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WO2006128391A1 - Verfahren und vorrichtung zur optimierung der arbeitsgeschwindkeit - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur optimierung der arbeitsgeschwindkeit Download PDF

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WO2006128391A1
WO2006128391A1 PCT/DE2005/000963 DE2005000963W WO2006128391A1 WO 2006128391 A1 WO2006128391 A1 WO 2006128391A1 DE 2005000963 W DE2005000963 W DE 2005000963W WO 2006128391 A1 WO2006128391 A1 WO 2006128391A1
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WO
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speed
speeds
assigned
program
smaller
Prior art date
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Application number
PCT/DE2005/000963
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English (en)
French (fr)
Inventor
Albert Schlegel
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Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to PCT/DE2005/000963 priority Critical patent/WO2006128391A1/de
Publication of WO2006128391A1 publication Critical patent/WO2006128391A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G05B19/4163—Adaptive control of feed or cutting velocity
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49109—Control cutting speed as function of tool wire wear, measure diameter of wire

Definitions

  • the invention relates to a method for optimizing the working speed, in particular during production, and to a device for carrying out this method.
  • the method can be used in all manufacturing processes in which a dependency exists between the working speed and the service life of at least one of the components of the production device. These production processes are essentially named in DIN 8589, Issue 3.81.
  • the constants for formulas are determined by means of which the optimum working speed can be calculated (see VDI Guideline 3321, Issue 3.94, page 3, point 2.3).
  • the test results are ordered according to process, workpiece and tool properties in O
  • the invention has for its object to improve a generic method for optimizing the operating speed so that the process leads to a more accurate result, resulting in a significant cost savings.
  • Another object of the invention is to provide a device for carrying out this method.
  • the core idea of the invention is that it is possible to improve the accuracy with which the optimum operating speed is determined by preferably systematically changing the operating speed based on operating speed-dependent characteristic numbers.
  • the optimal working speed depends on a large number of factors that are not covered by guideline values. which were determined in representative manufacturing processes. For example, in machining, the amount, flow direction and composition of the coolant, changing cutting data, frequent cuts, cut breaks, a forged, rolled or cast skin, the workpiece geometry dependent on the thermal conductivity of the workpiece, in terms of analysis, the strength and the structure of different material supplies and the state and stability of the workpiece, workpiece clamping, machine and tool clamping system existing system influence the optimal working speed in a no longer negligible order of magnitude.
  • the operating speed is adjusted in such a way that the optimum operating speed can be determined by comparing the characteristic numbers, based on the operating speed-dependent characteristic numbers.
  • a key figure is preferably assigned to a working speed by calculating the key figure with at least one of these working speed directly or any indirectly dependent size and / or working speed itself and none, one or more other sizes.
  • the key figure can be calculated exactly or iteratively.
  • the key figure can also be assigned explicitly or implicitly. It is also possible to assign a single code, calculated for example as a mean value, to several operating speeds.
  • the operating speed is changed in such a way that the optimum operating speed can be found as a function of the previously assigned characteristic numbers. Furthermore, according to the invention, the operating speed is preferably changed systematically in order to minimize the number of times the operating speed has to be changed.
  • the working speed is changed only in the direction leading to the optimum working speed. This is the direction in which the associated measures have so far approached an at least relative minimum or maximum.
  • the range at the optimum operating speed will go through with a decreasing increment of the working speed until the optimum operating speed is sufficiently accurately determined.
  • working speeds are selected according to the claim 2 in the limitation of the optimal operating speed, which are in the middle or near the middle between the working speeds, which were previously associated with key figures. This approach leads, on the fastest formal path, to the limitation of the optimal working speed.
  • the method can be based on any key figures, preferably costs, which change with the working speed.
  • cost is synonymous with all the costs that are affected by the speed of work, such as machining, manufacturing, production, manufacturing, or cost.
  • the method may be based on other amounts instead of costs that are part of the costs or that include the costs or that approximate the costs or that are related to the costs, such as the raw or the selling price ,
  • the optimal working speed can also be described as the cheapest, most cost-effective, most effective, time-optimal or cost-optimal working speed.
  • the variant of the method can be selected according to claim 3, in which the optimum operating speed is determined by a change in the operating speed, which is based on a ratio that is equal to the value of the previously determined optimal operating speed.
  • the measure can be calculated and, preferably, assigned to the operating speeds on which the data on which the measure was calculated depends.
  • the measure may also be explicitly or implicitly assigned to one or a portion of or all of the operating speeds underlying its determination.
  • the measure can be calculated exactly or iteratively.
  • the characteristic value is again determined according to the invention, taking into account the data determined by the production with the operating speed / s oriented on the characteristic number.
  • At least one further speed is used, which is equal to the again determined characteristic number or which is close to the again determined characteristic number.
  • the metric is typically more accurate when constrained by the operating speeds at which it was determined.
  • the operating speed is changed such that the probability increases that a key figure, which is not limited by the selected for their determination working speeds, is limited by the future selected for their more accurate determination of working speeds.
  • the operating speed is changed such that the probability increases that an index, which is already limited by the selected for their determination work speeds, by the future selected for their more accurate determination of working speeds remains limited.
  • the metric is typically more accurate when all working speeds are close to where it was determined.
  • the more precise determination of the characteristic number is based on those working speeds which close to the previously determined indicator.
  • the method can be accelerated by carrying out with the aid of several production facilities, wherein the same manufacturing process takes place on each production facility and manufactures each production facility at a different operating speed.
  • the method can be completely or partially automated with little effort by means of this already existing control device, resulting in a further cost savings.
  • the method can be carried out at least computer-aided by a computer performing the calculations, requesting the data required for this purpose by a person and requesting a person to carry out the operations necessary for carrying out the method. This relieves the person responsible for the procedure, as it does not have to deal with the details of the execution and the physical background of the procedure.
  • the device for carrying out the method according to claim 7 or 9 consists of at least one production device whose working speed over at least one preferably program-controlled electronic control device is controllable.
  • the control device may consist of individual devices which are connected and which act together.
  • the codes are supplied for further processing, which have resulted in speeds with which the manufacturing device has worked. If the device is capable of performing calculations, the device may also be provided with the data required to calculate the codes. The key figures are then calculated by the device itself. In the best case, the device controls the determination of the data required to calculate the key figures.
  • the device according to claim 7 has a program which according to the invention is capable of controlling the change in the operating speed of the production device in dependence on characteristic numbers such that the optimum operating speed can be determined by comparing characteristic numbers.
  • the device according to claim 8 has a program that is able to change the operating speed of the manufacturing device such that the optimal working speed is limited in the fastest formal way by the change Working speeds are chosen to be working speeds that are in the middle or near the middle between the working speeds to which a metric has been assigned.
  • the program possessed by the device according to claim 9 is able to control the operating speed of the production device in such a way that the production device operates at a speed which is equal to or close to a characteristic number that by changing the operating speed, the index can be determined more accurately.
  • the device according to claim 10 has a program that is able to control the change in the operating speed of the manufacturing device such that a not limited by the selected working speeds for their determination of operating characteristics by the future their more precise determination of selected working speeds is likely to be limited.
  • the device according to claim 11 has in an advantageous embodiment of the device according to claim 9 or 10 via a program that is able to change the speed of the manufacturing facility such that a limited by the selected working speeds for their determination by the future for their more accurate determination of selected working speeds is likely to be limited.
  • the device according to claim 12 has a program which is able to control the change in the operating speed of the manufacturing device such that the more accurate determination of the index are based on those operating speeds, which are close to the previously determined indicator.
  • the program of the device according to claim 7, 8, 9, 10, 11 or 12 may consist of several complementary and / or cooperative programs.
  • the quantities which are needed in the course of the process and remain unchanged are collected. These are the machine costs per hour and the tool costs per tool life.
  • the VDI guideline 3321, Issue 3.94, S. 11, T. 8, S. 4, Ziff. 3.1.1 serve as orientation.
  • the processing time is determined, which results when the machine manufactures with a starting value for the working speed. From the beginning of production with a new tool, the amount of stock that the tool can process at the starting value of the working speed can be determined.
  • a new speed can be used, which differs from the previously selected working speeds. While the machine is producing at a new operating speed, it is possible to determine the machining time and the amount of stall that results at this current operating speed.
  • the costs resulting from the production at the current operating speed are calculated in the manner described above.
  • the costs calculated for the individual working speeds are compared with each other.
  • the operating speed is changed in targeted steps, as described below.
  • the first two working speeds which start the search for the optimum working speed, generally have to be freely chosen.
  • the third speed is set to a value which is preferably in the middle between the first two working speeds.
  • the optimum operating speed is through the first two Working speeds already limited. In this case, changes in working speed resulting in the optimum working speed are not required. Then, the optimum operating speed, more precise changes in the operating speed are necessary, as described later.
  • the optimum operating speed is outside the range limited by the first two operating speeds , In this case, changes in the working speed leading to the optimum working speed are required, as described first.
  • the third speed is expedient for the third speed to be set to a value that results when, starting from the operating speed at which the lowest costs have hitherto arisen, the Working speed is changed in the direction in which the costs have fallen so far.
  • the optimal working speed is limited by the three last selected working speeds.
  • this situation can already occur after working at three speeds.
  • the range between the last three selected working speeds can be traversed with a smaller increment of working speed until the optimum working speed is more accurately limited.
  • operating speeds are chosen that are midway or near the middle between two of the previously selected operating speeds, as this is the fastest formal approach for limiting the optimum operating speed.
  • the range bounded by the two working speeds, between which the working speed, at which the lowest costs have hitherto arisen, is traversed with less than the previous steps of the working speed.
  • the variant of the method according to claim 3 can be selected, as explained below with reference to a further example.
  • the factor and the exponent must be known.
  • the factor and exponent for the benchmark equation can be calculated.
  • the optimal cutting speed can be calculated.
  • At least one new cutting speed is produced which is equal to the previously calculated optimum cutting speed or which is close to the previously calculated optimum cutting speed.
  • the tool life with which the tool operates at this cutting speed is determined.
  • the factor and the exponent for the standard value equation are recalculated.
  • Manufacturing with a cutting speed oriented at the previously determined optimum cutting speed, updating the data required to calculate the optimum cutting speed and thereby recalculating the optimum cutting speed is repeated until the optimum cutting speed is found in the desired accuracy.
  • the algorithm with which the optimum cutting speed is calculated can be changed in comparison with the previously used algorithm.
  • An algorithm can be chosen that takes into account the data obtained at more than two of the previously selected cutting speeds.
  • an algorithm can be chosen that describes the reality in more detail.
  • the optimum feed rate can be determined.
  • the feed rate influences the service life of the tool.
  • Fig. 1 shows the relationship between cutting speed
  • the processing costs must first be calculated for the previously or any selected setting of the machine. Then, with an otherwise constant machine setting, the cutting speed can be changed in directed steps as long as the respective stall quantity resulting therefrom is determined, and thus the machining costs can be recalculated until the most cost-effective cutting speed is found.
  • the machine sets the greatest cutting depth that is possible for the workpiece geometry to be produced and that allows the stability of the system consisting of workpiece, workpiece clamping, machine, tool clamping and tool. The workpiece is then machined with the least number of cuts and unnecessary return, infeed, start-up and overflow paths are avoided.
  • the maximum feed rate is set, with which the required surface quality of the workpiece can still be achieved and the largest wear mark width is selected, which allows the dimensional accuracy and surface quality of the workpiece.
  • the cutting speed or speed is set, which is probably optimal or leads to the lowest processing costs. The more accurately the optimum speed is estimated, the lower the number of measurements needed to optimize the manufacturing process.
  • a 1st measurement is carried out by determining the amount of stall that results at the set speed. For this purpose, the machine is stopped at appropriate time intervals to measure the wear mark width or other criterion selected for the end of tool life. When the desired wear mark width has been set on the tool, the required tool life is equal to the number of tools processed so far with the tool.
  • the processing costs for the current settings are calculated from the determined data. This calculation may include the machine costs per hour or / and the number of workpieces to be machined.
  • tool life and procurement costs per tool can be taken into account when calculating tool costs.
  • the second measurement is for the purpose of determining the direction in which the speed must be changed so that the processing costs decrease.
  • a speed is set in the second measurement, which differs from the speed of the 1st measurement, and the stall amount, which results from the changed speed measured.
  • a third measurement is performed to approach the optimum speed or, in the best case, to limit the optimum speed.
  • the speed set in this measurement depends on the results obtained in the first two measurements, i. the speed is changed in the direction in which the machining costs have fallen in the previous two measurements.
  • a speed is selected in the 3rd measurement, which is greater than the speed of the 2nd measurement.
  • a speed is selected which is smaller than the speed of the 1st measurement, when in the 2nd measurement, a speed was set, which is greater than the speed of the 1st measurement, and the processing costs at the 2nd Measurement is higher than the processing cost of the 1st measurement.
  • the speed is selected in an analogous manner for the 3rd measurement.
  • the speed is increased from the speed of the 1st measurement when the machining cost has increased in the 2nd measurement compared to the machining cost of the 1st measurement. If at the second measurement, the processing costs have fallen compared to the processing costs of the first measurement, the speed is reduced compared to the speed of the 2nd measurement in the 3rd measurement.
  • the processing costs will be recalculated. If the machining costs for the 3rd measurement are greater than the machining costs for the 1st or the 2nd measurement, no further measurements are necessary, which lead to the desired optimum speed, since the optimum speed is already limited and between the speeds which were set in the 1st, 2nd and 3rd measurement.
  • the optimum rotational speed is outside the range that lies between the rotational speeds, that in the 1st, 2nd and 3rd measurement were set. In this case, it is necessary that further measurements be taken in the manner described above, which lead to the optimum speed.
  • the speed is changed from measurement to measurement in the direction selected during the 3rd measurement. This is the direction in which the processing costs fell from the 2nd to the 3rd measurement.
  • the speed is increased; it is reduced if it was reduced in the third measurement compared to the second measurement.
  • Fig. 3 the inventive method is illustrated by a concrete numerical example.
  • a plate is planed on a machining center.
  • the calculations in the example are based on the following data.
  • the plate consists of the tempered steel (42CrMo4) with the number 1.7225 according to DIN 17007. It has a length of 200 mm and a width of 60 mm. Their surface is covered with a millet skin. The cutting zone has a hardness of 220 HB.
  • the tool is a face milling cutter for rough milling with positive square indexable inserts. It has the nominal diameter of 80 mm and is equipped with 5 indexable inserts. The setting angle is 75 réelle The net price for the main body without indexable inserts is 287, - EUR.
  • the indexable inserts (SPKN 1504 EDR according to DIN 4987 / ISO 1832) have an edge length of 15.875 mm, which allows a maximum cutting depth of 12 mm.
  • the inserts are made of coated carbide (HC-P25 according to DIN ISO 513).
  • the net price for an indexable insert is 7.76 EUR.
  • the rapid traverse speed of the machining center is 15 m / min for all axes.
  • the machine is equipped with a tool change system.
  • the time for an automatic tool change is approx. 4 sec.
  • the machine costs are 60, - EUR per hour.
  • the value of 0.75 results with the width of the workpiece (60 mm) and the diameter of the milling cutter (80 mm).
  • the return travel of 513.5 mm is greater than the feed path (300 mm) by the milling length (213.5 mm).
  • the operating costs for the tool such as the costs for administration, storage, transport, restoring, maintenance, repair and spare parts (screws, liners, clamping pieces, wrenches) are neglected in this example.
  • Tool change time per workpiece 4 Feed path per workpiece: 300 Feed speed: 15 Start-up distance per workpiece: 1.5 Drilling, milling or turning path per workpiece: 213.5 Overflow path per workpiece: 1.5
  • Tool Face milling cutter for indexable inserts (SPKN1504EDR) Acquisition cost per tool: 296.7 Costs per resharpening or cutting edge change: 9.7 Regrinding / cutting edge change per tool: 10000 downtime per tool change: 225
  • the speed previously set on the machine is increased by 80 revolutions per minute and it is assumed that with a second measurement for the speed of 630 revolutions per minute, the stall quantity is 149 pieces.
  • the speed of 710 revolutions per minute results in a tool life of 127 pieces and a processing cost of 43,031, - EUR.
  • the optimum speed lies between the speeds set in the 3rd and 5th measurements or between 710 and 870 rpm.
  • the range between the speed of the 3rd measurement and the speed of the 5th measurement is passed through with steps that are 40 revolutions per minute and thus half as large as the steps with which the speed has been changed so far.
  • the speed can be increased or, starting from the fifth measurement, the speed can be reduced, as will be described below.
  • the next speed in the sequence is 830 revolutions per minute.
  • the speed is further increased to 850 rpm at the 8th measurement, resulting in a tool life of 100 pieces and a machining cost of 42,549.00 EUR.
  • the processing costs for the 7th and 8th measurement are higher than the processing costs for the 6 measurement.
  • the area in which the optimum speed is located is further limited by this measurement result. It lies between the speeds of the 7th and 8th measurement or within 810 and 850 revolutions per minute.
  • the processing costs, which were determined in the 7th measurement, are only about 0.16% higher than the processing costs of the 6th measurement. Further measurements can no longer be expected to bring about any improvement that would have any practical significance. The measurements for determining the optimum speed can be terminated.
  • the optimum speed is now the speed at which the lowest machining costs were determined within the scope of the previous measurements. This is the speed set at the 6th measurement. It is 830 revolutions per minute.

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Abstract

In herkömmlicher Weise werden die zur Berechnung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit erforderlichen Daten bei Versuchen ermittelt und in Richtwerttabellen zusammengefasst, welche zur Reduzierung der Fertigungskosten eingesetzt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bisherige Verfahren so zu verbessern, dass dieses zu einem genaueren Ergebnis führt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Arbeitsgeschwindigkeit in systematischen Schritten geändert wird, bis die optimale Arbeitsgeschwindigkeit in der gewünschten Genauigkeit ermittelt ist. Eine Ungenauigkeit, die in der Regel mit der Anwendung von Richtwerten verbunden ist, besteht nicht. Die Erfindung kann bei allen Fertigungsprozessen angewendet werden, bei denen zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit und der Standzeit des Werkzeugs und/oder der Lebensdauer der Maschine eine Abhängigkeit besteht.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR OPTIMIERUNG DER ARBEITSGESCHWINDIGKEIT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der Arbeitsgeschwindigkeit insbesondere bei der Fertigung sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Das Verfahren kann bei allen Fertigungsprozessen angewendet werden, bei denen zwischen der Arbeitsgeschwindigkeit und der Lebensdauer von zumindest einem der Bestandteile der Ferti- gungseinrichtung eine Abhängigkeit besteht. Diese Fertigungsprozesse sind im Wesentlichen in DIN 8589, Ausg. 3.81 genannt.
Mit zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit verringert sich die Bearbeitungszeit. Es sinken die Kosten der Zeit, die zur Bearbei- tung eines Werkstücks benötigt werden. Gleichzeitig steigt jedoch die Belastung des Werkzeugs und der Maschine. Es verkürzt sich die Standzeit des Werkzeugs und die Lebensdauer der Maschine oder einzelner Teile der Maschine. Der auf ein Werkstück entfallende Anteil an den Kosten des Werkzeugs und der Maschine erhöht sich.
Durch den entgegengesetzten Verlauf von den Kosten der Bearbeitungszeit und den Werkzeug- als auch Maschinenkosten bei sich ändernder Arbeitsgeschwindigkeit existiert eine optimale Ar- beitsgeschwindigkeit , die die günstigsten Gesamtbearbeitungs- kosten zur Folge hat.
In herkömmlicher Weise werden zumindest bei der spanabhebenden Fertigung auf der Grundlage von Versuchen die Konstanten für Formeln ermittelt, mit denen die optimale Arbeitsgeschwindigkeit berechnet werden kann (vgl. VDI-Richtlinie 3321, Ausg. 3.94, S. 3, Ziff. 2.3). Die Versuchsergebnisse werden geordnet nach Verfahrens-, Werkstück- und Werkzeugeigenschaften in O
Richtwerttabellen zusammengefasst , die zur Verringerung der Produktionskosten eingesetzt werden. Diese Vorgehensweise ist ungenau, da die verwendeten Formeln die Realität nur näherungsweise beschreiben. Ferner bleiben die Verhältnisse des Einzel- falls unberücksichtigt, da die Bedingungen, unter denen Richtwerte ermittelt werden, bei der Produktion nur in Einzelfällen exakt vorliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Optimierung der Arbeitsgeschwindigkeit so zu verbessern, dass das Verfahren zu einem genaueren Ergebnis führt, wodurch sich eine erhebliche Kosteneinsparung ergibt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Diese Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 3, 7 und 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass die Genauigkeit verbessert werden kann, mit der die optimale Arbeitsgeschwindigkeit ermittelt wird, indem die Arbeitsgeschwindigkeit orientiert an von der Arbeitsgeschwindigkeit abhängigen Kenn- zahlen vorzugsweise systematisch verändert wird.
Die Effizienz des Verfahrens steigt erheblich, wenn es ganz oder teilweise automatisch durchgeführt wird. Durch eine Automatisierung kann das Verfahren derart vereinfacht und beschleu- nigt werden, dass es wirtschaftlich während der laufenden Produktion regelmäßig immer dann durchgeführt werden kann, wenn ein Fertigungsprozess unter geänderten Bedingungen arbeitet, wodurch alle Verhältnisse des Einzelfalls berücksichtigt werden. Es ist nicht mehr erforderlich, dass mit Richtwerten gear- beitet werden muss.
Die optimale Arbeitsgeschwindigkeit ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig, die mit Richtwerten nicht erfasst werden, welche bei repräsentativen Fertigungsprozessen ermittelt wurden. Zum Beispiel bei der spanabhebenden Fertigung können unter anderem die Menge, Anströmrichtung und Zusammensetzung des Kühlmittels, wechselnde Schnittdaten, häufige Anschnitte, Schnittunterbrechungen, eine Schmiede-, Walz- oder Gusshaut, die von der Werkstückgeometrie abhängige Wärmeleitfähigkeit des Werkstücks, hinsichtlich der Analyse, der Festigkeit und dem Gefüge unterschiedliche Werkstofflieferungen und der Zustand sowie die Stabilität des aus Werkstück, Werkstückaufspannung, Maschine und Werkzeugspannmittel bestehenden Systems die optimale Arbeitsgeschwindigkeit in einer nicht mehr zu vernachlässigenden Größenordnung beeinflussen.
Bei der zunächst beschriebenen Variante des Verfahrens nach An- Spruch 1 wird orientiert an von der Arbeitsgeschwindigkeit abhängigen Kennzahlen die Arbeitsgeschwindigkeit derart geändert, dass die optimale Arbeitsgeschwindigkeit durch den Vergleich der Kennzahlen ermittelt werden kann.
Dabei werden die Kennzahlen ermittelt, die sich ergeben, wenn mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gearbeitet wird. Ferner werden die Kennzahlen den Arbeitsgeschwindigkeiten zugeordnet.
Eine Kennzahl wird vorzugsweise dadurch einer Arbeitsgeschwin- digkeit zugeordnet, indem die Kennzahl mit mindestens einer von dieser Arbeitsgeschwindigkeit direkt oder beliebig indirekt abhängigen Größe und/oder dieser Arbeitsgeschwindigkeit selbst und keiner, einer oder mehreren sonstigen Größen berechnet wird. Dabei kann die Kennzahl exakt oder iterativ berechnet werden. Die Kennzahl kann auch ausdrücklich oder konkludent zugeordnet werden. Es kann auch mehreren Arbeitsgeschwindigkeiten eine einzige zum Beispiel als Mittelwert berechnete Kennzahl zugeordnet werden.
Um die optimale Arbeitsgeschwindigkeit als die Arbeitsgeschwindigkeit zu ermitteln, der in Abhängigkeit von der Natur der Kennzahlen die kleinste oder die größte Kennzahl zugeordnet wurde, werden die den Arbeitsgeschwindigkeiten zugeordneten Kennzahlen miteinander verglichen.
Die Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit, die Ermittlung von Kennzahlen und der Vergleich der Kennzahlen erfolgt so oft, bis die optimale Arbeitsgeschwindigkeit in der gewünschten Genauigkeit gefunden ist.
Dabei wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit von den bisher zugeordneten Kennzahlen die Arbeitsgeschwindigkeit derart geändert, dass die optimale Arbeitsgeschwindigkeit gefunden werden kann. Ferner wird erfindungsgemäß die Arbeitsgeschwindigkeit vorzugsweise systematisch verändert, um die Anzahl zu minimieren, mit der die Arbeitsgeschwindigkeit geändert werden muss.
Zu diesem Zweck wird die Arbeitsgeschwindigkeit gegebenenfalls erst in die Richtung geändert, die zu der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit hinführt. Dies ist die Richtung, in der sich die zugeordneten Kennzahlen bisher einem zumindest relativen Minimum oder Maximum genähert haben .
Wenn die optimale Arbeitsgeschwindigkeit eingegrenzt ist, wird der um die optimale Arbeitsgeschwindigkeit liegende Bereich mit einer kleiner werdenden Schrittweite der Arbeitsgeschwindigkeit durchlaufen, bis die optimale Arbeitsgeschwindigkeit genügend genau ermittelt ist.
In vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens werden gemäß dem Anspruch 2 bei der Eingrenzung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit Arbeitsgeschwindigkeiten gewählt, die in der Mitte oder nahe bei der Mitte zwischen den Arbeitsgeschwindigkeiten liegen, denen bisher Kennzahlen zugeordnet wurden. Diese Vorgehensweise führt auf dem schnellsten formalen Weg zu der Eingrenzung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit.
Dem Verfahren können beliebige Kennzahlen, vorzugsweise Kosten zugrunde gelegt werden, die sich mit der Arbeitsgeschwindigkeit ändern . Der Begriff der Kosten ist als Synonym für alle die Kosten verwendet, die von der Arbeitsgeschwindigkeit beeinflusst werden, wie unter anderem die Bearbeitungs- , die Fertigungs-, die Produktions-, die Herstell- oder die Selbstkosten. Es können dem Verfahren anstelle der Kosten auch sonstige Beträge zugrunde gelegt werden, die Teil der Kosten sind oder die die Kosten enthalten oder die den Kosten näherungsweise entsprechen oder die mit den Kosten in einem sonstigen Zusammenhang stehen, wie unter anderem der Roh- oder der Verkaufspreis .
Die optimale Arbeitsgeschwindigkeit kann unter anderem auch als günstigste, kostengünstigste, effektivste, zeitoptimale oder kostenoptimale Arbeitsgeschwindigkeit bezeichnet werden.
Alternativ kann die Variante des Verfahrens nach Anspruch 3 gewählt werden, bei der die optimale Arbeitsgeschwindigkeit durch eine Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit ermittelt wird, die sich an einer Kennzahl orientiert, die gleich dem Wert der bisher ermittelten optimalen Arbeitsgeschwindigkeit ist.
Dabei wird mindestens so oft mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gearbeitet, wie notwendig ist, damit alle Größen bestimmt werden können, die zur Ermittlung der Kennzahl erforderlich sind.
Wenn genügend Daten gesammelt sind, kann die Kennzahl berechnet und vorzugsweise so den Arbeitsgeschwindigkeiten zugeordnet werden, von denen die Daten abhängen, auf deren Grundlage die Kennzahl berechnet wurde. Die Kennzahl kann auch ausdrücklich oder konkludent einer der oder einem Teil der oder allen den ihrer Ermittlung zugrunde liegenden Arbeitsgeschwindigkeiten zugeordnet werden. Die Kennzahl kann exakt oder iterativ berechnet werden.
Nun wird mit mindestens einer Geschwindigkeit gearbeitet, die gleich der zuvor ermittelten Kennzahl ist oder die nahe bei der zuvor ermittelten Kennzahl liegt. Um die optimale Arbeitsgeschwindigkeit als die Arbeitsgeschwindigkeit genauer zu bestimmen, die gleich der Kennzahl ist, wird erfindungsgemäß unter Berücksichtigung der durch die Fertigung mit der/den an der Kennzahl orientierten Arbeitsgeschwindig- keit/en ermittelten Daten die Kennzahl erneut ermittelt.
Um die genauere Ermittlung der Kennzahl fortzusetzen oder zumindest um mit der genauer ermittelten optimalen Arbeitsgeschwindigkeit zu fertigen, wird erfindungsgemäß mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet, die gleich der erneut ermittelten Kennzahl ist oder die nahe bei der erneut ermittelten Kennzahl liegt.
Die an der Kennzahl orientierte Änderung der Arbeitsgeschwin- digkeit, die Aktualisierung der zur Ermittlung der Kennzahl erforderlichen Daten und die Erneuerung der Kennzahl erfolgt so oft, bis die Kennzahl in der gewünschten Genauigkeit gefunden ist.
Die Kennzahl ist in der Regel genauer ermittelt, wenn sie durch die Arbeitsgeschwindigkeiten eingegrenzt ist, auf deren Grundlage sie ermittelt wurde.
Deshalb wird in vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 4 die Arbeitsgeschwindigkeit derart geändert, dass die Wahrscheinlichkeit steigt, dass eine Kennzahl, die durch die zu ihrer Ermittlung gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten nicht eingegrenzt ist, durch die zukünftig zu ihrer genaueren Ermittlung gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten eingegrenzt wird.
Aus dem gleichen Grund wird in vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 5 die Arbeitsgeschwindigkeit derart geändert, dass die Wahrscheinlichkeit steigt, dass eine Kennzahl, die durch die zu ihrer Ermittlung gewählten Arbeitsge- schwindigkeiten bereits eingegrenzt ist, durch die zukünftig zu ihrer genaueren Ermittlung gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten eingegrenzt bleibt. Die Kennzahl ist in der Regel genauer ermittelt, wenn sämtliche Arbeitsgeschwindigkeiten nahe bei ihr liegen, auf deren Grundlage sie ermittelt wurde.
Wenn verschiedene Geschwindigkeiten, mit denen bisher gearbeitet wurde, zur Auswahl stehen, die der Ermittlung der Kennzahl zugrunde gelegt werden können, werden aus dem vorgenannten Grund in vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 6 der genaueren Ermittlung der Kennzahl diejenigen Ar- beitsgeschwindigkeiten zugrunde gelegt, die nahe bei der bisher ermittelten Kennzahl liegen.
Das Verfahren kann beschleunigt werden, indem es mit Hilfe von mehreren Fertigungseinrichtungen durchgeführt wird, wobei auf jeder Fertigungseinrichtung der gleiche Fertigungsprozess abläuft und jede Fertigungseinrichtung mit einer unterschiedlichen Arbeitsgeschwindigkeit fertigt.
Wenn die Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung, auf der das Verfahren durchgeführt wird, über eine programmgesteuerte elektronische Steuereinrichtung steuerbar ist, kann das Verfahren mittels dieser ohnehin vorhandenen Steuereinrichtung mit geringem Aufwand ganz oder teilweise automatisiert werden, wodurch sich eine weitere Kosteneinsparung ergibt.
Fehlt die Möglichkeit zu einer Automatisierung, dann kann das Verfahren zumindest computergestützt durchgeführt werden, indem ein Computer die Berechnungen durchführt, die hierzu benötigten Daten von einer Person abfragt und eine Person auffordert, die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorgänge vorzunehmen. Dadurch wird die mit dem Verfahren befasste Person entlastet, da sie sich nicht mit den Details der Durchführung und dem physikalischen Hintergrund des Verfahrens auseinandersetzen muss .
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 oder 9 besteht aus mindestens einer Fertigungseinrichtung, deren Arbeitsgeschwindigkeit über mindestens eine vorzugsweise programmgesteuerte elektronische Steuereinrichtung steuerbar ist. Die Steuereinrichtung kann aus einzelnen Einrichtungen bestehen, die verbunden sind und die zusammen wirken.
Der Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 9 werden die Kennzahlen zur weiteren Verarbeitung zugeführt, die sich bei Geschwindigkeiten ergeben haben, mit denen die Fertigungseinrichtung gearbeitet hat. Wenn die Vorrichtung in der Lage ist, Berechnungen durchzuführen, können der Vorrichtung auch die zur Berechnung der Kennzahlen erforderlichen Daten übergeben werden. Die Kennzahlen werden dann von der Vorrichtung selbst berechnet. Im günstigsten Fall steuert die Vorrichtung die Ermittlung der zur Berechnung der Kennzahlen erforderlichen Daten.
Die Vorrichtung nach Anspruch 7 verfügt über ein Programm, das erfindungsgemäß in der Lage ist, in Abhängigkeit von Kennzahlen die Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung derart zu steuern, dass die optimale Arbeitsgeschwindigkeit durch den Vergleich von Kennzahlen ermittelt werden kann.
In vorteilhafter Weiterbildung der Vorrichtung nach Anspruch 7 verfügt die Vorrichtung nach Anspruch 8 über ein Programm, das in der Lage ist, die Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung derart zu ändern, dass die optimale Arbeitsgeschwin- digkeit auf dem schnellsten formalen Weg eingegrenzt wird, indem bei der Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit Arbeitsgeschwindigkeiten gewählt werden, die in der Mitte oder nahe bei der Mitte zwischen den Arbeitsgeschwindigkeiten liegen, denen eine Kennzahl zugeordnet wurde.
Das Programm, über das die Vorrichtung nach Anspruch 9 verfügt, ist erfindungsgemäß in der Lage, die Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung derart zu steuern, dass die Fertigungseinrichtung mit einer Geschwindigkeit arbeitet, die gleich ei- ner Kennzahl ist oder die nahe bei einer Kennzahl liegt, so dass durch die Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit die Kennzahl genauer ermittelt werden kann. In vorteilhafter Weiterbildung der Vorrichtung nach Anspruch 9 verfügt die Vorrichtung nach Anspruch 10 über ein Programm, das in der Lage ist, die Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung derart zu steuern, dass eine durch die zu ihrer Ermittlung gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten nicht eingegrenzte Kennzahl durch die zukünftig zu ihrer genaueren Ermittlung gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten wahrscheinlich eingegrenzt wird.
Die Vorrichtung nach Anspruch 11 verfügt in vorteilhafter Weiterbildung der Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10 über ein Programm, das in der Lage ist, die Geschwindigkeit der Fertigungseinrichtung derart zu ändern, dass eine durch die zu ihrer Ermittlung gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten eingegrenzte Kennzahl durch die zukünftig zu ihrer genaueren Ermittlung gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten wahrscheinlich eingegrenzt bleibt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11 verfügt die Vorrichtung nach Anspruch 12 über ein Programm, das in der Lage ist, die Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung derart zu steuern, dass der genaueren Ermittlung der Kennzahl diejenigen Arbeitsgeschwindigkeiten zugrunde gelegt werden, die nahe bei der bisher ermittelten Kennzahl liegen.
Das Programm der Vorrichtung nach Anspruch 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 kann aus mehreren sich ergänzenden und/oder zusammen wirkenden Programmen bestehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von konkreten Beispielen ausführlich erläutert, die keinen Anspruch auf Allgemeingültigkeit erheben und die sich an der spanabhebenden Fertigung orientieren.
Dabei wird die Komponente der Arbeitsgeschwindigkeit optimiert, mit welcher ein bestimmtes Werkzeug arbeitet. Wenn das Werkstück mit weiteren Werkzeugen bearbeitet wird, kann der Ferti- gungsprozess vollständig optimiert werden, indem das Verfahren auch für die Komponenten der Arbeitsgeschwindigkeit durchgeführt wird, mit welchen die weiteren Werkzeuge arbeiten.
Als die zur Steuerung des Verfahrens benötigte Kenngröße werden die Bearbeitungskosten verwendet.
Vorzugsweise zu Beginn des Verfahrens werden die Größen gesammelt, die im Verlauf des Verfahrens benötigt werden und unver- ändert bleiben. Dies sind die Maschinenkosten pro Stunde und die Werkzeugkosten pro Standzeit. Zur Berechnung der Maschinenkosten pro Stunde und der Werkzeugkosten pro Standzeit kann die VDI-Richtlinie 3321, Ausg. 3.94, S. 11, T. 8, S. 4, Ziff. 3.1.1 als Orientierung dienen.
Es wird die Bearbeitungszeit ermittelt, die sich ergibt, wenn die Maschine mit einem Startwert für die Arbeitsgeschwindigkeit fertigt. Ab dem Beginn der Fertigung mit einem neuen Werkzeug kann die Standmenge ermittelt werden, die das Werkzeug bei dem Startwert der Arbeitsgeschwindigkeit bearbeiten kann.
Nachdem die Bearbeitungszeit und die Standmenge ermittelt worden sind, können die Kosten berechnet werden, die sich ergeben, wenn mit dem Startwert der Arbeitsgeschwindigkeit gefertigt wird.
Die Kosten (K = M x t + W / m) können mit den Maschinenkosten pro Stunde (M) , der Bearbeitungszeit pro Werkstück (t) , den Werkzeugkosten pro Standzeit (W) und der Standmenge (m) berech- net werden. (Vgl. VDI-Richtlinie 3321, Ausg. 3.94, S. 4, Ziff. 3.1.2)
Wenn für eine Arbeitsgeschwindigkeit die Bearbeitungszeit und die Standmenge und somit die zur Berechnung der Kosten erfor- derlichen Größen bekannt sind, kann mit einer neuen Geschwindigkeit gearbeitet werden, die sich von den bisher gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten unterscheidet . Während die Maschine mit einer neuen Arbeitsgeschwindigkeit fertigt, können die Bearbeitungszeit und die Standmenge ermittelt werden, die sich bei dieser aktuellen Arbeitsgeschwindigkeit ergeben.
Nachdem die Bearbeitungszeit und die Standmenge ermittelt sind, werden in der zuvor beschriebenen Art und Weise die Kosten berechnet, die sich bei der Fertigung mit der aktuellen Arbeitsgeschwindigkeit ergeben.
Zur Ermittlung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit werden die für die einzelnen Arbeitsgeschwindigkeiten berechneten Kosten miteinander verglichen.
Die Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit, die Berechnung der Kosten und der Vergleich der Kosten wird so lange wiederholt, bis die optimale Arbeitsgeschwindigkeit in der gewünschten Genauigkeit gefunden ist.
Insbesondere um die Anzahl zu minimieren, mit der die Arbeitsgeschwindigkeit geändert werden muss, wird dabei die Arbeitsgeschwindigkeit in zielgerichteten Schritten geändert, wie nachfolgend beschrieben ist.
Die ersten zwei Arbeitsgeschwindigkeiten, mit denen die Suche nach der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit begonnen wird, müssen im Allgemeinen frei gewählt werden.
Wenn vermutet wird, dass die optimale Arbeitsgeschwindigkeit zwischen den ersten zwei Arbeitsgeschwindigkeiten liegt, ist es zweckmäßig, dass für die dritte Geschwindigkeit ein Wert gewählt wird, der vorzugsweise in der Mitte zwischen den ersten zwei Arbeitsgeschwindigkeiten liegt.
Sind die Kosten, die sich bei der ersten und der zweiten Arbeitsgeschwindigkeit ergeben haben, höher als die Kosten, die sich bei der dritten Arbeitsgeschwindigkeit ergeben haben, dann ist die optimale Arbeitsgeschwindigkeit durch die ersten zwei Arbeitsgeschwindigkeiten bereits eingegrenzt. In diesem Fall sind zu der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit hinführende Änderungen der Arbeitsgeschwindigkeit nicht erforderlich. Es sind dann die optimale Arbeitsgeschwindigkeit genauer eingrenzende Änderungen der Arbeitsgeschwindigkeit notwendig, wie später beschrieben ist.
Liegen dagegen die Kosten, die sich bei der ersten und der zweiten Arbeitsgeschwindigkeit ergeben haben, unter und über den Kosten, die sich bei der dritten Arbeitsgeschwindigkeit ergeben haben, dann befindet sich die optimale Arbeitsgeschwindigkeit außerhalb des Bereichs, der durch die ersten zwei Arbeitsgeschwindigkeiten begrenzt ist. In diesem Fall sind zu der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit hinführende Änderungen der Ar- beitsgeschwindigkeit erforderlich, wie zunächst beschrieben ist.
Wenn vermutet wird, dass die optimale Arbeitsgeschwindigkeit neben den ersten zwei Arbeitsgeschwindigkeiten liegt, ist es zweckmäßig, dass für die dritte Geschwindigkeit ein Wert gewählt wird, der sich ergibt, wenn ausgehend von der Arbeitsgeschwindigkeit, bei der sich die bisher geringsten Kosten ergeben haben, die Arbeitsgeschwindigkeit in die Richtung geändert wird, in der die Kosten bisher gefallen sind.
Sind die Kosten, die sich bei einer so gewählten dritten Arbeitsgeschwindigkeit ergeben haben, ebenfalls gefallen, dann wird bei den zunächst folgenden Änderungen der Arbeitsgeschwindigkeit die Arbeitsgeschwindigkeit ebenso in dieser Richtung geändert, in der die Kosten bisher gefallen sind.
Die zu der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit hinführende Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit in dieser Richtung wird so lange beibehalten, bis die Kosten wieder steigen.
In diesem Fall ist die optimale Arbeitsgeschwindigkeit durch die drei zuletzt gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten eingegrenzt. Bei einer geschickten Wahl der Geschwindigkeiten, mit denen die Suche nach der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit begonnen wurde, kann diese Situation bereits dann eintreten, nachdem mit drei Geschwindigkeiten gearbeitet wurde.
Nun kann der Bereich, der zwischen den drei zuletzt gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten liegt, mit einer kleineren Schrittweite der Arbeitsgeschwindigkeit durchlaufen werden, bis die optimale Arbeitsgeschwindigkeit genauer eingegrenzt ist.
Dabei werden vorzugsweise Arbeitsgeschwindigkeiten gewählt, die in der Mitte oder nahe der Mitte zwischen zwei der zuvor gewählten Arbeitsgeschwindigkeiten liegen, da dies die schnellste formale Vorgehensweise zur Eingrenzung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit ist.
Wenn die optimale Arbeitsgeschwindigkeit auf diese Art und Weise genauer eingegrenzt ist, kann erneut wie zuvor beschriebenen verfahren werden, um die optimale Arbeitsgeschwindigkeit noch genauer einzugrenzen.
Dabei wird der Bereich, der von den zwei Arbeitsgeschwindigkeiten begrenzt wird, zwischen denen die Arbeitsgeschwindigkeit liegt, bei der sich die bisher geringsten Kosten ergeben haben, mit kleineren als den bisherigen Schritten der Arbeitsgeschwin- digkeit durchlaufen.
Diese die optimale Arbeitsgeschwindigkeit eingrenzende Vorgehensweise kann so lange fortgesetzt werden, bis die optimale Arbeitsgeschwindigkeit genügend genau ermittelt ist.
Alternativ zu der Ermittlung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit gemäß der Variante des Verfahrens nach Anspruch 1, wie in dem vorstehenden Beispiel beschrieben ist, kann die Variante des Verfahrens nach Anspruch 3 gewählt werden, wie im folgenden anhand eines weiteren Beispiels erläutert ist.
Zum Beispiel beim Drehen, Bohren oder Fräsen kann der Zusammenhang zwischen der Schnittgeschwindigkeit (V) und der Standzeit des Werkzeugs (T) mit einem Faktor (c) und einem Exponenten (e) durch eine Richtwertgleichung in exponentieller Form (V = c x TA(l/e)) beschrieben werden.
Die optimale Schnittgeschwindigkeit (Vo = c x ((- e - 1) x W / M)Λ(l/e)) lässt sich mit dem Faktor und dem Exponenten für die Richtwertgleichung, den Werkzeugkosten pro Standzeit (W) und den Maschinenkosten pro Stunde (M) berechnen. (Vgl. VDI-Richtlinie 3321, Ausg. 3.94, S. 8)
Damit die optimale Schnittgeschwindigkeit berechnet werden kann, müssen der Faktor und der Exponent bekannt sein.
Um den Faktor und den Exponenten berechnen zu können, wird mit zwei verschiedenen Schnittgeschwindigkeiten gefertigt und für jede dieser Schnittgeschwindigkeiten die Standzeit des Werkzeugs ermittelt.
Nachdem für zwei Schnittgeschwindigkeiten die zugehörigen Standzeiten ermittelt wurden, können der Faktor und der Exponent für die Richtwertgleichung berechnet werden.
Wenn der Faktor und der Exponent bekannt sind, kann die optimale Schnittgeschwindigkeit berechnet werden.
Die gewählte Richtwertgleichung (V = c x TA (1/e) ) gibt die Realität nur näherungsweise wieder. Deshalb kann die optimale Schnittgeschwindigkeit ungenau ermittelt sein. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die zur Ermittlung der optimalen Schnittgeschwindigkeit gewählten Schnittgeschwindigkeiten weit auseinander liegen oder weit von der auf ihrer Grundlage berechneten optimalen Schnittgeschwindigkeit entfernt sind.
Um die optimale Schnittgeschwindigkeit genauer zu ermitteln, wird mit mindestens einer neuen Schnittgeschwindigkeit gefertigt, die gleich der zuvor berechneten optimalen Schnittgeschwindigkeit ist oder die nahe bei der zuvor berechneten optimalen Schnittgeschwindigkeit liegt. Bei der Fertigung mit der neuen Schnittgeschwindigkeit wird die Standzeit ermittelt, mit der das Werkzeug bei dieser Schnittgeschwindigkeit arbeitet.
Auf der Grundlage der neuen Schnittgeschwindigkeit und einer der bisher gewählten Schnittgeschwindigkeiten sowie der bei diesen zwei Schnittgeschwindigkeiten ermittelten Standzeiten wird der Faktor und der Exponent für die Richtwertgleichung neu berechnet.
Mit dem neu berechneten Faktor und Exponenten wird ein neuer verbesserter Wert für die optimale Schnittgeschwindigkeit errechnet .
Die Fertigung mit einer an der zuvor ermittelten optimalen Schnittgeschwindigkeit orientierten Schnittgeschwindigkeit, die Aktualisierung der zur Berechnung der optimalen Schnittgeschwindigkeit erforderlichen Daten und die dadurch mögliche Neuberechnung der optimalen Schnittgeschwindigkeit wird so lange wiederholt, bis die optimale Schnittgeschwindigkeit in der gewünschten Genauigkeit gefunden ist.
Dabei kann der Algorithmus, mit dem die optimale Schnittge- schwindigkeit berechnet wird, gegenüber dem zuvor verwendeten Algorithmus geändert werden. Es kann ein Algorithmus gewählt werden, der die Daten berücksichtigt, die bei mehr als zwei der bisher gewählten Schnittgeschwindigkeiten ermittelt wurden. Ferner kann orientiert an den bisherigen Messergebnissen ein Algorithmus gewählt werden, der die Realität genauer beschreibt .
In der gleichen Art und Weise kann die optimale Vorschubgeschwindigkeit ermittelt werden. Die Vorschubgeschwindigkeit be- einflusst neben der Schnittgeschwindigkeit als weitere Komponente der Arbeitsgeschwindigkeit die Standzeit des Werkzeugs.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- Spiels und zugehöriger Figuren näher erläutert. Dabei zeigen
Fig. 1 den Zusammenhang zwischen Schnittgeschwindigkeit und
Bearbeitungskosten, Fig. 2 die erfindungsgemäße Bestimmung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit in schematischer Darstellung,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Bestimmung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit an einem konkreten Beispiel .
Die Kosten der Bearbeitungszeit und die Werkzeugkosten haben einen entgegengesetzten Verlauf, wenn sich die Schnittgeschwindigkeit ändert. Mit größer werdender Schnittgeschwindigkeit verringert sich die Bearbeitungszeit und es sinken deren Kosten. Gleichzeitig steigt die Belastung des Werkzeugs und die Werkzeugkosten erhöhen sich. Deshalb existiert hinsichtlich der Gesamtbearbeitungskosten, die sich aus den Werkzeugkosten und den Kosten der Bearbeitungszeit zusammensetzen, eine optimale Schnittgeschwindigkeit. Dieser Zusammenhang ist in Fig. 1 dargestellt .
Im folgenden ist beschrieben, wie im Rahmen einer Versuchsreihe während der laufenden Fertigung einer Serie von Werkstücken für ein bestimmtes Werkzeug diese optimale Schnittgeschwindigkeit ermittelt werden kann, die zu den geringsten Bearbeitungskosten führt. Die Vorgehensweise bei der erfindungsgemäßen Bestimmung der optimalen Arbeitsgeschwindigkeit ist in Fig. 2 schematisch dargestellt .
Damit ein Fertigungsprozess optimiert werden kann, müssen als erstes für die bisher vorgenommene oder eine beliebig gewählte Einstellung der Maschine die Bearbeitungskosten berechnet werden. Dann können bei ansonsten gleich bleibender Maschineneinstellung solange die Schnittgeschwindigkeit in gerichteten Schritten verändert, die sich dadurch ergebende jeweilige Standmenge ermittelt und damit die Bearbeitungskosten neu berechnet werden, bis die kostengünstigste Schnittgeschwindigkeit gefunden ist. Zunächst wird an der Maschine die größte Schnitttiefe eingestellt, die bei der herzustellenden Werkstückgeometrie möglich ist und die die Stabilität des aus Werkstück, Werkstückspannung, Maschine, Werkzeugspannung und Werkzeug bestehenden Sys- tems zulässt. Das Werkstück wird dann mit der geringstmöglichen Anzahl von Schnitten bearbeitet und unnötige Rückstell-, Zustell-, Anlauf- und Überlaufwege werden vermieden.
Es wird der größtmöglichen Vorschub eingestellt, mit dem sich die geforderte Oberflächengüte des Werkstücks noch erreichen lässt und die größte Verschleißmarkenbreite gewählt, die die Maßgenauigkeit und Oberflächengüte des Werkstücks zulässt. Außerdem wird die Schnittgeschwindigkeit bzw. Drehzahl eingestellt, die vermutlich optimal ist bzw. zu den geringsten Bear- beitungskosten führt. Je zutreffender die optimale Drehzahl geschätzt wird, desto geringer ist die Anzahl der Messungen, die zur Optimierung des Fertigungsprozesses notwendig ist.
Mit diesen Einstellungen wird eine 1. Messung durchgeführt, in- dem die Standmenge ermittelt wird, die sich bei der eingestellten Drehzahl ergibt. Hierzu wird die Maschine in zweckmäßigen Zeitintervallen angehalten, um die Verschleißmarkenbreite oder das sonstige für das Ende der Standzeit des Werkzeugs gewählte Kriterium zu messen. Wenn sich die gewünschte Verschleißmarken- breite an dem Werkzeug eingestellt hat, ist die gesuchte Standmenge gleich der bis dahin mit dem Werkzeug bearbeiteten Stückzahl .
Anschließend werden aus den ermittelten Daten die Bearbeitungs- kosten für die aktuellen Einstellungen berechnet. In diese Berechnung können die Maschinenkosten pro Stunde oder/und die Stückzahl der zu bearbeitenden Werkstücke eingehen.
Zur Berechnung der Werkzeugkosten können beispielsweise die Standmenge und die Beschaffungskosten pro Werkzeug berücksichtigt werden.
Anschließend wird mit einem neuen Werkzeug eine 2. Messung der Standmenge durchgeführt, indem weitere Werkstücke bearbeitet werden. Die 2. Messung dient dem Zweck, die Richtung festzustellen, in der die Drehzahl geändert werden muss, damit die Bearbeitungskosten sinken. Hierzu wird bei der 2. Messung eine Drehzahl eingestellt, die sich von der Drehzahl der 1. Messung unterscheidet, und die Standmenge, die sich aufgrund der geänderten Drehzahl ergibt, gemessen.
Nach dem Abschluss der 2. Messung werden in analoger Weise die Bearbeitungskosten ermittelt, die sich für die bei der 2. Messung eingestellte Drehzahl ergeben.
Basierend auf den Ergebnissen der 1. und 2. Messung wird eine 3. Messung durchgeführt, um sich der optimalen Drehzahl zu nä- hern oder im günstigsten Fall die optimale Drehzahl schon einzugrenzen. Welche Drehzahl bei dieser Messung eingestellt wird, hängt davon ab, welche Ergebnisse sich bei den ersten zwei Messungen ergeben haben, d.h. die Drehzahl wird in der Richtung verändert, in der die Bearbeitungskosten bei den vorangegange- nen zwei Messungen gefallen sind.
Wenn bei der 2. Messung eine Drehzahl eingestellt war, die größer als die Drehzahl der 1. Messung ist, und die Bearbeitungskosten bei der 2. Messung geringer als die Bearbeitungskosten der 1. Messung sind, wird bei der 3. Messung eine Drehzahl gewählt, die größer als die Drehzahl der 2. Messung ist. Dagegen wird bei der 3. Messung eine Drehzahl gewählt, die kleiner als die Drehzahl der 1. Messung ist, wenn bei der 2. Messung eine Drehzahl eingestellt war, die größer als die Drehzahl der 1. Messung ist, und die Bearbeitungskosten bei der 2. Messung höher als die Bearbeitungskosten der 1. Messung sind.
Wenn von der 1. zu der 2. Messung die Drehzahl nicht erhöht, sondern verringert wurde, wird die Drehzahl bei der 3. Messung in analoger Weise gewählt. In diesem Fall wird bei der 3. Messung die Drehzahl gegenüber der Drehzahl der 1. Messung erhöht, wenn bei der 2. Messung die Bearbeitungskosten im Vergleich zu den Bearbeitungskosten der 1. Messung gestiegen sind. Wenn bei der 2. Messung die Bearbeitungskosten im Vergleich zu den Bearbeitungskosten der 1. Messung gesunken sind, wird die Drehzahl gegenüber der Drehzahl der 2. Messung bei der 3. Messung verringert .
Nach dein Ende der 3. Messung werden wie zuvor bereits erläutert die Bearbeitungskosten neu berechnet. Wenn die Bearbeitungskosten bei der 3. Messung größer sind, als die Bearbeitungskosten bei der 1. oder der 2. Messung, sind keine weiteren Messungen mehr notwendig, die zu der gesuchten optimalen Drehzahl hinführen, da die optimale Drehzahl bereits eingegrenzt ist und zwischen den Drehzahlen liegt, die bei der 1., 2. und 3. Messung eingestellt waren.
Sind die Bearbeitungskosten bei der 3. Messung kleiner als die Bearbeitungskosten bei der 1. und der 2. Messung, dann befindet sich die optimale Drehzahl außerhalb des Bereichs, der zwischen den Drehzahlen liegt, die bei der 1., 2. und 3. Messung eingestellt waren. In diesem Fall ist es erforderlich, dass in der zuvor beschriebenen Art und Weise weitere Messungen vorgenommen werden, die zu der optimalen Drehzahl hinführen. Dabei wird von Messung zu Messung die Drehzahl in der bei der 3. Messung gewählten Richtung verändert. Dies ist die Richtung, in der die Bearbeitungskosten von der 2. zu der 3. Messung gefallen sind.
Wenn die Drehzahl von der 2. zu der 3. Messung erhöht wurde, wird die Drehzahl erhöht; sie wird verringert, wenn sie bei der 3. Messung gegenüber der 2. Messung verringert wurde.
Diese zu der optimalen Drehzahl hinführenden Messungen werden solange vorgenommen, bis die Bearbeitungskosten wieder steigen. Dann liegt die kostenoptimale Drehzahl in dem Bereich zwischen den Drehzahlen, die zuletzt und zuvorvorletzt eingestellt waren.
Um der optimalen Drehzahl näher zu kommen, können weitere Messungen vorgenommen werden, indem die Drehzahl mit kleineren Drehzahlschritten verändert wird. Werden dabei halb so große Schritte wie bei den vorangegangenen Messungen gewählt, so können zuvor bereits erfolgte Messungen ausgenutzt werden. Diese Versuche werden so lange fortgeführt, bis die Differenz zwischen den geringsten Bearbeitungskosten und den nächsthöheren Bearbeitungskosten innerhalb der gewünschten Toleranz liegt.
Das beschriebene Verfahren zur Bestimmung der optimalen Bearbeitungsgeschwindigkeit oder Drehzahl ist genauer als eine numerische Berechnung mit Hilfe der Richtwertgleichung, da die Richtwertgleichung die Realität nur näherungsweise beschreibt. Die ermittelten Ergebnisse gelten jedoch nur für die Verschleißmarkenbreite, das Eingriffsverhältnis, die Schnitttiefe und den Vorschub, bei dem sie ermittelt wurden. Für Werkstücke, deren Bearbeitung andere Schnittdaten erfordern, gelten sie nicht.
In Fig. 3 ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines konkreten Zahlenbeispiels dargestellt. In dem Beispiel wird eine Platte auf einem BearbeitungsZentrum plangefräst. Den Berech- nungen im Rahmen des Beispiels sind zunächst die nachfolgend genannten Daten zugrunde gelegt.
Die Platte besteht aus dem Vergütungsstahl (42CrMo4) mit der Nummer 1.7225 nach DIN 17007. Sie hat eine Länge von 200 mm und eine Breite von 60 mm. Ihre Oberfläche ist mit einer Walzhaut überzogen. Die Zerspanzone hat eine Härte von 220 HB.
Das Werkzeug ist ein Planfräser für das Schruppfräsen mit positiven Vierkant-Wendeschneidplatten. Er hat den Nenndurchmesser von 80 mm und ist mit 5 Wendeschneidplatten bestückt. Der Einstellwinkel beträgt 75». Der Nettopreis für den Grundkörper ohne Wendeschneidplatten beträgt 287,- EUR.
Die Wendeschneidplatten (SPKN 1504 EDR nach DIN 4987 / ISO 1832) haben eine Kantenlänge von 15,875 mm, die eine maximale Schnitttiefe von 12 mm zulässt. Die Schneidplatten sind aus beschichtetem Hartmetall (HC-P25 nach DIN ISO 513) hergestellt. Der Nettopreis für eine Wendeschneidplatte beträgt 7,76 EUR. Die Eilganggeschwindigkeit des BearbeitungsZentrums beträgt für alle Achsen 15 m/min. Die Maschine ist mit einem Werkzeugwechselsystem ausgerüstet. Die Zeit für einen automatischen Werk- zeugwechsel liegt bei ca. 4 sec. Die Maschinenkosten betragen 60,- EUR pro Stunde.
Da das Werkstück vorgefräst wird und keine besonderen Anforderungen an dessen Maßgenauigkeit und Oberflächengüte gestellt sind, kann ein Vorschub pro Schneide von 0,3 mm und eine große Verschleißmarkenbreite von 0,5 mm gewählt werden.
Für das Eingriffsverhältnis ergibt sich mit der Breite des Werkstücks (60 mm) und dem Durchmesser des Fräsers (80 mm) der Wert von 0, 75.
Der Fräsweg (L = 213,5 mm) kann aus der Länge des Werkstücks
(1 = 200 mm) , dem Durchmesser des Werkzeugs (d = 80 mm) und der
Breite des Werkstücks (b = 60 mm) berechnet werden. Der Rück- laufweg von 513,5 mm ist um die Fräslänge (213,5 mm) größer als der Zulaufweg (300 mm) .
Bei dem Preis von 7,76 EUR für eine Wendeschneidplatte entfallen auf eine der 4 Schneidkanten der Platte 1,94 EUR. Nach Ab- lauf der Standzeit ergeben sich für einen Wechsel der 5 aktiven Schneiden des Fräsers Kosten von 9,70 EUR.
Die Beschaffungskosten von 296,70,- EUR für den einsatzbereiten Planfräser setzten sich aus dem Preis für den Grundkörper (287,- EUR) und den Kosten (9,70 EUR) für die erste Ausrüstung mit Schneiden zusammen.
Die Betriebskosten für das Werkzeug wie die Kosten für Verwaltung, Lagerung, Transport, Wiedereinlagerung, Wartung, Repara- tur und Ersatzteile (Schrauben, Zwischenlagen, Klemmstücke, Schraubschlüssel) sind in diesem Beispiel vernachlässigt.
Bei der Zeit, die für den Austausch einer Schneide erforderlich ist, kann von 45 sec ausgegangen werden, so dass sich für den gesamten Plattendreh- bzw. -WechselVorgang bei den 5 Schneiden des Fräsers 225 sec ergeben.
Da das Werkstück vorbearbeitet wird und keine besonderen Anforderungen an dessen Maßgenauigkeit bestehen, muss kein Zeitaufwand für eine Planlaufkontrolle des Werkzeugs und eine Maßkontrolle des Werkstücks nach dem Schneidentausch berücksichtigt werden .
Ferner wird in diesem Beispiel unterstellt, dass sich im Rahmen einer 1. Messung zur Optimierung des zuvor beschriebenen Fertigungsprozesses für die Drehzahl von 550 Umdrehungen pro Minute eine Standmenge von 179 Stück ergibt. Bei einer Gesamtstückzahl von 100000 ergeben sich damit Bearbeitungskosten pro Stückzahl in Höhe von 45.862,- EUR.
Schneidenzahl : 5
Vorschub pro Schneide: 0,3 Verschleißmarkenbreite: 0,5
Eingriffsverhältnis: 0,75 Schnitttiefe: 12 Durchmesser: 80 Drehzahl: 550
Werkstück: Platte Werkstoff: Vergütungsstahl Stoffnummer: 1.7225 Kurzname: 42 CrMo 4 Härte: 220 HB
Stückzahl: 100000 Maschinenkosten pro Stunde: 60
Werkzeugwechselzeit pro Werkstück: 4 Zulaufweg pro Werkstück: 300 Zulaufgeschwindigkeit : 15 Anlaufweg pro Werkstück: 1,5 Bohr-, Fräs- oder Drehweg pro Werkstück: 213,5 Überlaufweg pro Werkstück: 1,5
Rücklaufweg pro Werkstück: 513,5 Rücklaufgeschwindigkeit : 15
Standmenge: 179
Werkzeug: Planfräser für Wendeschneidplatten (SPKN1504EDR) Beschaffungskosten pro Werkzeug: 296,7 Kosten pro Nachschliff oder Schneidenwechsel: 9,7 Nachschliffe / Schneidenwechsel je Werkzeug: 10000 Stillstandzeit pro Werkzeugaustausch: 225
Nun wird in diesem Beispiel die bisher an der Maschine einge- stellte Drehzahl um 80 Umdrehungen pro Minute erhöht und davon ausgegangen, dass sich bei einer 2. Messung für die Drehzahl von 630 Umdrehungen pro Minute die Standmenge von 149 Stück ergibt.
Damit ergeben sich aus der 2. Messung Bearbeitungskosten pro Stückzahl von 44.046,- EUR.
Da die Drehzahl von der 1. zur 2. Messung erhöht wurde und dabei die Bearbeitungskosten gesunken sind, muss die Drehzahl bei der 3. Messung weiter erhöht werden, damit bei den folgenden Messungen der optimalen Drehzahl näher gekommen wird.
Im Rahmen der 3. Messung ergeben sich für die Drehzahl von 710 Umdrehungen pro Minute die Standmenge von 127 Stück und die Be- arbeitungskosten von 43.031,- EUR.
Solange die Bearbeitungskosten bei steigender Drehzahl weiter fallen, wird im Folgenden die Drehzahl von Messung zu Messung um den gleich bleibenden Betrag von 80 Umdrehungen pro Minute erhöht .
Bei der 4. Messung ergeben sich für die Drehzahl von 790 Umdrehungen pro Minute die Standmenge von 110 Stück und die Bearbei- tungskosten von 42.613,- EUR.
Bei der 5. Messung ergeben sich für die Drehzahl von 870 Umdrehungen pro Minute die Standmenge von 96 Stück und die Bearbei- tungskosten von 42.720,- EUR.
Da bei der 5. Messung die Bearbeitungskosten im Vergleich zu der 4. Messungen gestiegen sind, liegt die optimale Drehzahl zwischen den bei der 3. und der 5. Messung eingestellten Dreh- zahlen bzw. zwischen 710 und 870 Umdrehungen pro Minute.
Nun wird der Bereich zwischen der Drehzahl der 3. Messung und der Drehzahl der 5. Messung mit Schritten durchlaufen, die 40 Umdrehungen pro Minute betragen und somit halb so groß sind wie die Schritte, mit welchen die Drehzahl bisher verändert wurde. Dabei kann entweder ausgehend von der 3. Messung die Drehzahl erhöht oder ausgehend von der 5. Messung die Drehzahl verringert werden, wie hier im folgenden verfahren wird.
Bei der 6. Messung ergeben sich für die Drehzahl von 830 Umdrehungen pro Minute die Standmenge von 104 Stück und die Bearbeitungskosten von 42.439,- EUR.
Aufgrund der Drehzahlschrittweite von 40 Umdrehungen pro Minute müsste die nächste Messung bei der Drehzahl von 790 Umdrehungen pro Minute durchgeführt werden. Bei dieser Drehzahl wurde zuvor schon die 4. Messung vorgenommen. Dabei haben sich Bearbeitungskosten ergeben, die 42.613,- EUR betragen und größer als die Bearbeitungskosten der 6. Messung sind.
Die Bearbeitungskosten sind von der 5. zu der 6. Messung gefallen. Bei der 4. Messung haben sich höhere Bearbeitungskosten als bei der 6. Messung ergeben. Die optimale Drehzahl liegt aus diesem Grund zwischen den bei der 4. und der 5. Messung einge- stellten Drehzahlen bzw. zwischen 790 und 870 Umdrehungen pro
Minute .
Deshalb wird im Folgenden die Schrittweite der Drehzahl von 40 auf 20 Umdrehungen pro Minute reduziert und der Bereich zwischen der Drehzahl der 4. Messung und der Drehzahl der 5. Messung mit dieser Schrittweite durchlaufen.
Bei der 7. Messung ergeben sich für die Drehzahl von 810 Umdrehungen pro Minute die Standmenge von 107 Stück und die Bearbeitungskosten von 42.505,- EUR.
Die in der Reihenfolge nächste Drehzahl liegt bei 830 Umdrehun- gen pro Minute. Für diese Drehzahl wurden bereits bei der 6. Messung die Bearbeitungskosten ermittelt, die 42.439,- EUR betragen und geringer sind, als die Bearbeitungskosten, die sich bei der 7. Messung ergeben haben.
Deshalb wird die Drehzahl bei der 8. Messung weiter auf 850 Umdrehungen pro Minute erhöht, wobei sich die Standmenge von 100 Stück und die Bearbeitungskosten von 42.549,- EUR ergeben.
Die Bearbeitungskosten bei der 7. und 8. Messung sind höher als die Bearbeitungskosten bei der 6 Messung. Der Bereich, in dem die optimale Drehzahl liegt, ist durch dieses Messergebnis weiter eingegrenzt. Er liegt zwischen den Drehzahlen der 7. und 8. Messung bzw. innerhalb von 810 und 850 Umdrehungen pro Minute.
Die Bearbeitungskosten, die bei der 7. Messung ermittelt wurden, sind nur um ca. 0,16% höher als die Bearbeitungskosten der 6. Messung. Durch weitere Messungen kann keine Verbesserung mehr erwartet werden, die eine praktische Bedeutung hätte. Die Messungen zur Ermittlung der optimalen Drehzahl können beendet werden .
Die optimale Drehzahl ist nun die Drehzahl, bei der im Rahmen der bisherigen Messungen die geringsten Bearbeitungskosten ermittelt wurden. Dies ist die Drehzahl, die bei der 6. Messung eingestellt war. Sie beträgt 830 Umdrehungen pro Minute.
In dem betrachteten Beispiel waren nur 8 während der laufenden Fertigung durchgeführte Messungen der einfach zu messenden Standmenge notwendig, um die Bearbeitungskosten irα Vergleich zu der bei Beginn der Messungen eingestellten Drehzahl um ca. 3.400,- EUR zu senken.

Claims

Verfahren zur Optimierung der Arbeitsgeschwindigkeit und Vorrichtung zur Ausführung des VerfahrensPatentansprüche
1. Verfahren zur Optimierung der Arbeitsgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zweimal mindestens einer Geschwindigkeit, mit der gearbeitet wurde, eine Zahl ungleich dem Wert dieser Geschwindigkeit, vorzugsweise der Wert der Bearbeitungskosten zu- geordnet wird, indem vorzugsweise dadurch einer Geschwindigkeit eine Zahl zugeordnet wird, indem die Zahl mit mindestens einer von dieser Geschwindigkeit direkt oder beliebig indirekt abhängigen Größe und/oder dieser Geschwindigkeit selbst und keiner, einer oder mehreren sonstigen Größen berechnet wird, und dass - mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet wird, die kleiner oder größer als zwei Geschwindigkeiten ist, denen Zahlen zugeordnet wurden, oder dass mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet wird, die größer als zwei Geschwindigkeiten ist, wenn der grö- ßeren der zwei Geschwindigkeiten eine Zahl zugeordnet wurde, die kleiner als die Zahl ist, die der kleineren der zwei Geschwindigkeiten zugeordnet wurde, und wenn nach der Geschwindigkeit gesucht wird, der die kleinste Zahl zugeordnet werden wird, oder dass - mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet wird, die kleiner als zwei Geschwindigkeiten ist, wenn der kleineren der zwei Geschwindigkeiten eine Zahl zugeordnet wurde, die kleiner als die Zahl ist, die der größeren der zwei Geschwindigkeiten zugeordnet wurde, und wenn nach der Geschwin- digkeit gesucht wird, der die kleinste Zahl zugeordnet werden wird, oder dass mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet wird, die größer als zwei Geschwindigkeiten ist, wenn der grö- ßeren der zwei Geschwindigkeiten eine Zahl zugeordnet wurde, die größer als die Zahl ist, die der kleineren der zwei Geschwindigkeiten zugeordnet wurde, und wenn nach der Geschwindigkeit gesucht wird, der die größte Zahl zugeordnet werden wird, oder dass mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet wird, die kleiner als zwei Geschwindigkeiten ist, wenn der kleineren der zwei Geschwindigkeiten eine Zahl zugeordnet wurde, die größer als die Zahl ist, die der größeren der zwei Ge- schwindigkeiten zugeordnet wurde, und wenn nach der Geschwindigkeit gesucht wird, der die größte Zahl zugeordnet werden wird, oder dass mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet wird, die zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen Zahlen zugeordnet wurden, oder dass mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet wird, die zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen zwei Zahlen zugeordnet wurden, die beide größer oder die beide kleiner als die Zahl sind, die einer Geschwindigkeit zugeordnet wurde, die zwischen den zwei Geschwindigkeiten liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die weitere Geschwindigkeit oder für mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit gewählt wird, die gleich einer mittigen Geschwindigkeit ist oder die nahe bei einer mittigen Geschwindigkeit liegt oder die näher bei einer mittigen Geschwindigkeit liegt, als sie bei einer anderen Geschwindigkeit liegt, der eine Zahl zugeordnet wurde, wobei unter einer mittigen Geschwindigkeit eine Geschwindigkeit zu ver- stehen ist, die in der Mitte zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen eine Zahl zugeordnet wurde.
3. Verfahren zur Optimierung der Arbeitsgeschwindigkeit, bei dem - mindestens zwei Geschwindigkeiten, mit denen gearbeitet wurde, eine Zahl, vorzugsweise der Wert der optimalen Geschwindigkeit zugeordnet wird, indem vorzugsweise dadurch einer Geschwindigkeit eine Zahl zugeordnet wird, indem die Zahl mit mindestens einer von dieser Geschwindigkeit direkt oder beliebig indirekt abhängigen Größe und/oder dieser Geschwindigkeit selbst und keiner, einer oder mehreren sonstigen Größen berechnet wird, und bei dem - mit mindestens einer zusätzlichen Geschwindigkeit gearbeitet wird, die gleich der Zahl ist oder die nahe bei der Zahl liegt oder die näher bei der Zahl liegt als die Geschwindigkeit, die am weitesten von der Zahl entfernt ist und die zu den Geschwindigkeiten gehört, denen die Zahl zugeordnet wurde, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Geschwindigkeiten, mit denen gearbeitet wurde und unter denen die zusätzliche Geschwindigkeit oder mindestens eine der zusätzlichen Geschwindigkeiten enthalten ist, eine weitere Zahl zugeordnet wird, indem vorzugsweise dadurch einer Geschwindigkeit eine Zahl zugeordnet wird, indem die Zahl mit mindestens einer von dieser Geschwindigkeit direkt oder beliebig indirekt abhängigen Größe und/oder dieser Geschwindigkeit selbst und keiner, einer oder mehreren sonstigen Größen berechnet wird, und dass - mit mindestens einer weiteren Geschwindigkeit gearbeitet wird, die gleich der weiteren Zahl ist oder die nahe bei der weiteren Zahl liegt oder die näher bei der weiteren Zahl liegt als die Geschwindigkeit, die am weitesten von der weiteren Zahl entfernt ist und die zu den Geschwindigkeiten gehört, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die weitere Geschwindigkeit oder mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit gewählt wird, die größer als die weitere Zahl ist, wenn alle Geschwindigkeiten, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde, kleiner als die weitere Zahl sind, oder dass für die weitere Geschwindigkeit oder mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit gewählt wird, die kleiner als die weitere Zahl ist, wenn alle Geschwindigkeiten, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde, größer als die weitere Zahl sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die weitere Geschwindigkeit oder mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit gewählt wird, die größer als die weitere Zahl ist, wenn die weitere Zahl zwi- sehen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde, und die größere dieser zwei Geschwindigkeiten weiter als die kleinere dieser zwei Geschwindigkeiten von der weiteren Zahl entfernt liegt, oder dass für die weitere Geschwindigkeit oder mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit gewählt wird, die kleiner als die weitere Zahl ist, wenn die weitere Zahl zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde, und die kleinere dieser zwei Geschwindigkeiten weiter als die größere dieser zwei Geschwindigkeiten von der weiteren Zahl entfernt liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zahl der/den Geschwindigkeit/en zugeordnet wird, die am nächsten bei der/den zusätzlichen Geschwindigkeit/en liegt/liegen, und/oder dass die weitere Zahl der/den Geschwindigkeit/en zugeordnet wird, die am nächsten bei der Zahl liegt/liegen, die der/den zusätzlichen Geschwindigkeit/en zugeordnet wurde.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Optimierung der Arbeitsgeschwindigkeit, insbesondere nach Anspruch 1, mit mindestens einer Fertigungseinrichtung, mit - mindestens einer Steuereinrichtung, die in der Lage ist, die Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung zu ändern, und mit mindestens einem Programm, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm in der Lage ist, - mindestens zweimal mindestens einer Geschwindigkeit, mit der die Fertigungseinrichtung gearbeitet hat, eine Zahl ungleich dem Wert dieser Geschwindigkeit, vorzugsweise den Wert der Bearbeitungskosten zuzuordnen, und dass das Programm in der Lage i s t , mindestens eine weitere Arbeitsgeschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die kleiner oder größer als zwei Geschwindigkeiten ist, denen Zahlen zugeordnet wurden, und/oder dass das Programm in der Lage ist, mindestens eine weitere Arbeitsgeschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die bei der Suche nach der Geschwindigkeit, der die kleinste Zahl zugeordnet werden wird, größer als zwei Geschwindigkeiten ist, wenn der größeren der zwei Geschwindigkeiten eine Zahl zugeordnet wurde, die kleiner als die Zahl ist, die der kleineren der zwei Geschwindigkeiten zugeordnet wurde, und/oder dass das Programm in der Lage ist, mindestens eine weitere Arbeitsgeschwindigkeit an der Fer- tigungseinrichtung einzustellen, die bei der Suche nach der Ge- schwindigkeit , der die kleinste Zahl zugeordnet werden wird, kleiner als zwei Geschwindigkeiten ist, wenn der kleineren der zwei Geschwindigkeiten eine Zahl zugeordnet wurde, die kleiner als die Zahl ist, die der größeren der zwei Geschwindigkeiten zugeordnet wurde, und/oder dass das Programm in der Lage ist, - mindestens eine weitere Arbeitsgeschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die bei der Suche nach der Geschwindigkeit, der die größte Zahl zugeordnet werden wird, größer als zwei Geschwindigkeiten ist, wenn der größeren der zwei Geschwindigkeiten eine Zahl zugeordnet wurde, die größer als die Zahl ist, die der kleineren der zwei Geschwindigkeiten zugeordnet wurde, und/oder dass das Programm in der Lage ist, mindestens eine weitere Arbeitsgeschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die bei der Suche nach der Geschwindigkeit, der die größte Zahl zugeordnet werden wird, kleiner als zwei Geschwindigkeiten ist, wenn der kleineren der zwei Geschwindigkeiten eine Zahl zugeordnet wurde, die größer als die Zahl ist, die der größeren der zwei Geschwindigkeiten zugeordnet wurde, und/oder dass das Programm in der Lage ist, mindestens eine weitere Arbeitsgeschwindigkeit an der Fer- tigungseinrichtung einzustellen, die zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen Zahlen zugeordnet wurden, und/oder dass das Programm in der Lage ist, mindestens eine weitere Arbeitsgeschwindigkeit an der Fer- tigungseinrichtung einzustellen, die zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen zwei Zahlen zugeordnet wurden, die beide größer oder die beide kleiner als die Zahl sind, die einer Geschwindigkeit zugeordnet wurde, die zwischen den zwei Geschwin- digkeiten liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm in der Lage ist, für die weitere Geschwindigkeit oder für mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die gleich einer mittigen Geschwindigkeit ist oder die nahe bei einer mittigen Geschwindigkeit liegt oder die näher bei einer mittigen Geschwindigkeit liegt, als sie bei einer anderen Geschwindigkeit liegt, der eine Zahl zugeordnet wurde, wobei un- ter einer mittigen Geschwindigkeit eine Geschwindigkeit zu verstehen ist, die in der Mitte zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen eine Zahl zugeordnet wurde.
9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Optimie- rung der Arbeitsgeschwindigkeit, insbesondere nach Anspruch 3, mit mindestens einer Fertigungseinrichtung, mit mindestens einer Steuereinrichtung, die in der Lage ist, die Arbeitsgeschwindigkeit der Fertigungseinrichtung zu ändern, und mit mindestens einem Programm, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm in der Lage ist, mindestens zwei Geschwindigkeiten, mit denen die Fertigungseinrichtung gearbeitet hat, eine Zahl, vorzugsweise den Wert der optimalen Geschwindigkeit zuzuordnen, und dass das
Programm in der Lage ist, mindestens eine zusätzliche Arbeitsgeschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die gleich der Zahl ist o- der die nahe bei der Zahl liegt oder die näher bei der Zahl liegt als die Geschwindigkeit, die am weitesten von der Zahl entfernt ist und die zu den Geschwindigkeiten gehört, denen die Zahl zugeordnet wurde, und dass das Programm in der Lage ist, mindestens zwei Geschwindigkeiten, mit denen die Ferti- gungseinrichtung gearbeitet hat und unter denen die zusätzliche Geschwindigkeit oder mindestens eine der zusätzlichen Geschwindigkeiten enthalten ist, eine weitere Zahl zuzuordnen, und dass das Programm in der Lage ist, - mindestens eine weitere Arbeitsgeschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die gleich der weiteren Zahl ist oder die nahe bei der weiteren Zahl liegt oder die näher bei der weiteren Zahl liegt als die Geschwindigkeit, die am weitesten von der weiteren Zahl entfernt ist und die zu den Ge- schwindigkeiten gehört, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm in der Lage ist, - für die weitere Geschwindigkeit oder mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die größer als die weitere Zahl ist, wenn alle Geschwindigkeiten, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde, kleiner als die weitere Zahl sind, und/oder dass das Programm in der Lage ist, für die weitere Geschwindigkeit oder mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die kleiner als die weitere Zahl ist, wenn alle Geschwindigkeiten, denen die weitere Zahl zuge- ordnet wurde, größer als die weitere Zahl sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm in der Lage ist, für die weitere Geschwindigkeit oder mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit an der Fertigungseinrichtung einzustellen, die größer als die weitere Zahl ist, wenn die weitere Zahl zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde, und die größere dieser zwei Geschwindigkeiten weiter als die kleinere dieser zwei Geschwindigkeiten von der weiteren Zahl entfernt liegt, und/oder dass das Programm in der Lage ist, für die weitere Geschwindigkeit oder mindestens eine der weiteren Geschwindigkeiten eine Geschwindigkeit an der Ferti- gungseinrichtung einzustellen, die kleiner als die weitere Zahl ist, wenn die weitere Zahl zwischen zwei Geschwindigkeiten liegt, denen die weitere Zahl zugeordnet wurde, und die kleinere dieser zwei Geschwindigkeiten weiter als die größere dieser zwei Geschwindigkeiten von der weiteren Zahl entfernt liegt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm in der Lage ist, die weitere Zahl der/den Geschwindigkeit/en zuzuordnen, die am nächsten bei der/den zusätzlichen Geschwindigkeit/en liegt/liegen, und/oder dass das Programm in der Lage ist, die weitere Zahl der/den Geschwindigkeit/en zuzuordnen, die am nächsten bei der Zahl liegt/liegen, die der/den zusätzlichen Geschwindigkeit/en zugeordnet wurde.
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