Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Recycling von Restmaterial aus einer Werkstückbearbeitung. Bei einer Werkstückbearbeitung anfallender Abfall bzw. anfallendes Restmaterial wird typischerweise gesammelt und - im mit anderen Restmaterialien vermischten Zustand - an einen Verwerter übermittelt. Die Vermischung der Restmaterialien erschwert jedoch das Recycling des Restmaterials. Denn dem Verwerter liegt in der Regel keine belastbare Information über die stoffliche (metallurgische) Zusam- mensetzung des Restmaterials vor.

Aufgabe der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zum signifikant effizienteren Recycling von Restmaterial bereit zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und ein System gemäß Patentanspruch 13. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen wieder.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird somit gelöst durch ein Recyclingverfahren, bei dem Informationen bezüglich der gewünschten Werkstofffamilie des Restma- terials, bezüglich der tolerierbaren Werkstoffbegleiter (Verunreinigungen) im Restmaterial und/oder bezüglich der Größe der einzelnen Teile des Restmaterials vom Verwerter des Restmaterials an einen Werkstückbearbeiter übersendet werden. Als Werkstofffamilie ist dabei insbesondere eine Zusammenfassung mehrerer normierter Werkstoffnummern in einem Gebinde zu verstehen. Alternativ oder zusätzlich dazu können Informationen bezüglich gewünschter Qualitäts- und Reklamationskriterien vom Verwerter an den Werkstückbearbeiter übermittelt werden.

Das Übersenden erfolgt dabei von einem Verwerter-Rechner zu einem Werkstückbearbeiter-Rechner. Das Restmaterial fällt beim Werkstückbearbeiter bei einer Werkstückbearbeitung mit einer Bearbeitungsmaschine an. Anschließend wird das Restmaterial gemäß den zuvor erhaltenen Informationen in einem Behälter gesammelt und insbesondere zum Verwerter transportiert.

Im Rahmen der Erfindung werden somit dem Werkstückbearbeiter vom Verwerter ganz spezifische Vorgaben zum gewünschten Restmaterial übermittelt („voice of customer"). Da der Verwerter dann nicht „irgendein" Restmaterial verwerten und eventuell nachbearbeiten muss, kann das Recycling besonders effizient durchgeführt werden. Hierdurch kann auch der Werkstückbearbeiter höhere Preise für das Restmaterial erzielen, sodass sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile erzielt werden.

Die Übertragung von Informationen kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung über eine Datenverbindung erfolgen, bei der die Verbindungspartner jeweils über einen Netzwerkanschluss an das Internet und/oder ein Intranet angebunden sind. Der Verwerter kann in Form eines Schrotthändlers, eines Schmelzwerks, eines Stahlwerks und/oder einer Gießerei vorliegen. Der Werkstückbearbeiter-Rechner und/oder der Verwerter-Rechner kann/können zumindest teilweise Cloud-basiert ausgebildet sein.

Der Werkstückbearbeiter-Rechner ist vorzugsweise Teil eines Produktionspla- nungs- und Steuerungssystems (PPS). Das PPS kann ein Enterprise Resource Planning (ERP) und/oder ein Manufacturing Execution System (MES) aufweisen. Der Werkstückbearbeiter-Rechner kann einen Werkstückbearbeiter-Algorithmus, insbesondere mit einer künstlichen Intelligenz, aufweisen. Die künstliche Intelligenz kann dabei ein trainiertes neuronales Netz aufweisen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Werkstückbearbeiter-Rechner eine Anzeigevorrichtung aufweisen, auf der die vom Verwerter gewünschten Werkstoffinformationen beim Werkstückbearbeiter wiedergegeben werden.

Vorzugsweise werden nach der Werkstückbearbeitung Informationen zum tatsächlich erzeugten Restmaterial an den Verwerter-Rechner übermittelt. Die Informationen zum tatsächlich erzeugten Restmaterial umfassen vorzugsweise Informationen zur Werkstofffamilie des Restmate rials, zu Werkstoffbegleitern des Restmaterials, zur Füllung des Behälters und/oder zur Restmaterialteilegröße. Die Füllung des Behälters kann dabei mit einer Waage ermittelt werden.

Der Verwerter-Rechner kann einen Verwerter-Algorithmus aufweisen, der die Informationen zum tatsächlich erzeugten Restmaterial nutzt, um zu ermitteln, welches weitere Restmaterial anzufordern ist. Das weitere Restmaterial kann in einem späteren Verfahrensschritt durch Übermittlung von Informationen an den Werkstückbearbeiter angefordert werden. Hierdurch wird der Informationskreislauf zwischen Werkstückbearbeiter und Verwerter komplettiert.

Der Verwerter-Algorithmus kann eine künstliche Intelligenz (KI) aufweisen. Die künstliche Intelligenz kann ein trainiertes neuronales Netz aufweisen. In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird das Restmaterial vor dem Sammeln durch einen Zerkleinerer zerkleinert. Bei verringerter Restmaterial - teilgröße kann das Restmaterial einfacher gelagert, transportiert und beim Verwerter verarbeitet werden.

Die Informationen bezüglich des tatsächlich erzeugten Restmaterials können auf einem Tracker eines Track&Trace-Systems gespeichert werden. Der Tracker kann am Behälter angeordnet oder ausgebildet sein. Unter einem Tracker eines Track&Trace-Systems wird dabei ein Tag verstanden, der von einem Positionierungssystem, insbesondere einem GPS und/oder einem Indoor-Positionierungssystem, erfassbar ist. Der Tracker kann durch einen oder mehrere Scanner lokalisiert werden, an denen der Tracker eingeloggt werden kann. Vorzugsweise kann der Tracker durch Anker geortet werden, indem eine Flugzeitmessung von Signalen zwischen dem Tracker und den Ankern durchgeführt und anschließend mittels Triangulation die Position des Trackers bestimmt wird. Das Track&Trace-System ist dazu ausgebildet, die Position des Trackers und somit implizit die Position des Restmaterials im Behälter nachzuvollziehen.

Das Speichern der Informationen bezüglich des tatsächlich erzeugten Restmaterials auf dem Tracker kann durch den Zerkleinerer erfolgen.

Die an den Werkstückbearbeiter übermittelten Informationen können Angaben zum Preis des Restmaterials enthalten, sodass ein im Werkstückbearbeiter-Rechner hinterlegter Werkstückbearbeiter-Algorithmus ermittelt, welches Zerkleinern des Restmaterials bei der Werkstückbearbeitung während der Maschinenhauptzeit rentabel ist. Der Werkstückbearbeiter-Algorithmus prüft vorzugsweise, ob ein Zerkleinern überhaupt rentabel ist und, wenn ja, zu welcher Restmaterialteilegröße.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann der im Werkstückbearbeiter-Rechner hinterlegte Werkstückbearbeiter-Algorithmus anhand der übermittelten Angaben zum Preis des Restmaterials ermitteln, welches Zerkleinern des Restmaterials mit dem Zerkleinerer, also parallel zur Maschinenhauptzeit, rentabel ist. Der Werkstückbearbeiter-Algorithmus prüft vorzugsweise, ob ein Zerkleinern rentabel ist und, wenn ja, zu welcher Restmaterialteilegröße. Die Rentabilität geht dabei mit einer technischen Optimierung einher, da das passende Zerkleinern für den Werkstückbearbeiter wesentlich weniger aufwändig ist als für den Verwerter. Denn das Restmaterial liegt beim Werkstückbearbeiter in der Regel bereits bearbeitbar vor, beispielsweise in Form eines flachen Blechs in einer Werkzeugmaschine, wohingegen das Restmaterial beim Verwerter oftmals ungeordnet bzw. verbogen vorliegt und zusätzliche Behandlungsschritte, z.B. Sortieren und Zerkleinern nötig sind.

Das Restmaterial kann in Form eines Restgitters aus einem Blechbearbeitungsvorgang vorliegen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann hier besonders sinnvoll eingesetzt werden, da beim Blechbearbeiten anfallendes Restmaterial von höchster Güte („Neuschrott") und für Verwerter besonders attraktiv ist.

In diesem Fall erfolgt das Zerkleinern vorzugsweise durch einen Zerkleinerer in Form einer Restgitterschere.

Die Werkstückbearbeitung kann durch Heraustrennen von Blechteilen aus einer Blechtafel erfolgen. Hierbei entsteht Restmaterial in Form eines Restgitters. Das Heraustrennen kann mit einer Bearbeitungsmaschine in Form einer Werkzeugmaschine durchgeführt werden. Die Werkzeugmaschine ist vorzugsweise in Form einer Stanzmaschine und/oder einer Laserschneidmaschine ausgebildet.

Die auf dem Tracker gespeicherten Informationen können zuvor von der Werkzeugmaschine zur Restgitterschere übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können die auf den Tracker gespeicherten Informationen in Form eines Codes auf dem Restgitter aufgebracht und von einer Kamera der Restgitterschere ausgelesen werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein System zum Recycling von Restmaterial, insbesondere durch ein System zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens. Das System weist eine Verbindung eines Verwerter-Rechners zu einem Werkstückbearbeiter-Rechner auf. Weiterhin weist das System eine Bearbeitungsmaschine zur Werkstückbearbeitung unter Erzeugung von Restmaterial auf. Das System umfasst eine Logistikeinrichtung, die das Restmate- rial auf Grundlage von an den Werkstückbearbeiter-Rechner übermittelten Informationen in einem Behälter sammeln und insbesondere an den Verwerter transportieren kann.

Die Bearbeitungsmaschine ist vorzugsweise in Form einer Werkzeugmaschine zur Blechbearbeitung ausgebildet, wobei das Restmaterial insbesondere in Form eines Restgitters vorliegt.

Das Beschicken des Behälters kann durch einen Zerkleinerer des Systems erfolgen. Der Zerkleinerer ist vorzugsweise in Form einer Restgitterschere ausgebildet.

Der Werkstückbearbeiter-Rechner kann einen Werkstückbearbeiter-Algorithmus aufweisen, der anhand der übermittelten Informationen die Rentabilität einer Zerkleinerung des Restmaterials mit der Bearbeitungsmaschine während der Maschinenhauptzeit ermittelt.

Der Werkstückbearbeiter-Rechner kann alternativ oder zusätzlich dazu einen Werkstückbearbeiter-Algorithmus aufweisen, der dazu ausgebildet ist, anhand der an den Werkstückbearbeiter-Rechner übermittelten Informationen die Rentabilität einer Zerkleinerung des Restmaterials mit dem Zerkleinerer zu bestimmen. Wie zuvor ausgeführt, liegt dabei bei hoher Rentabilität regelmäßig auch eine technische Optimierung vor.

Das System kann eine Waage aufweisen, um den Füllzustand des Behälters zu ermitteln, wobei der Füllzustand auf dem Tracker speicherbar ist. Das Füllgewicht dient zudem zur Verifizierung, dass das Gebinde bei Ankunft beim Empfänger nicht verändert wurde (keine nachträglichen Beimischungen).

Das System kann einen Cloud-basierten Server aufweisen, auf den die Informationen über das Restmaterial übertragbar sind. Der Cloud-basierte Server kann hierzu drahtlos und/oder drahtgebunden mit dem Zerkleinerer, der Bearbeitungsmaschine und/oder dem Tracker verbunden sein. Das System kann weiterhin einen Online-Marktplatz aufweisen, in dem die Informationen über das Restmaterial anzeigbar sind.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung

Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes System und ein erfindungsgemäßes Verfahren.

Fig. 1 zeigt ein System 10 zur Durchführung eines Verfahrens 12. Dabei sind in Fig. 1 Materialströme mit durchgezogenen Pfeilen und Informationsströme mit gestrichelten Pfeilen dargestellt.

Eine Bearbeitungsmaschine 14, hier in Form einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Laserschneidmaschine bzw. einer Stanzmaschine, dargestellt, führt eine Werkstückbearbeitung zur Herstellung von Gutteilen durch. Neben den Gutteilen entsteht Restmaterial 16, hier in Form eines Restgitters. Im vorliegenden Fall wird das Restmaterial 16 in einem Zerkleinerer 18 zerkleinert, sodass es besser gelagert, transportierbar und/oder verwertbar ist.

Das Restmaterial 16 wird über eine Logistikeinrichtung 20 zu einem Verwerter 22 transportiert. Die Logistikeinrichtung 20 weist zumindest einen Behälter 24 zum Transport des Restmaterials 16 auf.

Der Transport des Behälters 24 kann durch einen Tracker 26 nachverfolgbar sein. Der Tracker 26 ist Teil eines Track&Trace-Systems 28. Das Track&T race- System 26 kann dabei zumindest einen Scanner 30 aufweisen und/oder Teil eines Indoor-Lokalisierungssystems sein. Das Indoor-Lokalisierungssystem kann dabei mehrere Anker aufweisen, um die Position des Trackers 24 zu bestimmen. Der Tracker 26 kann auch als Tag des Indoor-Lokalisierungssystems bezeichnet werden.

Der Tracker 26 kann Informationen 32 zum tatsächlich erzeugten Restmaterial 16 drahtlos und/oder drahtgebunden vom Zerkleinerer 18 erhalten. Der Zerkleinerer 18 kann die Informationen 32 zum tatsächlich erzeugten Restmaterial 16 wiederum drahtlos und/oder drahtgebunden von der Bearbeitungsmaschine 14 erhalten. Insbesondere können die Informationen 32 zum tatsächlich erzeugten Restmaterial 16 in einer Materialtabelle der Bearbeitungsmaschine 14 hinterlegt sein.

Die Informationen 32 zum tatsächlich erzeugten Restmaterial 16 können von der Bearbeitungsmaschine 14 und/oder dem Zerkleinerer 18 an einen Verwerter-Rechner 34 und/oder einen Online-Marktplatz 36 übermittelt werden.

Der Verwerter-Rechner 34 kann einen Verwerter-Algorithmus 38, insbesondere mit einer künstlichen Intelligenz 40, aufweisen. Der Verwerter-Rechner 34 kann dazu ausgebildet sein, Informationen vom Online-Marktplatz 36 zu empfangen. Der Verwerter-Algorithmus 38 ist dazu ausgebildet, anhand der vorliegenden Informationen den Bedarf noch fehlenden Restmaterials 16 zu ermitteln und versuchen, dieses noch fehlende Restmaterial 16 für den Verwerter 22 durch attraktive Preisgestaltung zu beziehen. Zudem kann der Verwerter die Werkstofffamilien (insbesondere zusammengefasste normierte Werkstoffnummern in einem Gebinde) anhand des aktuellen Bedarfs jederzeit neu definieren. Oder er definiert es anhand von Ausschlusskriterien, z.B. dem maximal zulässigen Mangan-Gehalt.

Hierzu kann der Verwerter-Rechner 34 Informationen 42 zum gewünschten Werkstoff, d.h. zur gewünschten Werkstofffamilie des Restmaterials 16, zu akzeptablen Werkstoffbegleitern im Restmaterial 16 und/oder gewünschter Restmaterialteilegröße, an einen Werkstückbearbeiter-Rechner 44 übermitteln. Der Werkstückbearbeiter-Rechner 44 kann eine Anzeigevorrichtung 46 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Werkstückbearbeiter-Rechner 44 Teil eines Produktionsplanungs- und Steuerungssystems (PPS), einer Enterprise Resource Planning (ERP) und/oder eines Manufacturing Execution Systems (MES) sein. Der Werkstückbearbeiter-Rechner 44 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Logistikeinrichtung 20 so zu steuern, dass Restmaterial 16 gemäß den Informationen 42 gesammelt und insbesondere zum Verwerter 22 geliefert wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Werkstückbearbeiter-Rechner 44 dazu ausgebildet sein, die Bearbeitungsmaschine 14 und/oder den Zerkleinerer 18 zu steuern. Hierzu kann der Werkstückbearbeiter-Rechner 44 einen Werkstückbearbeiter-Algorithmus 48, insbesondere mit einer künstlichen Intelligenz 50, aufweisen. Die künstliche Intelligenz 50 kann dabei ein trainiertes neuronales Netz aufweisen.

Unter Beachtung der Zeichnung betrifft die Erfindung zusammenfassend ein hocheffizientes Verfahren 12 und System 10 zum Recycling von Restmaterial 16, bei dem ein Verwerter 22 einem Werkstückbearbeiter, insbesondere einem Werkstückbearbeiter-Rechner 44, den gewünschten Werkstoff des Restmaterials 16 mitteilt. Zusätzlich dazu können Informationen 32 zum tatsächlich beim Werkzeugbearbeiter anfallenden Restmaterial 16 dem Verwerter 22, insbesondere einem Verwerter-Rechner 34, mitgeteilt werden. Hierdurch kann die Kreislaufwirtschaft signifikant verbessert werden. „Verglichen mit einem Kochrezept" kennt der Verwerter 22 (das Schmelzwerk / die Gießerei / das Stahlwerk) insbesondere die Zusammensetzung, mit der der Hochhofen beschickt wird, durch die Informationen des Werkstückbearbeiters sehr viel genauer. Dadurch ist weniger Energieaufwand erforderlich, um die Schmelze in die gewünschte Spezifikation zu bringen. Die Umwelt profitiert durch einen geringeren COz-Ausstoß. Gleichzeitig wird die Prozesszeit verringert. Dies sind die Faktoren, die insbesondere einen höheren Schrotterlös rechtfertigen.

10 System

12 Verfahren

14 Bearbeitungsmaschine

16 Restmaterial

18 Zerkleinerer

20 Logistikeinrichtung

22 Verwerter

24 Behälter

26 Tracker

28 T rack&T race-System

30 Scanner

32 Informationen zum tatsächlich erzeugten Restmaterial

34 Verwerter-Rechner

36 Online-Marktplatz

38 Verwerter-Algorithmus

40 künstliche Intelligenz

42 Informationen zum gewünschten Werkstoff

44 Werkstückbearbeiter-Rechner

46 Anzeigevorrichtung

48 Werkstückbearbeiter-Algorithmus

50 künstliche Intelligenz