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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Arbeitszeiten
einer Werkzeugmaschine sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
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Gemäß dem Stand
der Technik sind beispielsweise Spritzgussmaschinen oder Fräsmaschinen
bekannt, mit denen Werkstücke
hergestellt oder bearbeitet werden können.
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Gemäß dem Stand
der Technik besteht das Problem, dass diese zum Stand der Technik
gehörenden
Maschinen häufig nicht
optimal ausgenutzt sind, da die echte Arbeitszeit der Maschine im
Vergleich zur Gesamtzeit, die sich aus der echten Arbeitszeit, Nebenarbeitszeiten
und Fehlzeiten zusammensetzt, nur einen Bruchteil beträgt. Die
echte Arbeitszeit oder auch Hauptzeit definiert sich über die tatsächliche
Zeit, in der die Maschine bestimmungsgemäß zur Arbeit eingesetzt wird.
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In
der Nebenzeit werden beispielsweise Werkstücke eingespannt, Werkstücke entnommen, Werkstücke gewechselt
oder dergleichen, das heißt, es
wird mit der Maschine nicht gearbeitet. Darüber hinaus gibt es Fehlzeiten,
in denen die Maschine steht, beispielsweise wenn Teile der Maschine
defekt sind, Pausen sind, Schichtwechsel ist oder dergleichen.
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Das
der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin,
ein Verfahren zur Erfassung von Arbeitszeiten einer Werkzeugmaschine
anzugeben, mit dem unbeeinflusst vom Bediener die echten Arbeitszeiten
erfassbar sind. Darüber
hinaus soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben
werden.
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Dieses
technische Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch
12 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zeichnet sich dadurch aus, dass echte Arbeitszeiten durch Erfassung
wenigstens eines Parameters der Werkzeugmaschine erfasst werden,
und dass die Zeit als echte Arbeitszeit und nicht als Nebenzeit
erfasst wird, wenn ein Schwellwert für den wenigstens einen Parameter überschritten
wird oder wenigstens ein Parameter erfüllt ist.
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Betrachtet
man sich beispielsweise eine Fräsmaschine,
so weist diese üblicherweise
ein Vorschubpotentiometer auf. Die Arbeitszeit wird als echte Arbeitszeit
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfasst, wenn das Vorschubpotentiometer auf einen Wert von beispielsweise
größer als
5% (Schwellwert) eingestellt ist und der Werkzeugwechsel aktiv ist
und eine Starttaste gedrückt
wurde. Sind diese drei Bedingungen erfüllt, handelt es sich um eine
echte Arbeitszeit, die als solche erfasst und protokolliert wird.
Das bedeutet, dass ein Parameter einen Schwellwert überschreitet
(Vorschubpotentiometer größer als
5%), und dass andere Parameter erfüllt sind (Werkzeugwechsel aktiv
und Starttaste ist gedrückt).
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Andere
Kriterien, das heißt
andere Parameter, können
sein, wenn die Spindel in Bewegung ist und das Vorschubpotentiometer
auf einem Wert größer als
5% eingestellt ist und eine Starttaste gedrückt wurde und eine Programmprozedur
aktiv ist.
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Ein
weiteres Beispiel ist ein Fräsvorgang
von Hand. Hier sind die Parameter, dass die Spindel in Bewegung
ist, dass das Vorschubpotentiometer auf einen Wert größer 5% eingestellt
ist, und dass eine Starttaste gedrückt wurde.
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Das
bedeutet, dass gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
verschiedene Parameter erfasst werden, und dass die Zeit als echte
Arbeitszeit erfasst wird, wenn ein Schwellwert für den wenigstens einen Parameter überschritten
wird oder wenn bestimmte Parameter erfüllt sind.
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Für verschiedene
Werkzeugmaschinen werden die Parameter natürlich angepasst eingestellt. So
benötigt
eine Spritzgussmaschine andere Parameter, die beispielsweise bestimmt
werden durch das Auf- und Zufahren der Spritzgussform, den Entformvorgang,
den Spritzgussvorgang und so weiter. Arbeitet die Spritzgussmaschine
ein vorgegebenes Programm ab, so wird dies als echte Arbeitszeit
gewertet. Wird die Spritzgussmaschine beispielsweise gesäubert, so
wird dies als Nebenzeit erfasst.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist der Schwellwert des wenigstens einen Parameters einstellbar.
Das bedeutet beispielsweise in Bezug auf das Vorschubpotentiometer,
dass der Schwellwert auf 2%, 5% oder einen anderen Wert einstellbar
ist.
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Der
Schwellwert ist vorteilhaft von dem Bediener nicht veränderbar,
wie auch sämtliche
anderen erfassten Parameter und Daten vom Bediener nicht geändert werden
können.
Das bedeutet, dass die Werkzeugmaschine einmal konfiguriert wird
und dann die Arbeitszeiten entsprechend erfasst werden.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden zusätzlich
die schon beschriebenen Nebenzeiten und/oder Fehlzeiten erfasst.
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Die
Auswertung und Ausgabe oder Ansicht der erfassten Daten ist gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch
bei abgestellter Werkzeugmaschine durchführbar. Das bedeutet, dass,
auch wenn die Maschine nicht in Betrieb ist, auf sämtliche
Daten zugegriffen werden kann. Darüber hinaus ist es vorteilhaft,
wenn auch bei abgestellter Werkzeugmaschine, beispielsweise im Falle
einer Notabschaltung, eine Fehlermeldung als SMS-Meldung oder als E-Mail weitergeleitet werden
kann.
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Vorteilhaft
werden die erfassten Daten auf einer Anzeige, beispielsweise einem
Monitor ausgegeben.
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Die
erfassten Daten können
vorteilhaft über E-Mail
und/oder SMS (Short Message Service) übermittelt werden, so dass
beispielsweise ein Bediener am Wochenende erst am Ende der Prozedur
in die Firma zu der Maschine gehen muss, wenn die Prozedur tatsächlich abgeschlossen
ist. In diesem Fall erhält
er eine Meldung auf sein Handy und vermeidet so unnötige Anwesenheitszeiten
in der Firma.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden die Daten grafisch dargestellt. Beispielsweise
können
die Daten in einem Balken- oder Säulendiagramm dargestellt werden,
um so direkt echte Arbeitszeiten und Nebenzeiten oder Fehlzeiten
ablesen zu können.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird bei Überschreiten
eines vorgegebenen Zeitintervalles mit einem Stillstand der Werkzeugmaschine
eine Fehlermeldung, beispielsweise per SMS übermittelt. Dies hat den Vorteil,
dass bei lediglich kurzen Unterbrechungen keine Fehlermeldung erfolgt,
sondern erst, wenn die Maschine in einem vorgegebenen Zeitintervall
tatsächlich
stillsteht. Hier ist vorteilhaft zusätzlich eine Kontrolle vorgesehen,
beispielsweise darüber,
dass die Parameter zweimal oder mehrmals abgefragt werden, bevor
eine Fehlermeldung übermittelt
wird.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden die Arbeitszeiten mehrerer Werkzeugmaschinen
erfasst und entsprechend ausgewertet und bei Bedarf grafisch angezeigt.
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Vorteilhaft
kann eine automatische Anzeige der Arbeitszeiten wenigstens einer
Werkzeugmaschine erfolgen. Das bedeutet, dass beispielsweise zum
Schichtbeginn die Arbeitszeiten der Maschine während der vorhergehenden Schicht
automatisch angezeigt und damit abgelesen werden können.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung wenigstens
ein Modul zur Erfassung des wenigstens einen Parameters aufweist,
dass eine Steuereinheit zur Einstellung des wenigstens einen Parameters
oder des Schwellwertes des wenigstens einen Parameters vorgesehen ist,
und dass eine Ausgabeeinheit zur Anzeige und/oder Übermittlung
der Daten und/oder einer Fehlermeldung vorgesehen ist.
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Vorteilhaft
ist darüber
hinaus eine Auswerteeinheit zur Auswertung der erfassten Daten vorgesehen,
beispielsweise um diese in einem Balken- oder Säulendiagramm grafisch übersichtlich
darzustellen. Darüber
hinaus können
beispielsweise die echten Arbeitszeiten, Nebenzeiten und Fehlzeiten
prozentual angegeben werden und dergleichen mehr.
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Vorteilhaft
ist eine grafische Darstellung der Arbeitszeit in bestimmbaren Zeitabschnitten
vorgesehen. Hierüber
ist es möglich,
beispielsweise die tatsächlichen
Arbeitszeiten während
einer Schicht oder während
eines Zeitabschnittes von beispielsweise einer Stunde darzustellen.
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Vorteilhaft
erfasst die Vorrichtung die Arbeitszeiten mehrerer Werkzeugmaschinen
gleichzeitig. Es ist auch möglich,
die Arbeitszeiten mehrerer Werkzeugmaschinen gleichzeitig darzustellen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es möglich,
die Hauptzeit zu differenzieren, das heißt eine Auswertung von beispielsweise
Drehzahlen und Vorschub vorzunehmen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Hauptzeit ermittelt. Zusätzlich ist es gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
möglich,
beispielsweise zyklisch abzufragen, was in der Hauptzeit passiert.
Das heißt,
es werden beispielsweise die Drehzahl der Spindel und der Vorschub
ermittelt. Durch die während
der Hauptzeiten abgefragten Werte ist es möglich, Durchschnittsdrehzahlen
und Durchschnittsvorschübe
zu ermitteln.
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Mit
diesen Werten ist es beispielsweise möglich, Prozessoptimierungen
daraufhin zu überprüfen, ob
der Arbeitsprozess tatsächlich
optimiert wird, oder ob vermeintliche Verbesserungen nicht sehr
effektiv sind.
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Darüber hinaus
ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
eine so genannte Look-Ahead-Funktion, das heißt ein Frühwarnsystem möglich. Über Vorgabewerte
meldet eine Steuereinheit das Erreichen von Grenzwerten, beispielsweise
das dreimalige Überschreiten
von vorgegebenen Stillstandszeiten oder das Unterschreiten von vorgegebenen
Durchschnittsdrehzahlen oder Durchschnittsvorschüben. Hierdurch ist es möglich, eine
Warnmeldung abzugeben, wenn die Maschine beispielsweise länger als eine
halbe Stunde gestanden hat, oder wenn die Durchschnittsdrehzahl
oder der Durchschnittsvorschub beispielsweise dreimal innerhalb
eines vorgegebenen Zeitintervalles einen Grenzewert nicht überschritten
hat.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
eignet sich besonders gut für
die Durchführung
von Prozessoptimierungen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, deren
einzige Figur den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeigt.
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Die
Figur zeigt ein Fräswerkzeug 1 mit
einem Tisch 2, auf dem ein Werkstück 3 angeordnet ist.
An dem Tisch 2 ist ein Portal 4 angeordnet, welches
auf den Tisch 2 in zwei Koordinatenrichtungen verschiebbar
ist. An einem in vertikaler Richtung bewegbaren Ausleger 5 ist
eine Frässpindel 6 angeordnet. Die
Frässpindel 6 trägt einen
Fräskopf 7. Über Leitungen 8 ist
das Fräswerkzeug
mit einer Vorrichtung 9 verbunden. Die Vorrichtung 9 enthält ein Datenerfassungsmodul,
in das die Daten
- – Leistungsaufnahme des Motors,
- – Stellung
des Potentiometers,
- – Drehung
der Spindel,
- – Betätigung des
Startknopfes
eingelesen werden. Diese Daten werden in
einer Auswerteeinheit 11 ausgewertet, so dass zeitlich
erfasst werden kann, ob die Werkzeugmaschine 1 gearbeitet
hat oder nicht.
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In
einer Steuereinheit 12 sind Schwellwerte für verschiedene
Parameter festgelegt. Beispielsweise ist der Schwellwert für das Potentiometer
auf 5% festgelegt. Die Steuereinheit 12 wird über eine
externe Tastatur 13 betätigt.
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Die
Vorrichtung 9 weist eine Ausgabeeinheit 14 auf,
die die ausgewerteten Daten auf einem Monitor 15 ausgibt.
Es ist auch möglich,
dass die Ausgabeeinheit ein Signal, beispielsweise ein SMS-Signal, über eine
Leitung 16 an das Internet (nicht dargestellt) weitergibt,
so dass beispielsweise über
Handy ein Fehlersignal empfangen werden kann, wenn die Werkzeugmaschine 1 einen
unvorhergesehenen Stillstand aufweist.
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Auf
dem Monitor 15 sind zwei Diagramme 17, 18 dargestellt,
die die Arbeitszeiten von zwei Werkzeugmaschinen zeigen. Das Diagramm 17 zeigt die
echte Arbeitszeit der Werkzeugmaschine 1, während das
Diagramm 18 die echte Arbeitszeit einer zweiten Werkzeugmaschine,
die ihre Daten über
eine Leitung 19 an die Vorrichtung 1 übermittelt,
darstellt.
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Die
schraffierten Felder 20 in den Diagrammen 17, 18 geben
die echten Arbeitszeiten an, während
die nicht schraffierten Felder 21 die Nebenzeiten zum Umrüsten der
Werkzeugmaschine oder Fehlzeiten bei einem Defekt darstellen.
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Die
Diagramme 17, 18 geben den zeitlichen Verlauf
während
einer bestimmten Zeiteinheit, beispielsweise eines Tages oder einer
Schicht oder dergleichen an.
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- 1
- Fräswerkzeug
- 2
- Tisch
- 3
- Werkstück
- 4
- Portal
- 5
- Ausleger
- 6
- Frässpindel
- 7
- Fräskopf
- 8
- Leitung
- 9
- Vorrichtung
- 10
- Erfassungseinheit
- 11
- Auswerteeinheit
- 12
- Steuereinheit
- 13
- Tastatur
- 14
- Ausgabeeinheit
- 15
- Monitor
- 16
- Leitung
- 17
- Diagramm
- 18
- Diagramm
- 19
- Leitung
- 20
- Felder
- 21
- Felder