CN117699352A - 装置、转接器、方法、计算机系统、计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装置、转接器、方法、计算机系统、计算机程序产品，尤其涉及一种生产设备的装置，该装置包括引导系统、承载车辆，引导系统具有用于承载车辆的沿着行进路线延伸的路径引导机构。为了保障生产中的灵活和快速的材料流而提出，引导系统具有在承载车辆上的车辆引导元件，引导系统设计成，使得引导系统的引导功能在路径引导机构与车辆引导元件相互作用期间将承载车辆的平移运动能力的自由度限制成除了有限的运动间隙外仅沿着行进路线实现平移运动能力，使得引导功能沿着行进路线至少在局部能够借助于路径引导机构的从引导位置离开的运动能力被取消，并且能够借助于路径引导机构的进入引导位置的运动能力被激活。

Description

装置、转接器、方法、计算机系统、计算机程序产品

技术领域

本发明涉及一种生产设备的装置，该装置包括引导系统、承载车辆，该承载车辆设置用于在生产设备中自动运输材料或工件，该引导系统具有用于承载车辆的沿着行进路线延伸的路径引导机构。

背景技术

在生产设备中，除了性能之外，灵活性和个性化也越来越重要。这是灵活的机器布局的先决条件，在其中分开并且组合材料流，以便能够实现单独但是并行的处理。在此，在尤其包括线性马达系统的引导系统的场景中必须首先考虑过程速度。

在处理站点处能够产生大的过程力并且需要高的再现精度。这对引导系统提出高要求。在此，现有技术的具有精确和刚性的机械引导的线性马达是有利的。刚性的机械引导的特性为，其设置成连续经过整个线性马达系统并且由非柔软的材料制成。在刚性引导上仅能够通过过程速度的明显降低来实现材料流的分开和组合。

首先，该问题能通过产品的经由操作单元、例如抓取器或者经由更简单的机械机构的典型转送来解决。该方法的缺点是具有较小的过程速度。

另一个可行方案为，将转移装置设计为承载车辆上的保持装置，或者通过在承载车辆之间夹住产品实现从一个线性马达系统到另一个线性马达系统的转移。在此，两个线性马达系统完全相互分开地工作。然而，这限制了产品紧固在承载车辆上的可能性并且成为产品的特定最小尺寸和成分的先决条件。例如，产品必须不包含柔软材料(例如泡沫塑料)。

产品的这种转移的一个实例为倍福(Beckhoff)自动化有限公司的具有商品名称“Beckhoff XTS”的设备(例如参见https://www.beckhoff.com/de-de/produkte/motion/xts-linearer-produkttranspor t/)。

贝加莱(B&R)工业自动化有限公司提供了具有名称“Acopostrak”的灵活的轨道系统，该轨道系统包括纯电磁运行的高速转接器，利用其能够将产品流在全速时分开并且再次组合(https://www.br-automation.com/en/products/mechatronic-systems/acopostra k/)。在此，两个线性马达路径相对置地安置。如果承载车辆要改变路径，则在一侧上施加使磁场弱化的电流并且在另一侧上施加使磁场增强的电流。因此通过磁性方式将承载车辆(载体)拉到另一侧上。

文献JP 5 040271B2已经公开了一种引导系统，其不具有能运动的路径引导元件。

文献FR 2 197 087 A1已经公开了一种用于旅客火车的引导系统。

另外的引导系统已经从文献US 6 095 054 A、US2013/313070 A1、JP H03 7003A和JP 2001 057712A中已知。

发明内容

本发明的基本目的在于，在生产设备中实现材料和工件的有效、快速和精确的处理。

本发明借助于开头部分限定的类型的装置实现。

具体提出一种生产设备的装置，该装置包括：引导系统，承载车辆，该承载车辆设置用于在生产设备中自动运输材料或工件，该引导系统具有用于承载车辆的沿着行进路线延伸的路径引导机构，该引导系统具有在承载车辆上的车辆引导元件，其中，引导系统设计成，

使得引导系统的引导功能在路径引导机构与车辆引导元件相互作用期间将承载车辆的平移运动能力的自由度限制成除了有限的运动间隙外仅沿着行进路线实现平移运动能力，

使得引导功能沿着行进路线至少在局部(a)能够借助于路径引导机构的从引导位置离开的运动能力被取消，并且(b)能够借助于路径引导机构的进入引导位置的运动能力被激活。

特别地，根据本发明的装置是生产设备的装置。这种生产设备例如能够具有集成的自动化的材料或工件物流系统，该系统基于根据本发明的装置运行。根据本发明的装置能够在这种生产设备中工作多次，其中优选地，多个承载车辆各自运输单种或多种工件或材料。在此，转接器(岔道)能够实现运输流的分开或组合。

根据本发明的装置能够被灵活使用并且还能在批量为1时实现工件的有效、快速和精确的处理。

本发明的范畴内的承载车辆也常常被称为载体或工件承载体并且设置用于在生产设备中自动运输材料或工件。这些承载车辆不必具有自身的驱动器，而是能够优选地还与路径或引导系统相互作用形成推进力。

本发明的一个优选的改进方案在于，线性马达路径沿着行进路线设计成，使得线性马达路径与安装在承载车辆上的磁体相互磁性作用，从而使得承载车辆能够沿着行进路线被驱动。

本发明的一个有利的改进方案在于，车辆引导元件具有至少一个、优选两个或者特别优选至少四个轮，并且路径引导机构具有至少一个、优选两个轨道，每个轨道与至少一个轮相互作用。优选地，轮与轨道设计并且配对用于限制横向于行进方向的运动。特别优选地，轮的形状分别匹配轨道的形状，以使轮能够沿着离去方向仅以最大90°的角度窗口相对于行进方向横向地从轨道离开。例如，在沿着承载车辆的行进路线使每个引导系统应用两个轨道的情况下，轨道优选地布置成，在激活引导功能的情况下使轨道关闭承载车辆的相应的离开方向。根据一个优选的改进方案，能够相对于相应的离去方向的角度窗口相对置地布置优选两个轨道，从而在激活引导功能的情况下禁用对于离去来说必要的自由度。

根据一个有利的改进方案，引导功能的激活或取消借助于路径引导机构的运动能力实现。对此优选地，路径引导机构为了取消而离开并且为了激活而靠近相应的车辆引导元件(优选在路径的局部)。优选地，该运动能够借助于电磁激励构件驱动。可替换地，还能实现气动或液压的驱动。

根据一个有利的改进方案，轨道能够具有相对于轮在横截面中凹进的接触面，并且轮具有相应突出的接触面，从而限制可能的离去方向的角度范围。在此还能分别相对于轨道横截面和轮横截面实现相反的造型。

为了能够实现优选构造为线性马达路径的不同行进路线之间的转移，能够有利地设置行进路线的共同叠加的并行区域。其在此也被称为转接器或转接器部段。具有根据本发明的装置或本发明的改进方案的转接器设计成，使得引导系统针对承载车辆具有沿着第一行进路线延伸的第一路径引导机构和沿着第二行进路线延伸的第二路径引导机构。在此有利的是，承载车辆具有用于第一路径引导机构的第一车辆引导元件和用于第二路径引导机构的第二车辆引导元件，这两个路径引导机构以及车辆引导元件布置成，使得承载车辆的沿着转接器部段的行进路线是一致的。

优选地，行进路线、特别是转接器中的行进路线具有机械的引导系统。

两个路径叠加的区域(简称为转接器)的特性为，承载车辆能够与两个机械的引导系统接合并且必须持久地与至少一个引导系统接合。承载车辆暂时地还能与两个引导系统同时接合。

具体而言，用于借助于根据本发明的装置或转接器或根据本发明的改进方案转移承载车辆的方法将承载车辆从沿着第一行进路线的第一路径引导机构转移到沿着第二行进路线的第二路径引导机构。引导功能在转移期间借助于在第一路径引导机构上的第一车辆引导元件或者借助于在第二路径引导机构上的第二车辆引导元件一直被激活，或者两个车辆引导元件在相应的路径引导机构上被激活。

在具有根据本发明的装置的转接器的情况中，两个路径中的至少一个构造为这种沿着行进路线的线性马达路径。第二路径能够沿着行进路线由线性马达系统或纯引导系统组成。优选地，行进路线的两个路径都具有根据本发明的用于控制(即用于激活或取消)引导系统的设计。

借助于引导系统的控制，承载车辆能够改变行进路线并且在可能的情况下改变线性马达系统。

例如，这种控制能够借助于可伸缩或可调整的车辆引导元件实现。

一个有利的改进方案提出用于模拟根据本发明的机器或其改进方案之一的计算机执行方法。对此，具有至少一个计算机的计算机系统优选地设计和安排用于进行根据该方法的模拟。有利地。计算机或计算机系统能够借助于相应的计算机程序产品被安排用于执行根据本发明或其改进方案之一的方法。

附图说明

接下来根据专门的实施例进一步详细描述本发明。附图示出：

图1示出具有根据本发明的装置的转接器部段的区域中的行进路线的示意性平面图，

图2示出根据本发明的装置的示意性简化的横截图，

图3示出根据本发明的可替换的装置的示意性简化的横截图，

图4示出图3中的细节IV的示意性简化的三维图，

图5示出根据本发明的计算机程序产品的在计算机上运行的感应运行的模拟的示意图。

具体实施方式

图1示出在转接器部段SWS的区域中的具有根据本发明的装置ARR的两个行进路线PTH的示意性平面图。用于承载车辆VHC、THC的引导系统GDS作为第一路径引导机构GD1沿着第一行进路线PT1延伸。

图2和图3分别示出了装置的通过承载车辆VHC和沿着行进路线PTH的两个路径引导机构GDE的引导系统GDS的横截面细节图。

装置ARR包括引导系统GDS和承载车辆VHC。引导系统GDS分别包括用于每个行进路线PTH的路径引导机构GDE和用于每个行进路线的每个承载车辆VHC上的车辆引导元件。

引导系统GDS具有在承载车辆VHC上的车辆引导元件GVE。引导系统GDS设计成，使得引导系统GDS的引导功能GFC在路径引导机构GDE与车辆引导元件GVE相互作用期间将承载车辆VHC的平移运动能力的自由度限制成除了有限的运动间隙外仅沿着行进路线PTH实现平移运动能力。

引导功能GFC沿着行进路线PTH至少在局部能够被取消(GFC＝关闭)或者激活(GFC＝开启)。这在原则上能够借助于车辆引导元件GVE和/或路径引导机构GDE的运动能力实现。图2和图3示出了路径引导机构GDE的运动能力如何实现引导功能GFC的激活(GFC＝开启)或者取消(GFC＝关闭)。

图2和图3分别两次示出了转接器部段SWS的区域中的装置ARR的引导系统GDS。在此，引导系统GDS针对承载车辆VHC具有用于沿着第一行进路线PT1延伸的第一路径引导机构GD1和沿着第二行进路线PT2延伸的第二路径引导机构GD2。

承载车辆VHC具有用于第一路径引导机构GD1的第一车辆引导元件GV1和用于第二路径引导机构GD2的第二车辆引导元件GV2。这两个路径引导机构GD1，GD2和车辆引导元件GV1，GV2布置成，使得承载车辆VHC的沿着转接器部段SWS的行进路线PT1，PT2是一致的。

线性马达路径LMP分别沿着行进路线PT1，PT2设计并且线性马达路径与安装在承载车辆VHC上的磁体PMG相互磁性作用。以该方式使得承载车辆VHC能沿着相应的行进路线PTH被驱动。在转接器部段SWS中对于驱动足够的是，仅一个行进路线PT1，PT2构造为线性马达路径LMP。

在将承载车辆VHC从转接器部段SWS中的一个行进路线PTH转移到另一个期间特别提出，两个行进路线PTH的机械的引导系统GDS能够接合并且应当持久地接合至少一个行进路线PTH的引导系统GDS。两个行进路线PTH的引导系统GDS有时能够接合。

行进路线PTH在转接器部段中的改变的顺序能够通过以下步骤实现：

1.承载车辆VHC沿着第一行进路线PT1运动到转接器部段SWS中。

2.激活用于第二行进路线PT2的引导功能GFC，从而激活两个引导功能GFC。

3.取消用于第一行进路线PT1的引导功能GFC。

4.承载车辆VHC沿着第二行进路线PT2继续行进。

5.只要承载车辆VHC离开了转接器部段SWS，则下个承载车辆VHC就能够驶入转接器部段。

图2示出了能沿着转接器部段SWS被电磁控制的多个芯轴THN，芯轴在能张开的构造为两个相对置的轨道TRC的路径引导机构GDE之间接合或脱离，并且可选地接合到构造为轮RLL的车辆引导元件GVE之中或之外。被控制的芯轴THN不仅将轨道TRC张开以引入引导功能GFC，还在取消引导功能GFC的情况下用于将轨道TRC从轮或车辆引导元件GVE的区域中去除。芯轴THN的电磁驱动在图2中未示出。

图3示出了根据本发明具有路径引导机构GDE的能局部伸缩的轨道TRC的装置ARR的更简单的设计方案。执行机构ACT在此能够实现轨道TRC在相对置的侧靠近或远离轮RLL。出于简明原因，路径引导机构GDE仅在左侧示出。

为了阐明具有轨道TRC的路径引导机构GDE沿着行进路线PTH的延伸，图4以简化的三维图示出了路径引导机构GDE和部分的承载车辆VHC。

图5示出了在计算机CMP上(在此在包括云CLD的网络WWB的多个计算机CMP上)运行的根据本发明的装置ARR或转接器的模拟SIM的示意图。在计算机CMP上安装的软件是计算机程序产品CPP，其在至少一个计算机CMP上运行时能够借助于接口、例如借助于屏幕和键盘基于实施的模拟SIM为使用者实现影响或者配置并且获得知识，从而尤其能够借助于模拟来辅助和验证技术上的设计决定。

尽管通过优选的实施例在细节上详细地阐述并描述了本发明，但本发明并不局限于所公开的实例。其它的变体方案能够由专业人员推导出，这就像其通过权利要求限定的那样并不脱离本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种生产设备的装置(ARR)，所述装置包括：

引导系统(GDS)，

承载车辆(VHC)，所述承载车辆(VHC)设置用于在所述生产设备中自动运输材料或工件，

所述引导系统(GDS)具有用于所述承载车辆(VHC)的沿着行进路线(PTH)延伸的路径引导机构(GDE)，

所述引导系统(GDS)具有在所述承载车辆(VHC)上的车辆引导元件(GVE)，

其特征在于，

所述引导系统(GDS)设计成，

使得所述引导系统(GDS)的引导功能(GFC)在所述路径引导机构(GDE)与所述车辆引导元件(GVE)相互作用期间将所述承载车辆(VHC)的平移运动能力的自由度限制成除了有限的运动间隙外仅沿着所述行进路线(PTH)实现平移运动能力，

使得所述引导功能(GFC)沿着所述行进路线(PTH)至少在局部(c)能够借助于所述路径引导机构(GDE)的从引导位置离开的运动能力被取消，并且(d)能够借助于所述路径引导机构(GDE)的进入所述引导位置的运动能力被激活。

2.根据权利要求1所述的装置(ARR)，线性马达路径(LMP)沿着所述行进路线(PTH)设计成，使得所述线性马达路径与安装在所述承载车辆(VHC)上的磁体相互磁性作用，从而使得所述承载车辆(VHC)能够沿着所述行进路线(PTH)被驱动。

3.根据权利要求1或2所述的装置(ARR)，所述引导系统(GDS)是机械的引导系统(GDS)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(ARR)，所述车辆引导元件(GVE)具有至少一个、优选两个轮(RLL)，并且所述路径引导机构(GDE)具有至少一个、优选两个轨道(TRC)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(ARR)，所述引导功能的激活或取消借助于所述路径引导机构(GDE)的运动能力实现。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(ARR)，为了激活或取消所述引导功能(GFC)，所述路径引导机构(GDE)至少在局部、尤其在转接器部段(SWS)中设计成能够相对于所述行进路线(PTH)横向地进行平移运动。

7.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的装置(ARR)的转接器，针对所述承载车辆(VHC)，所述引导系统(GDS)具有沿着第一行进路线(PT1)延伸的第一路径引导机构(GD1)和沿着第二行进路线(PT2)延伸的第二路径引导机构(GD2)，所述承载车辆(VHC)具有用于第一路径引导机构(GD1)的第一车辆引导元件(GV1)和用于第二路径引导机构(GD2)的第二车辆引导元件(GV2)，两个路径引导机构(GD1，GD2)以及车辆引导元件(GV1，GV2)布置成，使得所述承载车辆(VHC)的沿着转接器部段(SWS)的行进路线(PT1，PT2)是一致的。

8.一种用于借助于根据前述权利要求中至少一项所述的装置(ARR)或转接器(SWS)转移承载车辆(VHC)的方法，所述方法将所述承载车辆从沿着第一行进路线(PT1)的第一路径引导机构(GD1)转移到沿着第二行进路线(PT2)的第二路径引导机构(GD2)，

引导功能(GFC)在转移期间借助于在所述第一路径引导机构(GD1)上的第一车辆引导元件(GV1)或者借助于在所述第二路径引导机构(GD2)上的第二车辆引导元件(GV2)一直被激活，或者两个车辆引导元件(GV1，GV2)在相应的路径引导机构(GD1，GD2)上被激活。

9.一种用于模拟(SIM)根据前述权利要求中任一项所述的装置(ARR)或转接器(SWS)或方法的计算机执行方法。

10.一种计算机系统(CPS)，包括至少一个计算机(CMP)，所述计算机设计和安排用于进行根据权利要求9所述的计算机执行方法的模拟。

11.一种计算机程序产品，用于借助于根据权利要求10所述的计算机系统(CPS)执行根据权利要求9所述的计算机执行方法。