WO2021250206A1 - Verfahren zur überwachung eines oberflächenbehandlungsprozesses und anlage zur oberflächenbehandlung eines werkstücks - Google Patents

Verfahren zur überwachung eines oberflächenbehandlungsprozesses und anlage zur oberflächenbehandlung eines werkstücks Download PDF

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WO2021250206A1 PCT/EP2021/065708 EP2021065708W WO2021250206A1 WO 2021250206 A1 WO2021250206 A1 WO 2021250206A1 EP 2021065708 W EP2021065708 W EP 2021065708W WO 2021250206 A1 WO2021250206 A1 WO 2021250206A1
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surface treatment
area
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PCT/EP2021/065708
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Andreas Schuhmacher
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Aucos Ag
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a surface treatment process with the features of the preamble of claim 1 and a system for the surface treatment of a workpiece with the features of the preamble of claim 13.
  • the surface treatment of work pieces is carried out, for example, by electroplating, anodizing, pickling, phosphating, electro-painting or cleaning.
  • What these surface treatment techniques have in common is that the workpieces regularly go through a large number of such surface treatment steps in a respective process bath and are often cleaned in a rinsing bath between these surface treatment steps.
  • the workpieces are regularly attached to goods carriers and transported automatically or manually from one processing or rinsing station to the next by means of them.
  • the quality of the surface treatment depends essentially on the fact that not only all treatment and rinsing steps are carried out in principle for each workpiece, but that the parameters of the treatment and rinsing steps - such as the length of stay in the respective bath - are within the specifications move. These specifications can also vary from workpiece to workpiece or result dynamically from measurements on the workpiece. In the context of quality control, reliable documentation of the surface treatment as a whole with its treatment steps in detail is also important.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for monitoring a surface treatment process and a system for surface treatment of a workpiece, in which an improved automatic tracking and logging of the processing steps performed by the workpiece is guaranteed.
  • This object is achieved based on a method for monitoring a surface treatment process with the features of the preamble of claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1.
  • this object is achieved by the features of the characterizing part of claim 13.
  • What is essential for the invention is the knowledge that a workpiece marking for electronic detection on the workpiece can be used to automatically determine a three-dimensional position of the workpiece marking within the system and thus also a position of the workpiece in the system. voices.
  • the use of separate workpiece markings offers the possibility of designing them largely freely and making them easy to separate from one another in this way to make distinguishable.
  • Based on this specific position of the workpiece it can then be recognized when and for how long the workpiece is surface-treated at a respective processing station.
  • This automatic determination and recognition of the treatment time can also automate the logging of these processes. Manual logging is no longer necessary. This makes the process faster and more economical as well as more reliable and therefore less prone to errors.
  • the proposed method is used to monitor a surface treatment process.
  • a workpiece is transported in a system for surface treatment between processing stations for surface treatment of the workpiece.
  • processing stations for surface treatment are also to be understood as rinsing stations with rinsing containers for rinsing the workpiece. Consequently, rinsing of the workpiece is also to be understood as a type of surface treatment of the workpiece.
  • the system for surface treatment preferably comprises the processing stations.
  • the workpiece is introduced at the processing stations in a respective processing area of the respective processing station for surface treatment of the workpiece.
  • this introduction into the processing area can take place in any desired manner and in particular also manually.
  • the transport and the introduction of the workpiece are electronically recorded and logged in a data memory.
  • This can be any type of data memory and in particular an electronic data memory.
  • the type and scope of the logging are basically arbitrary.
  • a workpiece marking for electronic detection is coupled to the workpiece and the workpiece marking follows the workpiece during transport and insertion.
  • the workpiece marking can basically be any device.
  • the way in which the workpiece marking is coupled to the workpiece is also basically arbitrary. It is preferred that the workpiece marking is arranged with an essentially constant spatial offset to the workpiece during transport and when it is introduced. In other words, the spatial difference in position between the workpiece marking and the workpiece is essentially constant.
  • the proposed method is characterized in that a three-dimensional position of the workpiece marking is determined electronically during transport and when it is introduced into the system.
  • the position is determined both during transport between the processing stations and when it is brought into a processing area of the respective processing station.
  • This position determination can take place both continuously and intermittently. It is preferred that the position determination takes place with a time resolution of 2 seconds or less, preferably with a time resolution of one second or less.
  • the proposed method is further characterized in that based on the determined three-dimensional position of the workpiece marking, the surface treatment of the workpiece in the respective processing area is logged in the data memory.
  • the determined three-dimensional position of the workpiece marking is used to deduce features of the surface treatment of the workpiece and these features are logged as a result in the data memory.
  • the workpiece can also be transported manually between the processing stations.
  • the workpiece is transported in the system by a transport arrangement, in particular automatically, between the processing stations. It is further preferred that the workpiece is brought into the respective machining area by the transport arrangement at the machining stations.
  • the system preferably comprises the transport arrangement.
  • the transport arrangement can in particular consist of different transport devices, the transfer between the different transport devices in principle being able to take place both manually and automatically.
  • a large number of workpieces are preferably transported simultaneously in the system between the processing stations, that the large number of workpieces are brought into the respective processing area at the processing stations, that the transport and the introduction the large number of workpieces is electronically recorded and logged in the data memory that a respective workpiece marking for electronic recording is coupled with the large number of workpieces and the workpiece during transport and during insertion follows that the three-dimensional position of the respective workpiece marking of the large number of Workpieces is determined electronically and that based on the particular three-dimensional position of the workpiece marking, the surface treatment of the plurality of workpieces is logged in the data memory.
  • the transport arrangement preferably comprises at least one goods carrier for the particularly releasable transport of the workpiece through the transport device.
  • the goods carrier allows the workpiece to be taken along through the transport device. This can be done on the one hand by fastening the workpiece to the goods carrier. But it can also be done by hanging on the workpiece on the goods carrier.
  • the at least one product carrier can hold the workpiece.
  • the at least one product carrier can comprise a respective hook.
  • the goods carrier remains outside of the machining area when the workpiece is brought into the respective machining area. In principle, it can be the case that only a single workpiece can be taken along by the transport device with a single goods carrier. However, it can also be the case that a large number of workpieces can be taken along by the transport device with a single goods carrier.
  • the transport arrangement has a chain hoist, a robot, a transport trolley, a drag circle conveyor (power and free), a circular conveyor and / or a lifting device in each case for transporting the workpiece.
  • the processing area can be designed as desired, provided that any type of surface treatment of the workpiece takes place in the processing area. It is preferred that the surface treatment of the workpiece comprises the application of a treatment liquid.
  • the treatment liquid can basically be applied in any way.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that at least one processing station comprises a spray station for spraying on a treatment liquid.
  • the processing area of the at least one processing station then preferably comprises a spray area in which the treatment liquid is sprayed onto the workpiece.
  • This processing area preferably comprises a spray chamber, in which the spray chamber the spray area is arranged.
  • At least one processing station comprises a liquid container.
  • a treatment liquid for surface treatment is preferably received by the liquid container. It is further preferred that the workpiece is introduced into the liquid container of the at least one processing station for surface treatment.
  • the processing stations each preferably include a power supply, a workpiece moving device, a pump and / or a heating device for operating the processing station.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the introduction of the workpiece into the respective processing area is detected based on a vertical position lowering of the workpiece marking. This is based on the knowledge that the workpiece is regularly transported between the processing stations at a comparatively high vertical position and the workpiece is then lowered vertically for introduction into the processing area so that the workpiece can enter the processing area. It can certainly be provided that the said high vertical position varies in a certain range of values when the workpiece is being transported.
  • the introduction of the workpiece into the respective processing area is detected based on a vertical position lowering of the workpiece marking while the workpiece marking is in a horizontal position in correspondence with the processing station.
  • a vertical position lowering of the workpiece marking it is not only a question of the vertical position lowering of the workpiece marking, but also that this lowering of the position takes place when the specific horizontal position of the workpiece marking essentially corresponds to the corresponding horizontal position range of the processing station.
  • a certain tolerance range can be provided in determining the correspondence.
  • a different limit value with regard to the vertical position lowering can be provided for each processing station, from which limit value the introduction of the workpiece is detected.
  • the processing stations are assigned a common limit value with regard to the vertical position lowering and that, in the event of a vertical position lowering beyond the common limit value, the introduction of the workpiece is detected.
  • a respective three-dimensional spatial area is defined for the machining area and that the introduction of the workpiece into the respective machining area is determined based on a position of the workpiece marking determined in the respective spatial area.
  • the three-dimensional spatial area can be defined as desired and in particular have any shape. So it is assumed that when the position of the workpiece marking is determined within the three-dimensional spatial area, the workpiece itself is located in the respective machining area.
  • the three-dimensional spatial areas can be defined on the basis of any information. In particular, they can be measured manually or automatically in a coordinate system. According to a preferred embodiment of the method it is provided that an area marking for electronic detection is arranged on the processing areas, that a preferably three-dimensional respective position of the area marking is determined electronically and that the respective three-dimensional spatial areas are based on the determined position of the corresponding Area marking can be defined. In other words, an approach that is at least similar to that used for determining the position of the workpiece markings - and thus the workpieces - is used to determine the position of the machining areas. On this basis, the three-dimensional spatial area can also be defined in such a way that, when the position of the workpiece marking is determined, it can be concluded that the workpiece has been introduced into the machining area.
  • the three-dimensional spatial areas can, however, also or alternatively be defined on other bases. According to a further preferred embodiment of the method, it is provided that the three-dimensional spatial areas are defined based on programming by demonstration. Such programming by demonstration can also be referred to as teach-in.
  • a tutor device is used to define the three-dimensional spatial areas. In principle, the tutor device can be any object. It is preferred that to define the three-dimensional spatial areas, a definition marker is used for electronic detection. A technique that is at least similar to that used for determining the position of the workpiece marking is therefore used.
  • the electronic detection of the workpiece marking can in principle take place in any desired manner.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the position of the workpiece marking is based on the reception of an electromagnetic signal.
  • it can be any electromagnetic signal.
  • the electromagnetic signal it is possible for the electromagnetic signal to be a reflected electromagnetic signal.
  • a plurality of receiving devices for receiving the electromagnetic signal are arranged in the system at a distance from one another and that the position of the workpiece marking is determined based on a synopsis of the electromagnetic signal received by the receiving devices. Combining the results of different receiving devices enables the position of the workpiece marking to be determined more precisely.
  • the fact that the receiving devices are arranged at a distance from one another preferably means that the distance between the receiving devices corresponds at least to an average distance between the processing stations.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the workpiece marking emits a location signal as an electromagnetic signal and that the position of the workpiece marking is determined based on the location signal. It is further preferred that the workpiece marking has an energy store for providing the energy for the transmission of the locating signal. This makes it possible for the workpiece marking to send out its own signal, specifically the location signal, independently of the receipt of an external trigger signal and the associated energy.
  • the location signal is preferably an ultra-wideband signal.
  • the position of the area marker is determined based on the reception of an electromagnetic area signal.
  • any electromagnetic range signal can be used here.
  • the electromagnetic range signal can be a reflected electromagnetic range signal.
  • the area marker emits an electromagnetic area location signal and that the position of the area marker is determined based on the area location signal.
  • the area marking has an area energy store for providing the energy for the transmission of the area locating signal.
  • the area location signal is an ultra wideband signal.
  • the position of the definition marking is determined based on the reception of an electromagnetic definition signal.
  • it can be any electromagnetic definition signal.
  • the electromagnetic definition signal it is possible for the electromagnetic definition signal to be a reflected electromagnetic definition signal.
  • the definition marker emits an electromagnetic definition location signal and that the position of the definition marker is determined based on the definition location signal.
  • the definition marking has a definition energy store for providing the energy for the transmission of the definition locating signal.
  • the definition location signal is preferably an ultra-wideband signal.
  • the synopsis of the electromagnetic signal received by the receiving devices can relate to any characteristic of the electromagnetic signal.
  • a preferred embodiment of the proposed method is characterized in that the position of the workpiece marking is determined based on a respective signal transit time of the electromagnetic signal.
  • the position of the workpiece marking is determined based on a respective signal level of the electromagnetic signal. This can be done in that the signal level is viewed as distance-dependent and in this way a synopsis of the electromagnetic signal received by the receiving devices enables the position of the workpiece marking to be determined.
  • the three-dimensional position of the workpiece marking can be determined.
  • the position of the workpiece marking is determined based on a respective direction of the electromagnetic signal. For example, based on a respective antenna characteristic of the plurality of receiving devices, a direction of origin of the electromagnetic signal can be determined. It is then further preferred that the position of the workpiece marking is determined based on a respective direction of origin of the electromagnetic signal. In this context, it can also be the case that a respective signal level of the electromagnetic signal is determined.
  • a workpiece marking can also be used which does not emit a signal and is therefore passive in this respect.
  • a respective dwell time of the workpiece in the respective processing area is logged in the data memory. It is further preferred that the respective dwell time is determined based on a duration of the vertical position lowering of the workpiece marking. It can also be the case that respective process parameters that are set at the respective machining station for machining the workpiece are logged in the data memory.
  • these process parameters can be set at the processing station in any way and thus also manually, for example.
  • a preferred embodiment of the method provides that, based on the workpiece marking - and in particular based on an electronic detection of the workpiece marking - process parameters for treating the surface of the workpiece are set at the processing station.
  • the process parameters are retrieved from a process parameter database based on electronic detection of the workpiece marking.
  • these process parameters can have a processing time. It is therefore preferred that a surface treatment of the workpiece is ended based on the processing duration of the process parameters.
  • the respective horizontal positions of the processing stations span one level. In other words, the processing stations are not only arranged along a straight line.
  • machining of the workpiece is started in the respective machining station.
  • the processing of the workpiece in the processing station can therefore be started automatically when it is determined, based on the position of the workpiece marking, that the workpiece is located in the processing station and in particular in the processing area. It can also be the case that processing is only started after a predefined dwell time following the determination of the position of the workpiece marking.
  • a preferred embodiment of the method is characterized in that the surface treatment of the workpiece in the respective processing area comprises a chemical surface treatment and / or an electrochemical surface treatment. It is preferred that the processing stations have at least one processing station, which processing station and / or its processing area cleans, pickles and / or coats the workpiece. The processing stations preferably have at least one rinsing station with a rinsing bath for rinsing the workpiece.
  • the proposed system is used for surface treatment of a workpiece and has processing stations for surface treatment of the workpiece, which processing stations have a respective processing area for surface treatment of the workpiece.
  • the proposed system also has a data memory and an electronic arrangement for electronic recording and logging in the data memory of the transport and the introduction of the workpiece.
  • the proposed system finally has a workpiece marking for electronic detection, the workpiece marking with the work piece is coupled in such a way that it follows the workpiece during transport and when bringing a.
  • the proposed system is characterized in that the electronics arrangement is set up to electronically determine a three-dimensional position of the workpiece marking during transport and when it is introduced within the system and is also set up to perform the surface treatment based on the certain three-dimensional position of the workpiece marking development of the workpiece in the respective machining area in the data storage.
  • a preferred embodiment of the system is characterized in that the system has a transport arrangement for transporting the workpiece between the processing stations and for bringing the workpiece into the respective processing area.
  • the system preferably comprises the area marking and / or the definition marking arranged in each case on the processing areas. It is also preferred that the system comprises the plurality of receiving devices.
  • Another preferred embodiment of the system is characterized in that the electronic arrangement comprises the multiplicity of receiving devices.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of a proposed system for performing the proposed method and before
  • FIG. 2 shows a detailed view of the system from FIG. 1.
  • the system shown in FIG. 1 according to a first exemplary embodiment proposed is used for the surface treatment of workpieces 1, which workpieces 1 are in the present case individual engine parts of jet engines.
  • workpieces 1 are in the present case individual engine parts of jet engines.
  • a large number of workpieces 1 can be surface-treated at the same time, only one workpiece 1 being shown in the exemplary embodiments for the sake of clarity.
  • the system 1 has a plurality of processing stations 2a-c, of which three processing stations 2a-c are shown by way of example.
  • Each processing station 2a-c has a respective processing area 3a-c.
  • These processing areas 3a-c are designed here as a liquid container.
  • the workpiece 1 is introduced into the respective machining area 3a-c and thus also into the liquid container for surface treatment.
  • Fig. 2 only the first processing station 2a of the Anla ge 1 is shown.
  • the first processing station 2a is used to clean the workpiece 1
  • the second processing station 2b is a rinsing station for rinsing the workpiece 1
  • the third processing station 2c is used to deoxidize the workpiece 1.
  • the processing areas 3a-c of the processing stations 2a-c are also each for this surface treatment set up.
  • the system also has an electronic arrangement 14 with a server 4 and with a data memory 5, in which data memory 5 a log of the surface treatment of the workpiece 1 is stored.
  • the system also has a transport arrangement 6 which transports the workpiece 1 between the processing stations 2a-c in the prescribed sequence and at each processing station 2a-c brings the workpiece 1 into the processing area 3a-c of the processing station 2a-c for surface treatment.
  • the workpiece 1 is brought into the respective processing area 3a-c by lowering the workpiece 1 from a vertical transport height to a vertical processing height by means of the transport arrangement 6.
  • the workpiece 1 is suspended from a hook of a goods carrier of the transport arrangement 6.
  • a workpiece marking 7 which here is a transmitter 12 with an integrated integrated energy storage.
  • the workpiece marking 7 actively sends out a locating signal 11, which here is an ultra-broadband signal. Due to the suspension on the hook of the goods carrier, the workpiece 1 and the workpiece marker 7 are coupled in such a way that the workpiece marker 7 follows the workpiece 1 as it moves and the offset between the workpiece 1 and the workpiece marker 7 remains essentially constant during this time.
  • the electronic arrangement 14 of the system also has a plurality of receiving devices 8a-f for receiving the locating signal 11.
  • the receiving devices 8a-f are arranged in the system in such a way that they cover the entire area with the processing stations 2a-c.
  • the receiving devices 8a-f are connected to the server 4 in terms of data technology and are synchronized with one another.
  • the direction of origin of the locating signal 11 when received by the receiving devices 8a-f By comparing the direction of origin of the locating signal 11 when received by the receiving devices 8a-f, the three-dimensional position of the workpiece marking 7 in the system can be determined, even during transport and while the workpiece marking 7 is being introduced into one of the processing areas 3a -c. This direction of origin is determined based on the known respective antenna characteristics of the receiving devices 8a-f.
  • a three-dimensional spatial area 9a-c is defined for each of the processing stations 2a-c, which essentially corresponds to a cuboid around the processing areas 3a-c.
  • the processing areas 3a-c are provided with a respective area marking 10a-c, each of which emits an area-locating signal.
  • the position of the machining areas 3a-c is then determined analogously to the position of the workpiece 1.
  • a computer program running on the server 4 concludes that the workpiece 1 was brought into the machining area 3a-c. Based on the location signal 11 of the workpiece marking 7, the workpiece 1 is identified, corresponding process parameters for the surface treatment in the relevant processing station 2a-c are called up and these called-up process parameters are displayed at the processing station 2a- c set. After a defined waiting time, the surface treatment of the workpiece 1 starts in the processing area 3a-c.
  • the surface treatment ends after a processing time, which is specified by the retrieved process parameters, has elapsed.
  • the transport arrangement 6 removes the workpiece 1 again from the processing area 3a-c and transports it to the next processing station 2a-c.
  • the surface treatment of the workpiece 1 is logged in the data memory 5, in particular the actual dwell time of the workpiece 1 in the processing area 3a-c as well as any measured values recorded during the treatment being stored in the data memory 5.

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Abstract

Die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung eines Oberflächenbehandlungsprozesses, wobei ein Werkstück (1) in einer Anlage zur Oberflächenbehandlung zwischen Bearbeitungsstationen (2a-c) zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) transportiert wird, wobei das Werkstück (1) bei den Bearbeitungsstationen (2a-c) in einen jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) der jeweiligen Bearbeitungsstation (2a-c) zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) eingebracht wird, wobei der Transport und das Einbringen des Werkstücks (1) elektronisch erfasst und in einem Datenspeicher (5) protokolliert werden und wobei eine Werkstückmarkierung (7) zur elektronischen Erfassung mit dem Werkstück (1) gekoppelt ist und dem Werkstück (1) beim Transport und beim Einbringen folgt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine dreidimensionale Position der Werkstückmarkierung (7) beim Transport und beim Einbringen innerhalb der Anlage elektronisch bestimmt wird und dass basierend auf der bestimmten dreidimensionalen Position der Werkstückmarkierung (7) die Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) in dem jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) in dem Datenspeicher (5) protokolliert wird. Ebenso betrifft die Erfindung eine entsprechende Anlage zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks (1).

Description

Verfahren zur Überwachung eines Oberflächenbehandlungsprozesses und Anlage zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Oberflächenbehand lungsprozesses mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie eine Anlage zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 13.
In vielen Bereichen der Industrie erfolgt die Oberflächenbehandlung von Werk stücken etwa durch Galvanotechnik, Anodisieren, Beizen, Phospatieren, Elektrot auchlackierung oder Reinigen. Diesen Techniken zur Oberflächenbehandlung ist gemeinsam, dass die Werkstücke regelmäßig eine Vielzahl von solchen Oberflä chenbehandlungsschritten in einem jeweiligen Prozessbad durchlaufen und zwi schen diesen Oberflächenbehandlungsschritten oft in einem Spülbad gereinigt werden. Dabei werden die Werkstücke regelmäßig an Warenträgern angebracht und mittels dieser automatisch oder manuell von einer Bearbeitungs- oder Spül station zur nächsten transportiert.
Die Qualität der Oberflächenbehandlung hängt wesentlich davon ab, dass nicht nur alle Behandlungs- und Spülschritte für jedes Werkstück prinzipiell durchge führt werden, sondern dass sich auch die Parameter der Behandlungs- und Spül schritte - wie insbesondere die Verweildauer in dem jeweiligen Bad - innerhalb der Vorgaben bewegen. Diese Vorgaben können von Werkstück zu Werkstück auch variieren oder sich dynamisch aus Messungen am Werkstück ergeben. Im Rahmen der Qualitätskontrolle ist ferner eine zuverlässige Dokumentation der Oberflächenbehandlung insgesamt mit ihren Behandlungsschritten im Einzelnen wichtig.
Die DE 10 2006 002 648 Al aus dem Stand der Technik beschreibt ein Verfahren zur Überwachung eines Oberflächenbehandlungsprozesses. Dabei wird die Positi on eines Werkstücks durch eine optische Kamera, einen magnetischen Sensor oder einen Inkrementalgeber verfolgt. Auf dieser Grundlage wird die sich beim Transport der Werkstücke zwischen den Bearbeitungsstationen ändernde Position der Werkstücke protokolliert. Bei dem beschriebenen Verfahren sind zusätzlich als RFID-Tags ausgebildete Werkstückmarkierungen vorgesehen, welche an den Werkstücken angebracht sind. Diese Werkstückmarkierungen werden an einer jeweiligen Bearbeitungsstation zwecks Identifikation des Werkstücks ausgelesen. Auf der Grundlage dieser Identifikation können dann Prozessparameter für dieses Werkstück abgerufen und in der Bearbeitungsstation angewandt werden. Für die Positionsbestimmung des Werkstücks spielen die Werkstückmarkierungen jedoch keine Rolle.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass eine globale Positionsverfolgung eines bestimmten Werkstücks in der Anlage nur schwierig möglich ist. Denn die gezeigten Erfassungsmöglichkeiten sind stets nur in unterschiedlichen räumlichen Bereichen anwendbar. So ergibt die Positionsverfolgung mit dem Inkrementalge ber nur solange Sinn, wie das Werkstück an der speziellen Transporteinrichtung angebracht ist. Magnetische Sensoren sind nur auf sehr kurze Entfernungen wirksam. Bei der Erfassung des Werkstücks selbst durch eine optische Kamera ist eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Werkstücken nicht immer eindeutig möglich. Die Protokollierung der Oberflächenbehandlung in der Anlage in ihren verschiedenen Schritten beruht daher gleichsam auf einem „Flickenteppich" ganz unterschiedlicher Ansätze, was eine integrierte, lückenlose und eindeutige Ver folgung eines einzelnen Werkstücks erschwert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung da her darin, ein Verfahren zur Überwachung eines Oberflächenbehandlungsprozes ses sowie eine Anlage zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks bereitzustel len, bei denen eine verbesserte automatische Verfolgung und Protokollierung der von dem Werkstück durchlaufenen Bearbeitungsschritte gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bezogen auf ein Verfahren zur Überwachung eines Oberflä chenbehandlungsprozesses mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Bezogen auf eine Anlage zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 13 wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 13 gelöst.
Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass eine Werkstückmarkierung zur elektronischen Erfassung an dem Werkstück dazu verwendet werden kann, eine dreidimensionale Position der Werkstückmarkierung innerhalb der Anlage und damit auch eine Position des Werkstücks in der Anlage automatisch zu be- stimmen. Im Gegensatz zu den Werkstücken selbst, welche häufig bereits für den Zweck ihres bestimmungsgemäßen Gebrauchs und wegen weiterer Rahmen bedingungen im Wesentlichen identisch zueinander ausgestaltet werden müssen, bietet die Verwendung von separaten Werkstückmarkierungen die Möglichkeit, diese weitgehend frei zu gestalten und sie auf diese Weise leicht voneinander unterscheidbar zu machen. Basierend auf dieser bestimmten Position des Werk stücks kann dann erkannt werden, wann und wie lange das Werkstück an einer jeweiligen Bearbeitungsstation oberflächenbehandelt wird. Durch diese automati sche Bestimmung und Erkenntnis der Behandlungszeit kann auch die Protokollie rung dieser Vorgänge automatisiert werden. Eine manuelle Protokollierung ist nicht mehr erforderlich. Dies macht den Prozess sowohl schneller und ökonomi scher als auch zuverlässiger und dadurch weniger fehleranfällig.
Das vorschlagsgemäße Verfahren dient der Überwachung eines Oberflächenbe handlungsprozesses. Bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren wird ein Werkstück in einer Anlage zur Oberflächenbehandlung zwischen Bearbeitungsstationen zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks transportiert. Hier und nachfolgend sind unter Bearbeitungsstationen zur Oberflächenbehandlung auch Spülstationen mit Spülbehältern zum Spülen des Werkstücks zu verstehen. Folglich ist auch ein Spülen des Werkstücks als eine Art von Oberflächenbehandlung des Werkstücks zu verstehen. Vorzugsweise umfasst die Anlage zur Oberflächenbehandlung die Bearbeitungsstationen.
Bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren wird das Werkstück bei den Bearbei tungsstationen in einen jeweiligen Bearbeitungsbereich der jeweiligen Bearbei tungsstation zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks eingebracht. Prinzipiell kann dieses Einbringen in den Bearbeitungsbereich auf beliebige Art und Weise und insbesondere auch manuell erfolgen.
Bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren werden der Transport und das Einbringen des Werkstücks elektronisch erfasst und in einem Datenspeicher protokolliert. Dabei kann es sich um eine beliebige Art von Datenspeicher und insbesondere um einen elektronischen Datenspeicher handeln. Ebenso sind Art und Umfang des Protokollierens im Grunde beliebig. Ferner ist bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren eine Werkstückmarkierung zur elektronischen Erfassung mit dem Werkstück gekoppelt und die Werkstückmar kierung folgt dem Werkstück beim Transport und beim Einbringen. Bei der Werk stückmarkierung kann es sich grundsätzlich um eine beliebige Vorrichtung han deln. Die Art und Weise der Kopplung der Werkstückmarkierung mit dem Werk stück ist grundsätzlich ebenfalls beliebig. Bevorzugt ist, dass die Werkstückmar kierung beim Transport und beim Einbringen mit einem im Wesentlichen kon stanten räumlichen Versatz zu dem Werkstück angeordnet ist. Anders ausge drückt ist die räumliche Positionsdifferenz zwischen der Werkstückmarkierung und dem Werkstück im Wesentlichen konstant.
Das vorschlagsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine dreidimen sionale Position der Werkstückmarkierung beim Transport und beim Einbringen innerhalb der Anlage elektronisch bestimmt wird. Anders ausgedrückt findet die Positionsbestimmung sowohl während des Transports zwischen den Bearbei tungsstationen als auch beim Einbringen in einen Bearbeitungsbereich der jewei ligen Bearbeitungsstation statt. Diese Positionsbestimmung kann sowohl kontinu ierlich als auch intermittierend erfolgen. Bevorzugt ist, dass die Positionsbestim mung mit einer Zeitauflösung von 2 Sekunden oder kürzer, vorzugsweise mit einer Zeitauflösung von einer Sekunde oder kürzer erfolgt.
Das vorschlagsgemäße Verfahren ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass basie rend auf der bestimmten dreidimensionalen Position der Werkstückmarkierung die Oberflächenbehandlung des Werkstücks in dem jeweiligen Bearbeitungsbe reich in dem Datenspeicher protokolliert wird. Anders ausgedrückt wird anhand der bestimmten dreidimensionalen Position der Werkstückmarkierung auf Merk male der Oberflächenbehandlung des Werkstücks geschlossen und es werden diese Merkmale als Ergebnis in dem Datenspeicher protokolliert. Obwohl die Mit wirkung eines Bedieners grundsätzlich entbehrlich geworden ist, kann dennoch zusätzlich eine manuelle Bestätigung durch einen Bediener vorgesehen sein. Art und Umfang der Protokollierung sind ebenfalls im Grunde beliebig. So kann reicht es aus, dass die abgeschlossene Durchführung der Oberflächenbehandlung in dem Datenspeicher protokoliert wird.
Grundsätzlich kann der Transport des Werkstücks zwischen den Bearbeitungssta tionen auch manuell erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Werkstück in der Anlage durch eine Transportanordnung, und zwar insbesondere automatisch, zwischen den Bearbeitungsstationen trans portiert wird. Weiter ist bevorzugt, dass das Werkstück bei den Bearbeitungssta tionen durch die Transportanordnung in den jeweiligen Bearbeitungsbereich ein gebracht wird. Bevorzugt umfasst die Anlage die Transportanordnung. Die Transportanordnung kann insbesondere aus verschiedenen Transportvorrichtun gen bestehen, wobei die Übergabe zwischen den verschiedenen Transportvor richtungen prinzipiell sowohl manuell wie auch automatisch erfolgen kann.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass genau ein Werkstück in der Anlage transpor tiert und in den jeweiligen Bearbeitungsbereich eingebracht wird. Es ist aber auch denkbar, dass mehrere Werkstücke in der Anlage der Oberflächenbehand lung unterzogen werden. Dies kann auch gleichzeitig erfolgen. Daher ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass eine Vielzahl von Werkstücken vorzugsweise gleichzeitig in der Anlage zwischen den Bearbeitungsstationen transportiert werden, dass die Vielzahl von Werkstü cken bei den Bearbeitungsstationen in den jeweiligen Bearbeitungsbereich einge bracht wird, dass der Transport und das Einbringen der Vielzahl von Werkstücken elektronisch erfasst und in dem Datenspeicher protokolliert wird, dass eine jewei lige Werkstückmarkierung zur elektronischen Erfassung mit der Vielzahl von Werkstücken gekoppelt ist und dem Werkstück beim Transport und beim Ein bringen folgt, dass die dreidimensionale Position der jeweiligen Werkstückmar kierung der Vielzahl von Werkstücken elektronisch bestimmt wird und dass ba sierend auf der jeweiligen bestimmten dreidimensionalen Position der Werk stückmarkierung die Oberflächenbehandlung der Vielzahl von Werkstücken in dem Datenspeicher protokolliert wird.
Vorzugsweise umfasst die Transportanordnung mindestens einen Warenträger zur insbesondere lösbaren Mitnahme des Werkstücks durch die Transportvorrich tung. Anders ausgedrückt erlaubt es der Warenträger, das Werkstück durch die Transportvorrichtung mitzunehmen. Das kann einerseits durch eine Befestigung des Werkstücks an dem Warenträger erfolgen. Es kann aber auch durch ein Auf hängen des Werkstücks an dem Warenträger erfolgen.
Insbesondere kann der mindestens eine Warenträger das Werkstück halten. Der mindestens eine Warenträger kann einen jeweiligen Haken umfassen. Bevorzugt ist, dass der Warenträger beim Einbringen des Werkstücks in den jeweiligen Be arbeitungsbereich außerhalb des Bearbeitungsbereichs verbleibt. Grundsätzlich kann es sein, dass mit einem einzelnen Warenträger lediglich ein einziges Werk stück durch die Transportvorrichtung mitgenommen werden kann. Es kann aber auch sein, dass mit einem einzelnen Warenträger eine Vielzahl von Werkstücken durch die Transportvorrichtung mitgenommen werden können.
Ebenso ist es bevorzugt, dass die Transportanordnung einen Kettenzug, einen Roboter, einen Transportwagen, einen Schleppkreisförderer (power and free), einen Kreisförderer und/oder eine Hubeinrichtung jeweils zum Transportieren des Werkstücks aufweist.
Grundsätzlich kann der Bearbeitungsbereich beliebig ausgestaltet sein, sofern in dem Bearbeitungsbereich eine irgend geartete Oberflächenbehandlung des Werk stücks erfolgt. Bevorzugt ist, dass die Oberflächenbehandlung des Werkstücks das Aufbringen einer Behandlungsflüssigkeit umfasst. Dabei kann das Aufbringen der Behandlungsflüssigkeit im Grunde beliebig erfolgen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bearbeitungsstation eine Sprühstation zum Aufsprühen einer Behandlungsflüssigkeit umfasst. Vorzugsweise umfasst der Bearbeitungs bereich der mindestens einen Bearbeitungsstation dann einen Sprühbereich, in welchem die Behandlungsflüssigkeit auf das Werkstück gesprüht wird. Vorzugs weise umfasst dieser Bearbeitungsbereich eine Sprühkammer, in welcher Sprüh kammer der Sprühbereich angeordnet ist.
Eine zusätzliche oder alternative bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bearbeitungsstation einen Flüs sigkeitsbehälter umfasst. Vorzugsweise ist eine Behandlungsflüssigkeit zur Ober flächenbehandlung von dem Flüssigkeitsbehälter aufgenommen. Bevorzugt ist weiter, dass das Werkstück zur Oberflächenbehandlung in den Flüssigkeitsbehäl ter der mindestens einen Bearbeitungsstation eingebracht wird.
Bevorzugt umfassen die Bearbeitungsstationen jeweils eine Stromversorgung, eine Werkstückbewegungseinrichtung, eine Pumpe und/oder eine Heizvorrich tung zum Betrieb der Bearbeitungsstation. Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Werkstücks in den jeweiligen Bearbeitungsbereich basie rend auf einer vertikalen Positionsabsenkung der Werkstückmarkierung erfasst wird. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass regelmäßig der Transport des Werkstücks zwischen den Bearbeitungsstationen bei einer vergleichsweise hohen vertikalen Position erfolgt und das Werkstück dann zum Einbringen in den Bear beitungsbereich vertikal abgesenkt wird, sodass das Werkstück in den Bearbei tungsbereich eintreten kann. Dabei kann durchaus vorgesehen sein, dass beim Transport des Werkstücks die besagte hohe vertikale Position in einem bestimm ten Wertebereich variiert. Weiter ist bevorzugt, dass das Einbringen des Werk stücks in den jeweiligen Bearbeitungsbereich basierend auf einer vertikalen Posi tionsabsenkung der Werkstückmarkierung während einer horizontalen Positions übereinstimmung der Werkstückmarkierung mit der Bearbeitungsstation erfasst wird. Anders ausgedrückt kommt es nicht nur auf die vertikale Positionsabsen kung der Werkstückmarkierung an, sondern auch darauf, dass diese Positionsab senkung dann erfolgt, wenn die bestimmte horizontale Position der Werkstück markierung im Wesentlichen dem entsprechenden horizontalen Positionsbereich der Bearbeitungsstation entspricht. Anders ausgedrückt kann ein gewisser Tole ranzbereich bei der Bestimmung der Entsprechung vorgesehen sein.
Grundsätzlich kann für jede Bearbeitungsstation ein unterschiedlicher Grenzwert bezüglich der vertikalen Positionsabsenkung vorgesehen sein, ab welchem Grenzwert das Einbringen des Werkstücks erfasst wird. Bevorzugt ist jedoch, dass den Bearbeitungsstationen ein gemeinsamer Grenzwert bezüglich der verti kalen Positionsabsenkung zugeordnet ist und dass bei einer vertikalen Positions absenkung jenseits des gemeinsamen Grenzwerts das Einbringen des Werk stücks erfasst wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekenn zeichnet, dass für die Bearbeitungsbereich ein jeweiliger dreidimensionaler Raumbereich definiert wird und dass das Einbringen des Werkstücks in den je weiligen Bearbeitungsbereich basierend auf einer in dem jeweiligen Raumbereich bestimmten Position der Werkstückmarkierung bestimmt wird. Der dreidimensio nale Raumbereich kann dabei beliebig definiert werden und insbesondere eine grundsätzlich beliebige Form aufweisen. Es wird also davon ausgegangen, dass wenn die Position der Werkstückmarkierung innerhalb des dreidimensionalen Raumbereichs bestimmt wird, das Werkstück selbst sich in dem jeweiligen Bear beitungsbereich befindet.
Grundsätzlich können die dreidimensionalen Raumbereiche auf Grundlage belie biger Informationen definiert werden. Insbesondere können sie in einem Koordi natensystem manuell oder automatisiert vermessen werden. Gemäß einer bevor zugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass an den Bearbei tungsbereichen jeweils eine Bereichsmarkierung zur elektronischen Erfassung angeordnet ist, dass eine vorzugsweise dreidimensionale jeweilige Position der Bereichsmarkierung elektronisch bestimmt wird und dass die jeweiligen dreidi mensionalen Raumbereiche basierend auf der bestimmten Position der entspre chenden Bereichsmarkierung definiert werden. Anders ausgedrückt wird ein zu mindest ähnlicher Ansatz wie bei der Positionsbestimmung der Werkstückmarkie rungen - und damit der Werkstücke - dazu verwendet, die Position der Bearbei tungsbereiche zu bestimmen. Auf dieser Grundlage kann auch der dreidimensio nale Raumbereich derart definiert werden, dass bei einer Positionsbestimmung der Werkstückmarkierung darin schlussfolgert werden kann, dass das Werkstück in den Bearbeitungsbereich eingebracht wurde.
Die dreidimensionalen Raumbereiche können aber zusätzlich oder alternativ auch auf anderen Grundlagen definiert werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die dreidimensionalen Raumbereiche basierend auf einer Programmierung durch Vormachen definiert werden. Ein solche Programmierung durch Vormachen kann auch als Teach-in bezeichnet werden. Anders ausgedrückt erfolgt ein Verfahren einer Tutorvorrich- tung zur Definition der dreidimensionalen Raumbereiche. Grundsätzlich kann es sich bei der Tutorvorrichtung um ein beliebiges Objekt handeln. Bevorzugt ist, dass zur Definition der dreidimensionalen Raumbereiche eine Definitionsmarkie rung zur elektronischen Erfassung verfahren wird. Es wird also eine zumindest ähnliche Technik wie beim Bestimmen der Position der Werkstückmarkierung an gewandt.
Die elektronische Erfassung der Werkstückmarkierung kann grundsätzlich auf beliebige Art und Weise erfolgen. Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfah rens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Werkstückmarkierung ba- sierend auf dem Empfang eines elektromagnetischen Signals bestimmt wird. Hier kann es sich um ein im Grunde beliebiges elektromagnetisches Signal handeln. Insbesondere ist es möglich, dass das elektromagnetische Signal ein reflektiertes elektromagnetisches Signal ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Empfangsvorrichtungen zum Empfang des elektromagnetischen Signals jeweils beabstandet zueinander in der Anlage angeordnet ist und dass die Position der Werkstückmarkierung basierend auf einer Zusammenschau des von den Empfangsvorrichtungen empfangenen elektromagnetischen Signals be stimmt wird. Das Kombinieren der Ergebnisse verschiedener Empfangsvorrich tungen ermöglicht eine präzisere Bestimmung der Position der Werkstückmarkie rung. Dass die Empfangsvorrichtungen zueinander beabstandet angeordnet sind bedeutet vorzugsweise, dass Abstand zwischen den Empfangsvorrichtungen min destens einem durchschnittlichen Abstand zwischen den Bearbeitungsstationen entspricht.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückmarkierung ein Ortungssignal als elektromagnetisches Signal aussendet und dass die Position der Werkstückmarkierung basierend auf dem Ortungssignal bestimmt wird. Weiter ist bevorzugt, dass die Werkstückmarkie rung einen Energiespeicher zum Bereitstellen der Energie für das Aussenden des Ortungssignals aufweist. Damit ist es der Werkstückmarkierung möglich, unab hängig von dem Empfang eines äußeren Auslösesignals und der damit verbunde nen Energie ein eigenes Signal auszusenden, nämlich speziell das Ortungssignal. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Ortungssignal um ein Ultrabreitbandsignal.
Die obigen Feststellungen bezogen auf die Werkstückmarkierung können ebenso auf die Bereichsmarkierung und alternativ oder zusätzlich auf die Definitionsmar kierung übertragen werden. So ist es bevorzugt, dass die Position der Bereichs markierung basierend auf dem Empfang eines elektromagnetischen Bereichs- Signals bestimmt wird. Hier kann es sich um ein im Grunde beliebiges elektro magnetisches Bereichs-Signal handeln. Ebenso ist es möglich, dass das elektro magnetische Bereichs-Signal ein reflektiertes elektromagnetisches Bereichs- Signal ist. Entsprechend ist es ebenso bevorzugt, dass die Bereichsmarkierung ein elektromagnetisches Bereichs-Ortungssignal aussendet und dass die Position der Bereichsmarkierung basierend auf dem Bereichs-Ortungssignal bestimmt wird. Weiter ist bevorzugt, dass die Bereichsmarkierung einen Bereichs- Energiespeicher zum Bereitstellen der Energie für das Aussenden des Bereichs- Ortungssignals aufweist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bereichs- Ortungssignal um ein Ultrabreitbandsignal.
Weiter ist es bevorzugt, dass die Position der Definitionsmarkierung basierend auf dem Empfang eines elektromagnetischen Definitions-Signals bestimmt wird. Hier kann es sich um ein im Grunde beliebiges elektromagnetisches Definitions- Signal handeln. Insbesondere ist es möglich, dass das elektromagnetische Defini tions-Signal ein reflektiertes elektromagnetisches Definitions-Signal ist. Ebenso ist es bevorzugt, dass die Definitionsmarkierung ein elektromagnetisches Defini tions-Ortungssignal aussendet und dass die Position der Definitionsmarkierung basierend auf dem Definitions-Ortungssignal bestimmt wird. Weiter ist bevor zugt, dass die Definitionsmarkierung einen Definitions-Energiespeicher zum Be reitstellen der Energie für das Aussenden des Definitions-Ortungssignals auf weist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Definitions-Ortungssignal um ein Ultrabreitbandsignal.
Grundsätzlich kann die Zusammenschau des von den Empfangsvorrichtungen empfangenen elektromagnetischen Signals eine beliebige Charakteristik des elektromagnetischen Signals betreffen. Eine bevorzugte Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Werkstückmarkierung basierend auf einer jeweiligen Signallaufzeit des elektro magnetischen Signals bestimmt wird. Alternativ oder zusätzlich kann es sein, dass die Position der Werkstückmarkierung basierend auf einem jeweiligen Sig nalpegel des elektromagnetischen Signals bestimmt wird. Dies kann dadurch ge schehen, dass der Signalpegel als abstandsabhängig angesehen wird und auf diese Weise eine Zusammenschau des von den Empfangsvorrichtungen empfan genen elektromagnetischen Signals die Bestimmung der Position der Werkstück markierung ermöglicht wird. Durch den Vergleich der jeweiligen Signallaufzeit oder des jeweiligen Signalpegels an jeder Empfangsvorrichtung ist es möglich, den Abstand der Werkstückmarkierung zu jeder Empfangsvorrichtung zu ermit teln. Daraus und aus den bekannten Positionen der Empfangsvorrichtungen wie derum lässt sich die dreidimensionale Position der Werkstückmarkierung be stimmen. Es kann aber auch sein, dass die Position der Werkstückmarkierung basierend auf einer jeweiligen Richtung des elektromagnetischen Signals bestimmt wird. So kann etwa basierend auf einer jeweiligen Antennencharakteristik der Vielzahl von Empfangsvorrichtungen eine Herkunftsrichtung des elektromagnetischen Signals bestimmt werden. Dann ist es weiter bevorzugt, dass die Position der Werk stückmarkierung basierend auf einer jeweiligen Herkunftsrichtung des elektro magnetischen Signals bestimmt wird. In diesem Zusammenhang kann es eben falls sein, dass ein jeweiliger Signalpegel des elektromagnetischen Signals be stimmt wird.
Es kann aber auch eine Werkstückmarkierung verwendet werden, welche kein Signal aussendet und daher insoweit passiv ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekenn zeichnet, dass eine jeweilige Verweildauer des Werkstücks in dem jeweiligen Be arbeitungsbereich in dem Datenspeicher protokolliert wird. Bevorzugt ist weiter, dass die jeweilige Verweildauer basierend auf einer Dauer der vertikalen Positi onsabsenkung der Werkstückmarkierung bestimmt wird. Weiter kann es sein, dass jeweilige Prozessparameter, die an der jeweiligen Bearbeitungsstation ein gestellt sind zur Bearbeitung des Werkstücks, in dem Datenspeicher protokolliert werden.
Grundsätzlich können diese Prozessparameter an der Bearbeitungsstation auf beliebige Art und Weise und damit beispielsweise auch manuell eingestellt wer den. Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass basierend auf der Werkstückmarkierung - und insbesondere basierend auf einer elektroni schen Erfassung der Werkstückmarkierung - Prozessparameter zur Oberflächen behandlung des Werkstücks an der Bearbeitungsstation eingestellt werden. Hier kann es insbesondere sein, dass basierend auf einer elektronischen Erfassung der Werkstückmarkierung die Prozessparameter aus einer Prozessparameterda tenbank abgerufen werden. Weiter insbesondere können diese Prozessparameter eine Bearbeitungsdauer aufweisen. So ist es bevorzugt, dass basierend auf der Bearbeitungsdauer der Prozessparameter eine Oberflächenbehandlung des Werk stücks beendet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die jeweiligen horizontalen Positionen der Bearbeitungsstationen eine Ebene auf spannen. Anders ausgedrückt sind die Bearbeitungsstationen nicht nur entlang einer Gerade angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgese hen, dass basierend auf der bestimmten dreidimensionalen Position der Werk stückmarkierung eine Bearbeitung des Werkstücks in der jeweiligen Bearbei tungsstation gestartet wird. Es kann also die Bearbeitung des Werkstücks in der Bearbeitungsstation automatisch dann gestartet werden, wenn basierend auf der Position der Werkstückmarkierung festgestellt wird, dass das Werkstück sich in der Bearbeitungsstation und insbesondere in dem Bearbeitungsbereich befindet. Ebenso kann es sein, dass die Bearbeitung erst nach einer vordefinierten Ver weildauer im Anschluss an die Bestimmung der Position der Werkstückmarkie rung gestartet wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung des Werkstücks in dem jeweiligen Bearbei tungsbereich eine chemische Oberflächenbehandlung und/oder eine elektroche mische Oberflächenbehandlung umfasst. Bevorzugt ist, dass die Bearbeitungssta tionen mindestens eine Bearbeitungsstation aufweisen, welche Bearbeitungssta tion und/oder deren Bearbeitungsbereich das Werkstück reinigt, beizt und/oder beschichtet. Vorzugsweise weisen die Bearbeitungsstationen mindestens eine Spülstation mit einem Spülbad zum Spülen des Werkstücks auf.
Die vorschlagsgemäße Anlage dient der Oberflächenbehandlung eines Werk stücks und weist Bearbeitungsstationen zur Oberflächenbehandlung des Werk stücks auf, welche Bearbeitungsstationen einen jeweiligen Bearbeitungsbereich zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks aufweisen.
Die vorschlagsgemäße Anlage weist ebenso einen Datenspeicher sowie eine Elektronikanordnung zur elektronischen Erfassung und Protokollierung in dem Datenspeicher des Transports und des Einbringens des Werkstücks auf.
Die vorschlagsgemäße Anlage weist schließlich eine Werkstückmarkierung zur elektronischen Erfassung auf, wobei die Werkstückmarkierung mit dem Werk- stück derart gekoppelt ist, dass es dem Werkstück beim Transport und beim Ein bringen folgt.
Die vorschlagsgemäße Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronika nordnung dazu eingerichtet ist, eine dreidimensionale Position der Werkstück markierung beim Transport und beim Einbringen innerhalb der Anlage elektro nisch zu bestimmen und weiter dazu eingerichtet ist, basierend auf der bestimm ten dreidimensionalen Position der Werkstückmarkierung die Oberflächenbehand lung des Werkstücks in dem jeweiligen Bearbeitungsbereich in dem Datenspei cher zu protokollieren.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Transportanordnung zum Transport des Werkstücks zwischen den Bearbeitungsstationen und zum Einbringen des Werkstücks in den jeweiligen Bearbeitungsbereich aufweist. Vorzugsweise umfasst die Anlage die jeweils an den Bearbeitungsbereichen angeordnete Bereichsmarkierung und/oder die Defi nitionsmarkierung. Ebenso ist es bevorzugt, dass die Anlage die Vielzahl von Empfangsvorrichtungen umfasst.
Eine weitere bevorzugt Ausführungsform der Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikanordnung die Vielzahl von Empfangsvorrichtungen umfasst.
Bevorzugte Ausführungsformen, Merkmale und Eigenschaften des vorschlagsge mäßen Verfahrens entsprechen denen der vorschlagsgemäßen Anlage und um gekehrt.
Weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung mit Bezug auf die Figuren. In der lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel wiedergebenden Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer vor schlagsgemäßen Anlage zur Ausführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 eine Detailansicht der Anlage der Fig. 1. Die in der Fig. 1 dargestellte Anlage gemäß einem ersten vorschlagsgemäßen Ausführungsbeispiel dient der Oberflächenbehandlung von Werkstücken 1, bei welchen Werkstücken 1 es sich vorliegend um Triebwerkseinzelteile von Strahl triebwerken handelt. In der dargestellten Anlage kann eine Vielzahl von Werkstü cken 1 gleichzeitig oberflächenbehandelt werden, wobei der Übersichtlichkeit halber bei den Ausführungsbeispielen lediglich ein Werkstück 1 dargestellt wird.
Die Anlage 1 weist eine Vielzahl von Bearbeitungsstationen 2a-c auf, von denen drei Bearbeitungsstationen 2a-c beispielhaft dargestellt sind. Jede Bearbeitungs station 2a-c weist einen jeweiligen Bearbeitungsbereich 3a-c auf. Diese Bearbei tungsbereiche 3a-c sind hier als Flüssigkeitsbehälter ausgestaltet. An jeder Bear beitungsstation 2a-c wird das Werkstück 1 zur Oberflächenbehandlung in den jeweiligen Bearbeitungsbereich 3a-c und damit auch in den Flüssigkeitsbehälter eingebracht. In der Fig. 2 ist lediglich die erste Bearbeitungsstation 2a der Anla ge 1 dargestellt.
Die erste Bearbeitungsstation 2a dient der Reinigung des Werkstücks 1, die zwei te Bearbeitungsstation 2b ist eine Spülstation zum Spülen des Werkstücks 1 und die dritte Bearbeitungsstation 2c dient der Desoxidation des Werkstücks 1. Die Bearbeitungsbereiche 3a-c der Bearbeitungsstationen 2a-c sind auch jeweils für diese Oberflächenbehandlung eingerichtet.
Die Anlage weist weiter eine Elektronikanordnung 14 mit einem Server 4 und mit einem Datenspeicher 5 auf, in welchem Datenspeicher 5 ein Protokoll der Ober flächenbehandlung des Werkstücks 1 abgelegt wird. Ebenso weist die Anlage eine Transportanordnung 6 auf, welche das Werkstück 1 zwischen den Bearbeitungs stationen 2a-c gemäß der vorgeschriebenen Reihenfolge transportiert und bei jeder Bearbeitungsstation 2a-c das Werkstück 1 in den Bearbeitungsbereich 3a-c der Bearbeitungsstation 2a-c zur Oberflächenbehandlung einbringt. Das Einbrin gen des Werkstücks 1 in den jeweiligen Bearbeitungsbereich 3a-c erfolgt dabei durch das Absenken des Werkstücks 1 von einer vertikalen Transporthöhe in eine vertikale Bearbeitungshöhe mittels der Transportanordnung 6.
Zu diesem Zweck ist das Werkstück 1 an einem Haken eines Warenträgers der Transportanordnung 6 aufgehangen. An diesem Warenträger befestigt ist eine Werkstückmarkierung 7, bei der es sich hier um einen Sender 12 mit einem inte- grierten Energiespeicher handelt. Gespeist durch den Energiespeicher sendet die Werkstückmarkierung 7 aktiv ein Ortungssignal 11 aus, bei welchem es sich hier um ein Ultrabreitbandsignal handelt. Durch die Aufhängung an dem Haken des Warenträgers sind das Werkstück 1 und die Werkstückmarkierung 7 derart ge koppelt, dass die Werkstückmarkierung 7 dem Werkstück 1 bei seiner Bewegung folgt und der Versatz zwischen dem Werkstück 1 und der Werkstückmarkierung 7 währenddessen im Wesentlichen konstant bleibt.
Die Elektronikanordnung 14 der Anlage weist ferner eine Vielzahl von Empfangs vorrichtungen 8a-f zum Empfang des Ortungssignals 11 auf. Durch den Empfang des Ortungssignals 11 wird die Werkstückmarkierung 7 elektronisch erfasst. Die Empfangsvorrichtungen 8a-f sind in der Anlage derart angeordnet, dass sie den gesamten Bereich mit den Bearbeitungsstationen 2a-c abdecken. Die Empfangs vorrichtungen 8a-f sind datentechnisch mit dem Server 4 verbunden und mitei nander synchronisiert. Durch einen Vergleich der Herkunftsrichtung des Ortungs signals 11 beim Empfang durch die Empfangsvorrichtungen 8a-f kann die dreidi mensionale Position der Werkstückmarkierung 7 in der Anlage ermittelt werden, und zwar auch während des Transports und während des Einbringens der Werk stückmarkierung 7 in einen der Bearbeitungsbereiche 3a-c. Diese Herkunftsrich tung wird basierend auf der bekannten jeweiligen Antennencharakteristik der Empfangsvorrichtungen 8a-f bestimmt.
Für jede der Bearbeitungsstationen 2a-c ist ein dreidimensionaler Raumbereich 9a-c definiert, welcher im Wesentlichen einem Quader um die Bearbeitungsberei che 3a-c entspricht. Zur Definition der Raumbereiche 9a-c sind die Bearbeitungs bereiche 3a-c mit einer jeweiligen Bereichsmarkierung lOa-c versehen, welche jeweils ein Bereichs-Ortungssignal aussenden. Die Position der Bearbeitungsbe reiche 3a-c wird dann analog zu der Position des Werkstücks 1 bestimmt.
Liegt nun die bestimmte Position der Werkstückmarkierung 7 innerhalb eines der Raumbereiche 9a-c, so schließt ein auf dem Server 4 ablaufendes Computerpro gramm, dass das Werkstück 1 in den Bearbeitungsbereich 3a-c eingebracht wur de. Basierend auf dem Ortungssignal 11 der Werkstückmarkierung 7 wird das Werkstück 1 identifiziert, es werden entsprechende Prozessparameter für die Oberflächenbehandlung in der betreffenden Bearbeitungsstation 2a-c abgerufen und diese abgerufenen Prozessparameter werden an der Bearbeitungsstation 2a- c eingestellt. Nach Ablauf einer definierten Wartezeit startet die Oberflächenbe handlung des Werkstücks 1 in dem Bearbeitungsbereich 3a-c.
Nach Ablauf einer Bearbeitungszeit, welche durch die abgerufenen Prozesspara- meter vorgegeben wird, endet die Oberflächenbehandlung. Die Transportanord nung 6 entfernt das Werkstück 1 wieder aus dem Bearbeitungsbereich 3a-c und transportiert es zu der nächsten Bearbeitungsstation 2a-c. Die Oberflächenbe handlung des Werkstücks 1 wird in dem Datenspeicher 5 protokolliert, wobei ins besondere die tatsächliche Verweildauer des Werkstücks 1 in dem Bearbeitungs- bereich 3a-c sowie etwaige während der Behandlung erfasste Messwerte in dem Datenspeicher 5 abgelegt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung eines Oberflächenbehandlungsprozesses, wo bei ein Werkstück (1) in einer Anlage zur Oberflächenbehandlung zwischen Bearbeitungsstationen (2a-c) zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) transportiert wird, wobei das Werkstück (1) bei den Bearbeitungsstati onen (2a-c) in einen jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) der jeweiligen Bearbeitungsstation (2a-c) zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) eingebracht wird, wobei der Transport und das Einbringen des Werkstücks (1) elektronisch erfasst und in einem Datenspeicher (5) protokolliert wer den und wobei eine Werkstückmarkierung (7) zur elektronischen Erfas sung mit dem Werkstück (1) gekoppelt ist und dem Werkstück (1) beim Transport und beim Einbringen folgt dadurch gekennzeichnet, dass eine dreidimensionale Position der Werkstückmarkierung (7) beim Transport und beim Einbringen innerhalb der Anlage elektronisch bestimmt wird und dass basierend auf der bestimmten dreidimensionalen Position der Werk stückmarkierung (7) die Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) in dem jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) in dem Datenspeicher (5) pro tokolliert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück in der Anlage durch eine Transportanordnung (6), vorzugsweise automa tisch, zwischen den Bearbeitungsstationen (2a-c) transportiert wird, insbe sondere, dass das Werkstück (1) bei den Bearbeitungsstationen (2a-c) durch die Transportanordnung (6) in den jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) eingebracht wird
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein bringen des Werkstücks (1) in den jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) basierend auf einer vertikalen Positionsabsenkung der Werkstückmarkie rung (7), vorzugsweise während einer horizontalen Positionsübereinstim mung der Werkstückmarkierung (7) mit der Bearbeitungsstation (2a-c), erfasst wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bearbeitungsbereich (3a-c) ein jeweiliger dreidimensionaler Raumbereich (9a-c) definiert wird und dass das Einbringen des Werkstücks (1) in den jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) basierend auf einer in dem jeweiligen Raumbereich (9a-c) bestimmten Position der Werkstück markierung (7) bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Bear beitungsbereichen (3a-c) jeweils eine Bereichsmarkierung (lOa-c) zur elektronischen Erfassung angeordnet ist, dass eine vorzugsweise dreidi mensionale jeweilige Position der Bereichsmarkierung (lOa-c) elektronisch bestimmt wird und dass die jeweiligen dreidimensionalen Raumbereiche (9a-c) basierend auf der bestimmten Position der entsprechenden Be reichsmarkierung (lOa-c) definiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionalen Raumbereiche (9a-c) basierend auf einer Programmie rung durch Vormachen definiert werden, vorzugsweise, dass zur Definition der dreidimensionalen Raumbereiche (9a-c) eine Definitionsmarkierung zur elektronischen Erfassung verfahren wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückmarkierung (7) ein Ortungssignal (11) als elektromag netisches Signal aussendet und dass die Position der Werkstückmarkierung (7) basierend auf dem Ortungssignal (11) bestimmt wird, vorzugsweise, dass die Werkstückmarkierung (7) einen Energiespeicher zum Bereitstellen der Energie für das Aussenden des Ortungssignals (11) aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Werkstückmarkierung (7) basierend auf dem Emp fang eines elektromagnetischen Signals bestimmt wird, vorzugsweise, dass eine Vielzahl von Empfangsvorrichtungen (8a-f) zum Empfang des elektromagnetischen Signals jeweils beabstandet zueinander in der Anlage angeordnet ist und dass die Position der Werkstückmarkierung (7) basie rend auf einer Zusammenschau des von den Empfangsvorrichtungen (8a- f) empfangenen elektromagnetischen Signals bestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Verweildauer des Werkstücks (1) in dem jeweiligen Be- arbeitungsbereich (3a-c) in dem Datenspeicher (5) protokolliert wird, vor zugsweise, dass die jeweilige Verweildauer basierend auf einer Dauer der vertikalen Positionsabsenkung der Werkstückmarkierung (7) bestimmt wird, insbesondere, dass jeweilige Prozessparameter, die an der jeweiligen Bearbeitungsstation (2a-c) eingestellt sind zur Bearbeitung des Werk stücks (1), in dem Datenspeicher (5) protokolliert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen horizontalen Positionen der Bearbeitungsstationen (2a- c) eine Ebene aufspannen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der bestimmten dreidimensionalen Position der Werk stückmarkierung (7) eine Bearbeitung des Werkstücks (1) in der jeweili gen Bearbeitungsstation (2a-c) gestartet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) in dem jeweiligen Be arbeitungsbereich (3a-c) eine chemische Oberflächenbehandlung und/oder eine elektrochemische Oberflächenbehandlung umfasst.
13. Anlage zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks (1) mit Bearbei tungsstationen (2a-c) zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1), welche Bearbeitungsstationen (2a-c) einen jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) aufweisen, mit ei nem Datenspeicher (5), mit einer Elektronikanordnung (4) zur elektroni schen Erfassung und Protokollierung in dem Datenspeicher (5) eines Transports des Werkstücks (1) zwischen den Bearbeitungsstationen (2a-c) und eines Einbringens des Werkstücks (1) in den Bearbeitungsbereich (3a-c) der jeweiligen Bearbeitungsstation (2a-c) und mit einer Werk stückmarkierung (7) zur elektronischen Erfassung, welche Werkstückmar kierung (7) derart mit dem Werkstück (1) gekoppelt ist, dass es dem Werkstück (1) beim Transport und beim Einbringen folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikanordnung (4) dazu eingerichtet ist, ei ne dreidimensionale Position der Werkstückmarkierung (7) beim Transport und beim Einbringen innerhalb der Anlage elektronisch zu bestimmen und weiter dazu eingerichtet ist, basierend auf der bestimmten dreidimensio- nalen Position der Werkstückmarkierung (7) die Oberflächenbehandlung des Werkstücks (1) in dem jeweiligen Bearbeitungsbereich (3a-c) in dem Datenspeicher (4) zu protokollieren.
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