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Schraubprozesse erfassen und mit qs-STAT® ME auswerten

Erscheint in der Ausgabe 1/2003 der Zeitschrift "Partner Info Qualität" PIQ© 3/02 der Q-DAS© GmbH

Schraubprozesse erfassen und mit qs-STAT® ME auswerten
Alfred Adam, Ing.-Büro ADAM SOFTWARE, Landshut

Die Erfassung der Ergebnisdaten von Verschraubungen und deren Auswertung und Archivierung für Dokumentationszwecke, besonders bei sicherheitsrelevanten Teilen, wird immer wichtiger. Dieser Bericht zeigt am Beispiel eines Projekts mit BOSCH Schraubsystemen, wie leistungsfähige Datenerfassung mit SPCprocessLink und aussagekräftige Auswertungen mit qs-STAT® ME mit geringem Aufwand eingerichtet werden können.

Ein Ziel bei der Einrichtung einer automatischen Datenerfassung ist die Übernahme aller zur Verfügung stehenden Daten aus dem Schraubsystem, wie auch aus übergeordneten Systemen der Produktionssteuerung. Wo früher nur Werte für Drehmoment und Winkel als Ergebnis mitgeteilt wurden, können heute ausführliche Ergebnisdaten vom Schraubprozess erfasst werden. Da eine Verschraubung meistens in mehreren Stufen dürchgeführt wird, sind für jede einzelne Schraubstufe die Werte für Drehmoment und Winkel relevant. Zusätzlich sind auch die in der Schraubersteuerung eingestellten Grenzwerte dieser Merkmale von Bedeutung weil man durch deren Überwachung eine falsche Einstellung der Anlage feststellen kann. Eine IO oder NIO Bewertung der Verschraubung durch die Steuerung zusammen mit den Ursachen, die zu dem Fehler geführt haben sind wichtige Informationen die es zu erfassen gilt. Das Schraubsystem 300 von BOSCH liefert nun zusätzliche Informationen zu einer NIO Verschraubung: die Fehlerklasse und den Qualitätscode. Das Abschaltkriterium beschreibt die Ursache weshalb eine Verschraubung beendet wurde, wie z.B. „Winkel zu hoch“ oder „Wegnahme Startsignal“. Der Qualitätscode beschreibt die Ursache für die NIO Bewertung einer Verschraubung, z.B. „Streckgrenze“ oder „Moment zu hoch“. Diese Informationen sind wichtige Hilfsmittel zur Analyse von Schraubabläufen, besonders wenn sie später bei der Nacharbeit zur Verfügung stehen. Weitere Merkmale sind: Schwellmoment, Abschaltmoment, Redundanzmoment und Redundanzwinkel.

Zuordnung der Zusatzdaten zu den Messwerten
Bild 1: Zuordnung der Zusatzdaten zu den Messwerten

Das Abspeichern der Ergebnisdaten wäre aber nur die halbe Lösung. Eine schnelle und aussagekräftige Auswertung ist erst möglich wenn die Daten bereits mit der richtigen Zuordnung im Q-DAS® Datentransferformat bereitgestellt werden, wie es mit der Datenerfassung SPCprocessLink einfach möglich ist. Die Verknüpfung der Messwerte und Zusatzdaten mit den Zielfeldern des Q-DAS® Datenformats kann übersichtlich per Mausklich bei der Inbetriebnahme der Datenerfassung vorgenommen werden (s. Abbildung 1). Die Konformität der mit SPCprocessLink erzeugten Daten mit dem Q-DAS® Transferformat ist durch ein Zertifikat von Q-DAS® bestätigt. Durch die Fähigkeit von SPCprocessLink, Daten gleichzeitig aus unterschiedlichen Quellen zu erfassen, können Informationen wie Bauteilnummer, Charge, Artikelnummer oder Sachnummer aus übergeordneten Steuerungen, Datenbanken, Barcodeleser oder Datenträger den Messwerten zugeordet werden. Da alle Zusatzdatenfelder mit Schraubergebnisdaten verknüpft werden können, sind ausführliche Auswertungen mit qs-STAT® ME möglich, z.B. durch die Aufteilung der Wesswerte nach Maschine, Spindel, Werkstückträger, Prüfmittel oder Prüfer.


Aufteilung der Fehler nach Werkstückträger.
Bild 2: Aufteilung der Fehler nach Werkstückträger.

Durch Darstellungen der Fehler nach diesen Parametern getrennt können z.B. defekte Spindel oder Werkstückträger schnell lokalisiert werden. Die Auswertung in Abbildung 2 zeigt wie die Fehler zusätzlich zu den Merkmalen auch den einzelnen Werkstückträger zugeordnet sind.

Hardware einsparen durch Netzwerkfähigkeit der Software
Bild 3: Hardware einsparen durch Netzwerkfähigkeit der Software

Ein weiteres Ziel bei der Einrichtung der Datenerfassung ist die Reduzierung des Aufwandes für Installation, Konfiguration und Wartung. Die Netzwerkfähigkeit von SPCprocessLink erlaubt es mehrere an der Montagelinie über größere Entfernungen verteilte Schraubsysteme anzubinden. Durch die Kommunikation über Ethernet und Standardprotokolle wie TCP/IP und FTP bleiben die Installationskosten gering, weil jeder Standard PC mit diesen Netzwerkkomponenten bereits ausgestattet ist (s. Abbildung 3). Ältere Schraubsysteme können mit Seriell -> Ethernet Konverter nachgerüstet werden. Über einen vorgeschalteten Protokollwandler werden die Daten vom spezifischen Protokoll des Schraubsystems so früh wie möglich in einen herstellerunabhängigen Standard überführt. So ist es möglich Schraubsysteme verschiedener Hersteller mit geringem Aufwand anzubinden. Für die Kommunikation mit übergeordneten Systemen der Produktionssteuerung gibt es eine Vielzahl von Standard Kommunikationstreiber.

Mit der Fähigkeit neuer Schraubersteuerungen, auch die Kurvenverläufe an der Ausgabeschnittstelle anzubieten, können nun auch diese Informationen über SPCprocessLink im Q-DAS® Datenformat abgebildet und in qs-STAT® ME ausgewertet werden (s. PIQ 2/02 S.44). Wegen der damit verbundenen Datenflut ist nur die Speicherung der Kurvenverläufe von NIO Verschraubungen sinnvoll.

Durch die schnelle Installation und einfache Konfiguration ist SPCprocessLink auch für die Durchführung von Maschinenfähigkeitsuntersuchungen geeignet. Über die richtige Zuordnung der Detailinformationen im Q-DAS® Datentransferformat ist die Auswertung mit qs-STAT® ME mit wenigen Mausklicks erledigt.

Auch in dieser Anwendung werden die Vorteile konsequenter Nutzung von Standards klar: ausgefeilte Auswertungen in qs-STAT® ME profitieren von der Fülle an Zusatzdaten die über das Q-DAS® Datentransferformat mit SPCprocessLink erfasst werden.


Weitere Informationen finden Sie unter www.adam-software.de oder direkt beim Autor: Tel. +49-871-951428 oder info@adam-software.de


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