CN114148692A - 具有控制装置的振动输送机 - Google Patents

Abstract

一种具有驱动装置(5)的振动输送机，其中所述控制装置(12)集成至所述基座(9)中或安装在所述基座(9)上并且包括用于与外部通信装置(15、16、17)进行通信的至少一个通信接口(13、14)，其中所述控制装置(12)适于在通过通信接口(13、14)接收包括地址信息(20)和控制信息(19)的通信消息(18)时，检查寻址条件，所述寻址条件的满足与所述地址信息(20)相关，并且只有在满足所述寻址条件的情况下，才会根据所述控制信息(19)来改变对所述驱动装置(5)的控制和/或将内部控制参数设为与所述控制信息(19)相关的值，通过所述控制装置(12)对所述驱动装置(5)进行的至少一次后续控制与所述内部控制参数相关。

Description

具有控制装置的振动输送机

技术领域

本发明涉及一种具有输送装置和驱动装置的振动输送机，在通过控制装置对所述驱动装置进行控制时，所述驱动装置激励所述输送装置相对于所述振动输送机的基座的振动，以便通过所述振动来输送通过所述输送装置的输送表面进行支承的物体。此外，本发明还涉及一种包括这种振动输送机的装置。

背景技术

驱动振动输送机的常用方式是通过周期性通电的电磁体周期性地吸住固定在此振动输送机的输送装置(例如振动轨道)上的轭，以便激励输送装置的振动以运送所支承的物体。为了能够调节振动的幅度并且在某些情况下还能够调节振动的频率，通常会使用控制装置，其借助相角控制或脉宽调制为电磁体提供电压或电流。相应的控制装置例如可以布置在机架上或者布置在开关柜中。

在许多应用实例中，不应连续运行振动输送机，而是只有在存在超声波传感器或光障的特定传感器信号时，才运行振动输送机，或是以特定的时间间隔运行振动输送机。就这类应用实例而言，已知的用于振动输送机的控制装置具有使能输入端，可以将这些使能输入端与中央控制器连接在一起，从而可以通过通常被布置在开关柜中的中央控制器，例如中央过程计算机或可编程控制器(SPS)，对振动输送机的通电进行控制。在此可以设定，在通过中央控制器实现启用之后，控制装置在一定的时间间隔内持续增大线圈电流的幅值，以便确保振动输送机以受控方式起动。

如果在更复杂的装置中使用相对较多的振动输送机，例如是为了在自动化生产的不同分区段中移动工件，则上述做法会导致较高的布线成本，因为必须通过电力线将每个振动输送机与所对应的控制装置连接在一起，并且随后必须将这些用于各个振动输送机的控制装置星形地与中央过程计算机或SPS连接在一起。此外，必须将各个传感器信号发送至控制计算机或SPS。这也意味着，只有在各个振动输送机的布线方面支出相当大的额外费用，才能在各个振动输送机上设置附加的传感器，例如温度传感器或振动传感器，以便例如提早识别维护需求或其他问题。

上述做法的另一缺点在于，通常只有在各个振动输送机所对应的控制装置上才能实现输送机参数的变化，特别是在起动后所达到的振动幅度和振动频率的变化。这可能会显著增加用于对具有多个振动输送机的装置进行优化调节的耗费，并且为此可能需要将各个振动输送机的所有控制装置成组布置，由此可能会进一步增加布线成本。但通过上述做法只能在非常有限的程度上实现不同振动输送机的振动相位的同步，而此同步对于特定运输任务而言可能是较为有利的。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种在使用多个振动输送机的情况下降低布线成本的方案，在本文情况下，优选进一步改进用于对各个振动输送机进行控制和配置的方案。

本发明用以达成上述目的的解决方案在于开篇所述及的类型的振动输送机，其中所述控制装置集成至基座中或安装在基座上并且包括用于与外部通信装置，特别是另一振动输送机的通信装置进行通信的至少一个通信接口，其中所述控制装置适于在通过所述通信接口接收包括地址信息和控制信息的通信消息时，检查寻址条件，所述寻址条件的满足与所述地址信息相关，并且只有在满足所述寻址条件的情况下，才会根据所述控制信息来改变对所述驱动装置的控制和/或将内部控制参数设为与所述控制信息相关的值，通过所述控制装置对所述驱动装置进行的至少一次后续控制与所述内部控制参数相关。

本发明的理念在于，将用于控制驱动器的智能集成至振动输送机自身中，即提供一种嵌入式解决方案。在本文情况下，优选可以通过集成FPGA或微控制器或“片上系统”提供足够的计算能力，因而除了控制驱动器之外，还可以实现通信栈，其允许在网络或总线内对各个控制装置以及各个振动输送机进行寻址。因此，可以放弃开头论及的用于通过中央控制装置来控制多个振动输送机的星形布线，并且可以视需要使用适用的网络拓扑或总线来控制各个振动输送机。在本文中，如随后还将更详细地阐述的那样，在某些情况下甚至可以省去中央过程计算机或中央可编程控制器，并且可以通过振动输送机自身的控制器实现分散控制。

优选以数字的方式通过通信接口进行数据传输。这样就能通过振动输送机的单个通信接口执行不同的控制任务，例如启动或停止振动输送机的操作，即发布使能，并且同时或通过单独的消息对驱动装置的通电或振动的幅度、频率和/或相位进行适配。此外，可以通过通信接口将信息或控制指令传输至其他振动输送机、中央过程计算机或中央SPS或处于同一网络内或同一总线上的其他装置。这一点例如可以用于将集成至振动输送机中或连接在该处的传感器的传感器数据提供给其他振动输送机或中央控制装置。例如可以定期向中央控制装置报告温度和/或振动传感器的测量数据，以便例如识别出是否需要对振动输送机进行维护。

所述通信接口特别是可以用于与串行总线或网络连接，所述通信消息例如可以是通过所述总线或所述网络进行传输的数据包，这个数据包的位元以串行的方式进行传输。但是，这个通信接口也可以实现并行通信。在本文情况下，可以通过与控制信息相同的线路或者通过单独的线路依序对识别信息进行传输。

寻址条件可以检查地址信息或由此测定的处理信息是否与预定值或多个预定值中的一个一致。只有在出现这种一致性的情况下才能满足这个寻址条件。但是，也可以给定地址信息的有效间隔并且将这个有效间隔内的所有地址考虑在内等等。因此，地址信息特别是可以用于对单个振动输送机、一组振动输送机或通常连接在网络中或总线上的一组设备进行寻址。

所述通信接口特别是优选满足较高的实时性要求的有线接口。例如可以将EtherCat(IEC 61158)、Profinet、Profibus、IONet等用作接口。原则上，例如也可以使用其他以太网协议，例如TCP/IP协议。在实时性要求较低的应用实例中，也可以使用无线通信接口，并且例如可以通过蓝牙(Bluetooth)、WLAN、ZigBee、WiMAX或其他无线电连接进行通信。作为替代方案，可以通过IrDA进行红外线通信。

所述输送装置特别是可以是输送轨道或输送料斗。所述输送装置特别是可以通过弹簧，例如通过板簧组安装在基座上。而所述控制装置则可以刚性地安装在基座上或者集成到这个基座中，例如保持在基座的凹槽或瞳孔中。

所述驱动装置特别是可以包括线圈，这个线圈在通电时吸住轭，以便使输送装置振动。

控制装置可以是FPGA或者包括FPGA。通过FPGA的可自由编程性，视具体编程或配置而定，例如可以对通信接口处的不同总线或网络协议进行支持，对输入数据(例如所采集的传感器数据)进行不同的分析并且可以针对驱动器实现不同的控制模式等等。此外，由于FPGA的结构，其也特别适于同时执行多个任务，例如同时实现通信、驱动器控制和传感器数据采集。此外，通常提供相对较多的输入端和输出端，通过这些输入端和输出端可以采集或输出数字数据。此外，通过使用FPGA，即使在同时执行多个并行任务的情况下，也可以确保定义的反应时间，进而可以有效地满足实时性要求。此外，可以降低所需的外部电路成本，因为例如通过FPGA，通过相应的配置或FPGA的编程也可以实现大部分的模数转换器或数模转换器，特别是Sigma-Delta转换器，进而可以借助最少的外部布线提供相应的功能。

特别是在对驱动装置进行控制时，即特别是在对线圈进行通电时，借助PWM控制器可以通过FPGA的数字输出间接或直接控制晶体管或其他开关，以便控制线圈的通电。

作为使用FPGA的替代方案，例如也可以使用微控制器、CPU等。然而，在本文情况下，为了实现特别是在实时能力方面的相同要求，通常需要更高的功耗或更高的实现成本。

所述控制装置可以包括处理装置，所述处理装置实现用于通过通信接口与外部通信装置进行通信的通信协议，其中所述通信协议由配置或计算机程序规定，其中所述控制装置适于通过所述通信接口或编程接口接收所述配置或所述计算机程序和/或从可移动数据载体读取所述配置或所述计算机程序。配置在本文特别是指的是FPGA的配置，其也被称为FPGA的编程。

通过上述做法特别是可以通过更改配置或计算机程序来更改通信协议，而不会更换其他组件。具体视连接惯例而定，更换所使用的插座、插头等或使用适配器可能是有利的，甚至可能是必要的。但这比更换整个控制装置，即例如更换实现控制装置的电路板要简单得多。因此，例如可以通过更改配置或计算机程序在使用EtherCat、Profinet或IONet之间进行变更。

更改通信协议的另一应用实例例如是在通过SOAP实现OPC-UA的UA XML堆栈与通过使用UA TCP协议的UA二进制进行实现之间进行变更。虽然第二变体能够降低间接费用，但第一变体更易于纳入现有网络中，因为例如由于使用端口80，通常不需要防火墙的特殊配置。一般而言，处理装置至少在通信协议方面的可自由编程性使得根据本发明的振动输送机可以以很低的耗费针对多个不同的应用实例进行配置并且例如甚至可以将其纳入现有的自动化网络中。

在通过通信接口接收新的配置或新的计算机程序时，例如可以将这个配置或这个计算机程序暂存在控制装置中并且可以在重新启动这个控制装置时进行加载，可以在收到相应数据后手动或自动进行重新启动。处理装置也可以是可模块化编程的，从而例如可以在不重新启动控制装置的情况下，实现FPGA的分段重新配置或所执行的程序部分的更换。通过通信接口接收配置或计算机程序的一个优点在于，无需通过网络或总线访问各个振动输送机，就可以进行相应的配置更改，因此，在产品维护中，相应的措施特别是对于更新而言是有利的。

如果在制造振动输送机或构造更大装置的情况下，应加载这个配置或这个计算机程序，则使用专用的编程接口特别是有利的。这种可编程性通常特别容易实现，因为在其他应用范围内通过SPI总线对FPGA进行编程例如已经很常见。作为替代方案，例如可以将I²C总线用作编程接口，或者可以例如通过近场通信进行无线编程。

特别是可以将闪存卡，例如SD或CF卡用作可移动数据载体。可移动数据载体可以安装在壳体内部并且例如只能在维护或制造时被更换。作为替代方案，数据载体也可以由终端客户来进行更换，具体方式例如在于，在振动输送机上设置可从外部接近的卡槽。可移动数据载体可以永久地安装在振动输送机中，从而例如在每次启动控制装置时，由这个数据载体读入相应的配置或相应的计算机程序。然而，也可以将这个配置或这个计算机程序复制到振动输送机的内部存储器中，以便随后可以再次移除这个数据载体。

所述处理装置可以适于根据所述配置或所述计算机程序提供用于控制所述驱动装置的控制信号。所述处理装置特别是可以是可完全自由编程的，从而基本上可以通过改变配置或计算机程序来实现任意功能，只要这个处理装置有足够的资源可用于编程或配置任务。

可以将控制信号作为例如切换功率级的开关或晶体管的数字信号输出。作为替代方案，可以将模拟信号作为控制信号输出，以便例如预设针对相角控制的阈值。这个配置或编程特别是影响控制信号与所接收到的通信消息和/或其他所采集的数据(例如传感器数据)的相关性。

通过相应的配置或编程，处理装置可以实现额外的控制任务，类似于迄今为止可以通过外部SPS实施的那样。然而，特别优选的是，通过处理装置的相应配置或编程，这个处理装置自身可以实现SPS，通过其他所接收到的或在设备上进行调节的配置数据对其进行配置。这样例如就能对SPS实现进行后续适配，例如在所处理的输入信号的数量或类型、所实现的反应时间或控制信号的更新率、与另一通信的交互作用等方面进行适配。通过处理装置的配置或编程特别是可以实现所实现的SPS与通过通信接口进行的通信之间的桥梁，使得通过振动输送机的控制装置实现的SPS例如可以对通过通信接口从另一振动输送机接收到的传感器数据进行分析。

所述振动输送机可以具有至少一个集成式传感器和/或至少一个用于连接外部传感器的传感器接头，其中所述控制装置适于采集所述集成式传感器的传感器数据和/或通过相应传感器接头采集所述外部传感器的传感器数据，并且一方面将所述传感器数据或与所述传感器数据相关的通信数据通过通信接口传输至外部通信装置和/或另一方面根据与所述传感器数据相关的发送条件的满足，通过所述通信接口将通信消息发送至所述外部通信装置和/或根据所述传感器数据对所述驱动装置进行控制。

作为传感器，例如可以采用温度和/或加速度传感器。这些传感器特别是可以集成至振动输送机中。作为补充或替代方案，可以将光障、超声波传感器等用作传感器。这类传感器特别是可以用于识别振动输送机自身或装置(这个振动输送机是这个装置的一部分)的另一部分被待运送的物体占用。这一点例如可以用于在振动输送机空转时暂时停止振动输送机的工作和/或请求从上游装置或中央控制器馈送更多的物体。

所使用的传感器特别是可以提供例如根据24V标准的数字信号。然而，这些传感器中的至少一些也可以提供模拟值，例如可变的电压或电流，可以通过控制装置将这些模拟值转换为数字值。

可以将传感器数据或通信数据传输至中央控制装置，例如中央过程计算机或中央SPS。这一点例如可以用于收集各个振动输送机的温度或振动以估计维护间隔或检查正确的功能等。

然而，特别优选地，可以将传感器数据或与其相关的通信数据传输至另一振动输送机。其数据与另一振动输送机的操作相关的传感器，例如光障，例如可以与另一振动输送机间隔相对较远的距离。基于振动输送机的所提出的技术方案，这些传感器可以连接到在同一通信网络中或在同一总线上工作的任一振动输送机上，并且可以通过这个网络或这个总线将这些传感器的传感器数据传输至所述另一振动输送机，因此在某些情况下，可以大幅简化布线。此外，所提出的措施能够以较低的耗费将单个传感器的传感器数据提供给多个振动输送机或其控制装置。

在满足发送条件时发送的通信消息例如可以是对关于其他物体的馈送的先前处理阶段的请求。如果例如结合光障的输出信号识别出振动输送机正在空转，尽管需要从后续处理阶段输送更多的物体，则例如也可以将这种通信消息发送至前一处理或输送阶段，例如发送至另一振动输送机，或者发送至中央控制器。在最简单的情况下，这会致使进行接收的振动输送机被激活。然而，特别有利的是，在该处再次检查是否存在待输送的物体，否则就再次将查询转发至前面的处理或输送阶段。这样就能实现对装置的不同组件的分散控制。

控制装置例如可以处理8或16个传感器或者另一不同数量的传感器的数字传感器数据。可以适于独立于处理装置(例如独立于FPGA)而形成的模块，以便将24V标准的相对较高的电压转换为适用于处理装置的电压。这种外部模块还可以实现多路复用器，以便可以通过处理装置的数量较少的输入端和输出端来查询多个传感器。

控制装置可以适于在满足寻址条件的情况下，一方面根据控制信息来预设馈送至驱动装置的交流电流和/或输出至这个驱动装置的交流电压的幅值和/或频率和/或相位和/或另一方面，只有在满足与控制信息相关的启用条件时，才对这个驱动装置进行控制以激励输送装置的振动。在本文情况下，控制信息特别是可以视需要对不同指令进行编码，以便命令这个或这些分别寻址的控制装置调整对这个驱动装置的控制，即特别是调整通过相应的通电或电压施加而产生的振动的幅度、频率或相位或者启用或停止振动输送机的操作。

在通过接收相应的通信消息启动或停止振动输送机时，如同在采用先前简单设计的控制装置的情况下就启用而言常见的那样，可以预设预定的起动或关断性能或者可以在设备自身上对这种起动或关断性能进行调节。例如可以在启用之后运行固定或可调节的预定幅度斜坡。然而，在通信接口或与其连接的总线或网络具有足够的带宽和实时能力的情况下，也可以通过相应的通信消息来预设振动输送机起动或制动时的相应幅度斜坡或类似参数。

为了使同一网络或总线上的不同振动输送机或其他装置具有良好的互通性并概括出具体的实现细节，在本文可以有利地实现面向服务的架构并且除通信范围内的参数之外，还使用机器可读的语义描述。为此，特别是可以通过控制装置来实现网络可调用的功能。在本文情况下有利的是，实现某些标准功能，这些标准功能例如可以为网络中或总线上的其他装置提供可用的功能或可设置的参数的列表。在本文情况下，实施OPC UA标准特别是可能是有利的，这个标准需要实现一组网络可调用的标准功能，通过这些标准功能可以自动测定其他功能和参数并进行通信。这一方面减少了开发相应通信接口的耗费，另一方面可以改进根据本发明的振动输送机与其他设备(包括其他制造商的设备)的集成，如果这些设备也实现了相应通信标准的话。

所述控制装置可以适于为通过所述通信接口向外部通信装置提供至少一个网络可调用的功能和/或通过所述通信接口调用所述外部通信装置的网络可调用功能。特别是可以仅通过网络可调用的功能实现与外部通信装置的通信，即例如与其他振动输送机的控制装置、中央过程计算机或中央SPS和/或与处于同一网络中或同一总线上的其他装置(例如与抓持器、风扇、加热器等)的通信。这提高了不同装置的互通性，因为在面向对象的意义上，可以对外部通信伙伴隐藏不同装置的实现细节，同时可以将关于相关参数、控制方案等的语义信息自动提供给通信伙伴。

如果仅通过通信接口提供网络可调用的功能，则控制装置或振动输送机例如就OPC UA实现而言仅用作服务器。作为补充或替代方案，通过调用至少一个外部通信装置的网络可调用功能，控制装置或振动输送机可以作为客户端而工作。在应对输送或生产过程等进行分散控制时，服务器和客户端功能的同时实现则特别是有利的。

所述振动输送机优选具有用于混合电缆的接头，其中所述接头一方面具有用于所述振动输送机的电源的触点，另一方面具有所述通信接口或所述通信接口中的一个的至少一个触点。这个接头例如可以具有通信接口的四个触点，如同例如在传统的以太网连接或基于其而构造的网络架构(例如EtherCat)中所使用的那样，并且还具有两个电触点。与使用单独的电缆进行供电和通信相比，借此降低布线成本。在使用线性网络拓扑或多个振动输送机或至少一个振动输送机与其他组件的总线时，特别是可以仅通过单个电缆分别将所连接的设备或振动输送机中的两个相互连接，以便实现不同装置之间的通信以及供电。

作为替代方案，也可以使用混合电缆，所述混合电缆在其末端具有用于电源和通信触点的单独接头。原则上，也可以将通信信号调制到电力线上。这个方式例如用于EtherCat-P以及不同电力线通信或PowerLAN标准。然而，在本文情况下，通信可能会因电网中的干扰而受损，例如因切换较大的负载(如压缩机)、使用相角控制等而受损。

所述振动输送机可以具有用于与另一组件、特别是另一振动输送机连接的另一接头，其中所述另一接头包括用于所述另一组件的电源的触点和至少另一个触点，其中所述另一触点接通所述接头的通信接口的触点或者是所述通信接口中的另一个的触点。这样就在接通这个通信接口的触点时实现总线拓扑或者在使用另一通信接口时，结合通信消息的转发以较低的布线成本实现线性或环形拓扑。用于所述另一组件的电源的触点可以接通用于振动输送机自身的电源的另一接头的触点。然而，也可以使用中间连接的器件，以便例如在不使用另一接头时对其进行断电以及稳定电源等。

所述输送装置可以通过弹簧支承在基座上，其中所述控制装置与所述基座刚性连接。所述输送装置特别是可以通过至少一对沿振动方向上间隔一定距离的板簧组支承在基座上。在本文情况下，这个控制装置特别是可以布置在一对板簧组之间。这个控制装置例如可以具有固有的壳体，这个壳体插入基座的侧向凹槽中并且与这个基座螺接或铆接在一起或者以其他方式固定在这个基座上。用于连接混合电缆的上述接头或者(作为替代方案)例如用于至少一个通信接口和电源的单独接头可以安装在基座的横向侧面上。然而，这些接头也可以在一端或两端处沿振动方向安装在基座上。

作为将控制装置布置在基座内或布置在板簧组之间的替代方案，所述控制装置特别是也可以特别是在单独的壳体中侧向地固定在基座上，进而垂直于振动方向地对这个基座进行扩展，或者在基座沿振动方向的末端中的一个的区域中，这个控制装置在端侧布置在这个基座上或放置到其上。

所述控制装置或实现这个控制装置的印制电路板并非必须具有单独的壳体，而是也可以替代性地容置在至少部分由基座自身限定的空腔中。这种印制电路板例如可以夹在基座的两个子组件之间。

用于至少一个混合电缆或用于至少一个通信接口和电源的接头以及可选的用于连接外部传感器的至少一个传感器解压可以安装在基座自身上或者闭锁在具有基座的容置控制装置的凹槽的盖板上。如果这个控制装置具有单独的壳体，则这个控制装置也可以布置在这个壳体上。所有现有的接头都可以侧向地按照在基座的一侧上或者沿振动方向安装在一端上。然而，将用于混合电缆的接头中的一个沿振动方向安装在基座的相应末端上可能是特别有利的。

所述驱动装置可由电磁体和轭构成，其中所述轭安装在所述输送装置上或由所述输送装置构成，所述电磁体安装在相对于基座可振动地进行支承的配重上，反之亦然。这个输送装置和这个配重例如都可以通过板簧组支承在基座上。所描述的布局致有助于通过电磁体随时间变化的通电，激励这个输送装置和这个配重沿相反的方向相对于基座的振动，使得振动输送机的重心基本上保持不变，因此，基座相对于不具有相应配重的振动输送机的振动至少在其幅度上显著降低。由此，在刚性或仅略微阻尼地将控制装置固定在基座上时，耦合到基座中的振动显著减少，从而可以显著减少控制装置的组件、特别是这些组件之间的连接的负载，即例如显著减少焊点的负载。在不使用相应的配重的情况下，使用集成到基座中或安装在这个基座上的控制装置的成本将大幅增加，因为必须以明显更加坚固的方式设计这个控制装置，以便能够承受相应的振动。

所述振动输送机或所述控制装置可以具有操作元件和/或显示器，以便实现所述振动输送机或所述控制装置的配置和/或系统参数的读取。就此而言，例如可以预设针对振动输送机或控制装置的地址，在寻址条件的范围内将这个地址与地址信息进行比较。此外，例如可以定义幅度和/或频率的限值，可以配置通过这个控制装置实现的SPS，可以定义用于启动或停止这个振动输送机的幅度斜坡等等。在本文情况下，提供相对较小的显示器，例如具有一行或几行以及几个按钮的分段显示器就足够了。

上述做法的缺点在于，需要额外的实现成本来提供操作元件或显示器，尽管很少需要使用这些操作元件或显示器。此外，在将振动输送机集成到更大的装置中后，有时难以接近相应的操作元件和显示器。因此，原则上可以省去相应的操作元件或显示器，作为替代方案，可以通过通信接口进行配置或状态查询。然而，如果在本文例如应在寻址条件的范围内对所评估的地址进行适配，在此情况下，通常需要将振动输送机与总线或网络分开，这在复杂的装置中可能成本较高。

如果控制装置包括近场通信接口并且适于通过这个近场通信接口向外部移动装置提供储存在这个控制装置中的数据和/或从这个移动装置接收配置数据，则可以避免上述缺点，振动输送机的进一步操作与这些配置数据相关。这个移动装置例如可以是智能手机或平板电脑，或者也可以是专门为此目的而提供的专用硬件。如果要使用智能手机或平板电脑，则可以通过这个智能手机或平板电脑实施实现相应功能的特殊App(应用程序)。作为替代方案，所述控制装置例如可以实现网络服务器，因此，可以通过网络界面进行相应的操作过程，进而可以通过常规的浏览器进行相应的操作过程。

由于在本文所实现的有效距离非常短，即使并未明确地对单个振动输送机或单个控制装置进行寻址，使用近场通信也能够精确地对一个振动输送机或其控制装置进行寻址。作为替代方案，也可以采用有线通信，例如通过控制装置的USB接头。原则上，也可以使用具有更远的有效距离的无线通信，例如通过WLAN、

IrDA等。在本文情况下，为了确保对单个振动输送机或单个控制装置的有效寻址，例如可以借助条形码或二维码光学读取这个振动输送机的固定标识。

借助移动装置例如可以预设振动输送机的地址，在寻址条件的范围内对这个地址进行评估。作为补充或替代方案，可以加载配置或计算机程序，以便如上文已述及的那样，实现或改变在通信接口处所使用的通信协议或者定义对驱动装置的控制。作为补充或替代方案，可以通过移动装置对任意内部参数，例如启用后的起动时间、最大幅度、频率范围等进行调节。

此外，可以通过移动装置(例如显示工作时间的计数器)读取内部参数，以便例如诊断更换振动输送机或各个组件是否是有利的。此外，还可以提供诊断数据，例如温度曲线、所测得的振动幅度等。相应的移动装置通常具有足够大的显示器以便能舒适地进行读取，因此，与振动输送机有关的数据表、操作指南等例如也可以储存在控制装置中，可以通过近场通信接口或上述替代方案将这些数据表、操作指南等提供给外部移动装置，以便可以通过振动输送机自身为用户提供相应的信息。

除了根据本发明的振动输送机之外，本发明还涉及一种包括根据本发明的第一振动输送机和根据本发明的第二振动输送机的装置，所述第二振动输送机的控制装置作为外部通信装置通过所述通信接口与所述第一振动输送机的控制装置进行通信。这一点例如可以用于实现分散控制，其中所述第一振动输送机将指令传输至所述第二振动输送机和/或反之亦然。作为补充或替代方案，例如可以在第一和第二振动输送机之间交换传感器数据或者可以实现振动输送机之间的通信的其他上述优点。

所述第一和第二振动输送机通过其各个通信接口实现的通信连接可以形成具有线性拓扑或环形拓扑的总线或网络的一个区段。如上所述，在采用上述拓扑时，布线成本特别低，其中还是可以实现总线或网络中的所有参与者之间的通信。

所述第一振动输送机的控制装置可以适于测定用于所述第二振动输送机或连接到总线或网络上的另一振动输送机的控制信息并通过所述通信接口发送包括所述控制信息且寻址至所述第二或另一振动输送机的通信消息。这有利于在装置内实现分散控制。振动输送机例如可以结合传感器数据，例如结合光障的数据，识别出物体堵塞在输送线中并命令至少一个上游振动输送机停止输送，直到堵塞的物体被运走。反之，通过振动输送机自身或下游装置可以识别出运输或处理能力是可用的并且应对额外的物体进行输送。在本文情况下，振动输送机可以将指令传输至处于输送链中的上一个振动输送机或另一相应的装置以提供物体。然后，这个振动输送机或这个装置可以结合传感器数据来确定是否可以由其自身来提供物体或者是否应将相应的提供指令传输至其他上游装置。

在上述示例中，或者一般而言，在通过相应的通信消息对振动输送机进行分散或集中控制的情况下，有利的是，也通过对单个振动输送机或振动输送机组进行寻址，通过地址信息针对性地控制振动输送机或者查询这个振动输送机的数据，这些数据并非与进行控制或查询的装置直接相关。这明显不同于现有技术中常用的各个振动输送机与中央控制器的星形连接。

附图说明

本发明的其他优点和细节参见以下实施例以及所附附图。图中示意性地示出：

图1为根据本发明的装置的一个实施例，其包括根据本发明的振动输送机的多个实施例，

图2为根据本发明的振动输送机的一个实施例的控制装置的结构，

图3为根据本发明的振动输送机的另一实施例，以及

图4为根据本发明的振动输送机的另一实施例的基座的详图。

具体实施方式

图1示出一个装置，例如输送线或生产线的一部分，其包括多个振动输送机1、2、3以及可选地包括中央控制装置23。振动输送机1、2、3分别具有一个输送装置4(在示例中为输送轨道)以及一个在示例中由电磁体6和轭7构成的驱动装置5。输送装置4通过弹簧8，特别是板簧支承在基座9上，从而可以通过由控制装置12来控制驱动装置5，特别是通过由控制装置12周期性地对电磁体6进行通电，激励输送装置4相对于基座9而振动，以便沿输送方向，既图1中的水平方向输送通过输送装置4进行支承的物体10。

为清楚起见，不同振动输送机1、2、3在图1中以彼此间隔一定距离的方式示出，并且并未示出这个装置的其他组件，可以在振动输送机1、2、3的输送装置4的输送表面11(例如滑道、抓臂等)之间对物体10进行运送。然而，所描述的振动输送机的典型应用实例是物体10在运输或加工过程中越过所有振动输送机1、2、3的输送表面11或振动输送机1、2、3的至少一部分。

为了将各个振动输送机1、2、3的安装和布线成本保持在较低的程度，各个控制装置12集成到各个振动输送机1、2、3的基座9中或安装在其上。因此，各个振动输送机1、2、3形成具有集成智能的嵌入式装置，这个集成智能由控制装置12提供。原则上，可以使用相对较简单的控制装置12，只要存在中央控制装置23的相应使能，这个控制装置总是驱动各个传送装置4以固定的幅度或可在设备自身上进行调节的幅度进行振动，其中必须将相应的使能信号星形地从中央控制装置23导引至各个控制装置12。然而，使能信号的这种星形的馈送一方面会导致较高的布线成本，特别是在装置中使用相对较多的振动输送机1、2、3时，另一方面，出于许多目的，需要可以用来例如对振动频率或幅度进行适配的更灵活的控制，因此，在图1所示装置中使用了另一控制方式。

在本文情况下，控制装置12各具有至少一个通信接口13、14，在示例中为两个通信接口13、14，这些控制装置通过这些通信接口与外部通信装置15、16、17进行通信。通信装置15为中央控制装置23，而通信装置16、17则为其他振动输送机2、3的控制装置12。

为了使得振动输送机1、2、3中的一个能够通过振动输送机1、2、3中的另一个的中央控制装置23或控制装置12进行寻址，例如以便启用或中断这个振动输送机的操作，控制装置12或控制装置12的处理装置19(例如FPGA)适于在通过各个通信接口13、14接收包括地址信息20和控制信息21的通信消息18时，首先检查是否满足寻址条件，寻址条件的满足与地址信息20相关。在最简单的情况下，各个控制装置12和各个振动输送机1、2、3可以对应有一个地址，并且将地址信息与这个地址进行比较，只有在地址信息相当于这个地址时，才满足寻址条件。这样一来，振动输送机1、2、3或其控制装置12便能够单独进行寻址。

然而，在某些情况下，也可能需要成组地对振动输送机1、2、3进行控制，使得多个振动输送机可以对应有相同的地址或者单个振动输送机可以对应有多个地址，其中一方面例如仅能对这个振动输送机进行寻址，另一方面例如能够对包括这个振动输送机的一组振动输送机进行寻址。如果不满足寻址条件，则可以舍弃相应的通信消息，或者，如果这个通信不是通过具有共用介质的总线而进行的，即如果通信接口13、14的触点没有接通，则可以将这个通信消息转发至通信接口13、14中的另一个，以便能够对位于通信链中的各个振动输送机1、2、3后面的装置进行寻址。

图1示意性地示出了从振动输送机2通向振动输送机1的通信消息18。如果假设在图1中实现了具有通信消息的前述转发的线性拓扑，则这个通信消息可以源自振动输送机2或者是从这个振动输送机转发而来，因为这个通信消息例如源自振动输送机3或另一未绘示的振动输送机或另一装置，这个装置已通过振动输送机3将这个通信消息传输至振动输送机2。这个寻址条件例如就无法满足，因为通信消息18可能会寻址到外部通信装置15，即中央控制装置23上。

然而，如果通信消息18是其地址信息20满足寻址条件的通信消息18，则在驱动装置5的未来控制的范围内，通过控制装置12的处理装置25将作为通信消息18的一部分进行传输的控制信息19考虑在内。在本文情况下，可以根据控制信息19的内容和各个进行接收的振动输送机1、2、3的当前工作状态，通过控制装置12直接改变驱动装置5的当前控制，或者可以改变内部控制参数，通过控制装置12对驱动装置5进行的至少一次后续控制与这个内部控制参数相关，具体方式在于，将这个内部控制参数设为与控制信息19相关的值。

控制信息19例如可以涉及各个振动输送机1、2、3的操作的使能，即特别是指明各个振动输送机1、2、3是否应工作。如果目标状态与实际状态一致，则不会改变控制。否则，就可以启动振动输送机，其中特别是可以持续增大控制装置12所输出的电压或所输出电流的幅值，以便能够实现均匀起动。反之，接收适用的控制信息也会致使振动输送机的工作暂时中断。

所接收到的控制信息19也可以用于对输出至驱动装置5的交流电压的幅值、频率和/或相位进行适配，如果在各个振动输送机1、2、3没有工作时接收到这种参数变化并且这个控制信息19不会同时触发振动输送机1、2、3的操作，则首先会引起内部控制参数的改变，这个内部控制参数在随后的控制中被考虑在内。

为了在通过通信接口13、14形成的网络26内实现也可能来自不同制造商的各种装置的良好互通性，可以有利地使用根据OPC UA标准的通信消息18或者使用一般而言网络可调用的功能，以便控制各个振动给料机1、2、3或者对内部参数进行适配和/或读取。在本文情况下，各个振动输送机1、2、3或中央控制装置23就能面向对象的编程而言充当对象，其具有内部变量并实现可由其他装置调用的功能。

在本文情况下，地址信息20可以被视为对其功能将被调用的那个对象或那个装置的选择。在本文情况下，控制信息19例如可以包括待调用的功能的功能选择24以及这个功能的参数21、22。如果例如通过功能选择24选择了设置内部控制参数的功能，则可以通过参数21选择待设置的控制参数，即例如可以设定是否应预设幅度、频率或相位。在本文情况下，参数22可以给定控制参数的额定值。通过功能选择24的另一值例如可能实现对例如内置于各个振动输送机1、2、3中或连接于该处的传感器的测量变量的请求，其中参数21、22例如可以指明应读取哪个传感器。

在图1中，中央控制装置23的使用是可选的。在某些应用实例中，使用这种中央控制装置可能是有利的。然而，各个振动输送机1、2、3的控制装置12已经可以执行复杂的控制任务，并且通过交换通信消息18还可以查询其他振动输送机1、2、3的控制装置12的数据或者对这些振动输送机1、2、3进行控制，因此，也可以实现分散控制。实现这类分散控制的方式已在说明书的概述部分进行了阐述。

下面将参照图2对关于控制装置12的实现和功能以及振动输送机1、2、3之间的通信的其他细节进行说明。为了以最小的耗费实现图1中示意性示出的具有线性拓扑结构的网络26并且同时实现对振动输送机1、2、3的供电，振动输送机1、2、3中的每一个均具有两个用于各个混合电缆29、30的接头31、32，其将相应振动输送机1、2、3与网络26中相邻的装置，特别是与振动输送机1、2、3中的另一个连接在一起。这些混合电缆包括电力线和通信线路。例如可以振动以太网通信设置四条通信线路，针对供电设置两条线路。为清楚起见，针对各个接头31、32，图2中仅示意性地分别示出了用于各个通信接口13、14的触点33、34以及用于电源的触点35、36。

在所示实施例中，控制驱动装置5的通电的具体方式在于，在整流37之后通过触点35、36将所提供的电流馈送至开关构件38，例如晶体管，通过控制装置12的处理装置25对这个开关构件进行控制，以便实现驱动装置5的基于PWM的电压供应。基于电磁体6的阻抗或未示出的滤波电路的使用，当前输出至驱动装置5的电压可以通过调节调制脉冲宽度而进行调节，并且通过脉冲宽度随时间的变化，最终可以将任意时间电压或电流曲线输出至驱动装置5。

在这个示例中，处理装置25由FPGA构成，因此是可自由编程的。因此，可以通过FPGA的适用配置27预设对驱动装置5的控制，特别是这个控制与所接收到的通信消息18或所连接的传感器39至42的传感器数据的相关性，这个配置也可以被视为编程。在启动控制装置12时，例如可以从内部存储器28中读取配置27，例如从闪存中读取这个配置，或者这个配置可以存储在处理装置25自身中。作为替代方案，例如可以通过微控制器等来实现处理装置25。在本文情况下，代替FPGA的配置27，可以使用预设处理装置25的行为的计算机程序63。

除了对驱动装置5的控制的适配性之外，处理装置25的可自由编程性也是有利的，因为通过改变配置27或计算机程序63也可以改变用于通过通信接口13、14与外部通信装置15、16、17进行通信的通信协议。因此，就不同的通信协议彼此电兼容而言，可以简单地通过处理装置25的重新编程按需要选择控制装置12或各个振动输送机通过哪个通信协议与其他装置进行通信，从而大幅简化地将振动输送机1、2、3纳入现有网络。

原则上，可以通过经由通信接口13、14发送相应的通信消息18来改变配置27或计算机程序63。然而，在许多应用实例中有利的是，通过专用的编程接口43，例如SPI总线，将配置27或计算机程序63输入控制装置12中。

如上所述，可以通过处理装置25采集多个传感器39至42的传感器数据。在本文情况下，传感器39和40例如可以是集成至各个振动输送机1、2、3中的温度和振动传感器。传感器41、42可以是连接至振动输送机1、2、3的相应传感器接头44、45上的外部传感器。如果传感器39至42直接提供数字数据，则原则上可以直接将这些传感器与处理装置25、即特别是FPGA的接头连接在一起。然而，为了保护处理装置25或者为了进行电压转换，例如在使用根据24V标准的传感器时，用于转换的模块46可以联接在处理装置25与传感器39、40或传感器接头44、45之间。作为替代方案，相应的模块46也可以进行模数转换，以便也能够处理模拟传感器信号。

一方面可以在控制装置12自身中对传感器39至42的传感器数据进行处理，以便操作各个振动输送机1、2、3中的驱动装置5。然而，也可以通过通信接口13、14中的至少一个将传感器数据或与这些传感器数据相关的通信数据传输至外部通信装置15至17中的至少一个，其例如可以用于将位置上距离振动输送机1、2、3相对较远的与这个振动输送机的操作尤为相关传感器与振动输送机1、2、3中位置上更靠近的一个连接并从该处通过网络26传输数据。

在某些情况下，可能需要局部地在设备自身上对单个控制装置12或各个振动输送机1、2、3进行调节，而无需通过网络26来实现。这一点例如可能有利于改变在寻址条件的范围内进行评估的各个振动输送机1、2、3的地址。同时，可能需要直接从控制装置12读取可以表示磨损的特定参数，例如温度或振动值的时间曲线。可以通过安装在各个振动输送机1、2、3上的显示器和所对应的操作元件来实现相应的配置或读取过程。然而，因为这些功能相对很少使用，所以在大多数情况下，可以以经济上可行的方式实现非常简单的显示器和操作元件，但这些显示器和操作元件无法实现舒适的操作。

因此，控制装置12使用近场通信接口47，其可以在较短的距离内(例如在几厘米或几十厘米内)与外部移动装置48进行通信，在示例中即与具有相应安装的应用程序的智能手机进行通信，以便可以通过移动装置48进行相应的调节或者读取数据。这样就能使用相对较大的显示器并且可以实现便捷的信息显示，因此，用于振动输送机1、2、3或控制装置12的手册也可以储存在存储器28中，可以通过移动装置视需要将这个手册提供给用户。

为清楚起见，图1示出了振动输送机1、2、3的相对较简单的结构，然而其中，会将非常强烈的振动输入基座9中，从而引起对控制装置12的坚固性的较高要求。在本文情况下，印制电路板上相对较重的器件的焊点特别是可能会承受很大的负载。图3示出了一种降低控制装置12的相应振动载荷或者甚至在很大程度上完全避免这些振动载荷的方案。与图1所示振动输送机1至3类似，此处所示的振动输送机1使用电磁体6，以便吸住输送装置4的轭7。然而，与如图1所示将电磁体6直接安装在基座9上不同，在图3中，电磁体6安装在配重49上，这个配重通过另一对弹簧50，特别是板簧固定在基座9上。在电磁体6周期性通电时，由此引起输送装置4和配重49的反相振动，使得在相应固定点51处通过弹簧8、50传递到基座9上的力尽可能相互进行补偿，因此只有非常少的振动输入基座9中。

此外，图3还示出将控制装置12集成至基座9中的具体方案。在本文情况下，基座9在弹簧8、50之间的区域中具有凹槽55，布置在单独的壳体中的控制装置12插入这个凹槽中，而后可以通过舌片53将这个控制装置螺接在基座9上。用于混合电缆29、30的接头31、32以及传感器接头44、45安装在控制装置12的壳体的壳体壁54上。

代替使用这种凹槽55，控制装置12的壳体也可以安装在基座9的外表面上，例如安装在侧向外表面52或上外表面64上。

图1示意性地示出了将控制装置12集成至振动输送机1、2、3的基座9中的另一方案。为清楚起见，在此仅示出基座9，其在所示示例中由三个组件58、59、60构成。控制装置12由印制电路板65构成，这个印制电路板承载处理装置25以及其他仅示意性示出的组件56、57。接头夹61、62一方面固定在印制电路板65上，例如粘合和/或焊接在该处，另一方面被基座9的组件58、59夹紧。至少导体夹61对部件58、59绝缘，并且可以使用这些导体夹61中的多个，以便形成用于对电动机6进行通电以及通过组件58、59之间的间隙将传感器39、40连接在一起的接头。用于连接混合电缆29、30的接头31、32例如可以沿振动方向布置在基座9的端面上。

Claims (15)

1.一种具有输送装置(4)和驱动装置(5)的振动输送机，在通过控制装置(12)对所述驱动装置(5)进行控制时，所述驱动装置激励所述输送装置(4)相对于所述振动输送机(1、2、3)的基座(9)的振动，以便通过所述振动来输送通过所述输送装置(4)的输送表面(11)进行支承的物体(10)，其特征在于，所述控制装置(12)集成至所述基座(9)中或安装在所述基座(9)上并且包括用于与外部通信装置(15、16、17)，特别是另一振动输送机(2、3)的通信装置(16、17)进行通信的至少一个通信接口(13、14)，其中所述控制装置(12)适于在通过所述通信接口(13、14)接收包括地址信息(20)和控制信息(19)的通信消息(18)时，检查寻址条件，所述寻址条件的满足与所述地址信息(20)相关，并且只有在满足所述寻址条件的情况下，才会根据所述控制信息(19)来改变对所述驱动装置(5)的控制和/或将内部控制参数设为与所述控制信息(19)相关的值，通过所述控制装置(12)对所述驱动装置(5)进行的至少一次后续控制与所述内部控制参数相关。

2.根据权利要求1所述的振动输送机，其特征在于，所述控制装置(12)是FPGA或者包括FPGA。

3.根据权利要求1或2所述的振动输送机，其特征在于，所述控制装置(12)包括处理装置(25)，所述处理装置实现用于通过所述通信接口(13、14)与所述外部通信装置(15、16、17)进行通信的通信协议，其中所述通信协议由配置(27)或计算机程序(63)规定，其中所述控制装置(12)适于通过所述通信接口(13、14)或编程接口(43)接收所述配置(27)或所述计算机程序(63)和/或从可移动数据载体读取所述配置或所述计算机程序。

4.根据权利要求3所述的振动输送机，其特征在于，所述处理装置(25)适于根据所述配置(27)或所述计算机程序(63)提供用于控制所述驱动装置(5)的控制信号。

5.根据前述权利要求中任一项所述的振动输送机，其特征在于，所述振动输送机(1、2、3)具有至少一个集成式传感器(39、40)和/或至少一个用于连接外部传感器(41、42)的传感器接头(44、45)，其中所述控制装置(12)适于采集所述集成式传感器(39、40)的传感器数据和/或通过所述相应传感器接头(44、45)采集所述外部传感器(41、42)的传感器数据，并且一方面将所述传感器数据或与所述传感器数据相关的通信数据通过所述通信接口(13、14)传输至所述外部通信装置(15、16、17)和/或另一方面根据与所述传感器数据相关的发送条件的满足，通过所述通信接口(13、14)将通信消息(18)发送至所述外部通信装置(15、16、17)和/或根据所述传感器数据对所述驱动装置(5)进行控制。

6.根据前述权利要求中任一项所述的振动输送机，其特征在于，所述控制装置(12)适于在满足所述寻址条件的情况下，一方面根据所述控制信息(19)来预设馈送至所述驱动装置(5)的交流电流和/或输出至所述驱动装置(5)的交流电压的幅值和/或频率和/或相位，和/或另一方面，只有在满足与所述控制信息(19)相关的启用条件时，才对所述驱动装置(5)进行控制以激励所述输送装置(4)的振动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的振动输送机，其特征在于，所述控制装置(12)适于为通过所述通信接口(13、14)向所述外部通信装置(15、16、17)提供至少一个网络可调用的功能和/或通过所述通信接口(13、14)调用所述外部通信装置(15、16、17)的网络可调用功能。

8.根据前述权利要求中任一项所述的振动输送机，其特征在于，所述振动输送机具有用于混合电缆(29)的接头(31)，其中所述接头(31)一方面具有用于所述振动输送机(1、2、3)的电源的触点(35)，另一方面具有所述通信接口(13、14)或所述通信接口(13、14)中的一个的至少一个触点(33)。

9.根据权利要求8所述的振动输送机，其特征在于，所述振动输送机具有用于与另一组件、特别是另一振动输送机(2、3)连接的另一接头(32)，其中所述另一接头(32)包括用于所述另一组件的电源的触点(36)和至少另一个触点(34)，其中所述另一触点接通所述接头(31)的通信接口(13)的触点(33)或者是所述通信接口(13、14)中的另一个的触点(34)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的振动输送机，其特征在于，所述输送装置(4)通过弹簧(8)支承在所述基座(9)上，其中所述控制装置(12)与所述基座(9)刚性连接。

11.根据前述权利要求中任一项所述的振动输送机，其特征在于，所述驱动装置(5)由电磁体(6)和轭(7)构成，其中所述轭(7)安装在所述输送装置(4)上或者由所述输送装置构成，所述电磁体(6)安装在相对于所述基座(9)可振动地进行支承的配重(49)上，反之亦然。

12.根据前述权利要求中任一项所述的振动输送机，其特征在于，所述控制装置(12)包括近场通信接口(47)并且适于通过所述近场通信接口(47)向外部移动装置(48)提供储存在所述控制装置(12)中的数据和/或从所述移动装置(48)接收配置数据，所述振动输送机(1、2、3)的进一步操作与所述配置数据相关。

13.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的第一振动输送机的装置，其特征在于，所述装置包括根据前述权利要求中任一项所述的第二振动输送机(2、3)，所述第二振动输送机的控制装置(12)作为所述外部通信装置(16、17)通过所述通信接口(14)与所述第一振动输送机(1)的控制装置(12)进行通信。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一和第二振动输送机(1、2、3)通过其各个通信接口(13、14)实现的通信连接形成具有线性拓扑或环形拓扑的总线或网络(26)的一个区段。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述第一振动输送机(1)的控制装置(12)适于测定用于所述第二振动输送机(2、3)或连接到所述总线或所述网络(26)上的另一振动输送机的控制信息(19)并通过所述通信接口(13、14)发送包括所述控制信息且寻址至所述第二或所述另一振动输送机(2、3)的通信消息(18)。

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