CH696253A5 - Anlagen-Betriebsleiteinrichtung für eine Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlagen-Betriebsleiteinrichtung, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben.

Aus der AT 383 691 B der selben Anmelderin ist eine Signaleinrichtung für Betriebszustands- bzw. Störungsmeldungen für Montagemaschinen mit mehreren untereinander verbundenen Einzelstationen und mit diesen Einzelstationen zugeordneten Steuer- und Überwachungseinrichtungen, die mit einer zentralen Steuereinrichtung und mit einer an dieser angeschlossenen Meldevorrichtung verbunden sind, bekannt. Diese Signaleinrichtung weist einen zentralen Meldesender und einen transportablen Meldungsempfänger, der mit Meldevorrichtungen versehen ist, auf. Von Nachteil ist dabei die grosse Anzahl von Meldevorrichtungen, die für die komplexen Abläufe an solchen Montagemaschinen für deren Betriebssteuerung und Überwachung erforderlich ist, wodurch die Mobilität des Bedienungspersonals beeinträchtigt wird und die für ein rasches Handeln zum störungsfreien Betrieb solcher Anlagen erforderliche Übersichtlichkeit leidet. Dadurch entstehen kostenintensive Stillstandszeiten und ist die psychische Belastung des Bedienungspersonals sehr gross und damit die gleichzeitige Betreuung mehrerer derartiger Anlagen nahezu ausgeschlossen.

Weitere bekannte Signaleinrichtungen für Betriebszustandsmeldungen dienen dazu, Messwerte von verschiedenen Messstellen an eine von den die Messstelle aufweisenden Anlagen distanzierte Steuer- und Überwachungszentrale weiterzuleiten, wobei die Signalweiterleitung über ortsfest verlegte Verbindungsleitungen oder drahtlos über Funk erfolgen kann. Auch bei derartigen Vorrichtungen ist eine hohe Anzahl unterschiedlicher, die Übersichtlichkeit beeinträchtigender Signalisiereinrichtungen erforderlich, wodurch aber auch die Gefahr von möglichen Fehlbedienungen steigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlagen-Betriebsleiteinrichtung zu schaffen, die eine hohe Mobilität des Bedienpersonals gewährleistet, und mit der die Reaktionszeit, um störungsbehebende Massnahmen zu setzen, verkürzt wird und Fehlbedienungen weitestgehend ausgeschlossen werden.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Der überraschende Vorteil dabei ist, dass in einer zentralen Steuereinrichtung zusammenfliessende Signale und Daten einer umfangreichen, aus mehreren Einzelstationen mit einer Vielzahl von Funktionsgruppen bestehenden Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen einen mobilen Meldungsempfänger in codierter, klar unterscheidbarer und erfassbarer Form übermittelt werden, womit an nahezu beliebiger Stelle eine Kontrolle über die Abläufe, Qualitätsstandards, Quantitäten etc. möglich ist und eine Ferndiagnose bei auftretenden Störungen sowie in vielen Fällen eine rasche und effiziente Störungsbehebung oder Massnahmen getroffen werden können, die eine Entscheidung erfordern, welche durch einen manuellen Eingriff in den Programmablauf zur Störungsbehebung, Umrüstung, Variantenwahl etc. zu treffen ist. Von Vorteil ist weiters, dass die Übertragung der Signale und Daten in digitalisierter Form erfolgt und damit Übertragungsfehler durch zusätzliche Verwendung von Prüf- und Zuordnungssignalen vermieden werden. Das Leit- und/oder Optimierungsmodul optimiert die Weitergabe der Information, wodurch diese in bestimmter Reihenfolge nach hinterlegten Entscheidungskriterien weitergegeben werden, wobei diese Kriterien z.B. Folgekosten bei verzögertem Bearbeiten des Problems, Stillstands- bzw. Produktionsausfallskosten, Unterschreitung von Qualitätsnormen sein können, die durch einen Prioritätenkatalog hinterlegt sind. Dagegen werden reine Wartungs- und Kontrollaufforderungen nachgereiht und zur gegebenen Zeit wiederholt, bis entweder das Problem nicht mehr ansteht, wenn z.B. der Fehler vom Bediener behoben ist, und darüber eine entsprechende Rückmeldung vorliegt.

Von Vorteil sind auch Ausbildungen, wie in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben, da eine weitere Optimierung durch Umsetzung der Informationen in unmissverständliche Texte z.B. aus einem vorgegebene Textbausteine umfassenden Sprachmodul erfolgt und damit kostenverursachende Fehlreaktionen durch missverständlich aufgefasste Informationen wirkungsvoll vermieden werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen beschreiben die Ansprüche 4 bis 7, wodurch bei räumlicher Trennung oder unzureichendem direkten Sichtkontakt zwischen dem Meldesender und dem Meldungsempfänger eine unbeeinträchtigte Übertragung der Datensignale und Daten erreicht wird und eine individuelle Anpassung an etwaige Gegebenheiten am Aufstellungs- bzw. Betriebsort von Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen erreicht wird.

Von Vorteil sind auch Ausbildungen, wie in den Ansprüchen 8 und 9 beschrieben, wodurch eine Anlagenbetreuung, d.h. Überwachungs-, Steuerungs-, und Wartungsmassnahmen, die für einen störungsfreien Betrieb derart umfangreicher Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen erforderlich sind, unabhängig vom Standort der mobilen Leit- und Bedieneinrichtung vorgenommen werden kann. Weiters ermöglicht dies einen Austausch von für den Betrieb erforderlichen Daten zwischen Anlagen, die für gleichartige Prozesse einer Fertigung und/oder Montage ausgelegt sind, wodurch Optimierungen im Betriebsablauf durch ein sogenanntes Diagnose- bzw. Eigenoptimierungsverfahren, dessen Massnahmen mehrere Anlagen erfasst, ermöglicht wird.

Weiters sind aber auch Ausbildungen, wie in den Ansprüchen 10 bis 14 beschrieben, von Vorteil, wodurch eine Wegeoptimierung für das Setzen von Massnahmen durch die Kenntnis des Ortes, an dem Massnahmen erforderlich sind, und des jeweiligen Aufenthaltsortes der mobilen Leit- und Bedieneinrichtung vorliegt. Diese Vorteile sind insbesondere bei sehr umfangreichen Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen und mehrerer vorhandener, mit dieser kommunizierender Leit- und Bedieneinrichtungen, wobei dabei auch ein weiterer Entscheidungskriterium durch unterschiedliche Qualifikationscodes des mit der Bedienung etc. befassten Personals geben kann.

Vorteilhaft ist eine Weiterbildung nach Anspruch 15, wodurch ein störungsfreier Parallelbetrieb möglich ist, wodurch, ausgehend von einer mobilen Leit- und Bedieneinrichtung, gleichzeitig mehrere Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen bedient werden können.

Eine vorteilhafte Ausbildung beschreibt auch Anspruch 16, wodurch ausgehend von einer Leit- und Bedieneinrichtung auch Anlagen an unterschiedlichen Aufstellungsorten innerhalb eines Gesamtkomplexes einer Fertigungsstätte betrieben werden können.

Von Vorteil sind aber auch Ausführungen nach den Ansprüchen 17 und 18, wodurch bei allen zu setzenden Tätigkeiten entsprechend einem vorgegebenen Massnahmenkatalog, aus dem die Tätigkeitsbeschreibung, Aufforderung etc. abgerufen wird, vorgegangen werden kann. Die Massnahmen können in Form einer Kurzinformation im gesamten oder in schrittweise zu setzenden Tätigkeitsaufforderungen abgesetzt werden.

Von Vorteil ist dabei eine Ausführung nach Anspruch 19, weil damit die volle Mobilität bei der Bedienung derartiger Anlagen erreicht wird.

Eine vorteilhafte Ausbildung beschreibt Anspruch 20, wodurch besonders mobile Ausbildungen gegeben sind und auch Eingaben ohne erforderlicher unmittelbarer Handbedienung vorgenommen werden können und weiters eine verbale Kommunikation möglich ist, bei der Worte, Buchstaben, Buchstaben-Zahlenkombinationen als Signale vom Meldungsempfänger an den Meldesender in verbaler Form abgesetzt werden können.

Möglich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 21, wodurch noch zusätzliche Informationen für die Bedienungsperson abgesetzt werden können.

Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung, wie im Anspruch 22 beschrieben, ist eine zusätzliche Versorgung der Leit- und Bedieneinrichtung mit Hintergrundinformationen, z.B. zur Unterhaltung, Entspannung des Bedienungspersonals, insbesondere Musikübertragung, möglich, wie auch weiters zwischen verschiedenen Möglichkeiten der Informationsausgabe gewählt werden kann und damit individuelle Wünsche eines Betreibers derartiger Anlagen erfüllt werden.

Möglich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 23, wodurch auch grössere Geräte mobil gestaltet werden können.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wie im Anspruch 24 beschrieben, kann die Leit- und Bedieneinrichtung unabhängig von einem Festnetz betrieben werden.

Möglich ist auch eine Ausbildung gemäss Anspruch 25, wodurch dem Bedienungspersonal signalisiert wird, wo Informationen für Massnahmen anstehen und diese ohne Zeitverzögerung gesetzt werden können.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 26 wird eine exakte Protokollierung erreicht und können damit auch auftretende Störfälle verfolgt und statistisch ausgewertet werden.

Die Erfindung beschreibt aber auch ein Verfahren für die Betriebsführung und Betriebszustandsüberwachung mit einer Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 27.

Aufgabe des Verfahrens ist es, die Reaktionszeit zur Behebung eines Störfalles bzw. massgeblicher Ablaufveränderungen zu minimieren.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 27 gelöst. Der überraschende Vorteil dabei ist, dass die erfindungsgemässe Anlagen-Betriebsleiteinrichtung mobil betreibbar und mit unverwechselbarer Zuordnung die Bedien- und Leitfunktionen für eine Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung erfüllt und es damit einer Bedienungsperson auch möglich ist, ohne Zeitverzögerung Meldungen auch mehrerer Anlagen entgegenzunehmen und Bedien- und Leitfunktionen zu erfüllen.

Vorteilhaft ist aber auch ein Verfahrensablauf, wie im Anspruch 28 beschrieben, wodurch nach verschiedenen vorgegebenen Optimierungskriterien zu setzende Massnahmen in entsprechender Reihenfolge gereiht abgesetzt werden. Damit können kostenrelevante wie auch qualitätsrelevante Faktoren bei der Bedienung von derartigen Anlagen erfüllt werden. Diese Kriterien werden vorgegeben, um die Optimierung automatisch vornehmen zu können.

Gemäss der vorteilhaften Vorgehensweise nach Anspruch 29 ist eine exakte nachträgliche Überprüfung gesetzter Massnahmen möglich und etwaige Abweichungen von der Norm können in Form eines Selbstlernprogrammes für eine Verfeinerung des Leitsystems herangezogen werden.

Nach dem Verfahren entsprechend Anspruch 30 wird insbesondere eine hohe Effizienz bei Vorhandensein mehrerer Leit- und Bedieneinrichtungen erreicht, da Wege optimiert zur Erzielung kurzer Zugriffszeiten bzw. Betreuungsintervalle werden.

Schliesslich sind auch Massnahmen, wie im Anspruch 31 beschrieben, vorteilhaft, weil dadurch unmittelbar zu den Informationen über zu setzende Massnahmen eine Information, wie diese Massnahme zu erfüllen ist, dem Bedienungspersonal zur Verfügung steht und damit eine fehlerfreie, unmissverständliche Ausführung erreicht wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>eine Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung mit einer erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung; <tb>Fig. 2<sep>eine Leit- und Bedieneinrichtung der erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung; <tb>Fig. 3<sep>eine weitere Ausführung einer Leit- und Bedieneinrichtung der erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung; <tb>Fig. 4<sep>eine andere Ausführung der erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung mit einem Teilbereich einer Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw., auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen.

In der Fig. 1 ist eine Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 mit einer erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 gezeigt. Diese umfasst eine Transporteinrichtung 3, die im gezeigten Beispiel in Rechteckform angeordnet und durch eine Anzahl von aneinandergereihten Einzelstationen 4, z.B. Linearstationen und Knotenstationen, zusammengesetzt ist. Die Transporteinrichtung 3 ist mit Höhenführungsbahnen 5 und Seitenführungsbahnen 6 versehen. Damit werden Werkstückträger 7 längs der Transporteinrichtung 3 geführt, die z.B. selbstfahrend, d.h. mit einem eigenen Antrieb 8 ausgestattet sind. Wie dargestellt, bildet die Transporteinrichtung 3 sogenannte Hauptförderwege 9 und Nebenförderwege 10 aus, wodurch eine sehr flexible Ablaufgestaltung und vielfache Kombinationsmöglichkeit für Fertigungs- und/oder Montageschritte erreicht wird.

Die Werkstückträger 7 sind mit Aufnahmen 11 für zu fertigende oder für Montagevorgänge vorgesehene Werkstücke 12 ausgestattet.

Zur Bearbeitung bzw. Montage der Werkstücke 12 sind längs der Transporteinrichtung 3 Bearbeitungs- und/oder Montagevorrichtungen 13 angeordnet, z.B. Fertigungsmaschinen 14 zum Bohren, Fräsen, Löten etc. oder Handlinggeräte 15 zum Einlegen, Fügen etc., denen vielfach Zuführvorrichtungen 16 für die Werkstücke 12 zugeordnet sind.

Jede dieser Bearbeitungs- und/oder Montagevorrichtungen 13 weist eine Reihe von Aktoren 17, z.B. Ventile, Antriebe, Zylinder etc., auf und sind mit einer Vielzahl von Sensoren 18, z.B. Näherungssensor, Drucksensor, Temperatursensor, Geschwindigkeitssensor etc., bestückt, mittels der die Betriebszustände erfasst und Betriebsdaten ermittelt werden und die über Leitungen oder drahtlos einer die Abläufe der Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 steuernden, überwachenden und regelnden Steuereinrichtung 19 zugeleitet werden. Über diese Steuereinrichtung 19 wird auch die gesamte Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 mit der erforderlichen Energie von einer externen Energiequelle 20, z.B. einem Stromnetz, versorgt.

Vielfach weisen derartige Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen 1 auch Versorgungseinrichtungen 21, z.B. Kompressor, Leitungen etc., für ein Druckmedium, insbesondere Druckluft, auf.

Die Steuereinrichtung 19 ist zur Steuerung, Regelung und Überwachung der Abläufe mit den die Steuerlogik festlegenden Prozessoren, bevorzugt mit einer aus dem Stand der Technik bekannten freiprogrammierbaren Steuerung ("FPS") bestückt und bildet weiters einen Bedienplatz 22 aus, der mit Schalt- und Kontrolleinrichtungen 23, Anzeigeelementen 24 etc. versehen ist. Weiters umfasst die Steuereinrichtung 19 eine Datenverarbeitungseinrichtung 25 mit den entsprechenden Schnittstellen 26 für die Datenein- und Datenausgabe.

Bei der erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 weist die Steuereinrichtung 19 eine Informationsausgabevorrichtung 27 mit Signal-Übermittlungsmittel 28 und Signal-Empfangsmittel 29 auf. Die Informationsausgabevorrichtung 27 kommuniziert bevorzugt drahtlos mit einer ortsunabhängigen, also bevorzugt mobilen Leit- und Bedieneinrichtung 30, wodurch ein laufender Datentransfer möglich ist. Die Leit- und Bedieneinrichtung 30 ist ebenfalls mit Signal-Übermittlungsmittel 28 und Signal-Empfangsmittel 29 ausgestattet.

Weiters ist die Datenverarbeitungseinrichtung 25 mit einem Anlagenbedien- und/oder Wartungsdateispeichermodul 31 mit abgespeichert hinterlegten, verbalen Meldungen in Form von Texten, Textbausteinen, Buchstaben versehen. Dieser ist mit einem Sprachmodul 32 verbunden und weist bevorzugt auch eine Informationseinrichtung 33, z.B. Radio, eventuell mit einem Band- und/oder CD-Laufwerk mit der entsprechenden Auswerte- und Übertragungselektronik auf, wodurch die Bedienungsperson mit zusätzlichen Informationen, Musik etc. versorgt werden kann. Bei Eingang einer die Bedienung der Anlage betreffenden Meldung oder eines Signales wird z.B. eine Musikübertragung automatisch unterbrochen oder in den Hintergrund gestellt.

In den Fig. 2 und 3 ist eine mögliche Ausführungsvariante der Leit- und Bedieneinrichtung 30 der Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 dargestellt. Diese besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem entsprechenden Gehäuse 34, welches beispielsweise mittels einem Gürtel 35 tragbar ausgebildet ist. Im Gehäuse 34 befindet sich eine für den Betrieb erforderliche Stromquelle 36, z.B. Akku, sowie die elektronische Schaltung für das Signal-Übermittlungsmittel 28 und Signal-Empfangsmittel 29 sowie für ein Codier- und/oder Decodiermittel 37. Weitere Einrichtungen der Leit- und Bedieneinrichtung 30 bestehen z.B. in einem Ein-Aus-Schalter 38 und in einer Anzeigeneinheit 39 für den Betriebszustand, die Ladeanzeige etc. Über eine Schnittstelle 40 und Leitungen 41 ist an der Leit- und Bedieneinrichtung 30 eine Ton- und Bildwiedergabeeinrichtung 42 angeschlossen, die mit einer Empfangsantenne 43 zum Empfang drahtlos übermittelter Signale - gemäss Pfeile 44 - ausgestattet ist.

Wie weiters der Fig. 3 zu entnehmen, ist es auch möglich, z.B. einen Schutzhelm 45 mit einem Anzeigeschirm - Display 46 - auszustatten, um einer Bedienungsperson 47 neben akustischen Informationen Signale und Meldungen zu visualisieren. Der Betrieb eines derartigen Displays 46, z.B. eines sogenannten Flüssigkristalldisplays, erfordert nur geringen Energieeinsatz und ist aus dem Stand der Technik bei tragbaren Computern oder ähnlichen Anzeigevorrichtungen bekannt und ermöglicht Text-, Zeichen- und Bildwiedergabe in hervorragender Ausgabequalität.

Anstelle eines Flüssigkristalldisplays besteht auch die Möglichkeit, die optische Ausgabe von Informationen über eine Ausgabeoptik 48 vorzunehmen, die die Bildinformation auf einem im Sichtbereich der Bedienungsperson 47 angeordneten transparenten, aber für die Bildwiedergabe beschichteten Bildschirm 49 ausgibt.

Anhand der Fig. 4 wird die Funktion einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 beispielhaft für einen Funktionsbereich einer Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 erläutert und beschrieben.

Im gezeigten Funktionsbereich werden auf der Transporteinrichtung 3 verfahrbare Werkstückträger 7 mit einem Werkstück 12, die über die Zuführvorrichtung 16 aus einem Teilebunker 50 und einer Vereinzelungsvorrichtung 51 bereitgestellt werden, durch das Handlinggerät 15 bestückt. Nach der erfolgten Bestückung des Werkstückträgers 7 mit dem Werkstück 12 verfährt der Werkstückträger 7 in eine nachgeschaltete Einzelstation 4, in der eine Fertigungsmaschine 14, z.B. eine Lötvorrichtung 52 zum Aufbringen eines Lötpunktes auf das Werkstück 12, angeordnet ist. Der Ablauf erfolgt entsprechend der Programmvorgabe aus der Steuereinrichtung 19, von der aus die erforderlichen Aktoren 17 angesteuert werden. Zur Überwachung des Ablaufes ist in diesem Funktionsbereich z.B. ein Füllstandssensor 53 im Teilebunker 50 angeordnet, der das Vorhandensein genügender Werkstücke 12 überwacht. Tm Bereich der Vereinzelungsvorrichtung 51 ist z.B. eine optische Erkennungseinrichtung 54 angeordnet, die die Lagerichtigkeit des zugeführten Werkstückes 12 überwacht und gegebenenfalls auch die Beschaffenheit kontrolliert. Weitere Sensoren 18 überwachen z.B. die Bereitstellung eines Teile-Reservespeichers, die Funktion des Handlinggerätes 15 und der Lötvorrichtung 52. Die Sensoren 18, der Füllstandssensor 53 und die Erkennungseinrichtung 54 sind mit einer Eingangsschnittstelle 55 der Steuereinrichtung 19 über Leitungen 56 verbunden, von der die entsprechenden Signale als Rückmeldungen, bevorzugt einer frei programmierbaren Steuerung 57 zugeleitet, überwacht und quittiert werden, um entsprechend dem vorgegebenen Programmablauf Ausgangssignale für Folgeabläufe an den Aktoren 17 auszulösen.

Die Steuereinrichtung 19 umfasst nun weiters nach dieser bevorzugten Ausführung die Datenverarbeitungseinrichtung 25 mit dem Anlagenbedien- und/oder Wartungsdateispeichermodul 31, ein Leit- und/oder Optimierungsmodul 58, das Sprachmodul 32 und ein der Informationsausgabevorrichtung 27 zugeordnetes Kommunikationsmodul 59. Über ein Datentransfermodul 60 steht die Steuereinrichtung 19 der Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 bevorzugt in drahtloser Kommunikationsverbindung mit der Leit- und Bedieneinrichtung 30. Das Kommunikationsmodul 61 und die Leit- und Bedieneinrichtung 30 sind zur drahtlosen Übertragung der Daten, Signale oder Informationen mit entsprechenden Sende- und Empfangseinrichtungen 61, z.B. für Kurzwellen, Magnetfelder, Lichtsignale etc., versehen.

Das Datentransfermodul 60 kann aber auch derart ausgestaltet sein, dass es über ein Modem 62 verfügt und über dieses z.B. mit einem Telekommunikationssystem, wie z.B. WWW, in Verbindung steht, wodurch es möglich ist, die Leit- und Bedieneinrichtung 30 unabhängig vom Standort der Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 zu betreiben. Die Anbindung an das Telekommunikationssystem über das Modem 62 kann dabei über eine Verbindungsleitung zwischen dem Datentransfermodul 60 und dem Modem 62 wie auch drahtlos erfolgen.

Weiters ist in der Steuereinrichtung 19 eine Positionsortungseinrichtung 64, z.B. eine Satelliten-Navigationseinrichtung 65, vorgesehen, mittels der der jeweilige Standort der mobilen Leit- und Bedieneinrichtung 30 z.B. nach Koordinaten, bezogen auf die Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 bzw. den Einzelstationen 4, laufend ermittelt und die entsprechenden Daten im Leit- und Optimierungsmodul 58 abgespeichert werden.

Die Leit- und Bedieneinrichtung 30 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein tragbares Handgerät 66, welches beispielsweise auch Telefonfunktion erfüllt, und weist weiters das Display 43 zur Darstellung von Daten, Signalen und Informationen auf, die in Form von Zeichen, Zahlen oder Texten ausgegeben werden. Des Weiteren ist die Leit- und Bedieneinrichtung 30 mit einem Mikrofon 61 bestückt und gegebenenfalls mit einer Schnittstelle 68, z.B. für den Anschluss eines Kopfhörers, PCs etc.

Bevorzugtes Ziel mit der Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 ist es, bereits vor dem Auftreten von Störungen Massnahmen setzen zu können, um Anlagenstillstände zu vermeiden. Wird z.B. vom Füllstandssensor 53 des Teilebunkers 50 ein Signal abgesetzt, wonach im Teilebunker 50 ein Mindestbestand an Werkstücken 12 erreicht ist, wird aus dem der Steuerung 57 zugehenden Signal ein entsprechendes Textfile, z.B. "Teilebunker nähert sich Leerzustand", aus dem Anlagenbedien- und Wartungsdateispeichermodul 31 über Zugriff auf das Sprachmodul 32 generiert und via Kommunikationsmodul 59 und Datentransfermodul 60 an die Leit- und Bedieneinrichtung 30 übertragen und erscheint z.B. als Textfile am Display 43 oder wird als verbale Toninformation ausgegeben. Gleichzeitig damit kann auch eine Signaleinrichtung 69, z.B. eine Anzeigeleuchte 70, dem Bedienungspersonal durch Blinken das Vorhandensein einer Nachricht signalisieren. Die Signalisierung, dass eine Information ansteht, ist aber auch durch Vibrationen von Gehäuseteilen etc. möglich.

Die Meldung kann auch eine eindeutige Identifizierung des betroffenen Teilebunkers 50 umfassen wie auch den weiteren Hinweis, z.B. "Reservespeicher vorhanden" für einen am Teilebunker 50 angekoppelten und über eine Entleervorrichtung 71 in den Teilebunker 50 entleerbaren Teile-Reservespeicher 72, dessen Bereitschaft über einen Sensor 73 überwacht wird.

Nach diesen Informationen werden von der Bedienungsperson Massnahmen über die Leit- und Bedieneinrichtung 30 eingeleitet, die einem Störfall durch Ausbleiben der Werkstücke 12 entgegenwirken. Bei der erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 kann nunmehr ein vorgegebener Text, der zur Behebung der Störung bereits vorgegeben ist und ebenfalls am Display 43 aufscheint, z.B. Teile-Reservespeicher aktivieren über eine Quittiertaste 74 bestätigt werden, worauf das entsprechende Steuersignal über das Signal-Übermittlungsmittel 28 an das Signal-Empfangsmittel 29 der Informationsausgabevorrichtung 27 und der Steuerung 57 weitergeleitet wird und der entsprechende Programmschritt zur Entleerung des Teile-Reservespeichers 72 in den Teilebunker 50 aufgerufen wird.

Bei der erfindungsgemässen Ausbildung mit dem Sprachmodul 32 kann die Eingabe auch über das Mikrofon 67 der Leit- und Bedieneinrichtung 30 in Form einer Codezahl, eines Buchstabencodes oder als verbaler Text erfolgen.

Der beschriebene Ablauf lässt sich selbstverständlich beliebig auf andere Störfälle bzw. Massnahmen zu einem unterbrechungsfreien Betrieb derartiger Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen 1 abwandeln und ist nur beispielhaft für den konkret beschriebenen Störfall wiedergegeben.

Damit lassen sich eine Reihe von Ausfällen der Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 verhindern, wodurch die Verfügbarkeit einer derartigen Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 wesentlich gesteigert wird. Des Weiteren werden Fehlmassnahmen durch die klare Form der Informationen für die Bedienerführung vermieden und können in einem Störfall sofort die richtigen Massnahmen getroffen werden.

Die drahtlose Übermittlung der Informationen zwischen der Steuereinrichtung 19 und der Leit- und Bedieneinrichtung 30 erfolgt bevorzugt über elektromagnetische Schwingungen in den jeweils für die Öffentlichkeit offenen Frequenzbereichen. Die Schallsignale werden bevorzugt über frequenzmodulierte und auch amplitudenmodulierte, elektromagnetische Schwingungen drahtlos übertragen. Die Übermittlung der Steuersignale und/oder Betriebsdaten erfolgt bevorzugt über der jeweiligen Funktion eindeutig zugeordnete elektromagnetische Schwingungen einer bestimmten Frequenz. Gleichfalls wäre diese Übermittlung mit optischen Signalen, z.B. im Infrarotbereich, denkbar. Hier müsste wiederum der jeweiligen Funktion und/oder den entsprechenden Betriebsdaten eine bestimmte Frequenz der optischen Schwingung eindeutig zugeordnet werden. Eine optische Übertragung dieser Daten ist aber auch nur dann sinnvoll, wenn stets ein entsprechender Sichtkontakt zwischen der Steuereinrichtung 19 und der Leit- und Bedieneinrichtung 30 gewährleistet ist bzw. ein Videosystem 75 zur optischen Überwachung vorgesehen ist.

Die Sendeleistung ist zumindest derart festzulegen, dass eine Übertragung der Signale und/oder Betriebsdaten über einen Aktionsbereich, der sich z.B. über mehrere Räume erstreckt oder durch einen Gebäudekomplex gebildet wird, möglich ist.

Um mehrere Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen 1 mit der Anlagenüberwachungs- und Leiteinrichtung 2 parallel betreiben zu können, ist es notwendig, in einfacher Art und Weise aus mehreren Frequenzbereichen für das Senden oder Empfangen der Signale, sogenannten Kanälen, auswählen zu können.

Das Sprachmodul 32 wird bevorzugt durch einen PC oder eine andere Recheneinheit mit entsprechender Spracherkennungs- und/oder Sprachumsetzungssoftware gebildet. Das Sprachmodul 32 generiert aus Schallsignalen über eine bevorzugt adaptive Spracherkennungs- und/ oder Sprachumsetzungssoftware eine elektronische Textdatei, welche gegebenenfalls auch nachbearbeitet und über handelsübliche Ausgabegeräte, wie z.B. einem Drucker, ausgegeben werden kann. Die Generierung der Textdatei aus dem empfangenen Schallsignal kann dabei in Abhängigkeit der Rechnerleistung des PCs simultan erfolgen oder das umzusetzende Sprachsignal kann auf einem Speichermedium zwischengespeichert werden und bei ausreichend freier Rechnerkapazität bzw. nach Prioritätsvergabe umgesetzt werden.

Weiters ist es möglich, mehrere Fertigungs- und/oder Montageeinrichtungen 1 mit der Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 dann zu betreiben, wenn eindeutig voneinander unterscheidbare bzw. unterschiedliche Kanalfrequenzen festgelegt werden. Dadurch kann eine Bedienungsperson nach entsprechender Kanalwahl an der mobilen Leit- und Bedieneinrichtung 30 die jeweilige Gegenstelle, also eine bestimmte Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 1 aus einer Anzahl derartiger zu überwachender Anlagen selektieren. Dadurch ist entweder eine ortsbestimmte, sachbezogene, dringlichkeitsabhängige oder sonstige Selektion der Gegenstelle möglich. Durch den Einsatz der Positionsortungseinrichtung 64, z.B. der Satelliten-Navigationseinrichtung 65, ist ein optimierter Einsatz mehrerer Leit- und Bedieneinrichtungen 30 für eine z.B. sehr umfangreiche Fertigungs- und Montageanlage 1 möglich.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Leit- und Bedieneinrichtung 30 schall- und/oder sprachgesteuert aktivierbar ist. Damit ist ein uneingeschränkter Freihandbetrieb möglich, wobei unverwechselbar verbale Begriffe, wie z.B. "Stop", "Go", oder codierte Begriffe, z.B. Buchstaben/Zahlen-Kombinationen etc., für die entsprechenden Funktionen festgelegt werden können.

Eine weitere Überwachungsmöglichkeit bieten selbstverständlich auch Videosysteme 75, mittels denen einzelne Funktionsbereiche überwacht und als Bildinformationen an die Leit- und Bedieneinrichtung 30 übermittelt werden. Diese Informationen können unmittelbare Betriebszustände, aber auch Betriebsdaten sein, die visualisiert ausgegeben werden, um damit dem Bedienpersonal entsprechende Entscheidungskriterien zu geben.

Das Leit- und/oder Optimierungsmodul 58 kann durch den Einsatz eines Diagnosesystems auch selbstlernend sein, um aus gegebenen Betriebszuständen einen Soll-Ist-Vergleich mit einem hinterlegten Soll-Zustand durchzuführen und selbsttätig Massnahmen zur Optimierung der Anlage zu setzen und die gesetzten Massnahmen nach Feststellung, dass der Soll-Zustand damit erreicht wurde, in einem Massnahmenregister abzulegen.

Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der erfindungsgemässen Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 2 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenaufstellung

1 : Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung 2 : Anlagen-Betriebsleiteinrichtung 3 : Transporteinrichtung 4 : Einzelstation 5 : Höhenführungsbahn 6 : Seitenführungsbahn 7 : Werkstückträger 8 : Antrieb 9 : Hauptförderung 10 : Nebenförderung 11 : Aufnahme 12 : Werkstück 13 : Bearbeitungs- und/oder Montagevorrichtung 14 : Fertigungsmaschine 15 : Handlinggerät 16 : Zufuhrvorrichtung 17 : Aktor 18 : Sensor 19 : Steuereinrichtung 20 : Energiequelle 21 : Versorgungseinrichtung 22 : Bedienplatz 23 : Schalt- und Kontrolleinrichtung 24 : Anzeigeelement 25 : Datenverarbeitungseinrichtung 26 : Schnittstelle 27 : Informationsausgabeeinrichtung 28 : Signal-Übermittlungsmittel 29 : Signal-Empfangsmittel 30 : Leit- und Bedieneinrichtung 31 : Anlagenbedien- und/oder Wartungsdateispeichermodul 32 : Sprachmodul 33 : Informationseinrichtung 34 : Gehäuse 35 : Gürtel 36 : Stromquelle 37 : Codier- und/oder Decodiermittel 38 : Ein-Aus-Schalter 39 : Anzeigeeinheit 40 : Schnittstelle 41 : Leitung 42 : Ton- und Bildwiedergabeeinrichtung 43 : Empfangsantenne 44 : Pfeil 45 : Schutzhelm 46 : Display 47 : Bedienungsperson 48 : Ausgabeoptik 49 : Bildschirm 50 : Teilebunker 51 : Vereinzelungsvorrichtung 52 : Lötvorrichtung 53 : Füllstandsensor 54 : Erkennungseinrichtung 55 : Eingangsschnittstelle 56 : Leitung 57 : Steuerung (FPS) 58 : Leit- und/oder Optimierungsmodul 59 : Kommunikationsmodul 60 : Datentransfermodul 61 : Sende- und Empfangseinrichtung 62 : Modem 63 : 64 : Positionsortungseinrichtung 65 : Satelliten-Navigationseinrichtung 66 : Handgerät 67 : Mikrofon 68 : Schnittstelle 69 : Signaleinrichtung 70 : Anzeigeleuchte 71 : Entleervorrichtung 72 : Teile-Reservespeicher 73 : Sensor 74 : Quittiertaste 75 : Videosystem

Claims (31)

1. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung für eine Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung mit mehreren Bearbeitungs- und/oder Montagestationen mit einer programmierbaren Steuereinrichtung und mit an dieser angeschlossenen Aktoren und Erfassungs- und/oder Überwachungsmittel, insbesondere Sensoren zur Erfassung von Betriebsdaten, und mit zumindest einer Informationsausgabevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (19) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (25) verbunden ist und ein Leit- und/oder Optimierungsmodul (58) vorgesehen ist und die Datenverarbeitungseinrichtung (25) oder die Informationsausgabevorrichtung (27) ein Kommunikationsmodul (59) mit Signal-Übermittlungsmittel (28) und Signal-Empfangsmittel (29) für den Datentransfer mit zumindest einer mobilen Leit- und Bedieneinrichtung (30) aufweist.

2. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Informationsausgabevorrichtung (27) oder dem Kommunikationsmodul (59) ein Sprachmodul (32) mit Codier- und/oder Decodiermittel (37) angeordnet ist.

3. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leit- und Bedieneinrichtung (30) bzw. dem Kommunikationsmodul (59) ein Sprachmodul (32) mit Codier- und/oder Decodiermittel (37) angeordnet ist.

4. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Datenverarbeitungseinrichtung (25) oder dem Kommunikationsmodul (59) oder dem Leit- und/oder Optimierungsmodul (58) und der Leit- und Bedieneinrichtung (30) ein Datentransfermodul (60), z.B. zur drahtlosen Datenübertragung, besteht.

5. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Datentransfermodul (60) für das Übertragen oder Empfangen elektromagnetischer Schwingungen, insbesondere frequenzmodulierter elektromagnetischer Schwingungen, ausgebildet ist.

6. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Datentransfermodul (60) durch Kurzwellen-Sende- und Empfangseinrichtungen (61) gebildet ist.

7. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Datentransfermodul (60) durch Infrarot-Sende- und Empfangseinrichtungen (61) gebildet ist.

8. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Datentransfermodul (60) mit einem Modem (62) für ein Telekommunikationssystem, z.B. WWW, leitungsverbunden ist.

9. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Datentransfermodul (60) drahtlos mit dem Modem (62) kommuniziert.

10. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Datenverarbeitungseinrichtung (25) oder dem Leit- und/oder Optimierungsmodul (58) und der Leit- und Bedieneinrichtung (30) eine bevorzugt drahtlose Positionsortungseinrichtung (64) besteht.

11. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsortungseinrichtung (64) bevorzugt durch eine Satelliten-Navigationseinrichtung (65) gebildet ist.

12. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsortungseinrichtung (64) durch Sende- und Empfangseinrichtungen (61) für Kurzwellen gebildet ist.

13. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsortungseinrichtung (64) durch Sende- und Empfangseinrichtungen (61) für Lichtsignale, insbesondere im Infrarotbereich, gebildet ist.

14. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsausgabevorrichtung (27) und die Leit- und Bedieneinrichtung (30) zur Übertragung der Signale und/oder Daten Ultraschallsende- und Ultraschallempfangsmittel aufweisen.

15. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Signale und/oder Daten zwischen der Informationsausgabevorrichtung (27) und der Leit- und Bedieneinrichtung (30) auf mehreren Frequenzbereichen bzw. Kanälen erfolgt.

16. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung der Informationsausgabevorrichtung (27) und/oder der Leit- und Bedieneinrichtung (30) für die drahtlose Übertragung der Signale und/oder Daten auf einen Gebäudekomplex umfassenden Sendebereich festgelegt ist.

17. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Datenverarbeitungseinrichtung (25) oder dem Leit- und/oder Optimierungsmodul (58) ein Anlagenbedien- und/oder Wartungsdateispeichermodul (31) angeschlossen bzw. in diesem integriert angeordnet ist.

18. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leit- und Bedieneinrichtung (30) ein Anlagenbedien- und/oder Wartungsdateispeichermodul (31) angeordnet ist.

19. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit- und Bedieneinrichtung (30) tragbar ausgebildet ist und diese mit Ton- und/oder Bildwiedergabeeinrichtungen (42) ausgestattet ist.

20. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit- und Bedieneinrichtung (30) in einem mit Lautsprecher, Mikrofon und bevorzugt Display (46) ausgestatteten Schutzhelm (45) angeordnet ist.

21. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ton- und/oder Bildwiedergabeeinrichtung (42) eine Ausgabeoptik (48) zum Einblenden von Informationen, insbesondere Zeichen oder Darstellungen auf einem Bildschirm (49) umfasst.

22. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Informationsausgabevorrichtung (27) oder dem Kommunikationsmodul (59) eine Informationseinrichtung (33) z.B. Radio, Band- und/oder CD-Laufwerk, zugeordnet ist.

23. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit- und Bedieneinrichtung (30) fahrbar, insbesondere selbstfahrend, ausgebildet ist.

24. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leit- und Bedieneinrichtung (30) eine interne Stromquelle (36) aufweist.

25. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leit- und Bedieneinrichtung (30) akustische und/oder optische Anzeigeeinheiten (39), z.B. eine Anzeigeleuchte (70), angeordnet ist.

26. Anlagen-Betriebsleiteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenverarbeitungseinrichtung (25) und/oder der Steuereinrichtung (19) ein Echtzeit-Protokollmodul angeordnet ist.

27. Verfahren für die Betriebsführung und Betriebszustandsüberwachung mit einer Anlagen-Betriebsleiteinrichtung von zumindest einer Fertigungs- und/oder Montageeinrichtung mit mehreren miteinander vernetzten Einzelstationen zur Bearbeitung und/oder Montage von Werkstücken, die mit zumindest einer zentralen oder dezentralen Steuereinrichtung verbunden sind, und mit an dieser angeschlossenen Mitteln zur Erfassung von Betriebszuständen und Betriebsdaten und mit zumindest einer Informationsausgabevorrichtung und einer Leit- und Bedieneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung bzw. einer Datenverarbeitungseinrichtung bzw. einem Programmspeicher der Programmablauf nach Programmschritten hinterlegt wird und Steuersignale an Aktoren der Anlage in Reihenfolge der Schritte oder parallel zueinander ergehen und die Aktoren Abläufe ausführen und von die Abläufe überwachenden und weitere Betriebsdaten aufnehmenden Sensoren Rückmeldesignale der Steuereinrichtung zugeleitet werden und in einem Soll-Ist-Vergleicher eine laufende Soll-Ist-Analyse durchgeführt wird und bei einer Abweichung eines Ist-Wertes von einem Soll-Wert ein Signal für eine Störungsmeldung der Informationsausgabevorrichtung zugeleitet wird und dem Signal eine aus in einem Sprachmodul abgelegten Texten, Textbausteinen, Buchstaben generierte Meldung zugeordnet wird und diese Meldung über ein Signal-Übermittlungsmittel eines Kommunikationsmoduls der Informationsausgabevorrichtung bevorzugt drahtlos einem Signal-Empfangsmittel der insbesondere mobilen Leit- und Bedieneinrichtung übertragen wird und in Form einer Ton- und/oder Bildinformation auf einem Display angezeigt oder einem Lautsprecher ausgegeben wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Absetzen von Daten, Signalen und/oder Informationen nach einem Optimierungsprüfvorgang in einem Leit- und/oder Optimierungsmodul erfolgt, in dem die Signale und/oder Informationen nach hinterlegten Optimierungs- und/oder Prioritätsvorgaben gereiht und in der festgelegten Reihung vom Kommunikationsmodul an die Leit- und Bedieneinrichtung gesendet werden.

29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten, Signale und/oder Informationen an der Leit- und Bedienstation anstehen, bis entsprechende Massnahmen gesetzt und ein Bestätigungssignal von der Leit- und Bedienstation in der Steuereinrichtung eingeht, wonach eine Plausibilitätsprüfung erfolgt, nach deren positiven Abschluss die Massnahmen als erfolgt protokolliert werden.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Standort der Leit- und Bedieneinrichtung von der Steuereinrichtung über ein Positionsortungssystem überwacht und erfasst und Standortkoordinaten im Leit- und/oder Optimierungsmodul hinterlegt werden.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass den Daten, Signalen und/oder Informationen aus einem Wartungsdateispeichermodul der Datenverarbeitungseinrichtung Massnahmeninformationen in Ton- und/oder Bildformat zugeordnet und über die Ausgabevorrichtung bzw. dem Kommunikationsmodul an die Leit- und Bedieneinrichtung gesendet und angezeigt werden.