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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeugsystem für eine Montageanlage mit anwenderspezifischem Bericht und ein Verfahren für ein Werkzeugsystem einer Montageanlage.
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Bei Montageanlagen, wie Schraubanlagen, Schweißanlagen, usw., kann Fügetechnik zum Einsatz kommen oder können Prozesse stattfinden, die Daten liefern, die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem abbildbar sind (z. B. Schraubtechnik, Schweißtechnik, Nieten etc.). Hier können je nach Bedarf verschiedene Steuerungen Verwendung finden, welche jeweils einen der Prozesse steuern und damit die gerade benötigte Fügetechnik durchführen.
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Bei einem solchen Werkzeugsystem muss sich der Anwender sehr schnell einen Überblick über beim Werkzeugsystem ablaufende Prozesse und damit die Funktionalität des Werkzeugsystems und der Montageanlage verschaffen können, um mögliche Ursachen für Fehler zu eruieren und diese in einer tiefergehenden Analyse zu bestätigen.
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Hierbei bestehen je nach Anwender unterschiedliche Interessen. So benötigt ein Anwender aus dem Management andere Informationen, als der Schraubexperte für die kontinuierliche Prozessoptimierung. Während für den Experten Darstellungen wie das Wahrscheinlichkeitsnetz und Prozesskurven, wie beispielsweise Schraubkurven beim Verschrauben einer Schraube, von Interesse sein können, ist für einen Anwender aus dem Management beispielsweise eher die Rate von Interesse, inwieweit der vom Werkzeugsystem durchgeführte Prozess nicht in Ordnung ist.
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Dies erfordert von dem Werkzeugsystem verschiedenartige Darstellungen, welche alle zusammen auf einer Anzeigeeinrichtung aufgrund von Größe und/oder Übersichtlichkeit schwierig ablesbar sind. Zudem benötigt das Erstellen von Darstellungen, die den spezifischen Anwender nicht interessieren, unnötig Zeit und Ressourcen. Dies wird beim Anwender durch die für ihn wahrnehmbare lange Wartezeit auf die Darstellung nachteilig wahrgenommen.
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Ein weiteres Problem besteht darin, dass manche Anwender den Bericht per Maus-Klick, also in Eigeninitiative, andere Anwender den Bericht jedoch automatisch in regelmäßigen Abständen erhalten wollen.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeugsystem für eine Montageanlage mit anwenderspezifischem Bericht und ein Verfahren für ein Werkzeugsystem einer Montageanlage bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen ein Werkzeugsystem für eine Montageanlage mit anwenderspezifischem Bericht und ein Verfahren für ein Werkzeugsystem einer Montageanlage bereitgestellt werden, bei welchen sich der Anwender sehr einfach und flexibel einen auf seine Bedürfnisse zugeschnittenen Bericht über bei dem Werkzeugsystem ablaufende Prozesse verschaffen kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeugsystem für eine Montageanlage mit anwenderspezifischem Bericht nach Anspruch 1 gelöst. Das Werkzeugsystem hat mindestens eine Werkzeugsteuerung zur Steuerung eines Werkzeugelements zur Behandlung eines Werkstücks, eine Datenbehandlungseinrichtung zur Behandlung von Daten, die von der mindestens einen Werkzeugsteuerung bei einer Behandlung des Werkstücks erzeugt wurden, wobei die Datenbehandlungseinrichtung aufweist: eine Auswahlbereitstelleinheit zum Bereitstellen einer Auswahlmöglichkeit für den Anwender, welche Daten in Bezug auf die Daten und in welcher Form die Daten dem Anwender präsentiert werden sollen, und eine Berichtbereitstelleinheit zum Bereitstellen der vom Anwender über die Auswahlmöglichkeit ausgewählten Daten zur Anzeige der ausgewählten Daten in der von dem Anwender über die Auswahlmöglichkeit ausgewählten Form.
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Bei dem beschriebenen Werkzeugsystem kann sich der Anwender sehr einfach und flexibel einen auf seine Bedürfnisse zugeschnittenen Bericht über bei dem Werkzeugsystem ablaufende Prozesse verschaffen. Dadurch kann sich jeder Anwender des Werkzeugsystems je nach dem derzeit vorhandenen Interesse sehr schnell einen Überblick in der gewünschten Art und Weise über beim Werkzeugsystem ablaufende Prozesse und damit die Funktionalität des Werkzeugsystems und der Montageanlage verschaffen. Als Folge davon kann der Anwender mögliche Ursachen für Fehler einfach eruieren und diese in einer tiefergehenden Analyse bestätigen.
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Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Werkzeugsystems sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren für ein Werkzeugsystem einer Montageanlage nach Anspruch 10 gelöst.
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Das Verfahren erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf das Werkzeugsystem genannt sind.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Montageanlage mit einem Werkzeugsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 eine Ansicht einer Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung des Werkzeugsystems;
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3 eine weitere Ansicht einer Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung des Werkzeugsystems;
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4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens für ein Werkzeugsystem einer Montageanlage gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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5 ein Flussdiagramm einer Routine des Verfahrens von 4; und
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6 ein stark vereinfachtes schematisches Schaubild von Prozessdaten, die in dem Werkzeugsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel versendet werden.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Werkzeugsystem 1, das bei einer Montageanlage 100 zum Einsatz kommt. Die Montageanlage 100 kann beispielsweise eine Fertigungslinie für ein Fahrzeug, ein elektronisches Gerät, Möbel, usw. sein. Die Montageanlage 100 kann jedoch zusätzlich oder alternativ auch als mehrere einzelne Montagestationen ausgestaltet sein.
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Mit dem Werkzeugsystem 1 können Werkstücke 8 mit Hilfe einer Produktionssteuerung 10 und Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 bearbeitet werden. Hierfür steuern die Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 jeweils ein Werkzeugelement 111, 121, 131, 141 an. Die Produktionssteuerung 10 ist den Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 übergeordnet und steuert die Koordination der Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 im Produktionsablauf oder Montageablauf in der Montageanlage 100.
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Neben den Steuerungen 10 bis 14 hat das Werkzeugsystem 1 eine erste Datenbehandlungseinrichtung 20, eine erste Datenbank 21, eine zweite Datenbank 22, eine zweite Datenbehandlungseinrichtung 30, die eine Auswahlbereitstelleinheit 31 und eine Berichtbereitstelleinheit 32 aufweist, Verbindungen zu Web-Anwendungen, wie einer als herkömmlicher Computerbildschirm ausgeführten Web-Anzeigeeinrichtung 35, einer als Tablet-PC (PC = Personalcomputer) ausgeführten Web-Anzeigeeinrichtung 36 und einer als Mobiltelefon ausgeführten Web-Anzeigeeinrichtung 37, ein bereits existierendes Qualitätsmanagementsystem 40, ein bereits existierendes Prozessdatencockpit 50, das als Anzeigeeinrichtung ausgeführt sein kann, eine erste Firewall 70, und eine zweite Firewall 80. Die Web-Anzeigeeinrichtungen 35, 36, 37 sind mit dem Werkzeugsystem 1 jeweils über das Internet verbunden.
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Hierbei sind die Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 und die Werkzeugelemente 111, 121, 131, 141 in der Montageanlage 100 angeordnet, welche durch die erste Firewall 70 von einer Schutzzone 200 getrennt sind. Der Schutzzone 200 sind die erste Datenbehandlungseinrichtung 20 sowie die erste und zweite Datenbank 21, 22 zugeordnet. Die Schutzzone 200 ist durch die zweite Firewall 80 von einem Büro- oder Office-Intranet 300 getrennt. Dem Office-Intranet 300 ist die zweite Datenbehandlungseinrichtung 20 zugeordnet. In dem Office-Intranet 300 können Anwender in einem der Montageanlage 100 zugeordneten Büro auf die Daten 112, 113, 122, 123, 132, 133, 142, 143 der Montageanlage 100 zugreifen.
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Im Betrieb sendet die Werkzeugsteuerung 11, nachdem mit dem Werkzeugelement 111 eines oder mehrere der Werkstücke 8 bearbeitet worden ist/sind, Prozessdaten 112, wie einzelne Messdaten oder Messdaten in Kurvenform, usw., an die erste Datenbehandlungseinrichtung 20. Zudem sendet die Werkzeugsteuerung 11 dann oder zumindest teilweise gleichzeitig auch Qualitätsdaten 113 an die zweite Datenbank 22. Die Qualitätsdaten 113 können auch von den Prozessdaten 112 umfasst sein, und so zusammen mit den Prozessdaten 112 an die erste Datenbehandlungseinrichtung 20 gesendet werden. Die erste Datenbehandlungseinrichtung 20 nimmt die Prozessdaten 112 entgegen und speichert sie an der richtigen Stelle in der ersten Datenbank 21. Die Qualitätsdaten 113 werden in der zweiten Datenbank 22 gespeichert.
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Der Betrieb der Werkzeugsteuerungen 12, 13, 14 funktioniert analog zu dem zuvor beschriebenen Betrieb der Werkzeugsteuerung 11, so dass auch die Prozessdaten 122, 132, 142 an die erste Datenbehandlungseinrichtung 20 gesendet werden, von der ersten Datenbehandlungseinrichtung 20 entgegengenommen und an der richtigen Stelle in der ersten Datenbank 21 gespeichert werden und die Qualitätsdaten 123, 133, 143 in der zweiten Datenbank 22 gespeichert werden.
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Die Auswahlbereitstelleinheit 31 und die Berichtbereitstelleinheit 32 der Datenbehandlungseinrichtung 30 sind vorgesehen, um einen anwenderspezifischen Bericht über die Prozessabläufe beim Werkzeugsystem 1 erzeugen zu können. Zwei Beispiele für anwenderspezifische Berichte sind in 2 und 3 gezeigt, auch wenn vielfältige andere Formen für anwenderspezifische Berichte denkbar sind, wie nachfolgend zusätzlich angegeben. Beispielsweise können die Berichte auch zunächst nur in einer Datei gespeichert und/oder über einen Drucker ausgegeben werden.
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2 zeigt als Beispiel die Anzeigeeinrichtung 35, welche als Bericht einen Strahl 320 anzeigt, in welchem in einer Reihe unmittelbar nebeneinander Informationen 321, 322 zu den Qualitätsdaten 113 der Werkzeugsteuerung 11 für nacheinander durchgeführte gleichartige Prozesse angeordnet sind. In 2 sind alle Informationen 321, 322 jeweils als ein Balken mit gleicher Höhe und Breite dargestellt. Hierbei stehen die Informationen 321 für einen Prozess, dessen Qualität in Ordnung ist. Dagegen stehen die Informationen 322 für einen Prozess, dessen Qualität nicht in Ordnung ist. Der Prozess ist immer der gleiche Prozess, wie beispielsweise die Verschraubung einer Schraube in zwei verschieden dicken Werkstücken 8 mit der Werkzeugsteuerung 11.
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In 2 sind die Informationen 321 vorzugsweise als dunkle Balken dargestellt, wohingegen die Informationen 322 als helle Balken dargestellt sind. Selbstverständlich kann die Darstellung auch in anderer farblicher Gestaltung erfolgen, beispielsweise als rot/grün, gelb/blau, schwarz/grau, schraffiert/unschraffiert, gepunktet/ungepunktet, usw. oder Kombinationen davon. Der Übersichtlichkeit halber sind in 2 nur einige der Informationen 322 mit einem Bezugszeichen versehen.
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Außerdem stehen die Informationen 322 auf der linken Seite in 2 für Informationen, welche zu Qualitätsdaten 113 gehören, die zuletzt aufgenommen wurden. Die Informationen 322 auf der rechten Seite in 2 stehen dagegen für Informationen, welche zu Qualitätsdaten 113 gehören, die zuvor aufgenommen wurden. Wird nun mit der Werkzeugsteuerung 11 eine weiterer Prozess, wie die Verschraubung einer Schraube in zwei verschieden dicken Werkstücken 8 durchgeführt, so werden die Informationen 321 oder 322 zu den dadurch mit der Werkzeugsteuerung 11 erzeugten Qualitätsdaten 113 auf der linken Seite in 2 an den Strahl 320 angefügt. Da der Strahl 320 nur eine vorbestimmte maximale Zahl an vorbestimmten Informationen 321, 322 aufweist, wird die bisherige letzte Information 322 auf der rechten Seite in 2 nicht mehr angezeigt bzw. aus dem Strahl 320 entfernt. Somit laufen die Informationen 321, 322 zu den einzelnen Prozessen der Werkzeugsteuerung 11 durch den Strahl durch. Der Strahl 320 funktioniert also wie ein beidseitig offenes Rohr an dessen einen Ende Balken eingefügt werden, was zur Folge hat, dass an dessen anderem Ende Balken herausfallen. Somit findet eine ständige Aktualisierung der Informationen 321, 322 statt, wodurch der Anwender immer auf dem aktuellen Stand ist.
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Die vorbestimmte maximale Zahl an vorbestimmten Informationen 321, 322 kann für einen Schraubprozess hundert sein. Da speziell im Umfeld der Schraubtechnik in 100er Einheiten gedacht wird, bildet ein 100er-Strahl in der Schraubtechnik ein wichtiges Instrument für den Anwender, um einen Eindruck der aktuellen Fehlerraten und deren Verteilung zu bekommen. Durch die Verteilung der OK- und NOK-Verschraubungen kann der Anwender Problemmuster sehr schnell erkennen, z. B. schlechte Schraubencharge – erkennbar durch plötzliches Auftreten mehrerer aufeinander folgender NOK-Verschraubungen nach zuvor OK-Verschraubungen. Es ist jedoch für jeden Prozess auch jede andere vorbestimmte maximale Zahl denkbar.
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Der Strahl 320 ist eine grafische Darstellungsform von aktuellen Produktionsdaten einer Spindel als Werkzeugelement 111. Fährt der Anwender mit der Maus über den Strahl 320, bekommt er zusätzliche Daten zu jedem einzelnen Prozess, beispielsweise jeder einzelnen Verschraubung, angezeigt, was ihn bei der Auswahl relevanter Analysedaten unterstützt.
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Die Datenbehandlungseinrichtung 30 ist entsprechend ausgestaltet, die Qualitätsdaten 113, 123, 133, 143 von mindestens zwei mit derselben Werkzeugsteuerung 11 bis 14 nacheinander ausgeführten gleichartigen Behandlungen mindestens einen Werkstücks 8 derart an die Anzeigeeinrichtung 35 und/oder das Prozessdatencockpit 50 zu senden, dass die Informationen 321, 322 auf der Anzeigeeinrichtung gemäß 2 angezeigt werden.
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Somit werden in dem Strahl 320 immer die zuletzt von derselben Werkzeugsteuerung 11 bis 14 erzeugten Informationen 321, 322 der Daten 113, 123, 133, 143 angezeigt.
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Alternativ zu der permanenten Anzeige gemäß 2 ist es auch möglich, dass der Bericht gemäß 2 jeweils nur nach Beendigung einer vorbestimmten Anzahl von Prozessen für eine vorbestimmte Zeitdauer angezeigt und/oder als Bericht, beispielsweise in der Datenbank 21, gespeichert wird. Bei Schraubprozessen kann dies beispielsweise nach 100 Schraubprozessen mit dem Werkzeugelement 111 sein. Es ist jedoch für alle Fügeprozesse auch jede beliebige andere vorbestimmte Anzahl möglich.
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3 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung 35 als anwenderspezifischen Bericht. In diesem Fall hat der Anwender ausgewählt, dass er die Prozessdaten 112 eines Prozesses, der von beispielsweise der Werkzeugsteuerung 11 mit dem Werkzeugelement 111 durchgeführt wird, als Kurven oder Graphen in einem zweidimensionalen Koordinatensystem angezeigt bekommen möchte. Die Darstellung gemäß 3 ist beispielsweise eine Berichtsanzeige, die für einen Experten bei der Wartung des Werkzeugsystems 1 interessant ist.
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Bei der Anzeige von 3 ist es auch möglich, dass die Anzeige jeweils nach Beendigung eines Prozesses als Bericht angezeigt und/oder als Bericht, beispielsweise in der Datenbank 21, gespeichert wird. Alternativ kann die Anzeige von 3 auch permanent fortlaufend als Bericht angezeigt werden. Es ist auch eine Anzeige nur für eine bestimmte Zeitspanne möglich, beispielsweise eine Woche, drei Stunden, und Ähnliches. Außerdem ist es möglich, den Tag mit Datum und die Zeit für den Startpunkt und den Endpunkt einzugeben.
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Die gewünschte Form der Anzeige, wie anstelle der Darstellung in 2 oder 3 beispielsweise auch als Balkendiagramm in einem zwei- oder mehrdimensionalen Koordinatensystem, als werkzeugelementübergreifender Bericht, also ein Bericht zu mindestens zwei Werkzeugelementen 111, 121, 131, 141 als werksübergreifender Bericht, also ein Bericht zu mindestens zwei Werkzeugsystemen 1, usw. kann der Anwender mittels einer von der Auswahlbereitstelleinheit 31 bereitgestellten Auswahlmöglichkeit treffen. Die Form kann insbesondere auch ein Wahrscheinlichkeitsnetz und/oder eine Messwertverteilungsrate und/oder eine Einzelwertkarte und/oder eine Wertetabelle und/oder ein Boxplot usw. sein, für welche auch die Größenordnung oder die Genauigkeit der Darstellung oder der Zoom angegeben werden kann.
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Die Auswahlmöglichkeit für Inhalt und Form des Berichts kann dem Anwender als Liste oder in einer anderen geeigneten Form bereitgestellt werden. Zusätzlich kann der Anwender dem von ihm durch seine Auswahl erstellten Bericht einen von ihm gewünschten Namen zuweisen.
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Die vom Anwender ausgewählten Berichtsdaten 311 für den Bericht gemäß 2 oder 3 oder gemäß einer der vorgenannten Formen werden dann von der Berichtbereitstelleinheit 32 in der vom Anwender ausgewählten Form für beispielsweise die Anzeigeeinrichtung 35 und/oder eine andere der Anzeigeeinrichtungen 36, 37 und/oder das Prozessdatencockpit 50 und/oder die Datenbank 21 oder eine weitere Speichereinrichtung bereitgestellt.
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Der Anwender kann seine Berichte in Inhalt (Berichtsdaten 311) und Form (Anzeigeart, Zusendezyklus oder Bereitstellzyklus) also selbst definieren. Dadurch kann der Anwender bestimmen, welche Inhalte er mit welchen zeitlichen Abständen bereit gestellt bekommen möchte. Hierbei kann es auch sein, dass der Anwender entweder per Klick, laufend oder in regelmäßigen Abständen Berichte erhalten möchte, die Informationen bzgl. des System- bzw. Anlagenzustands und der Prozessgüte enthalten.
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Durch die automatische Generierung und Zusendung der Berichte spart der Anwender viel Zeit, im Vergleich zur regelmäßigen händischen Erstellung entsprechender Übersichten als Berichte. Welche Daten der Bericht beinhalten soll, beispielsweise nur Daten von einem Werkzeugelement, Daten von einer gesamten Linie der Montageanlage, Daten von dem gesamten Werk, usw., kann ebenfalls definiert werden. Dabei kann der Anwender die Inhalte den Bedürfnissen seiner Rolle (Management, Lager, Experte) in Bezug auf die Montageanlage anpassen, wie zuvor beschrieben.
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Wie in 4 veranschaulicht, stellt bei einem Verfahren für das Werkzeugsystem 1 nach dem Start des Verfahrens bei einem Schritt S01 stellt die Datenbehandlungseinrichtung 30 mit Hilfe der Auswahlbereitstelleinheit 31 für den Anwender eine Auswahlmöglichkeit für die Art oder Inhalt und Form der Daten bereit, die der Anwender als Bericht erhalten möchte. Die Auswahlmöglichkeit kann als Diagramm oder Abfragen auf einer oder mehreren der Anzeigeeinrichtungen 35, 36, 37 angezeigt werden. Danach geht der Fluss zu einem Schritt S02 weiter.
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Bei dem Schritt S02 wählt der Anwender aus den Daten 112, 122, 132, 142, 113, 123, 133, 143 die Berichtsdaten 311 aus, die er als Bericht präsentiert bekommen möchte. Außerdem wählt er die Form aus, wie er die Berichtsdaten 311 als Bericht präsentiert bekommen möchte. Nach Abschluss der Auswahl durch den Anwender geht der Fluss zu einem Schritt S03 weiter.
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Bei dem Schritt S03 kann eine Routine zum Normalbetrieb des Werkzeugsystems 1 gestartet werden. Die Routine ist in 5 näher veranschaulicht. Nach Beendigung der Routine ist das Verfahren beendet.
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Wie in 5 veranschaulicht, wird nach dem Start der Routine von Schritt S04 aus 4 bei einem Schritt S1 mit einer der Werkzeugsteuerungen 11 bis 14 das jeweils zugehörige Werkzeugelement 111, 121, 131, 141 zur Behandlung mindestens eines der Werkstücke 8 angesteuert. Danach geht der Fluss zu einem Schritt S2 weiter.
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Bei dem Schritt S2 werden die bei der Behandlung des oder der Werkstücke 8 erzeugten Prozessdaten 112, 122, 132, 142 von der betroffenen Werkzeugsteuerung 11 bis 14 an die erste Datenbehandlungseinrichtung 20 gesendet, wie zuvor beschrieben. Danach geht der Fluss zu einem Schritt S3 weiter.
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Bei dem Schritt S3 werden die aufgrund der Behandlung des oder der Werkstücke 8 erzeugten Qualitätsdaten 112, 122, 132, 142 von der betroffenen Werkzeugsteuerung 11 bis 14 an die zweite Datenbank 22 gesendet, wie zuvor beschrieben. Danach geht der Fluss zu einem Schritt S4 weiter.
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Bei dem Schritt S4 werden die von der Werkzeugsteuerung 11 bis 14 bei der Behandlung des oder der Werkstücke 8 erzeugten Prozessdaten 112, 122, 132, 142 von der ersten Datenbehandlungseinrichtung 20 entgegengenommen. Danach geht der Fluss zu einem Schritt S5 weiter.
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Bei dem Schritt S5 veranlasst die erste Datenbehandlungseinrichtung 20, dass die Prozessdaten 112, 122, 132, 142 in der ersten Datenbank 21 gespeichert werden, woraufhin die Prozessdaten 112, 122, 132, 142 in der ersten Datenbank 21 gespeichert werden. Danach geht der Fluss zu einem Schritt S6 weiter.
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Bei dem Schritt S6 verarbeitet die zweite Datenbehandlungseinrichtung 30 die Prozessdaten 112, 122, 132, 142. Hierfür greift die zweite Datenbehandlungseinrichtung 30 auf die erste oder zweite Datenbank 21, 22 zu und analysiert anschließend die Daten 112, 113, 122, 123, 132, 133, 142, 143 in Bezug auf die vom Benutzer ausgewählten Berichtsdaten 311 so dass die Berichtsdaten 311 auf einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise der Web-Anzeigeeinrichtung 35 angezeigt werden können, wie beispielsweise in 2 oder 3 gezeigt. Danach geht der Fluss zu dem Schritt S1 zurück, so dass das Verfahren für dieselbe oder eine andere Werkzugsteuerung 11, 12, 13, 14 gestartet werden kann, wie zuvor beschrieben.
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Bei dem Verfahren kann der Schritt S3 alternativ auch vor oder zumindest teilweise zeitgleich mit dem Schritt S2 ausgeführt werden. Zudem kann das Verfahren für mehrere Werkzugsteuerungen 11, 12, 13, 14 zumindest teilweise parallel ablaufen. In dem letzteren Fall würde das Verfahren von einer der Werkzugsteuerungen 11, 12, 13, 14 ausgeführt.
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Durch die zuvor beschriebene Architektur des Werkzeugsystems 1 wird, neben der Erstellung des anwenderspezifischen Berichts, zum einen die Unabhängigkeit von bestehenden IT-Infrastrukturen (z. B. Qualitätsdatenbank) erreicht und weitere prozessrelevante Daten für Überwachung (Monitoring) und Analysen gespeichert. Außerdem ist die mit dem Werkzeugsystem 1 realisierte Lösung durch die offene Schnittstelle zu allen Steuerungen 10 bis 14 kompatibel, die das offene Protokoll unterstützen.
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Durch diesen architektonischen Aufbau des Werkzeugsystems 1 können die durch die Firewalls 70, 80 geschützten Zonen für die Montageanlage 100, Schutzzone 200 und Office-Intranet 300 sicher überbrückt werden, wie zuvor beschrieben. Dadurch kann vom Niveau des Anwenders (Office-Level) in dem Office-Intranet 300 auf Daten aus der Herstellung oder Produktion, nämlich die Prozessdaten 112, 122, 132, 142, auf sichere Art und Weise zugegriffen werden.
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6 zeigt den Aufbau eines Datenrahmens 3 für die Prozessdaten 112 als Beispiel in Bezug auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Montageanlage 100 beziehungsweise des Werkzeugsystems 1. Die Datenrahmen für die Prozessdaten 122, 132, 142 sind jedoch auf die gleiche Weise aufgebaut.
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Wie in 6 gezeigt, sind die Prozessdaten 112, 122, 132, 142 in einen Datenrahmen 3 gemäß einem vorbestimmten Protokoll gepackt. Anders ausgedrückt, bei dem Werkzeugsystem 1 werden die Prozessdaten 112, 122, 132, 142 gemäß dem vorbestimmten Protokoll gesendet. Insbesondere können die Prozessdaten 112, 122, 132, 142 gemäß dem im Entwurf befindlichen JSON-Protokoll gesendet werden. Nachfolgend sind in Anführungszeichen gestellte Begriffe, wie „node id” usw. Bezeichnungen des JSON-Protokolls.
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Gemäß dem vorbestimmten Protokoll ist den Prozessdaten 112 ein Datenkopf A vorangestellt und sind die Prozessdaten 112 einem Datenteil B zugeordnet, welchem ein Schlussteil C folgt. Der Datenkopf A wird zuerst an die erste Datenbehandlungseinrichtung 20 übertragen, der Schlussteil C zuletzt. In dem Datenkopf A sind Stammdaten A1 der Werkzeugsteuerung 11 und Informationen A2 zu den Prozessdaten 112 angeordnet. Der Schlussteil C weist Steuerbits auf, welche das Ende des durch Datenkopf A, Datenteil B und Schlussteil C aufgebauten Datenrahmens anzeigen.
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Die Stammdaten A1 weisen, neben nicht dargestellten Steuerbits, die Identifikationsnummer A11 der Werkzeugsteuerung 11 den Montageort A12 der Werkzeugsteuerung 11 und den Namen A13 der Werkzeugsteuerung 11 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass die Stammdaten A1 neben den nicht dargestellten Steuerbits nur die Identifikationsnummer A11 oder den Montageort A12 oder den Namen A13 der Werkzeugsteuerung 11 aufweisen. Es sind auch beliebige andere Kombinationen möglich. Die Stammdaten A1 können an beliebiger Stelle im Datenkopf A angeordnet sein, je nachdem, wie dies im vorbestimmten Protokoll festgelegt ist.
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Zusätzlich oder alternativ können die Stammdaten A1 der Werkzeugsteuerung 11 neben der Identifikationsnummer A11 „node id” der Werkzeugsteuerung 11 und/oder dem Montageort A12 „location name” der Werkzeugsteuerung 11 und/oder dem Namen A13 „channel” der Werkzeugsteuerung 11 auch ein Format „format” der Werkzeugsteuerung 11 aufweisen, das als Wert „channel” oder „application” für Anwendung hat. Zusätzlich oder alternativ können die Stammdaten A1 auch die laufende Nummer „nr” der Werkzeugsteuerung 11 in der Montageanlage 100 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Stammdaten A1 auch eine Hardwarebezeichnung „hardware” der Werkzeugsteuerung 11 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Stammdaten A1 auch eine MAC-Adresse „mac0” der Werkzeugsteuerung 11 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Stammdaten A1 auch die IP-Adresse „ip0” der Werkzeugsteuerung 11 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Stammdaten A1 auch die Seriennummer „tool serial” der Werkzeugsteuerung 11 aufweisen. Je nach Bedarf sind auch andere Angaben zu der Werkzeugsteuerung 11 in den Stammdaten A1 möglich.
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Die Informationen A2 zu den Prozessdaten 112 können aufweisen: ein Ergebnis „result” des mit der Werkzeugsteuerung 11 durchgeführten Prozesses, beispielsweise die Qualitätsdaten 113; ein Datum „date” des mit der Werkzeugsteuerung 11 durchgeführten Prozesses; die Softwareversion der Software „sw version” der Werkzeugsteuerung 11; eine Softwareaufbaubezeichnung (Software Build Bezeichnung) „sw build” der Software der Werkzeugsteuerung 11; eine Nummer „pgr nr” des mit der Werkzeugsteuerung 11 durchgeführten Prozesses; einen Namen „prg name” des mit der Werkzeugsteuerung 11 durchgeführten Prozesses; eine letzte Änderung eines Programms „prg date” des mit der Werkzeugsteuerung 11 durchgeführten Prozesses mit Datum und in Worten; eine Identifikationsnummer „id code” des/der bearbeiteten Werkstücks/Werkstücke 8; die Einheit der gemessenen physikalischen Größe, wie beispielsweise Drehmoment beim Schraubprozess „torque unit”; ein Abbruchkriterium „last cmd” für den durchgeführten Prozess; eine Identifikationsnummer der Einrichtung, welche den Abbruch des durchgeführten Prozesses vorgenommen hat „stopped by”; eine Dauer „duration” des durchgeführten Prozesses. Bei einem Schraubprozess können zusätzlich eine Zeilenbezeichnung der letzten Stufe „last step row” und/oder eine Spaltenbezeichnung der letzten Stufe „last step column” in den Informationen A2 zu den Prozessdaten 112 vorhanden sein.
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Nachfolgend ist ein Beispiel für die Informationen in einem Datenkopf A für Prozessdaten eines Schraubprozesses angegeben:
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Die Prozessdaten
112 umfassen hingegen Informationen zu dem durchgeführten Prozess, wie beispielsweise bei einem Schraubvorgang:
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Die Schraubstufen ”tightening steps” werden unverändert in der ersten Datenbank als JSON-String abgespeichert.
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Aus den Schraubfunktionen „tightening functions” der bewertenden Stufe (Stufe aus „last step column” und „last step row”) werden zusätzlich die minimalen und maximalen Werte sowie die Endwerte ausgelesen und in der Prozessdatentabelle in der ersten Datenbank 21 abgespeichert. Falls es sich bei der bewertenden Stufe um eine erweiterte Schraubstufe „extended” handelt wird diese auch korrekt ausgewertet.
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Damit die minimalen und maximalen Werte korrekt ausgelesen und abgespeichert werden, müssen diese in den Schraubfunktionen „tightening functions” enthalten sein, wie beispielsweise „TF AngleMin”, „MF Torque Max” oder für eine erweiterte Schraubstufe „extended” in „UfB_MOMENT_MAXWERT_CMD”.
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Um die graphische Darstellung der Schraubkurve nutzen zu können, müssen in dem JSON Objekt „graph” die Felder Drehwinkelwerte „angle values”, Drehmomentwerte „torque values” und Zeitwerte „time values” in Sekunden befüllt sein.
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Die Prozessdaten für andere Fügeprozesse, wie Schweißen, Nieten, usw. sind an die für diese Fügeprozesse charakteristischen Werte entsprechend angepasst.
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Somit schicken die Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 aktiv nach jedem Schraubvorgang Prozessdaten (einzelne Messwerte, Messkurven etc.) mit dem vorbestimmten Protokoll gemäß 6. Da der Kopfteil A1 des Datenrahmens 3 in dem vorbestimmten Protokoll gemäß 6 die Stammdaten A der sendenden Werkzeugsteuerung 11, 12, 13, 14 enthält, weiß die empfangende erste Datenbehandlungseinrichtung 20, ob es sich um Daten von einer bereits bekannten Werkzeugsteuerung 11, 12, 13, 14 handelt und kann die Prozessdaten 112, 122, 132, 142 entsprechend zuordnen. Handelt es sich um Daten von einer bis dato nicht bekannten Werkzeugsteuerung 11, 12, 13, 14, wird die Werkzeugsteuerung 11, 12, 13, 14 von der ersten Datenbehandlungseinrichtung 20 als „nicht zugeordnet” mit ihren Stammdaten A im Übersichtsbaum der Software der ersten Datenbehandlungseinrichtung 20 angelegt.
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Ist beispielsweise die Werkzeugsteuerung 11 noch nicht bei der Datenbehandlungseinrichtung 20 und somit der ersten Datenbank 21 bekannt, kann der Anwender die Werkzeugsteuerung 11 dann bequem dem/der entsprechenden Werk/Halle/Anlage im Übersichtsbaum der Software der ersten Datenbehandlungseinrichtung 20 zuordnen. Somit ist für die Werkzeugsteuerung 11 keine händische Eingabe von Stammdaten A, wie Identifikationsnummer A11, Montageort A12, Name A13, etc., notwendig.
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Auf diese Weise können die Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14, die mit der als Software ausgeführten ersten Datenbehandlungseinrichtung 20 verbunden sind, einfach mit ihren Stammdaten A im Werkzeugsystem 1 angelegt werden, so dass die Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 Daten an die als Software ausgeführte erste Datenbehandlungseinrichtung 20 schicken können. Die Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 melden sich somit automatisch am Werkzeugsystem 1 mit ihren Stammdaten A an, sobald der erste Datensatz mit dem in 6 gezeigten Aufbau geschickt wird. Damit wird der Aufwand zum Einbinden einer neuen Werkzeugsteuerungen 11, 12, 13, 14 in das Werkzeugsystem 1 geringer als bisher.
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Dadurch bietet das Werkzeugsystem 1 ebenfalls eine offene Schnittstelle, die es erlaubt, jede Steuerung 10, 11, 12, 13, 14 daran anzuschließen, die das definierte Datenformat des vorbestimmten Protokolls gemäß 6 unterstützt. Außerdem ist das Werkzeugsystem 1 komplett unabhängig von bestehender IT-Infrastruktur und beeinflusst diese daher nicht. Somit kann auch mit dieser Lösung aus dem Office-Level auf Produktionsdaten, also die Prozessdaten 112, 122, 132, 142 zugegriffen werden.
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Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Werkzeugsystems 1 und des Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale und/oder Funktionen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert oder auch weggelassen werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
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Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.
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Die Montageanlage 100 kann eine beliebige Montageanlage sein, wie beispielsweise eine Schraubanlage, eine Schweißanlage, usw.. Hierbei kann jede beliebige Fügetechnik zum Einsatz kommen. Allgemein können in der Montageanlage 100 Prozesse (z. B. gemäß Schraubtechnik, Schweißtechnik, Niettechnik, Stanztechnik, Bohrtechnik, usw.) stattfinden, die Daten in einer in einem zweidimensionalen Koordinatensystem abbildbaren Form liefern. Somit kann mindestens eine Werkzeugsteuerung 11 bis 14 des Werkzeugsystems 1 eine Schweißsteuerung sein. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Werkzeugsteuerung 11 bis 14 des Werkzeugsystems 1 eine Schraubsteuerung sein. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Werkzeugsteuerung 11 bis 14 des Werkzeugsystems 1 eine Bohrsteuerung sein. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Werkzeugsteuerung 11 bis 14 des Werkzeugsystems 1 eine Nietsteuerung sein. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Werkzeugsteuerung 11 bis 14 des Werkzeugsystems 1 eine Stanzsteuerung sein.
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Die Anzahl der Werkzeugsteuerungen 11 bis 14 ist beliebig wählbar. Insbesondere können ca. 2000 Werkzeugsteuerungen 11 bis 14 vorgesehen und in das Werkzeugsystem 1 eingebunden sein.
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Auch die Produktionssteuerung 10 kann Daten an die erste Datenbehandlungseinrichtung 20 und/oder die zweite Datenbank 22 senden, auch wenn dies in 1 nicht dargestellt ist.
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Es ist auch denkbar, dass die zweite Datenbehandlungseinrichtung 30 auch auf die zweite Datenbank 22 zugreifen kann, um die Qualitätsdaten 113, 123, 133, 143 beispielsweise auf mindestens einer der Web-Anzeigeeinrichtungen 35, 36, 37 anzuzeigen oder in ihre Analyse mit einzubeziehen.
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Außerdem ist es möglich, dass auch die Qualitätsdaten 113, 123, 133, 143 in dem vorbestimmten Protokoll gemäß 6 gesendet werden.
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Zusätzlich oder alternativ zu den Web-Anzeigeeinrichtungen 35, 36, 37 kann auch eine nur mit dem Office-Intranet 300 angeschlossene Anzeigeeinrichtung zumindest einen Teil der Daten 112, 113, 122, 123, 132, 133, 142, 143 anzeigen.
