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Werkzeugschränke, in
denen für
einen vorgegebenen Satz von Werkzeugen für jedes Werkzeug individuell
eine Aufnahmeeinrichtung vorhanden ist, sind seit langem bekannt.
Die dazu erforderlichen Einsätze
für die
Schubladen erleichtern es, den Überblick über die
in der Schublade befindlichen Werkzeuge zu behalten. Wenn eine Aufnahmeeinrichtung
leer ist, fehlt ein Werkzeug und es kann anhand der Form der Vorrichtung
sehr schnell erkannt werden, welches Werkzeug fehlt. Dieses Ordnungsprinzip
ist selbstverständlich
auch in Werkzeugkästen,
die von Monteuren mit auf die Baustelle genommen werden oder an
Hängeplatten,
in die Aufnahmehaken für
Werkzeuge eingehängt
werden, hinlänglich bekannt.
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In
bestimmten technischen Gebieten, wie beispielsweise der Luftfahrt,
kann es verheerende Folgen haben, wenn ein Monteur bspw. bei der
Inspektion eines Triebswerks eines Verkehrsflugzeuges, ein Werkzeug
in dem Triebwerk vergessen würde.
Deshalb ist es unbedingt erforderlich, dass das Vorhandensein aller
Werkzeuge in der Aufbewahrungseinrichtung nach Abschluss der Arbeiten
zuverlässig
und fehlerfrei überprüft wird.
Erst wenn sich wieder alle Werkzeuge an ihrem Platz befinden, ist
sichergestellt, dass kein Werkzeug mehr in dem Flugzeug verblieben
ist und somit kann das Flugzeug wieder für den Flugverkehr freigegeben
werden.
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Die
gleichen Anforderungen stellt sich auch in Operationssälen. Auch
hier ist es unbedingt erforderlich, dass am Ende der Operation kein
Teil des Operationsbestecks im Patienten verblieben ist.
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Aus
der
DE 20 2006
000 346 U1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung von Werkzeugen
in mehreren Aufbewahrungseinrichtungen bekannt. Diese Vorrichtung
weist eine zentrale Steuereinheit, eine zentrale Anzeigeeinheit
und mehrere Aufbewahrungseinrichtungen auf. Die Aufbewahrungseinrichtungen wiederum
umfassen Sensoren und eine Auswerteeinheit mit deren Hilfe erkannt
wird, ob sich ein bestimmtes Werkzeug in der Aufbewahrungseinrichtung
befindet. Die Auswerteeinheiten sind über eine Datenverbindung mit
der zentralen Steuereinheit verbunden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung
und ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, mit deren Hilfe
automatisch und ohne menschliches Zutun erfasst werden kann, ob
eines oder mehrere Werkzeuge sich an ihrem dafür vorgesehenen Platz in einer
Aufbewahrungseinrichtung befinden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer
Vorrichtung zur Erfassung von Werkzeugen in mindestens einer Aufbewahrungseinrichtung,
wobei jede Aufbewahrungseinrichtung mindestens einen Sensor und
eine Auswerteeinheit umfasst, wobei der mindestens eine Sensor zur
Erfassung des oder der Werkzeuge dienen, und mit einer zentralen
Steuer- und Anzeigeeinheit, wobei die Sensoren, die Auswerteeinheit
und die zentrale Steuer- und Anzeigeeinheit über eine Datenverbindung miteinander
kommunizieren, dadurch gelöst,
dass die Auswerteeinheiten einen Speicher umfassen und dass in dem Speicher
Informationen über
Art und Zahl der in der zugehörigen
Aufbewahrungseinrichtung aufbewahrbaren Werkzeuge abgespeichert
sind.
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Vorteilhaft
an dieser der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, dass jede Aufbewahrungseinrichtung eine Auswerteeinheit umfasst,
die über
einen eigenen Daten-Speicher verfügt und dadurch auf der Ebene
der Aufbewahrungseinrichtung bereits das Vorhandensein oder das
Fehlen eines Werkzeugs ermittelt werden kann. In den dezentralen
Speichern der Auswerteeinheiten können alle werkzeugspezifischen
Daten, wie eine Identifikations-Nummer, eine Bezeichnung und/oder
eine Abbildung des Werkzeugs abgespeichert werden. Die zentrale
Steuer- und Anzeigeeinheit kann durch den Datenaustausch mit den
dezentralen Auswerteeinheiten stets automatisch und ohne Softwareupdates
aktualisiert werden. Wenn beispielsweise eine Aufbewahrungseinrichtung
und mit ihr die zugehörige
Auswerteeinheit gegen eine andere ausgetauscht wurde, werden die werkzeugspezifischen
Daten, die im Speicher der Aufbewahrungseinrichtung abgespeichert
sind, von der Auswerteeinheit der „neuen" Aufbewahrungseinrichtung an die zentrale
Steuer- und Anzeigeeinheit übertragen
und dadurch die Steuer- und Anzeigeeinheit automatisch aktualisiert.
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Alternativ
zu der Datenübertragung
mittels Datenbus können
die Auswerteeinheiten und die zentrale Steuer- und Anzeigeeinheit
auch über
Funk, insbesondere WLAN, GSM oder UMTS, miteinander kommunizieren.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verfügen
sowohl die Aufbewahrungseinheiten als auch die zentrale Steuer-
und Anzeigeeinheit über
einen Datenspeicher und einen Rechner, beispielsweise in Form eines
Mikrocontroller, so dass sowohl das Abspeichern von Daten als auch
die Weiterverarbeitung und Auswertung der Daten dort erfolgen kann,
wo es am sinnvollsten ist. Durch diese Struktur wird auch die Austauschbarkeit
und Kompatibilität
der Aufbewahrungseinrichtungen gewährleistet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung,
insbesondere die zentrale Steuer- und Anzeigeeinheit, kann mit einem
oder mehreren übergeordneten
IT-Systemen, insbesondere einem Enterprise-Resource-Planning-System (ERP-System),
einem Gebäudemanagement-System
und/oder einem Archiv, über
einen Datenbus oder Funkt kommunizieren. Dadurch können die Möglichkeiten
der erfindungsgemäßen Vorrichtung erheblich
ausgeweitet werden.
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So
können
beispielsweise die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassten Daten über das
Vorhandensein beziehungsweise Fehlen von Werkzeugen, Zahl, Reihenfolge
und Dauer von Werkzeugentnahmen, in einem Archiv dauerhaft gespeichert
und gesichert werden.
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Um
den Verkabelungsaufwand möglichst
gering zu halten, ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der
Erfindung vorgesehen, dass die Sensoren, die Auswerteeinheit und/oder
die zentrale Steuer- und Anzeigeeinheit über einen Datenbus miteinander kommunizieren.
Dabei können
verschiedene Bussysteme, wie beispielsweise ein CAN-Bus, ein EIB-, ein
Industrie-Bus-System und/oder einfachere Kommunikationssysteme,
wie zum Beispiel 12C, Serial Peripheral Interface (SPI) oder ein
applikationsspezifischer Dreidrahtbus, eingesetzt werden. Durch
die Auswahl des für
eine Teilaufgabe jeweils am besten geeigneten Bussystems können die
Installationskosten minimiert werden und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit
des Bussystems bestmöglich
an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die zentrale Steuer- und
Anzeigeeinheit in ein Möbel,
insbesondere in einen feststehenden oder mobilen Werkzeugschrank,
integriert ist, dass die Aufbewahrungseinrichtungen, insbesondere
Schubladen, in das Möbel
einsetzbar sind, und dass die Datenverbindung zwischen Auswerteeinheiten
und zentraler Steuer- und Anzeigeeinheit durch das Einsetzen der Aufbewahrungseinrichtung
in das Möbel
hergestellt wird.
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Dadurch
fällt kein
zusätzlicher
Verkabelungsaufwand an, wenn die Aufbewahrungseinrichtung in das
Möbel eingesetzt
werden oder bereits vorhandene Aufbewahrungseinrichtungen durch
andere Aufbewahrungseinrichtungen ersetzt werden.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn an einer Rückwand des
Möbels
mindestens eine Schiene vorgesehen ist, wenn die Aufbewahrungseinrichtungen
jeweils mindestens ein Kontaktelement aufweisen und wenn die mindestens
eine Schiene und das mindestens eine Kontaktelement eine elektrisch
leitende Verbindung zwischen Auswerteeinheit und zentraler Steuer-
und Anzeigeeinheit herstellen, sobald eine Aufbewahrungseinrichtung
in das Möbel
eingesetzt wird.
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Die
erfindungsgemäße Kontaktierung
der Aufbewahrungseinrichtungen und des Möbels mit Hilfe von Kontaktelementen
und Schienen ist sehr einfach aufgebaut, ausreichend robust, um
auch im Werkstattalltag dauerhaft zu funktionieren und einfach in
der Montage.
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Kontaktelemente
mittels magnetischer Kräfte,
insbesondere mit Hilfe eines Permanentmagneten, in Anlage an der
mindestens einen Schiene gehalten werden, sobald die Aufbewahrungseinrichtung
in das Möbel
eingesetzt wird. Bei praktischen Versuchen hat sich diese Art der
Kontaktierung als sehr leistungsfähig erwiesen. Sie gewährleistet
eine sichere Daten- und/oder Stromübertragung auch, wenn sie in
einem erfindungsgemäßen mobilen Werkstattwagen
eingesetzt wird und dieser Werkstattwagen über einen rauen Werkstattboden
geschoben wird. Auch die dadurch ausgelösten Erschütterungen haben keinen negativen
Einfluss auf die Datenverbindung, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch während
des Schiebens des Werkstattwagens stabil arbeitet.
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Dabei
ist es selbstverständlich
möglich,
dass über
die gleichen Schienen sowohl binäre
Daten als auch die elektrische Leistung, die beispielsweise zur Stromversorgung
der Auswerteeinheiten erforderlich ist, übertragen wird.
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Alternativ
ist es selbstverständlich
auch möglich,
dass zwei Schienen ausschließlich
für die Stromversorgung
der Auswerteeinheit vorgesehen sind und weitere Schienen ausschließlich zur Übertragung
binärer
Daten vorgesehen sind.
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Ein
weiterer Vorteil der Kontaktierung mit Hilfe von Schienen und Kontaktelementen
ist, dass kein Kabelbruch auftreten kann. Bei einer weiteren Alternative,
werden die Sensoren mittels eines elektromechanischen Spannungserzeugers,
insbesondere durch Piezoelemente, mit elektrischer Energie versorgt.
Dabei kann die Energieerzeugung beim Einschieben der betreffenden
Schublade in den Schrank erfolgen.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfassen die
Sensoren einen Sender und einen Empfänger, wobei der oder die Sender
Ausgangssignale aussenden, die zur Erfassung des Vorhandenseins
eines Werkzeugs dienen, wobei die vom Sender ausgesandten Signale
von dem oder den im Sendebereich des oder der Sender befindlichen
Werkzeuge reflektiert oder verändert
werden und wobei der Empfänger
zum Empfang der vom Sender ausgesandten Signale beziehungsweise
der von dem oder den Werkzeugen reflektierten oder veränderten
Signale geeignet ist.
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Mit
Hilfe dieser Sensoren kann auf einfache Weise und trotzdem sehr
zuverlässig
das Vorhandensein eines Werkzeugs in der Aufbewahrungseinrichtung
erkannt werden. Außerdem
können
diese Sensoren auf eine Grundplatte eines applikationsspezifischen
Dreidrahtbusses aufgebracht werden, so dass eine sehr einfache Anbindung
dieser Sensoren in ein Bussystem der Aufbewahrungseinrichtung möglich ist.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Aufbewahrungseinrichtungen jeweils
einen Taster auf, wobei der Taster über eine Datenverbindung mit
der Auswerteeinheit in Verbindung steht und wobei durch Betätigen des
Tasters die Überprüfung aller
Sensoren in der Auswerteeinheit ausgelöst wird und nach erfolgter Überprüfung das Vorhandensein
und/oder das Fehlen eines oder mehrerer Werkzeuge angezeigt wird.
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Dadurch
ist jederzeit auf einfache Weise für jede Aufbewahrungseinrichtung
eine Überprüfung auf
die Vollständigkeit
der aufzubewahrenden Werkzeuge möglich.
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Um
das Ergebnis dieser Überprüfung anzuzeigen,
können
die Aufbewahrungseinrichtungen jeweils mindestens eine Statusanzeigeeinrichtung
aufweisen, wobei die Statusanzeigeeinrichtung über eine Datenverbindung mit
der Auswerteeinheit in Verbindung steht. Durch die Ausgabe eines
geeigneten Ausgangssignals durch die Statusanzeigeeinrichtung kann
optisch und/oder akustisch angezeigt werden, ob alle Werkzeuge vorhanden
sind oder, ob eines oder mehrere Werkzeuge fehlen. Falls eines oder
mehrere Werkzeuge fehlen sollten, können diese gesucht und in die
Aufbewahrungseinrichtung eingelegt werden.
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Die
Statusanzeigeeinrichtung kann eine oder mehrere verschiedenfarbige
leuchtende LEDs, ein Display und/oder einen akustischen Signalgeber,
insbesondere einen Lautsprecher, umfassen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können der
mindestens eine Sender und der mindestens eine Empfänger mindestens
eine Lichtschranke bilden.
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Durch
das Verändern
beziehungsweise Reflektieren der vom Sender ausgesandten Ausgangssignale
durch das Werkzeug kann auf einfache und zuverlässige Weise erkannt werden,
welche Werkzeuge sich in der Aufbewahrungseinrichtung befinden und
welche Werkzeuge fehlen.
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Da
die von dem mindestens einen Sender emittierten Lichtwellen sehr
gut fokussierbar sind, kann eine sehr genaue Überwachung des Orts, an dem
sich das Werkzeug befindet, erfolgen.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Lichtschranke eine Reflexlichtschranke
ist, wobei in bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung das Werkzeug als Reflektor für die vom Sender emittierten
Lichtstrahlen dient.
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Alternativ
oder zusätzlich
dazu ist es möglich,
dass der mindestens eine Sender elektromagnetische Wellen aussendet,
dass an jedem Werkzeug, das überwacht
werden soll, ein RFID-Tag
angebracht ist, welches die vom Sender ausgesandten elektromagnetischen
Wellen empfängt
und verändert
beziehungsweise ein verändertes
Signal aussendet, und dass der mindestens eine Empfänger zum
Empfang der von dem oder den RFID-Tags veränderten elektromagnetischen
Wellen geeignet ist.
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Dadurch
ist es möglich,
jedes Werkzeug dadurch zu individualisieren, dass ein individuelles RFID-Tag
aufgebracht wird. Dadurch kann eindeutig identifiziert werden, welche
Werkzeuge in der Aufbewahrungseinrichtung vorhanden sind und welche nicht.
Des Weiteren haben die elektromagnetischen Wellen eine andere Ausbreitungscharakteristik
als die Lichtwellen. Deshalb ist es in vielen Fällen ausreichend, einen Sender
und einen Empfänger
vorzusehen, die zur Überwachung
einer Vielzahl von Werkzeugen dienen. Dadurch können sich erhebliche Kostenvorteile
bei der Herstellung und auch der Installation der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergeben.
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Selbstverständlich ist
es auch möglich,
die beiden Überwachungsprinzipien über Lichtschranke und
mittels RFID- Tags
zu kombinieren. Dadurch ist eine Redundanz vorhanden, so dass die
Sicherheit der Überwachung
weiter gesteigert wird.
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Die
Aufbewahrungseinrichtung kann ein Werkzeugschrank oder ein Teil
eines Werkzeugschranks, insbesondere eine Schublade, sein. Dabei ist
es möglich,
den Werkzeugschrank mobil, das heißt auf Rollen oder ortsfest
einzusetzen. Selbstverständlich
kann als Aufbewahrungseinrichtung auch ein Werkzeugkasten oder ein
Haltebrett für
Werkzeuge vorgesehen werden.
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Die
eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Überwachen
des Vorhandenseins eines oder mehrerer Werkzeuge in mindestens einer
Aufbewahrungseinrichtung, wobei jede Aufbewahrungseinrichtung eine
Auswerteeinheit umfasst, mit einer zentralen Steuer- und Anzeigeeinheit,
wobei die Auswerteeinheiten und die zentrale Steuer- und Anzeigeeinheit über eine
Datenverbindung miteinander kommunizieren und wobei die Auswerteeinheiten
einen Speicher umfassen, in dem Informationen über Art und Zahl der in der
Aufbewahrungseinrichtung aufbewahrbaren Werkzeuge abgespeichert
sind, wobei das erfindungsgemäße Verfahren
folgende Verfahrensschritte umfasst:
- – Übermitteln
von Informationen, die das Fehlen und/oder das Vorhandensein von
Werkzeugen betreffen, von der mindestens einen Auswerteeinheit an
die zentrale Steuer- und Anzeigeeinheit und
- – Abspeichern
dieser Informationen in der Steuer- und Anzeigeeinheit.
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Durch
die Übertragung
der in den dezentralen Auswerteeinheiten abgespeicherten Informationen über Art
und Zahl der in der Aufbewahrungseinrichtung aufbewahrbaren Werkzeuge
an die zentrale Steuer- und Anzeigeeinheit ist es möglich, die
Steuer- und Anzeigeeinheit stets ohne Änderungen der zur Steuer- und
Anzeigeeinheit gehörenden
Software zu aktualisieren beziehungsweise auf dem aktuellen Stand
zu halten. Dadurch ist es für
den Anwender auch ohne jegliche Programmierkenntnisse und Computerkenntnisse
möglich,
eine Aufbewahrungseinrichtung durch eine andere zu ersetzen oder
eine weitere Aufbewahrungseinrichtung in die erfindungsgemäße Vorrichtung
einzubinden. Auch ist es möglich,
auch in de Zukunft neu entwickelte Aufbewahrungseinrichtungen Vorrichtung
zu integrieren, ohne dass ein Software-Update für die Steuer- und Anzeigeeinheit
erforderlich wird. Dadurch wird die Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch
in der Zukunft gesichert und die Praxistauglichkeit wird verbessert.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die fehlenden Werkzeuge und/oder die vorhandenen Werkzeuge
von der Steuer- und Anzeigeeinheit angezeigt.
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Damit
die Steuer- und Anzeigeeinheit über eventuelle Änderungen
im Werkzeugbestand stets auf dem aktuellen Stand ist, ist in weiterer
erfindungsgemäßer Ausgestaltung
vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren in Abhängigkeit
eines vorgebbaren Ereignisses ausgeführt wird. Dabei kann ein solches
vorgebbares Ereignis sein, dass mindestens eine Auswerteeinheit
eine Veränderung
in dem Werkzeugbestand der zugehörigen
Aufbewahrungseinrichtung erkennt. Alternativ kann die Steuer- und Anzeigeeinheit
eine Abfrage an mindestens eine Auswerteeinheit übermitteln und/oder das Verfahren kann
zeitgesteuert ausgeführt
werden.
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So
kann beispielsweise am Ende einer Schicht, oder am Ende eines Arbeitstags
automatisch der erfasst werden, ob alle Werkzeuge am Platz sind.
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Als
besonders vorteilhaft und übersichtlich hat
es sich erwiesen, wenn für
jede Aufbewahrungseinrichtung die fehlenden Werkzeuge und/oder die vorhandenen
Werkzeuge von der Steuer- und
Anzeigeeinheit gesondert angezeigt werden.
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Wenn
wie in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Dauer der Entnahme und/oder die Zahl der Entnahmen mindestens
für ein
Werkzeug, welches in einer der Aufbewahrungseinheiten lagerbar ist,
ausgewertet und abgespeichert wird, kann zum Beispiel erkannt werden,
wann der Zeitpunkt gekommen ist, um ein Werkzeuge, wie zum Beispiel
ein Drehmomentschlüssel,
neu eingestellt und geeicht werden muss. Entsprechendes gilt natürlich für alle Werkzeuge,
die regelmäßig gewartet,
eingestellt und/oder geeicht werden müssen.
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Der
Zeitpunkt kann beispielsweise dadurch ermittelt werden, dass nach
dem Erreichen einer vorgebbaren kumulierten Dauer der Entnahme und/oder nach
dem erreichen einer vorgebbaren Zahl von Entnahmen, ein entsprechender
Hinweis von der Steuer- und
Anzeigeeinheit oder der Statusanzeigeeinrichtung angezeigt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren
hat bei diesen Anwendungen die Funktion eines Betriebsstundenzählers.
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Wenn
auch noch die Reihenfolge der Entnahme verschiedener Werkzeuge ausgewertet
und abgespeichert wird, kann daraus geschlossen werden, ob bestimmte
Arbeiten, die bestimmte Werkzeuge erfordern, ausgeführt wurden
und, ob diese Arbeiten der richtigen Reihenfolge ausgeführt wurden.
Dadurch wird eine 100%-ige Qualitätssicherung und -dokumentation
erreicht.
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Das
Ergebnis dieser Überwachung
kann selbstverständlich
von der Steuer- und Anzeigeeinheit oder der Statusanzeigeeinrichtung
angezeigt werden.
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Zusätzlich kann
auch noch die Person identifiziert werden, die ein Werkzeug entnimmt
oder zurückbringt
und diese Information abgespeichert werden.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale
können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Aufbewahrungseinrichtung,
-
2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Aufbewahrungseinrichtung,
-
3 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
und
-
5 ein
Ablaufdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Aufbewahrungseinrichtung
schematisch und vereinfacht dargestellt. 1 zeigt
eine Aufbewahrungseinrichtung in Form einer Schublade 1 im
Längsschnitt,
in die ein Schaumstoffformteil 3 eingelegt ist. In diesem
Schaumstoffformteil 3 sind eine oder mehrere Ausnehmungen 5 vorhanden,
die zur Aufnahme von Werkzeugen (nicht dargestellt) dienen. In 1 ist
nur eine Ausnehmung 5 dargestellt.
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Am
Grund der Ausnehmung 5 ist ein Sensor 7, der im
dargestellten Ausführungsbeispiel
als Reflexlichtschranke ausgebildet ist.
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Der
Sensor 7 umfasst einen Sender 9 und einen Empfänger 11.
Der Sender 9 kann beispielsweise als Infrarotlichtquelle
ausgebildet sein kann. Die von dem Sender 9 emittierten
Lichtstrahlen sind in 1 durch gestrichelte Linien
dargestellt.
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In
unmittelbarer Nachbarschaft des Senders 9 befindet sich
der Empfänger 11,
der geeignet ist, die von dem Sender 9 emittierten Lichtstrahlen
zu empfangen, wenn sie von einem Werkzeug, das sich in der Ausnehmung 5 befindet,
reflektiert wurden.
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Da
in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 kein
Werkzeug in der Ausnehmung 5 vorhanden ist, werden die
vom Sender 9 emittierten Lichtstrahlen nicht reflektiert,
so dass der Empfänger 11 kein
Signal empfängt.
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Der
Sensor ist über
eine Signalleitung 13 mit einer Auswerteeinheit 15 sowie
einer optionalen dezentralen Statusanzeigeeinrichtung 17 verbunden. Die
Auswerteeinheit 15 überprüft in Abhängigkeit
eines vorgebbaren Ereignisses, ob der Empfänger 11 ein Eingangssignal
empfängt.
Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 15 in bestimmten
Zeitintervallen überprüfen, ob
der Empfänger 11 ein
Eingangssignal empfängt.
Alternativ kann über
einen Taster 19, der an der Schublade 1 angeordnet
ist, eine Überprüfung des
Werkzeugbestands vorgenommen werden.
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Des
Weiteren umfasst die Auswerteeinheit 15 einen Speicher.
In diesem Speicher sind aller erforderlichen Informationen über die
in der Aufbewahrungseinrichtung 1 aufbewahrbaren Werkzeuge.
Zu diesen werkzeugspezifischen Informationen können eine eindeutige Identifikations-Nummer
für jedes Werkzeug,
eine Bezeichnung des Werkzeugs, wie z. B. „Gabelschlüssel SW 14/15" und ein Bild des
Werkzeugs gehören.
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Um
die Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erhöhen, kann
vorgesehen sein, den Sender 9 intermittierend zu betreiben,
so dass das Ausgangssignal AS in Form von Lichtwellen nur zeitweise
vorhanden ist. Wenn der Empfänger 11 ein
Eingangssignal empfängt,
in den Zeiten, in denen der Sender 9 kein Ansteuersignal
AS emittiert, besteht die Möglichkeit,
dass der Empfänger 11 durch Fremdlicht
gestört
wird. In diesem Fall kann an die Auswerteeinheit 15 eine
Fehlermeldung oder einen Warnhinweis generieren, der zum Beispiel über die Statusanzeigeeinheit 17 ausgegeben
werden kann.
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Die
Statusanzeigeeinheit 17 kann verschieden ausgeführt sein.
Eine einfachste Ausführungsform
besteht aus einer Leuchtdiode (LED), die in verschiedenen Farben,
insbesondere in den Farben Grün
und Rot leuchten kann, je nachdem, mit welcher Spannung sie angesteuert
wird.
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Wenn
sich ein Werkzeug in der Ausnehmung 5 befindet, so dass
das Ausgangssignal AS des Senders 9 von dem Werkzeug reflektiert
wird und infolgedessen der Empfänger 11 Eingangssignale
empfängt,
leuchtet die Diode grün.
Sobald das Werkzeug aus der Ausnehmung 5 entnommen wird,
leuchtet die Diode rot. Da die Ausnehmungen 5 entsprechend den
Konturen der aufzubewahrenden Werkzeuge geformt sind, passt immer
nur ein bestimmtes Werkzeug in eine bestimmte Ausnehmung 5,
so dass eine eindeutige Identifikation der Werkzeuge möglich ist.
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Alternativ
wäre es
auch möglich,
die Anzeigeeinrichtung als Display auszuführen, auf dem eine Textmeldung,
wie beispielsweise "Werkzeug
fehlt" oder "alle Werkzeuge vorhanden" erscheint. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
die Textmeldungen für
jedes Werkzeug individuell zu konfigurieren, so dass beispielsweise
auf dem Display erscheint „Gabelschlüssel SW
14/15 fehlt". In
diesem Fall wird die Suche nach dem fehlenden Werkzeug erleichtert, weil
der Benutzer weiß,
welches Werkzeug fehlt. Es kann aber auch ein Bild des fehlenden
Werkzeugs dargestellt werden.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
einer Aufbewahrungseinrichtung 1 gemäß 3 befindet sich
in der Ausnehmung 5 ein Werkzeug 27, auf dem ein
RFID-Tag 29 befestigt wurde.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 sind
anstelle einer Reflexlichtschranke, bestehend aus dem Sender 9 und
dem Empfänger 11,
ein Sender 9, der elektromagnetische Wellen emittiert,
und ein zum Empfang elektrischer magnetischer Wellen geeigneter
Empfänger 11 vorhanden.
Die vom Sender 9 emittierten elektromagnetischen Wellen
stellen das Ansteuersignal AS des Senders 9 dar und sind
in 2 als konzentrische Kreise dargestellt.
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Sobald
das Ausgangssignal AS des Senders 9 das RFID-Tag 29 erreicht,
wird es aktiviert und sendet ein Signal aus, welches durch konzentrische
Kreise und das Bezugszeichen ES dargestellt wurde. Der Empfänger 11 ist
so ausgebildet, dass er die vom RFID-Tag 29 emittierten
Signale ES empfangen kann. Aus diesem Grund werden die vom RFID-Tag 29 emittierten
Signale auch als Eingangssignal ES bezeichnet.
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Über eine
Signalleitung 13 werden die vom Empfänger 11 empfangenen
Eingangssignale ES an die Auswerteeinheit 15 weitergeleitet
und von dieser ausgewertet. Wenn der Empfänger ein Eingangssignal ES
empfängt,
während
der Sender 9 ein Ausgangssignal AS emittiert, erkennt die
Auswerteeinrichtung 15, dass sich das Werkzeug 27 in
der Ausnehmung 5 befindet und kann beispielsweise die Statusanzeigeeinrichtung 17 entsprechend
ansteuern.
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Ein
weiterer Vorteil des Ausführungsbeispiels
gemäß 2 besteht
darin, dass beispielsweise für
eine Schublade 1 nur ein Sender 9 und ein Empfänger 11 erforderlich
sind, obwohl in der Schublade 1 eine Vielzahl von Werkzeugen 27 überwacht werden
können.
Dies ist deshalb möglich,
weil die RFID-Tags 29 individuelle Signale emittieren können, so
dass eine eindeutige Zuordnung zwischen dem Signal der RFID-Tags
und den Werkzeugen vorhanden ist.
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Da
es möglich
ist, mit Hilfe von RFID-Tags 29 individuelle Eingangssignale
ES zu erzeugen, ist es auch ohne Weiteres möglich, zu erkennen, welche Werkzeuge
vorhanden sind.
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Da,
wie bereits erwähnt,
in der Auswerteeinrichtung 15 alle zu der Schublade 1 gehörenden Werkzeuge
abgespeichert sind, können
sowohl bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 als
auch bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ohne
Weiteres das oder die fehlenden Werkzeuge identifiziert werden.
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Es
ist selbstverständlich
auch möglich,
das Ausführungsbeispiel
gemäß 1,
welches mit Reflexlichtschranke arbeitet und das Ausführungsbeispiel
gemäß 3,
welches mit RFID-Tags 29 arbeitet, zu kombinieren. Dadurch
ist eine diversitäre
Redundanz erreicht und die Sicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gegen Fehlanzeigen wird deutlich erhöht.
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An
den Rückseiten
der Schubladen 1 sind ein oder mehrere Kontaktelemente 21 angeordnet. Diese
Kontaktelemente 21 sind über die Signalleitung 13 mit
der Auswerteeinheit 15 verbunden. Aufbau und Funktion der
Kontaktelemente 21 werden nachfolgend im Zusammenhang mit
der 3 näher erläutert werden.
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In 3 ist
ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Form eines Werkzeugschranks 31 im Querschnitt vereinfacht
dargestellt.
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Der
Werkzeugschrank 31 umfasst mehrere Schubladen 1,
wie sie im Zusammenhang mit den 1 und 2 bereits
beispielhaft erläutert
wurden. Der Aufbau und die Funktion der vier Schubladen des Werkzeugschranks 31 sind
gleich. Wie bereits erwähnt,
befinden sich an den Rückseiten
der Schubladen eines oder mehrere Kontaktelemente 21. Diese
Kontaktelemente stellen eine elektrische Verbindung mit einer oder
mehreren Schienen 33, die an der Rückseite des Werkzeugschranks 1 angeordnet
sind, her.
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Die
Schienen 33 sind über
eine Signalleitung 35 mit einer zentralen Steuer- und Anzeigeeinheit verbunden.
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Wie
sich aus dem Detail X der 3 ergibt, sind
die Kontaktelemente 21 über
eine Signalleitung 13 elektrisch leitend mit der Auswerteeinheit 15 verbunden.
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Die
Kontaktelemente 21 werden von einer Druckfeder 37 in
Richtung der Schienen 33 gedrückt. Wenn nun eine Schublade 1 geschlossen
wird, sorgt die Druckfeder 37 zunächst dafür, dass das Kontaktelement 21 in
Anlage an die Schiene 33 kommt. Durch den Magnet 39 wird
anschließend
das Kontaktelement 21 an die. aus einem ferromagnetischen Material,
wie beispielsweise Stahl, bestehende Schiene 33 gezogen.
Dadurch ergibt sich eine sehr sichere elektrische Verbindung zwischen
Kontaktelement 21 und Schiene 33, die auch durch
Erschütterungen
des Werkzeugwagens nicht unterbrochen wird. Dadurch ist es möglich, eine
Datenverbindung zwischen der zentralen Steuer- und Anzeigeeinheit 15, den
dezentralen Auswerteeinheiten 15 in den Schubladen 1,
den Sensoren 7, den Statusanzeigeeinrichtungen 17 und
den Tastern 19 herzustellen.
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Über diese
elektrischen Verbindungen kann bei Bedarf auch elektrische Energie,
die zum Betrieb der Auswerteeinheit oder der Statusanzeigeeinrichtung 17 erforderlich
ist, übertragen
werden. Die zentrale Stromversorgung der Steuer- und Anzeigeeinheit 35 ist,
ebenso wie die Stromversorgung der Sensoren 7 und der Auswerteeinheit 15,
nicht dargestellt. Dabei kann die Stromversorgung über das öffentliche elektrische
Netz oder einen Akkumulator erfolgen. Alternativ kann die für den Betrieb
der Sensoren 7 erforderliche elektrische Energie, beispielsweise
mittels eines piezoelektrischen Generators, erzeugt werden, wenn
die Aufbewahrungseinrichtung in Form einer Schublade 1 in
das Möbel 31 eingeschoben
wird.
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Die
Steuer- und Anzeigeeinheit 35 umfasst neben einem Speicher
und einem Mikroprozessor ein Display und/oder Tasten, mit deren
Hilfe verschiedene Eingaben vom Benutzer vorgenommen werden können. Diese
Komponenten und Bauteile der Steuer- und Anzeigeeinheit 35 sind
nicht dargestellt.
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Der
erfindungsgemäße Werkzeugschrank arbeitet
nun wie folgt:
Wenn eine Schublade 1 erstmals in den
Werkzeugschrank 1 eingeschoben wird und geschlossen wird, entsteht
eine Datenverbindung zwischen der Auswerteeinheit 15, der
neu eingeführten
Schublade 1 und der zentralen Steuer- und Anzeigeeinheit.
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Sobald
diese Verbindung hergestellt ist, überträgt die neu eingeführte Schublade 1 beziehungsweise
die zugehörige
Auswerteeinheit 15 eine Information über die in dieser Schublade 1 aufbewahrbaren
Werkzeuge und Gegenstände.
Diese Informationen können
beispielsweise eine Artikelnummer, eine Bezeichnung und/oder ein
Bild des Werkzeugs umfassen. Durch diese Datenübertragung von der oder den
dezentralen Auswerteeinheiten 15 auf die zentrale Steuer-
und Anzeigeeinheit 35 ist es möglich, dass sich die Steuer-
und Anzeigeeinheit 35 immer entsprechend den eingeschobenen Schubladen
neu konfigurieren kann. Es ist daher nicht erforderlich, die Steuer-
und Anzeigeeinheit 35 mit einer neuen Software zu versehen,
wenn eine neue Schublade eingeführt
wird.
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Wenn
alle Schubladen 1 Informationen über die in ihnen aufbewahrbaren
Werkzeuge und Gegenstände
an die Steuer- und Anzeigeeinheit 35 übermittelt haben, kann die
Steuer- und Anzeigeeinheit 35 beispielsweise auf einem
Display eine Übersicht
aller in dem Werkzeugschrank 31 aufbewahrbaren Werkzeuge
und Gegenstände
darstellen. In dieser Darstellung können Werkzeuge zu Gruppen zusammengefasst
werden. Beispielsweise können
jeweils die Werkzeuge einer Schublade zu einer Gruppe zusammengefasst
werden, um die Übersichtlichkeit
zu erhöhen.
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Während des
regulären
Betriebs des Werkzeugschranks erfassen die verschiedenen Auswerteeinheiten 15 entweder
zeitgesteuert oder durch ein anderes Ereignis gesteuert das Vorhandensein
der in den zugehörigen
Schubladen befindlichen Werkzeuge oder Gegenstände. Wenn eines oder mehrere Werkzeuge
fehlen sollten, wird dies von den Auswerteeinheiten 15 durch
Vergleich der in ihnen abgespeicherten Informationen über die
in der Schublade aufbewahrbaren Werkzeuge erkannt. Diese Information kann
dann beispielsweise über
die Signalleitungen 13 an die Statusanzeigeeinrichtung 17 an
der Vorderseite der Schubladen und gleichzeitig oder ausschließlich an
die zentrale Steuer- und
Anzeigeeinheit übermittelt
werden. Diese Information wird an dem Display der Steuer- und Anzeigeeinheit 35 dargestellt.
Die Darstellung kann beispielsweise dergestalt erfolgen, dass die
fehlenden Werkzeuge aufgelistet werden und zu jedem Werkzeug eine
kleine Abbildung des betreffenden Werkzeugs auf dem Display dargestellt
wird. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich zu erkennen, welche Werkzeuge
fehlen und es kann gezielt nach diesen Werkzeugen gesucht gehalten
werden.
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Wenn
die fehlenden Werkzeuge gefunden wurden und in die entsprechenden
Ausnehmungen 5 der Schubladen 1 eingelegt wurde, übermitteln
die Auswerteeinheiten 15 aller Schubladen an die zentrale
Steuer- und Anzeigeeinheit 35, dass keine Werkzeuge mehr
fehlen, so dass die Steuer- und Anzeigeeinheit 35 eine
entsprechende Mitteilung/Information auf dem zugehörigen Display
darstellen kann.
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Da
für jeden
Werkzeugschrank 31 nur eine Steuer- und Anzeigeeinheit 35 erforderlich
ist, kann das zugehörige
Display relativ groß und
auch farbig ausgeführt
sein, so dass die Qualität
der dargestellten Abbildungen und auch der Informationsgehalt der weiteren
auf dem Display angezeigten Informationen hoch ist. Trotzdem sind
die Kosten relativ niedrig. Aus dem gleichen Grund wird man in der
Regel die Statusanzeigeeinrichtungen 17, die an jeder Schublade 1 vorhanden
sind, sofern vorhanden, in aller Regel lediglich als mehrfarbige
LED ausbilden.
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In 4 wird
ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben
des erfindungsgemäßen Werkzeugschranks 31 dargestellt und
nachfolgend erläutert.
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In
einem ersten Block 41 übermittelt
die Auswerteeinheit 15 an die Steuer- und Anzeigeeinheit 35 Informationen,
die das Fehlen und/oder Vorhandensein von Werkzeugen oder anderen
in den Schubladen aufzubewahrenden Gegenständen betreffen. Diese Informationen
werden von jeder der vorhandenen Auswerteeinheit an die zentrale
Steuer- und Anzeigeeinheit übermittelt.
Daraufhin werden diese Informationen in der Steuer- und Anzeigeeinheit 35 abgespeichert
(Block 43).
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In
einem dritten Block 45 werden die relevanten Information,
insbesondere Informationen über
die fehlenden Werkzeuge in einem dritten Block 45 von der
Steuer- und Anzeigeeinheit 35 beispielsweise auf einem
Display dargestellt. Danach beginnt das Verfahren von neuem. Ein
Neubeginn dieses Verfahrens wird in Abhängigkeit von vorgebbaren Ereignissen ausgelöst. Beispielsweise
kann ein solches vorgebbares Ereignis eine Handeingabe an der Steuer-
und Anzeigeeinheit 35 sein. Das Programm kann zeitgesteuert
wiederholt werden oder es kann gestartet werden, sobald die Auswerteeinheit 15 eine
Veränderung
im Bestand der Werkzeuge registriert und sobald die Datenverbindung
zwischen einer Schublade und der zentralen Steuer- und Anzeigeeinheit 35 hergestellt
wurde. Dies bedeutet gleichzeitig auch, dass die Schublade 1 geschlossen
ist, da nur dann die Kontaktelemente 21 eine elektrische
Verbindung mit den Schienen 33 aufweisen.
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Wenn
die Schubladen 1 über
flexible Signalleitungen 13 fest mit der Steuer- und Anzeigeeinheit 35 verdrahtet
sind, kann das Verfahren naturgemäß auch stattfinden, wenn eine
oder mehrere der Schubladen 1 geöffnet sind.
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In 5 ist
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens dargestellt, nach dem die Auswerteeinheit 15 mit
den zugehörigen
Sensoren 7 und der Steuer- und Anzeigeeinheit 35 kommuniziert,
dargestellt. In einem vierten Block 47 wird ein Ausgangssignal
AS von den Sendern 9 emittiert. In einem fünften Block 49 versucht
der zugehörige
Empfänger 11 ein
Eingangssignal ES zu empfangen.
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In
einem sechsten Block 51 wird von der Auswerteeinheit 15 abgefragt,
ob ein Eingangssignal ES vorhanden ist. Falls ja, erfolgt eine Anzeige "Werkzeug vorhanden" an der Statusanzeigeeinrichtung 17 (siehe
Block 53) und/oder es wird in einem weiteren Block 55 die
Information an die Steuer- und Anzeigeeinheit 35 übermittelt.
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Falls
kein Eingangssignal ES vorhanden ist, folgt in einem Block 57 die
Anzeige, dass ein Werkzeug fehlt und in einem weiteren Block 59 wird
die entsprechende Information an die Steuer- und Anzeigeeinheit 35 übermittelt.
Dieses Verfahren wird für
alle, in einer Aufbewahrungseinrichtung 1 vorhandenen Sensoren 7 durchgeführt. Außerdem wird
es ereignisgesteuert immer wieder durchlaufen.