Spårningssystem för barnstolar baserade på RFID och TBEN-S

AUTOMOBIL

Detaljer: Släppt: 24.04.2019; Senast uppdaterad: 18.01.2023; Träffar: 9104

den Kirschenhofer Maschinen GmbH utvecklat för Britax Romans ett system för produktionskontroll och kvalitetssäkring vid produktion av barnstolar. Båda företagen har insett det här utan SPS och faktiskt över RFID-Märken och TBEN-S Ethernet flera protokoll moduler av Turck i samband med Labview.

Den som någonsin varit tvungen att passa ett barnstol i en bil uppskattar välsignelsen av Isofix-standarden. Click-clack och sätet är säkert fastsatt i alla bilar med Isofix-hållare. Tanken: Sätet har två fasta ankare, genom vilka den är spärrad i Isofix grommets av fordonet. Vi är skyldiga att lindra ett samarbete mellan barnsitsstillverkaren Britax Römer Kindersicherheit GmbH och VW, som gemensamt höjde standarden från dopet. Under tiden har det blivit ett internationellt krav på bilar och barnstolar.

Säkerheten för barnsäkerhetsprodukter är ett stort problem för både kunder och tillverkare. Produktionsfel är inte acceptabla här och måste uteslutas så långt som möjligt. Men tillverkarna har ofta inte ens det i egna händer, speciellt när leverantörer levererar felaktiga komponenter. Därför är det andra målet en snabbare, mjukare produktåterkallelse.

Slim system baserat på Labview

Britax Römer sökte råd från automations- och specialtillverkaren Kirschenhofer Maschinen GmbH innan han satte upp sin produktionslinje för barnstol "Advansafix IV". De ansvariga på båda sidor hade snabbt en liknande bild av hur den i stort sett manuella produktionen av den nya barnsitsfamiljen skulle kunna automatiseras. Systemet skulle styras utifrån Labview, en allmänt använd systemutvecklingsprogramvara för test-, mät- och kontrollapplikationer, och att använda RFID-databärare som en databas. Fördelen: Britax Römer sparar stora produktionskonverteringar och infrastrukturinvesteringar.

Produktionen av Advansafix IV består av 16-enskilda steg. För var och en av dessa steg finns en funktion som kan kontrolleras. Detta börjar med konstruktionen av sitsbasen, den så kallade basen, och slutar med sätets förpackning i en kartong. Varje framgångsrikt produktionssteg ska dokumenteras individuellt som "OK" (IO). Om en station utelämnas eller inte kan slutföras, är den här funktionen fortfarande markerad som "Ej OK" (NIO).

Spårningssystem utan PLC och databas

Nico Dreher, processingenjör vid Britax Römer och projektledare, ville ha ett system som också kunde användas på resan för att hjälpa till att identifiera platser i återförsäljare. Kirschenhofer utvecklade ett helt nytt system tillvägagångssätt som kunde uppfylla båda kraven: processkontroll med ett RFID-system som lagrar all data på datamediet på produkten.

Igus glidlager på turné Små underhållsfria glidlager av plast reser runt i världen

Detta låter osynligt i början men har ännu inte realiserats för ett produktionsspårningssystem i denna form. Vanligtvis använder spårningssystem bara data bärarens ID och sparar tillhörande produktionsdata i en databas som alla relevanta processwebbplatser har åtkomst till. Men Kirschenhofer ville sparar sin kund exakt denna serverinfrastruktur - trots allt borde alla återförsäljare också ha tillgång till databasen. Ett decentraliserat system utan permanent databasanslutning och utan PLC har sina fördelar: rörlighet och oberoende samt kostnader. En liten begränsning ligger i databärarens begränsade lagringskapacitet. Du måste begränsa dig till relevant information och funktioner.

Fem centrala processsteg som ett bevis på konceptet

När grovskissen väl var på plats skulle de fem nyckelpositionerna i 16-stegsproduktionen implementeras i ett pilotsystem som ett "proof of concept". Vid den första stationen limmas databäraren in i bottenplattan på det som senare ska bli sätet. Ett RFID-läs-/skrivhuvud kontrollerar att det sitter korrekt genom att läsa den nyligen fästa taggen och skriva den med processbilden. En robottestcell valdes ut som den andra stationen, där den i stort sett färdiga sätet kontrolleras visuellt för de 16 produktionsfunktionerna.

Om sätesvarianter ska kartläggas vid ett senare tillfälle kan testroboten välja ett alternativt testförfarande med olika egenskaper via databäraren på sätet. Den tredje stationen kontrollerar Isofix-funktionen. Innan den färdiga stolen packas, kontrollerar den fjärde stationen om alla tidigare processsteg har dokumenterats som IO på databäraren. Den femte stationen är omarbetningsstationen, där platser markerade som NOK omarbetas.

Kettcar för vuxna skapar en räckvidd på upp till 200 km

Hela processen kartläggs på RFID-databäraren. Det finns bara en tillåten sekvens av produktionssteg. Systemet säkerställer rätt sekvens genom att ställa in motsvarande funktion till OK vid var och en av de fyra stationerna efter en lyckad monteringsfas. Efter station 1 (klistrar taggen) kan endast station 2 följa. Vid station 2 kontrolleras om station 1 har exekverats framgångsrikt vid nuvarande säte. Först då fortsätter processen.

Sticky disk med 320 byteutrymme

Kirschenhofer fann det lämpliga mediet för detta hos Turck. Eftersom dagen är limd direkt i sätet, får den inte vara för stor. Dessutom måste det vara relativt billigt eftersom det förblir på produkten. Turck kunde erbjuda en databärare som uppfyllde alla krav med smart etikett TW-L36-18-F-B320. Miniatyrstorlekstiketten med 320-byte rymmer mer än minsta storlek på dataminnet och kan därmed också kartlägga utvidgningar av det senare systemet, om även målmätningsintervaller kortläggs eller ytterligare stationer läggs till.

Slim lösning: Tablet ersätter PLC

För sådana spårnings- och testsystem behövs faktiskt ingen PLC. Processerna är inte tidskritiska och kan också fångas av klassisk kontorshårdvara. Men gränssnitten är ofta problemet. RFID-gränssnitt är vanligtvis utformade för anslutning till industriella Ethernet-nätverk och kan därför inte enkelt kommunicera med applikationerna på datorer eller mobila enheter.

Craig Craill, administrationspartner och PLC programmerare på Kirschenhofer, letade efter en lösning som skulle möjliggöra driften av ett RFID-system utan en PLC. Brännpunkten var rework-stationen. Operatören ser all nödvändig information på en Tablet PC. Det indikerar vilken funktion som är felaktig och presenterar målläget för montering i det slutliga systemet på en enda bild. Systemet är baserat på standardprogramvara, så att Britax kan skriva in bilder och texter utan reintegrationskostnader. Kirschenhofer använder rework station Labview. Men eftersom mjukvaran inte hade någon koppling till RFID-systemet, måste en lösning hittas.

Gränssnitt mellan Labview och Ethernet / IP

För systemet hos Britax Römer valde Kirschenhofer kompakta TBEN-S-RFID-gränssnitt och, beroende på station, olika läs- / skrivhuvuden från Turck. TBEN-S-modulen kan mata ut RFID-data från läs- / skrivhuvudena förfiltrerade via Profinet, Ethernet / IP eller Modbus TCP till högre nivåer, vanligtvis till styrenheter. Craill bestämde sig för att programmera ett direkt gränssnitt mellan Labview och Ethernet / IP för att undvika omvägen via en styrenhet. Han förväntar sig en positiv utveckling av protokollet: "Ethernet / IP har mycket potential eftersom det har fördelarna med ett industriellt Ethernet-nätverk, men i motsats till Profinet är det helt öppet och fungerar utan licensavgifter."

Programmeraren räknar också med gränssnittet mellan Ethernet / IP och Labview så mycket som mjukvaran är en kvasi-industristandard för testbänkar. Craig Craill och hans kollegor i Kirschenhofer tillbringade flera månader på att gräva igenom några 900 man-sidor, djupt in i Ethernet / IP-koderna och skapade en Labview-enhetskalkylfil som liknar en drivrutin. Den tidigare erfarenheten av pilotsystemet bekräftar gränssnittets smidiga funktion och öppnar därmed utrymme för uppföljningsprojekt för Kirschenhofer.

En annan fördel med systemet är att Britax Römer själv kan definiera ytterligare funktioner som kan kompletteras och kontrolleras på databäraren. Systemet är så öppet att du kan komplettera det utan någon programmeringskunskap. Dessutom kan sätesproducentens anställda anpassa sig till utökade produktionsprocesser, produktion av en annan sitsvariant eller till och med en annan produkt.

Diskbaserat system sparar PLC och pengar

Craig Craill syftar till en prisjämförelse mellan PLC-lösning och Windows-tablett: "Tack vare lösningen utan PLC kunde vi spara flera tusen euro på Rework Station. En enkel Windows Surface Tablet ersätter en PLC, skärmen och en ytterligare IPC för databashantering. "Testroboten styrs fortfarande av en PLC i det aktuella konfigurationssteget. Återigen kan Craill föreställa sig att arbeta utan SPS. "För närvarande är det inte på grund av säkerhetssignalerna. Men jag har redan testat säkerhetsmodulen TBPN från Turck. Detta kan också vara en kontroll av testroboten utan att PLC sätts upp. "

Lättare nackstöd med organiskt lakan för bilbarnstolen

Men inte bara på kostnadssidan är projektet övertygande. Processerna, särskilt vid omarbetande, är nu effektivare och säkrare. "I det förflutna var man tvungen att manuellt skriva ned vad defekten var på produkten efter testet, eller testa varje funktion på rework-stationen själv. Idag sätter vi sätet på stationen och ser på displayen vilken funktion som är fel. Det är en stor fördel eftersom det är snabbare och säkrare än det brukade vara, säger Nico Dreher, övertygad om lösningen.

För rework-stationen valde Kirschenhofer det långsträckta läs- / skrivhuvudet TNLR-Q80L400 eftersom det inte finns några fasta ankarpunkter för sätet och läs- / skrivhuvudet måste täcka ett större område. "Med det långa läs- och skrivhuvudet registreras dagen på ett tillförlitligt sätt i alla positioner. Detta gör att stationen kan användas mobilt och att fånga platserna i slutna lådor, säger Craig Craill, som förklarar valet av 80 x 400 mm RFID-läsaren.

Effektiv produktlogistik upp till återförsäljaren

Till slut hamnar de framgångsrikt renoverade platserna som de andra i slutet av linjen. Här kontrolleras slutligen om alla funktioner är IO. Först då kommer sätet att få sitt godkännandemärke med ett unikt serienummer. Sedan packas den i en låda så att databäraren kan läsas genom kartongen utan att öppna lådan.

"Vi kan själva implementera en mobilreparationsstation. Allt vi behöver är en annan tablett, en läsare, omkopplaren och en Labview-licens. Då skulle vi vara i drift och kunna köra i händelse av ett fel till återförsäljarna och kontrollera platserna. Det skulle vara mycket mer genomförbart än tidigare, säger Nico Dreher. Hittills måste i så fall alla platser avlägsnas från lådorna hos återförsäljaren för att identifiera dem tydligt. Varje säte måste sedan återlämnas till sin exakta förpackning.

Nu är det dags att rulla ut till andra stationer. Av Turck-komponenterna är Craig Craill inte övertygad bara efter det här projektet. "Kirschenhofer har länge använt TBEN-S. Vi var bland de första som testa I / O-modulerna och var bland de första som använde RFID-modulerna. Konceptet med flera protokoll övertygar oss, eftersom det innebär att vi bara behöver lagra en modul. Vi är också övertygade av olika läs- / skrivhuvuden och databärare. Ett sådant paket kan bara hittas hos Turck. "

Författaren Ralf Moder är en säljare på Turck.