DE19934196A1 - Taktzeit- und Fehlererfassungssystem - Google Patents

Taktzeit- und Fehlererfassungssystem

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DE19934196A1
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Wilfried Tadewald
Karl-Heinz Grundig
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Volkswagen AG
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GRUNDIG ELEKTROTECHNIK
Volkswagen AG
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Abstract

Es wird ein Taktzeit- und Fehlererfassungssystem zur Analyse von Prozeßabläufen von Fertigungsmaschinen und anderen steuerbaren Einrichtungen (1, 2) vorgeschlagen, bei dem die Taktzeiten der steuerbaren Einrichtungen (1, 2) mittels Schnittstellen (3, 4) in von einem Rechner (5) erfaßbare Taktzeitsignale umgewandelt werden. Während eines Referenz-Prozeßablaufs werden selbsttätig vom Rechner (5) Referenztaktzeiten erfaßt, die dieser zur Analysierung der Prozeßabläufe verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Taktzeit- und Fehlererfassungssystem gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 1.
Zur Optimierung und zur Überwachung von Produktionsprozessen können die zu einzelnen Prozeßabschnitten gehörenden Taktzeiten erfaßt und ausgewertet werden. In programmge­ steuerten Fertigungsmaschinen oder anderen steuerbaren Einrichtungen treten während eines Prozeßablaufs signifikante Steuersignale auf, beispielsweise wenn ein fertiges Halbfa­ brikat die Fertigungsmaschine verläßt und von der Fertigungsmaschine ein neues Teil zur Bearbeitung angenommen wird.
Die zur Herstellung eines Teils erforderliche Prozeßdauer kann mittels einer Stoppuhr ge­ messen und in ein Informationssystem zur Produktionskontrolle eingegeben werden. Stellt das Informationssystem fest, daß die tatsächlichen Taktzeiten von den an sich vorgegebenen Taktzeiten abweichen, so kann dies in einem Protokoll festgehalten oder in anderer Weise signalisiert werden.
Aus der EP 0 514 104 81 ist ein System zur Überwachung eines Herstellungsprozesses durch Untersuchen eines Stroms von Dateneinheiten bekannt, wobei jede Dateneinheit ein numerisches Charakteristikum zum Anzeigen eines momentanen Status eines der Parameter des Herstellungsprozesses enthält. Mit diesem System sollen Abweichungen im Herstel­ lungsprozeß erkannt werden, damit auftretende Fertigungsprobleme möglichst schnell gelöst werden können.
Aus der DE 196 32 608 A1 ist ein Steuerungssystem für Anlagen bekannt, bei dem jede Funktionseinheit wenigstens einen Sensor zur Funktionsüberwachung aufweist. Die einzel­ nen Funktionseinheiten der Anlage sind über ein BUS-System mit einem Rechner verbun­ den, so daß im Rechner die Funktion sämtlicher Funktionseinheiten überwacht werden kann.
Bei den bekannten Systemen ist es erforderlich, daß in dem zur Funktionsüberwachung ein­ gesetzten Rechner Angaben darüber enthalten sind, zu welchen Zeitpunkten bestimmte Pro­ zeßteilabschnitte abgeschlossen sind bzw. welche Taktzeiten für die unterschiedlichen Pro­ zeßabschnitte zulässig sind. Sollen unterschiedliche Fertigungsmaschinen in einem zentra­ len Rechner anhand von Taktzeiten überwacht werden, war es bisher erforderlich, daß die Taktzeiten mit großem Arbeitsaufwand zunächst gemessen und dann in ein Überwachungs­ programm eingearbeitet werden mußten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Taktzeit- und Fehlererfassungssystem zur Analyse von Betriebsabläufen von Fertigungsmaschinen und dergleichen steuerbaren Ein­ richtungen zu schaffen, welches eine einfachere Erfassung der Taktzeiten ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Mittels einer Schnittstelle, die zwischen einer steuerbaren Einrichtung und einem die Takt­ zeiten analysierenden Rechner angeordnet ist, werden am Ende und/oder Anfang von Pro­ zeßabschnitten auftretende Steuersignale in vom Rechner erfaßbare Taktzeitsignale umge­ wandelt. Der Rechner kann so während eines Prozeßablaufs die zu den unterschiedlichen Prozeßabschnitten gehörenden Taktzeiten selbsttätig erfassen und in einem Speicher als Referenzdaten ablegen.
Der Rechner kann die ermittelten Taktzeiten in ein Kalkulationsprogramm oder ein Prüfpro­ gramm aufnehmen, um später Abweichungen von den vorgegebenen Taktzeiten feststellen und analysieren zu können.
Die Schnittstellen mehrerer steuerbaren Einrichtungen sind vorzugsweise über einen Daten­ bus an einen zentralen Rechner angeschlossen, der somit die Taktzeiten der Prozeßab­ schnitte unterschiedlicher Prozeßabläufe von unterschiedlichen Fertigungsmaschinen oder dergleichen überwachen kann.
Der Schnittstelle kann jeweils ein Datenspeicher zugeordnet sein, so daß im Datenspeicher zu unterschiedlichen Prozeßabschnitten gehörenden Steuersignalen zugeordnete Referenz­ daten abgelegt werden können. In Verbindung mit dem Datenspeicher kann auch der Daten­ fluß zwischen Schnittstelle und Rechner gepuffert werden, was in Verbindung mit der Ver­ wendung eines BUS-Systems vorteilhaft sein kann.
Die zu einzelnen Prozeßabschnitten gehörenden Steuersignale, aus denen die Taktzeiten gewonnen werden, können von Sensoren abgegebene Sensorsignale sein. Es kann sich dabei aber auch um Steuersignale des jeweiligen Steuerprogramms einer zu überwachen­ den steuerbaren Einrichtung handeln.
Der jeweils über eine Schnittstelle mit einer steuerbaren Einrichtung verbundene Rechner kann anhand der ermittelten Taktzeiten und Taktzeitabweichungen eine Analyse des Be­ triebsablaufs mit gegebenenfalls erforderlichen Fehlermeldungen selbsttätig vornehmen.
Die Taktzeiten eines Prozeßabschnitts können sehr einfach dadurch selbsttätig erfaßt wer­ den, daß man Steuersignale von Sensoren oder Endschaltern oder dergleichen an einer steuerbaren Einrichtung abgreift. Während eines Referenz-Prozeßablaufs können die ermit­ telten Taktzeiten als Referenztaktzeiten im Rechner oder in einem Datenspeicher der zuge­ hörigen Schnittstelle abgespeichert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel zeigt zwei steuerbare Einrichtungen, die über zwei Schnittstellen mit einem zentralen Rechner in Datenverbindung stehen.
Bei den beiden dargestellten steuerbaren Einrichtungen 1, 2 kann es sich beispielsweise um automatische Schweißanlagen oder andere programmgesteuerte Fertigungsmaschinen han­ deln, die jeweils über eine Schnittstelle 3, 4 mit einem zentralen Rechner 5 verbunden sind. Die Schnittstellen 3, 4 bestehen jeweils aus einem Prozessor P und einem Datenspeicher M, in welchem der Prozessor P Referenzdaten oder Daten zur Signalpufferung ablegen kann.
Während eines Referenz-Prozeßablaufs werden in den Schnittstellen 3, 4 die an den steuer­ baren Einrichtungen 1, 2 abgegriffenen Signale in Taktzeitsignale umgewandelt, die im Rechner 5 abgespeichert werden. Sind zu sämtlichen Prozeßabschnitten des gesamten Pro­ zeßablaufs alle gewünschten Taktzeiten erfaßt, kann der Rechner 5 diese als Referenztakt­ zeiten für künftige Prozeßanalysen verwenden.
Bei einem Vergleich der Referenztaktzeiten mit den jeweils aktuell auftretenden Taktzeiten kann der Rechner 5 feststellen, ob unzulässige Taktzeitabweichungen auftreten oder ob eine Unterbrechung eines Prozeßablaufs vorliegt. Entsprechend der vom Rechner 5 vorgenom­ menen Analyse der Taktzeiten können Hinweise auf ungünstige Prozeßabläufe oder Fehler­ meldungen ausgegeben werden, so daß eine entsprechende Fehlerbeseitigung und gege­ benenfalls eine Optimierung des jeweiligen Prozeßablaufs vorgenommen werden kann.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
,
2
steuerbare Einrichtungen
3
,
4
Schnittstelle
5
Rechner
P Prozessor
M Datenspeicher

Claims (7)

1. Taktzeit- und Fehlererfassungssystem zur Analyse von Prozeßabläufen von Ferti­ gungsmaschinen und anderen steuerbaren Einrichtungen (1, 2), bei dem die Taktzeiten einzelner Prozeßabschnitte überwacht und protokolliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß an einer steuerbaren Einrichtung (1, 2) am Ende und/oder Anfang von Prozeßabschnit­ ten eines Prozeßablaufs auftretende Steuersignale in eine zwischen der steuerbaren Einrichtung (1, 2) und einem Rechner (5) eingesetzten Schnittstelle (3, 4) in vom Rech­ ner (5) erfaßbare Taktzeitsignale umgewandelt werden.
2. Taktzeit- und Fehlererfassungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellen (3, 4) mehrerer steuerbarer Einrichtungen (1, 2) über einen Datenbus an einen zentralen Rechner (5) angeschlossen sind.
3. Taktzeit- und Fehlererfassungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schnittstelle (3, 4) einen Prozessor (P) und einen Datenspeicher (M) umfaßt, und daß im Datenspeicher (M) Steuersignalen zugeordnete Referenzdaten abgelegt sind.
4. Taktzeit- und Fehlererfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die von Sensoren abgegebenen Sensorsignale als Steuersignale ausgewertet werden.
5. Taktzeit- und Fehlererfassungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Rechner (5) anhand der ermittelten Taktzeiten und Taktzeitabweichungen eine Analy­ se des Prozeßablaufs mit gegebenenfalls erforderlichen Fehlermeldungen selbsttätig erfolgt.
6. Taktzeit- und Fehlererfassungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Taktzeiten eines Prozeßabschnitts selbsttätig erfaßt und mit Referenztaktzeiten ver­ glichen werden.
7. Taktzeit- und Fehlererfassungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenztaktzeiten aus den selbsttätig erfaßten Taktzeiten während eines Referenz- Prozeßablaufs abgeleitet werden.
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