DE102015108851A1

DE102015108851A1 - Verfahren zum Betreiben einer Mehrzahl von Messmaschinen und Gesamtvorrichtung, die mindestens zwei Messmaschinen umfasst

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Publication number: DE102015108851A1
Application number: DE102015108851.7A
Authority: DE
Inventors: Hastings Wyman
Original assignee: Klingelnberg AG
Current assignee: Klingelnberg AG
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2016-12-08
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: US20160356671A1; MX2016006903A; DE102015108851B4; MX371006B; JP2017009589A; CN106353089B; JP6841603B2; RU2016121683A3; US9976932B2; CA2930644C; KR20160142769A; CN106353089A; RU2016121683A; CA2930644A1; RU2728500C2

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Mehrzahl von Messmaschinen (20.1, 20.2), wobei es sich um typgleiche Messmaschinen (20.1, 20.2) handelt, die zum Messen von Gleichteilen (4) ausgelegt sind, mit den folgenden Schritten: – Messen einer ersten Menge von Gleichteilen (4) in einer ersten Messmaschine (20.1), – Messen einer zweiten Menge von Gleichteilen in einer zweiten Messmaschine (20.2), – Durchführen eines Vergleichsprozesses, wobei im Rahmen dieses Vergleichsprozesses, – mindestens ein Wert (W1) der ersten Menge mit mindestens einem entsprechenden Wert (W2) der zweiten Menge in Bezug gesetzt werden, um daraus – Abweichungen zwischen Messungen den ersten Messmaschine (20.1) und Messungen der zweiten Messmaschine (20.2) zu ermitteln.

Description

Gebiet der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Mehrzahl von Messmaschinen und eine Gesamtvorrichtung, die mindestens zwei Messmaschinen umfasst.
Hintergrund der Erfindung, Stand der Technik
Die Produktivität und Genauigkeit sind wichtige Aspekte von Werkzeugmaschinen. Im Hinblick auf stark gestiegene Forderungen in Sachen Fertigungspräzision, gewinnt auch die Prozessüberwachung und die Werkstückprüfung weiter an Bedeutung. Dabei geht es neben der Genauigkeit auch um Fragen der Wirtschaftlichkeit.
Ein gängiger Ansatz ist es, eine Maschine und den darin ablaufenden Fertigungsprozess zu überwachen, um z. B. im Falle eines Fehlers eingreifen zu können. Es gibt auch Bearbeitungsmaschinen, z. B. zur Fertigung von Zahnrädern, die mit einer Messmaschine so verbunden sind, dass Werkstücke, die auf der Bearbeitungsmaschine bearbeitet wurden, automatisch an die Messmaschine übergeben werden. Die Messmaschine vermisst oder testet dann das Werkstück und kann – z. B. im Falle von Abweichungen – Rückmeldungen an die Bearbeitungsmaschine geben. Dieser Ansatz ist unter dem Begriff closed-loop bekannt.
Insbesondere in der Serienproduktion von Gleichteilen gibt es jedoch weiteren Verbesserungsbedarf.
Es stellt sich in Anbetracht der obigen Ausführungen die folgende Aufgabe. Es geht darum einen Ansatz zu finden, der es ermöglicht die Wirtschaftlichkeit von Maschinen weiter zu verbessern, wobei es hier vor allem um Maschinen geht, die im Zusammenhang mit der Fertigung oder Bearbeitung von Zahnrädern zum Einsatz kommen.
Gemäß Erfindung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, dessen Merkmale dem Anspruch 1 zu entnehmen sind.
Gemäß Erfindung wird auch eine Gesamtvorrichtung zur Verfügung gestellt, deren Merkmale dem Anspruch 7 zu entnehmen sind.
Vorzugsweise umfasst eine Gesamtvorrichtung der Erfindung Mittel zur Intra-Maschinenkommunikation, die es ermöglichen aktuelle Produktionsangaben einzelner typgleicher Messmaschinen (z. B. von Messmaschinen, die Teil einer Maschinenreihe oder Maschinenzelle, bzw. einer Handhabungsgruppe sind) miteinander in Bezug zu setzen, um automatisch z. B. Mess-, Ermittlungs-, Leistungs- oder Verhaltensunterschiede der Messmaschinen erkennen zu können. Diese Unterschiede werden hier als Ergebnisunterschiede bezeichnet.
Vorzugsweise kommt die Erfindung in denjenigen verzahnungsmessenden Maschinen zum Einsatz, die am Ende einer Produktionskette stehen. Damit ist es möglich quasi in letzter Instanz zu verhindern, dass Werkstücke z. B. an Kunden ausgeliefert werden, die nicht konform sind.
Je nach Ausführungsform der Erfindung, tauschen die typgleichen Messmaschinen Information untereinander aus, um einen Vergleich der Ergebnisse im direkten Austausch der Messmaschinen untereinander zu ermöglichen, oder es kommt ein zentrales Modul zum Einsatz (Vergleichsmodul genannt), das Informationen von allen typgleichen Messmaschinen erhält und miteinander in Bezug setzt. Im ersten Fall kann beispielsweise eine der typgleichen Messmaschinen die Funktion eines Masters übernehmen, während die anderen typgleichen Messmaschinen als Slave dienen. In diesem Fall ist die als Master dienende Messmaschine mit einem Vergleichsmodul ausgestattet (z. B. in Form einer Software, die in die Steuerung dieser Messmaschine geladen wird).
Alle Ausführungsformen der Erfindung können im Baukastensystem aufgebaut sein. Dies ermöglicht das Installieren von entsprechenden Softwaremodulen, um die jeweiligen Messmaschinen an die Mess- oder Ermittlungsaufgaben anzupassen. So können die verzahnungsmessenden Maschinen der Erfindung z. B. mit einem Vergleichsmodul ausgestattet werden, das die Kommunikation der Messmaschinen untereinander ermöglicht und das das miteinander in Bezug setzen der entsprechenden Informationen ermöglicht, um so Ergebnisunterschiede aufdecken zu können.
Alle Ausführungsformen der Erfindung können mit einer Analysesoftware ausgestattet sein, um weitere Auswertungen vornehmen zu können. Eine solche Analysesoftware kann z. B. im Zusammenhang mit der Serienproduktion von Gleichteilen Fehlertrends ermitteln. So kann man beispielsweise in eine Produktion eingreifen falls eine Messmaschine z. B. deutlich weniger Gleichteile aussondert als andere Messmaschinen, was z. B. an einem Fehler dieser einen Messmaschine liegen kann.
Alle Ausführungsformen der Erfindung können mit einer Aufzeichnungssoftware ausgestattet sein, um Aufzeichnungen (z. B. in der Form von Tagesrapporten) vornehmen zu können. Eine solche Aufzeichnung kann auch im Zusammenhang mit der Qualitätssicherung von Bedeutung sein.
Vorzugsweise kommt die Erfindung bei allen Ausführungsformen im Zusammenhang mit sogenannten Akzeptanz- und Rückweisungsmessungen zum Einsatz, die in den Messmaschinen implementiert sind. Das erwähnte Vergleichsmodul ist diesen Akzeptanz- und Rückweisungsmessungen über- oder nachgeordnet.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Verzahnungsmaschine, die mit einer Messmaschine zusammenwirkt, in der das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann;
2A zeigt eine schematische Vorderansicht einer Gesamtvorrichtung mit zwei Handhabungsgruppen, wobei jede der Handhabungsgruppen eine Verzahnungsmaschine und eine Messmaschine umfasst, und wobei das erfindungsgemäße Verfahren in einem Vergleichsmodul realisiert ist (jeder Verzahnungsmaschine ist hier eine Messmaschine zugeordnet);
2B zeigt eine schematische Vorderansicht einer weiteren Gesamtvorrichtung, die drei Verzahnungsmaschinen und zwei Messmaschinen umfasst, und wobei das erfindungsgemäße Verfahren in einem Vergleichsmodul realisiert ist (es gibt hier keine direkte Zuordnung zwischen den Verzahnungsmaschinen und den Messmaschinen);
3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm, das wesentliche Schritte eines Verfahrens der Erfindung darstellt,
4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm, das beispielhafte Schritte eines Unterprozesses der Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung werden Begriffe verwendet, die auch in einschlägigen Publikationen und Patenten Verwendung finden. Es sei jedoch angemerkt, dass die Verwendung dieser Begriffe lediglich dem besseren Verständnis dienen soll. Der erfinderische Gedanke und der Schutzumfang der Patentansprüche soll durch die spezifische Wahl der Begriffe nicht in der Auslegung eingeschränkt werden. Die Erfindung lässt sich ohne weiteres auf andere Begriffssysteme und/oder Fachgebiete übertragen. In anderen Fachgebieten sind die Begriffe sinngemäß anzuwenden.
Im Folgenden wird der Begriff „verzahnungsmessende Maschine” für Messmaschinen, Messzentren, Testvorrichtungen, Tester, Kegelradtester, Einflankenwälzprüfgerät, Zweiflankenwälzprüfgerät, Laufprüfmaschine und Prüfgeräte verwendet, die zum Messen und/oder Ermitteln einer oder mehrere Größen einer Verzahnung einsetzbar sind.
Als verzahnungsmessende Maschine im Sinne der Erfindung gelten vor allem Maschinen, die dazu ausgelegt sind

– die Einbauposition von Zahnrädern/Zahnradpaaren zu ermitteln und/oder
– eine oder mehrere Dimensionen (z. B. die Zahnbreite) eines Zahnrads zu ermitteln (auch geometrischen Prüfung von Verzahnungen genannt) und/oder
– die Laufeigenschaft von Zahnrädern/Zahnradpaaren zu ermitteln und/oder
– die Tragfähigkeit von Zahnrädern zu ermitteln und/oder
– die Topografie (z. B. Welligkeit der Zahnflanken) von Zahnrädern zu ermitteln, um nur einige Beispiele zu nennen.

Im Folgenden wird der Begriff „typgleiche Maschinen” verwendet. Dabei geht es sowohl um Maschinen, die mechanisch und/oder elektronisch baugleich sind, als auch um Maschinen, deren wesentlichen Elemente/Komponenten gleich oder ähnlich sind.
Im Folgenden wird der Begriff „Gleichteile” verwendet. Es geht hier um Werkstücke, die identisch sind (wenn man die produktionsbedingten Abweichungen/Toleranzen vernachlässigt). Insbesondere geht es um Zahnräder oder Zahnradsätze (z. B. 9 Zoll Zahnradsätze mit einem Übersetzungsverhältnis 3,373), die identisch sind.
In 1 ist eine schematisierte Ansicht einer ersten erfindungsgemässen Vorrichtung 100 gezeigt. Die Vorrichtung 100 umfasst einerseits eine Verzahnungsmaschine 10 und andererseits eine verzahnungsmessende Maschine 20. Die Verzahnungsmaschine 10 und die verzahnungsmessende Maschine 20 sind miteinander gekoppelt, wie durch den Doppelpfeil 13 angedeutet. Der Begriff Kopplung wird verwendet, um anzudeuten, dass die Verzahnungsmaschine 10 und die verzahnungsmessende Maschine 20 zumindest kommunikationstechnisch (d. h. für den Datenaustausch) gekoppelt sind. Diese kommunikationstechnische Kopplung setzt voraus, dass die Verzahnungsmaschine 10 und die verzahnungsmessende Maschine 20 das gleiche oder ein kompatibles Kommunikationsprotokoll „verstehen” und dass beide gewissen Konventionen folgen, was den Datenaustausch anbelangt. Die kommunikationstechnische Kopplung einer verzahnungsmessenden Maschine 20 mit einer Verzahnungsmaschine 10 ermöglicht z. B. die automatische Berechnung und Rückführung von Korrekturdaten an die Verzahnungsmaschine 10. Das trägt zur Fertigungsstabilität und zur optimalen Bauteilqualität der Werkstücke 4 bei und ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Bei der Darstellung in 1 ist der Verzahnungsmaschine 10 direkt eine Messmaschine 20 (hier als erste verzahnungsmessende Maschine 20.1 bezeichnet) zugeordnet. Ein analoger Ansatz ist auch in 2A gezeigt. Die Erfindung lässt sich vorteilhaft auch in einer Konstellation nach 2B einsetzen, wo es keine direkte Zuordnung zwischen Verzahnungsmaschinen 10.1, 10.2, 10.3 und Messmaschinen 20.1, 20.2 gibt.
Im Folgenden werden weitere, beispielhaft zu verstehende, Details der Vorrichtung 100 erläutert. Die Verzahnungsmaschine 10 ist im gezeigten Beispiel mit einer Zufuhrvorrichtung 5 ausgestattet. Die Zufuhrvorrichtung 5 dient dazu der Verzahnungsmaschine 10 Rohlinge 1 zuzuführen, die dann in der Verzahnungsmaschine 10 bearbeitet werden. Im gezeigten Beispiel sind insgesamt vier Rohlinge 1 rechts vor der Verzahnungsmaschine 10 zu sehen. Im gezeigten Moment werden soeben zwei Rohlinge 1 über ein Fördersystem 2 ins Innere der Verzahnungsmaschine 10 überführt. Zwei weitere Rohlinge 1 liegen auf einem Tisch 3 bereit. Der eigentliche Bearbeitungsraum der Verzahnungsmaschine 10 befindet sich beispielsweise hinter Türen 11, die mit Sichtfenstern 12 versehen sein können.
Gemäß Erfindung können die bearbeiteten Rohlinge 1, die nach der Bearbeitung als Werkstücke 4 bezeichnet werden, von der Verzahnungsmaschine 10 direkt (siehe 2A) oder indirekt (siehe 2B) an die verzahnungsmessende Maschine 20.1 übergeben werden. Das kann bei allen Ausführungsformen der Erfindung manuell oder automatisiert (z. B. mittels Roboter oder Fördersystem) erfolgen. Die verzahnungsmessende Maschine 20.1 kann dann z. B. zum Ermitteln einer oder mehrere Größen einer Verzahnung der bearbeiteten Werkstücke 4 zum Einsatz kommen, um zu prüfen, ob das Werkstück 4 der Spezifikation entspricht. Die verzahnungsmessende Maschine 20.1 kann zu diesem Zwecke z. B. einen Messtaster umfassen.
Es kommt bei allen Ausführungsformen der Erfindung ein sogenannter Vergleichsprozess zum Einsatz, der im Folgenden anhand von Beispielen näher beschrieben wird. Der Vergleichsprozess kann bei allen Ausführungsformen der Erfindung z. B. in einem Vergleichsmodul 50 implementiert sein.
Ein solches Vergleichsmodul 50 kann bei allen Ausführungsformen zum Beispiel Teil der Messsteuerung 22 der Messmaschine 20.1 sein. Das Vergleichsmodul 50 kann aber auch extern angeordnet sein, wie in 1 angedeutet.
Das Vergleichsmodul 50 kann bei allen Ausführungsformen z. B. dazu ausgelegt sein,

– an dem Ausführen einer Vergleichskommunikation im Sinne der Erfindung teilzunehmen und/oder
– einen Vergleichsprozesses im Sinne der Erfindung durchzuführen und/oder
– an dem Durchführen eines Vergleichsprozesses im Sinne der Erfindung teilzunehmen und/oder
– um (als Master) das Ausführen eines Vergleichsprozesses im Sinne der Erfindung durchzuführen.

In 1 ist ein übergeordnetes Vergleichsmodul 50 gezeigt, das über eine (bidirektionale) Kommunikationsverbindung 7 mit der verzahnungsmessenden Maschine 20.1 verbunden ist. Das Vergleichsmodul 50 kann über entsprechende weitere (bidirektionale) Kommunikationsverbindungen 6 z. B. mit mindestens einer weiteren typgleichen verzahnungsmessenden Maschine 20.2 verbunden sein, wie in 1 rein schematisch angedeutet.
Der Begriff Kopplung bedeutet, dass die Verzahnungsmaschine 10 und die verzahnungsmessende Maschine 20.1 mechanisch miteinander verbunden oder komplett integriert sein können. Über eine solche optionale mechanische Verbindung können z. B. auch die Werkstücke 4 von der Verzahnungsmaschine 10 an die verzahnungsmessende Maschine 20.1 übergeben werden, wie in 1 schematisch durch zwei Pfeile angedeutet. Es kann bei allen Ausführungsformen zum Beispiel ein Roboterarm oder ein Fördersystem als mechanische Verbindung dienen.
Anhand der 2A und 2B werden nun Details beispielhafter erfindungsgemässer Verfahren beschrieben. In 2A ist eine Gesamtvorrichtung 200 mit zwei Anordnungen (auch Handhabungsgruppen genannt) gezeigt, die je eine Maschine 10 und eine verzahnungsmessende Maschine 20 umfassen. In 2B ist eine Gesamtvorrichtung 200 mit drei Maschinen 10 und mit zwei verzahnungsmessenden Maschinen 20 gezeigt.
Es wird hier auf die Beschreibung der 1 verwiesen. Um die einzelnen Maschinen der 2A und 2B unterscheiden zu können, tragen die Elemente der Gesamtvorrichtung 200 eine 1, 2 oder 3 im Index.
Die Handhabungsgruppen der 2A umfassen je ein Fertiglager 8.1, bzw. 8.2. In dem Fertiglager 8.1 werden die fertigen Werkstücke 4 abgelegt, die von der Maschine 20.1 für gut befunden wurden. In dem Fertiglager 8.2 werden die fertigen Werkstücke 4 abgelegt, die von der Maschine 20.2 für gut befunden wurden. Da nicht jedes Werkstück 4 den vorgegebenen Kriterien entspricht, werden nicht geeignete (nicht-konforme) Werkstücke 4 aussortiert. In 2A umfasst daher jede Handhabungsgruppe einen Behälter (oder eine geeignete Ablage) 9.1 bzw. 9.2, der zur Aufnahme aussortierter Werkstücke 4 dient. Im schematisierten Beispiel der 2A befinden sich im Fertiglager 8.1 nur zwei Werkstücke, wohingegen sich im Fertiglager 8.2 vier Werkstücke befinden. Im ersten Ausschuss 9.1 befinden sich dagegen drei Werkstücke und im zweiten Ausschuss 9.2 befindet sich lediglich ein Werkstück. Die obere Handhabungsgruppe der Gesamtvorrichtung 200 produziert offensichtlich mehr Ausschuss als die untere Handhabungsgruppe. Hier setzt nun die Erfindung an.
Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit, das zum Betreiben und/oder Überwachen von verzahnungsmessenden Maschinen 20.1, 20.2 ausgelegt ist. Dabei handelt es sich um typgleiche Maschinen 20.1, 20.2, die zum Messen von Gleichteilen (Werkstücke 4) ausgelegt sind. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

A1. Messen einer ersten Menge von Gleichteilen 4 in einer ersten Messmaschine 20.1 der Mehrzahl von Messmaschinen 20.1, 20.2;
A2. Messen einer zweiten Menge von Gleichteilen 4 in einer zweiten Maschine 20.2 der Mehrzahl von Maschinen 20.1, 20.2;
A3. Durchführen eines Vergleichsprozesses (z. B. unter Einsatz eines Vergleichsmoduls 50). Gemäss Erfindung werden im Rahmen dieses Vergleichsprozesses, a. mindestens ein Wert der ersten Menge mit mindestens einem entsprechenden Wert der zweiten Menge in Bezug gesetzt, und b. es werden Abweichungen zwischen Messungen der ersten Maschine 20.1 und Messungen der zweiten Maschine 20.2 ermitteln.

Der erwähnte Vergleichsprozess wird im Folgenden näher erläutert. In 2A ist schematisch angedeutet, dass sowohl die Messmaschine 20.1 als auch die Messmaschine 20.2 Werte W1, W2 über eine Kommunikationsverbindung 14.1 bzw. 14.2 an ein Vergleichsmodul 50 liefern. In dem Vergleichsmodul 50 werden die Werte W1, W2 miteinander in Bezug gesetzt, wie im Verfahrensschritt A3.a. beschrieben. Dieses Inbezugsetzen dient dazu, um im Verfahrensschritt A3.b. ermitteln zu können, ob es Abweichungen z. B. zwischen dem Messverhalten der ersten Messmaschine 20.1 und dem Messverhalten der zweiten Messmaschine 20.2 gibt.
Allgemeiner ausgedrückt geht es bei allen Ausführungsformen um das automatische Erkennen von Mess-, Ermittlungs-, Leistungs- oder Verhaltensunterschiede der Messmaschinen 20.1, 20.2. Diese Unterschiede werden hier als Ergebnisunterschiede bezeichnet.
Beim Ermitteln von Ergebnisunterschieden geht es nicht um den Vergleich von Messwerten, die z. B. von der ersten Messmaschine 20.1 an einem ersten Gleichteil und von der zweiten Messmaschine 20.2 an einem zweiten Gleichteil ermittelt wurden. Es geht vielmehr um übergeordnete Information, wie z. B. Angaben zum Ausschuss (z. B. eine Ausschussquote oder -rate) oder statistische Angaben (z. B. Maximum einer Gaussverteilung über alle gemessenen Gleichteile).
Im Beispiel der 2A kann der Wert W1 z. B. anzeigen, dass es bei fünf Werkstücken 4 einen Ausschuss von drei Werkstücken 4 gab. Das entspricht einem Ausschuss von 60%. Im Beispiel der 2A würde der Wert W2 anzeigen, dass es bei fünf Werkstücken 4 einen Ausschuss von einem Werkstück 4 gab. Das entspricht einem Ausschuss von 20%. Das Vergleichsmodul 50 ist so implementiert, dass die beiden Werte W1, W2 zum Beispiel im Rahmen des Vergleichsprozesses in Bezug gesetzt werden. Im vorliegenden Fall weichen die beiden Werte W1 und W2 deutlich voneinander ab, d. h. die Messmaschinen 20.1, 20.2 zeigen deutliche Ergebnisunterschiede. In diesem Fall kann das Vergleichsmodul 50 z. B. eine Ausgabe tätigen, die hier mit AUS bezeichnet ist. Diese Ausgabe AUS kann z. B. an ein übergeordnetes System (z. B. an eine Prozess- oder Fabrikationssteuerung) übergeben werden.
Bei der Gesamtvorrichtung 200 der 2A kann nun die Aussage getroffen werden, dass die obere Handhabungsgruppe (Vorrichtung 100.1) einen deutlich höheren Ausschuss hat als die untere Handhabungsgruppe (Vorrichtung 100.2). Ob dies z. B. an der Messmaschine 20.1 oder an der Maschine 10.1 liegt, kann ohne weitere Auswertung nicht gesagt werden.
Anhand der Konstellation der 2B wird nun ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemässen Umsetzung erklärt. In 2B weist die Gesamtvorrichtung 200 keine direkte Zuordnung zwischen den drei Maschinen 10.1, 10.2, 10.3 und den beiden Messmaschinen 20.1, 20.2 auf. Die drei Maschinen 10.1, 10.2, 10.3 produzieren/bearbeiten die Werkstücke 4 und übergeben sie an ein Zwischenlager 15. Die Übergabe an das Zwischenlager 15 erfolgt hier entlang sogenannter Handhabungswege 16 (z. B. unter Einsatz von Robotern oder Fördersystemen). Den beiden Messmaschinen 20.1, 20.2 werden die Gleichteile 4 übergeben, wie anhand der Handhabungswege 17 (z. B. unter Einsatz von Robotern oder Fördersystemen) dargestellt.
Bei einer Konstellation nach 2B gibt es zwei Möglichkeiten. Die Gleichteile 4 können nicht mehr den Maschinen 10.1, 10.2, 10.3 zugeordnet werden oder sie können aufgrund von Kennzeichnungen den Maschinen 10.1, 10.2, 10.3 zugeordnet werden. Bei dem ersten Ansatz ist auch davon auszugehen, dass die Zuordnung der Gleichteile 4 zu den Messmaschinen 20.1, 20.2 zufällig ist, da in Abhängigkeit von freien Kapazitäten an der Messmaschine 20.1 und 20.2 die Gleichteile 4 willkürlich aus dem Zwischenlager 15 den Maschinen 10.1, 10.2, 10.3 zugeteilt werden. Falls hingegen eine Zuordnung aufgrund einer Kennzeichnung der Gleichteile 4 vorgenommen wird, können konkretere Aussagen getroffen werden.
Der erwähnte Vergleichsprozess wird im Folgenden näher erläutert. In 2B ist schematisch angedeutet, dass sowohl die Messmaschine 20.1 als auch die Messmaschine 20.2 Werte W1, W2 über eine Kommunikationsverbindung 14.1 bzw. 14.2 an ein Vergleichsmodul 50 liefern. In dem Vergleichsmodul 50 werden die Werte W1, W2 miteinander in Bezug gesetzt, wie im Verfahrensschritt A3.a. beschrieben. Dieses Inbezugsetzen dient dazu, um im Verfahrensschritt A3.b. ermitteln zu können, ob es Abweichungen z. B. zwischen dem Messverhalten der ersten Messmaschine 20.1 und dem Messverhalten der zweiten Messmaschine 20.2 gibt.
Im Beispiel der 2B kann der Wert W1 z. B. anzeigen, dass es bei fünf Werkstücken 4 einen Ausschuss von drei Werkstücken 4 gab. Das entspricht einem Ausschuss von 60%. Im Beispiel der 2B würde der Wert W2 anzeigen, dass es bei fünf Werkstücken 4 einen Ausschuss von einem Werkstück 4 gab. Das entspricht einem Ausschuss von 20%. Das Vergleichsmodul 50 ist so implementiert, dass die beiden Werte W1, W2 zum Beispiel im Rahmen des Vergleichsprozesses in Bezug gesetzt werden. Auch im vorliegenden Fall weichen die beiden Werte W1 und W2 deutlich voneinander ab, d. h. die Messmaschinen 20.1, 20.2 zeigen deutliche Ergebnisunterschiede. In diesem Fall kann das Vergleichsmodul 50 z. B. eine Ausgabe tätigen, die hier mit AUS bezeichnet ist. Diese Ausgabe AUS kann z. B. an ein anderes System (z. B. an einen Zentralrechner) oder einen anderen Prozess der Gesamtvorrichtung 200 übergeben werden.
Bei der Gesamtvorrichtung 200 der 2B kann nun die Aussage getroffen werden, dass die obere Messmaschine 20.1 einen deutlich höheren Ausschuss hat als die untere Messmaschine 20.2.
Vorzugsweise ist in dem Vergleichsmodul 50 bei allen Ausführungsformen der Erfindung ein regelbasierter Entscheidungsprozess 60 implementiert (in Hardware und/oder Software). Im Falle des schematischen Beispiels der 2A, 2B könnte der Entscheidungsprozess 60 so aussehen, wie in 3 und 4 anhand einfacher Flussdiagramme dargestellt.
Der Entscheidungsprozess 60 kann z. B. dann ausgelöst werden, wenn zwei korrespondierende Werte W1, W2 über die Leitungen 14.1, 14.2 zur Verfügung gestellt werden. In einem Initialisierungsschritt S0 können alte Parameter auf null gesetzt werden. Hier wird AUS = 0 gesetzt. In einem ersten Schritt S1 wird verglichen, ob sich die Werte W1 und W2 überhaupt unterscheiden. Falls beide Werte identisch sind (d. h. falls W1 = W2), dann verzweigt der Entscheidungsprozess 60 nach links und es wird der Schritt S2 ausgeführt. Im Schritt S2 kann z. B. die Ausgabe AUS auf AUS = 0 gesetzt werden. Eine Ausgabe AUS = 0 kann für andere Systeme/Prozesse der Gesamtvorrichtung 200 z. B. so interpretiert werden, dass alles in Ordnung ist (der Ausschuss beider Handhabungsgruppen ist gleich gross). Falls im Schritt S1 festgestellt wird, dass sich W1 von W2 unterscheidet, dann kann im Schritt S3 ein Unterprozess bzw. ein Submodul M1 zum Einsatz kommen.
Beispielhafte Details zu einem Unterprozess oder Submodul M1 sind in 4 gezeigt. In einem Initialisierungsschritt S4 können alle Parameter auf null gesetzt werden. Hier wird SW = 0 gesetzt. SW ist ein Schwellenwert. Es kann in einem Schritt S5 der momentan zur Anwendung kommende Schwellenwert SW aus einem Speicher entnommen werden. Dieser Schwellenwert SW dient dazu den Entscheidungsprozess 60 unempfindlich zu machen gegenüber normalen, systembedingten Schwankungen. Im gezeigten Beispiel wird der Schwellenwert SW = 10 vorgegeben. Im Schritt S6 wird nun ermittelt, ob der Betrag der Differenz von W1 und W2 grösser oder gleich ist wie der Schwellenwert SW. Falls sich die beiden Werte W1, W2 nur geringfügig unterscheiden, so verzweigt der Entscheidungsprozess 60 nach links und es wird der Schritt S7 ausgeführt. Im Schritt S7 kann z. B. die Ausgabe AUS auf AUS = 0 gesetzt werden (wie im Schritt S2). Andernfalls folgt der Schritt S8, der hier dazu führt, dass die Ausgabe AUS auf den Wert eins gesetzt wird. Eine Ausgabe AUS = 1 kann für andere Systeme/Prozesse der Gesamtvorrichtung 200 z. B. so interpretiert werden, dass ein Zustand aufgetreten ist, der (Gegen-)Massnahmen erfordert bzw. eine Reaktion auslöst. Falls AUS = 1 liegen sogenannte Ergebnisunterschiede vor.
Vorzugsweise wird der Vergleichsprozess bei allen Ausführungsformen so durchgeführt, dass nicht nur Ergebnisunterschiede detektiert werden, sondern dass das Vorliegen eines Ergebnisunterschieds auch einer der Maschinen 20.1 oder 20.2 zugeordnet wird. Im genannten Beispiel könnten in einem Unterprozess oder Submodul z. B. ermittelt werden, ob der Wert W1 betragsmässig grösser ist als der Wert W2.
In 2A ist links angedeutet, dass das Vergleichsmodul 50 z. B. kommunikationstechnisch mit einem anderen System oder Prozess der Gesamtvorrichtung 200 verbunden sein kann, um als Reaktion z. B. (Gegen-)Massnahmen auslösen oder ausführen zu können, falls die Ausgabe AUS = 1 lautet. Im Falle der 2B kann die Ausgabe AUS = 1 z. B. an ein Master-System übergeben werden, um als Reaktion z. B. (Gegen-)Massnahmen auszulösen oder auszuführen. Diese Ausführungen sind nur als Beispiele zu verstehen.
Im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Beispielen wurde ein Ausgabesignal AUS gewählt, das nur die beiden Zustände null oder eins annehmen kann. Dieses Beispiel ist nicht als Einschränkung zu verstehen. Die Ausgabe AUS, die zum Beispiel von dem Vergleichsmodul 50 und/oder dem Vergleichsprozess ausgegeben wird, kann auch deutlich komplexer sein.
Es gibt zahlreiche Möglichkeiten den Entscheidungsprozess 60 zu gestalten. Vorzugsweise kommt bei allen Ausführungsformen ein regelbasierter Entscheidungsprozess 60 zum Einsatz. Die Regeln eines solchen regelbasierten Entscheidungsprozesses 60 können vorgegeben sein, oder sie können bei Bedarf anpassbar sein. Die Anpassung der Regeln kann sich bei allen Ausführungsformen der Erfindung auf das Festlegen von Parametern beschränken (so kann der Nutzer z. B. den Schwellenwert SW festlegen), oder es kann eine Software bereitgestellt werden, die es dem Nutzer ermöglicht die Regeln anzupassen oder eigene Regeln zu definieren. Es kann bei allen Ausführungsformen auch eine Bibliothek mit Regeln bereitgestellt werden, die es dem Nutzer ermöglicht vordefinierte Entscheidungsprozesse 60 auszuwählen und zum Einsatz zu bringen.
Der Entscheidungsprozess 60, wie er beispielhaft in 3 und 4 gezeigt ist, kann auch deutlich komplexer ausgelegt sein. Das hängt jedoch sehr vom Anforderungsprofil des Maschinennutzers ab. Im Folgenden werden einige Beispiele beschrieben, die bei allen Ausführungsformen entsprechend implementiert sein können.
Falls es z. B. darauf ankommt eine verzahnungsmessende Maschine 20 (z. B. die Maschine 20.1 in 2B, da diese Maschine 20.1 zu viel Ausschuss produziert) temporär aus der Produktion zu nehmen, wenn diese einen zu großen Ausschuss ergibt, so kann das Vergleichsmodul 50 oder der Vergleichsprozess entweder einen Vergleich mit einem absoluten Festwert durchführen, der vorgegeben ist oder wird. z. B. kann die Frage in Schritt S6 lauten: Ist W1 > 5% oder ist W2 > 5%, dann Auslösen des aus dem Verkehr Nehmens der entsprechenden Messmaschine 20.1 oder 20.2. Oder es kann ein relativer Vergleich durchgeführt werden, wie im Zusammenhang mit den 3 und 4 beschrieben. Ein solcher relativer Vergleich mehrerer typgleicher Messmaschinen 20.1, 20.2 hat den Vorteil, dass er weniger strikt ist. Es kann z. B. vorkommen, dass aufgrund von Umgebungsbedingungen (z. B. aufgrund hoher Luftfeuchtigkeit) alle verzahnungsmessenden Maschinen 20.1, 20.2 einen etwas höheren Ausschuss zeigen als üblich. In diesem Fall können die Produktion und das Messen (Schritte A1 und A2) fortgesetzt werden, da man aus der Erfahrung weiß, dass dieses Messverhalten normal ist.
Falls man statische Auswertungen durchführen möchte (z. B. zum Erstellen von Wahrscheinlichkeitsnetzen, zum Darstellen von Messfunktionen oder Histogrammen), so kann bei allen Ausführungsformen jede verzahnungsmessende Maschine 20.1 und 20.2 individuell rechnerische Auswertungen vornehmen und/oder es können rechnerische Auswertungen z. B. durch ein übergeordnetes Modul oder durch ein übergeordnetes System/Prozess durchgeführt werden. Das Ergebnis dieser rechnerischen Auswertungen kann wiederum (ähnlich wie in 2A gezeigt) dem Vergleichsmodul 50 zugeführt werden. In diesem Fall handelt es sich jedoch um sogenannte Metadaten, die in Bezug gesetzt und verglichen werden. Der Wert W1 kann z. B. das Wertepaar des Maximalwerts einer Gaussverteilung der Messmaschine 20.1 darstellen und der Wert W2 kann z. B. das Wertepaar des Maximalwerts einer Gaussverteilung der Messmaschine 20.2 darstellen. In diesem Fall würden dann z. B. diese beiden Wertepaare miteinander in Bezug gesetzt. Die Frage in Schritt S6 kann nun z. B. wie folgt lauten: Ist W1 = 28 Mikroradian ± 1 Mikroradian und ist W2 = 28 Mikroradian ± 1 Mikroradian, dann gilt AUS = 0. Es wird hier im Rahmen des regelbasierter Entscheidungsprozesses 60 ermittelt, ob das Maximum der Gausskurven der Messmaschinen 20.1, 20.2 in einem Bereich zwischen 27 Mikroradian und 29 Mikroradian liegen. Hier geht es also um eine absolute Beurteilung. Zusätzlich kann z. B. auch ein relativer Vergleich der beiden Maxima der Gausskurven der Messmaschinen 20.1, 20.2 durchgeführt werden.
Das Ausführungsbeispiel der 2A bezieht sich auf eine Gesamtanordnung 200, bei der jeweils eine Bearbeitungsmaschine mit einer verzahnungsmessenden Maschine eine Handhabungsgruppe bildet. Hier arbeiten die Bearbeitungsmaschine 10.1 mit der verzahnungsmessenden Maschine 20.1 und die Bearbeitungsmaschine 10.2 mit der verzahnungsmessenden Maschine 20.2 Hand in Hand. Falls der Vergleichsprozess 60 ergibt, dass die Handhabungsgruppe 10.1, 20.1 (Vorrichtung 100.1) einen höheren Ausschuss produziert als die Handhabungsgruppe 10.2, 20.2 (Vorrichtung 100.2), so kann man z. B. auf ein Problem der ersten Handhabungsgruppe 10.1, 20.1 (Vorrichtung 100.1) schließen. Um nun eine Aussage treffen zu können, ob die Probleme auf die Bearbeitungsmaschine 10.1 oder auf die verzahnungsmessende Maschine 20.1 zurückzuführen sind, kann z. B. eine genauere Auswertung von Daten ausgelöst werden. Im Rahmen einer genaueren Auswertung kann z. B. einer der folgenden Schritte oder es können mehrere der folgenden Schritte ausgeführt werden:

– Analyse des Temperaturverhaltens der Bearbeitungsmaschine 10.1 und/oder
– Analyse des Vibrationsverhaltens der Bearbeitungsmaschine 10.1 und/oder
– Analyse des Geräuschverhaltens der Bearbeitungsmaschine 10.1 und/oder
– Analyse von Verfärbungen der Werkstücke und/oder Metallspäne der Bearbeitungsmaschine 10.1 und/oder
– Wiederholen der Messung an Werkstücken, die durch eine der verzahnungsmessenden Maschinen (z. B. 20.1) ausgesondert wurden durch dieselbe verzahnungsmessende Maschine (z. B. 20.1) und/oder
– Übergabe von Werkstücken, die durch eine der verzahnungsmessenden Maschinen (z. B. 20.1) ausgesondert wurden, an eine andere verzahnungsmessende Maschine (z. B. 20.2), um Vergleichsmessungen an diesen Werkstücken durchführen zu können.

Bei den verzahnungsmessenden Maschinen 20 einer Ausführungsform der Erfindung kann es sich zum Beispiel um Testmaschinen für die Ein- oder Zweiflankenwälzprüfung handeln, von denen mehrere nebeneinander am Ende einer Produktionsstrasse (Gesamtanlage 200) angeordnet sind. Bei solchen Testmaschinen zur Ein- oder Zweiflankenwälzprüfung kann es z. B. aufgrund von Einstell- und Aufspannfehlern zu Abweichungen bei den Messergebnissen kommen. Es können sich z. B. Aufspannfehler durch die Abnutzung von Spannvorrichtungen für das Werkstück ergeben. Es können sich auch Unterschiede zwischen einer ersten Messmaschine 20.1 und einer zweiten typgleichen Messmaschine 20.2 ergeben, da diese aus Maschinenelementen zusammengebaut wurden, die sich leicht voneinander unterscheiden. Diese Fehler können, obwohl sie klein sind, spürbare Unterschiede bei dem Akzeptieren oder Zurückweisen von Werkstücken ergeben, wenn man diese über eine grosse Anzahl von zu messenden Gleichteilen betrachtet.

Es kann z. B. dazu kommen, dass einige der Gleichteile ausgesondert werden, obwohl sie eigentlich die Spezifikationen erfüllen. Das führt dazu, dass solche Gleichteile entweder komplett verworfen werden, oder dass sie nachbearbeitet werden, obwohl dies eigentlich nicht notwendig gewesen wäre. Das kann hohen Aufwand und hohe Kosten verursachen. Es kann jedoch auch dazu kommen, dass Gleichteile, die eigentlich aussortiert werden müssten, den abschliessenden Test passieren. Diese Gleichteile, die eigentlich nicht konform sind, werden dann z. B. in ein Getriebe eingebaut. Wenn dieses Getriebe dann Probleme verursacht, so entstehen hohe Kosten weil z. B. Fahrzeuge repariert werden müssen. Bezugszeichen

Rohlinge	1
Fördersystem	2
Tisch	3
Werkstücke/Gleichteile	4
Zufuhrvorrichtung	5
Erste Zufuhrvorrichtung	5.1
zweite Zufuhrvorrichtung	5.2
dritte Zufuhrvorrichtung	5.3
Kommunikationsverbindungen	6, 7
Fertiglager	8
erstes Fertiglager	8.1
zweites Fertiglager	8.2
erster Ausschuss	9.1
zweiter Ausschuss	9.2
(Verzahnungs-)Maschine	10
Erste (Verzahnungs-)Maschine	10.1
zweite (Verzahnungs-)Maschine	10.2
dritte (Verzahnungs-)Maschine	10.3
Türen	11
Sichtfenster	12
kommunikationstechnische Kopplung	13
Erste kommunikationstechnische Kopplung	13.1
zweite kommunikationstechnische Kopplung	13.2
Erste Kommunikationsverbindung	14.1
zweite Kommunikationsverbindung	14.2
Zwischenlager	15
Handhabungswege	16
Handhabungswege	17

Messmaschine/verzahnungsmessende Maschine	20
erstes Messzentrum/Messvorrichtung/Messmaschine	20.1
zweites Messzentrum/Messvorrichtung/Messmaschine	20.2

(Mess-)Steuerung/NC-Steuerung	22
erste (Mess-)Steuerung/NC-Steuerung	22.1
zweite (Mess-)Steuerung/NC-Steuerung	22.2

NC-Steuerung	40
erste NC-Steuerung	40.1
zweite NC-Steuerung	40.2
dritte NC-Steuerung	40.3

Vergleichsmodul	50

Entscheidungsprozess	60

Vorrichtung	100
erste Vorrichtung	100.1
zweite Vorrichtung	100.2
dritte Vorrichtung	100.3
Gesamtvorrichtung	200

Ausgabe	AUS
Unterprozess/Submodul	M1
Numerische Kontrolle	NC
Schritte	S0, S1, S2 usw.
Wert der ersten Menge	W1
Wert der zweiten Menge	W2

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Mehrzahl von Messmaschinen (20.1, 20.2), insbesondere von verzahnungsmessenden Maschinen (20.1, 20.2), wobei es sich um typgleiche Messmaschinen (20.1, 20.2) handelt, die zum Messen von Gleichteilen (4) ausgelegt sind, mit den folgenden Schritten: – Messen einer ersten Menge von Gleichteilen (4) in einer ersten Messmaschine (20.1) der Mehrzahl von Messmaschinen (20.1, 20.2), – Messen einer zweiten Menge von Gleichteilen in einer zweiten Messmaschine (20.2) der Mehrzahl von Messmaschinen (20.1, 20.2), – Durchführen eines Vergleichsprozesses, wobei im Rahmen dieses Vergleichsprozesses, – mindestens ein Wert (W1) der ersten Menge mit mindestens einem entsprechenden Wert (W2) der zweiten Menge in Bezug gesetzt werden, um daraus – Abweichungen zwischen Messungen den ersten Messmaschine (20.1) und Messungen der zweiten Messmaschine (20.2) zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Abweichung zwischen Messungen den ersten Messmaschine (20.1) und Messungen der zweiten Messmaschine (20.2) automatisch eine Reaktion ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Abweichung zwischen Messungen den ersten Messmaschine (20.1) und Messungen der zweiten Messmaschine (20.2) ein Verfahren ausgelöst wird, im Rahmen dessen ein weitergehender Vergleich von Werten der ersten Messmaschine (20.1) mit Werten der zweiten Messmaschine (20.2) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Abweichung zwischen Messungen den ersten Messmaschine (20.1) und Messungen der zweiten Messmaschine (20.2) eine übergeordnete Vorrichtung (50) Einfluss auf die erste Messmaschine (20.1) und/oder Einfluss auf die zweite Messmaschine (20.2) nimmt.
Verfahren nach einem der Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des Vergleichsprozesses ein regelbasierter Entscheidungsprozess (60) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Wert (W1) der ersten Menge und dem entsprechenden Wert (W2) der zweiten Menge um statistische Werte oder Metadaten handelt, die das Messverhalten der ersten Messmaschine (20.1) und der zweiten Messmaschine (20.2) charakterisieren.
Gesamtvorrichtung (200), die mindestens eine erste verzahnungsmessende Maschine (20.1) und eine zweite verzahnungsmessende Maschine (20.2) umfasst und wobei es sich bei den verzahnungsmessenden Maschinen (20.1, 20.2) um typgleiche Messmaschinen (20.1, 20.2) handelt, wobei die erste verzahnungsmessende Maschine (20.1) zum Messen einer ersten Menge von Gleichteilen (4) ausgelegt ist, und wobei die zweite verzahnungsmessende Maschine (20.2) zum Messen einer zweiten Menge von Gleichteilen (4) ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtvorrichtung (200) ein Vergleichsmodul (50) umfasst, das kommunikationstechnisch mit jeder der verzahnungsmessenden Maschinen (20.1, 20.2) verbindbar ist, und das programmiert ist, um im Rahmen eines Vergleichsprozesses, – mindestens einen Wert (W1) der ersten Menge mit mindestens einem entsprechenden Wert (W2) der zweiten Menge in Bezug zu setzen, und – um Abweichungen zwischen Messungen der ersten verzahnungsmessenden Maschine (20.1) und Messungen der zweiten verzahnungsmessenden Maschine (20.2) zu ermitteln.
Gesamtvorrichtung (200) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Vergleichsmodul (50) umfasst, das mit der ersten verzahnungsmessenden Maschine (20.1) und mit der zweiten verzahnungsmessenden Maschine (20.2) in Kommunikationsverbindung steht, wobei der Vergleichsprozess in dem Vergleichsmodul (50) implementiert ist.
Gesamtvorrichtung (200) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste verzahnungsmessende Maschine (20.1) eine erste Steuerung (22.1) und die zweite verzahnungsmessende Maschine (20.2) eine zweite Steuerung (22.2) umfasst, wobei das Vergleichsmodul (50) und/oder der Vergleichsprozess in der ersten Steuerung (22.1) oder in der zweiten Steuerung (22.2) implementiert ist.
Gesamtvorrichtung (200) nach einem der Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichsprozess als regelbasierter Entscheidungsprozess (60) implementiert ist.