DE4103166C2

DE4103166C2 -

Info

Publication number: DE4103166C2
Application number: DE4103166A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: SCHULZ RUDOLF 4600 DORTMUND DE
Current assignee: SCHULZ RUDOLF 4600 DORTMUND DE
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1991-02-02
Publication date: 1992-10-08
Also published as: DE4103166A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Qualitätskontroll-Vorrichtung.

Qualitätskontroll-Vorrichtungen mit integrierten Datenverarbeitungsanlagen sind in fast allen Bereichen der Industrie im Einsatz, so auch zur Überwachung von Werkstückherstellungs- Vorrichtungen (DE-A-33 41 294). Für diese Datenverarbeitungsanlagen, deren Aufbau hinsichtlich ihres Anwendungsgebietes völlig unspezifisch ist und die universell eingesetzt werden können, sind daher auch Programme zur Steuerung und Überwachung von Werkstückherstellungs-Vorrichtungen entwickelt worden, welche zu einer Optimierung bei der Werkstückherstellung führen sollten.

Diese Programme haben dadurch, daß sie nur auf einer der herkömmlichen Datenverarbeitungsanlagen lauffähig sind, den entscheidenden Nachteil, daß ein Benutzer von Werkstückherstellungs- Vorrichtungen, sofern er keine Kenntnisse der Informatik besitzt, nicht die Möglichkeit hat, von derartigen Überwachungs- und Steuereinrichtungen in sinnvoller Weise Gebrauch zu machen. Es ist ein Verständnis für den Programmaufbau und -ablauf bei der Anwendung solcher Programme unbedingt notwendig, um bei auftretenden Unregelmäßigkeiten oder Störungen in der Werkstückherstellung den Fehler selbst beheben zu können, damit ein längerer Produktionsstillstand vermieden wird.

Bedienungsfreundlicher ist daher schon die Verwendung einer im Handbuch "Leitfaden für Einsteiger, Automatisierung mit SPS", Klöckner-Möller-Verlag 6/87, Martin Dirnfelder, vorgestellten speicherprogrammierbaren Automatisierungsanlage, die speziell zur Überwachung und Steuerung von Vorrichtungen konzipiert ist.

Diese speicherprogrammierbare Automatisierungsanlage kann beispielsweise gemäß eines im Handbuch beschriebenen Programms mit einer Presse zur Überwachung derselben verbunden werden. Eine Verbindung der speicherprogrammierbaren Automatisierungsanlage mit einer Werkstückherstellungs-Vorrichtung ist ebenso möglich, nur daß der Benutzer bisher nicht auf ein fertiges, ausgereiftes Programm zurückgreifen konnte. Deshalb wurde zunächst auf einfachste Weise die Werkstückherstellungs- Vorrichtung an verschiedenen Stellen mit Meßgeräten ausgestattet und, wenn das Werkstück eine bestimmte Fertigungseinheit durchlaufen hatte, ein Signal vom jeweiligen Meßgerät abgegeben, so daß das nächste Werkstück diese Fertigungseinheit nur dann durchlaufen konnte, wenn eine Übereinstimmung des in der Automatisierungsanlage gesepeicherten Wertes mit dem Meßsignal gegeben war.

Diese einfache Form der Steuerung und Überwachung der Werkstückherstellung führte zu häufigen Produktionsstillegungen, da kleinste Unregelmäßigkeiten im Produktionsablauf mit dem eben beschriebenen System nicht sofort bei ihrer Entstehung erkannt und behoben werden konnten. Diese Fehler konnten so zu Beschädigungen der Werkstückherstellungs-Vorrichtung führen.

Von daher ist es Aufgabe der Erfindung, die bekannte Qualitätskontroll- Vorrichtungen so auszubilden, daß der Herstellungsprozeß präziser überwacht wird, um häufige Produktionsunterbrechungen etc. zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens ein Meßgerät für jede Fertigungseinheit vorgesehen ist und daß das Meßgerät pro Fertigungseinheit mindestens zwei zeitlich in kurzen Abständen versetzte Signale abgibt, um die von der jeweiligen Fertigungseinheit erzeugte Form des Werkstückes genauer zu erfassen.

Diese Signale werden in der Automatisierungsanlage ausgewertet und mit den vorgegebenen Sollwerten, die innerhalb der Automatisierungsanlage gespeichert sind, verglichen. Es wird also nicht nur, wie bei den herkömmlichen Überwachungsverfahren, ein Signal registriert, wenn eine bestimmte Fertigungseinheit durchlaufen ist, sondern der gesamte Produktionsablauf innerhalb dieser Fertigungseinheit kontrolliert.

Dadurch können kleinste Unregelmäßigkeiten beobachtet und mittels der Steuerung sofort korrigiert werden, ohne daß ein Produktionsfehler zu einem längeren Stillstand der Anlage führt.

In vorteilhafter Weise kann zum Aufbau einer Qualitätskontroll- Vorrichtung das Meßgerät als opto-elektronischer Meßgeber ausgebildet sein. Mit diesem Meßgeber kann ein Lochprozeß überwacht werden. Ist oberhalb des zu lochenden Materials eine Lichtquelle und unterhalb dazu eine Fotozelle angeordnet, wird beim Transport des Werkstoffes ein Loch im Werkstoff dadurch registriert, daß das Licht von der Lichtquelle auf die Fotozelle fällt und diese ein Signal an die Automatisierungsanlage auslöst, sofern die Fotozelle und die Lichtquelle aufgrund einer Abfrage gemäß Programmablauf mit der Automatisierungsanlage in Verbindung stehen.

Eine weitere Verwendung eines opto-elektronischen Meßgebers, bestehend aus Lichtquelle und Fotozelle, besteht in der Überwachung und Steuerung von Biegeprozessen. Eine Lichtquelle und eine Fotozelle sollten so angeordnet werden, daß vor dem Biegeprozeß kein Licht auf die Fotozelle fällt. Erst nach Beendigung des Biegeprozesses sollte das von der Lichtquelle ausgesandte Licht nicht mehr vom Werkstück reflektiert werden, sondern voll auf die Fotozelle treffen, damit ein entsprechendes Meßsignal von der Fotozelle an die Automatisierungsanlage weitergeleitet wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Verwendung eines berührungslosen elektronischen Näherungsschalters, z. B. einer Ultraschall-Prüfeinheit, zur Überprüfung des Werkstofftransportes. Die von der Ultraschall-Prüfeinheit gesendeten und registrierten, vom Werkstück reflektierten Signale werden in der Automatisierungsanlage ausgewertet und mit den gespeicherten Sollwerten verglichen.

Es kann nach der Erfindung auch vorteilhaft sein, als Meßgerät ein Thermoelement einzusetzen. Dieses ist besonders in den Werkstück-Herstellungsprozessen wesentlich, wo ein Werkstück bei einer bestimmten Temperatur verformt werden soll.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht in der Verwendung von Ringinitiatoren als Zähler zur Zählung von metallischen Werkstücken. Im einfachsten Fall bestehen diese Zähler aus einer Induktionsspule mit einer oder mehreren Windungen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur eine Werkstückherstellungsmaschine im Betrieb mit sechs Abfragepunkten.

In der Figur wird die Qualitätskontroll-Vorrichtung 1 vorgestellt. Sie besteht aus einer mit Meßgeräten versehenen Werkstückherstellungs-Vorrichtung 7 und einer nicht sichtbaren Automatisierungsanlage.

Die Werkstückherstellungs-Vorrichtung weist verschiedene, an ihren Gesenkträgern 14 und 15 angebrachte Werkzeuge 2, 6, 8, 11-13 auf, die an dem oberen oder dem unteren Gesenkträger befestigt sind. Zwischen den Gesenkträgern wird der bandförmige Werkstoff 5 transportiert. Die Qualitätskontroll-Vorrichtung ist in mehrere Fertigungseinheiten eingeteilt, wobei zu jeder Fertigungseinheit ein Werkzeug und mindestens ein Meßgerät gehört.

Zu der Fertigungseinheit "Lochen" gehört das Werkzeug 2 zum Stanzen von Löchern 4 und der opto-elektronische Meßgeber 3, bestehend aus einer dem Werkzeug 2 in Richtung des Bandvorschubs nachgeordneten Lichtquelle und einer im Bild nicht sichtbaren Fotozelle, die direkt unterhalb der Lichtquelle in einer Aussparung im unteren Gesenkträger 15 angebracht ist.

In Richtung des Bandverlaufs folgt die Fertigungseinheit "Stanzen". Sie besteht aus den Werkzeugen 6 und 8, die als Untergesenk und Obergesenk ausgebildet sind. Zu dieser Fertigungseinheit gehört der berührungslose elektrische Näherungsschalter 9, der im unteren Gesenkträger 15 in einer extra dafür vorgesehenen Aussparung unterhalb des Bandverlaufes des Werkstoffes 5 angeordnet ist und den Stanzvorgang überprüft.

Zur Überprüfung des Bandtransportes ist in die Fertigungseinheit "Stanzen" noch ein berührungsloser elektrischer Näherungsschalter 10, eine Ultraschall-Prüfeinheit, integriert.

Die Fertigungseinheiten "Schneiden und Abknicken" sind zwecks Vereinfachung gekoppelt, so daß der Schneid- und Abknickvorgang gemeinsam mit den beiden Werkzeugen 11 und 12 durchgeführt wird. Mit Hilfe der Lichtquelle 17 und der Fotodiode 18, die den Biegevorgang überprüfen, sowie dem berührungslosen Näherungsschalter 20, der die Länge des abgeschnittenen Werkstückes 22 kontrolliert, und dem Ringinitiator 21, der herabfallende Werkstücke zählt, wird die letzte Fertigungseinheit der Werkstückherstellung überwacht. Anschließend gelangt das hergestellte Werkstück 22 in den Auffangbehälter 23.

Die Wirkungsweise der Qualitätskontroll-Vorrichtung ist dabei die folgende:

Das in der Automatisierungsanlage gespeicherte Programm regelt die Abfrage-Zyklen der einzelnen Fertigungseinheiten, wobei bei jeder Abfrage mindestens zwei Signale pro Fertigungseinheit in kurzen Abständen nacheinander vom Meßgerät abgegeben werden, um genügend Informationen zur Auswertung zu erhalten. Im einzelnen gestaltet sich der Programmablauf wie folgt:

Zu einem Zeitpunkt T wird der obere Gesenkträger 14 gesenkt und alle Fertigungseinheiten gleichzeitig aktiviert. Gleichzeitig wird also der als Bandmaterial ausgebildete Werkstoff 5 gelocht, gestanzt, abgeschnitten, abgeknickt und gezählt. Während sich der obere Gesenkträger 14 hebt, gehen von dem in der Automatisierungsanlage gespeicherten Programm Signale aus, die eine Überprüfung der einzelnen Fertigungseinheiten veranlassen, wobei immer mindestens zwei Abfragen in kurzen Abständen aufeinanderfolgen. Auf diese Weise kann die genaue, vom Werkzeug im Werkstoff 5 erzeugte Form hinsichtlich ihrer Koordinaten überprüft und die Geschwindigkeit des Bandtransportes gemessen und geregelt werden. Kleinste Abweichungen von der Herstellungsnorm werden sofort registriert und behoben, bevor es zu größeren Störungen und Ausfällen in der Produktion kommt.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist die Erfindung insbesondere nicht auf eine Qualitätskontroll-Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken aus Bandmaterial beschränkt, es können auch alle anderen Werkstückherstellungs-Vorrichtungen zu einer Qualitätskontrolleinrichtung nach der Erfindung entsprechend dem obigen Beispiel erweitert werden. Es ist nach der Erfindung selbstverständlich auch möglich, andere Programmabläufe gemäß des erfindungswesentlichen Prinzips der mehrfachen Signalregistrierung in kurzen Zeitabständen pro Fertigungseinheit zur Überwachung und Steuerung von Werkstückherstellungs- Vorrichtungen zu erstellen.

Claims

1. Qualitätskontroll-Vorrichtung für die Herstellung von Werksktücken

- mit an verschiedenen Stellen angeordneten Fertigungseinheiten und diesen zugehörigen Meßgeräten zur gleichzeitigen Herstellung und Kontrolle mehrerer Werkstücke,
- mit einer Verarbeitungseinheit zum Vergleich der aus den Meßgeräten abgeleiteten Meßsignale mit gespeicherten Sollsignalen, und
- wobei dann, wenn ein Werkstück eine bestimmte Fertigungseinheit durchlaufen hat, das nächste Werkstück diese Fertigungseinheit nur dann durchläuft, wenn eine Übereinstimmung der Signale beim vorstehenden Vergleich für das eine Werkstück vorliegt,

dadurch gekennzeichnet,

- daß mindestens ein Meßgerät (3, 9, 10, 17, 18, 20) für jede Fertigungseinheit (2, 6, 8, 11, 12) vorgesehen ist und
- daß das Meßgerät pro Fertigungseinheit mindestens zwei zeitlich in kurzen Abstäden versetzte Signale abgibt, um die von der jeweiligen Fertigungseinheit erzeugte Form des Werkstückes genauer zu erfassen.

2. Qualitätskontroll-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät als opto-elektronischer Meßgeber (3, 17, 18) ausgebildet ist.

3. Qualitätskontroll-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der opto-elektronische Meßgeber (3, 17, 18) als Lichtschranke ausgebildet ist.

4. Qualitätskontroll-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät als berührungsloser elektronischer Näherungsschalter (9, 10, 20) ausgebildet ist.

5. Qualitätskontroll-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät als Thermoelement ausgebildet ist.

6. Qualitätskontroll-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät als Ringinitiator (21 ausgebildet ist.