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Mit Cockpit bei Pick-to-Light-System besser orientieren

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Monitoring: Per OPC UA Kennzahlen darstellen

Nachdem Studenten das Montagesystem ausgiebig getestet hatten, kam der Wunsch auf, den Fortschritt des aktuellen Montageprozesses anzuzeigen. Diese Informationen zeigt das Kennzahlen-Cockpit heute dem Mitarbeiter in Echtzeit neben dem Arbeitsplatz an. Darüber hinaus kann es die gefertigte Losgröße, die Auftragsliste und andere Kennzahlen darstellen. Das Cockpit bezieht seine Daten direkt über OPC UA vom HMI des Pick-to-Light-Systems. „Jeder einzelne Schritt wird zurückgemeldet, so dass wir einen fortlaufenden Status haben“, erläutert Hinrichsen die Entscheidung. Die Berechnung der einzelnen Werte erfolgt in Turcks programmierbarem Gateway BL67. Dieses gibt die Information über Ethernet an das HMI TX513, welches die Information per OPC UA an das große Display über dem Arbeitsplatz sendet. In der Industriepraxis ist auch die Identifizierung von Problemen mit dem Kennzahlen-Cockpit möglich. Schwankt die Dauer eines Arbeitsschritts sehr stark, so sollte dieser Prozessschritt überprüft werden. Möglicherweise hakt an dieser Stelle ein Bauteil. Aber auch Rückschlüsse auf die Ergonomie des Arbeitsplatzes oder das Werkzeug sind möglich.

BUCHTIPP Das Fachbuch „Lab-VIEW-Kurs “ erleichtert allen Einsteigern die ersten Schritte mit der mächtigen Entwicklungsumgebung für mess-, steuer- und regelungstechnische Anwendungen. Klar und übersichtlich werden die wesentlichen Bausteine der Programmiersprache vorgestellt. Zudem enthält das Fachbuch die kostenlose Studentenversion des Programms.

Bildverarbeitung in manuellen Montageprozessen

In seiner Masterabschlussarbeit beschäftigte sich Alexander Nikolenko eingehend mit den Möglichkeiten der Bildverarbeitung in manuellen Montageprozessen. „Dies ist eigentlich ein Gebiet, das bisher nicht im Fokus der Systemanbieter steht. Bildverarbeitung leistet aktuell vor allem einen Beitrag zur Sicherung der Produktqualität in hochautomatisierten Prozessen. Da insbesondere manuelle Montageprozesse durch eine steigende Variantenanzahl und kleine Losgrößen tendenziell komplexer und damit fehleranfälliger werden, bieten Bildverarbeitungssysteme aber auch in diesem Anwendungskontext große Potenziale“, sagt Nikolenko, der mittlerweile als wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Smart-Factory-OWL tätig ist. Nikolenko beschäftigte sich eingehend mit den Anforderungen an die Bildverarbeitung und dokumentierte den Optimierungsbedarf. Für seine Studien nutzte er die VE-Kamera von Banner Engineering. Noch ist die Kamera kein fester Bestandteil des Pick-to-Light-Arbeitsplatzes. Doch in Zukunft soll die VE-Kamera dem Monteur von oben über die Schulter schauen und überprüfen, ob die Komponenten richtig eingesetzt und verbaut werden. Sollte dies nicht der Fall sein, erkennt die Kamera das und gibt den nächsten Montageschritt nicht frei.

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Projektionsbasierte Assistenzsysteme von Assembly Solutions

Auf der Hannover Messe 2016 zeigte die Hochschule Ostwestfalen-Lippe einen Demonstrator eines projektionsbasierten Assistenzsystems. Das Interesse an diesem Prototyp war groß. Diesen Erfolg nahmen Daniel Riediger und weitere Mitstreiter zum Anlass und gründeten die Firman Assembly Solutions, die Assistenzsysteme für manuelle Montageprozesse entwickelt. Assembly Solutions entwickelte ein System, das mithilfe eines Projektors die aktuellen Arbeitsanweisungen direkt auf die Werkbank und die Bauteile projiziert. Die Projektion stellt bildlich, symbolisch und in Klartext die notwendigen Informationen zur korrekten Montage dar. Lichtkegel, Pfeile oder andere Markierungen zeigen an, welches Bauteil aktuell wie anzubauen ist. So wird der Mitarbeiter kontinuierlich durch den Prozess geführt, was die Fehlerquote verringert und die Produktivität fördert.

Messende Lichtvorhänge erfassen und kommunizieren

Umgesetzt wurde das projektionsbasierte Assistenzsystem an einem Montagearbeitsplatz, an dem Baugruppen für ein Bündigfräs-Aggregat in unterschiedlichen Varianten manuell zu montieren sind. Das Assistenzsystem lenkt den Monteur der Bündigfräs-Aggregate auch mit Hinweisen an den Bauteil-Fächern zum Griff in das richtige Fach. Ob der richtige Griff erfolgt, überprüfen zwei messende Lichtvorhang-Paare aus dem Turck-Portfolio, die dazu vor dem Durchlaufregal mit den Bauteilbehältern horizontal und vertikal montiert sind. Die so genannten Easy Arrays von Banner Engineering bilden ein 2D-Koordinatensystem, in dem sich die Behälterpositionen und -größen leicht definieren und anpassen lassen. Sie sind somit unabhängig vom Materialwagen, in dem die Behälter lagern. Easy Arrays kommunizieren über Modbus RTU mit Turcks TBEN-S-2COM-Modul, das wiederum über Modbus TCP mit der PC-basierten Steuerung der Applikation kommuniziert. „Die eigentliche Kommunikation läuft autark über die 2COM-Module, die wir nur über deren Webserver eingestellt haben; es waren keine weiteren Einstellungen nötig“, erklärt Riediger den Aufbau. Im Unterschied zu vielen anderen I/O-Modulen hat das TBEN-S-2COM bereits einen vorinstallierten Modbus-RTU-Client (Master) an Bord. Die Programmierung des Modbus-Clients sowie den Kauf einer zusätzlichen Modbus-Lizenz spart sich der Anwender des Moduls.Sollte der Mitarbeiter einmal in einen falschen Behälter greifen, registrieren die Easy Arrays die Position der Hand und übermitteln die Positionsdaten an das 2COM-Modul, das sie der Steuerung über Profinet, Ethernet/IP oder Modbus TCP zur Verfügung stellt. Diese veranlasst in der Folge die Projektion des Textes „Falscher Behälter“ auf die Arbeitsfläche und leuchtet den entsprechenden Behälter rot an.

* *Fabian Seidel, Vertriebsingenieur Fabrikautomation, Turck

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