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Wie intelligent sind Ihre Smart Tools?

Geschrieben von: Ben Baldwin

September 12, 2022

Worker using a smart tool

Intelligente Werkzeuge sind eine unglaubliche Ressource für Hersteller. Sie unterstützen die Arbeiter bei ihren Aufgaben und sammeln gleichzeitig riesige Datenmengen, die für die Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung genutzt werden können.

Aber wie intelligent sind Ihre intelligenten Werkzeuge?

In Wirklichkeit sind intelligente Werkzeuge wertlos ohne ein intelligentes System, das hinter ihnen steht und den Ton angibt. Daher müssen alle Bemühungen zur Fehlerminimierung, Produktivitätssteigerung und Automatisierung von einem intelligenten und vielseitigen System gesteuert werden. Und Ihr Smart-Tools-Prozess muss auf die einzigartigen Anforderungen Ihres Betriebs abgestimmt sein, um nützlich zu sein.

ToolConnect IoT ist ein perfektes Beispiel für ein intelligentes System, das es Herstellern ermöglicht, ihren Produktionsfluss zu rationalisieren, Fehler zu beseitigen und Prozesse durch intelligente Integration mit ihrer Arbeitsanweisungssoftware zu automatisieren

Wie funktioniert ToolConnect IoT?

ToolConnect IoT ist ein VKS-Zusatzmodul, das es den Arbeitern ermöglicht, intelligente Werkzeuge mit ihrer Arbeitsanweisungssoftware zu verwenden. Während der Bediener seinen Schritt-für-Schritt-Anweisungen folgt, arbeiten ToolConnect IoT und das intelligente Werkzeug des Benutzers zusammen, um die folgenden 4 Aktionen durchzuführen:

smart tools

  1. Automatische Übertragung von Drehmomenteinstellungen an Ihre intelligenten Werkzeuge: ToolConnect IoT sendet die korrekten Drehmomentwerte direkt an Ihre intelligenten Werkzeuge, während Sie sie verwenden. Das heißt, wenn zwei Schrauben zwei unterschiedliche Drehmomente erfordern, ändert das intelligente Werkzeug automatisch die Höhe der angewandten Kraft für jede Schraube und stellt so sicher, dass bei jedem Schritt das richtige Drehmoment angewandt wird.

  2. Automatisches Weiterschalten zum nächsten Schritt: Wenn eine Schraube innerhalb der Spezifikation angezogen wurde, springt der Leitfaden zum nächsten Schritt. Die Bediener müssen nur mit dem intelligenten Werkzeug interagieren und können so einen effizienteren Arbeitsablauf erreichen.

  3. Leistung überwachen: Während die Bediener jedes Produkt montieren, überwacht VKS in Echtzeit, dass die richtigen Drehmomentwerte angewendet wurden. Wenn es ein Problem mit einer Schraube gibt, alarmiert VKS den Bediener sofort.

  4. Wertvolle Daten sammeln: Wann immer ein intelligentes Werkzeug verwendet wird, sammelt VKS wertvolle Daten zur Qualitätssicherung, die an den Kunden weitergegeben werden können.

pro tip

Pro-Tipp: VKS sammelt Daten bei jedem Produktionsschritt. Diese Fähigkeit ist besonders nützlich für Branchen mit einem hohen Maß an Regulierung wie die Medizinprodukteindustrie und eDHR (electronic Device History Record).

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Um jede dieser 4 Aktionen in einem realen Szenario zu zeigen, stellen Sie sich vor, Sie sind ein Monteur, der Außenbordmotoren für die Schifffahrt baut. Diese Motoren müssen stabil gebaut werden und jede Schraube muss präzise angezogen werden, damit die Motoren ihre Funktion sicher und effizient erfüllen können.

VKS-Ratgeber TC-Anmerkungen

Um Ihre Arbeit zu erleichtern und produktiver zu machen, hat Ihr Unternehmen Ihnen digitale Schritt-für-Schritt-Arbeitsanweisungen und vernetzte intelligente Werkzeuge zur Verfügung gestellt. Anhand von Bildern, Videos und Kommentaren wissen Sie genau, was zu tun ist und wie Sie es am besten tun. Wenn Sie sich bei einem Schritt mit einer TC (ToolConnect)-Anmerkung befinden, teilt VKS dem Werkzeug mit, welchen Pset-Wert es anwenden soll.

Sie brauchen sich nicht mit irgendwelchen Steuerelementen herumzuschlagen, das ganze System und die Datenübertragung sind automatisiert.

Gleichzeitig schaltet VKS den Leitfaden automatisch auf den nächsten Schritt weiter, sobald das richtige Drehmoment angewendet wurde. Wenn Sie aus irgendeinem Grund einen falschen Drehmomentdruck anwenden, können Sie aus Gründen der Qualitätskontrolle nicht zum nächsten Schritt übergehen.

Während Sie mit dem Werkzeug und dem automatisierten Prozess interagieren, zeichnet VKS auch die Daten zu jeder Drehmomenteinheit auf und erstellt einen Datensatz für die Qualitätssicherung.

ToolConnect IoT arbeitet mit dem Bediener zusammen, um die unglaublichen Leistungen des automatisierten Prozessablaufs, der intuitiven Qualitätskontrolle und der Datenerfassung zu vollbringen.

Aber wie bei allen guten Dingen gibt es keine Grenzen, wie viel wir verbessern und erreichen können.

Intelligente Werkzeuge, die die Möglichkeit von Defekten ausschließen

Abgesehen von der Möglichkeit, Informationen zu rationalisieren und Montagedaten in Echtzeit zu erfassen, verfügt ToolConnect IoT über zwei Schlüsselfunktionen, die für zukunftsorientierte Hersteller interessant sind. Dabei handelt es sich um Torque Tool Validation (TTV) und unsere neue Funktion Tool Lock. Beide machen Fehler durch fortschrittliche Prozessüberwachung und betriebliche Compliance praktisch unmöglich.

Merkmal 1: Drehmoment-Werkzeug-Validierung (TTV)

Neugierig auf Psets?

    Sätze sind vorprogrammierte Drehmomentwerte, die von den Autoren der Leitfäden ausgewählt werden, um dem intelligenten Werkzeug mitzuteilen, wie viel Kraft auf eine bestimmte Schraube ausgeübt werden soll. So wird beispielsweise bei Pset 1 ein Drehmoment von 15 nm und bei Pset 5 ein Drehmoment von 30 nm angewendet. Dies ist ein einfaches Kriterium, das es intelligenten Werkzeugen ermöglicht, zu verstehen, wie viel Druck sie ausüben müssen.

Vor der Drehmomentwerkzeugvalidierung (TTV) wiesen die Autoren von Leitfäden jedem Schritt, der eine Drehmomentwerkzeugaktion erforderte, einen Pset-Wert zu. Der Bediener nahm einfach sein intelligentes Werkzeug in die Hand und VKS gab den zu verwendenden Pset-Wert direkt an das Werkzeug weiter.

Obwohl dies gut funktionierte, war es schwierig zu überprüfen, ob das intelligente Werkzeug das richtige Drehmoment ansetzte, insbesondere wenn jemand den Pset-Wert umprogrammierte, ohne dies mitzuteilen.

Um dieses Problem zu beseitigen, ermöglicht es TTV den Unternehmen, für jedes Befestigungselement in der Baugruppe einen geeigneten Drehmomentbereich festzulegen. VKS überwacht das physikalisch aufgebrachte Drehmoment und vergleicht es in Echtzeit mit dem festgelegten Bereich. Wenn die Schraube außerhalb des festgelegten Bereichs angezogen wird, wird der Bediener sofort informiert, unabhängig vom Pset. Diese Funktion fügt Ihrem Prozess eine weitere Ebene der Sicherheit und Fehlersicherheit hinzu.

Anwendungsfall: Drehmomentwerkzeug-Validierung (TTV)

TTV

Um zu unserem Beispiel eines Außenbordmotors zurückzukehren: Stellen Sie sich vor, ein Ingenieur berechnet, dass eine bestimmte 10-mm-Schraube eine Kraft von 25 nm benötigt. Bei der Erstellung des Prozesses programmiert sie den Leitfaden so, dass Pset 8 auf diese Schraube angewendet wird. Nach ihrem Wissen wurde Pset 3 auf 25 nm Kraft programmiert. Ohne dass sie es weiß, hat einer ihrer Kollegen Pset 3 für einen anderen Auftrag auf 16 nm geändert, was nicht genug Drehmoment ist.

Glücklicherweise hat sie TTV in ihrem Leitfaden festgelegt. Sobald das intelligente Werkzeug eine Kraft von 16 nm aufbringt, meldet VKS Torque Tool Validation, dass die Schraube nicht konform ist und das intelligente Werkzeug signalisiert, dass die Schraube zu schwach angezogen wurde. Der Bediener bemerkt das Problem schnell und korrigiert den Fehler.

In einem Fall ohne Torque Tool Validation wüssten der Bediener und das intelligente Werkzeug nichts von dem potenziellen Problem. Aber jetzt erreicht der Prozess ein höheres Maß an Fehlersicherheit, der Bediener erhält sofortige Einsicht, und das intelligente Werkzeug archiviert ein höheres Maß an Intelligenz.

Feature 2. VKS Tool Lock

Wie wir gesehen haben, ermöglicht Torque Tool Validation (TTV) den Unternehmen, ihre Verfahren zur Fehlersicherung rund um intelligente Werkzeuge und menschliche Prozesse zu verstärken. VKS Tool Lock geht noch einen Schritt weiter und schließt die Möglichkeit menschlicher Fehler vollständig aus.

Tool Lock ist eine IoT-Funktion von ToolConnect, die verhindert, dass das intelligente Werkzeug für Schritte verwendet wird, für die es nicht erforderlich ist. Vordergründig bewirkt diese Funktion während der Montage eines von 2 Dingen:

  1. Wenn sich ein Benutzer auf einer Stufe befindet, die mit einem TC-Vermerk versehen ist, kann er das intelligente Werkzeug verwenden und die richtige Kraft aufbringen.
  2. Wenn sich der Benutzer auf einer Stufe befindet, die kein intelligentes Werkzeug erfordert, sendet VKS ein Signal und sperrt das intelligente Werkzeug für die Verwendung.

Tool Lock

Obwohl es sich um ein scheinbar einfaches Upgrade handelt, stellt Tool Lock sicher, dass der Bediener kein Drehmoment auf eine Schraube anwendet, die bereits befestigt wurde, und dass jedes Mal die richtigen Parameter und Pset-Werte angewendet werden.

**Der Prozess muss präzise sein und Tool Lock stellt genau das sicher.

Um den Prozess genauer zu beschreiben, schließen sich ToolConnect IoT, das VKS Ratgeber, Bediener und ihre intelligenten Werkzeuge zusammen, um die 6 folgenden Aktionen mit hoher Präzision durchzuführen.

  1. Sobald der Bediener zu einem Schritt mit einer ToolConnect-Anmerkung vordringt, entsperrt VKS das Werkzeug.
  2. Die digitalen Arbeitsanweisungen übermitteln den programmierten Pset-Wert für das zu verwendende Werkzeug.
  3. Der Bediener befestigt die Schraube, während das Werkzeug die vorher festgelegte Kraft aufbringt.
  4. VKS prüft, ob das aufgebrachte Drehmoment innerhalb des zulässigen Bereichs liegt (Torque Tool Validation (TTV)).
  5. Während der gesamten Montage sammelt die Arbeitsanweisungssoftware Daten von jeder Aktion, einschließlich aller Aktionen, die mit einem intelligenten Werkzeug ausgeführt werden.
  6. Wenn die Schraube ordnungsgemäß befestigt ist, fährt VKS automatisch mit dem nächsten Schritt fort und das intelligente Werkzeug wird gesperrt, bis es wieder benötigt wird.

Das Tolle daran ist, dass diese ganze Abfolge von Ereignissen innerhalb von Sekunden abläuft. Und nach den Grundsätzen von Industrie 5.0 muss der Bediener nur noch mit dem Smart Tool interagieren und seinen Bildschirm überwachen.

Es ist schnell, effizient und vor allem intelligent.

Use Case: Tool Lock

Kehren wir zu unserem Außenbordmotor-Beispiel zurück. Bei der Montage dieser Schiffsmotoren haben verschiedene Schrauben unterschiedliche Drehmomentanforderungen.

Es wäre schön, wenn die Spezifikationen für jede Schraube gleich wären, aber das ist einfach nicht die Welt, in der wir leben.

Einige Schrauben benötigen eine Kraft von 35 nm (Newtonmeter), während andere Schrauben 45 nm benötigen. Hinzu kommt, dass die Montage aus viel mehr als nur dem Anziehen von Schrauben besteht. Es gibt Sicherheitsvorkehrungen, Montageschritte, Bestandsverfolgung und vieles mehr. All diese Schritte können es Ihnen und Ihren Kollegen erschweren, den Überblick über jeden einzelnen Prozess zu behalten.

Wenn Sie jedoch digitale Arbeitsanweisungen verwenden, wissen Sie, dass der Prozess aus vier Gründen praktisch fehlerfrei ist.

  1. Der Prozess ist vollständig standardisiert: VKS führt Sie mit leicht verständlichen visuellen und interaktiven Anweisungen durch den Prozess.
  2. Der richtige Drehmomentwert wird automatisch angewendet: Der vorgegebene Drehmomentwert (Pset) wird automatisch in dem Moment auf Ihr Smart Tool übertragen, in dem Sie ihn benötigen.
  3. VKS validiert den Drehmomentdruck in Echtzeit: Sobald die Schraube angezogen wird, prüft VKS mit der Torque Tool Validation (TTV), ob der aufgezeichnete Druck innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt.
  4. Das Smart Tool ist gesperrt, wenn es nicht benötigt wird: Bei Schritten ohne ToolConnect-Anmerkung wird das Werkzeug gesperrt, damit der Bediener es nicht versehentlich benutzt und eine Schraube mit dem falschen Drehmoment anzieht (Tool Lock).

Um zu unserem Beispiel mit dem Schiffsmotor zurückzukehren, beginnen Sie mit dem Anziehen der Schrauben am 1000-cm³-Motor. Sie haben diesen 1000-ccm-Motor schon viele Male zusammengebaut und sind ziemlich sicher, dass Sie sich den Vorgang gut merken können.

Sie haben gerade eine Schraube mit Ihrem Smart Tool mit Pset 4 (35 nm) angezogen und wissen, dass die nächste Schraube mit Pset 5 (45 nm) angezogen werden muss. Ihr intelligentes Werkzeug stellt sich automatisch auf den neuen Wert ein, so dass Sie sich keine Sorgen machen müssen und mit der nächsten Schraube weitermachen können.

In Ihrer Aufregung, die Arbeit zu beenden, haben Sie jedoch etwas vergessen.

boot tc annotation

Zwischen diesen beiden Schrauben müssen Sie eine Metallhalterung anbringen. Dieser Schritt ist entscheidend für die Produktintegrität und würde, wenn er versäumt wird, stundenlange Nacharbeit erfordern.

Sie versuchen, die nächste Schraube festzuziehen, aber das Werkzeug ist blockiert. Sie werfen einen Blick auf Ihre Anleitung und sehen, warum. Es gibt keinen TC-Vermerk, weil Sie sich nicht bei einem Schritt befinden, der ein intelligentes Werkzeug erfordert. Sie montieren die Halterung und setzen die Arbeit wie geplant fort.

Krise abgewendet!

Sind Ihre intelligenten Werkzeuge also intelligent genug?

Wie bei allen guten Dingen ist Teamarbeit für eine florierende Fertigungsumgebung unerlässlich. Das gilt für Menschen, aber auch für die Systeme, Maschinen und intelligenten Werkzeuge, die wir verwenden.

**Intelligente Werkzeuge sind nur so intelligent wie die Systeme, die hinter ihnen stehen.

Hersteller können sich diese fortschrittliche Teamarbeit zunutze machen, um einen starken digitalen Faden zu schaffen, der Fehler beseitigt, die Produktion rationalisiert und Ihre intelligenten Werkzeuge so intelligent wie möglich macht.

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