Skrueteknik 4.0 – fleksibel og transparent produktion med decentral intelligens

Kortere produktcyklusser samt kortere svartider kan opnås ved at implementere mobile produktionsmoduler. Kombineret med intelligent, trådløs skrueteknik kan der opnås afgørende fordele, såsom større fleksibilitet og produktivitet, især hvad angår de udfordringer, der følger af omskiftelige markeder. I denne artikel vil vi tale om, hvordan intelligente batteriværktøjer som Bosch Rexroths trådløse Nexo-skruenøgle muliggør en alsidig, yderst effektiv produktion i spænde- og sammenføjningsanvendelser.

Før i tiden blev automatiseringssystemer designet ovenfra og ned med en centraliseret intelligens, der styrede den enkelte produktionsmaskine videre ned. Typisk bestod et sådant system øverst af PLC'er på produktionslinjen, der kommunikerede med stations-PLC'er, som så igen kommunikerede med de enkelte produktionsmaskiner. Hvad angår skruesystemer bestod disse maskiner derefter af styringer, der dirigerede og indsamlede oplysninger fra individuelle kanaler. Det er klart, at et sådant system indebærer en enorm mængde ressourcer i opsætningen og derfor er besværlig at ændre på, hvilket gør det ret ufleksibelt. Systemet er derimod godt til at producere det samme produkt i meget store mængder.

I Industri 4.0-miljøer er fleksibilitet, selv ned til evnen til at køre en batchstørrelse på én, ofte et krav. En effektiv måde at håndtere ændringer på er at træffe de fleste logiske beslutninger lokalt.

I stedet for en top down-tilgang muliggør lokal decentraliseret intelligens variabler i produktionsbehov, der håndteres langs produktionslinjen. Intelligens, der kan tilføjes lokalt, f.eks. en stregkodescanner kombineret med en lokal styreenhed, der løbende håndterer logiske beslutninger, giver effektive og fleksible løsninger på komplekse udfordringer.

Et eksempel på, hvordan en Nexo kombineret med en integreret stregkodescanner og den integrerede styreenhed kunne håndtere en udfordring i produktionen, er beskrevet i et konkret eksempel herunder:

En kunde skal fremstille fire produkter, hvor hvert produkt kræver tolv tilspændingsprocesser, der involverer en M8-bolt og atten processer, der involverer en M6-bolt. Kunden vil gerne minimere omkostningerne og foretrækker alt arbejde udført med kun ét værktøj i stedet for to forskellige værktøjer med individuelle styreenheder og en ekstra stregkodescanner.

Løsningen blev leveret i form af en Nexo-model, der dækker området for tilspændingsmomentet for både M8- og M6-bolte. Nexo-skruenøglen, der var benyttet til opgaven, var en, der indeholdt en integreret stregkodescanner til identifikation af spændesamlingerne (bolte). Ud over at beslutningen synes logisk, øges også værdistrømmen ved at vedhæfte typen og serienummeret på de sammensatte dele i dokumentationen.

Fordelene ved denne tilgang – Nexo med stregkodescanner – ligger i evnen til at tilføje fleksibilitet og effektivitet til komplekse opgaver uden behov for at omprogrammere og konfigurere PLC'er ovenfor.

Fordelene ved brug af Nexo stopper ikke her. I mange montageproduktioner opstår behovet for afbalancering af produktionslinjen , hvilket meget ofte betyder en flytning af montageopgaver fra en station til en anden for at strømline produktionsflowet. Ved en afbalancering af en produktionslinje, der involverer skrueteknik, vil et skruesystem med den tilhørende styreenhed indebære demontering af en eksisterende styreenhed, demontering af kablerne fra styreenhedens bakker og understøtningsenheder og geninstallere alt ovenstående på et nyt sted samt levere strøm og jordforbindelser, kommunikationskabler til styreenhederne og lægning og understøtning af nye kabler til værktøjet. Med en batteridrevet Nexo-skruenøgle kan opgaven være noget så enkelt som at tage værktøjet med til det nye samlingssted. Ingen kabler og ingen ledningsnet at bekymre sig om. Et yderst avanceret system - næsten som ›plug and play‹. Lean produktion bliver ikke bedre end det.

Som et skruesystem, der kan bruges i sikkerhedskritiske anvendelser, gør Nexo-skruenøgle, ligesom de fleste andre tightening produkter fra Bosch Rexroth, mere end bare at spænde og rapportere tilspændingsmoment og vinkelværdier, der vedrører dens drift. Ved at udnytte sin evne til at modtage og sende signaler fra styreenheder på produktionslinjen opfører dette batteriværktøj med sin trådløse kommunikation sig som enhver kablet maskine, der er fuldt integreret vertikalt i produktionsprocessen. Som sådan kan integreres fuldt ud i et poka yoke-system, der yder sin del i en nulfejlsproduktion . Med korrekt parameterisering kan systemet identificere, om dele, som den forventer, faktisk er til stede i samlingen. Hvis en spændskive f.eks. skal kombineres med en bolt i en spændeopgave, vil en glemt skive blive identificeret ved hjælp af en forkert (for stor) vinkelværdi. Et andet eksempel: en bolt med en forkert gevindlængde.

Kombinationen af den intelligente Nexo med egen stregkodescanner kan give et nyt ID, der består af flere enkeltvise ID-input. Dermed vil du med en ID-kode kunne dokumentere, at de forskellige dele blev scannet under samlingen af et produkt. Denne ID-kode bliver derefter sammen med spænderesultaterne en del af den endelige dokumentation for denne montageopgave. Hvad angår sporbarhed , kan der opnås en større gennemsigtighed i spændeprocessen. Hvis der opstår en produktfejl, er det muligt at fastslå årsagen til fejlen ved en gennemgang af de indsamlede data. Det muliggør om nødvendigt en individuel elementbaseret tilbagekaldelse og med færre produkter, der skal tilbagekaldes.

Lad os slå fast, at det ikke er den centraliserede PLC, der sikrer, at de krævede dele identificeres, bruges i den rigtige rækkefølge og til sidst spændes inden for de krævede specifikationer, og at der virkelig ikke var bolte, der blev sprunget over, før delen blev videresendt til de næste samlestationer. Det styres af Nexo – den intelligente, batteridrevne skruenøgle.