AUFNAHMEVORRICHTUNG UND WERKERGEGENSTANDERKENNUNGSVERFAHREN

Beschreibung

Beschreibung gemäß Hauptantrag

[0001] Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung, wobei die Aufnahmevorrichtung Aufnahmen für Werkergegenstände aufweist, wobei die Aufnahmen an die Form der Werkergegenstände individuell angepasst sind. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung wenigstens eines Sensors in einer Aufnahmevorrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands in einer für den Werkergegenstand vorgesehenen Aufnahme einer Aufnahmevorrichtung.

[0002] Aus GB 2 406 092 B ist ein Warenwirtschaftssystem bekannt, mittels dessen die Entnahme und der Ersatz von Werkergegenständen in einem Container überwacht wird. Derartige Warenwirtschaftssysteme können hilfreich sein, um festzustellen, ob Werkergegenstände nach der Benutzung wieder an ihren Platz zurückgelegt worden sind oder ob diese verlorengegangen oder gestohlen wurden. Beispielsweise ist dieses sehr wichtig, wenn Luftfahrzeuge repariert werden, da für den Fall, dass ein Werkergegenstand innerhalb einer Turbine des Luftfahrzeuges zurückgelassen wird, schwerwiegende Folgen drohen.

[0003] Um zu verhindern, dass Werkergegenstände in den Behälter nicht zurückgelegt werden, und dieses überwachen zu können, werden üblicherweise Schaumstoffeinlagen verwendet, in denen Aussparungen vorgesehen sind, die mit der Form des Werkergegenstands und der Größe des Werkergegenstands übereinstimmen. Eine Bedienperson kann so ganz einfach feststellen, ob die Werkergegenstände in deren Aufnahmen alle aufgenommen sind. Dies ist allerdings zeitaufwendig. Zudem kann dieses für einige Anwendungen auch nicht sicher genug sein, da möglicherweise ähnliche Werkergegenstände in Aufnahmen eingebracht werden, die mit den eigentlich dafür vorgesehenen Werkergegenständen verwechselt werden können.

[0004] GB 2 406 092 B sieht nun vor, Sensoren zu verwenden, um die Präsenz oder die Abwesenheit von Werkergegenständen in einem Container zu ermitteln.

[0005] WO 2018/063476 A1 offenbart Vorrichtungen und Systeme zum Überwachen von Werkzeugen. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Werkzeugschrank mit mehreren Schubladen vorgesehen, die jeweils eine Einlage mit einem Sensornetzwerk beinhalten. Mittels des Sensornetzwerks wird geprüft, ob die Werkzeuge in die Einlagen eingelegt sind oder nicht.

[0006] In EP 1 808 275 A2 ist eine Werkzeugbereitstellungsvorrichtung offenbart. Die Vorrichtung umfasst einen mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Werkzeugs. Mittels einer Sensoreinheit wird detektiert, ob das Werkzeug in der Ausnehmung vorhanden ist oder nicht.

[0007] US 2018/0095138 A1 zeigt ein automatisiertes Werkzeugkontrollsystem zur Überwachung von wieder aufladbaren Werkzeugen und Batterien. Mittels Sensoren wird überprüft, ob sich die Werkzeuge und Batterien in einem Schrank des Systems befinden.

[0008] In US 2014/0358740 A1 ist ein bildbasiertes Inventarkontrollsystem offenbart. Mittels eines Sensorsubsystems werden Attribute von Objekten oder wichtigen Bereichen erfasst, um zusammen mit Bildinformationen die Erkennung von Objekten oder Zuständen der Objekte zu verbessern.

[0009] DE 199 54 267 A1 zeigt ein Verfahren und eine Anordnung zur automatischen Einstellung der Schaltschwelle kapazitiver sowie induktiver Näherungssensoren. Bei dem Verfahren werden zeitlich fortlaufend verschiedene Kapazitäten gemessen und ausgewertet.

[0010] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufnahmevorrichtung, eine Verwendung wenigstens eines Sensors in einer Aufnahmevorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands in einer für den Werkergegenstand vorgesehenen Aufnahme einer Aufnahmevorrichtung so weiterzubilden, dass sicher die Präsenz und/oder Lage oder Abwesenheit eines Werkergegenstands in der für den Werkergegenstand vorgesehenen Aufnahme erkannt werden kann.

[0011] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von Werkergegenständen, insbesondere Werkzeugen, wobei die Aufnahmevorrichtung Aufnahmen für Werkergegenstände aufweist, wobei die Aufnahmen an die Form der Werkergegenstände individuell angepasst sind, die dadurch weitergebildet ist, dass im Bereich oder in der Nähe der Aufnahmen der Aufnahmevorrichtung wenigstens ein kapazitiver Sensor und/oder ein induktiver Sensor zur Ermittlung der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands in einer für den Werkergegenstand individuell angepassten Aufnahme vorgesehen ist, wobei die Aufnahmevorrichtung eine Auswerteelektronik umfasst, die zur Auswertung der Messsignale des kapazitiven Sensors und/oder induktiven Sensors eingerichtet ist, wobei zur Ermittlung der Präsenz und/oder Lage des wenigstens einen Werkergegenstands mehrere Referenzmessungen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, wobei für einen Trainingsvorgang die Referenzmessungen mit einer leeren Aufnahmevorrichtung, mit einer nur mit Einzelwerkzeugen oder Werkzeuggruppen befüllten Aufnahmevorrichtung und/oder mit einer vollständig gefüllten Aufnahmevorrichtung durchgeführt werden.

[0012] Durch Verwendung eines kapazitiven Sensors und/oder induktiven Sensors ist sehr genau die Ermittlung der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands, insbesondere Werkzeugs, in einer für den Werkergegenstand individuell angepassten Aufnahme möglich. Die Aufnahmevorrichtung weist insbesondere einen kapazitiven und/oder einen induktiven Sensor zur Ermittlung der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands in einer für den Werkergegenstand individuell angepassten Aufnahme auf.

[0013] Der gemäß der Erfindung verwendete kapazitive Sensor und/oder induktive Sensor kann im Rahmen der Erfindung als elektronischer Näherungssensor bezeichnet werden.

[0014] Elektronische Näherungssensoren erzeugen ein elektrisches bzw. elektromagnetisches Feld in dem Arbeitsbereich, in dem ein Objekt detektiert werden soll. Die Anwesenheit bzw. Art und/oder Lage bzw. Position des Objektes verändert ein definiertes oder vorgebbares elektromagnetisches Feld und kann dadurch vom Sensor detektiert werden.

[0015] Durch Verwendung eines elektronischen Näherungssensors ist sehr genau die Ermittlung der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands, beispielsweise eines Werkzeugs, in einer für den Werkergegenstand individuell angepassten Aufnahme möglich. Elektronische Näherungssensoren haben den Vorteil, dass sie Werkergegenstände in der Aufnahme detektieren können, auch wenn keine direkte Sichtlinie besteht. So können sie im Gegensatz zu z.B. optischen Sensoren oder Kameras unterhalb einer Aufnahme z.B. einer Schaumeinlage montiert werden. Anders als magnetische Sensoren, die nur auf magnetisches Material ansprechen, können elektronische Näherungssensoren alle typischen Materialien, die in Werkzeugen oder im Werkstattumfeld Verwendung finden, detektieren und sprechen besonders gut auf leitfähige und metallische Materialien an.

[0016] Bei der Verwendung eines kapazitiven Sensors wird davon Gebrauch gemacht, dass die elektrische Kapazität der Sensorschaltung durch in der Nähe des Sensors befindliche Materialien, in diesem Fall den Werkergegenstand, insbesondere das Werkzeug, verändert wird.

[0017] Der kapazitive Sensor ist vorzugsweise so ausgebildet, dass ein elektrisches Feld im Bereich der Aufnahme erzeugt wird. Die An- oder Abwesenheit von Materialien innerhalb des generierten elektrischen Feldes verändert die elektrische Kapazität, die als Messgröße dient. Die Größe, Lage und die Materialeigenschaften des eingebrachten Gegenstandes beeinflussen den Kapazitäts-Messwert. Insbesondere können auch nicht-metallische Gegenstände detektiert werden, da sie durch eine von Luft verschiedene Dielektrizitätskonstante oder Permitivität den Kapazitätswert verändern.

[0018] Durch wenigstens einen in der Nähe der Werkergegenstandsaufnahme angeordneten Sensor, wird die aktuelle Kapazität vermessen, so dass sehr genau erkannt werden kann, ob der Werkergegenstand bzw. das Material, aus dem der Werkergegenstand hergestellt ist, in die dafür vorgesehene Aufnahme eingebracht ist.

[0019] Unter einem kapazitiven Sensor wird insbesondere auch eine ein- oder zweidimensionale Anordnung von kapazitiven Sensorelementen verstanden, wie sie in Linear und Radial Slidern (1D) und in Trackpads oder Touchscreens (2D) Anwendung finden sowie ein sogenannter Näherungssensor bzw. Proximitysensor (3D). Auch kapazitive Sensoren die auf andere Weise aus mehreren Segmenten aufgebaut sind sowie einfache kapazitive Tasten wie in Bedienelementen für Haushaltselektronik zählen zu den kapazitiven Sensoren. Darunter werden sowohl analoge als auch digitale Sensorvarianten verstanden.

[0020] Insbesondere wird unter einem kapazitiven Sensor ein Sensor verstanden, der zwei Elektroden aufweist, die in einer Ebene liegend beabstandet zueinander sind und eine Permitivitätsänderung und/oder der die Änderung einer elektrischen Kapazität einer Gesamtanordnung messen, die durch Veränderungen in einem elektrischen Feld in der Nähe der Elektroden entsteht. Ein entsprechender kapazitiver Sensor kann beispielsweise eine innenliegende Elektrode in Kreisform aufweisen und eine ringförmige um die innenliegende kreisförmige Elektrode angeordnete zweite Elektrode. Auf diesen Elektroden kann eine Beschichtung aufgebracht sein, um die Elektroden zu schützen. Die Beschichtung selbst hat im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Funktion des Sensors.

[0021] Bei der Bestimmung der Präsenz und/oder Lage des wenigstens einen Werkergegenstands in der für den Werkergegenstand individuell angepassten Aufnahme kann davon Gebrauch gemacht werden, dass sich die Kapazität des kapazitiven Sensors ändert, wenn ein elektrisch leitendes Material oder ein Dielektrikum in die Nähe des Sensors, also in das erzeugte elektrische Feld, gebracht wird.

[0022] Damit ist auch die Bestimmung der Dielektrizitätskonstante des Werkergegenstands bzw. eine Bestimmung des Materials des Werkergegenstands möglich, beispielsweise indem man die Signale mehrerer Sensorkomponenten bzw. mehrerer Sensoren auswertet. Es ist vorzugsweise in einer Überprüfung möglich, ob der eingebrachte Werkergegenstand und dessen Teile sowohl vom Material her als von der Größe und/oder der Lage denselben Werkergegenstand darstellt wie bei beispielsweise einer Referenzmessung. Es kann somit ein Eintrainieren zur Bestimmung der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands in einer für den Werkergegenstand vorgesehenen Aufnahme einer Aufnahmevorrichtung vorgenommen werden.

[0023] Kapazitive Sensoren haben zusätzlich die Möglichkeit der Empfindlichkeitseinstellung, klassisch mittels eines Potentiometers oder in moderneren Sensoren mittels einer integrierten Schaltung.

[0024] Durch den Masseneinsatz kapazitiver Sensorik in Bedienelementen elektronischer Geräte (beispielsweise in Tastaturen, Touchscreens, Handys und Bedienpanels unter Glas) ist diese Technik in den vergangenen Jahren stark weiterentwickelt worden und sehr günstig geworden. Flächige kapazitive Sensoren können z.B. vergleichsweise groß und kostengünstig auf flexiblen Folien hergestellt werden.

[0025] Um noch bessere Ergebnisse der Bestimmung der Präsenz und/oder der Lage wenigstens eines Werkergegenstands in einer für den Werkergegenstand individuell angepassten Aufnahme zu ermöglichen, ist zusätzlich oder alternativ wenigstens ein induktiver Sensor in der Aufnahmevorrichtung vorgesehen. Hierdurch können insbesondere Materialien gut detektiert werden, die leitfähig sind und so einen Einfluss auf ein magnetisches Wechselfeld ausüben, wie beispielsweise metallische Materialien, insbesondere eisenhaltige Materialien oder Stahl.

[0026] Induktive Sensoren nutzen den Effekt der elektromagnetischen Induktion. Gelangt elektrisch leitfähiges Material (das Objekt bzw. das Werkzeug oder der Werkergegenstand) in das vom induktiven Sensor geformte magnetische Wechselfeld, so entstehen nach dem Induktionsgesetz im Objekt Wirbelströme. Diese Wirbelströme entziehen dem Schwingkreis des Sensors Energie und können so über die Schwingkreisgüte gemessen werden. Die Wirbelstromverluste hängen von verschiedenen Parametern ab, die somit vom Sensor detektierbar sind: Abstand und Lage des Objektes, seine Abmessungen, Form, elektrische Leitfähigkeit und Permeabilität. Induktive Sensoren sind für ihre hohe Empfindlichkeit und ein sehr gutes Signal-Rausch-Verhältnis bekannt. So kann sehr sicher und zuverlässig die Anwesenheit eines elektrisch leitfähigen Objektes, wie eines Werkzeuges oder eines Teiles eines Werkzeuges (wie ein Hammerkopf) an der dafür vorgesehenen Stelle in der Aufnahmevorrichtung festgestellt werden.

[0027] Durch die Kombination wenigstens eines induktiven Sensors und eines kapazitiven Sensors können besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Vorzugsweise sind mehrere kapazitive Sensoren und/oder induktive Sensoren vorgesehen. Wenn vorzugsweise mehrere kapazitive Sensoren und/oder induktive Sensoren auf einer flächigen Sensorvorrichtung, insbesondere einer Folie oder mehrerer Folien und/oder einer Leiterplatte oder mehrerer Leiterplatten, angeordnet sind, ist es besonders gut möglich, mehrere Teile eines Werkergegenstands oder mehrerer Werkergegenstände gleichzeitig zu erfassen.

[0028] Vorzugsweise liegen die kapazitiven Sensoren und/oder induktiven Sensoren der flächigen Sensorvorrichtung in einer Ebene, die vorzugsweise parallel zum Boden der Aufnahmevorrichtung angeordnet ist. Die Sensoren können auch, insbesondere teilweise, senkrecht zum Boden der Aufnahmevorrichtung angeordnet sein.

[0029] Vorzugsweise sind die mehreren kapazitiven Sensoren und/oder induktiven Sensoren in Form wenigstens einer Matrix angeordnet oder angeschlossen. Die Matrix kann hierbei an die Lage der Aufnahmen in der Aufnahmevorrichtung angepasst sein oder eine Matrix sein, die für verschiedene Aufnahmevorrichtungen verwendet werden kann. Eine Matrix kann die Sensoren in geraden Reihen und Spalten aufweisen und/oder gerade Reihen und versetzte Spalten aufweisen und/oder eine mäanderförmige Anordnung der Sensoren aufweisen.

[0030] Die Anordnung der mehreren Sensoren kann auch an die Anordnung der Aussparungen in der Aufnahmevorrichtung angepasst sein.

[0031] Besonders bevorzugt ist es, wenn die Aufnahmevorrichtung ein Formschaumstoff oder eine Kunststoffplatte ist oder umfasst. Der Formschaumstoff kann beispielsweise ein Polyäthylenschaumstoff sein oder ESD-Schaum der Firma Hoffmann SE, Artikel-Nr. 95 3201 31 oder 97 3235 15. Der Formschaumstoff kann auch ein LD-PE-Schaumstoff sein oder ein Polyoximethylen-Copolymerisat (POM C) sein. Alternativ können auch Polypropylen Homopolymer- (PP-H) oder PE-Kunststoffe eingesetzt werden.

[0032] Vorzugsweise sind die äußeren Abmessungen der Aufnahmevorrichtung durch den Formschaumstoff oder die Kunststoffplatte, gegebenenfalls ergänzt durch eine flächige Sensorvorrichtung, definiert.

[0033] Bauteile, insbesondere die Sensoren, können auf starren Platinen, flexiblen Platinen und/oder auf flexiblen Folien angebracht sein. Die Bestückung kann mit allen handelsüblichen Verfahren erfolgen, z.B. mit SMD Bauelementen oder metallischen oder anderen Filmen oder Beschichtungen. Die Bauteile können z.B. auch aufgedruckt sein bzw. aus Filmen durch Ätzen hergestellt sein. Sie können vergossen oder mit einer Schicht bedeckt sein um eine Stabilität, Schutz vor mechanischen Einflüssen, Isolierung, Wärmeabfuhr und/oder Sichtschutz zu gewährleisten. Auch beweglich angebrachte Elektroden zur Einstellung der Kapazität, Induktivität und/oder der Empfindlichkeit oder der Lage des Feldes zur Anpassung auf bestimmte Werkergegenstände sind denkbar.

[0034] Beim Einbau der elektronischen Näherungssensoren muss besonders auf ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Störfestigkeit (Einhaltung der EMV-Vorgaben, elektromagnetische Verträglichkeit) und auf eine angemessene Empfindlichkeit geachtet werden. Zur Optimierung können bestimmte Maßnahmen eingesetzt werden, z.B. Glättungskondensatoren und besonders stabile Versorgungsspannung und/oder Eingangsspannungsglättung sowie Filterstufen oder andere Hardware- oder Softwaremaßnahmen zur Rauschunterdrückung. Es kann auch bevorzugt sein, das Gehäuse oder Flächen der Aufnahmevorrichtung oder andere Komponenten elektrisch mit Erde zu verbinden oder als Shield zu verwenden.

[0035] Vorzugsweise ist der Boden der Aufnahmevorrichtung elektrisch leitfähig, wobei insbesondere ein elektrischer Anschluss einer Messelektronik des wenigstens einen kapazitiven Sensors mit dem Boden elektrisch verbunden ist, wobei insbesondere der Boden auf Masse liegt. Hierdurch sind sehr genaue und einheitliche Messungen und Bestimmungen der Lage bzw. der Präsenz von Werkgegenstanden in den dafür vorgesehenen Aufnahmen möglich. Vorzugsweise liegt die Sensorvorrichtung parallel zum Boden und/oder ist in der Aufnahmevorrichtung, insbesondere flach, integriert.

[0036] Unter einem Werkergegenstand wird insbesondere ein Werkzeug sowie beispielsweise Montagematerial und Kleinzeug, wie beispielsweise Schrauben, Nägel, Bolzen, Widerstände, Kabel, Stecker, Steckerbuchsen verstanden. Außerdem wird unter Werkergegenstand auch persönliche Schutzausrüstung, wie beispielsweise eine Schutzbrille, Schutzhandschuhe, Gehörschutz, Helme und ähnliches verstanden. Unter Montagematerial können auch Boxen oder Behälter für Montagematerial verstanden werden, beispielsweise Behälter für Fräser oder Bohrer oder Behälter für Schrauben. Insbesondere wird unter Werkergegenständen Werkzeug verstanden, wie Schraubendreher, Hammer, Drehmomentschlüssel, Akkuschrauber und ähnliches.

[0037] Vorzugsweise sind die Sensoren Bestandteile der Aufnahmevorrichtung sind, also beispielsweise in dem Material der Aufnahmevorrichtung eingebracht. Sie können aber auch außen an dem Material, aus dem die Aufnahmevorrichtung ansonsten besteht oder hergestellt ist oder das von der Aufnahmevorrichtung umfasst ist, angebracht sein. Die Sensoren können also auch unter der Aufnahmevorrichtung, über und/oder neben der Aufnahmevorrichtung und im Kontakt zur Aufnahmevorrichtung angeordnet sein. Insbesondere sind die Sensoren dann im Rahmen der Erfindung auch Bestandteil der Aufnahmevorrichtung.

[0038] Unter einem induktiven Sensor wird im Rahmen der Erfindung ein Sensor verstanden, der ein Magnetfeld erzeugt, wobei der induktive Sensor als Schwingkreis ausgebildet ist. Das Vorhandensein eines Werkergegenstands in einer Aufnahme der Aufnahmevorrichtung bewirkt, dass ein Wirbelstrom in einem leitfähigen Teil des Werkergegenstands erzeugt wird, wodurch Energie aus dem Schwingkreis des induktiven Sensors entzogen wird. Hierbei wird insbesondere die Güte des Schwingkreises geprüft, so dass festgestellt werden kann, ob der richtige Werkergegenstand in der dafür vorgesehenen Aufnahme vorhanden ist.

[0039] Bei der Verwendung von elektronischen Näherungssensoren zur Werkzeugdetektion oder Werkergegenstanddetektion ist besonders die sogenannte Vorbedämpfung zu berücksichtigen. Objekte in Sensornähe, die aber nicht Gegenstand der Detektion sind, z. B. Teile oder der Boden des Behälters, benachbarte Behälter, eine Metallwand des Werkzeugschrankes oder leitfähige ESD Schäume, können ebenfalls das elektrische und/oder elektromagnetische Feld beeinflussen. Das Design und die Lage der Sensor-Bauelemente kann zur Optimierung entsprechend angepasst werden, z.B. so dass das erzeugte Feld nicht in den Bereich der störenden Körper gelangt. Ein definierter Abstand zwischen der Sensorik und dem leitfähigen Boden des Behälters z.B. durch eine Abstandsschicht z.B. aus Formschaum oder Kunststoff oder durch Abstandshalter kann die Funktionsfähigkeit deutlich verbessern.

[0040] Feststehende bzw. immer während der Messung vorhandene Störer können durch eine Referenzmessung berücksichtigt werden. Dadurch können z.B. auch andere Einflüsse wie Fertigungsabweichungen und lokale Umwelteinflüsse berücksichtigt werden. Hierzu kann ein Trainingsvorgang durchgeführt werden mit einer leeren Aufnahmevorrichtung, mit einer nur mit Einzelwerkzeugen oder Werkzeuggruppen befüllten Aufnahmevorrichtung und/oder mit einer vollständig gefüllten Aufnahmevorrichtung. Es kann auch sinnvoll sein, weitere Referenzmessungen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen wie z.B. veränderter Temperatur oder Feuchte vorzunehmen, da auch diese einen Einfluss auf das Schaltverhalten der Sensorik haben. Aus dieser Referenzmessung/ diesen Referenzmessungen wird oder werden eine oder mehrere Vergleichsgrößen ermittelt.

[0041] Soll die Präsenz und/oder Lage eines Werkergegenstands detektiert werden, wird der aktuelle Messwert oder die aktuellen Messwerte mit der Referenzmessung oder den Referenzmessungen verglichen. Aus den jeweiligen Differenzen kann ermittelt werden, ob der für diese Aussparung vorgesehene Werkergegenstand tatsächlich enthalten ist.

[0042] Alternativ und/oder zusätzlich kann dies mittels physikalischer Zusammenhänge (z.B. Prüfung der Materialparameter, Ansprechen oder Auswerten einzelner Sensoren und konkreter Positionen usw.) festgestellt werden. Vorzugsweise sind zu oben genannten Methoden auch Konsistenzprüfungen, Prüfungen nach Regeln und/oder Korrelationsanalysen möglich.

[0043] Bei den Konsistenzprüfungen kann überprüft werden, ob die verschiedenen Messwerte an sich miteinander zusammenpassen. Bei den Korrelationsanalysen kann überprüft werden, ob die Zeitkurven der Messwerte der Sensoren übereinstimmen, d.h. miteinander korrelieren. Die Regeln, die hier bei der Prüfung verwendet werden können, können die Reihenfolge der Entnahme und des Zurücklegens der Werkergegenstände berücksichtigen.

[0044] Es kann notwendig sein, die gegenseitige Beeinflussung von mehreren, z.B. benachbarten, Sensoren zu reduzieren. Dazu kann die Überlappung elektromagnetischer Felder durch gezieltes Design und/oder gezielte Anordnung und/oder Abschirmung minimiert werden. Es können z.B. dicht nebeneinanderliegenden Oszillatoren mit versetzten Frequenzen vorgesehen werden und/oder diese abwechselnd und/oder nacheinander betrieben werden, um eine Kopplung und damit ein unzuverlässiges Messverhalten zu vermeiden.

[0045] Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Werkergegenstandaufbewahrungsvorrichtung umfassend ein Behältnis, das eine Aufnahmevorrichtung der erfindungsgemäßen oder bevorzugten Art aufgenommen ist. Hierbei kann das Behältnis einen Boden aufweisen, auf den die Aufnahmevorrichtung aufgelegt wird. Beispielsweise kann das Behältnis eine Schublade eines Werkzeugaufbewahrungsschrankes oder eines Werkergegenstandsaufbewahrungsschranks sein.

[0046] Die Aufgabe wird ferner durch Verwendung wenigstens eines kapazitiven Sensors und/oder induktiven Sensors in einer Aufnahmevorrichtung, die bevorzugt wie vorstehend beschrieben ist, zum Ermitteln der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands, insbesondere Werkzeugs, in einer für den Werkergegenstand individuell angepassten Aufnahme der Aufnahmevorrichtung, insbesondere eines Behältnisses der Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung, gelöst.

[0047] Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands in einer für den Werkergegenstand vorgesehenen Aufnahme einer Aufnahmevorrichtung, wobei die für den Werkergegenstand vorgesehene Aufnahme an die Form des Werkergegenstands individuell angepasst ist, wobei mittels eines kapazitiven Sensors und/oder induktiven Sensors wenigstens ein Messwert aufgenommen wird, wobei der wenigstens eine gemessene Messwert mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen wird, der insbesondere einem Messwert entspricht, bei dem der wenigstens eine Werkergegenstand in einer vorgesehenen Sollposition in der für den wenigstens einen Werkergegenstand vorgesehenen Aufnahme eingebracht ist, wobei anhand des Vergleichs die Präsenz und/oder Lage des wenigstens einen Werkergegenstands in der für den Werkergegenstand vorgesehenen Aufnahme bestimmt wird, wobei zur Ermittlung der Präsenz und/oder Lage des wenigstens einen Werkergegenstands mehrere Referenzmessungen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, wobei für einen Trainingsvorgang die Referenzmessungen mit einer leeren Aufnahmevorrichtung, mit einer nur mit Einzelwerkzeugen oder Werkzeuggruppen befüllten Aufnahmevorrichtung und/oder mit einer vollständig gefüllten Aufnahmevorrichtung durchgeführt werden.

[0048] Für den Fall, dass mehrere Sensoren vorgesehen sind, werden die Messwerte der Sensoren mit den für den jeweiligen Sensor vorgesehenen Sollwert verglichen. Jedem Sensor ist somit ein Sollwert zugeordnet.

[0049] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Fehlermeldung ausgegeben wird, sofern der gemessene Messwert außerhalb eines vorgebbaren Bereichs eines Messwertes liegt. Für diesen Fall ist bestimmt worden, dass der Werkergegenstand nicht in der für den Werkergegenstand vorgesehenen Aufnahme eingebracht ist oder die Lage des Werkergegenstands in dieser Aufnahme nicht der vorgebbaren Position bzw. einer Sollposition entspricht.

[0050] Vorzugsweise werden die Messwerte des kapazitiven Sensors und/oder des induktiven Sensors über einen Zeitraum gemessen, so dass sich eine Messkurve ergibt. Die Messkurve bzw. die Messkurven ist bzw. sind beispielsweise eine Messkurve über der Zeit.

[0051] Die Messkurve des Kapazitätswertes kann unabhängig von der Messkurve der induktiven Sensoren aufgenommen werden. Es kann insofern auch eine 3-dimenionale Messung vorgenommen werden, nämlich in einer zeitlichen Abhängigkeit sowohl die Messung der kapazitiven Sensoren als auch der induktiven Sensoren. Zusätzlich können als Messkurve auch einzelne Bereiche, beispielsweise Sensoren, die zu bestimmten Aussparungen und/oder Behältern und/oder Behälterteilen gehören, separat gemessen werden. Es ist somit auch eine vieldimensionale Messung und Auswertung möglich.

[0052] Vorzugsweise wird eine Mehrzahl von kapazitiven Sensoren und/oder induktiven Sensoren vorgesehen, mittels derer die Präsenz und/oder Lage einer Mehrzahl von Werkergegenständen in für die Werkergegenstände jeweils vorgesehenen Aufnahmen bestimmt wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die Präsenz und/oder Lage einer Mehrzahl von Werkergegenständen in einer Aufnahmevorrichtung mit mehreren Aufnahmen zu bestimmen.

[0053] Vorzugsweise wird ein fehlender Werkergegenstand oder ein in einer Aufnahme abgelegter falscher Werkergegenstand detektiert und ein Signal, das dieses repräsentiert, ausgegeben oder abgegeben.

[0054] Vorzugsweise wird eine Reihenfolge einer Entnahme und/oder eines Einlegens von Werkergegenständen in dafür vorgesehene Aufnahmen vorgegeben, wobei ein Signal generiert wird, wenn die Reihenfolge nicht eingehalten wird. Hierdurch ist eine effiziente Werkerführung möglich. Beispielsweise kann durch ein Lichtsignal dem Werker angezeigt werden, welchen Werkergegenstand der Werker aus der Aufnahmevorrichtung zu einem bestimmten Zeitpunkt entnehmen soll. Falls dieses nicht geschieht oder der falsche Werkergegenstand entfernt wird, gibt es eine Fehlermeldung. Entsprechendes kann auch für das Einlegen von Werkergegenständen realisiert sein. Alternativ oder ergänzend kann auch jede Entnahme und/oder jedes Einlegen von Werkergegenständen protokolliert werden.

[0055] Vorzugsweise wird unter Verwendung von selbstlernenden Algorithmen eine Überwachung der Lage und/oder Präsenz von Werkergegenständen in dafür vorgesehenen Aufnahmen durchgeführt.

[0056] Die Erfindung sieht eine intelligente Erkennungssensorik von Objekten vorzugsweise aus verschiedenen Materialien mit örtlich fest definierten Lagerpositionen, beispielsweise in Hartschäumen, vor.

[0057] Insbesondere ist eine Werkergegenstandsverwaltung durch die Erfindung möglich. Die gelagerten Objekte bzw. Werkzeuge bzw. Werkergegenstände können aus unterschiedlichsten Materialien bestehen und können stark in deren Eigenschaften wie Gewicht, Abmessung, Materialdichte und Leitfähigkeit variieren. Beispielsweise können Werkergegenstände oder Werkzeuge aus verschiedenen Kunststoffen, Metallen oder Kombinationen hiervon hergestellt sein. Es soll eine sichere Erkennung von Werkergegenständen, wie Werkzeugen, in einer Aufnahme einer Aufnahmevorrichtung möglich sein. Zudem soll zwischen den verschiedenen Werkergegenständen unterschieden werden können und eine Lageerkennung durchgeführt werden. Beispielsweise können Aufnahmevorrichtungen in Stahlschubladen einer Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung, beispielsweise eines Schrankes, vorgesehen sein. Das Behältnis ist insofern beispielsweise eine Stahlschublade, in das eine Aufnahmevorrichtung, beispielsweise ein Hartschaum mit Aufnahmen für Werkgegenstande, eingebracht ist.

[0058] Zusätzlich zu einem oder mehreren elektronischen Näherungssensoren kann auch eine Gewichtserkennung durchgeführt werden oder mittels eines Kamerasystems eine Bilderkennung durchgeführt werden. Es ist auch ein Versehen der Werkergegenstände, insbesondere Werkzeuge, mit RFID-Tags möglich und die Erkennung dieser RFID-Tags durch ein entsprechendes Sensorsystem möglich. Dies fördert die Genauigkeit der Bestimmung der Präsenz und/oder Lage von Werkergegenständen, insbesondere Werkzeugen, in den dafür vorgesehenen Aufnahmen.

[0059] Die Objekte in Form der Werkergegenstände liegen auf jeweils örtlich fest definierten Lagerpositionen, die durch eine als Aussparung ausgebildete Aufnahme für die Werkergegenstände gebildet sind. Eine flächenartige Sensorik bzw. eine flächig ausgebildete Sensorvorrichtung ist in jedem Behältnis, beispielsweise in jeder Schublade oder je Hartschaumeinlage, d.h. je Aufnahmevorrichtung, vorgesehen. Die Sensorvorrichtung kann hierbei parallel zur Unterseite der Aufnahmevorrichtung angeordnet sein. Die Sensorvorrichtung kann auch in einer Zwischenlage in der Aufnahmevorrichtung angeordnet sein. Die Aufnahmevorrichtung kann sandwichartig aufgebaut sein. Der Vorteil einer kapazitiven und/oder induktiven Sensorik ist, dass diese unempfindlich gegen Verschmutzung, lichtverhältnisunabhängig, temperaturunabhängig, feuchteunabhängig und vor allen Dingen auch manipulationssicher ist. Es können auch einzelne Sensoren außerhalb der flächig angeordneten Sensorik vorgesehen sein.

[0060] Durch eine festgelegte Struktur der Sensoren, beispielsweise in einer Rasterform, in der Anordnung und Größe je nach Größe des Behältnisses oder auch der Aufnahmevorrichtung und/oder der Werkergegenstände angepasst sein können, ist es möglich, genaue Messergebnisse zu liefern. Die Sensoren können entsprechend der Anordnung der Aufnahmen angeordnet werden oder einer allgemeinen Rasterstruktur folgend angeordnet sein. Für kleine Werkergegenstände oder Werkergegenstände, die aus einem Material oder Materialien sind, die eine geringere Leitfähigkeit aufweisen, können empfindlichere Sensoren verwendet werden. Die Sensoren können also auf die Materialbeschaffenheit der Werkergegenstände angepasst werden.

[0061] Zudem ist eine individuelle Anpassung auf andere Werkergegenstandsbestückungen möglich. Vorzugsweise wird die Bestimmung der Präsenz und/oder Lage der Werkergegenstände in den für die Werkergegenstände vorgesehenen Aufnahmen in dem Moment erfasst, in dem das Behältnis mit der Aufnahmevorrichtung vollständig in die Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung eingebracht ist, beispielsweise dadurch, dass für den Fall, dass das Behältnis eine Schublade ist, die Schublade vollständig in die Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung eingeschoben ist. Hierdurch kann eine Manipulation während der Messung vermieden werden.

[0062] Vorzugsweise kann eine Werkerführung angewendet werden. Hierzu kann vorgesehen sein, die in einer Aufnahmevorrichtung angeordneten Werkergegenstände optisch beispielsweise durch Licht kenntlich zu machen, damit der Werker weiß, welcher Werkergegenstand beispielsweise welches Werkzeug oder welches Sicherheitsmaterial wie eine Schutzbrille oder welches Verbrauchsmaterial wie beispielsweise eine Schraube aus der Aufnahmevorrichtung entnommen werden sollen. So kann beispielsweise zunächst die Schutzbrille beleuchtet werden bzw. in der Aufnahme für die Schutzbrille eine LED zum Leuchten gebracht werden, damit der Werker weiß, dass zunächst die Schutzbrille aufzusetzen ist, um später in einem zweiten Schritt ein Werkzeug wie ein Trennschleifer angeleuchtet wird, damit dieser dann von dem Werker entnommen werden kann.

[0063] Es kann ein Abgleich vorgenommen werden, ob die richtigen Werkergegenstände in der richtigen Reihenfolge verwendet werden, also beispielsweise aus der Ausnahmevorrichtung herausgenommen und wieder hineingelegt werden. Hierdurch kann eine zuverlässige Werkerführung realisiert werden, die Warnungen ausgibt, wenn der Werker sich nicht an den Verfahrensablauf hält. Alternativ oder ergänzend kann jeder Arbeitsschrift protokolliert werden, beispielsweise beim Einbau eines Ersatzteils oder der Installation einer Baugruppe. Bei der Installation einer Baugruppe beispielsweise im Luftfahrt Zusammenhang, kann dieses sehr wichtig sein. Es kann hierbei beispielsweise vorgesehen sein, dass jedes ausgebaute Teil in eine dafür vorgesehene Aussparung gelegt werden muss, so dass gemäß der Erfindung gemessen werden kann, ob alles der Reihe nach richtig aus- und wieder eingebaut wird und ob auch das richtige Werkzeug, beispielsweise ein Drehmomentschlüssel mit einem voreingestellten Drehmoment, verwendet wird und damit auch die richtigen Messgeräte oder Messmittel. Es kann beispielsweise ein Inspektionskoffer oder ein Inspektionsset oder eine vorbereitete Aufnahmevorrichtung mit integrierter Elektronik oder vorbereitet für eine integrierbare Elektronik vorgesehen sein. Der Inspektionskoffer oder das Inspektionsset weist dann wenigstens eine erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung auf.

[0064] Es kann auch abgeglichen werden, dass eine zugehörige Schutzausrüstung mit den zugehörigen Werkzeugen verwendet wird und, falls dies nicht der Fall ist, eine Warnung ausgegeben werden. Entsprechend kann der zeitliche Ablauf auch hier protokolliert werden.

[0065] Alternativ kann auch abgeglichen werden, ob die Werkzeuge mit den richtigen oder passenden Einsätzen oder Anschlüssen oder anderen Zubehörteilen zusammen verwendet werden.

[0066] Es kann automatisch protokolliert werden, welche Werkergegenstände, beispielsweise Werkzeuge oder Werkzeugeinsätze, verwendet worden sind, und zwar während eines vorgebbaren Prozesses und möglichst auch genau zu welchen Zeiten. Diese Daten können gespeichert werden oder automatisch die Protokolle mitgeschrieben werden, um einen Abgleich mit Vorgaben zu ermöglichen. Es kann dann eine Warnung an den Werker und/oder eine andere Stelle, beispielsweise einen Vorgesetzten und/oder einen Folgewerker, ausgegeben werden.

[0067] Beispielsweise kann die Qualität einer Verklebung von verschiedenen Wartezeiten abhängen. Durch Steuerung des Werkers kann hier die Qualität deutlich verbessert werden. Durch eine entsprechende Datenerfassung und Auswertung von Gut- und Schlechtteilen können die Prozesszeitvorgaben ermittelt und angepasst werden.

[0068] Es ist eine Auswerteelektronik zur Auswertung der Messsignale der Sensoren vorgesehen.

[0069] Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.

[0070] Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit "insbesondere" oder "vorzugsweise" gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.

[0071] Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1

eine schematische dreidimensionale Darstellung einer Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung,

Fig. 2

eine schematische Draufsicht auf eine Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung mit einer geöffneten Aufnahmevorrichtung,

Fig. 3

eine schematische Schnittdarstellung durch ein Behältnis einer erfindungsgemäßen Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung und

Fig. 4

eine schematische Draufsicht auf eine Sensorvorrichtung.

[0072] In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.

[0073] Fig. 1 zeigt schematisch eine dreidimensionale Darstellung einer Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung 10. Die Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung 10 weist fünf als Schubladen ausgebildete Behältnisse auf, die aus der Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung 10 herausgezogen werden können. Es ist zudem ein Monitor 21 vorgesehen, in dem bildlich die Präsenz und/oder Lage von Werkergegenständen in einer Aufnahmevorrichtung angezeigt werden können.

[0074] Fig. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung 10, bei der ein Behältnis 11 in Form einer Schublade ausgezogen wurde. In dem Behältnis 11 ist eine Aufnahmevorrichtung 12 beispielsweise in Form eines Hartschaums eingebracht. Die Aufnahmevorrichtung 12 weist als Aussparungen ausgebildete Aufnahmen 14 auf, in die Werkergegenstände 15 eingebracht werden können. Es ist zudem ein Werkergegenstand, beispielsweise ein Hammer, in Fig. 2 auf die Aufnahmevorrichtung 12 gelegt und nicht in die dafür vorgesehene Aufnahme 14. Wie in Fig. 2 erkennbar ist, ist der Werkergegenstand 15 kleiner als die darunter dargestellte Aufnahme 14, so dass dieser Werkergegenstand für die Aufnahme an sich nicht passend wäre. Ein induktiver Sensor, der im Bereich der Aufnahme 14 angeordnet ist, und zwar dort, wo der Hammerkopf zu liegen käme, würde einen Messwert liefern, mittels dessen erkannt werden könnte, dass ein falscher Werkergegenstand in die Aufnahme 14 eingelegt worden wäre.

[0075] Fig. 3 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung eines Teils eines Behältnisses 11. Es handelt sich hierbei beispielsweise um eine Metallschublade mit einem metallischen Boden 13. Auf dem metallischen Boden 13 ist eine Sensorvorrichtung 18 der Aufnahmevorrichtung 12 angeordnet, in der in diesem Fall kapazitive Sensoren 16 und ein induktiver Sensor 17 eingebracht sind. Bei der Sensorvorrichtung 18 kann es sich um einen kapazitiven Abstandssensor oder einen kapazitiven Näherungsschalter handeln. Ein Abstand zwischen leitfähigem Boden und den dazu parallel angeordneten Sensoren kann durch eine Schaumstoffplatte bzw. Vorrichtung aus Schaum- oder Kunststoff sichergestellt oder ermöglicht werden.

[0076] Die Funktion des Näherungsschalters beruht hierbei auf der Änderung des elektrischen und/oder elektromagnetischen Feldes in der Umgebung der Sensorelektrode. Der Sensor arbeitet hierbei beispielsweise mit einer RC-Oszillatorschaltung. Es wird beispielsweise die Kapazität zwischen der aktiven Elektrode und dem elektrischen Erdpotential gemessen. Es kann auch die Kapazität zwischen zwei Elektroden, die auf der Sensorvorrichtung aufgebracht sind, gemessen werden. Durch Annäherung eines Stoffes oder Materials an die aktive Zone des Sensors verändert sich die Kapazität. Der Kapazitätswert wird vom Sensor gemessen.

[0077] Die Sensorvorrichtung 18 ist im unteren Bereich in die Aufnahmevorrichtung 12 integriert, also in diesem Beispiel unten angebracht. Die Aufnahmevorrichtung 12 kann aus Hartschaum bestehen oder Hartschaum umfassen. In die Aufnahmevorrichtung 12 sind Aufnahmen 14 in Form von Aussparungen eingebracht, die an die dafür vorgesehenen Werkergegenstände 15 angepasst sind.

[0078] In Fig. 4 ist schematisch eine Draufsicht auf eine Sensorvorrichtung 18 mit diversen kapazitiven Sensoren 16 und induktiven Sensoren 17 gezeigt. Die Sensoren haben je nach Anwendungsfall bestimmte Anordnungen, beispielsweise in Form einer Matrix 20 von Sensoren 16, 17. Im oberen Bereich ist die Matrix 20 von Sensoren 16, 17 so, dass die Sensoren 16, 17 in Zeilen und Spalten angeordnet sind, die miteinander fluchtend sind. In dem mittleren Bereich ist die Matrix 20 von Sensoren 16, 17 so angeordnet, dass die Zeilen fluchtend sind und die Spalten hierzu versetzt. Im unteren Bereich ist die Matrix 20 von Sensoren 16, 17 so angeordnet, dass die Sensoren 16, 17 mäanderförmig angeordnet sind. In diesen Ausführungsbeispielen sind einige Matrizen 20 von Sensoren 16, 17 mit gleichen Sensoren wie beispielsweise kapazitiven Sensoren gezeigt. Andere Matrizen von Sensoren können so ausgebildet sein, dass die verschiedenen Sensoren sich abwechseln oder verschiedene Bereiche eine Sensorart aufweisen und andere Bereiche eine andere Sensorart aufweisen. Die mäanderförmige Anordnung ist diesem Fall so gezeigt, dass sich die kapazitiven und induktiven Sensoren abwechseln. Es können allerdings auch andere Anordnungen vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung ausschließlich kapazitive Sensoren aufweisen und die induktiven Sensoren können seitlich an die Aufnahmevorrichtung angebracht werden oder jeweils seitlich in die Aufnahmen oder in die Nähe der Aufnahmen in die Aufnahmevorrichtung eingebracht werden.

[0079] Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung auch nur induktive Sensoren aufweisen, die beispielsweise in unterschiedlichen Größen vorhanden und regelmäßig angeordnet sind. Sie können auch entsprechend der Position der Aufnahmen angeordnet sein. Insbesondere ist eine Anordnung von induktiven Sensoren und kapazitiven Sensoren denkbar, in der beide jeweils in einem Raster angeordnet sind. Die Raster können eine klare Zuordnung zueinander aufweisen, z.B. ist der Mittelpunkt des Arbeitsfeldes der kapazitiven Sensoren jeweils um einen festen Betrag in einer festen Richtung gegenüber dem Mittelpunkt des Arbeitsfeldes der induktiven Sensoren verschoben. Beide können auch je den gleichen Mittelpunkt aufweisen. Es ist auch denkbar, dass der Mittelpunkt nur in der x-y-Ebene immer eine feste Relation hat. Der Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass zu jedem Kapazitätswert ein bzw. mehrere induktive Messwerte zugeordnet werden können, beispielsweise immer alle Nachbarpunkte. Damit ist eine Auswertung bzgl. unabhängiger Messungen zu derselben Aussparung bzw. sogar einer bestimmten Stelle innerhalb derselben Aussparung möglich.

Bezugszeichenliste

[0080] 

10

Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung

11

Behältnis

12

Aufnahmevorrichtung

13

Boden

14

Aufnahme

15

Werkergegenstand

16

kapazitiver Sensor

17

induktiver Sensor

18

Sensorvorrichtung

20

Matrix von Sensoren

21

Monitor

Ansprüche

1. Verfahren zum Bestimmen der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands (15) in einer für den Werkergegenstand (15) vorgesehenen Aufnahme (14) einer Aufnahmevorrichtung (12), wobei die für den Werkergegenstand (15) vorgesehene Aufnahme (14) an die Form des Werkergegenstands (15) individuell angepasst ist, wobei mittels eines kapazitiven Sensors (16) und/oder induktiven Sensors (17) wenigstens ein Messwert aufgenommen wird, wobei der wenigstens eine gemessene Messwert mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen wird, wobei anhand des Vergleichs die Präsenz und/oder Lage des wenigstens einen Werkergegenstands (15) in der für den Werkergegenstand (15) vorgesehenen Aufnahme (14) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Präsenz und/oder Lage des wenigstens einen Werkergegenstands (15) mehrere Referenzmessungen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, wobei für einen Trainingsvorgang die Referenzmessungen mit einer leeren Aufnahmevorrichtung (12), mit einer nur mit Einzelwerkzeugen oder Werkzeuggruppen befüllten Aufnahmevorrichtung (12) und/oder mit einer vollständig gefüllten Aufnahmevorrichtung durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Sollwert einem Messwert entspricht, bei dem der wenigstens eine Werkergegenstand (15) in einer vorgesehenen Sollposition in der für den wenigstens einen Werkergegenstand (15) vorgesehenen Aufnahme (14) eingebracht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte des kapazitiven Sensors (16) und/oder des induktiven Sensors (17) über einen Zeitraum gemessen werden, so dass sich eine Messkurve ergibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte der Sensoren unabhängig voneinander erfasst werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von kapazitiven Sensoren (16) und/oder induktiven Sensoren (17) vorgesehen ist, mittels derer die Präsenz und/oder Lage einer Mehrzahl von Werkergegenständen (15) in für die Werkergegenstände (15) jeweils vorgesehenen Aufnahmen (14) bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein fehlender Werkergegenstand (15) oder ein in einer Aufnahme (14) abgelegter falscher Werkergegenstand (15) detektiert wird und ein Signal, das dieses repräsentiert, ausgegeben oder abgegeben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihenfolge einer Entnahme und/oder eines Einlegens von Werkergegenständen in dafür vorgesehene Aufnahmen vorgegeben wird, wobei ein Signal generiert wird, wenn die Reihenfolge nicht eingehalten wird.

8. Aufnahmevorrichtung (12) zur Aufnahme von Werkergegenständen, insbesondere Werkzeugen, wobei die Aufnahmevorrichtung (12) Aufnahmen (14) für Werkergegenstände (15) aufweist, wobei die Aufnahmen an die Form der Werkergegenstände (15) individuell angepasst sind, wobei im Bereich oder in der Nähe der Aufnahmen (14) der Aufnahmevorrichtung (12) wenigstens ein kapazitiver Sensor (16) und/oder ein induktiver Sensor (17) zur Ermittlung der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands (15) in einer für den Werkergegenstand (15) individuell angepassten Aufnahme (14) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung (12) eine Auswerteelektronik umfasst, die zur Auswertung der Messsignale des kapazitiven Sensors (16) und/oder induktiven Sensors (17) eingerichtet ist, wobei zur Ermittlung der Präsenz und/oder Lage des wenigstens einen Werkergegenstands (15) mehrere Referenzmessungen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, wobei für einen Trainingsvorgang die Referenzmessungen mit einer leeren Aufnahmevorrichtung (12), mit einer nur mit Einzelwerkzeugen oder Werkzeuggruppen befüllten Aufnahmevorrichtung (12) und/oder mit einer vollständig gefüllten Aufnahmevorrichtung durchgeführt werden.

9. Aufnahmevorrichtung (12) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere kapazitive Sensoren (16) und/oder mehrere induktive Sensoren (17) vorgesehen sind.

10. Aufnahmevorrichtung (12) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere kapazitive Sensoren (16) und/oder mehrere induktive Sensoren (17) auf einer flächigen Sensorvorrichtung (18), insbesondere einer Folie und/oder einer Leiterplatte und/oder einer Anordnung aus mehreren Leiterplatten und/oder Folien, angeordnet sind.

11. Aufnahmevorrichtung (12) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren kapazitiven Sensoren (16) und/oder induktiven Sensoren (17) in Form wenigstens einer Matrix (20) angeordnet oder angeschlossen sind.

12. Aufnahmevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung (12) ein Formschaumstoff und/oder eine Kunststoffplatte umfasst.

13. Aufnahmevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der induktive Sensor (17) ein als Schwingkreis ausgebildeter induktiver Sensor (17) ist.

14. Werkergegenstandsaufbewahrungsvorrichtung (10) umfassend ein Behältnis (11), in das eine Aufnahmevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 13 aufgenommen ist.

15. Verwendung wenigstens eines kapazitiven Sensors (16) und/oder induktiven Sensors (17) in einer Aufnahmevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 14 zum Ermitteln der Präsenz und/oder Lage wenigstens eines Werkergegenstands, insbesondere Werkzeugs (15), in einer für den Werkergegenstand (15) individuell angepassten Aufnahme (14) der Aufnahmevorrichtung (12).

Claims

1. A method for determining the presence and/or location of at least one work item (15) in a holder (14) of a holding device (12) provided for the work item (15), wherein the holder (14) provided for the work item (15) is individually adapted to the shape of the work item (15), wherein at least one measurement value is recorded by means of a capacitive sensor (16) and/or inductive sensor (17), wherein the at least one measured measurement value is compared with a predefinable target value, wherein the presence and/or location of the at least one work item (15) in the holder (14) provided for the work item (15) is determined based on the comparison, characterized in that multiple reference measurements under various environmental conditions are taken into account in order to ascertain the presence and/or location of the at least one work item (15), wherein the reference measurements are carried out for a training process with an empty holding device (12), with a holding device (12) only filled with individual tools or tool groups, and/or with a completely full holding device.

2. The method according to claim 1, characterized in that the predefinable target value corresponds to a measurement value for which the at least one work item (15) is inserted in a designated target position in the holder (14) provided for the at least one work item (15).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measurement values of the capacitive sensor (16) and/or of the inductive sensor (17) are measured over a period of time in order to produce a measurement curve.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the measurement values of the sensors are recorded independently of one another.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that multiple capacitive sensors (16) and/or inductive sensors (17) are provided, by means of which the presence and/or location of multiple work items (15) in holders (14) provided in each case for the work items (15) is determined.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a missing work item (15) or a work item (15) placed incorrectly in a holder (14) is detected and a signal representing this is output or emitted.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a sequential order is defined for removing and/or inserting work items in holders provided therefor, wherein a signal is generated if the sequential order is not adhered to.

8. A holding device (12) for holding work items, in particular tools, wherein the holding device (12) comprises holders (14) for work items (15), wherein the holders are individually adapted to the shape of the work items (15), wherein at least one capacitive sensor (16) and/or an inductive sensor (17) is provided in the region or in the vicinity of the holders (14) of the holding device (12) in order to ascertain the presence and/or location of at least one work item (15) in a holder (14) that is individually adapted to the work item (15), characterized in that the holding device (12) comprises evaluation electronics which are configured to evaluate the measurement signals of the capacitive sensor (16) and/or inductive sensor (17), wherein multiple reference measurements under various environmental conditions are taken into account in order to ascertain the presence and/or location of the at least one work item (15), wherein the reference measurements are carried out for a training process with an empty holding device (12), with a holding device (12) only filled with individual tools or tool groups, and/or with a completely full holding device.

9. The holding device (12) according to claim 8, characterized in that multiple capacitive sensors (16) and/or multiple inductive sensors (17) are provided.

10. The holding device (12) according to claim 9, characterized in that multiple capacitive sensors (16) and/or multiple inductive sensors (17) are arranged on a planar sensor device (18), in particular a foil and/or a printed circuit board and/or an assembly of multiple printed circuit boards and/or foils.

11. The holding device (12) according to claim 9 or 10, characterized in that the multiple capacitive sensors (16) and/or inductive sensors (17) are arranged or connected in the form of at least one matrix (20).

12. The holding device (12) according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the holding device (12) comprises a molded foam and/or a plastics plate.

13. The holding device (12) according to any one of claims 8 to 12, characterized in that the inductive sensor (17) is an inductive sensor (17) designed as a resonant circuit.

14. A work item storage device (10) comprising a container (11) in which a holding device (12) according to any one of claims 8 to 13 is received.

15. A use of at least one capacitive sensor (16) and/or inductive sensor (17) in a holding device (12) according to any one of claims 8 to 14 for ascertaining the presence and/or location of at least one work item, in particular tool (15), in a holder (14) of the holding device (12) that is individually adapted to the work item (15).

Revendications

1. Procédé pour déterminer la présence et/ou la position d'au moins un objet de travail (15) dans un logement (14) prévu pour l'objet de travail (15) d'un dispositif de réception (12), le logement (14) prévu pour l'objet de travail (15) étant adapté individuellement à la forme de l'objet de travail (15), au moins une valeur de mesure étant enregistrée au moyen d'un capteur capacitif (16) et/ou d'un capteur inductif (17), ladite au moins une valeur de mesure mesurée étant comparée à une valeur de consigne apte à être prédéterminée, la présence et/ou la position dudit au moins un objet de travail (15) dans le logement (14) prévu pour l'objet de travail (15) étant déterminée sur la base de la comparaison, caractérisé en ce que, pour déterminer la présence et/ou la position dudit au moins un objet de travail (15), plusieurs mesures de référence sont prises en compte dans différentes conditions ambiantes, les mesures de référence étant effectuées pour un processus d'entraînement avec un dispositif de réception (12) vide, avec un dispositif de réception (12) rempli uniquement d'outils individuels ou de groupes d'outils et/ou avec un dispositif de réception entièrement rempli.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de consigne apte à être prédéfinie correspond à une valeur de mesure pour laquelle ledit au moins un objet de travail (15) est placé dans une position cible prévue dans le logement (14) prévu pour ledit au moins un objet de travail (15).

3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les valeurs de mesure du capteur capacitif (16) et/ou du capteur inductif (17) sont mesurées sur une période de temps, de sorte qu'il en résulte une courbe de mesure.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les valeurs de mesure des capteurs sont saisies indépendamment les unes des autres.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu une pluralité de capteurs capacitifs (16) et/ou de capteurs inductifs (17), au moyen desquels la présence et/ou la position d'une pluralité d'objets de travail (15) dans des logements (14) prévus respectivement pour les objets de travail (15) est déterminée.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un objet de travail (15) manquant ou un objet de travail (15) erroné déposé dans un logement (14) est détecté et qu'un signal le représentant est émis ou délivré.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un ordre de prélèvement et/ou de dépôt d'objets de travail dans des logements prévus à cet effet est prédéfini, un signal étant généré lorsque l'ordre n'est pas respecté.

8. Dispositif de réception (12) pour recevoir des objets de travail, en particulier des outils, le dispositif de réception (12) présentant des logements (14) pour des objets de travail (15), les logements étant adaptés individuellement à la forme des objets de travail (15), au moins un capteur capacitif (16) et/ou un capteur inductif (17) étant prévu dans la zone ou à proximité des logements (14) du dispositif de réception (12) pour déterminer la présence et/ou la position d'au moins un objet de travail (15) dans un logement (14) adapté individuellement à l'objet de travail (15), caractérisé, en ce que le dispositif de réception (12) comprend une électronique d'évaluation qui est conçue pour évaluer les signaux de mesure du capteur capacitif (16) et/ou du capteur inductif (17), plusieurs mesures de référence étant prises en compte dans différentes conditions ambiantes pour déterminer la présence et/ou la position d'au moins un objet de travail (15), les mesures de référence étant effectuées pour un processus d'entraînement avec un dispositif de réception (12) vide, avec un dispositif de réception (12) rempli uniquement d'outils individuels ou de groupes d'outils et/ou avec un dispositif de réception entièrement rempli.

9. Dispositif de réception (12) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs capteurs capacitifs (16) et/ou plusieurs capteurs inductifs (17).

10. Dispositif de réception (12) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une pluralité de capteurs capacitifs (16) et/ou une pluralité de capteurs inductifs (17) sont agencés sur un dispositif de détection plat (18), en particulier une feuille et/ou une carte à circuit imprimé et/ou un ensemble de plusieurs cartes de circuit imprimé et/ou feuilles.

11. Dispositif de réception (12) selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que les capteurs de la pluralité de capteurs capacitifs (16) et/ou capteurs inductifs (17) sont disposés ou raccordés sous la forme d'au moins une matrice (20).

12. Dispositif de réception (12) selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le dispositif de réception (12) comprend une mousse moulée et/ou une plaque en matière plastique.

13. Dispositif de réception (12) selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le capteur inductif (17) est un capteur inductif (17) conçu sous la forme d'un circuit résonant.

14. Dispositif (10) de rangement d'objets de travail, comprenant un réceptacle (11) dans lequel est logé un dispositif de réception (12) selon l'une des revendications 8 à 13.

15. Utilisation d'au moins un capteur capacitif (16) et/ou d'un capteur inductif (17) dans un dispositif de réception (12) selon l'une des revendications 8 à 14 pour déterminer la présence et/ou la position d'au moins un objet de travail, notamment un outil (15), dans un logement (14) du dispositif de réception (12) adapté individuellement à l'objet de travail (15).

Zeichnung