DE102019122578A1

DE102019122578A1 - Verfahren zum Prüfen, Markieren und Sortieren von Einzelobjekten

Info

Publication number: DE102019122578A1
Application number: DE102019122578.7A
Authority: DE
Inventors: Sven Porepp
Original assignee: Plock Metallwerke & Co Kg GmbH
Current assignee: Plock Metallwerke & Co Kg GmbH
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2021-02-25
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: DE102019122578B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen, Markieren und Sortieren von Einzelobjekten, bei dem ein Metallband/-streifen einer Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einem Stanzautomaten zugeführt wird. Dabei wird an Teilabschnitten des Bandes/Streifens eine individuelle Kennzeichnung aufgebracht, Teilabschnitte werden durch Stanzen, Lasern, Biegen und/oder Umformen zu Einzelobjekten vereinzelt, diese werden geprüft, die Prüfergebnisse werden jeweils mit der zuvor aufgebrachten Kennzeichnung verknüpft und abgespeichert. Jedes Einzelobjekt erhält ein individuelles Prüfzertifikat, das Dritten, insbesondere auch über einen Cloud, zur Verfügung gestellt werden kann. Die Prüfergebnisse können laufend ausgewertet und zur Regelung des Verfahrens genutzt werden, insbesondere kann die Auswertung durch ein selbstlernendes Netz erfolgen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen, Markieren und Sortieren von Einzelobjekten. Insbesondere handelt es sich um Teile, die aus Metall hergestellt werden, beispielsweise durch Ausstanzen aus einem beschichteten oder unbeschichteten, vergüteten oder unvergüteten Metallband oder Metallstreifen.
In der industriellen Fertigung werden Inspektionssysteme verwendet, um fehlerhafte Produkte automatisch zu erkennen und auszuschleusen. Dazu werden in der Regel Sensoren mit entsprechenden Verarbeitungseinheiten verwendet, beispielsweise elektronische Kameras, entsprechende Beleuchtungseinrichtungen und Bildverarbeitungscomputer. Ebenso können verschiedene andere Sensoren zur Erfassung von speziellen Qualitätsmerkmalen und physikalischen Messgrößen eingesetzt werden. Das Inspektionssystem wird dabei in der Regel an der Transportvorrichtung des Materialstroms angeordnet. Das kann direkt an der Produktionsmaschine selbst oder in eigenständigen Inspektionsmaschinen geschehen. Häufig wird die Qualitätskontrolle nur stichprobenartig vorgenommen, hieraus werden entsprechende Statistiken erstellt, um für die zukünftige Produktion neue Erkenntnisse zu gewinnen.
Die Druckschrift EP 1 844 865 B1 offenbart ein Verfahren zum Prüfen, Markieren und Sortieren von Einzelobjekten, welche insbesondere in Objektverbänden hergestellt, bereits in diesem Zustand automatisch geprüft und erst nach dem Trennen in vereinzelte Einzelobjekte aufgrund der zuvor gewonnenen Prüfergebnisse in einer Sortiervorrichtung automatisch sortiert werden, anwendbar insbesondere in der Druckindustrie für Druckbogen mit Mehrfachnutzen. So sollen die verbundenen Einzelobjekte aufgrund der vom Inspektionssystem gewonnenen Prüfergebnisse mit wiedererkennbaren, individuellen Unterschieden der Einzelobjekte (sogenannten Identifikatoren) verknüpft und abgespeichert werden, wobei die gewonnen Datensätze als indirekte elektronische Marken an die Sortierelektronik des Sortiersystems übertragen werden, wo mittels eines Identifikationssensors die vereinzelten Einzelobjekte aufgrund ihrer Identifikatoren wiedererkannt und durch eine den zugehörig gespeicherten Prüfergebnissen entsprechende Ansteuerung mindestens einer Weiche sortiert werden. Dort sollen mittels von Druckköpfen individuelle Identifikationscodes auf die verbundenen Einzelobjekte aufgebracht und diese Identifikatoren mittels eines Identifikationssensors an den vereinzelten Einzelobjekten wiedererkannt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung geht erheblich weiter. Es werden nicht nur fehlerhafte Teile ausgeschleust, sondern auch jederzeit Echtzeitdaten über die Produktion gewonnen und für die Produktion nutzbar gemacht. Zudem soll jedem Einzelobjekt ein Prüfzertifikat zugeteilt werden.
Hierzu schlägt die Erfindung das Aufbringen einer individuellen Kennzeichnung auf Teilabschnitte des Metallbandes bzw. -streifens, ein anschließendes Stanzen, Lasern, Biegen oder Umformen von diesen Teilabschnitten zu Einzelobjekten, ein Prüfen der vereinzelten Einzelobjekte, ein Verknüpfen und Abspeichern der jeweiligen Kennzeichnung mit dem jeweiligen Prüfergebnis für jedes Einzelobjekt, die Erstellung eines individuellen Prüfzertifikats für jedes Einzelobjekt sowie die zur Verfügungsstellung des Prüfergebnisses an Dritte, insbesondere an Kunden bzw. Abnehmer vor. Die Prüfergebnisse werden laufend ausgewertet und zur Regelung des Verfahrens genutzt. Insbesondere werden die Prüfergebnisse durch ein selbstlernendes Netz ausgewertet. Im Gegensatz zu in üblichen industriellen Herstellungsprozessen häufig durchgeführten Stichproben wird jedes einzelne Objekt geprüft und gekennzeichnet. Jedes Bauteil wird zu hundert Prozent hinsichtlich aller maßgeblichen Produktparameter gemessen und mit einem Messbericht verknüpft. Hierdurch werden bisherige Stichproben und Statistiken überflüssig. Vielmehr können neue, sehr viel aussagekräftigere Statistiken aufgestellt werden. Die hundert-prozentige Einzelprüfung macht es möglich, das Bearbeitungsverfahren selbstständig und automatisch zu regeln, beispielsweise den Vorlauf und/oder die Geschwindigkeit in dem jeweiligen Automaten, beispielsweise einer Stanzmaschine, zu beschleunigen oder zu verlangsamen, die Stanzgeschwindigkeit und/oder -kraft anzupassen und dergleichen mehr. Hierbei werden die Prüfergebnisse durch ein selbstlernendes Netz ausgewertet, um die Qualität immer weiter zu steigern und eine hundert-prozentige Fehler-Garantie zu erzeugen. Aufgrund der stetig verbesserten, softwarebasierten Auswertung ist eine Vorhersage über die Produktqualität der zukünftigen Produktion möglich. Zudem ist auch vorgesehen, dass die Produktidentifikation, also die individuelle Kennzeichnung jedes Teilabschnittes bzw. Einzelobjektes, mit allen Herstellungsparametern und sonstigen Daten verknüpft wird, um ein sogenanntes Produkt curriculum vitae zu erzeugen. Dies schafft eine hundert-prozentige Rückverfolgbarkeit jedes Produktes bis zu seinem Ausgangspunkt in der Produktion (Traceability).Für jedes Einzelobjekt kann ein Herstellungs- und Qualitätszertifikat elektronisch erstellt werden. Hierzu wird jedes Einzelobjekt hinsichtlich sämtlicher Produktionsparameter vermessen und diesem ein Messbericht zugeordnet. Daraus können einerseits Maßnahmen für die Fertigung abgeleitet werden, als aber auch ein Qualitätszertifikat für den Kunden bzw. Abnehmer.
Dadurch, dass aus den gewonnen Daten eine Vorausschau auf die zukünftige, nachfolgende Produktion von Einzelobjekten abgeleitet werden kann, kann auch eine vorausschauende Instandhaltung aller Produktionsmaschinen erfolgen. Diese Prognoseszenarien erlauben eine exakte Vorausschau, so dass die Instandhaltung weder zu früh noch zu spät erfolgt. Aufgrund dieser exakten Vorherbestimmbarkeit und vollständigen Zurückverfolgbarkeit aller Einzelobjekte kann eine Null-Fehler-Garantie erreicht werden. Aufgrund der erstellten Prognose für jedes nachfolgende Teil, das nach seiner Produktion erneut geprüft und vermessen wird, ist auch jederzeit ein Vergleich der Vorhersage mit den realen Werten möglich, so dass die Vorhersage für weitere nachfolgende Teile stetig verbessert werden kann. Es handelt sich also um einen selbstlernenden Prozess im Sinne eines „machine-learnings“. Der Korridor für die Prognosequalität wird immer genauer, ungeplante Produktionsunterbrechungen werden minimiert bzw. sogar völlig ausgeschlossen. Während alle bisherigen statistischen Auswertungen immer nur die Vergangenheit betrachten, ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, eine sichere Prognose für die Zukunft abzugeben. Dabei liegt der Fokus auf der Auswertung der Messdaten im Kontext der Fertigungs- und Materialparameter. Es können unterschiedliche statistische Modelle aus der künstlichen Intelligenz zur Selbstoptimierung und bestehende „self-learning“ KZ-Prozessmodelle eingesetzt werden. Damit wird die Wahrscheinlichkeit, fehlerfrei Einzelobjekte 6 herzustellen, maximiert. Die Anordnung lernt die ermittelten Daten korrekt zu interpretieren, also von diesen zu „lernen“, und dieses gelernte Wissen im Wege flexibler Anpassung zu nutzen, um die Produktion zu optimieren.
In Ausgestaltung werden die gewonnen Messergebnisse und die damit jeweils verknüpften Kennzeichnungen über physikalische Datenträger oder per Datenfernübertragung oder durch ein Hochladen (Upload) in eine Datenzentrum (Cloud) Dritten, beispielsweise Kunden oder Abnehmern zur Verfügung gestellt. Die Daten können auch an Zertifizierungsunternehmen und dergleichen weitergeleitet werden. Jedem einzelnen Produkt kann über seine Produktidentifikationsnummer jederzeit der genau Produktionswert und die erzielten Prüfergebnisse zugeordnet werden. Bei einem etwaigen späteren Fehler kann aufgrund der jederzeitigen Rückverfolgbarkeit jedes Einzelobjekts (Traceability) eine genaue Ursachenforschung erfolgen. Diese können beispielsweise für Fragen der Produkthaftung oder Produktbeobachtung eine große Rolle spielen. Ebenso können aufgrund der gewonnen Prüfergebnisse und deren Analyse punktgenau Inspektions-, Wartungs-, Reparaturmaßnahmen an den Produktionsmaschinen, insbesondere Stanz-, Laser-, Biege- und Umformmaschinen vorgenommen werden.
Außerdem sieht das Verfahren auch vor, dass jedes einzelne Objekt mit dem vorhergehenden einzelnen Objekt und/oder mit einer daraus errechneten Objektprognose verglichen wird, um die Qualität weiter zu steigern bzw. zu verbessern, bis das endgültige Optimum erreicht ist.
Die Erfindung beinhaltet auch entsprechende Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in

1 in einer schematischen Übersicht den Ablauf des erfindungsgemäßen Produktionsverfahrens und der erfindungsgemäßen Anordnung.

Einer allgemein mit 1 bezeichneten Produktionsmaschine, beispielsweise einer Stanzmaschine, wird von einem auf einer Haspel 2 aufgewickelten Coil 3 ein Metallband bzw. -streifen 4 zugeführt. In einer Codierungsstation 5 wird auf Teilabschnitte des Bandes/Streifens 4, die den späteren Einzelobjekten 6 entsprechen, eine Markierung bzw. individuelle Kennzeichnung 11 aufgebracht. Anschließend erfolgt in der Maschine 1 die Verarbeitung, zum Beispiel ein Ausstanzen bzw. Stanzen von Teilabschnitten durch eine Stanzeinrichtung 12 des Bandes/Streifens 4 zu Einzelobjekten 6. Danach wird der aufgebrachte Code 11 mittels einer Ausleseeinrichtung 10 ausgelesen. Die Einzelobjekte 6 werden zugleich, beispielsweise mittels zweier Kamerasysteme 7 und 8 vermessen und geprüft, nachdem sie vereinzelt getrennt und abgelegt bzw. gesammelt werden, beispielsweise in einem Auffangbehälter 9. Gegebenenfalls kann auch noch eine nicht näher dargestellte Weiterbehandlung, beispielsweise eine Wärmebehandlung erfolgen. Anschließend erfolgt die Verpackung, was ebenfalls nicht näher dargestellt ist. Das oder die Prüfergebnisse für jedes einzelne Objekt 6 werden mit der jeweiligen Kennzeichnung 11 für dasselbe Einzelobjekt 6 verknüpft und abgespeichert. Hieraus wird für jedes Einzelobjekt 6 ein individuelles Prüfzertifikat erstellt, das Dritten, beispielsweise Abnehmern und/oder Kunden, zur Verfügung gestellt werden kann.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So ist es beispielsweise auch möglich, andere Materialien wie Kunststoff, Papier, Pappe, Glas oder dergleichen zu verarbeiten, insbesondere aus Teilabschnitten Einzelobjekte herzustellen, die entsprechend codiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Produktionsmaschine
2: Haspel
3: Coil
4: Metallband/-streifen
5: Codierungsstation
6: Einzelobjekte
7: Kamerasysteme
8: Kamerasysteme
9: Auffangbehälter
10: Ausleseeinrichtung
11: Markierung / Kennzeichnung
12: Stanzeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1844865 B1 [0003]

Claims

Verfahren zum Prüfen, Markieren und Sortieren von Einzelobjekten (6), die folgenden Schritte umfassend: - Vorsehen eines beschichteten, vergüteten, unbeschichteten oder unvergüteten Metall-Bandes/-Streifens (4), gekennzeichnet durch - Aufbringen einer individuellen Kennzeichnung (11) auf Teilabschnitte des Bandes/ Streifens, - Stanzen und/oder Lasern und/oder Biegen und/oder Umformen von Teilabschnitten zu Einzelobjekten (16), - Prüfen der vereinzelten Einzelobjekte (6), - Verknüpfen und Abspeichern der jeweiligen Kennzeichnung (11) mit dem jeweiligen Prüfergebnis für jedes Einzelobjekt (6), - Erstellen eines individuellen Prüfzertifikats für jedes Einzelobjekt (6), - Zurverfügungstellung des Prüfergebnisses an Dritte.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfergebnisse laufend ausgewertet und zur Regelung des Verfahrens genutzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfergebnisse durch ein selbstlernendes Netz ausgewertet werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Einzelobjekt (6) ein Herstellungs- und Qualitätszertifikat elektronisch erstellt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Einzelobjekt (6) hinsichtlich sämtlicher Produktionsparameter vermessen und diesem ein Messbericht zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gewonnenen Messergebnisse und die damit jeweils verknüpften Kennzeichnungen (11) über physikalische Datenträger oder Datenfernübertragung oder Hochladen in ein Datenzentrum (Cloud) Dritten zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der gewonnenen Prüfergebnisse und deren Analyse Inspektions-/ Wartungs-/Reparaturmaßnahmen an/in der Stanz-/Biege-/Umformmaschine (1) vorgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Einzelobjekt (6) mit dem vorhergehenden Einzelobjekt (6) und/oder mit einer daraus errechneten Objektprognose verglichen wird.
Anordnung zum Prüfen, Markieren und Sortieren von Einzelobjekten mit einer Zuführeinrichtung für ein beschichtetes, vergütetes, unbeschichtetes oder unvergütetes Metall-Band/-Streifen, gekennzeichnet durch eine Kennzeichnungsvorrichtung (5) für Teilabschnitte des Bandes/Streifens, eine Stanz-, Biege- und/oder Umformeinheit (12) für Teilabschnitte zu Einzelobjekten (6), eine Prüfungseinrichtung (10) für vereinzelte Einzelobjekte (6) und eine Verknüpfungs- und Speichereinrichtung für das Verknüpfen und Abspeichern der jeweiligen Kennzeichnung (11) mit dem jeweiligen Prüfergebnis für jedes Einzelobjekt (6).
Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (11,7,8) zur Erstellung eines individuellen Schutzzertifikats für jedes Einzelobjekt.
Anordnung nach Anspruch 9, 10, gekennzeichnet durch eine Übermittlungsvorrichtung zur Übermittlung der Prüfergebnisse an Dritte.
Anordnung nach Anspruch 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (11,7,8) zur laufenden Auswertung der Prüfergebnisse und zur Regelung des Verfahrens zum Prüfen, Markieren und Sortieren von Einzelobjekten (6).
Anordnung nach Anspruch 9 bis 12, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (11,7,8) mit einem selbstlernenden Netz.
Anordnung nach Anspruch 9 bis 13, gekennzeichnet durch eine Dokumentationseinheit zur Herstellung eines Herstellungs- und Qualitätszertifikat für jedes Einzelobjekt (6).
Anordnung nach Anspruch 9 bis 14, gekennzeichnet durch eine Vermessungseinheit (7,8) für sämtliche Produktionsparameter eines Einzelobjekts (6) und Zuordnung eines Messberichts.