Werkzeugtracking

Auch in der hoch-automatisierten Produktion gibt es eine Vielzahl manueller Arbeitsprozesse. Die reibungslose Durchführung der Arbeitsprozesse in der Produktion erfordert hohe Aufmerksamkeit der Monteure. Wechselnde Auftragsinformationen stehen in der individuellen Produktionsfertigung auf der Tagesordnung. Der richtige Einsatz von Werkzeugen ist hierbei sowohl in Bezug auf Qualitätssicherung als auch im Hinblick auf die Sicherheit der Monteure wichtig.

Am Fraunhofer IIS werden smarte Sensoren zur Erfassung manueller Arbeitsprozesse entwickelt und verschiedenste Fragestellungen der Digitalisierung, Qualitätssicherung und Flexibilisierung von manuellen Arbeitsabläufen in der Montage gelöst:

Wurden Arbeiten (z.B. Verschraubungen) korrekt und vollständig durchgeführt? Wird das Werkzeug am richtigen Werkstück (z.B. Autotür) und an der richtigen Position (z.B. Schraubstelle) eingesetzt? Hat das Werkzeug den definierten Arbeitsbereich verlassen? Wo befindet sich das Werkzeug? Was passiert gerade mit dem Werkzeug?

Die smarten Sensoren des Fraunhofer IIS können als Aufsatzmodul auf ein handgeführtes Werkzeug, wie beispielsweise einen Akku- oder Druckluftschrauber, aufgesteckt werden. Das Sensormodul vernetzt das Werkzeug mit dem IT-System, um Arbeitsaufträge entgegenzunehmen und den Status der Bearbeitung bis hin zur Auftragserfüllung wieder zurück zu melden.

So können diverse Risiken der verschiedenen Schraubfallklassen, wie das Risiko eines Funktionsausfalls oder sogar das Risiko für Leib und Leben frühzeitig erkannt werden und die Qualitätsprozesse stetig verbessert werden.

Die Zwischenziele zur Flexibilisierung und Qualitätssicherung in der Produktion

Unterstützung der Monteure

Transparenz der Prozesse

Automatische Prüfung der Auftragserfüllung

Visualisierung des Auftragsstatus 

Automatisierte Dokumentation

Erhebung der Datenbasis für spätere Auswertungen

Optimierung der Arbeitsprozesse

Der richtige Einsatz und die Position von Werkzeugen sind sowohl in Bezug auf Qualitätssicherung als auch im Hinblick auf die Sicherheit der Arbeiter wichtig. Bisherige Systeme nutzen Funksysteme für die Ortung von Werkzeugen, sind dadurch jedoch infrastrukturabhängig und störbar durch andere Signale. Bei kabelgebundenen Werkzeugen ist zwar sichergestellt, dass sie den vorgeschriebenen Bereich nicht verlassen, die Arbeiter sind jedoch in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt. Eine Klassifikation verschiedener Zustände ist bei allen aktuellen Ansätzen nicht vorhanden. Das heißt, es kann zum Beispiel nicht festgestellt werden, ob ein Werkzeug in Bewegung ist und was damit gemacht wird.

Mehrwert unserer Lösung

Erfassung und Digitalisierung von manuellen Arbeitsprozessen

Nutzung von low-cost Sensoren (sowohl low-cost als auch high-end MEMS) zum kurzzeitigen Objekttracking und zur Zustandsklassifikation:
Ermittlung der Beschleunigung, der Drehraten und des Magnetfelds

Einfache Softwareinstallation

Autarke Erfassung und Verarbeitung  (infrastrukturunabhängig und ohne Funk)

Robust gegenüber Störungen

Einfach nachrüstbar für bestehende Werkzeuge

Auch für nicht-elektronische Werkzeuge

Kombination von Echtzeit-Positionsdaten und Sensordatenanalyse

Bei Schraubprozessen werden beispielsweise folgende Zustände und Ereignisse ermittelt: Schrauber in Ruhe, Schrauber in Bewegung, Ausrichtung des Schraubers, Anfang und Ende einer Verschraubung, Schraubdauer, eingestelltes Drehmoment erreicht, Korrektheit der Verschraubung (in Ordnung oder nicht in Ordnung), Doppelverschraubung, Lösen von Schrauben, Auftrag erfüllt.

Unterstützung von Arbeitsprozessen

Qualitätssicherung und Monitoring

Automatisierte Digitalisierung und Dokumentation von Arbeitsabläufen

Korrekte Handhabung von Werkzeugen (adaptierbare Vorgaben)

Ortung und Nachverfolgung von Werkzeugen

Geofencing