DE2643759C3

DE2643759C3 - Verfahren zur Überwachung zyklisch wiederkehrender Produktionsprozesse

Info

Publication number: DE2643759C3
Application number: DE2643759A
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 4000 Düsseldorf Bialas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1981-10-29
Also published as: DE2643759A1; DE2643759B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung zyklisch wiederkehrender Produktionsprozesse, bei denen das herzustellende Produkt nach den aus voreingestellten Größen und/oder Meßwerten ermittelten Prozeßdaten eine oder mehrere wirkungsverbundene Fertigstationen durchläuft, und bei dem bei Überschreiten der zulässigen Abweichungen zwischen voreingestellten Produktionsdaten und Meßwerten ein für den weiteren Betrieb der Werkzeugmaschine zu berücksichtigendes Ausgangssignal gegeben wird.

Es sind Verfahren zur Überwachung zyklisch wiederkehrender Produktionsprozesse bekannt, die ausschließlich aufgrund eingegebener rechnerisch und/oder leistungsabhängig ermittelter Sollwerte programmiert sind. Diese Verfahren ermöglichen zwar bedingt die Überwachung einer einwandfreien Produktion; sie berücksichtigen jedoch nur das Endergebnis, d. h. sie geben lediglich im nachhinein Bericht über die Einstellung oder Nichterreichung der vorgeschriebenen Qualitätsdaten.

Sie können schon aus diesem Grund keine Auskunft über die erwartbare Zukunft hinsichtlich des weiteren Prozeßablaufes geben. In erster Linie sind sie jedoch durch die starre Vorgabe von künstlich ermittelten Werten, die den Betriebsablauf und das Betriebsergebnis nur summarisch erfassen, belastet und können z. B. keine Auskunft über das spezifische Geschehen an Problemstellen und/oder -bereichen der Fertigung geben.

Auch durch die GB-PS 8 52 437 und die US-PS 28 97 638 ist es bekannt, die Qualitätskontrolle von Produkten unter Verwendung statistischer Verfahren vorzusehen. Es wird darauf abgehoben, daß bestimmte, die Qualität des jeweiligen Produktes bestimmende Merkmale (z. B. Durchmesser) gemessen und statistisch ausgewertet werden, nachdem das Produkt durch die Herstellungsmaschine hergestellt worden ist.

Die Art der Qualitätsmerkmale und deren Erfassungsweise ist nach der britischen Schrift ins Belieben

to gestellt Auch die US-Schrift weist in dieser Beziehung keine näheren Einzelheiten aus. Aus den Zeichnungen ist aber zu ersehen, daß diese Ausführungsbeispiele zeigen, in denen eine konkrete Längenmessung durchgeführt wird (F i g. 8).

π Hinsichtlich der Auswertung stützt man sich auf bekannte statistische Methoden (z. B. brit. Schrift, Zeilen 37 bis 60, Seite 1), wobei man ausdrücklich darauf abhebt, daß man mit Kontrollfaktoren arbeitet, die man aus einer Probe aus einer größeren Anzahl bereits gefertigter Produkte entnimmt und mit den vorgegebenen Werten vergleicht

Einen ähnlichen Weg zeigt die US-Patentschrift auf; so weist man durch Spalte 1, Zeile 51 bis 63, ausdrücklich daraufhin, daß man einzelne Ausreißer oder sporadische Abweichungen gar nicht erfassen und sie also beim Produktionsprozeß ausdrücklich zulassen will.

Dieses Vorgehen entspricht nicht mehr dem Stand der heutigen Technik, insbesondere nicht bei Herstellung von Sicherheitsteilen, z. B. für die Automobilindustrie. Hier darf kein Teil mit Qualitätsabweichungen außerhalb der Toleranzgrenzen enthalten sein.

Darüber hinaus wurden durch die Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb« 108 (1975) 11, Seite 747 bis 751 drei Verfahren, und zwar eine Funktionsüberwachung, eine

Parameterüberwachung und eine Überwachung von Flußgrößen bekannt, wobei in diesem Zusammenhang die Funktionsüberwachung besonders betrachtet werden muß.

Das Funktionsmodell geht von einem Maschinenmodell aus, das die Maschine als Netz von Funktionsblökken begreift. Die Überwachung soll auf dieser Basis derart vorgenommen werden, daß geprüft wird, ob die überwachte Funktion ausgeführt ist oder nicht. Darin kommt bereits der rein binäre Charakter der Ausgangs-

informationen für das vorgelegte Überwachungsmodell zum Ausdruck.

Solche Informationen können allenfalls additiv zu notwendigen analogen Informationen für die Überwachung von Nutzen sein. Umgekehrt ermöglicht aber erst die kontinuierliche und analoge Erfassung von Überwachungsgrößen aus dem Prozeß die Erschließung des vollen Informationsinhaltes über den Prozeß.

Dies ist aber erforderlich um einen umfassenden Überwachungsumfang zu erzielen.

Es ist deshalb Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren nach der eingangs beschriebenen Art zu nennen, das die Entstehungsgeschichte jedes einzelnen Produktes kontinuierlich und zeitgleich mit dem Verlauf der Produktentstehung erfaßt, wobei insbesondere solche Prozeßgrößen als Meßgrößen zu ermitteln sind, die eine möglichst große Anzahl von Überwachungsanforderungen abdecken; dabei soll nicht nur die Produktionsqualität überwacht, sondern der gesamte Produktionsprozeß überwacht werden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß die ermittelten Prozeßdaten jeweils durch den vorlaufenden Zyklus bestimmt und unter Bezug auf ein Referenz- bzw. Taktsignal gespeichert werden, und daß

bei Folgezyklen der gespeicherte Wert in Verbindung mit dem Referenzsignal mit dem jeweils aktuellen Wert verglichen wird.

Die Messung und Speicherung der Größen, die den ordnungsgemäßen Produktionsablauf quantitativ beschreiben, ergeben — im Gegensatz zu extern vorgegebenen Sollwerten — wesentlich einfachere, universeller einsetzbare und umfassendere Möglichkeiten, Maschinen zu überwachen, so daß die vorgegebenen Sollwerte entsprechend der gestellten Aufgabe ausgesprochen wirklichkeitsnah sind.

Das aus dem Vergleich des Sollwertes mit dem jeweils aktuellen Wert (Istwert) bei Überschreiten der zulässigen Abweichung resultierende Ausgangssignal kann nun beispielsweise registriert werden und/oder für die Korrektur der Maschineneinstellung, das Abschalten der Maschine, die Ausscheidung des oder der Werkstükke(s) usw. impuisgebend verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, daß das Ausgangssignal aus d^r Vergleichslogik — je nach Größe und Art des Fehlers — eine sofortige oder verzögerte stufenweise Stillsetzung, entsprechend dem Produktionsablauf und dem Produktionsfortschritt innerhalb der einzelnen Bearbeitungsstufen einleitet oder die Maschineneinstellung geeignet korrigiert.

Diese Weiterbildung des Verfahrens soll jedoch nur eine der vielen Möglichkeiten zur Auswertung des Ausgangssignals aus der Vergleichslogik aufzeigen und damit die durch dieses Verfahren gegebene Chance der Einleitung einer feststellenden und/oder vorausschauenden Einzeldiagnose ausweisen.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist, daß die ermittelten Meßwerte angezeigt, und diese für reproduzierbare Einstellungen der Maschine verwendet werden.

Damit können wertvolle Planungs- und Einstellhilfen für noch nicht voll überschaubare Prozeßabläufe, z. B. in der Umformtechnik, Stanzereitechnik usw., geschaffen werden.

In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, daß ein sich einstellender Fehler, soweit er in jedem Einzelfall — d. h. an der jeweiligen Meßstelle die zulässige Grenze noch nicht überschreitet — lediglich registriert und in seiner Tendenz ausgewiesen werden kann, so daß betriebsseitig bereits vor Eintreten des Störungsfalls entsprechende Vorbereitungen — beispielsweise für einen Werkzeugwechsel — getroffen werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird — beispielhaft angewendet — durch die Blockschal (bilder erläutert

F i g. 1 zeigt die Aufnahme und Speicherung des if Sollablaufes;

F i g. 2 zeigt die Feststellung von Abweichungen gegenüber dem Sollablauf durch die Vergleichslogik.

Die Meßgrößen, z. B. Druck, Kraft, Weg usw., werden alternativ oder kombiniert in ihrem zeitlichen Verlauf 3 gemessen und die Signale verstärkt 5. Läuft der zyklisch wiederkehrende Produktionsprozeß ordnungsgemäß ab, werden die auftretenden Meßwerte la aufgrund der Stellung des Schalters 6 in den Speicher 7 gegeben.

Der spätere Zugriff zu diesen Werten wird durch das Referenzsignal 2, das den Speicherplatz, d. h. die Adresse bestimmt, sichergestellt

Bei den Folgezyklen werden die gespeicherten Meßwerte lain Abhängigkeit von dem Referenzsignal 2 mit dem aktuellen Meßwert 16 verglichen. In diesem Fall ist der Eingabe- und Vergleichsschalter δ zur Vergleichslogik 8 geschaltet. Stellt die Vergleichslogik 8 eine Überschreitung der Abweichung um ein vorbestimmtes Maß fest so wird von der Vergleichslogik Ausgangsimpuls für die Abgabe des Signals 9 gegeben.
J5 In beiden Figuren werden durch die Pos. 3 der zeitliche Verlauf der Meßgrößen und durch Pos. 4 die Referenzgrößen beispielhaft ausgewiesen.

Dieses Verfahren kann für ein, mehrere oder für die Kombination mehrerer Meßsignale angewandt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Überwachung zyklisch wiederkehrender Produktionsprozesse, bei denen das herzustellende Produkt nach den aus voreingestellten Größen und/oder Meßwerten ermittelten Prozeßdaten eine oder auch mehrere wirkungsverbundene Fertigstationen durchläuft, und bei dem bei Überschreiten der zulässigen Abweichungen zwischen voreingestellten Produktionsdaten und Meßwerten ein für den weiteren Betrieb der Werkzeugmaschine zu berücksichtigendes Ausgangssignal gegeben wird, dadurch gekennzeichnet,

daß die ermittelten Prozeßdaten jeweils durch den vorlaufenden Zyklus bestimmt und unter Bezug auf ein Referenz- bzw. Taktsignal gespeichert werden, und

daß bei Folgezyklen der gespeicherte Wert in Verbindung mit dem Referenzsignal mit dem jeweils aktuellen Wert verglichen wird.

2. Verfahren zur Überwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal aus der Vergleichslogik — je nach Größe und Art des Fehlers — eine sofortige oder verzögerte stufenweise Stillsetzung, entsprechend dem Produktionsablauf und dem Produktionsfortschritt innerhalb der einzelnen Bearbeitungsstufen einleitet oder die Maschineneinstellung geeignet korrigiert.

3. Verfahren zur Überwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Meßwerte angezeigt, und diese für reproduzierbare Einstellungen der Maschine verwendet werden.