CN107922125A - 用于在两个齿带输送机之间转移工件支座的方法 - Google Patents

用于在两个齿带输送机之间转移工件支座的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在制造设备(1)中将工件支座(5)从第一输送区段(2)转移到第二输送区段(3)上的方法，所述第一输送区段由第一控制装置(26)操控，所述第二输送区段由第二控制装置(27)操控，其中，所述输送区段(2、3)分别包括齿带(9、10)。在考虑到所述工件支座(5)的预给定的移动速度和所述齿带(9、10)的齿距(15)的情况下基于两个控制装置(26、27)的内部计时器(28、29)计算所述输送区段(2、3)的转移区域(16)中的虚拟的齿槽的理论位置，其中，通过驱动单元(11、12)由相应的控制装置(26、27)操控所述齿带(9、10)并且使所述齿带同步，使得第一齿带(9)的第一齿槽(17)和第二齿带(10)的第二齿槽(18)都与所述虚拟的齿槽的理论位置同步。

Description

用于在两个齿带输送机之间转移工件支座的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在制造设备中将工件支座从第一输送区段转移到第二输送区段上的方法。
背景技术
由AT413505B已知一种所述类型的制造设备的一般结构。制造设备包括第一输送区段和第二输送区段，所述第一输送区段由第一控制装置操控，所述第二输送区段由第二控制装置操控，其中，在制造设备的引导布置系统中引导所述工件支座，并且各所述输送区段分别包括齿带，分别借助于在驱动单元的轴上设置的小齿轮驱动所述齿带，并且将所述齿带啮合到所述工件支座的相对应的齿部中，其中，通过齿带使所述工件支座沿着所述引导布置系统移动，并且第一齿带和第二齿带都在转移区域中与所述工件支座的齿部处于作用连接中。
在已知的制造设备中，在转移工件支座时由第一输送区段的控制装置测试第二齿带的当前位置和/或由第二输送区段的控制装置测试第一齿带的当前位置。由此，可以使两个齿带同步，其中，然而需要在任何时间由相应另外的控制装置检测两个齿带的位置。
这种在已知的制造设备中使用的用于将工件支座从第一输送区段转移到第二输送区段上的方法具有以下缺点，即，为了测试齿带的位置需要传感器和数据线。如果在转移期间在位置信号的传递方面出现干扰或者传感器发生故障或具有干扰，则存在由于齿带未同步而损坏制造设备的危险。
发明内容
本发明基于以下任务，即，实现一种改进的用于将工件支座从第一输送区段转移到第二输送区段上的方法。
本发明的任务通过按照权利要求1所述的方法得以解决。
按照本发明，规定一种用于在制造设备中将工件支座从第一输送区段转移到第二输送区段上的方法，所述第一输送区段由第一控制装置操控，所述第二输送区段由第二控制装置操控，其中，在制造设备的引导布置系统中引导所述工件支座，并且各所述输送区段分别包括齿带，分别借助于在驱动单元的轴上设置的小齿轮驱动所述齿带，并且将所述齿带啮合到所述工件支座的相对应的齿部中，其中，通过齿带使所述工件支座沿着引导布置系统移动，并且第一齿带和第二齿带都在转移区域中与所述工件支座的齿部处于作用连接中。在考虑到所述工件支座的预给定的移动速度和所述齿带的齿距的情况下基于所述两个控制装置的内部计时器计算所述输送区段的转移区域中的虚拟的齿槽的理论位置，其中，通过所述驱动单元由相应的控制装置操控所述齿带并且使所述齿带同步，使得第一齿带的第一齿槽和第二齿带的第二齿槽都与所述虚拟的齿槽的理论位置同步。
按照本发明的方法的优点在于，第一控制装置和第二控制装置在转移工件支座期间不必通过传感单元或相应的数据线相互耦联，以便实现第一齿带和第二齿带的同步性。由此，可以降低转移的易出错性或由于错误的数据线而机械损坏的危险。
此外适宜的可以是，使所述两个控制装置的内部计时器以预给定的时间间隔同步。在此优点在于，在所述控制装置中的两个内部计时器的同步性有偏差时，在确定的时间之后又建立同步性。由此可以实现：控制装置中的计时器的不精确性可以得到补偿。因此，在较长的运行持续时间之后也能实现可靠地转移工件支座，其中，不必对计时器中的石英提出极高的要求。
此外可以规定：使所述两个控制装置的内部计时器在所述工件支座移入到所述转移区域中之前同步。通过所述措施可以实现：使内部计时器在这也需要能够实现无摩擦地转移工件支座时的时间点上同步。
此外可以规定：使所述齿带的齿槽分别与最近的虚拟的齿槽同步。在这里优点在于，可以将直至建立两个齿带的同步性的持续时间降低到最小值。
有利的也是以下设计方案，按照这种设计方案可以规定：所述两个控制装置借助于所述虚拟的齿槽的理论位置并且借助于所述小齿轮的几何结构数据计算所述驱动单元的轴的理论角度位置，其中，使所述轴的角度位置同步并且必要时监测所述角度位置。由此，可以监测或调节控制装置的直接参数。
按照一种扩展方案可能的是，基于从参考时间点起过去的时间单元计算所述虚拟的齿槽的理论位置，其中，所述虚拟的齿槽从参考位置出发运动。在这里优点在于，由此可以将每个控制装置待处理的数据量尽可能小地保持。
此外适宜的可以是，将所述两个控制装置的内部计时器的最后的同步时间点选择为参考时间点。将同步时间点选择为参考时间点证实为适宜的，因为这是保证两个控制装置具有同一时间基础的那个时间点。因此，从这个时间点起过去的时间单元是尽可能小的，由此，可以将待处理的数据量尽可能小地保持。
此外可以规定：为了使所述两个控制装置的内部计时器同步，确定主计时器，使时间以所述主计时器为参照。这样的与多个控制装置结合的主计时器例如可以通过上一级的计时器单元实现。在一种备选变型方案中也可设想的是，将所述控制装置中的一个控制装置的内部计时器确定为主计时器。在此重要的是，各个控制装置的内部计时器具有彼此同步的时间。在此，不需要这个同步的时间与按照原子钟的时间测量相一致。
此外可以规定：将两个具有相同的时钟脉冲解析精度的计时器用作所述两个控制装置的内部计时器。在这里优点在于，为了预给定虚拟齿槽的理论位置，所选择的时间单元也可以由一个或多个另外的控制装置解析。
按照一种特别的设计方案可能的是，在使用所述两个控制装置的两个具有不同的时钟脉冲解析精度的内部计时器时，基于具有较低的解析精度的那个计时器的时钟脉冲计算所述虚拟的齿槽的理论位置。通过所述措施可以实现：不会错误地计算时间单元或与其相对应的齿槽位置，该时间单元或该齿槽位置不能由所述两个控制装置中的一个控制装置解析。
在本文献的意义内的时间单元与内部计时器的时钟脉冲(也称为时钟频率)有关并且相应于能由计时器解析的最小时间单元。内部计时器的时钟脉冲优选由石英产生。
附图说明
为了较好地理解本发明，借助以下附图详细阐述本发明。
分别以非常简化的示意图示出：
图1以示意图示出制造设备的侧视图；
图2以从斜下方的透视图示出工件支座；
图3示出两个齿带的同步的示意图。
具体实施方式
首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。
图1以示意性的侧视图示出制造设备1，该制造设备具有第一输送区段2并且紧接着该第一输送区段具有第二输送区段3。输送区段2、3包括引导布置系统4，借助于该引导装置可以引导或保持工件支座5。因此，借助于引导布置系统4可以强制引导工件支座5，其中，该工件支座沿移动方向6可移动地容纳在引导布置系统4。
工件支座5特别是用于能够容纳待加工的工件7。在工件支座5的上侧8上特别是可以设置有一个或多个固定或夹紧装置，借助于所述固定或夹紧装置，工件7可以固定在工件支座5上。在另一种实施变型方案中可以规定：工件7松动地放到工件支座5上，其中，在工件支座5上可以设置有相应的用于工件7的容纳部。
如从图1还可看出的那样，规定：第一输送区段2具有第一携动元件、特别是第一齿带9。与此类似，第二输送区段3具有第二携动元件、特别是第二齿带10。第一齿带9由第一驱动单元11驱动并且第二齿带10由第二驱动单元12驱动。
特别是规定：在工件支座5的下侧13上构造有齿部14，该齿部与齿带9、10相对应。齿部14优选具有与齿带9、10相同的齿距15。
当工件支座5处于第一输送区段2与第二输送区段3之间的转移区域16之内时，第一齿带9和第二齿带10都与工件支座5的齿部14啮合。因此必需的是，在这个时间段内两个齿带9、10同步地运动并且第一齿带9的齿槽17和第二齿带18的齿槽18相应于齿距15地彼此定位。特别是第一齿带9的第一齿19和第二齿带10的第二齿20啮合到工件支座5的齿部14的齿槽21中。
引导布置系统4可以在制造设备1的整个长度上延伸，其中，工件支座5能自由地在引导布置系统4中移动。工件支座5在其位置中沿着引导布置系统4仅通过齿带9、10强制引导。
如从图1还可看出的那样，第一驱动单元11具有第一小齿轮22，借助于该第一小齿轮驱动第一齿带9。第一小齿轮22设置在第一轴23上。第二驱动单元12具有第二小齿轮24，借助于该第二小齿轮驱动第二齿带10。第二小齿轮24设置在第二轴25上。
在按照本发明的制造设备1中，设置有用于操控第一输送区段2的第一控制装置26和用于操控第二输送区段3的第二控制装置27。第一控制装置26具有第一内部计时器28并且第二控制装置27具有第二内部计时器29。
图2示出工件支座5的透视图。该视图这样定向，使得工件支座5的下侧13是可见的。如在图2中可看出的那样，可以规定：工件支座5包括工件支座体30，在该工件支座体上可以设置有非常不同的元件。特别是在工件支座体30的下侧13上可以设置有引导装置31，该引导装置与制造设备1的引导布置系统4相对应并且因此可以强制引导工件支座5。
引导装置31特别是可以由四个引导辊子32形成。引导辊子32可以在其周边上具有这样的轮廓，该轮廓与引导布置系统4的相应的对应轮廓相对应。特别是可以规定：引导辊子32具有V形的凹部并且引导布置系统4具有相应地对应相同(gegengleich)的V形的凸部。然而，通常每种类型的可以形成引导布置系统4的轮廓均是可能的。
在工件支座5的上侧8上、特别是在工件支座体30上可以设置有工件容纳部33，在该工件容纳部33中容纳工件7。工件容纳部33在图2的图示中是不可见的。
如从图2还可看出的那样，可以规定：工件支座体30基本上关于第一对称平面34或关于第二对称平面35对称地构造。此外可以规定：沿两个取向方向在工件支座体30的中央构造有齿部14。齿部14与齿带9、10对应相同地构造，以便与所述齿带相对应并且由此可以移动工件支座5。
在图3中示出制造设备1的一个另外的并且必要时本身独立的实施方式，其中，对于相同部件又使用与前面的图1和图2相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复，指出或参考前面的图1和图2中的详细说明。
图3示出用于将工件支座5从第一输送区段2转移到第二输送区段3上的方法的示意图。
如从图3可看出的那样，不仅由第一控制装置26而且由第二控制装置27计算出虚拟的齿带36，该虚拟的齿带在某一时间点上处于某一位置中。特别是计算出这样的虚拟的齿槽37，该齿槽以预给定的移动速度沿移动方向6运动。
特别是可以规定：虚拟的齿槽37从参考位置38出发在一个参考时间点上开始运动并且以预给定的移动速度沿移动方向6运动。由此，可以在每个紧接着该参考时间点的时间点上计算虚拟的齿槽37的精确的理论位置。对应于齿距15当然存在多个虚拟的齿槽37。
工件支座5在第一输送区段2中由第一齿带9运输，其中，第一齿带9的第一齿19啮合到齿部14的齿槽21中。由此，工件支座5和第一齿带9形锁合地相互连接并且工件支座5通过第一齿带9沿移动方向6定位。
当工件支座5处于转移区域16之外时，可以规定：第二齿带10停止。还在工件支座5移入到转移区域16中之前，第二齿带10置于运动，其中，第二齿带10的齿槽18与虚拟的齿带36的虚拟的齿槽37同步。因为现在第一齿带9和第二齿带10都与虚拟的齿带36同步，所以工件支座5可以毫无问题地移入到转移区域16中，其中，第一齿带9和第二齿带10都在转移区域16中与工件支座5啮合。
为了建立两个齿带9、10的同步性，不需要由第一控制装置26检测第二齿带10的当前位置和/或由第二控制装置27检测第一齿带9的当前位置，而从参考时间点起的参考位置38和过去的时间出发计算虚拟的齿槽37的理论位置。
当工件支座5从转移区域16运动出来时，可设想的是，第一齿带9置于停止，以便例如节省能量。
在第一齿带9的齿槽17或第二齿带10的齿槽18与虚拟的齿槽37同步时可以规定：齿槽17或18与最近的虚拟的齿槽37同步。通过这个措施可以实现：同步间距39最大为一半的齿距15。
因为虚拟的齿带36不仅由第一控制装置26而且由第二控制装置27相互独立地计算，所以需要两个控制装置26、27的内部时间绝对同步地运行。这至少在工件支座5处于转移区域16中的时间段内是必需的。特别是第一内部计时器28的当前时间与第二内部计时器29的当前时间相一致。
在图3的图示中，第一齿带9与虚拟的齿带36同步并且第二齿带10与虚拟的齿带36不同步。
由于在负责内部计时器28、29的时钟脉冲的石英方面的不精确性，可能发生的是，在某一时间段上观察，内部计时器28、29的两个内部时间推延并且因此不再彼此同步地运行。因此，可能需要使两个控制装置26、27的内部计时器28、29以预给定的时间间隔同步。特别是证实为有利的是，两个控制装置26、27的内部计时器28、29在工件支座5移入到转移区域16中之前同步。通过这个措施可以保证，虚拟的齿带36由第一控制装置26并且由第二控制装置27同步地计算。
在第一实施例中可能的是，为了使两个内部计时器28、29同步，两个内部计时器使同步的时间以主计时器40为参照。这样的主计时器40例如可以由高精度的中央时钟形成。
在另一个实施例中也可以规定：两个计时器28、29彼此具有直接连接41并且所述两个计时器28、29中的一个计时器作为主计时器起作用并且预给定当前时间。
通常不需要内部计时器28、29中的时间也相应于实际时间，而仅需要内部计时器28、29的时间彼此同步地运行。
此外可以规定：当两个计时器28、29的计划的同步试验未按规定起作用时，输出错误信息或警告。例如可以确定最大的时间段，在该时间段之内，计时器28、29必须同步。该时间段可以大致由两个计时器28、29的不精确性并且因此由所产生的时间差、以及由所允许的最大齿带位置差计算出。由此可以保证，在制造设备1运行期间不由于两个齿带9、10的不同步性而产生所述齿带9、10中的一个齿带或工件支座5的损坏。
所描述的机构当然不仅适用于两个输送区段2、3，而且可以应用于任意多个具有任意多个控制装置的输送区段。
特别是证实为有意义的是，作为两个控制装置26、27的内部计时器28、29使用两个具有相同的时钟脉冲解析精度的计时器。
然而，在一种备选变型方案中也可能的是，使用两个具有不同的时钟脉冲解析精度的内部计时器28、29，其中，虚拟的齿槽37的理论位置基于具有较低的解析精度的那个计时器28、29的时钟脉冲计算。如果例如第一计时器28具有两纳秒的解析精度并且第二计时器29具有一纳秒的解析精度，则虚拟的齿槽37的当前的理论位置以两纳秒间隔计算。
此外也可设想的是，借助于齿带9、10或小齿轮22、24的几何结构数据计算轴23、25的理论角度位置。在此特别是可以规定：轴23、25的理论角度位置通过第一角度测量装置42或通过第二角度测量装置43监测。由此，能实现在控制装置26、27的内部将齿带9、10的实际位置与理论位置进行比较。
作为驱动单元11、12可以使用电动机、特别是伺服马达，其中，角度测量装置42、43可以直接集成到所述马达中。
所述实施例示出制造设备1的可能的实施变型方案，其中，在此要说明，本发明不限于本发明的特别示出的实施变型方案，相反，各个实施变型方案彼此的不同组合也是可能的并且这种变化可能性基于通过具体的本发明对技术手段的教导处于本领域技术人员的能力之内。
另外，所示出的和所描述的不同实施例中的独立特征或特征组合本身也可以是独立的、本发明的或按照本发明的解决方案。
基于独立的本发明的解决方案的任务可以从说明书中得出。
对具体的说明书中的数值范围的全部说明应这样理解，使得所述数值范围一起包括任意的和所有由此产生的部分范围，例如说明1至10应这样理解，即，一起包括从下限1和上限10出发的全部的部分范围，即以1或更大的下限开始并且以10或更少的上限结束的全部的部分范围，例如1至1.7、或3.2至8.1、或5.5至10。
主要是在图1、2、3中示出的各个实施方案可以构成独立的按照本发明的解决方案的技术方案。与此相关的按照本发明的任务和解决方案可从对附图的详细说明中得出。
按规定最后要指出，为了较好地理解制造设备1的构造，所述设备或其组成部分部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。
附图标记列表
1 制造设备
2 第一输送区段
3 第二输送区段
4 引导装置
5 工件支座
6 移动方向
7 工件
8 工件支座的上侧
9 第一齿带
10 第二齿带
11 第一驱动单元
12 第二驱动单元
13 工件支座的下侧
14 齿部
15 齿距
16 转移区域
17 第一齿带的齿槽
18 第二齿带的齿槽
19 第一齿带的第一齿
20 第二齿带的第二齿
21 齿部的齿槽
22 第一小齿轮
23 第一轴
24 第二小齿轮
25 第二轴
26 第一控制装置
27 第二控制装置
28 第一控制装置的第一内部计时器
29 第二控制装置的第二内部计时器
30 工件支座体
31 引导装置
32 引导辊子
33 工件容纳部
34 第一对称平面
35 第二对称平面
36 虚拟的齿带
37 虚拟的齿槽
38 参考位置
39 同步间距
40 主计时器
41 直接连接
42 第一角度测量装置
43 第二角度测量装置

Claims (10)

1.用于在制造设备(1)中将工件支座(5)从第一输送区段(2)转移到第二输送区段(3)上的方法，所述第一输送区段由第一控制装置(26)操控，所述第二输送区段由第二控制装置(27)操控，其中，在制造设备(1)的引导布置系统(4)中引导所述工件支座(5)，并且各所述输送区段(2、3)分别包括齿带(9、10)，分别借助于在驱动单元(11、12)的轴(23、25)上设置的小齿轮(22、24)驱动所述齿带(9、10)，并且将所述齿带(9、10)啮合到所述工件支座(5)的相对应的齿部(14)中，其中，通过齿带(9)使所述工件支座(5)沿着所述引导布置系统(4)移动，并且第一齿带(9)和第二齿带(10)都在转移区域(16)中与所述工件支座(5)的齿部(14)处于作用连接中，其特征在于，在考虑到所述工件支座(5)的预给定的移动速度和所述齿带(9、10)的齿距(15)的情况下基于两个控制装置(26、27)的内部计时器(28、29)计算所述输送区段(2、3)的转移区域(16)中的虚拟的齿槽(37)的理论位置，其中，通过所述驱动单元(11、12)由相应的控制装置(26、27)操控所述齿带(9、10)并且使所述齿带同步，使得不仅第一齿带(9)的第一齿槽(17)而且第二齿带(10)的第二齿槽(18)均与所述虚拟的齿槽(37)的理论位置同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述两个控制装置(26、27)的内部计时器(28、29)以预给定的时间间隔同步。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使所述两个控制装置(26、27)的内部计时器(28、29)在所述工件支座(5)移入到所述转移区域(16)中之前同步。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使所述齿带(9、10)的齿槽(17、18)分别与最近的虚拟的齿槽(37)同步。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述两个控制装置(26、27)借助于所述虚拟的齿槽(37)的理论位置并且借助于所述小齿轮(22、24)几何结构数据计算所述驱动单元(11、12)的轴(23、25)的理论角度位置，其中，使所述轴(23、25)的角度位置同步并且必要时监测所述角度位置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于从参考时间点起过去的时间单元计算所述虚拟的齿槽(37)的理论位置，其中，所述虚拟的齿槽(37)从参考位置(38)出发运动。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述两个控制装置(26、27)的内部计时器(28、29)的最后的同步时间点选择为参考时间点。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，为了使所述两个控制装置(26、27)的内部计时器(26、27)同步，确定主计时器(40)，使时间以所述主计时器为参照。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将两个具有相同的时钟脉冲解析精度的计时器用作所述两个控制装置(26、28)的内部计时器(28、29)。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在使用所述两个控制装置(26、27)的两个具有不同的时钟脉冲解析精度的内部计时器(28、29)时，基于具有较低的解析精度的那个计时器(28、29)的时钟脉冲计算所述虚拟的齿槽(37)的理论位置。
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