Bevestigingstechniek 4.0 - flexibele en transparante productie met decentrale intelligentie

Door de implementatie van mobiele facilitaire modules kunnen kortere productcycli en responstijden worden gerealiseerd. Gecombineerd met intelligente, draadloze bevestigingsgereedschappen, kunnen doorslaggevende voordelen worden bereikt zoals hogere flexibiliteit en productiviteit, vooral wat betreft de uitdagingen die zich stellen vanuit volatiele markten. In dit artikel wordt besproken hoe intelligente accugereedschappen zoals de Bosch Rexroth Nexo-draadloze pneumatische momentsleutel een veelzijdige en zeer efficiënte productie bij bevestigingstoepassingen mogelijk maken.

Vroeger werden automatiseringssystemen van bovenaf ontworpen met een decentrale intelligentie die alle productiemachines stroomafwaarts aanstuurde. Typisch bestond een dergelijk systeem uit lijn-PLC's bovenaan die communiceerden met station-PLC's, die op hun beurt dan weer communiceerden met de individuele productiemachines. In geval van bevestigingssystemen bestonden deze machines toen uit bevestigingsregelaars die de informatie van de individuele kanalen stuurden en verzamelden. Het is duidelijk dat zo'n systeem bij de instelling een enorme hoeveelheid resources met zich meebrengt en bijgevolg niet gemakkelijk kan worden gewijzigd, waardoor het nogal inflexibel wordt. Wat daarbij wel goed is, is hetzelfde product in zeer grote hoeveelheden te produceren.

In de Industrie 4.0-omgeving is flexibiliteit vaak vereist, zelfs wanneer het mogelijk moet zijn om een batchgrootte van één toe te staan. Een efficiënte manier om met wijzigingen om te gaan, bestaat erin zoveel mogelijk logische beslissingen lokaal te nemen.

In plaats van een top-downbenadering maakt een lokale decentrale intelligentie het mogelijk om variabelen in de productievraag te verwerken zoals ze op de lijn voorkomen. Intelligentie die lokaal kan worden toegevoegd, zoals een barcodescanner in combinatie met een lokale regelaar die logische beslissingen doorlopend afhandelt, biedt efficiënte en flexibele oplossingen voor complexe uitdagingen.

Een voorbeeld van hoe een Nexo in combinatie met zijn geïntegreerde barcodescanner en zijn geïntegreerde regelaar een reële productie-uitdaging kan afhandelen, wordt hieronder beschreven aan de hand van een voorbeeld uit de realiteit:

Een klant moet vier producten bouwen, die elk twaalf bevestigingstoepassingen met een M8-bout en achttien bevestigingstoepassingen met een M6-bout vereisen. De klant wil graag de kosten minimaal houden en al het werk uitvoeren met slechts één tool, in plaats van twee verschillende tools met individuele regelaars en een extra barcodescanner.

De oplossing werd geleverd met één Nexo-model dat het koppelbereik voor zowel de M8- als de M6-bouten dekt. De aangewezen Nexo pneumatische momentsleutel voor deze toepassing was er een met een geïntegreerde barcodescanner voor de identificatie van de bevestigingsverbindingen (bouten). Naast de logische beslissing wordt de waardestroom vergroot door toevoeging van het type- en serienummer van de onderdelen van de assemblage in de documentatie.

De voordelen van deze aanpak (Nexo met barcodescanner voor logische beslissingen lokaal) situeren zich in het vermogen om flexibiliteit en efficiëntie te bieden voor complexe taken zonder de noodzaak om PLC's verderop in de lijn opnieuw te programmeren en te configureren.

En daar blijft het niet bij, wat betreft de voordelen van het gebruik van de Nexo. Bij veel assemblage-instellingen ontstaat de behoefte aan lijnbalancering; met andere woorden: een verplaatsing van assemblagetaken van het ene station naar het andere om de productiestroom te stroomlijnen. Voor een lijnbalancering met bevestigingsgereedschappen zou een bevestigingssysteem met bijbehorende regelaar het demonteren van een bestaande regelaar, het loskoppelen van de kabels van de trays en uitrustingsinrichtingen en het opnieuw installeren van al het bovenstaande op een nieuwe locatie impliceren, alsook het voorzien van stroom en aardingsverbindingen, communicatiebedrading naar de regelaars en het leggen en uitrusten van nieuwe gereedschapskabels. Met een draadloze Nexo-pneumatische momentsleutel kan die taak zo eenvoudig zijn als het gereedschap naar de nieuwe assemblagelocatie brengen. Geen kabels, geen bekabeling om zich zorgen over te maken. Een zeer geavanceerd systeem, bijna Plug & Play-achtig. Lean Manufacturing wordt niet beter dan dat.

Als bevestigingssysteem dat in voor de veiligheid cruciale toepassingen kan worden gebruikt, doet de Nexo-pneumatische momentsleutel, net als de meeste andere bevestigingsproducten van Bosch Rexroth, meer dan alleen vastzetten en over koppel- en hoekwaarden geassocieerd met de werking ervan rapporteren. Door gebruik te maken van de mogelijkheid om signalen van lijnbesturingen te ontvangen en te verzenden, gedraagt deze batterijtool zich met zijn draadloze communicatie als elke bedrade machine die volledig verticaal in het productieproces is geïntegreerd. Zo kan het bijvoorbeeld volledig worden geïntegreerd in apoka-spansysteem, waardoor het zijn steentje bijdraagt tot een ‘nul fouten’-productie . Door de juiste parameterinstelling kan het vaststellen of onderdelen die het verwacht, ook echt aanwezig zijn bij de assemblage. Als bij een bevestigingstaak bijvoorbeeld een sluitring met een bout moet worden gecombineerd, zou een vergeten sluitring worden geïdentificeerd door middel van een verkeerde (grotere) hoekwaarde. Nog een voorbeeld: een bout met een verkeerde schroefdraadlengte.

De combinatie van de intelligente Nexo met zijn barcodescanner kan een nieuwe ID opleveren, die ontstaat door de invoer van meerdere enkele ID’s. Zo zou u via een ID-Code kunnen documenteren dat bij de assemblage van een product verschillende onderdelen werden gescand. Deze ID-code wordt dan bij de bevestigingsresultaten onderdeel van de finale documentatie voor deze assemblagetoepassing. Wat betreft traceerbaarheid, kan een hogere transparantie van het bevestigingsproces worden gerealiseerd. Als er zich een defect in een product voordoet, kan de oorzaak van de fout worden bepaald door beoordeling van de verzamelde gegevens. Indien nodig, kan daardoor een terugroepactie op basis van een individueel item worden gelanceerd, waardoor het aantal terug te roepen producten wordt verminderd.

Samenvattend: het is niet de gecentraliseerde PLC die ervoor zorgt dat de vereiste onderdelen werden geïdentificeerd, in de juiste volgorde werden gebruikt en uiteindelijk binnen de vereiste specificaties werden vastgezet en dat er echt geen bouten ontbraken voordat het onderdeel naar de volgende assemblagestations werd doorgestuurd. Het wordt gecontroleerd door de Nexo, de intelligente, draadloze pneumatische momentsleutel.