DE10325894B4

DE10325894B4 - Werkzeug- oder Produktionsmaschine mit Anzeigeeinheit zur Visualisierung von Arbeitsabläufen

Info

Publication number: DE10325894B4
Application number: DE10325894A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dirnfeldner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2023-06-07
Also published as: US7444201B2; WO2004108348A2; CN101069125A; DE10325894A1; CN101069125B; US20070027561A1; JP2006527094A; WO2004108348A3

Abstract

Werkzeug- oder Produktionsmaschine, wobei die Maschine eine Anzeigeinheit (4, 5) zur Visualisierung von Arbeitsabläufen und/oder Parametern der Maschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Anzeigeeinheit (4, 5) ein Projektionsdisplay (4) vorgesehen ist, wobei als Projektionsdisplay (4) eine flache Platte (4) auf die mittels eines Projektionsapparates (5) ein Bild (7, 15) projiziert wird vorgesehen ist, wobei die Platte (4) am Maschinengehäuse (2) und/oder im Arbeitsraum (8) der Maschine angebracht ist oder die Platte (4) integraler Bestandteil des Maschinengehäuses ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeug- oder Produktionsmaschine, wobei die Maschine eine Anzeigeeinheit zur Visualisierung von Arbeitsabläufen und/oder Parametern der Maschine aufweist.
Fast jede handelsübliche Werkzeug- oder Produktionsmaschine besitzt heutzutage eine Anzeigeeinheit bzw. eine Bedientafel mit Hilfe derer der Fertigungs- bzw. Produktionsvorgang vor Ort parametriert, gesteuert und überwacht werden kann. Als Anzeigeeinheit wird dabei üblicherweise ein Röhren- oder LCD-Bildschirm eingesetzt. Dieser befindet sich gewöhnlich neben oder vor der Maschine als integraler Bestandteil einer Bedientafel oder ist an einem beweglichen sogenannten Galgen montiert.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass als Anzeigeeinheit ein Projektionsdisplay verwendet wird. Dabei kann das Projektionsdisplay zusätzlich zur handelsüblichen bestehenden konventionellen Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel oder alternativ anstatt der herkömmlichen Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel verwendet werden.
In 1 ist eine solche Bedientafel 3, die einen LCD-Bildschirm 9 und zwei Tastaturfelder 10 und 11 aufweist, dargestellt.
Bei einen Projektionsdisplay wird das darzustellende Bild von einen Projektionsapparat auf eine undurchsichtige Fläche projiziert. Dies kann beispielsweise irgendeine flache Platte sein, die z. B. aus Edelstahl oder Kunststoff bestehen kann. Dadurch können Informationen dort angeboten werden, wo sie der Bediener am leichtesten aufnehmen und zuordnen kann, bei spielsweise direkt am Maschinengehäuse und/oder im Arbeitsraum der Maschine.
Aus der DE 197 08 240 A1 ist eine Anordnung zur Detektion eines Objekts in einem von Wellen im nicht sichtbaren Spektralbereich angestrahlten Bereich bekannt. Hierbei wird die Anwendung eines Projektionsdisplays im Rahmen einer Mensch-Maschine-Interaktion beschrieben, wobei mittels eines Rechners verschiedene Gliedmaßen, wie beispielsweise Kopf oder Hand, oder abstrakte Gegenstände, wie beispielsweise ein Zeigestab, erkannt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe eines Projektionsdisplays eine gegenüber herkömmlichen Anzeigeeinheiten bzw. Bedientafeln verbesserte Visualisierungsmöglichkeit für einen Bediener einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird für eine Werkzeug- oder Produktionsmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass als Anzeigeeinheit ein Projektionsdisplay vorgesehen ist, wobei als Projektionsdisplay eine flache Platte, auf die mittels eines Projektionsapparates ein Bild projiziert wird, vorgesehen ist, wobei die Platte am Maschinengehäuse und/oder im Arbeitsraum der Maschine angebracht ist oder die Platte integraler Bestandteil des Maschinengehäuses ist.
Die Platte, auf die das Bild vom Projektionsapparat projiziert wird, ist hierbei völlig unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen wie z. B. Temperatur und Verschmutzung, so dass eine Anzeige auch an Orten erfolgen kann, an denen es mit der herkömmlich verwendeten Technik nicht möglich wäre. Die Größe des Displays ist bei der Projektionstechnik im Wesentlichen nur durch die zur Verfügung stehende Projektionsfläche, d. h. die Größe der Platte beschränkt. Dadurch ergibt sich eine große Flexibilität bezüglich der Größe der Anzeige und der Menge der gleichzeitig dargestellten Informationen. Eine Ska lierung gemäß den Anforderungen der Maschine bzw. den Wünschen des Kunden ist weiterhin problemlos möglich.
Es erweist sich als vorteilhaft, dass als Projektionsdisplay eine flache Platte, auf die mittels eines Projektionsapparates ein Bild projiziert wird, vorgesehen ist. Eine solche flache Platte ist kostengünstig herzustellen.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Platte am Maschinengehäuse und/oder im Arbeitsraum der Maschine angebracht ist. Am ohnehin bestehenden Maschinengehäuse kann die Platte besonders kostengünstig angebracht werden. Wird die Platte im Arbeitsraum der Maschine angebracht, so wird dem Bediener der gleichzeitige Blick auf den Fertigungs- bzw. Produktionsvorgang sowie auf die Informationen, die auf die Platte von den Projektionsapparat projiziert werden, ermöglicht.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Platte integraler Bestandteil des Maschinengehäuses ist. Wenn die Platte integraler Bestandteil des Maschinengehäuses ist, ist eine besonders kostengünstige Realisierung des Projektionsdisplays möglich.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Anzeigeeinheit virtuell optisch dargestellte Eingabemittel aufweist und Bedienhandlungen mittels der Eingabemittel erfassbar sind und solchermaßen die Maschine von einen Bediener steuerbar ist. Wenn mittels des Projektionsdisplays nicht nur Informationen dargestellt werden können, sondern vom Bediener auch Bedienhandlungen wie z. B. Parametrierung und Steuerbefehle der Steuerung der Maschine mitgeteilt werden können, kann eine herkömmliche Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel vollständig durch den Projektionsdisplay ersetzt werden.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Bedienhandlungen der Eingabemittel mittels einer Kamera oder mittels einer berührungsempfindlichen Platte erfassbar sind. Eine solche Erfassung mittels einer Kamera oder mittels einer berührungsempfindlichen Platte ist besonders zuverlässig.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine.
In 1 ist im Rahmen eines Ausführungsbeispiels eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine dargestellt. Die Werkzeugmaschi ne weist einen Arbeitsraum 8 auf, in dem der Produktions- bzw. Fertigungsvorgang stattfindet, der mittels zweier Schiebetüren 1 und 2 vom Arbeitsumfeld des Bedieners der Maschine abgetrennt werden kann. In 1 sind die beiden Schiebetüren 1 und 2 im geöffneten Zustand dargestellt.
Weiterhin weist die Maschine eine herkömmliche Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel 3 auf. Diese weist zu Anzeigezwecken einen LCD-Bildschirm 9 und als Eingabemittel unter anderem zwei Tastaturfelder 10 und 11 auf. Mit Hilfe der Bedientafel 3 kann die Maschine vor Ort von einen Bediener bedient, insbesondere parametriert und gesteuert werden. Weiterhin ist die Schiebetür 1 mit einer Glasscheibe 12 und die Schiebetür 2 mit einer Glasscheibe 13 versehen, die den Bediener zu Kontrollzwecken eine Einsicht in den Arbeitsraum 8 ermöglichen.
An der Außenseite der Schiebetür 2 ist eine flache Platte 4 und ein Projektionsapparat 5 befestigt. Die Platte 4 und der Projektionsapparat 5 bilden zusammen einen sogenannten Projektionsdisplay. Der Projektionsapparat 5 projiziert hierzu ein vom Bediener visuell erkennbares Bild auf die Platte 4.
In dem Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe des Projektionsapparates 5 ein Anzeigefeld 7 zur Visualisierung von Arbeitsabläufen und/oder Parametern der Maschine sowie ein sogenanntes virtuelles Tastaturfeld 15 als Eingabemittel auf die Platte 4 projiziert. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass selbstverständlich sind aber auch andere Eingabemittel wie z. B. eine virtuelle Maus als Eingabemittel denkbar sind.
Die vom Bediener mittels des virtuellen Tastaturfeldes 15 durchgeführten Bedienhandlungen werden dabei optisch von einer im Projektionsapparat 5 integrierten Kamera erfasst und der Steuerung der Maschine zur Verfügung gestellt. Das virtuelle Tastenfeld 8 arbeitet somit als ein virtueller Touchscreen. Selbstverständlich kann die Erfassung der Eingabe al ternativ auch mittels einer berührungsempfindlichen Platte erfolgen.
In dem Ausführungsbeispiel besitzt die Maschine neben der Bedientafel 3 somit eine zusätzliche Bedien- und Anzeigemöglichkeit in Form des Projektionsdisplays. Da die erfindungsgemäße Anzeigeeinheit in dem Ausführungsbeispiel somit nicht nur eine Anzeigefunktionalität sondern auch eine Bedienfunktionalität aufweist, könnte die herkömmliche handelsübliche Bedientafel 3 somit aber auch vollständig entfallen.
Werden die Schiebetüren 1 und 2 geschlossen, so wird durch die unmittelbare Anordnung des Projektionsdisplays auf der Schiebetür 2 direkt unterhalb des Fensters 13 dem Bediener während des Produktionsvorganges einen parallelen gleichzeitigen Blick auf die im Projektionsdisplay dargestellten Informationen und auf die im Arbeitsraum 8 ablaufenden Vorgänge, ermöglicht. Im Falle z. B. von auftauchenden Fehlfunktionen kann der Bediener unmittelbar über das virtuelle Tastaturfeld 8 entsprechende Befehle der Steuerung der Maschine mitteilen. Alternativ könnte die Platte 4 aber auch direkt, z. B. in eine Ecke des Sichtfensters 13 montiert werden.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, zusätzlich oder alternativ zu dem an der Schiebetür 2 angebrachten Anzeigeeinheit, eine weitere Anzeigeeinheit, die aus einer gestrichelt gezeichneten Platte 6 und einem gestrichelt gezeichneten Projektionsapparat 14 besteht, im Arbeitsraum 8 der Maschine anzubringen. Dem Bediener wird somit bei geöffneten Schiebetüren 1 und 2 oder bei geschlossenen Schiebetüren mittels der Sichtfenster 12 und 13 eine parallele visuelle Erfassung des Produktions- bzw. Fertigungsvorgangs im Arbeitsraum 8 und der auf der Platte 6 dargestellten Informationen zum Produktions- bzw. Fertigungsvorgang ermöglicht.
Es ist in diesem Zusammenhang unter anderem aber auch denkbar, den Projektionsapparat 14 dazu zu benutzen z. B. defekte Maschinen- oder Werkzeugkomponenten zu markieren.
Der Einsatz eines Projektionsdisplays als Anzeigeeinheit mit gegebenenfalls integrierter Bedienmöglichkeit bei Werkzeugoder Produktionsmaschinen eignet sich besonders gut für innovative Einsätze bei Inbetriebnahme-, Produktions-, Fertigungs-, Diagnose- und Service-Vorgängen. Dabei geht es oft darum, Informationen möglichst gut in Verbindung zu Abläufen im Arbeitsraum der Maschine zu bringen. Durch die Integration eines Projektionsdisplays in bestehende Maschinenkomponenten wird quasi die Bedienung und Anzeige der Steuerung mit der Maschine verschmolzen. Durch die Platzersparnis und die Reduzierung der Komponenten ergibt sich eine erhebliche Reduktion von Kosten gegenüber der Verwendung von Anzeigeeinheiten bzw. Bedientafeln, die mit herkömmlicher Aufbautechnik realisiert sind.
Die Möglichkeit dem Bediener Informationen mit Hilfe eines im Arbeitsraum oder in der Nähe des Arbeitsraumes befindlichen Projektionsdisplays zugänglich zu machen, ermöglicht grundlegende Innovation im Bereich der Inbetriebnahme, Produktion, Fertigung, Service und Diagnostik. So können beispielsweise Hinweise zu Fehlern die beim Fertigungsvorgang aufgetreten sind, in unmittelbarer Nähe des Entstehungsortes visualisiert werden. Weiterhin können Arbeitsanweisungen schrittweise direkt an der Maschine dargestellt werden, so dass diese vom Bediener wesentlich leichter nachvollzogen werden können, als es bei einer herkömmlichen Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel der Fall wäre.
Weiterhin zeichnet sich der Projektionsdisplay durch seine besonders hohe Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen aus, so dass dieser praktisch an beliebige Stellen in, um oder an der Maschine angebracht werden kann. Wird neben Informationen auch ein Eingabemittel z. B. ein Tastaturfeld projiziert und Bedienhandlungen optisch z. B. mit einer Kamera, die z. B. in den Projektionsapparat integriert sein kann oder mittels einer berührungsempfindlich ausgeprägten Platte erfasst (virtueller Touchscreen), so kann die bisherige Anzeigeeinheit bzw. Bedieneinheit gegebenenfalls komplett entfallen.
Die erfindungsgemäße Anzeigeeinheit kann dabei grundsätzlich additiv oder alternativ zur bisher handelsüblichen Anzeigeeinheit bzw. Bedientafel eingesetzt werden.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass als Werkzeugmaschinen z. B. ein- oder mehrachsige Dreh-, Fräs-, Bohr- oder Schleifmaschinen zu verstehen sind. Zu den Werkzeugmaschinen werden auch noch Bearbeitungszentren, lineare und rotatorische Transfermaschinen, Lasermaschinen oder Wälz- und Verzahnmaschinen gezählt. Allen gemeinsam ist, dass ein Material bearbeitet wird, wobei diese Bearbeitung mehrachsig ausgeführt werden kann. Zu den Produktionsmaschinen werden z. B. Textil-, Kunststoff-, Holz-, Glas-, Keramik- oder Steinbearbeitungsmaschinen gezählt. Maschinen der Umformtechnik, Verpackungstechnik, Drucktechnik, Fördertechnik, Pumpentechnik, Lüftertechnik, Hebewerkzeuge sowie Roboter gehören ebenfalls zu den Produktionsmaschinen.

Claims

Werkzeug- oder Produktionsmaschine, wobei die Maschine eine Anzeigeinheit (4, 5) zur Visualisierung von Arbeitsabläufen und/oder Parametern der Maschine aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Anzeigeeinheit (4, 5) ein Projektionsdisplay (4) vorgesehen ist, wobei als Projektionsdisplay (4) eine flache Platte (4) auf die mittels eines Projektionsapparates (5) ein Bild (7, 15) projiziert wird vorgesehen ist, wobei die Platte (4) am Maschinengehäuse (2) und/oder im Arbeitsraum (8) der Maschine angebracht ist oder die Platte (4) integraler Bestandteil des Maschinengehäuses ist.
Werkzeug- oder Produktionsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (4, 5) virtuelle optisch dargestellte Eingabemittel (15) aufweist und Bedienhandlungen mittels der Eingabemittel (15) erfassbar sind und solchermaßen die Maschine von einem Bediener steuerbar ist.
Werkzeug- oder Produktionsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienhandlungen der Eingabemittel (15) mittels einer Kamera oder mittels einer berührungsempfindlichen Platte (4) erfassbar sind.