt werden, um einen vorgeschlagenen Biegeplan zu entwickeln. Zum Beispiel nach Lesen des Biegemodelldatensatzes kann das Experten-Planungssystem 70 "offensichtliche" Beschränkungen auf Grundlage der Geometrie des Teils und in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Biegeheuristika entwickeln und bestimmen. Danach durch Abfrage jedes der Expertenmodule können die verschiedenen Stempel- und Gesenkwerkzeuge und die Robotergreifer auf Grundlage der geometrischen Beschränkungen ausgewählt werden. Zur selben Zeit können die Werkzeug- oder Repositionskosten vorhergesagt oder geschätzt werden. Danach kann ein Suchprozess durchgeführt werden, zum Beispiel auf Grundlage eines Zustandsraumsuchalgorithmus, um die Biegeabfolge und zu derselben Zeit die aktuelle Werkzeugstationsbelegung zu bestimmen und Repositionsinformationen entwickeln zu können. Nach der Durchführung dieser Schritte kann die Biegeabfolge und das Werkzeug-Layout abgeschlossen werden, und dann kann die Roboterbewegung und jede geforderte Rückbewegung (zum Beispiel zur Erleichterung des Setups der Werkzeuge in der Biegepresse) entwickelt werden. Nach dem Beenden der Roboterbewegung und irgendwelcher anderer geforderter Informationen kann das Experten-Planungssystem die Biegeplandaten abschließen und dieselben über zum Beispiel FEL Kommandos zu dem intelligenten Herstellungssystem 60 und/oder der Datenbank 30 für zwischenzeitliche Speicherung senden. Eine weitere detaillierte Beschreibung der Übertragung von FEL Nachrichten zwischen dem intelligenten Herstellungssystem und dem Experten-Planungssystem wird nachfolgend gegeben.
Wie in 14 dargestellt, können, wenn die verschiedenen Experten-Planungsmodule ausgeführt werden, die Experten-Planungssystem-Fensteranzeige aktiv dem Bediener anzeigen, die verstrichene Zeit der abgelaufenen Ausführung (zum Beispiel innerhalb eines "Time" Informationsblocks), den Status von jedem der Experten-Planungsmodule, den Status und Suchlösungspfade des Zustandsraumsuchprozesses oder anderer Prozesse (zum Beispiel innerhalb eines großen Informationsfensters, das in dem unteren Abschnitt der Anzeige in 14 vorgesehen ist). Auf Grundlage der Statusinformation kann ein Bediener entscheiden zu stoppen, neu zu starten oder die Ausführung des Experten-Planungssystems abzubrechen durch Auswahl der geeigneten Schlüssel auf der Fensteranzeige (zum Beispiel des Funktionsschlüssels "STOP", "RESTART" und "ABORT"). Diese Funktionsschlüssel können durch den Bediener ausgewählt werden, wann immer das Experten-Planungssystem ausgeführt wird.
Zusätzlich, wie in 14 gezeigt, kann die Fensteranzeige die abgeschätzten Zustandskosten und Repositionskosten anzeigen (siehe zum Beispiel die "Predicted Stage" und Predicated Repo" Informationsblöcke) sowie den Greifer und den Repositionsgreifer, der durch das Experten-Planungssystem ausgewählt worden ist (siehe zum Beispiel "Selected Gripper" und "Selected Repo Gripper" Informationsblöcke). Diese Informationen können in jedem Abschnitt angezeigt werden, der während der Ausführung des Experten-Planungssystems festgelegt oder bestimmt wird. Zusätzlich dazu können andere Informationen ebenso angezeigt werden, wenn das Experten-Planungssystem ausgeführt wird. Zum Beispiel können vordefinierte Arbeitskosten mit Bezug zu jeder Werkzeugbestückung und jeder Reposition des Greifers dem Bediener angezeigt und angegeben werden (siehe zum Beispiel die "Stage Cost" und "Repo Cost" Informationsblöcke). Die Anzahl der offenen Knoten (zum Beispiel Knoten, die in der Zukunft erweitert werden können) und die Anzahl von geschlossenen Knoten (zum Beispiel die Anzahl von Knoten im Unendlichen oder die keine Möglichkeit auf Erweiterung haben) bezüglich des Suchprozesses können während der Suche ebenso an dem Schirm aktiv gekenn zeichnet (in Echtzeit) werden (siehe zum Beispiel die "Open Node" und "Close Node" Informationsblöcke).
Wenn der endgültig vorgeschlagene Biegeplan durch das Experten-Planungssystem vervollständigt worden ist, kann eine Nachricht an den Anzeigeschirm gegeben werden (siehe zum Beispiel die "Planning succeeded" Nachricht, gezeigt in 14), um dem Bediener anzuzeigen, dass eine Lösung und ein endgültiger Biegeplan durch das Experten-Planungssystem bestimmt worden ist. Andere Nachrichten können ebenso vorgesehen werden, um Fehler anzuzeigen oder wenn keine Lösung durch das Experten-Planungssystem bestimmt worden ist (zum Beispiel "Error" oder "No Solution Found").
Im Schritt S108 kann der Biegebediener oder Programmierer den vorgeschlagenen Biegeplan inklusive der Biegeabfolge der Werkzeug- und Roboterbewegungsauswahl durch das Experten-Planungssystem betrachten. Zum Beispiel bei der Rückkehr zu dem intelligenten Herstellungssystemanwendungsfenster und/oder bei der Auswahl geeigneter Zeichen (Piktogramme) oder Funktionskommandos kann der Bediener in der Lage sein, die Ergebnisse der Experten-Planungssystemdurchführung zu sehen. Verschiedene Funktionskommandos und/oder Zeichen können vorgesehen sein (entweder innerhalb des Darstellungsschirms für das intelligente Herstellungssystem oder des Experten-Planungssystems), um den Bediener in die Lage zu versetzen, die ausgewählte Biegeabfolge oder Werkzeuge und Werkzeugstationsbelegungen zu betrachten. Funktionskommandos können ebenso vorgesehen sein, um dem Bediener zu ermöglichen, eine Simulation des Biegeplans inklusive der vorgeschlagenen Roboterbewegung und Repositionierung zu betrachten. Gemäß der Ausführungsform können das intelligente Herstellungssystem und die Experten-Planungssystemschnittstellenschirme gleichzeitig dem Anwender angezeigt werden (zum Beispiel in Kaskaden oder Überlappungsgestalt), um dem Bediener zu ermöglichen, verschiedene Funktionen innerhalb jeder Anwendung anzuführen und abzuarbeiten.
Wie vorangehend beschrieben, kann der Bediener die Ergebnisse der Biegeabfolge, Werkzeugbestückung und Roboterbewegung, festgelegt durch das Experten-Planungssystem, betrachten durch Auswählen der geeigneten Zeichen oder Eingeben/Auswählen der geeigneten Funktionskommandos durch das intelligente Herstel lungssystemanwendungsfenster. Alternativ, wie zum Beispiel in 14 gezeigt, können ebenso separate Aktionsschlüssel oder Knöpfe an der Experten-Planungssystem-Fensteranzeige vorgesehen sein, um dem Bediener einen direkteren Zugriff und Überarbeitung der Ergebnisse des Planungssystems an der Experten-Planungssystem-Fensteranzeige zu ermöglichen. Durch ein Nichtbeschränken des Beispiels kann ein "Show Seq" Kommandoknopf vorgesehen sein (siehe zum Beispiel 14), so dass ein Bediener die Biegeabfolge, die durch das Experten-Planungssystem ausgewählt wurde, betrachten kann. Wenn das "Show Seq" Kommando ausgewählt ist, kann ein Biegeabfolgefenster wie das in 15 gezeigte an dem Bedienerschirm vorgesehen sein, um die vorgeschlagene Biegeabfolge dem Bediener anzuzeigen. Wenn ein Bediener jede Biegung, die in dem Biegeabfolgefenster angezeigt ist, markiert oder auswählt, dann können Querschnittsdarstellungen des Werkstücks und des Stanzwerkzeugs angezeigt werden, um die Orientierung des Werkstücks und des Werkzeugs unmittelbar vor dem ausgewählten Biegeschritt und die Orientierung unmittelbar nach dem Biegeschritt (diese Querschnittsdarstellungen können auf der rechten Seite des Schirms gegeben werden, wie zum Beispiel in 15 gezeigt) anzuzeigen.
Weiterhin, durch Auswahl eines "Show Tool" Kommandoschlüssels an der Experten-Planungssystem-Fensteranzeige kann eine Werkzeugfestlegungs-Fensteranzeige, wie diese in 16 gezeigt ist, dem Bediener gegeben werden, um das Werkzeug und Werkzeuglayout, das durch das Experten-Planungssystem ausgewählt worden ist, anzuzeigen. Wie in 16 gezeigt, kann die Werkzeugfestlegungs-Fensteranzeige eine 2-D Abbildungsrepräsentanten der Werkzeugauswahl in der Biegepresse aufweisen und eine Querschnittsdarstellung des Stempels und des Gesenkwerkzeugs, die in jeder Stufe in der Biegepresse vorliegen. Diese Querschnittsdarstellungen des Werkzeugs können nacheinander angezeigt werden in jeder Werkzeugstufe an der angezeigten Biegepresse, die durch den Bediener an dem Schirm ausgewählt ist. Noch einmal ist festzustellen, dass die verschiedenen Anzeigeschirme inklusive der Biegeabfolgefensteranzeige und der Werkzeugfensteranzeige gleichzeitig mit anderen Anwendungsanzeigen angezeigt werden können, um den Bediener mit der Flexibilität der Bewegung von einem Schirm oder Anwendung zu einem anderen zu versehen.
Zusätzlich dazu, um die Roboterbewegung, die durch das Experten-Planungssystem ausgewählt worden ist, zu bestätigen, kann eine Simulation der Biegebearbeitung und Bewegung des Robotergreifers sowie des Repositionsgreifers durch den Bediener vorgesehen sein. 17 zeigt ein exemplarisches Roboter-Bewegungssimulations-Fenster, das in Erwiderung auf die Eingabe eine Funktionskommandos oder Auswahl eines Zeichens an einem der Fensteranzeigen angezeigt werden kann. Das Robotersimulationsfenster kann eine 3-D Repräsentation der Biegepresse des Roboterarms und Greifers und des Repositionsgreifers beinhalten. Auf Grundlage der Eingabe eines Kommandos durch den Bediener (z. B. Doppelklick an der Maus oder Drücken einer vorgegebenen Taste auf der Tastatur) kann die gesamte Biegeabfolge und die Roboterbewegung bestimmt durch den Bediener dynamisch an dem Schirm angezeigt werden, um die Bewegungen der verschiedenen Maschineneinrichtungen in Echtzeit zu simulieren. Die Simulationen können für die vollständige Biegeabfolge oder in Stufen (zum Beispiel in Bezug zu jedem Kommando, das durch den Bediener eingegeben wird) für Aktionen bezüglich jeder Biegung innerhalb der Biegeabfolge gegeben werden. Die Anzeige kann ebenso eine Repräsentation des Material-Laders/Entladers und der Interaktion zwischen dem Roboter mit der Materialhandhabungseinrichtung und mit dem Repositionsgreifer (wenn eine Repositionierung gefordert ist) beinhalten. Weiterhin kann die Simulationsfensteranzeige ebenso eine 3-D Repräsentation der Teile und/oder Sensoren beinhalten, welche dem Roboter die Ausrichtung des Werkstücks innerhalb der Biegepresse erleichtern. Die Simulation der Bewegungen und Aktionen zwischen diesen Elementen innerhalb der Biegeabfolge kann ebenso vorgesehen sein.
Nach der Überarbeitung der Ergebnisse des Biegeplans, bestimmt durch das Experten-Planungssystem, kann der Bediener bestimmen im Schritt S110 in 8, ob die Ergebnisse gespeichert werden und dieselben mit Bezug zu dem Biegemodelldatensatz in die Datenbank 30 archiviert werden. Wenn ein Bediener mit dem Biegeplan, der durch das Experten-Planungssystem entwickelt worden ist, zufrieden ist, dann kann der Bediener die Ergebnisse speichern und den Biegemodelldatensatz im Schritt S118 erneuern. Die Ergebnisse können durch Eingabe eines geeigneten Kommandos oder Auswählen eines angezeigten Funktionsschlüssels oder Knopfes gesichert werden wie der "Update" Funktionsschlüssel, dargestellt in 14, innerhalb einer der Anwendungsfenster inklusive dem Experten-Planungssystem-Fenster. Danach kann der Biegeplan in dem Schritt S122 durch Herunterladen der endgültigen Biegeplaninformationen von der Datenbank zu zum Beispiel der Biegearbeitsstation 18 ausgeführt werden, so dass die Maschine auf Grundlage des festgelegten Biegeplans eingerichtet und gesteuert werden kann. Zusätzlich dazu kann der Bediener ein Arbeitseinstellungsblatt auf Grundlage des endgültigen Biegeplans ausdrucken durch Auswählen eines geeigneten Aktionsschlüssels (wie der "PRINT" Schlüssel, dargestellt in 14), so dass das Blatt mit anderen überarbeitet oder an verschiedene Stationen innerhalb der Fabrik verteilt werden kann.
Wenn ein Bediener mit den Ergebnissen des Experten-Planungssystems nicht zufrieden ist, dann können im Schritt S114 die Ergebnisse durch Eingabe eines geeigneten Kommandos oder Auswahl eines Funktionsschlüssels verworfen werden wie der "CANCEL" Funktionsschlüssel, dargestellt in 14. Der Bediener kann dann das Experten-Planungssystem wieder durchführen durch zum Beispiel Eingabe einer oder mehrerer Beschränkungen oder Modifikation des Biegemodelldatensatzes. Wie nachfolgend im weiteren Detail diskutiert, kann der Bediener Beschränkungen eingeben, um die Art und Weise, wie das Experten-Planungssystem den Bedienungsplan entwickelt, zu beschränken und zu steuern. Zum Beispiel kann ein Bediener eine gewünschte Biegeabfolge oder einen oder mehrere Biegeschritte angeben, die in einer bestimmten Art und Weise durchgeführt werden müssen. Zusätzlich kann eine bestimmte Werkzeugauswahl durch den Bediener definiert werden, um die mögliche Anzahl von Werkzeugauswahlen durch das Experten-Planungssystem zu begrenzen. Mit dieser Möglichkeit kann der Bediener das Experten-Planungssystem für bestimmte Anwendungen und/oder für Kundenspezifikationen modifizieren oder anpassen.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann das Experten-Planungssystem verwendet werden, um einen Biegeplan für eine roboterbasierende Biegearbeitsstation in Übereinstimmung mit einem oder mehreren Beschränkungen, die durch den Bediener eingegeben werden, verwendet werden. Wie vorangehend erwähnt, können diese Beschränkungen zum Beispiel Biegebeschränkungen sowie Werkzeugauswahlbeschränkungen aufweisen. Ein Beschränkungsmanager kann vorgesehen sein, um Beschränkungsausdrücke automatisch zu erzeugen und irgendwelche Konflikte in den Beschränkungen auf Grundlage der Informationen, die durch den Bediener eingegeben werden, zu lösen. Der Beschränkungsmanager kann als separat ausführbares Modul oder als Untersystem innerhalb des intelligenten Herstellungssystems in dem Servermodul 32 vorgesehen sein. Die Beschränkungsausdrücke, die erzeugt werden, können zu dem Experten-Planungssystem übertragen werden, wenn die verschiedenen Expertenmodule ausgeführt werden. Eine weiter detaillierte Beschreibung des Beschränkungs managers und die Art und Weise, in der die Beschränkungsausdrücke in das Experten-Planungssystem übertragen werden können durch Verwendung zum Beispiel von FEL Kommandos wird nachfolgend mit Bezug auf die 21–23 gegeben.
Nun mit Bezug auf 9 und exemplarischem Ablaufdiagramm der verschiedenen Prozesse und Arbeitsweisen, die durchgeführt werden können, um einen Biegeplan für eine roboterbasierende Arbeitsstation mit einem oder mehreren, vom Bediener eingegebenen, Beschränkungen zu entwickeln, wird gegeben. Der Gesamtprozess ist in gewisser Weise ähnlich zu dem vorangehend mit Bezug auf 8 beschriebenen. Das heißt, im Schritt S128 werden diese Systemsoftware und das Servermodul 32 initialisiert und dann ein Biegemodell des Teils entwickelt oder im Schritt S130 in die Datenbank 130 importiert. Noch einmal die verschiedenen Prozesse und Arbeitsweisen, die vorangehend mit Bezug auf das intelligente Herstellungssystem beschrieben worden sind, können verwendet werden, um ein Biegemodell eines Teils zu entwickeln, das beides eine 2-D und 3-D Repräsentation des Kundenteils beinhaltet. Danach, im Schritt S134 kann ein Bediener eine oder mehrere Beschränkungen eingeben, die in dem Biegeplan verwendet werden. Ein menschlicher Bediener kann diese Beschränkungen innerhalb der intelligenten Herstellungssystembetriebsumgebung eingeben. Zum Beispiel, von der intelligenten Herstellungsfensteranzeige der 12 ausgehend, kann ein Bediener ein Biegeabfolgeeingabe-Fenster aktivieren und anzeigen (zum Beispiel durch Eingeben eines geeigneten Kommandos oder Auswahl eines Zeichens), wie in 15 gezeigt, um eine geeignete Biegeabfolge für das Teil einzugeben. Andere Beschränkungsinformationen können getrennt oder in Kombination mit der Biegeabfolge eingegeben werden. Zum Beispiel durch Auswahl eines Werkzeugdialog-Fensters, das anzuzeigen ist, wie das in 19, kann ein Bediener ein geeignetes Stempel- oder Gesenkwerkzeug, das in dem Biegeplan verwendet wird, auswählen und anzeigen. Alternativ, durch Auswählen des Experten-Planungssystems und Aktivieren desselben innerhalb der intelligenten Herstellungssystem-Fensterdarstellung kann die Biegeabfolge und/oder Werkzeugbeschränkungsinformation direkt durch verschiedene Dialog-Fenster und Funktionsschlüssel der Experten-Planungssystem-Fensteranzeige eingegeben werden (siehe zum Beispiel die obere linke Ecke der Fensterdarstellung von 13).
Wenn ein Bediener die Beschränkungsinformationen durch die intelligente Herstellungssystemarbeitsumgebung eingegeben hat, dann kann das Experten-Planungssystem (zum Beispiel durch Eingabe eines geeigneten Kommandos oder Auswählen eines Zeichens) im Schritt S138 ausgewählt werden, um das Experten-Planungssystem zu aktivieren. Unter der Annahme zum Zwecke der Darstellung, dass ein Bediener nur Biegeabfolgebeschränkungsinformationen eingegeben hat, dann wird der zugehörige Beschränkungsausdruck, der durch den Beschränkungsmanager entwickelt wird, zu dem Experten-Planungssystem übertragen und nachfolgend dem Bediener angezeigt. 18 zeigt ein Beispiel der Experten-Planungssystem-Fensteranzeige, die einen Biegebeschränkungsausdruck beinhaltet (siehe zum Beispiel den Informationsblock mit der Bezeichnung "Use BendCAD's Bend sequence"). In der Darstellung von 18 ist der Beschränkungsausdruck, der entwickelt worden ist, durch den Beschränkungsmanager wie folgt:
*((2 5))*9*((1 6))*7*3*10*4*8*.
Die Biegeidentifikationsnummern, die in dem Beschränkungsausdruck verwendet werden (zum Beispiel 2, 5, 9, 1, 6, etc.), korrespondieren zu der Anzeige in der 2-D Repräsentation des Teils, der innerhalb der Experten-Planungssystem-Fensteranzeige angezeigt ist. Durch Analysieren des Beschränkungsausdrucks auf dem Schirm kann ein Bediener bestimmen, den Beschränkungsausdruck direkt an dem Schirm zu bearbeiten oder zu modifizieren oder ein Bediener kann den Beschränkungsausdruck, der entwickelt worden ist, löschen und einen unterschiedlichen Beschränkungsausdruck eingeben. Wie in 18 gezeigt, kann die Experten-Planungssystem-Fensterdarstellung verschiedene Aktionsschlüssel (zum Beispiel "Delete", "Add", "Clear", etc.) beinhalten, um den Beschränkungsausdruck einzugeben und/oder zu modifizieren. Nach der Modifikation des Beschränkungsausdrucks oder der Zufriedenheit mit dem Beschränkungsausdruck, der durch den Beschränkungsmanager erzeugt worden ist, kann ein Bediener den Beschränkungsausdruck im Schritt S142 auswählen, um anzuzeigen, dass der Beschränkungsausdruck durch das Experten-Planungssystem verwendet werden soll. Die Bestätigung des Beschränkungsausdrucks kann in verschiedenen Wegen durchgeführt werden inklusive der Eingabe eines Kommandos oder Doppelklick mit der Maus auf den Beschränkungsausdruck, der an dem Bildschirm dargestellt ist. Wie in 18 gezeigt, kann die Bestätigung der Verwendung des Biegeabfolgebeschränkungsausdrucks dem Anwender angegeben werden durch Verwenden eines "X" neben dem gezeigten Beschränkungsausdruck.
Im Schritt S146 kann der Bediener die Expertenmodule des Experten-Planungssystems durch Eingabe oder Auswahl eines geeigneten Kommandos (zum Beispiel des "START" Kommandos von 18) laufen lassen oder ausführen. Das Experten-Planungssystem wird dann einen Biegeplan inklusive einer endgültigen Biegeabfolgewerkzeugauswahl und Ausführung und Roboterbewegung auf Grundlage des Beschränkungsausdrucks oder Ausdrücke, die durch den Bediener eingegeben werden, erzeugen. Der resultierende endgültige Biegeplan und Auswahlen, die durch das Experten-Planungssystem durchgeführt worden sind, können dann durch den Bediener im Schritt S150 betrachtet werden in vergleichbarer Art und Weise, wie vorangehend beschrieben. Nach der Überarbeitung und Bestätigung der Biegeabfolgewerkzeug- und Roboterbewegungsauswahl durch das Experten-Planungssystem kann ein Bediener im Schritt S154 bestimmen, diese Ergebnisse zu speichern. Wenn ein Bediener bestimmt, die Ergebnisse zu speichern, dann kann im Schritt S158 die Datenbank mit den endgültigen Biegeplaninformationen aktualisiert werden, so dass der Biegeplan danach im Schritt S162 ausgeführt werden kann. Noch einmal, der endgültige Biegeplan kann in der Datenbank 30 als Teil des Biegemodelldatensatzes bezüglich des Teils gespeichert werden. Wenn ein Bediener mit dem Ergebnis in Schritt S154 nicht zufrieden ist, dann können im Schritt S156 die Ergebnisse verworfen werden; und der Bediener kann die Beschränkungen, die durch das Experten-Planungssystem verwendet werden, eingeben oder modifizieren; und danach können die Expertenmodule des Experten-Planungssystems im Schritt S146 wieder ausgeführt werden. Weiterhin kann eine Revision und Modifikation durch den Bediener durchgeführt werden, bis ein geeigneter Biegeplan durch das Experten-Planungssystem entwickelt worden ist.
Das intelligente Herstellungssystem und das Experten-Planungssystem der Ausführungsform kann durch den Bediener selektiv modifiziert werden, um diese Systeme für bestimmte Maschinen und/oder Anwendungen anzupassen. Zusätzlich zur Verwendung derartiger Systeme mit einer roboterbasierenden Maschine kann das intelligente Herstellungssystem und das Experten-Planungssystem angepasst werden, um intelligente und Experteninformationen für nicht Roboter-Biegebearbeitungen vorzusehen. 10 und 11 zeigen exemplarische Ablaufdiagramme der Prozesse und Arbeitsweisen, die durch einen Bediener ausgeführt werden können, um einen Biegeplan für manuell unterstützte Biegebearbeitungen, die keine Roboterbewegungs- oder Greifinformationen benötigen, zu entwickeln. 10 zeigt ein Beispiel des logischen Ablaufs mit Bezug auf solche Arbeitsweisen, wenn keine Beschränkungen durch den Bediener eingegeben wurden, und 11 zeigt ein anderes Beispiel für eine vergleichbare Situation, aber mit vom Bediener eingegebenen Beschränkungen an dem Biegeplan.
Wie in 10 gezeigt, nach der Initialisierung des Servermoduls 32 und den Anwendungen im Schritt S168 kann das Biegemodell des Teils im Schritt S172 entwickelt oder importiert werden. Das Biegemodell des Teils kann innerhalb der intelligenten Herstellungssystembearbeitungsumgebung entwickelt werden, und das Biegemodell kann einen 3-D Repräsentanten des Teils beinhalten, wie das in 12 gezeigt ist. Dann, im Schritt S176, kann ein Bediener auswählen, welche Expertenmodule auszuführen sind. Die Auswahl der Expertenmodule kann durch Bearbeiten eines Konfigurations- oder Umgebungsdatensatzes oder durch die Verwendung einer graphischen Anwenderschnittstelle durchgeführt werden, die den Bediener in der Auswahl und Angabe, welche Expertenmodule zu aktivieren sind, unterstützt. Auf Grundlage der Expertenmodule, die ausgewählt worden sind, kann eine FEL-Nachricht zu dem Experten-Planungssystem gesendet werden, um anzuzeigen, welche Experten-Planungsmodule aktiv sind. Eine weiter detaillierte Diskussion der Art und Weise, in der die Expertenmodule ausgewählt und dem Experten-Planungssystem angezeigt werden können, wird nachfolgend gegeben.
Wenn ein Bediener wünscht, einen Biegeplan für eine Nicht-Roboter-Arbeitsstation zu entwickeln, kann der Bediener selektiv angeben, welche Experten aktiv sein sollen (zum Beispiel Planungs-Experte 72 und Werkzeug-Experte 80) und welche Experten inaktiv sein sollten (zum Beispiel Greif-Experte 82 und Bewegungs-Experte 84), so dass nur die geforderten Informationen durch das Experten-Planungssystem 70 erzeugt werden. Weiterhin, für beide, Roboter- und Nicht-Roboteranwendungen kann, wenn ein Bediener nur von dem Experten-Planungssystem wünscht, spezifische Informationen zu erzeugen (zum Beispiel Biegeabfolge oder Werkzeuginformationen), dann können die spezifischen Experten-Planungsmodule, die notwendig sind, durch den Bediener aktiviert werden. Der Status der Expertenmodule kann dann an das Experten-Planungssystem gesendet werden, wenn diese durch einen Bediener im Schritt S178 ausgewählt und aktiviert sind. Die Auswahl und Aktivierung des Experten-Planungssystems kann durch Eingabe eines geeigneten Aktionskommandos (zum Beispiel "Dr. ABE") oder Auswahl eines geeigneten Zeichens (zum Beispiel ein Mann mit einem Hut) innerhalb der intelligenten Herstel lungssystem-Fensterdarstellung erreicht werden, wie dies vorangehend mit Bezug auf 12 diskutiert worden ist.
Nachdem das Experten-Planungssystem ausgewählt worden ist, kann ein Bediener die ausgewählten Experten-Planungsmodule im Schritt S128 laufen lassen oder ausführen durch zum Beispiel Doppelklicken des "START"-Kommandoschlüssels auf der Experten-Planungssystem-Fensterdarstellung (siehe zum Beispiel 13). Während der Ausführung der ausgewählten Expertenmodule können Informationen an den Bediener gegeben werden (zum Beispiel inklusive der momentanen Laufzeit der Ausführung und dem Status von jedem der ausgewählten Expertenmodule). Auf Grundlage der Statusinformationen kann ein Bediener bestimmen zu stoppen, neu zu starten oder die Ausführung des Expertenmoduls abzubrechen durch Auswahl eines geeigneten Schlüssels auf der Fensterdarstellung (zum Beispiel Funktionsschlüssel "STOP", "RESTART" und "ABORT"). Diese Funktionsschlüssel können durch den Bediener ausgewählt werden, wann immer das Experten-Planungssystem ausgeführt wird.
Im Schritt S186 kann ein Bediener die Ergebnisse des Experten-Planungssystems überprüfen, wenn es angezeigt ist, dass alle der ausgewählten Expertenmodule vollständig ausgeführt worden sind. Wie vorangehend beschrieben, kann ein Bediener ein Biegeabfolgefenster oder ein Werkzeugstationsbelegungsfenster anzeigen (siehe zum Beispiel 15 und 16), um die Biegeabfolge und/oder Werkzeuge, die durch das Experten-Planungssystem ausgewählt worden sind, zu betrachten. Zusätzlich kann ebenso eine Simulation des Biegeplans (ohne Roboterbewegung oder Handhabung des Metallblechmaterials) aktiviert und dem Bediener zur Verfügung gestellt werden in vergleichbarer Art und Weise, wie vorangehend mit Bezug auf 17 beschrieben. In einem derartigen Fall kann der Roboterarm und -greifer von der 3-D-Schirmsimulation in 17 eliminiert werden und die Bewegungen und Positionen des Werkstücks relativ zu der Biegepresse können durch Schwimmen des Werkstücks im freien Raum oder durch Zeigen der Handhabung des Werkstücks durch einen 3-D-Repräsentanten eines menschlichen Bedieners angezeigt werden. Nach der Überprüfung der Ergebnisse kann der Bediener im Schritt S190 bestimmen, ob die Ergebnisse gespeichert werden oder ob diese zu löschen sind. Wenn ein Bediener bestimmt, die Ergebnisse zu speichern, kann der "Update"-Funktionsschlüssel ausgewählt werden, so dass die Datenbank 30 aktualisiert wird und die Biegeplaninformationen mit dem zugehörigen Biegemodelldatensatz im Schritt S194 gespeichert werden. Danach können der Biegeplan und die geforderten Biegebearbeitungen im Schritt S196 durch den Bediener an der Arbeitsstation durch Herunterladen der Biegeplaninformationen von der Datenbank oder durch Verteilen eines gedruckten Arbeitszettels zu der Arbeitsstation (zu den Arbeitsstationen) ausgeführt werden.
Wenn der Bediener bestimmt, dass die Ergebnisse nicht geeignet sind, dann können im Schritt S192 die Ergebnisse durch Auswahl des "CANCEL"-Funktionsschlüssels von der Experten-Planungssystem-Fensteranzeige verworfen werden und der Bediener kann neue Beschränkungen eingeben oder die vorangehend benutzten Beschränkungen modifizieren, bevor die ausgewählten Expertenmodule im Schritt S182 wieder ausgeführt werden. Sukzessive Läufe der Expertenmodule können durch einen Bediener durchgeführt werden, bis ein geeigneter Biegeplan durch das Experten-Planungssystem geschaffen ist. Noch einmal, die verschiedenen Anzeigeschirme der Ausführungsform können durch die Bediener verwendet werden, um die Biegeabfolge, Werkzeuge etc., die durch das Experten-Planungssystem ausgewählt worden sind, zu vergleichen und zu bestätigen.
11 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm des Prozesses und der Arbeitsweisen, die durchgeführt werden können für die Entwicklung eines Biegeplans für Nichtroboterarbeitsstationen auf Grundlage einer oder mehrerer Beschränkungen, die durch einen Bediener eingegeben werden. Vergleichbar zu den Prozessen, die vorangehend diskutiert worden sind, können das Servermodul 32 und die Systemanwendungen im Schritt S200 initialisiert werden und dann kann ein Biegemodell für das Teil entwickelt oder in die Datenbank 30 importiert werden im Schritt S204 durch zum Beispiel verschiedene Merkmale des intelligenten Herstellungssystems. Im Schritt S208 kann der Status der verschiedenen Expertenmodule durch den Bediener auf Grundlage der Maschinen und Biegebearbeitungen, die an der Arbeitsstation ausgeführt werden, ausgewählt werden. Zum Beispiel können, wenn eine manuell bediente Biegepresse an der Biegestation 18 vorgesehen ist, dann die verschiedenen Expertenmodule bezüglich der Roboterbewegungsplanung (zum Beispiel Halte- und Greif-Experte 82 und Bewegungs-Experte 84) deaktiviert und nicht ausgewählt sein und andere Expertenmodule, die für die Entwicklung des Biegeplans gefordert sind (zum Beispiel Planungs-Experte 72 und Werkzeug-Experte 80), können durch den Bediener aktiviert oder ausgewählt werden. Aufgrund der offenen Architektur und modularen Designs des Experten-Planungssystems 70 kann ein Bediener mit der Flexibilität versorgt werden, um das Experten-Planungssystem an die einzelnen Anwendungen und Biegeumgebungen anzupassen und zu modifizieren. Die Auswahl der Expertenmodule kann an das Experten-Planungssystem unter Verwendung von FEL-Kommandos übertragen werden, wie dies im weiteren Detail nachfolgend beschrieben ist.
Nach der Auswahl des Experten-Planungsmoduls können eine oder mehrere Beschränkungen eingegeben werden, im Schritt S212 durch den Bediener, um das Experten-Planungssystem zu beschränken. Diese Beschränkungen können auf Grundlage einer kompletten Biegeabfolge durch einen Bediener eingegeben werden oder eine teilweise Biegeabfolge oder Beschränkungsbeziehung zu einen oder mehreren Biegungen oder Gruppen von Biegungen. Ein Biegeabfolgeeingabe-Fenster, wie das in 15 gezeigte, kann vorgesehen sein, um einen Bediener in der Eingabe solcher Biegebeschränkungen zu unterstützen. Zusätzlich können solche Biegeabfolgebeschränkungen direkt durch die Experten-Planungssystem-Fensteranzeige eingegeben werden, wie vorangehend diskutiert. Zusätzlich zu der Eingabe der biegebezogenen Beschränkungen kann ein Bediener ebenso Werkzeugbeschränkungen durch die Auswahl bestimmter Werkzeuge, die in der Biegebearbeitung verwendet werden, eingegeben werden. Die Eingabe und Auswahl von derartigen Werkzeugbeschränkungen können durch ein Werkzeugdialog-Fenster, wie das in 19 gezeigte, erfolgen, auf das durch die Auswahl von Zeichen oder Eingabe von Aktionskommandos von innerhalb der intelligenten Herstellungssystem-Fensteranzeige erfolgen.
Wie in 19 gezeigt, kann die Werkzeugdialog-Fensteranzeige Zeichen beinhalten, welche die Werkzeugtypen repräsentieren (zum Beispiel Gesenke, Gesenkhalter, Stempel, Stempelhalter und Schienen) sowie Zeichen, welche die Werkzeugformen repräsentieren, die auf den Werkzeugtyp bezogen sind, der durch den Bediener ausgewählt wird. Diese Zeichen können nacheinander angezeigt werden, mit einer Tafel von verfügbaren Werkzeugen, die letztendlich auf Grundlage der Bedienerauswahl der Werkzeugtypen und Werkzeugformen angezeigt werden. In dem Beispiel von 19 ist ein "Punch"-Zeichen ausgewählt worden als Werkzeugtyp, der wiederum eine Anzeige einer Vielzahl von Werkzeugtypzeichen auf dem Schirm bewirkt, welche die verschiedenen Werkzeugstempeltypen repräsentieren. Auf Grundlage der Auswahl eines "Sash Punch"-Zeichens durch den Bediener wird eine resultierende Tafel von verfügbaren Schubstempelwerkzeugen in dem unteren Informationsfenster angezeigt. In der gezeigten Ausführungsform von 19 können geteilte Werkzeuge (d. h. Werkzeuge von der verfügbaren Werkzeugbibliothek, die sich auf den ausgewählten Werkzeugtyp beziehen und in verschiedenen Größen hergestellt werden, um eine Mehrfachwerkzeugstationsbelegung an der Biegepresse zu erleichtern) angezeigt werden, um die Auswahl eines Werkzeugs zu erleichtern. Das Werkzeug kann dann durch Markieren oder Doppelklicken auf das Teil, das in der Tafel aufgelistet ist, ausgewählt werden. Querschnittsvorder- und -rückansichten des Werkzeugs können ebenso in dem Werkzeugdialog-Fenster angezeigt werden, wie dies in 19 gezeigt ist, um die Auswahl einer Werkzeugbeschränkung durch den Bediener zu erleichtern. Ein "Auto Selection"-Merkmal kann ebenso in dem Werkzeugdialog-Fenster vorgesehen sein, um zu bewirken, dass die Anzahl der Werkzeuge, die angezeigt oder aufgelistet werden, in der Anzeigetafel automatisch ausgewählt und limitiert werden, auf Grundlage der Dicke des Teils und der Innenradien der Biegungen, die herzustellen sind.
Nach der Auswahl oder Eingabe der geeigneten Beschränkungen kann das Experten-Planungssystem durch Eingabe geeigneter Funktionskommandos (zum Beispiel "Dr. ABE") oder Werkzeugzeichen (zum Beispiel ein Mann mit einem Hut) auf der intelligenten Herstellungssystem-Fensteranzeige (siehe zum Beispiel 12) ausgewählt und aktiviert werden. Wenn das Experten-Planungssystem im Schritt S216 ausgewählt ist, kann der Beschreibungsausdruck (können die Beschränkungsausdrücke) durch den Beschränkungsmanager entwickelt werden, wie vorangehend genannt. Der Beschreibungsausdruck (die Beschränkungsausdrücke) bezüglich der Biegeabfolge, die durch die Bediener eingegeben werden und/oder die Werkzeugbeschränkung(en), die durch den Bediener ausgewählt werden, können zu dem Experten-Planungssystem übertragen werden oder in einem Konfigurations- oder Setup-Datensatz gegeben werden, der durch das Experten-Planungssystem gelesen wird, wenn dieses ausgeführt wird. Es ist jedoch bevorzugt, dass Biegebeschränkungen durch Beschränkungsausdrücke geliefert werden und dass Werkzeugbeschränkungen durch Werkzeugdaten geliefert werden, die anzeigen, welches Werkzeug ausgewählt worden ist. Wie vorangehend diskutiert, kann die Experten-Planungssystem-Fensteranzeige dem Bediener die Beschränkung(en), die eingegeben worden sind, anzeigen. Ein Bediener kann die erzeugten Beschränkungsausdrücke im Schritt S220 modifizieren und/oder auswählen, durch Eingabe eines geeigneten Kommandos oder Doppelklicken auf die Information. Zum Beispiel wie in 20 gezeigt, sind die Biegeabfolge und die Werkzeugauswahlbeschränkungen ausgewählt worden und ein "X" ist angezeigt worden, um diese Auswahlen zu bestätigen (siehe zum Beispiel das "X" vorgesehen nahe dem Fenster mit der Bezeichnung "Use BendCAD's Bend Sequence" und das "X", das nahe dem Fenster mit der Bezeichnung "Use BendCAD's Tool Setup" vorgesehen ist.
Nachfolgend können die ausgewählten Expertenmodule im Schritt S224 ausgeführt werden durch Drücken aus Auswählen zum Beispiel des "START"-Kommandos der Experten-Planungssystem-Fensteranzeige. Die ausgewählten Expertenmodule, wie der Planungs-Experte 72 und der Werkzeug-Experte 80 werden dann einen endgültigen Biegeplan auf Grundlage der Biegeabfolge und Werkzeugbeschränkungen, die durch den Anwender eingegeben wurden, entwickeln. Wie vorangehend genannt, kann die Experten-Planungssystem-Fensteranzeige Echtzeitinformationen an den Bediener liefern, um den Status der ausgewählten Expertenmodule und die Laufzeit der Bearbeitung anzuzeigen. Wenn die ausgewählten Experten-Planungsmodule vollständig ausgeführt worden sind, wird eine Anzeige an den Bediener geliefert, dass die Planung vervollständigt worden ist (zum Beispiel eine Nachricht wie "Planning succeeded" kann vorgesehen sein) und der Bediener kann die Ergebnisse im Schritt S228 betrachten. Wenn keine Lösung gefunden worden ist, oder ein Laufzeitfehler aufgetreten ist, kann ebenso eine Nachricht zurück zu dem Bediener gegeben werden, um dies anzuzeigen. Zusätzlich dazu kann durch Überwachung der verschiedenen Statusinformationen, die in der Fensteranzeige vorliegen, der Bediener bestimmen, die Ausführung der Experten-Planungsmodule zu stoppen, neu zu starten oder abzubrechen, wie vorangehend diskutiert.
Die Ergebnisse eines erfolgreichen Planungslauf können dem Bediener im Schritt S228 durch Auswahl zum Beispiel des "Show Seq"- oder "Show Tool"-Kommandoknopfs auf der Fensterdarstellung (siehe zum Beispiel 20) angezeigt werden, um die vorgeschlagene Biegeabfolge und die Werkzeugstationsbelegung des Biegeplans zu betrachten. Zusätzlich dazu kann ebenso eine Simulation des Biegeplans (ohne Roboterbewegung) aktiviert werden und dem Bediener in vergleichbarer Weise zu der vorangehend mit Bezug auf 17 beschriebenen vorgeschlagen werden. Noch einmal der Roboterarm und -greifer können von der 3-D-Schirmsimulation in 17 gelöscht werden und die Bewegungen und Positionen des Werkstücks bezüglich der Biegepresse können durch Schwimmen des Werkstücks im freien Raum oder durch Zeigen der Handhabung des Werkstücks durch einen 3-D-Repräsentaten dem menschlichen Bediener angezeigt werden.
Wenn ein Bediener bestimmt, die Ergebnisse im Schritt S232 zu speichern, dann kann der endgültige Biegeplan, bestimmt durch das Experten-Planungssystem in der Datenbank im Schritt S236 durch Auswahl zum Beispiel des "Update"-Funktionsknopfs auf der Fensterdarstellung gespeichert werden. Danach, wie vorangehend beschrieben, kann in Schritt S240 der endgültige Biegeplan an der Biegestation 18 ausgeführt werden.
Wenn ein Bediener nicht entscheidet, die Ergebnisse im Schritt S232 zu speichern, dann können im Schritt S234 die Ergebnisse verworfen werden und ein Bediener kann die Beschränkungen modifizieren und/oder neue Beschränkungsinformationen eingeben, bevor das Experten-Planungssystem im Schritt S224 erneut ausgeführt wird. Es ist ebenso möglich, im Schritt S234 einem Bediener zu ermöglichen, die Auswahl der Expertenmodule, die ausgeführt werden, zu modifizieren, so dass zufriedenstellendere Ergebnisse geliefert werden können.
Mit Bezug nun auf die 21–23 werden verschiedene Merkmale und Aspekte bezüglich des Prozesses und der Arbeitsweisen, die durchgeführt werden können, zur Erzeugung der Beschränkungsausdrücke, auf Grundlage der Beschränkungen, die durch einen Bediener eingegeben werden können, geliefert. Wie vorangehend erwähnt, kann ein Beschränkungsmanager vorgesehen sein, um Beschränkungsausdrücke auf Grundlage der Beschränkungen zu erzeugen, die durch einen Bediener eingegeben werden. Der Beschränkungsmanager kann ebenso Konflikte zwischen den Beschränkungen lösen und kann für die Lieferung verschiedener Beschränkungsinformationen an die Experten-Module des Experten-Planungssystems verantwortlich sein. Der Beschränkungsmanager kann als eine unabhängige ausführbare Anwendung eingesetzt sein, oder ein Modul innerhalb des Servermoduls 32 sein oder kann als Untersystem oder Untermodul in dem intelligenten Herstellungssystem 60 oder dem Experten-Planungssystem 70 eingesetzt sein. Die Arbeitsweisen und Prozesse des Beschränkungsmanagers wie nachfolgend beschrieben, können durch Software unter Verwendung einer höheren Programmiersprache wie C++ eingesetzt sein.
Wie in 21 gezeigt, kann der Beschränkungsmanager in Schritt S260 initialisiert werden, wann immer das Experten-Planungssystem durch einen Bediener ausgewählt und aktiviert ist. Alternativ kann die Initialisierung des Beschränkungsmanagers immer dann erfolgen, wenn Beschränkungen durch den Bediener eingegeben werden, entweder innerhalb des intelligenten Herstellungssystems 60 oder des Experten-Planungssystems 70. Zum Zwecke der Darstellung zeigt die Ausführungsform von 21 verschiedene Schritte und Prozeduren, die durchgeführt werden können, um einen Beschränkungsausdruck auf Grundlage der Biegeabfolge, die durch einen Bediener innerhalb der intelligenten Herstellungssystembetriebsumgebung eingegeben worden ist, zu entwickeln. Jedoch können Beschränkungsausdrücke für andere Beschränkungen wie Werkzeugbeschränkungen entwickelt werden. Solche Werkzeugbeschränkungsausdrücke können die Werkzeugauswahl und/oder das Werkzeugstationsbelegungsbeschränkungen anzeigen, die durch einen menschlichen Bediener eingegeben worden sind.
Nach Auswählen und Eingeben der Biegeabfolge und Aktivieren des Experten-Planungssystems kann der Beschränkungsmanager im Schritt S260 initialisiert werden und die Biegeabfolge, die durch den Anwender eingegeben wurde, kann im Schritt S262 bewertet werden.
Wie vorangehend erwähnt, können Biegeidentifikationsnummern zu jeder der Biegelinien des Teils zugeordnet werden, um jede Biegung innerhalb der Abfolge zu identifizieren. Eine Biegeabfolgenummer kann ebenso vorgesehen sein, die zu jeder Biegeidentifikationsnummer zugeordnet ist, auf Grundlage der Biegeabfolge, die durch den Bediener eingegeben wird. Angenommen zum Beispiel dass ein mehrseitiges Teil wie das in 23A dargestellte, mit Biegeidentifikationsnummern 1, 2, 3, 4, 5 und 6 versehen ist. Durch eine grafische Anwenderschnittstelle oder andere geeignete Einrichtungen kann ein Bediener eine geeignete Biegeabfolge anzeigen, die als Beschränkung in dem Experten-Planungssystem verwendet wird. Zum Beispiel kann ein Biegeabfolgeeingabe-Fenster, wie das in 15 dargestellte, vorgesehen sein, um den Bediener in die Lage zu versetzten, eine Biegeabfolge einzugeben. Ein derartiges Biegeabfolgeeingabe-Fenster kann einen 2-D-Repräsentanten des Teils und der Biegelinien des Teils beinhalten. Ein Bediener kann eine geeignete Biegeabfolge durch Auswahl oder kennzeichnen jeder Biegelinie (zum Beispiel durch Doppelklicken mit einer Mausvorrichtung) eingeben, in der Reihenfolge der geeigneten Biegeabfolge. Eine derartige Schnittstelle kann einen Bediener ebenfalls in die Lage versetzen, Biegungen zusammen zu gruppieren (wie kolineare Biegungen), so dass diese während derselben Biegebearbeitung durchgeführt werden.
In der dargestellten Ausführungsform von 23A ist die Biegung 1 als erstes auszuführen, die Biegung 2 ist als letztes auszuführen, die Biegung 3 ist als drittes auszuführen, die Biegung 4 ist als viertes auszuführen und Biegungen 5 und 6 sind zusammen gruppiert, und sind als letztes auszuführen. Eine Biegeabfolgetafel wie die in 23B dargestellte, kann entwickelt und vorgesehen sein, so dass der Beschränkungsmanager die Biegeabfolge, die durch den Bediener eingegeben worden ist, bestimmen kann. Die beispielhafte Tafel der 23B beinhaltet die Identifikationsnummer (ID1) von jeder Biegung und die zugehörige Biegeabfolgenummer (SEQ1) auf Grundlage der Abfolge, die durch den Bediener eingegeben worden ist. Eine derartige Tafel kann in einem Speicher wie die Datenbank 30 gespeichert werden und kann dem Biegemodelldatensatz des Teils zugeordnet sein.
Auf Grundlage der Biegeabfolge, die durch den Anwender eingegeben worden ist, kann der Beschränkungsmanager einen Initialbeschränkungsausdruck im Schritt S262 durch Eingabe eines Asterisk-Operators "*" zwischen jeder Biegeidentifikationsnummer innerhalb der Abfolge entwickeln. Wenn Biegungen innerhalb der Abfolge gruppiert sind, dann können die zugehörigen Biegeidentifikationsnummern gruppiert werden durch Verwendung zum Beispiel von Klammern und Nicht-Asterisk-Operatoren "*" können zwischen den gruppierten Biegeidentifikationsnummern platziert werden. Wie vorangehend diskutiert, wirkt der Operator "*" als Freikarte und erlaubt entweder eine Biegebearbeitung oder jede Nummer von Biegebearbeitungen, die an dessen Ort in der Biegeabfolge durchgeführt werden, und der Typ der Biegebearbeitungen, der an dieser Stelle durchgeführt werden kann, kann aus irgendeiner der verbleibenden Biegeoperationen sein, die nicht in dem Beschränkungsstatement festgelegt sind. Der Operator "*" kann ebenso als Freikarte dienen, um eine gewünschte Repositionierung des Roboters oder Werkstücks zu ermöglichen, die an dem Ort des "*" in dem Ausdruck durchgeführt wird. Das heißt, wenn alle der Biegungen in dem Beschränkungsausdruck angezeigt sind, dann kann der Operator "*" anzeigen, dass irgendeine gewünschte Repositionierung an diesem Ort durchgeführt werden kann. Zum Beispiel, dargestellt in 23A, wenn Biegungen 5 und 6 nicht durch einen Operator gruppiert sind und anstelle dessen es angezeigt wird, diese als fünfte und sechste Biegeoperation innerhalb der Abfolge durchzuführen, dann kann der Beschränkungsmanager einen Initialbeschränkungsausdruck gemäß dem folgenden erzeugen:
*1*4*3*2*5*6*.
Der vorgenannte Initialbeschränkungsausdruck gibt an, dass Biegung 1 zuerst durchgeführt werden sollte, Biegung 4 sollte als zweites durchgeführt werden, Biegung 3 sollte als drittes durchgeführt werden, Biegung 2 sollte als viertes durchgeführt werden, Biegung 5 sollte als fünftes durchgeführt werden und Biegung 6 ist als letztes innerhalb der Abfolge durchzuführen. Der Initialbeschränkungsausdruck zeigt ebenso an, durch die Einfügung des Operators "*", das Repositionierung oder andere Arbeiten zwischen jeder der Biegearbeiten oder vor der ersten Biegearbeit oder nach der letzen Biegebearbeitung durchgeführt werden können. Wenn die Biegeabfolge, die durch den Bediener eingegeben worden ist, Biegungen beinhaltet, die zusammen gruppiert sind (zum Beispiel in dem Beispiel der 23A Biegungen 5 und 6 können gruppiert werden und mit der selben Biegeidentifikationsnummer 5 definiert werden), dann können jede der derartigen Biegungen innerhalb des Initialbeschränkungsausdrucks gesperrt werden, der durch den Beschränkungsmanager unter Verwendung von Kammern erzeugt ist.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform kann der Beschränkungsmanager ebenso die Geometrie des Teils und der Biegelinien im Schritt S264 bewerten, um weiterhin den Beschränkungsausdruck gemäß einer oder mehrerer Biegeheuristika zu verfeinern. Zum Beispiel kann der Beschränkungsmanager die verschiedenen Biegelinien analysieren und kolineare Biegungen und Z-Biegungen ausfindig zu machen und solche kolineare und/oder Z-Biegungen gruppieren, so dass diese zusammen ausgeführt werden. Kolineare Biegungen beziehen sich auf Biegungen, die entlang derselben Achse liegen und die gleichzeitig während einer Biegebearbeitung durchgeführt werden können. Z-Biegungen beziehen sich auf eng beabstandete Biegungen, die nicht einzeln durchgeführt werden und die einen speziellen Satz von Z-Biegestempel und Gesenkwerkzeug fordern, um die Z-Biegebearbeitung durchzuführen. Wenn kolineare Biegungen oder Z-Biegungen durch die Beschränkungsmanager erfasst werden, können die zugehörigen Biegungen zusammen gruppiert werden und als solche innerhalb des Beschränkungsausdrucks gekennzeichnet werden, unter Verwendung zum Beispiel von Klammern.
Im Schritt S268 kann der Beschränkungsmanager das Teil für kolineare Biegungen überprüfen. Kolineare Biegungen können in der Teilgeometrie oder Topologie Informationen innerhalb des Biegemodelldatensatzes angezeigt sein oder der Beschränkungsmanager kann Biegelinien als zugehörig zu kolinearen Biegungen auf Grundlage von dem Vorhandensein von einer oder mehrerer Biegelinien entlang einer gemeinsamen Achse oder Linie identifizieren. Diese können ebenso auf Grundlage der Biegeabfolge, die durch den Bediener eingegeben wird, angezeigt werden (zum Beispiel eine oder mehrere Biegeidentifikationsnummern haben die selbe Biegeabfolgenummer). Zum Beispiel, 22A und 22B zeigen eine Ausführungsform von kolinearen Biegungen. In 22A, Biegungen 1 und 2 können als kolineare Biegungen identifiziert werden, wobei in 22B Biegungen 1 und 3 als kolineare Biegungen dargestellt sind. Wenn kolineare Biegungen entdeckt sind und diese Biegungen noch nicht bereits durch den Bediener gruppiert sind, wenn die Biegeabfolge eingegeben wurde, dann können im Schritt S270 die Biegungen zusammen gruppiert werden, durch Modifizieren des Initialbeschränkungsausdrucks und Gruppieren der Biegungen mit zum Beispiel Klammern. In der Ausführungsform von 23A sind Biegungen 5 und 6 als kolineare Biegungen vorgesehen. Dadurch können diese Biegungen gruppiert werden durch Modifizieren des Initialbeschränkungsausdrucks wie folgt:
*1*4*3*2*((5 6))*.
Nachfolgend im Schritt S272 kann der Beschränkungsmanager die Biegelinien und die Geometrie des Teils analysieren, um das Vorhandensein von irgendwelchen Z-Biegungen zu erfassen. Wenn irgendwelche Z-Biegungen vorhanden sind und diese Biegungen noch nicht bereits durch den Bediener gruppiert worden sind als die Biegeabfolge eingegeben wurde, dann können im Schritt S274 die Biegelinien zugehörig zu jeder Z-Biegung gruppiert werden, durch zum Beispiel Klammern. 22C illustriert eine beispielhafte Z-Biegung. Das Vorhandensein von Z-Biegungen kann im Schritt S272 auf Grundlage der Höhe der Z-Biegung (Z), der Dicke des Metallblechteils (T) und eines vorgegebenen Koeffizienten (N) bestimmt werden. Der Koeffizient N kann durch den Kunden definiert sein und bezieht sich auf die verfügbaren Typen von Z-Biegewerkzeugen und die Möglichkeiten der Maschine in der Produktionsstätte 38. Das Vorhandensein von Z-Biegungen kann auf Grundlage der Beziehung von Z zu N und T erfasst werden. Die folgende Gleichung kann durch den Beschränkungsmanager verwendet werden, um zu bestimmen, ob Z-Biegungen vorhanden sind:
Z N × T.
Wenn Z N × T ist, dann können die Biegelinien zusammen gruppiert werden, um eine Z-Biegung zu kennzeichnen und wenn Z N × T ist, dann ist keine Z-Biegebearbeitung gefordert und die Biegungen sind nicht gruppiert. Noch einmal, Klammern können verwendet werden, um die Biegungen durch den Beschränkungsmanager zu gruppieren und irgendwelche extra "*" Operatoren, die zwischen den gruppierten Biegungen vorhanden sind, können entfernt werden. Die Erfassung der Biegungen kann ebenso durch Analyse des Biegemodelldatensatzes des Teils ausgeführt werden, der die Merkmalsbeziehungsdaten zwischen den verschiedenen Biegungen in dem Teil beinhaltet, die anzeigen, welche Biegungen Z-Biegungen sind.
Nach der Durchführung der Schritte S268 bis S274 kann der Beschränkungsmanager einen endgültigen Beschränkungsausdruck im Schritt S276 entwickeln. Der endgültige Beschränkungsausdruck kann dann in einem Datensatz gespeichert werden oder zu dem Experten-Planungssystem im Schritt S278 gesendet werden, wenn das Experten-Planungssystem ausgeführt wird. Wie nachfolgend diskutiert, können FEL-Kommandos verwendet werden, um dem Experten-Planungssystem die Beschränkungen und Beschränkungsausdrücke, die verwendet werden, wenn der Biegeplan entwickelt wird, anzuzeigen.
Die Biegeidentifikationsnummer, die verwendet werden, um die verschiedenen Biegungen in dem Teil zu identifizieren, sollten konsistent mit beiden, dem intelligenten Herstellungssystem und dem Experten-Planungssystem sein. Wenn die intelligente Herstellungssystemanwendung und die Experten-Planungssystemanwendung auf einer vergleichbaren Plattform entwickelt wurden, wie eine PC-basierende Windows Anwendungsumgebung, dann kann eine gemeinsame Vereinbarung verwendet werden, um die Teilinformationen in dem Biegemodelldatensatz zu speichern, um die Biegeidentifikati onsnummern zu den verschiedenen Biegelinien in dem Teil zuzuordnen. Dadurch werden die Biegeidentifikationsnummern in dem Beschränkungsausdruck oder Ausdrücken, die zwischen dem intelligenten Herstellungssystem und dem Experten-Planungssystem übertragen werden, richtig und konsistent durch jedes der Systeme interpretiert. Wenn jedoch verschiedene Plattformen für den Einsatz des intelligenten Herstellungssystems und des Experten-Planungssystems verwendet werden (zum Beispiel eine Windows-basierende Anwendung gegenüber einer Unix-basierenden Anwendung) oder wenn unterschiedliche Vereinbarungen verwendet werden, um die Teile Designinformationen zu speichern und die Biegeidentifikationsnummern zuzuordnen, dann ist es möglich, dass die Biegeidentifikationsnummern ungeeignet interpretiert werden mit Bezug auf das Teil, wenn die Beschränkungsausdrücke zwischen dem intelligenten Herstellungssystem und dem Experten-Planungssystem übertragen werden. Zum Beispiel, wenn eines der Systeme (wie das intelligente Herstellungssystem) die Teile-Designinformationen gemäß den Datenfeldern und Tafeln speichert und analysiert und das andere System (wie das Experten-Planungssystem) die Teile-Designinformationen auf Grundlage von Zeigern und Verbindungslisten speichert und analysiert, dann ist es möglich, dass derartige Systeme Zuordnung unterschiedlicher Biegeidentifikationsnummern zu den Biegelinien des Teils anzeigen. Wenn solche Unterschiede vorliegen, dann können eine oder mehrere zusätzliche Tafeln vorgesehen sein, um dem Beschränkungsmanager in der Entwicklung eines Beschränkungsausdrucks, der geeignet verwendet werden kann, zum Beispiel in dem Experten-Planungssystem zu unterstützen. Zusätzlich dazu oder in der Alternative kann ein Zwischendatensatz, der das Teil repräsentiert (wie ein ASCII-basierender Datensatz) verwendet werden, um Biegeidentifikationsnummern von einem System zu dem anderen zu konvertieren.
Wenn zum Beispiel das Experten-Planungssystem eine Biegeidentifikationsnummer-Repräsentation oder -Konvention wie in 23C für dasselbe Teil wie in 23A gezeigt, verwendet, das durch das intelligente Herstellungssystem erzeugt wurde, dann können Tafeln, wie die in den 23D und 23E gezeigt, verwendet werden, um einen endgültigen Beschränkungsausdruck für das Experten-Planungssystem zu entwickeln. Die Tafel in 23D ist vorgesehen, um den ersten Satz von Biegeidentifikationsnummern (ID1), die in der 23A verwendet werden, in den zweiten Satz der Biegeidentifikationsnummern (ID2) der in der 23C verwendet wird, zu übertragen oder diesem zuzuordnen. Derartige Übertragungsidentifikationstafeln können verwendet werden, um die Biegeidentifikationsnummern, die zum Beispiel in dem intelligenten Herstellungssystem verwendet werden, auf die zum Beispiel in dem Experten-Planungssystem verwendeten zu übertragen oder zu übersetzen. Auf Grundlage der Tafeln in 23D und der Abfolgetafel, vorgesehen in 23B kann eine endgültige Biegeabfolgetafel durch den Beschränkungsmanager entwickelt werden, wie das in 23E gezeigt ist. Die Tafel von 23E kann verwendet werden, um die Biegeabfolge, die durch den Bediener in Übereinstimmung mit dem Biegeidentifikationsnummernsystem, das in 23C verwendet ist (zum Beispiel das durch das Experten-Planungssystem verwendet wird) anzuzeigen. Mit derartigen Tafeln kann der Beschränkungsmanager einen endgültig übersetzten Beschränkungsausdruck für das Beispielteil, gezeigt in den Zeichnungen, erzeugen:
*1*2*3*4*((5 6))*.
Die voran genannten Tafeln können ebenso durch den Beschränkungsmanager oder das intelligente Herstellungssystem verwendet werden, wenn die Biegeplaninformationen von dem Experten-Planungssystem, welche die Biegeidentifikationsnummern beinhalten, die zu dem Teil zugeordnet sind, auf Grundlage der unterschiedlichen Anzeigeschema oder Konventionen interpretiert werden.
Wie vorangehend diskutiert, können FEL-Nachrichten verwendet werden, um Informationen zwischen dem intelligenten Herstellungssystem und dem Experten-Planungssystem zu übertragen. Diese Nachrichten können anzeigen, wenn alle der Expertenmodule ausgeführt werden oder wenn nur ausgewählte Expertenmodule innerhalb des Experten-Planungssystems ausgeführt werden. Zusätzlich dazu können diese Nachrichten anzeigen, dass verschiedene Beschränkungsinformationsausdrücke während der Entwicklung des Biegeplans verwendet werden. Sockel können verwendet werden, um Nachrichten und Informationen zwischen den verschiedenen Modulen und den Systemanwendungen zu übertragen. Wenn das intelligente Herstellungssystem 60 und das Experten-Planungssystem 70 als PC-basierende Windows-Anwendungen entwickelt sind, dann kann ein Windows-basierender Sockel wie eine Winsock Version 1.1 von Microsoft verwendet werden, um die Nachrichten zwischen jeder Systemanwendung auf Grundlage eines vorgegebenen Protokolls (zum Beispiel Internetprotokoll (IP)) zu übertragen. Die FEL-Nachrichten können ebenso von den verschiedenen Stationsmodulen zu dem Servermodul entlang des Kommunikationsnetzwerks 26 durch Verwendung in einer Anzahl von geeigneten Protokollen inklusive Ethernet Protocol und TCP/IP übertragen werden.
Nachdem der endgültige Biegeplan durch das Experten-Planungssystem erzeugt worden ist, können FEL-Nachrichten ebenso verwendet werden, um endgültige Biegeplaninformationen an das intelligente Herstellungssystem zurückzusenden. Die FEL-Nachrichten können durch ein Schnittstellenmodul oder das intelligente Herstellungssystem interpretiert werden und daraus resultierende Biegeplaninformationen können aus den FEL-Nachrichten herausgezogen oder herausgefiltert werden, so dass derartige Informationen mit den anderen Informationen in dem Biegemodelldatensatz oder in separaten Datensätzen gespeichert werden können.
Die voran genannte Arbeitsweise, die nachfolgend in weiterem Detail diskutiert wird, kann durch ein Schnittstellenmodul, das an dem Servermodul 32 vorgesehen ist, gehandhabt werden. Dieses Schnittstellenmodul kann für das Senden von geeigneten FEL-Nachrichten zu dem Experten-Planungssystem 70 verantwortlich sein, wenn dieses initialisiert ist und kann ebenso für die Interpretation der FEL-Nachrichten verantwortlich sein, die von dem Experten-Planungssystem zu dem intelligenten Herstellungssystem 60 zurückgesendet werden. Das Schnittstellenmodul kann als separat ausführbare Anwendung innerhalb des Servermoduls eingesetzt sein, um die Übertragung der Nachrichten zwischen der intelligenten Herstellungssystemanwendung 60 und der Experten-Planungssystemanwendung 70 zu unterstützen und zu erleichtern oder ein derartiges Schnittstellenmodul kann als Untersystem oder als Untermodul in dem intelligenten Herstellungssystem und/oder Experten-Planungssystem eingesetzt sein. Eine höhere Programmiersprache wie C++ kann verwendet werden, um die Schnittstelle und die verschiedenen Prozesse und Arbeitsweisen, die nachfolgend zur Handhabung und Übertragung der FEL-Kommandos diskutiert werden, eingesetzt werden.
Wenn die Experten-Planungssystemanwendung 70 durch den Bediener ausgewählt und aktiviert ist, werden eine Reihe von FEL-Nachrichten an das Experten-Planungssystem gesendet, um dasselbe zu initialisieren und um verschiedene Informationen zur Verfügung zu stellen. Wenn die Experten-Planungsmodule des Experten-Planungssystems verwendet werden, um einen Biegeplan für die Biegearbeitsstation zu erzeugen, können eine Mehrzahl von Parametern und Datensatznamen zu dem Experten-Planungssystem durch das intelligente Herstellungssystem oder Schnittstellenmodul gesendet werden. Die FEL-Nachrichten können gesendet werden, um die Datensatznamen des Biegemodells des Teils sowie die Datensatznamen der Werkzeugbibliothek und/oder Greiferbibliothek, die Informationen bezüglich der verfügbaren Werkzeuge und Robotergreifer für die bestimmte Arbeitsstation beinhalten, anzuzeigen. Die Datensatznamen eines Maschinendatensatzes und/oder Roboterdatensatzes können ebenso vorgesehen sein, die Daten bezüglich der Geometrie und des Aufbaus der Biegemaschine und/oder der Robotermaschineneinrichtung an der Arbeitsstation beinhalten. Der Maschinendatensatz kann ebenso Setup-Daten beinhalten, die einen gegenwärtigen oder kürzlichen Setup der Biegemaschine anzeigen. Jeder der voran genannten Datensätze kann zum Beispiel in der Datenbank 30 oder in einer lokalen Speichervorrichtung, die an dem Servermodul 32 vorgesehen ist, gespeichert werden.
Verschiedene FEL-Kommandos und Nachrichten können verwendet werden, um die Daten der Datensatznamen zu dem Experten-Planungssystem zu übertragen. Diese Nachrichten können einen Bestimmungsabschnitt beinhalten, von der Art, der mit Bezug auf 24 vorangehend diskutiert worden ist, mit einem "TYPE PARAMS" FEL-Kommando. In der Form eines nicht beschränkenden Beispiels können die folgenden FEL-Nachrichten von dem Schnittstellenmodul oder intelligenten Herstellungssystem (d. h. "FROM INTERACTING") zu dem Experten-Planungssystem (d. h. "TO PLANNING") gesendet werden, um die verschiedenen Datensatznamen des Teils (siehe "DATENSATZNAME"), Werkzeugbibliothek (siehe "TOOLING_DATABASE"), Greiferbibliothek (siehe "GRIPPER_DATABASE"), Maschinendatenbank (siehe "MACHINE_DATABASE"), und Maschinensetupdatenbank (siehe "SETUP_DATABASE") zu übertragen:
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERACTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST))
((TYPE PARAMS)
(DATENSATZNAME "c:\PC_ABE\BIM\DATENSATZ1")))
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERACTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST)) ((TYPE PARAMS)
(TOOLING_DATABASE "c:\pc_abe\database\tool.fel")))
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERACTING) (TO PLANMING) (STATE REQUEST))
((TYPE PARAMS)
(GRIPPER_DATABASE "c:\pc_abe\database\grip.fel")))
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERACTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST))
((TYPE PARAMS)
(MACHINE_DATABASE "c:\pc_abe\database\machine_database.fbd3.fel")))
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERACTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST))
((TYPE PARAMS)
(SETUP_DATABASE "c:\pc_abe\database\cursetup.fel"))).
Zusätzlich dazu kann ein "TYPE PART" FEL-Kommando verwendet werden, um den Typ des Biegemodelldatensatzes, der in dem Speicher gespeichert ist, anzuzeigen. Diesbezüglich kann eine beispielhafte FEL-Nachricht, wie die nachfolgend vorgesehene, von dem intelligenten Herstellungssystem 60 (oder Schnittstellenmodul) zu dem Experten-Planungssystem 70 gesendet werden:
(PLAN ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERAGTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST))
((TYPE PART) (MODEL "c:\pc_abe\bin\Datensatz1.pgf"))).
Wie vorangehend genannt, kann die FEL-Nachricht ebenso zu dem Experten-Planungssystem 70 gesendet werden, um zu Initialisieren und verschiedene Parameter und/oder Variablen zu setzen. Eine FEL-Nachricht wie die "TYPE PARAMS" kann verwendet werden, um verschiedene Kosten zu setzen oder zu initialisieren inklusive der Repositionierungskosten ("REPO_COST") und Laufzeitkosten ("STAGE_TIME_COST"). Im Zuge eines nicht beschränkenden Beispiels können die verschiedenen FEL- Kommandos von dem intelligenten Herstellungssystem oder Schnittstellenmodul zu dem Experten-Planungssystem gesendet werden, um verschiedene Parameter und/oder Variable zu setzen:
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERACTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST))
((TYPE PARAMS)
(REPO_COST 30)
(UNLOADING_COST 0)
(UNLOADING_GRASP_FACE 0)))
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERACTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST))
((TYPE PARAMS)
(STAGE_TIME_COST 0)
(NO_UNLOAD_COST 0)
(TOOLING NOT SPACE AVAIL_COST 0)))
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM INTERACTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST))
((TYPE PARAMS)
(QUANTITY 0))).
Nach dem Senden der verschiedenen FEL-Kommandos und Nachrichten zu dem Experten-Planungssystem 70 kann jede Beschränkung, die durch den Bediener eingegeben worden ist und die in Beschränkungsausdrücke durch zum Beispiel den Beschränkungsmanager entwickelt worden ist, dann zu dem Experten-Planungssystem gesendet werden. Wie vorangehend diskutiert, können diese Beschränkungen begründet sein auf verschiedene Beschränkungen, die durch den Bediener eingegeben wurden, inklusive eine Biegeabfolge und Werkzeugauswahl. Beschränkungsausdrücke, die auf Grundlage einer Biegeabfolge oder einer teilweisen Biegeabfolge entwickelt worden sind, können in Beschränkungsausdrücke entwickelt werden, die zu dem Experten-Planungssystem unter Verwendung von FEL-Kommandos wie "TYPE OPTIONS" und "CONSTRAINTS" gesendet werden. Weiterhin kann jede Werkzeugbeschränkung, die durch den Bediener eingegeben worden ist, in der Werkzeugbibliothek oder Datensatz gespeichert werden, dessen Datensatzname zu dem Experten-Planungssystem unter Verwendung der "TYPE PARAMS" und "TOOLING_DATABASE" FEL-Nachrichten gesendet werden kann, wie vorangehend beschrieben. Im Zuge eines nicht beschränkenden Beispiels können die folgenden FEL-Nachrichten zu dem Experten-Planungssystem 70 durch das intelligente Herstellungssystem 60 (oder Schnittstellenmodul) gesendet werden, um exemplarische Beschränkungen, die durch einen Bediener gesendet worden sind, anzuzeigen:
(SET ((TYPE MESSAGE) (FROM IMTERACTING) (TO PLANNING) (STATE REQUEST))
((TYPE OPTIONS)
(CONSTRAINTS (((*1»2) ((6 1)*2) (*1»2) (9*2) (*1»2) ((5 2)*2) (*1*2) (7*2) (*1*2) (3*2) (*1*2) (4*2) (*1*2) (10*2) (*1*2) (8*2) (*1*2)))))).
Die Operatoren in den Beschränkungsausdrücken, die zu dem Experten-Planungssystem 70 gesendet wurden, können durch andere Zeichen ersetzt oder repräsentiert werden. Zum Beispiel kann der Operator "*" repräsentiert werden durch zum Beispiel ein "-*-Zeichen (wie das in dem Beispiel von Anhang A) oder andere geeignete Zeichen in dem aktuellen Beschränkungsausdruck, der zu dem Experten-Planungssystem 70 gesendet wurde. Wenn ein Biegeplan entwickelt wird, werden die verschiedenen Expertenmodule des Experten-Planungssystems 70 derartige Beschränkungsausdrücke und jegliche Werkzeugbeschränkungen verwenden, wenn jeder der Biegeplanparameter vorgeschlagen und gesetzt wird.
Weitere Beispiele von verschiedenen FEL-Nachrichten, die zu dem Experten-Planungssystem 70 gesendet werden können, wenn dieses initialisiert und ausgeführt wird, sind in den Anhängen A und B vorgesehen. Anhang A zeigt Beispiele von verschiedenen FEL-Nachrichten, die gesendet werden können, wenn das Experten-Planungssystem ausgeführt wird, um einen Biegeplan für eine roboterbasierende Arbeitsstation in Übereinstimmung mit Beschränkungen, die von einem Bediener gesendet werden, zu entwickeln. Anhang B auf der anderen Seite zeigt Beispiele von verschiedenen FEL-Nachrichten, die zu dem Experten-Planungssystem 70 gesendet werden können, wenn ein Biegeplan für eine roboterbasierende Arbeitsstation ohne Beschränkungen eingegeben durch einen Bediener entwickelt wird.
Wie vorangehend genannt, ermöglichen die Ausführungsformen einem Bediener die verschiedenen Expertenmodule in dem Experten-Planungssystem 70 selektiv zu aktivieren und zu deaktivieren, um verschiedene Biegeanwendungen auszuführen. In einem derartigen Fall kann ein Bediener ebenso verschiedene Biegebeschränkungen auswählen und anzeigen, die durch die ausgewählten oder aktivierten Expertenmodule verwendet werden, wenn ein Biegeplan entwickelt wird, wie vorangehend diskutiert. Die verschiedenen FEL-Nachrichten, die von dem intelligenten Herstellungssystem 60 (oder dem Schnittstellenmodul) zu dem Experten-Planungssystem 70 zu senden sind, wenn einzelne Expertenmodule aktiviert worden sind, sind vergleichbar zu den vorangehend beschriebenen für den Fall, in dem alle Expertenmodule verwendet werden, um einen vollständigen Biegeplan für eine roboterbasierende Arbeitsstation zu entwickeln. Jedoch, wenn einzelne Expertenmodule aktiviert sind und andere durch den Bediener deaktiviert sind, können unterschiedliche FEL-Nachrichten zu dem Experten-Planungssystem gesendet werden, um anzuzeigen, welche Expertenmodule ausgewählt und aktiv sind.
Zum Beispiel kann ein FEL-Kommando wie "TYPE EXPERTS" verwendet werden, um die geeigneten Expertenmodule in dem Experten-Planungssystem zu initialisieren. Zum Beispiel kann das folgende Kommando zu dem Experten-Planungssystem 70 von dem intelligenten Herstellungssystem 60 (oder Schnittstellenmodul) gesendet werden, um den Werkzeug-Experten 80, den Greif-Experten 82 und den Bewegungs-Experten 84 für die Entwicklung des Biegeplans zu setzen und zu aktivieren:
(SET ((TYPE EXPERTS)
(EXPERTS (GRASPING MOVING TOOLING)))).
Im Gegensatz dazu kann für nicht roboterbasierende Biegeanwendungen ein Bediener die Expertenmodule, die sich auf die Roboterbewegung und Repositionsplanung beziehen, deaktivieren, so dass die folgende FEL-Nachricht zu dem Experten-Planungssystem 70 gesendet würde:
(SET ((TYPE EXPERTS)
(EXPERTS (TOOLING)))).
Die FEL-Nachricht würde im Experten-Planungssystem 70 und dem Planungs-Experten 72 anzeigen, dass nur das Werkzeug-Expertenmodul 80 aktiviert ist. Da der Planungs-Experte 72 für die Abfrage jeder der Expertenmodule verantwortlich ist, sowie für die Bestimmung einer Biegeabfolge und den Abschluss des Biegeplans, ist es bevorzugt, dass der Planungs-Experte 72 immer aktiviert ist, wann immer das Experten-Planungssystem 70 ausgeführt wird. Wenn ein Bediener nur wünscht, vorgeschlagene Werkzeuginformationen von dem Experten-Planungssystem zu erhalten, dann können andere Einrichtungen verwendet werden, um die Abfolgeplanung durch den Planungs-Experten 72 zu beschränken oder limitieren. Zum Beispiel, wie vorangehend genannt, kann ein Bediener die Biegeabfolge des Biegeplans der durch das Experten-Planungssystem erzeugt wurde, beschränken oder spezifizieren durch Eingabe einer bestimmten Biegeabfolge als eine Beschränkung.
Der ausgewählte Status der Expertenmodule kann in einem Konfigurationsdatensatz gespeichert werden, der nicht nur den Status von jedem der Expertenmodule beinhaltet, sondern ebenso verschiedene Datensatznamen und Parameterwerte. Anhang C zeigt einen exemplarischen Konfigurationsdatensatz, der Informationen bezüglich des Status der Expertenmodule beinhaltet. Wenn das Experten-Planungssystem initialisiert oder aktiviert ist, dann kann das intelligente Herstellungssystem 60 (oder das Schnittstellenmodul) den Konfigurationsdatensatz lesen und den ausgewählten Status der Expertenmodule (zum Beispiel "ExpGrasping", "ExpTooling", ExpMoving", etc.) bestimmen und Werte für die verschiedenen Parameter (zum Beispiel REPO_COST und STAGE_COST) setzen. FEL-Nachrichten wie "TYPE EXPERTS" und "EXPERTS" können dann entwickelt werden und zu dem Experten-Planungssystem gesendet werden, um den Status der verschiedenen Expertenmodule anzuzeigen. Zusätzlich dazu können FEL-Kommandos wie "TYPE PARAMS" verwendet werden, um Nachrichten zu dem Experten-Planungssystem zu senden, um die Werte verschiedener Parameter anzuzeigen, wie vorangehend diskutiert. In der exemplarischen Ausführungsform des Anhangs C sind die verschiedenen Zustände der Experten-Planungsmodule entweder durch das Statuskommando "True", das repräsentiert, dass das Modul aktiv ist oder durch das Statuskommando "False", das anzeigt, dass der Experte nicht aktiv ist, angezeigt. Für nicht roboterbasierende Anwendungen sollte der Greif-Experte 82 und der Bewegungs-Experte 84 auf "False" gesetzt sein, in der Konfiguration durch den Bediener, da kein Roboterbewegungsplan gefordert ist.
Wie vorangehend beschrieben, kann der Konfigurationsdatensatz direkt durch den Bediener angepasst werden oder eine grafische Schnittstelle kann vorgesehen sein, um einen Bediener in der Auswahl des Status von jedem der Expertenmodule zu erleichtern und dadurch den Konfigurationsdatensatz anzupassen. Eine derartige Schnittstelle kann als grafische Anwenderschnittstelle, die in dem Servermodul 32 oder irgendeinem anderen Stationsmodul vorgesehen sind, die an den Stationen 10, 12, 14 .... 20 innerhalb der Produktionsstätte 38 vorgesehen sind. Eine derartige grafische Anwenderschnittstelle kann dem Bediener die gegenwärtigen Einstellungen oder Stati der Expertenmodule (zum Beispiel aktiv oder inaktiv) anzeigen und kann den Bediener in die Lage versetzen, den Status auf Grundlage einer bestimmten Biegeanwendung (zum Beispiel einer roboterbasierenden oder nicht roboterbasierenden Biegebearbeitung) zu ändern. Weiterhin können Informationen bezüglich der verschiedenen Biegearbeitsstationen in der Produktionsstätte 38 gespeichert werden, so dass der Status von jedem der Expertenmodule automatisch gesendet werden kann, wenn ein Bediener die Arbeitsstationsumgebung eingibt, in der der Biegeplan ausgeführt werden soll. Eine Liste von Maschinensetups oder Arbeitsstationsumgebungen kann ebenso dem Bediener gegeben werden, so dass die Experten-Planungsmodule auf Grundlage der Bedienerauswahl von einer bestimmten Arbeitsumgebung gesetzt werden können. Verschiedene andere Merkmale und Aspekte können ebenso vorgesehen sein, um das Setzen der Expertenmodule zu erleichtern.
Gemäß einer Ausführungsform können die FEL-Nachrichten ebenso von dem Experten-Planungssystem zu dem intelligenten Herstellungssystem zurückgesendet werden, nach der Komplettierung und Beendigung des Biegeplans. Die FEL-Nachrichten, die zurückgesendet wurden, beinhalten die endgültigen Biegeplaninformationen, die durch die aktiven Expertenmodule erzeugt und aufgrund von den Beschränkungen (wenn welche vorhanden) durch den Bediener eingegeben wurden. Diese Biegeplaninformationen können die Biegeabfolge, Werkzeugauswahl, Werkzeuglayout, Roboterbewegung, Repositions- und Rückführungseinstellungen beinhalten. Ein Biegekartensatz von Daten kann ebenso durch das Experten-Planungssystem vorgesehen sein, um anzuzeigen: die Beziehung zwischen der Stationsbelegung und der Biegeabfolge für jede Biegung; den Ort für jede Station für jede Biegung; der Position von Biegelinien relativ zu der Werkzeugstation (d. h. in Ausdrücken gemäß dem Abstand von der linken Ecke und/oder rechten Ecke); Robotergreiferpositionen und Roboterposition und -Orientierung. Die Biegekartendaten können durch das intelligente Herstellungssystem für verschiedene Anwendung verwendet werden. Zum Beispiel können die Biegekartendaten für eine Simulation des endgültigen Biegeplans durch eine grafische Schnittstelle (wie das in 17 gezeigt ist) und für Anzeigen von Biegeplaninformationen in den verschiedenen Schnittstellen, die dem Bediener gegeben werden, verwendet werden, wie vorangehend erläutert.
Die FEL-Kommandos, die von dem Experten-Planungssystem 70 zu dem intelligenten Herstellungssystem 60 gesendet sind, können zum Beispiel durch das Schnittstellenmodul interpretiert werden, das an dem Servermodul 32 vorgesehen ist. Wie vorangehend diskutiert, kann dieses Schnittstellenmodul eine separat ausführbare Anwendung sein oder innerhalb der intelligenten Herstellungssystemanwendung 60 vorgesehen sein. Auf Grundlage der FEL-Kommandos, die erhalten werden, kann das Schnittstellenmodul die endgültigen Biegeplaninformationen interpretieren und herausziehen und dieselben in der Datenbank 30 speichern. Die FEL-Nachrichten können eine "FINALIZE"-Nachricht beinhalten, um die endgültigen Biegeplaninformationen anzuzeigen. Zusätzliche FEL-Kommandos, wie "BENDS", "LOADER_LOCATIONS", "ROBTOT_LOC", "REPO_LOC", "BENDMAP" und "BGAGE_LOC" können verwendet werden, um die verschiedenen endgültigen Biegeplaninformationen anzuzeigen. Zusätzlich dazu können andere FEL-Kommandos verwendet werden, um die Auswahl von Werkzeugen und Greifern (zum Beispiel "ROBOT_GRIPPER" und REPO_GRIPPER") anzuzeigen. Anhang D zeigt einen beispielhaften Satz von FEL-Nachrichten, die von dem Experten-Planungssystem zu dem intelligenten Herstellungssystem gesendet werden können, wenn ein endgültiger Biegeplan entwickelt worden ist.
Die endgültigen Biegeplaninformationen, die zu dem intelligenten Herstellungssystem 60 gesendet werden, können in einem oder mehreren Datensätzen gemäß des "Kategorie"-Typs organisiert und gespeichert werden. Diese Datensätze können in der Datenbank 30 gespeichert werden und zu der Biegearbeitsstation und anderen Stationen gesendet werden, wenn der endgültige Biegeplan ausgeführt wird. Abhängig von der Maschine und den Komponenten an der Arbeitsstation (den Arbeitsstationen) können die Daten sätze FEL-Kommandos und/oder NC-Daten zur Steuerung der Maschine beinhalten und zum Beispiel die Biegebearbeitung gemäß dem Biegeplan ausführen. Zum Beispiel ein "EVB"-Datensatz der Daten bezüglich der Biegemaschine beinhaltet inklusive Messeinstellung und Biegepressebearbeitungen, können auf Grundlage der endgültigen Biegeplaninformationen entwickelt und gespeichert werden. Diese Daten können ohne X-Informationen gespeichert werden. Anhang E ist ein beispielhafter "EVB"-Datensatz, der NC-Daten zur Steuerung zum Beispiel einer Amada FBD-Biegepresse beinhaltet. Ein anderer Datensatz, der gespeichert werden kann, ist ein "EVT"-Datensatz, der Werkzeugdaten beinhaltet inklusive der Messdaten, die verwendet werden, um die verschiedenen Werkzeugzustände in der Biegepresse zu setzten. Anhang F ist ein beispielhafter "EVT"-Datensatz, der NC-Daten zur Steuerung für zum Beispiel einer Amada FBD-Biegepresse beinhaltet.
Zusätzlich dazu kann ein "EVX"-Datensatz gespeichert werden, um einen Lernprozess auszuführen, um die Roboterbewegung zu berichtigen. Dieser Datensatz kann die Initialbiegepressbewegungen und Positionssätze in den endgültigen Biegeplan beinhalten. Anhang G ist ein exemplarischer "EVX"-Datensatz, der NC-Daten zur Steuerung zum Beispiel einer Amada FBD-Biegepresse beinhaltet. Diese Daten können später angepasst werden, um die Roboterbewegung zu berichtigen, durch Verwendung von X Bewegungen und Materialbelastungsgrößeninformationen. In dieser Beziehung kann ein "RB1"-Datensatz ebenso vorgesehen sein, der Roboterorientierungen und Bewegungen relativ zu der Arbeitsstation mit X Informationen beinhaltet. Der "RB1"-Datensatz kann FEL-Nachrichten beinhalten. Anhang H ist ein exemplarischer "RB1"-Datensatz, der FEL-Nachrichten zur Steuerung eines Roboters einer Amada BM100 Arbeitsstation beinhaltet. Die "EVX" und RB1"-Datensätze können zusammen verwendet werden, um einen Lernfunktionsprozess zu schaffen. "RB2" und "RB3"-Datensätze können ebenso vorgesehen sein und auf Grundlage von endgültigen Biegeplaninformationen erzeugt werden und den Anpassungen, die durchgeführt werden an den Daten in dem "EVX"-Datensatz. Das heißt, der "RB2"-Datensatz kann Daten beinhalten, die alle Roboterbewegungen ohne X Informationen definieren und der "RB3"-Datensatz kann entwickelt und gespeichert werden, so dass dieser alle Anpassungen an dem "EVX"-Datensatz beinhaltet, nachdem der Lernfunktionsprozess ausgeführt worden ist. Der "RB2"-Datensatz kann FEL-Nachrichten enthalten. Anhang I ist ein beispielhafter "RB2"- Datensatz, der FEL-Nachrichten beinhaltet zur Steuerung eines Roboters einer Amada BM100 Arbeitsstation.
Weiterhin kann ein "FIN"-Datensatz durch das intelligente Herstellungssystem 60 gespeichert sein, der alle endgültigen Biegeplaninformationen, die erzeugt worden sind, durch das Experten-Planungssystem 70 beinhaltet. Ein derartiger Datensatz kann FEL-Nachrichten beinhalten und Daten vergleichbar zu denen, die im Anhang D aufgenommen sind. Die resultierenden Biegeplaninformationen, die durch das intelligente Herstellungssystem gespeichert sind, können zu verschiedenen Arbeitsstationen gesendet oder heruntergeladen werden, um den Biegeplan auszuführen. Wie vorangehend beschrieben, können diese endgültigen Biegeplaninformationen in der Datenbank 30 zusammen mit dem Biegemodelldatensatz bezüglich des Teils gespeichert werden. Alternativ können diese Datensätze in einer Speichervorrichtung des Servermoduls 32 gespeichert werden. Um den endgültigen Biegeplan auszuführen, können die voran genannten Datensätze zu der Steuerung oder Sequenzer der Biegearbeitsstation gesendet werden, um verschiedene Aufgaben auszuführen. Diese Datensätze können FEL-Nachrichten und Kommandos und/oder NC-Daten, die durch die Steuerung oder Sequenzer der Arbeitsstation interpretiert werden, beinhalten, so dass verschiedene Komponenten und Maschinen in der Arbeitsstation in Übereinstimmung mit dem endgültigen Biegeplan arbeiten können.
Zum Beispiel der "EVT"-Datensatz und andere Werkzeuginformationen können zu der Biegearbeitsstation über zum Beispiel das Kommunikationsnetzwerk 26 gesendet werden, um die notwendigen Werkzeuge für die Biegepresse und/oder Arbeitsstation zu setzen. Die "EVX"- und "RB1"-Datensätze können zu der Biegearbeitsstation gesendet werden, um die vorangenannten Lernfunktionen auszuführen und um die verschiedenen Sätze und Bewegungen, die durch das Experten-Planungssystem festgelegt sind, zu testen und/oder zu korrigieren. Nach der Durchführung der geeigneten Anpassungen an den endgültigen Biegeplanparametern können die "EVB"- und "RB3"-Datensätze zu der Biegearbeitsstation gesendet werden, um den Biegeplan zu unterstützen und auszuführen, um das Kundenteil herzustellen. Der "RB3"-Datensatz kann ebenso während des Initialisierungszustandes des Setups und Testens gesendet werden, um die Roboterbewegung zu unterstützen und auszuführen, ohne Werkstückmaterial und um die Roboter bewegung, die durch das Experten-Planungssystem bestimmt ist, zu überprüfen und zu bestätigen, dass diese geeignet ist.
ANHANG A
ANHANG A
ANHANG B
ANHANG B
ANHANG C
ANHANG C
ANHANG D
ANHANG D
ANHANG D
ANHANG E
ANHANG F
ANHANG G
ANHANG G
ANHANG G
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG H
ANHANG I
ANHANG I
ANHANG I
ANHANG I
ANHANG I
ANHANG I
ANHANG I

Claims

Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem mit: einem intelligenten Herstellungssystem zur Entwicklung eines Biegemodells für ein Metallblechteil, das herzustellen ist; einem Experten-Planungssystem (70) zur Entwicklung und zum Vorschlagen eines Biegeplans zur Produktion dieses Metallblechteiles auf Grundlage dieses Biegemodells, dieses Experten-Planungssystem (70) beinhaltet eine Mehrzahl von Expertenmodulen (72, 80, 82, 84, 86), gekennzeichnet durch ein System zum selektiven Aktivieren dieser Mehrzahl von Expertenmodulen (72, 80, 82, 84, 86), um dieses Experten-Planungssystem (70) an verschiedene Biegeaufträge anzupassen, wobei dieses Experten-Planungssystem (70) zur Entwicklung dieses Biegeplans auf Grundlage dieser Mehrzahl von Expertenmodulen (72, 80, 82, 84, 86), die selektiv aktiviert sind, vorgesehen ist.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses System zum selektiven Aktivieren dieser Mehrzahl von Expertenmodulen (72, 80, 82, 84, 86) Einrichtungen aufweist, welche die Expertenmodule, die selektiv aktiviert sind, dem Experten-Planungssystem (70) anzeigen.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Anzeigeeinrichtung die Expertenmodule (72, 80, 82, 84, 86), die selektiv aktiviert sind, durch eine Mitteilung auf Grundlage von Feature Exchange Language (FEL)-Kommandos anzeigt.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mehr zahl von Expertenmodulen ein Planungs-Expertenmodul (72) zum Vorschlagen und Entwicklung einer Biegeabfolge auf Grundlage des Biegemodells aufweist.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mehrzahl von Expertenmodulen weiterhin ein Werkzeug-Expertenmodul (80), ein Halte-Expertenmodul (82) und ein Bewegungs-Expertenmodul (84) aufweist.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Planungs-Expertenmodul (72) Einrichtungen zum selektiven Abfragen dieses Werkzeug-Expertenmoduls (80), dieses Halte-Expertenmoduls (82) und dieses Bewegungs-Expertenmoduls (84) aufweist, um Experten-Informationen zur Entwicklung der Biegeabfolge zu erhalten.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Werkzeug-Expertenmodul (80) Werkzeug-Informationen an dieses Planungs-Expertenmodul (72) liefert, diese Werkzeug-Informationen beinhalten den Werkzeugtyp zur Durchführung eines Biege-Arbeitsgangs in dieser Biegereihenfolge.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß zumindest einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Halte-Expertenmodul (82) Halte-Informationen liefert, die einen Ort beinhalten, an dem ein Roboter das Metallblechteil während des Biege-Arbeitsgangs halten kann.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß zumindest einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Bewegungs-Expertenmodul (84) einen Bewegungsplan erzeugt, der einen kollisionsfreien Roboter-Bewegungsplan beinhaltet zum Steuern einer Handhabung dieses Metallblechteils zur Durchführung verschiedener Biege-Arbeitsgänge.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein Beschränkungssystem zum selektiven Beschränken dieses Biegeplans, der durch dieses Experten-Planungssystem entwickelt ist, auf Grundlage einer Beschränkung, die durch einen Bediener eingegeben ist, dieses Beschränkungssystem beinhaltet einen Beschränkungsmanager zum Entwickeln eines Beschränkungs-Ausdrucks gemäß dieser Beschränkung, die durch den Bediener eingegeben ist, wobei dieser Beschränkungs-Ausdruck durch dieses Experten-Planungssystem verwendet wird, wenn der Biegeplan entwickelt wird.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese Beschränkung eine Biegeabfolge-Beschränkung aufweist, wobei der Beschränkungsmanager diesen Beschränkungs-Ausdruck auf Grundlage dieser Biegeabfolge-Beschränkung entwickelt.
Ein integriertes Metallblech-Herstellungs- und -Produktionssystem gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Anzeigen dieses Biegeplans, der durch dieses Experten-Planungssystem (70) entwickelt ist.