ES2637723T3 - Dispositivo para la localización de herramientas en procesos de producción - Google Patents

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ES2637723T3 ES13792591.3T ES13792591T ES2637723T3 ES 2637723 T3 ES2637723 T3 ES 2637723T3 ES 13792591 T ES13792591 T ES 13792591T ES 2637723 T3 ES2637723 T3 ES 2637723T3
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Abstract

Dispositivo para la supervisión de procesos de producción, especialmente de procesos de montaje de máquinas o equipos, estando provista una pieza móvil a tratar (4, 5), un dispositivo de localización (6, 7) dispuesto en un punto fijo respecto a la pieza (4, 5), de sensores de localización (8, 9, 10) dotados de emisores de ultrasonido o de receptores de ultrasonido y al menos un objeto de localización (13, 14, 15) móvil frente a la pieza (4, 5) con sensores de localización (16, 17, 18) dotados de receptores de ultrasonido o emisores de ultrasonido en la zona de acción del dispositivo de localización (6, 7), previéndose una medición de duración de ultrasonido entre los sensores de localización (8, 9, 10) del dispositivo de localización (6, 7) y los objetos de localización (13, 14, 15), existiendo un ordenador de acompañamiento de procesos (20) que registra la ejecución de pasos del proceso en la pieza por medio de una comparación de datos reales relevantes para el proceso del objeto de localización con datos teóricos relevantes para el proceso, caracterizado por que se prevé una unidad de registro (20, 22) para el registro automático de al menos un objeto de localización (13, 14, 15) que antes no se encontraba en la zona de acción del dispositivo de localización (6, 7) y que, por lo tanto, entra en la zona de acción del dispositivo de localización (6, 7) mediante una unidad de transmisión de datos adicional (11, 19, 21) con una conexión de datos inalámbrica, electromagnética digital, entre el dispositivo de localización (6, 7) y el objeto de localización (13, 14, 15) para la transmisión de datos de identificación de un sensor de localización (16, 17, 18) o de un objeto de localización (13, 14, 15) como datos reales relevantes para el proceso para el registro del nuevo objeto de localización (13, 14, 15) que entra en la zona de acción del dispositivo de localización (6, 7).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo para la localizacion de herramientas en procesos de produccion
Para mejorar los procesos de produccion se han dado a conocer sistemas de asistencia o sistemas de supervision por medio de los cuales se puede vigilar, por una parte, el mecanizado de las piezas y acompanarlo, por otra parte, de manera que sea posible prestar ayuda y dar instrucciones referentes a la sucesion de los procesos.
En el comercio ya se encuentran dispositivos en los que las piezas se colocan para los procesos de montaje en una posicion preestablecida frente a un dispositivo de localizacion. El dispositivo de localizacion esta provisto de tres receptores para senales de ultrasonido de diferentes unidades de emision y a traves de las mediciones del tiempo de duracion de las senales de las distintas unidades de medicion montadas en herramientas esta en condiciones de localizar estos emisores. De este modo es posible localizar las herramientas, asf como determinar la orientacion de las mismas. Mediante el seguimiento de los movimientos de las herramientas se puede registrar asf la sucesion de los pasos del proceso, por ejemplo de las atornilladuras. Si se registran a la vez un parametro de herramienta, por ejemplo el estado de funcionamiento y/o el par de giro de un atornillador, no solo se puede comprobar una sucesion correcta, sino tambien el apriete correcto de la atornilladura.
A traves de un monitor se puede indicar al operario de la herramienta la siguiente atornilladura a realizar y facilitar de este modo el orden de sucesion de las actividades. Si no se cumplen los pasos preestablecidos del proceso se puede emitir una senal de alarma y/o paralizar la herramienta. De esta forma el sistema ofrece al operario, gracias al control del proceso, una enorme ayuda, garantizando al mismo tiempo una buena calidad.
En este sistema las herramientas localizadas a traves de los correspondientes emisores se conectan mediante cables al dispositivo de localizacion.
En las memorias impresas GB 2 473 191 A y US 2011/093110 A1 se revelan dispositivos de este tipo con piezas no desplazables.
En los documentos EP 1 230 563 B1 y WO 01/38897 A1 se ha dado a conocer un dispositivo en el que una pieza se dispone de manera desplazable en una cinta de montaje.
A la pieza se le asigna una identificacion, por ejemplo un numero de produccion o de chasis. La posicion de la pieza se registra a traves de un sistema de senalizacion para la posicion de piezas transportadas en la cinta de montaje, asignando una unidad de asignacion, a partir de la distancia entre una pieza y la posicion de la misma, una herramienta o una posicion de herramienta a una pieza. Los emisores y/o receptores asignados a una pieza tambien se pueden mover en la cinta de montaje.
El dispositivo segun el estado de la tecnica descrito se preve tambien para la comprobacion de los procesos de montaje.
El inconveniente de este tipo de dispositivo de supervision consiste en el hecho de que siempre hace falta una localizacion absoluta o un registro de posicion tanto de las piezas como de las correspondientes herramientas en la nave de montaje y de que siempre es necesaria una asignacion de estas posiciones o datos de localizacion.
Este dispositivo se disena, por lo tanto, para que localice en la nave de montaje permanentemente las piezas, asf como las herramientas a supervisar dispuestas en las mismas. Por esta razon es preciso que se adapte a la respectiva cinta de montaje, a todas las herramientas previstas, asf como al entorno del montaje.
El objetivo de la invencion es el de crear un dispositivo mas flexible de uso multiple. En especial, el dispositivo debe poder utilizarse con o sin cinta de montaje en caso de piezas de movimiento continuo o discontinuo y tambien en piezas fijas.
Esta tarea se resuelve, partiendo de un dispositivo segun el preambulo de la reivindicacion 1, por medio de sus caractensticas.
Por lo tanto, la invencion se caracteriza por preverse una unidad de registro para el registro automatico de al menos un objeto de localizacion que anteriormente no se encontraba en la zona de accion del dispositivo de localizacion y que, por consiguiente, entra en la zona de accion del dispositivo de localizacion y por preverse, ademas de la determinacion de datos de localizacion, un registro adicional y/o separado de datos reales relevantes del proceso para el registro de al menos una de las propiedades relevantes del proceso del objeto de localizacion que entra en la zona de accion del dispositivo de localizacion.
Antes de explicar estas caractensticas conviene aclarar que es lo que se entiende por objeto de localizacion. Un objeto de localizacion puede consistir en cualquier objeto a localizar que, a traves de su posicion o movimiento, puede proporcionar informacion sobre el correspondiente desarrollo del proceso. Un objeto de localizacion puede ser una herramienta o una parte del cuerpo de una persona que interviene en el proceso de produccion. Tambien se puede prever como objeto a localizar una pieza a montar.
Como sensor de localizacion se definen a continuacion todos los elementos activos o pasivos con cuya ayuda se produce la localizacion de los objetos de localizacion respecto al dispositivo de localizacion. En especial se definen como sensor de localizacion todos los emisores y/o receptores que se puedan utilizar con este fin.
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Los datos relevantes del proceso de un objeto a localizar pueden ser todos los datos referidos al objeto del proceso que permitan obtener informacion sobre el desarrollo del proceso.
En una herramienta se pueden registrar, por ejemplo, el tipo de herramienta, una identificacion individual de una determinada herramienta, pero tambien datos de funcionamiento, datos de estado, etc..
En caso de emplear piezas de montaje como objeto de localizacion se pueden registrar, por ejemplo, un numero identificativo de la pieza, una identificacion de pieza o datos similares.
Segun la invencion tambien se pueden registrar, ademas de los datos de localizacion, los datos de funcionamiento de herramientas, piezas y/o partes del cuerpo de los operarios. Asf se pueden registrar, por ejemplo, guantes o punos u objetos parecidos usados por los operarios con vistas a la funcion a cumplir, el tipo de objeto, etc..
Con ayuda del registro adicional y/o separado de datos relevantes para el proceso de objetos de localizacion que entran como nuevos en la zona de accion del dispositivo de localizacion es posible hacer un seguimiento al proceso de produccion para una pieza sin necesidad de controlar por completo toda la nave de montaje o todos los espacios en los que la pieza se encuentra durante el proceso de produccion. En especial no es necesario vigilar permanentemente todas las herramientas ni los demas objetos de localizacion, ni tampoco los sensores de localizacion correspondientes.
Mas bien resulta suficiente con localizar unicamente los objetos de localizacion en su posicion respecto al dispositivo de localizacion que entran en la zona de accion del dispositivo de localizacion y registrarlos al menos en relacion con una de sus caractensticas relevantes para el proceso.
El termino de zona de accion no se debe entender unicamente en cuanto al espacio, por ejemplo con vistas al alcance del dispositivo de localizacion, sino tambien en cuanto al funcionamiento. La entrada en la zona de accion del dispositivo de localizacion se puede producir, por ejemplo, poniendo en funcionamiento un objeto de localizacion en esta zona de accion. Esto se refiere especialmente para la puesta en marcha de los sensores de localizacion correspondientes que sirven para la localizacion y que no se pueden localizar en estado desconectado del dispositivo de localizacion. Por consiguiente, segun la invencion se consigue una posibilidad de uso variable en cuanto a numero, tipo y funcion de los objetos de localizacion.
Se pueden utilizar, por ejemplo, herramientas que en el transcurso del proceso se acercan a la pieza en el momento oportuno desde fuera de la zona de accion del dispositivo de localizacion, por ejemplo desde fuera de un puesto de trabajo en grupo o incluso desde fuera de una nave de montaje. El montaje sobre una cinta de montaje por medio de un dispositivo segun la invencion tambien se puede controlar perfectamente, dado que los objetos de localizacion que como consecuencia del movimiento del dispositivo de localizacion unido de forma fija a la pieza en la cinta de montaje y/o como consecuencia del propio movimiento entren en su zona de accion, se registran al menos en lo que se refiere a una de sus caractensticas relevantes para el proceso y se incluyen en la supervision del proceso.
De acuerdo con la invencion ya no es necesario conocer en todo momento el lugar exacto de la herramienta, por ejemplo en la cinta de montaje o en la nave de montaje. Lo decisivo es unicamente la posicion relativa de los objetos de localizacion en la zona de accion del dispositivo de localizacion asf como el registro de al menos una de las caractensticas relevantes para el proceso, por ejemplo de la identificacion con vistas a la identificacion individual, de la funcion, del tipo, de los datos de funcionamiento, etc..
Los pasos del proceso a vigilar se pueden supervisar de este modo independientemente de la posicion de la pieza conforme a un programa o de acuerdo con un orden de sucesion de los pasos de proceso previstos.
Gracias a ello el dispositivo segun la invencion se puede empelar de manera flexible. Unos dispositivos de configuracion identica se pueden emplear, por ejemplo, en distintos lugares para el mismo proceso de produccion. Las herramientas o maquinas de produccion se pueden trasladar sin problemas de la zona de accion de un dispositivo de localizacion a la zona de accion de un dispositivo de localizacion de otra pieza y utilizar allf. Todos los pasos iguales del proceso se pueden controlar sin problemas en lugares diferentes empleando herramientas iguales o distintas.
El dispositivo segun la invencion funciona dependientemente del movimiento de la pieza, es decir, por ejemplo independientemente de la velocidad de una cinta de montaje.
En una variante sencilla de la invencion basta, como caractenstica relevante del proceso, una identificacion por medio de la cual se puedan asignar en su caso otros datos relevantes para el proceso del objeto de localizacion de una memoria de datos, por ejemplo de una tabla almacenada o de una curva caractenstica almacenada. En el registro de un numero identificativo se puede asignar asf, por ejemplo, un tipo de herramienta, una herramienta individual, etc. por medio de la unidad de registro y usarlo para el acompanamiento de procesos, es decir, para la supervision y/o direccion del proceso.
Segun la invencion la localizacion se produce por medio de una medicion de la duracion entre los sensores de localizacion. A traves de la duracion de la senal de localizacion se puede determinar una distancia exacta entre un sensor y un receptor. Al utilizar varios recorridos se puede precisar asf la localizacion. Con un total de recorridos linealmente independientes permanecen, como maximo, dos puntos como posiciones a localizar, de las que generalmente se puede excluir una a traves de una consideracion plausible. Un segundo punto teoricamente posible
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se puede encontrar, por ejemplo, siempre sistematicamente fuera de la zona de accion del dispositivo de localizacion.
Estas consideraciones se basan en el hecho de que en caso de tres distancias medidas en relacion con un sensor de localizacion se han de determinar en el espacio los puntos de interseccion comunes de tres superficies esfericas.
Segun la invencion, los sensores de localizacion del dispositivo de localizacion asf como los objetos de localizacion comprenden emisores de ultrasonido y receptores de ultrasonido. Las mediciones del tiempo por medio de los emisores y receptores de ultrasonido permiten una localizacion precisa y ya se utilizan en los dispositivos segun el estado de la tecnica inicialmente indicado.
En un dispositivo segun la invencion el dispositivo de localizacion se dota de al menos un emisor de ultrasonido, y el objeto de localizacion se dota de al menos un receptor de ultrasonido.
Si el dispositivo de localizacion trabaja a traves de uno o varios emisores, la zona de accion local del dispositivo de localizacion queda definida respecto a la pieza dispuesta en un punto fijo con el dispositivo de localizacion por el alcance del respectivo emisor. Tan pronto el receptor entra en la zona de accion local, la unidad de registro segun la invencion puede entrar en accion. En caso inverso, la zona de accion del dispositivo de localizacion se puede definir con mayor dificultad, dado que depende del alcance de los emisores que se mueven respecto a la pieza.
Sin embargo, en principio tambien son posibles variantes de realizacion que por medio de la correspondiente evaluacion de las senales permiten el empleo de emisores en objetos de localizacion moviles frente a la pieza en combinacion con receptores por el lado del dispositivo de localizacion fijo respecto a la pieza.
En la invencion el dispositivo de localizacion y/o los objetos de localizacion comprenden una conexion de datos separada de la senal de localizacion. Esta forma de realizacion ofrece, por una parte, la ventaja de que, con independencia de la medicion de la duracion, son posibles informaciones tanto entre los sensores de localizacion como, en caso necesario, entre los sensores de localizacion y un ordenador dotado de la correspondiente conexion de datos. Con un medio de transmision debidamente rapido tambien se puede transmitir una senal de disparo para la medicion de la duracion a traves de una conexion de datos como esta. En el caso mas sencillo la conexion de datos se puede realizar a traves de cables. Sin embargo, se realiza ventajosamente por medio de una via de transmision inalambrica.
Como se ha mencionado antes, resulta ventajoso prever esta conexion de datos entre el dispositivo de localizacion y el objeto de localizacion, pudiendose prever especialmente la unidad de registro para los nuevos objetos de localizacion por el lado del dispositivo de localizacion. La conexion de datos mencionada se emplea para la transmision de datos reales relevantes para el proceso de los objetos de localizacion. Esta utilizacion se considera ventajosa en cualquier caso, tanto en una variante en la que la senal de disparo se transmite a traves de esta conexion, como en una variante en la que la senal de disparo se transmite de otra manera.
Un sensor de localizacion de un nuevo objeto de localizacion que entra en la zona de accion de un dispositivo de localizacion puede emitir, por ejemplo como fecha real relevante para el proceso, una senal para la obtencion de una senal de duracion a la unidad de registro para los nuevos objetos de localizacion que entran en la zona de accion. Si esto se une, por ejemplo, a una identificacion, no solo se registra la entrada de un determinado sensor de localizacion en la zona de accion del correspondiente dispositivo de localizacion, sino que existe a la vez una senal de localizacion gracias a la medicion de la duracion ya llevada a cabo.
Preferiblemente se preve ademas una memoria de proceso en la que se almacenan los datos teoricos relevantes para el proceso.
Mediante una comparacion de los datos reales relevantes para el proceso con los correspondientes datos teoricos relevantes para el proceso, un ordenador de acompanamiento del proceso puede comprobar si los procesos o pasos de proceso correspondientes avanzan de acuerdo con los datos teoricos o si se producen errores en el desarrollo de los procesos.
Como datos relevantes para el proceso, que corresponden a caractensticas relevantes para el proceso, se pueden emplear diferentes datos. Se consideran, por ejemplo, datos de identificacion para la identificacion de un sensor de localizacion o de un objeto de localizacion conectado al sensor de localizacion. Tambien se consideran datos de tipo, por ejemplo para la deteccion de un tipo de herramienta. Tambien se pueden transmitir, a traves de una conexion de datos correspondientes, numeros caractensticos de piezas para piezas de montaje dotadas de los correspondientes sensores de localizacion. Los datos de funcionamiento, por ejemplo numeros de revoluciones o pares de giro de herramientas, tambien se pueden emplear como datos relevantes para el proceso, tales como datos funcionales que facilitan informacion sobre un determinado estado de funcionamiento. Asf se puede registrar, por ejemplo, la entrada de un nuevo objeto de localizacion o de un sensor de localizacion correspondiente en la zona de accion transmitiendo el estado conectado a traves de la conexion de datos prevista para ello.
Ademas de los distintos datos mencionados tambien se pueden transmitir, a traves de una conexion de datos como esta, los datos de localizacion. Se puede prever, por ejemplo, que la duracion se determine directamente en el lugar del receptor de una senal de duracion y que la misma se transmita como informacion a una unidad de tratamiento posterior, por ejemplo un ordenador de acompanamiento de procesos. De esta manera la duracion se puede
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registrar de forma mas precisa, dado que ademas de la propia duracion solo se incluye en la medicion de la duracion el tiempo de transmision de la senal de disparo.
La conexion de datos para la transmision de datos relevantes para el proceso se disena preferiblemente como conexion de datos inalambrica electromagnetica digital. El diseno como conexion de datos digital permite la conexion de una pluralidad de usuarios en el mismo canal de frecuencias, como suele ser el caso en los sistemas de bus inalambricos. El diseno como conexion de datos electromagnetica ofrece ademas la posibilidad de empelar sistemas de transmision de datos establecidos y, en el caso de la transmision de una senal de disparo, tambien la ventaja de que la velocidad de transmision de ondas electromagneticas se diferencia de las velocidades de propagacion del ultrasonido en ordenes de magnitud.
Una transmision inalambrica de los datos relevantes para el proceso proporciona al dispositivo segun la invencion ademas una flexibilidad considerablemente mayor para los procesos de produccion mas diversos. Especialmente los sensores de localizacion o sus objetos de localizacion correspondientes que entran no se tienen que conectar mediante cables, sino que se pueden registrar con facilidad si se encuentran en la zona de alcance del dispositivo de localizacion.
En la unidad de procesos o en el ordenador de acompanamiento de procesos se preve ventajosamente una supervision del desarrollo de los pasos de proceso preestablecidos por medio de los datos reales y teoricos relevantes para el proceso. Con un desarrollo correcto del proceso se puede procesar cronologicamente un fichero correspondiente, por ejemplo una tabla de datos teoricos. En caso de pasos de proceso incorrectos se puede producir una reaccion.
Con preferencia existe en un dispositivo segun la invencion un elemento de indicacion para indicar los pasos de proceso realizados y/o aun por realizar. En caso de pasos de proceso incorrectos se puede provocar la emision de una senal de aviso, por ejemplo a traves del ordenador de acompanamiento de procesos. Del mismo modo se puede prever la intervencion en el control de al menos una herramienta y/o maquina de produccion y/o instalacion de produccion, si los pasos del proceso no se realizan correctamente. De esta manera es posible impedir pasos de proceso incorrectos y mejorar, por lo tanto, la calidad.
Con ayuda de equipos de indicacion, que pueden dar, por ejemplo, instrucciones visuales o acusticas, tambien se puede producir un acompanamiento de procesos en el sentido de una direccion del proceso por parte de personas familiarizadas con los correspondientes procesos de produccion. Se puede indicar, por ejemplo, la siguiente herramienta a utilizar, la siguiente posicion de montaje a tratar, etc., con lo que se grna a las personas encargadas de la produccion durante los procesos de produccion.
En el procesamiento de los pasos del proceso tambien se puede provocar automaticamente el correspondiente ajuste y/o la puesta a disposicion de la herramienta, por ejemplo por medio del ordenador de acompanamiento de procesos.
Un ejemplo de realizacion de la invencion se representa en el dibujo y se explica a continuacion con mayor detalle a la vista de las figuras.
En detalle muestran la
Figura 1 una representacion esquematica de una cinta de montaje con el dispositivo segun la invencion;
Figura 2 un diagrama en bloque de un dispositivo segun la invencion;
Figura 3 una representacion esquematica de un dispositivo de localizacion con objeto de localizacion;
Figura 4 una representacion esquematica de otro dispositivo de localizacion con objeto de localizacion y
Figura 5 una representacion esquematica de un proceso de busqueda y de un proceso de localizacion.
En la figura 1 se representa esquematicamente una cinta de montaje 1 que presenta un ramal superior 3 que gira alrededor de una polea de inversion 2. En la cinta de montaje 1 se representan automoviles semiacabados 4, 5 como piezas a tratar segun la invencion.
A cada uno de los automoviles 4, 5 o a cada una de las piezas se asigna un dispositivo de localizacion 6, 7 que se mueve respectivamente en un punto fijo respecto a la correspondiente pieza 4, 5 sobre la cinta de montaje 1.
Cada dispositivo de localizacion 6, 7 comprende tres sensores de localizacion 8, 9, 10 asf como una unidad de comunicacion 11 para la comunicacion inalambrica por medio de ondas electromagneticas 12.
Tres objetos de localizacion distintos, representados esquematicamente en forma de un atornillador 13, un guante 14 asf como una pieza de montaje 15, tambien estan respectivamente provistos de sensores de localizacion 16, 17, 18 asf como de una unidad de comunicacion 19.
En la figura 2 se representa un ordenador de acompanamiento de procesos 20 que por medio de una unidad de comunicacion 21 incluye una conexion de datos a los dispositivos de localizacion y objetos de localizacion.
Ademas esta conectado a una unidad de control 22, a un elemento de indicacion 23 asf como a un emisor de senales 24.
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En la figura 3 se representan el dispositivo de localizacion 7 asf como el atomillador 13 como objeto de localizacion. El atornillador 13 comprende los sensores de localizacion 25, 26, 27 asf como una unidad de comunicacion 28.
A modo de ejemplo del metodo de localizacion se representa un recorrido 1 a traves del cual se puede registrar la duracion de una senal de localizacion. El sensor de localizacion 10 se puede configurar, por ejemplo, como emisor de ultrasonido y el sensor de localizacion 25 como receptor de ultrasonido. Una posibilidad de medicion de la duracion consiste, por ejemplo, en que el ordenador de acompanamiento de procesos 20 emita por medio de la unidad de comunicacion 21 una senal de disparo al dispositivo de localizacion 7 asf como al objeto de localizacion 13. Como con secuencia, el sensor de localizacion 10 emite una senal de ultrasonido que, despues de pasar por el recorrido 1, es detectada por el sensor de localizacion 25. En una forma de realizacion de la invencion la recepcion de la senal de ultrasonido se confirma a traves de la unidad de comunicacion 28, de forma que el ordenador de acompanamiento de procesos 20 determine la duracion. En otra forma de realizacion, la senal de disparo pone en marcha un reloj en el sensor de localizacion 25, de modo que con la recepcion de la senal de localizacion se mide directamente la duracion que se transmite como informacion a traves de la unidad de comunicacion 28.
En principio, una localizacion o una medicion de la duracion tambien se puede producir en otra direccion, es decir, el sensor de localizacion 25 se puede configurar como emisor y el sensor de localizacion 10 como receptor.
En las variantes de realizacion representadas se disponen respectivamente tres sensores de localizacion en los objetos de localizacion. De este modo se puede determinar, ademas de la posicion del respectivo objeto de localizacion, su orientacion en el espacio, lo que en su caso resulta ventajoso en la pretendida supervision del proceso.
Como se puede ver en la figura 1, se preve en cada pieza 4, 5 un dispositivo de localizacion 6, 7 dispuesto en un punto fijo respecto a la pieza 4, 5. A traves de la localizacion de un objeto de localizacion 13, 14, 15 asf como, en caso dado, de su orientacion se conoce directamente la posicion relativa del objeto de localizacion respecto a la pieza 4, 5 asf como la correspondiente orientacion. Asf se pueden controlar los movimientos de los objetos de localizacion 13, 14, 15 en relacion con las piezas 4, 5 por medio del ordenador de acompanamiento de procesos 20.
Se puede ver que carece de importancia en que posicion se encuentra la respectiva pieza 4, 5 dentro de una instalacion de produccion o nave de montaje, dado que el dispositivo de localizacion 6, 7 se dispone en un punto fijo respecto a la pieza 4, 5.
Sin embargo, para la flexibilidad segun la invencion en el empleo del dispositivo de supervision tiene una importancia decisiva que un objeto de localizacion 13, 14, 15 tambien se pueda encontrar fuera de la zona de accion del respectivo dispositivo de localizacion 6, 7. A estos efectos la pieza 4 o la herramienta 13 se mueven de manera que el objeto de localizacion, por ejemplo la herramienta 13, llegue a la zona de accion del dispositivo de localizacion 6 de una pieza 4, con lo que segun la invencion se registra el correspondiente objeto de localizacion 13. Si el ordenador de acompanamiento de procesos 20 emite en la presente variante de realizacion, como se ha indicado antes, una senal de disparo a traves de la unidad de comunicacion 21, la pueden registrar todos los objetos de localizacion que pueden establecer una conexion de datos con el ordenador de acompanamiento de procesos. Dado que en el caso de la conexion de datos a traves de la unidad de comunicacion 21 se trata preferiblemente de una conexion con una zona de accion mayor que la zona de accion del dispositivo de localizacion 6, 7, los objetos de localizacion 13, 14, 15 que no se encuentran en la zona de accion del dispositivo de localizacion 6, 7 tambien pueden recibir esta senal de disparo en el momento en el que se conectan.
Sin embargo, solo los objetos de localizacion 6, 7 que se encuentran en la zona de accion del respectivo dispositivo de localizacion reciben la correspondiente senal de duracion y pueden transmitir, por lo tanto, la senal de recepcion o la duracion determinada al ordenador de acompanamiento de procesos 20. Si el ordenador de procesos 20 recibe una senal de recepcion correspondiente o una informacion sobre la duracion de un objeto de localizacion que anteriormente no se encontraba en la zona de accion del respectivo dispositivo de localizacion 6, 7, este objeto de localizacion se registra como nuevo en la zona de accion. Para que el ordenador de acompanamiento de procesos pueda asignar la senal de localizacion asf registrada a un objeto de localizacion relevante para el proceso, necesita una informacion adicional que el respectivo objeto de localizacion puede transmitir a traves de la unidad de comunicacion 21. La conexion de datos prevista para ello se configura en la presente variante de realizacion por separado de la senal de duracion, por ejemplo como conexion de datos electromagnetica.
En funcion del paso de trabajo a supervisar, puede ser suficiente que el ordenador de acompanamiento de procesos reciba una informacion sobre la clase o el tipo del objeto de localizacion correspondiente. En caso necesario tambien es posible una identificacion individual a traves de la conexion de datos separada. Adicionalmente se pueden transmitir otras informaciones como, por ejemplo, el numero de revoluciones, el par de giro o similares durante un proceso de montaje. El ajuste de una herramienta registrada como objeto de localizacion tambien se puede llevar a cabo a traves de esta conexion de datos por medio del ordenador de acompanamiento de procesos 20.
A traves de los objetos de localizacion que pueden ser utilizados por un montador, por ejemplo el guante 14, se pueden seguir los movimientos de los montadores. De este modo es posible controlar los movimientos de montaje y la direccion de los montadores durante los pasos del proceso a realizar.
Los elementos de montaje, es decir, los elementos a montar en las piezas 4, 5, tambien se pueden controlar del modo representado esquematicamente a la vista de una puerta de vetuculo 15.
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La flexibilidad necesaria segun la invencion requiere un registro automatico de los nuevos objetos 13, 14, 15 que entran en la zona de accion de los dispositivos de localizacion 6, 7.
El ordenador de acompanamiento de procesos puede encargarse de la supervision o direccion del proceso comparando los datos reales relevantes para el proceso, que recibe por ejemplo a traves de la conexion de datos separada y de su unidad de comunicacion 21, con los datos teoricos relevantes para el proceso previamente almacenados. Estos datos teoricos relevantes para el proceso se pueden almacenar en una memoria de trabajo no representada en detalle del ordenador de acompanamiento de procesos 20. Tambien pueden ser el resultado de la evaluacion de los pasos de proceso ya llevados a cabo. Los datos teoricos relevantes para el proceso logicamente pueden variar en funcion de la pieza, es decir, se pueden procesar sin problemas y de forma sucesiva diferentes modelos de piezas en la misma cinta de montaje o en el mismo puesto de montaje.
El dispositivo de acompanamiento de procesos segun la invencion es independiente del lugar absoluto en el que se producen los respectivos pasos del proceso y, por lo tanto, independiente de los movimientos de las piezas, por ejemplo en una nave de montaje.
En otra forma de realizacion especial los sensores de localizacion 8, 9, 10 de los dispositivos de localizacion 6, 7 se dotan de emisores para la senal de duracion, por ejemplo de emisores de ultrasonido. Por consiguiente, en los objetos de localizacion 13, 14, 15 solo son necesarios los receptores para la senal de duracion. Por esta razon, el consumo de energfa se reduce considerablemente con estos objetos moviles. Debido a la conexion de datos separada a traves de las unidades de comunicacion 19 los objetos de localizacion se pueden utilizar tambien con sensores de recepcion pasivos 16, 17, 18 para una medicion de la duracion.
Los dispositivos de localizacion 6, 7 dispuestos de forma fija con las piezas se pueden conectar sin problemas a acumuladores de energfa de mayor tamano e incluso a una red de suministro de corriente electrica. En principio, la conexion de datos separada se puede conectar, por el lado de los dispositivos de localizacion 6, 7, mediante cables al ordenador de acompanamiento de procesos o a una unidad de funciones comparables.
Para la flexibilidad del dispositivo de acompanamiento de procesos resulta suficiente que los objetos de localizacion 13, 14, 15 se puedan mover libremente respecto al lugar de tratamiento de las piezas 4, 5.
A traves del elemento de indicacion 23 y del emisor de senales 24 se puede proporcionar informacion sobre los pasos de proceso siguientes a las personas que intervienen. En caso de un paso de proceso incorrecto tambien se puede generar una senal de aviso, por ejemplo a traves de las dos unidades. A traves de estas unidades se puede dirigir igualmente el proceso, por ejemplo representando o destacando el lugar del siguiente paso del proceso. La persona que se encuentra en el proceso tambien puede ser guiada acusticamente al lugar del siguiente paso del proceso.
Ademas del ejemplo de realizacion representado senan posibles otras muchas variantes de realizacion. Lo importante es que con el proceso a supervisar se puedan emplear objetos de localizacion que no tengan que estar obligatoriamente en contacto permanente con el respectivo dispositivo de localizacion. Se considera fundamental que al entrar en la zona de accion de un dispositivo de localizacion se puedan registrar automaticamente a traves de una unidad de registro correspondiente, por ejemplo en el ordenador de acompanamiento de procesos 20, y que se integren en la supervision del proceso.
Con preferencia el dispositivo de localizacion se configura en forma de dispositivo de localizacion de ultrasonido para el registro del/de los objetos de localizacion por medio de ondas ultrasonicas y/o se configura una unidad de transmision de datos separada para la transmision de datos reales y/o teoricos relevantes para el proceso como unidad de transmision de datos por radio para la transmision de datos reales y/o teoricos relevantes para el proceso por medio de ondas electromagneticas.
Se puede determinar, por ejemplo, por medio de las distintas duraciones de las ondas ultrasonicas, por una parte, y de la transmision electromagnetica por radio (mucho mas rapida), por otra parte, o tambien de la transmision electrica mediante lmeas electricas o conexiones electricas alambricas y/o por medio de una lmea de datos optica, especialmente lmeas de fibra de vidrio, con una senal de disparo (electromagnetica) o la transmision de una senal de disparo como consecuencia del registro de la duracion de la localizacion por ultrasonido del/de los sensores de localizacion, la distancia o posicion exacta del objeto de localizacion, y en su caso procesar. Varios objetos de localizacion que se encuentran en una zona de accion comun del dispositivo de localizacion o de los dispositivos de localizacion se pueden registrar o localizar, por ejemplo, ventajosamente por separado.
Los objetos de localizacion y/o las herramientas y/o las piezas presentan preferiblemente una identificacion relativa al tipo o un numero/una caractenstica de identificacion. Asf se puede identificar ventajosamente cada objeto y/o cada pieza y/o herramienta individualmente o como tipo de herramienta, por ejemplo como atornillador neumatico/electrico, soporte, soldador, cizalla electrica o neumatica, etc..
Gracias a la ventajosa identificacion se pueden identificar automaticamente nuevos componentes y nuevas herramientas y/o objetos de localizacion y/o herramientas nuevas o sustituidas. Los nuevos componentes que entran y/o se registran en la zona de accion y sus datos reales relevantes para el proceso se pueden comparar debidamente con los datos teoricos relevantes para el proceso, por ejemplo para la correspondiente herramienta, como atornilladores etc., e incluir ventajosamente en el proceso.
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Durante el desplazamiento de la pieza y del dispositivo de localizacion a traves de una nave de montaje desde un primer puesto de montaje con una primera herramienta, por ejemplo un soporte de ventosa para la colocacion/el montaje de una luna, etc., a un segundo puesto de montaje mas alejado o distanciado, por ejemplo un atornillador para el montaje de uno o varios tornillos de fijacion identicos, etc., se puede registrar o identificar, y posteriormente tambien localizar, esta nueva herramienta que entra en la zona de accion del dispositivo de localizacion. A continuacion se pueden comparar los movimientos realizados con la segunda herramienta y las posiciones/los cambios de posicion y/o los datos de la herramienta/de montaje, por ejemplo el par de giro, etc., como datos reales relevantes para el proceso, con los datos teoricos relevantes para el proceso (almacenados). De este modo se pueden determinar y controlar ventajosamente la exactitud del proceso real y la ausencia de errores en el mismo.
Con la entrada y/o salida del objeto de localizacion en o de la zona de accion se realiza ventajosamente una identificacion o un proceso de alta y, en su caso, un proceso de baja.
En caso de un movimiento simultaneo del dispositivo de localizacion junto con la herramienta durante la fase de montaje o la fase de transporte por medio de al menos una unidad de transporte ventajosa, como un automovil a montar o similar, la identificacion segun la invencion o un registro de alta y/o de baja, por ejemplo de herramientas de puestos de trabajo diferentes y distanciados los unos de los otros o de nuevos objetos de localizacion/componentes que entran o se desplazan a lo largo de la sala/nave, supone una ventaja decisiva y abre, frente al estado de la tecnica inicialmente descrito, posibilidades de aplicacion totalmente novedosas y mucho mas amplias y flexibles.
En una variante preferida de la invencion se pueden prever ventajosamente, entre una o varias fases de localizacion o a lo largo de la supervision del proceso, una o varias fases de busqueda o de registro. De este modo se puede consultar o comprobar o no comprobar ventajosamente, de antemano, la existencia o ausencia de un objeto o de una herramienta que se vaya a necesitar dentro de un tiempo previsible, por ejemplo el atornillador 13 y/o el elemento de montaje 15, es decir, los objetos a localizar 13, 14, 15. En funcion de si los objetos de localizacion 13, 14, 15 (que se vayan a utilizar en el futuro) se han podido detectar o no, es decir, en funcion de si la presencia correcta del objeto de localizacion 13, 14, 15 se ha podido comprobar, la supervision del proceso podra continuar sin otras fases de busqueda o registro, o las fases de busqueda y/o de registro se tienen que repetir.
En la figura 5 se muestra esquematicamente y a modo de ejemplo una ilustracion esbozada de diferentes fases de funcionamiento o fases de localizacion y busqueda a lo largo del tiempo. En un proceso de busqueda A, especialmente con varias fases de busqueda individuales, se emiten varias senales de disparo para los objetos necesarios aun no registrados/identificados. La senal de disparo puede contener, por ejemplo, la direccion de identificacion del objeto a buscar y activar un emisor de ultrasonido para que envfe un impulso de ultrasonido. Con los correspondientes componentes de emision/recepcion 8, 9, 10, 11, 16, 17, 18, 19, 25, 26, 27, 28, 30 del sistema de localizacion 6, 7 y/o del sistema de transmision de datos 11, 21, 28, 30 se lleva a cabo el registro y la identificacion.
En un proceso de localizacion B, especialmente con varias fases de localizacion individuales, se emiten o emplean alternativamente varias senales de disparo para los objetos registrados/identificados. La localizacion y la supervision del proceso se realizan preferiblemente con componentes de emision/recepcion (parcialmente) identicos 8, 9, 10, 11, 16, 17, 18, 19, 25, 26, 27, 28, 30 del sistema de localizacion 6, 7 y/o del sistema de transmision de datos 11, 21, 28, 30.
En la forma de realizacion antes descrita se preve que la unidad de comunicacion 11 y/o 21 emita, por ejemplo, una senal de busqueda con una identificacion individual o con un codigo de identificacion para el objeto de localizacion 13, 14, 15 que se vaya a necesitar en breve, especialmente por radio, y que un receptor del objeto de localizacion necesario 13, 14, 15 la reciba , respondiendo despues un emisor, especialmente un emisor de ultrasonido, del objeto de localizacion 13, 14, 15 a dicha senal. Al llegar la senal de respuesta al dispositivo de localizacion 6, 7 se puede detectar/registrar que el objeto 13, 14, 15 a localizar y a utilizar en breve, aproximadamente dentro de 5, 10 o 30 minutos, se encuentra en la zona de accion del dispositivo de localizacion 6, 7 o de la cinta de montaje 1.
Ahora este objeto de localizacion ha sido registrado y ya no se busca. Solo cuando este objeto de localizacion se necesita en el proceso se procede a su localizacion y control segun la invencion.
Si en la medicion de busqueda se fija un lfmite de tiempo dentro del cual se espera una posible senal de respuesta, se puede determinar a traves de la maxima duracion a esperar de la senal de respuesta la zona de accion y de trabajo del dispositivo de localizacion 6, 7. Si no se puede registrar ninguna senal de respuesta, se ejecuta preferiblemente otro proceso u otra fase de busqueda. El tiempo entre dos fases de busqueda puede ser ventajosamente cada vez mas corto, si el objeto de localizacion necesario 13, 14, 15 no responde y no se ha podido identificar y si la necesidad real del mismo o de su uso en/para el proceso de montaje se acerca cada vez mas.
Una “ventana de tiempo” o una respuesta/confirmacion dentro de unos 15 o 30 milisegundos, es decir, la duracion de las ondas ultrasonicas, corresponden a aproximadamente 5 o 10 metros de distancia o a una zona de accion con un radio de unos 5 o 10 metros. Se puede generar, por ejemplo, una alarma cuando termina el tiempo mmimo preestablecido, es decir, 5 minutos antes del empleo en el proceso o montaje se emite una alarma o un aviso si una herramienta 13, una persona u otro objeto necesario no ha podido ser identificado o registrado, de manera que un operario/montador pueda intervenir y corregir esta circunstancia.
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En la figura 4 se representa esquematicamente otra variante que se diferencia en comparacion con la variante segun la figura 3 en que el dispositivo de localizacion 7 presenta adicionalmente otro emisor de ultrasonido 30, en su caso con otra frecuencia de emision distinta a la de los emisores 8, 9, 10. En esta variante ventajosa el emisor por radio 28 del objeto de localizacion 13, 14, 15 o la herramienta 13 pueden responder a dicha senal de ultrasonido transmitiendo informacion de identificacion, con lo que el objeto 13 se puede detectar ventajosamente. Tambien son posibles otras alternativas, por ejemplo que uno de los emisores de ultrasonido 8, 9, 10 asuma con otra frecuencia de ultrasonido la funcion del emisor 30 o la funcion antes citada.
Con las variantes de realizacion antes mencionadas o segun la invencion se puede ejecutar sin problemas un proceso/montaje, dado que antes del respectivo uso/empleo de un objeto a localizar 13, 14, 15 ya se registra y controla la presencia o entrada en la zona de accion segun la invencion.
Despues del empleo/uso del/de los objetos de localizacion 13, 14, 15 estos de dan automaticamente “de baja” y salen de la zona de accion, por lo que para el dispositivo de localizacion 6, 7 ya no existen. De este modo estos objetos de localizacion 13, 14, 15 ya no se registran en la siguiente fase de busqueda/fase de alta ni responden a la correspondiente senal de busqueda , por lo que se dan debidamente de baja.
En otra forma de realizacion ventajosa de la invencion se utiliza para el registro de los objetos que entran una frecuencia de ultrasonido distinta a la que se emplea para la localizacion de los objetos.
Lista de referencias
1 Cinta de montaje
2 Polea de inversion
3 Ramal superior
4 Automovil
5 Automovil
6 Dispositivo de localizacion
7 Dispositivo de localizacion
8 Sensor de localizacion
9 Sensor de localizacion
10 Sensor de localizacion
11 Unidad de comunicacion
12 Ondas electromagneticas
13 Atornillador
14 Guante
15 Elemento de montaje
16 Sensor de localizacion
17 Sensor de localizacion
18 Sensor de localizacion
19 Unidad de comunicacion
20 Ordenador de acompanamiento de procesos
21 Unidad de comunicacion
22 Unidad de control
23 Elemento de indicacion
24 Emisor de senales
25 Sensor de localizacion
26 Sensor de localizacion
27 Sensor de localizacion
28 Unidad de comunicacion
30 Emisor de ultrasonido

Claims (5)

  1. 5
    10
    15
    20
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    40
    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo para la supervision de procesos de produccion, especialmente de procesos de montaje de maquinas o equipos, estando provista una pieza movil a tratar (4, 5), un dispositivo de localizacion (6, 7) dispuesto en un punto fijo respecto a la pieza (4, 5), de sensores de localizacion (8, 9, 10) dotados de emisores de ultrasonido o de receptores de ultrasonido y al menos un objeto de localizacion (13, 14, 15) movil frente a la pieza (4, 5) con sensores de localizacion (16, 17, 18) dotados de receptores de ultrasonido o emisores de ultrasonido en la zona de accion del dispositivo de localizacion (6, 7), previendose una medicion de duracion de ultrasonido entre los sensores de localizacion (8, 9, 10) del dispositivo de localizacion (6, 7) y los objetos de localizacion (13, 14, 15), existiendo un ordenador de acompanamiento de procesos (20) que registra la ejecucion de pasos del proceso en la pieza por medio de una comparacion de datos reales relevantes para el proceso del objeto de localizacion con datos teoricos relevantes para el proceso, caracterizado por que se preve una unidad de registro (20, 22) para el registro automatico de al menos un objeto de localizacion (13, 14, 15) que antes no se encontraba en la zona de accion del dispositivo de localizacion (6, 7) y que, por lo tanto, entra en la zona de accion del dispositivo de localizacion (6, 7) mediante una unidad de transmision de datos adicional (11, 19, 21) con una conexion de datos inalambrica, electromagnetica digital, entre el dispositivo de localizacion (6, 7) y el objeto de localizacion (13, 14, 15) para la transmision de datos de identificacion de un sensor de localizacion (16, 17, 18) o de un objeto de localizacion (13, 14, 15) como datos reales relevantes para el proceso para el registro del nuevo objeto de localizacion (13, 14, 15) que entra en la zona de accion del dispositivo de localizacion (6, 7).
  2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que como datos relevantes para el proceso se preven datos sobre el tipo, numeros identificativos de piezas, datos de funciones, datos de funcionamiento y/o datos de estado.
  3. 3. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se preve un ordenador de proceso (20) en el que se asignan datos teoricos relevantes para el proceso a los pasos de proceso o ciclos de proceso.
  4. 4. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el ordenador de acompanamiento de procesos (20) se preve una supervision del desarrollo de los pasos de proceso preestablecidos por medio de datos reales y teoricos relevantes para el proceso.
  5. 5. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se preve un elemento de indicacion (23) para la indicacion de los pasos de proceso realizados y/o pendientes y/p una unidad de senalizacion (24) para la emision de senales de alarma en caso de pasos de proceso no correctamente ejecutados y/o por que se preve la intervencion en el control de al menos una herramienta (13) y/o una maquina de produccion y/o una instalacion de produccion en caso de un paso de proceso no correctamente ejecutado.
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