DE102005015063B4

DE102005015063B4 - Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Erzeugung von Steueranweisungen für Rundläufermaschinen

Info

Publication number: DE102005015063B4
Application number: DE102005015063A
Authority: DE
Inventors: Peter Eimann; Patrick Johannes; Felix Petry; Hartmut Eggert; Peter Wörner; Matthias Bicker
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2025-04-01
Also published as: DE102005015063A1; JP4963853B2; FR2883993A1; US20060224257A1; US7433752B2; JP2006285988A

Abstract

Bearbeitungsstation zur Erzeugung von Steuerungsanweisungen für eine Rundläufermaschine, wobei Rundläuferbearbeitungsstationen auf einem Rundläufer angeordnet sind, mit Mitteln und einer Einrichtung, die ein Eingabe- und ein Darstellungsterminal so steuern,
– dass in einer ersten Menüebene die Möglichkeit der Auswahl und/oder Bestimmung von Segmenten auf dem Rundläufer bereitgestellt ist,
– dass in einer zweiten Menüebene, mit Bezug zu den auswählbaren Segmenten in der ersten Menüebene, die Funktionen der Rundläufermaschine und/oder der Rundläuferbearbeitungsstationen dargestellt werden, wobei die Funktionen auswählbar sind und ihre Funktionen innerhalb des Segmentes steuerbar sind,
– dass auf der Basis der so definierten Funktionen und deren Ansteuerung im Segment Steuerungsanweisungen erzeugt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Steuerungsanweisungen für eine Rundläufermaschine, wobei Bearbeitungsstationen auf einem Rundläufer angeordnet sind, mit einem Eingabe- und Darstellungsterminal. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zur Erzeugung von Maschinencodes für SPS und Mikrocontroller, das eine Rundläufermaschine und deren Komponenten steuert.
Gebiet der Erfindung:
Rundläufermaschinen, wie sie durch die vorliegende Erfindung gesteuert werden sollen, sind in einem weiten Bereich einsetzbar. Die in 1 dargestellte Rundläufermaschine dient zur Beschichtung von Flaschen, insbesondere Kunststoffflaschen, mithilfe von Plasma. Die Oberfläche der Flasche wird beschichtet und dadurch ändert sich die Barriereeigenschaft der Oberfläche. Andere Anwendungen sind denkbar. Bei der Rundläufermaschine rotieren Bearbeitungsstationen um einen zentralen Punkt und beinhalten Flaschen. In Abhängigkeit der Rotationsposition werden unterschiedliche Prozessschritte ausgeführt, wie aus den Figuren deutlich wird.
Beim Einsatz dieser Vorrichtung für unterschiedliche Flaschentypen ist eine Abänderung der Steuerung der Maschinen notwendig. Aufgrund der komplexen SPS-Steuerung und der Mikrocontroller-Steuerung ist einem Benutzer eine manuelle Erzeugung von Programmen nicht zuzumuten.
Stand der Technik (SdT):
Bekannte Programmiertools für Maschinen- und SPS-Steuerungen berücksichtigen nicht die Anwenderbedürfnisse, sondern haben primär das Ziel, Komponenten, die bereits eingesetzt wurden, erneut zu verwenden. Sie richten sich folglich an den Entwickler von Programmen für SPS. So ist es denkbar, dass Module erzeugt werden, die dann zu einem späteren Zeitpunkt in Form einer Library wieder eingebunden werden. Dieser Ansatz löst jedoch nicht die genannten Probleme, da es dem Anwender nicht zuzumuten ist, auf einer so niedrigen Programmierebene zu arbeiten.
Aus der DE 199 11 294 C1 ist eine Bearbeitungsstation zur Erzeugung von Steuerungsanweisungen für eine Rundläufermaschine bekannt, wobei die Bearbeitungsstationen auf einem Rundläufer angeordnet sind. Ferner sind Mittel und eine Einrichtung vorhanden, die ein Eingabe- und Darstellungs-Terminal steuern.
Aus der DE 102 31 345 A1 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Steuerungsanweisungen für eine Rundläufermaschine bekannt, wobei Bearbeitungsstationen auf einem Rundläufer angeordnet sind. Weiterhin sind mittels dieser Vorrichtung Funktionen innerhalb des Segmentes steuerbar.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung:
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, durch eine interaktive Eingabe von Informationen automatisch ein Steuerprogramm zu erzeugen, das eine Ansteuerung der Rundläufermaschine erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im Einzelnen handelt es sich um eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Steuerungsanweisungen für eine Rundläufermaschine, wobei Bearbeitungsstationen auf einem Rundläufer angeordnet sind. Die Bearbeitungsstationen weisen in der bevorzugten Ausführungsform Halterungen zur Aufnahme von Flaschen auf. Weiterhin erfolgt eine Gaszufuhr über die Bearbeitungsstationen sowie über die Druckverwaltung. Die Bearbeitungsstationen können zentral durch eine SPS gesteuert werden, durch jeweils eine separate SPS oder durch spezifische Mikrocontroller. Die genannten Komponenten sind durch Codeanweisungen programmierbar. Ein weiterer Bestandteil der Vorrichtung ist ein Eingabe- und Darstellungsterminal, über das interaktiv die Programme zusammengestellt werden. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen Laptop mit einer Fensteroberfläche wie Windows^®. Da Rundläufermaschinen in Abhängigkeit der Art der Flaschen und der Art der Beschichtung unterschiedlich gesteuert werden müssen, sind unterschiedliche Programme zu erstellen, die dann die einzelnen Komponenten der Rundläufermaschine und der Bearbeitungsstationen steuern. Das Erstellen eines solchen Programms, das i. d. R. auf einem Rezept basiert, kann aufgrund der Komplexität der Steuerungsanweisung und der damit verbundenen Fehlerträchtigkeit bei der Programmierung einem normalen Anwender nicht zugemutet werden.
Die Erfindung stellt folglich ein System bereit, das es dem Benutzer ermöglicht, über eine strukturierte Menüführung einen Programmcode zur Steuerung einer Rundläufermaschine zu erstellen.
Hierbei erfolgt in einer ersten Menüebene eine Definition eines Segmentes auf dem Rundläufer anhand von Umlaufspositionsparametern. Die Umlaufsparameter können Gradzahlen, Zentimeter auf dem Umlaufkreis oder andere äquivalente Werte sein. In der bevorzugten Ausführungsform sind es Gradzahlen. So können eine Vielzahl von Segmenten auf dem Rundläufer definiert werden, in denen dann bestimmte Funktionen angesteuert werden.
In einer zweiten Menüebene, die Bezug zu der Definition des Segmentes in der ersten Menüebene hat, werden die Funktionen der Rundläufermaschine oder der Bearbeitungsstationen bestimmt. Somit kann der Rundumlauf in logische Segmente unterteilt werden, innerhalb derer Funktionen gesteuert werden. Die Funktionen werden dabei über eine Maske interaktiv und selektiv ausgewählt, sodass die Funktionen innerhalb des logischen Segmentes gesteuert werden. Auf der Basis der so beschriebenen logischen Segmentierung werden Steuerungsanweisungen in Form eines Steuerungscodes erzeugt, der dann auf die Maschine transferiert wird.
In der bevorzugten Ausführungsform werden die Segmente durch Gradzahlen definiert und grenzen sich dadurch gegeneinander ab. Die Ausführung der Funktionen kann innerhalb der Segmente ebenfalls durch Gradzahlen bestimmt werden, die sich dann als DELTA auf die Anfänge der Segmente addieren und den Start oder das Anhalten der Funktion bestimmen.
Alternativ kann der Start oder das Ende der Funktion innerhalb des Segmentes durch eine zeitliche Angabe wie z. B. eine Verzögerung bestimmt werden. Diese Zeiteinheit gibt z. B. an, dass die Funktion, gemessen vom Zeitpunkt des Durchlaufens des logischen Segmentes, an- oder abgeschaltet wird bzw. für eine bestimmte Zeiteinheit aktiviert wird, wobei sich Letzteres unmittelbar aus der Rotationsgeschwindigkeit ergibt.
Weiterhin können Angaben von Sollwerten, Warnwerten und Fehlerwerten für Sensoren innerhalb eines Segmentes vorgenommen werden. Diese Angaben sind auch global festlegbar und dienen der Qualitätsbestimmung, insbesondere der Festlegung des Ausschusses und sind somit Grundlage für alle Segmente, wobei die spezifischere Angabe im Segment die höhere Priorität aufweist. So sind z. B. die globalen Maschinensteuerungsparameter: Geschwindigkeit, Sollparameter, Warnwerte, Fehlerwerte.
In der bevorzugten Ausführungsform für die Beschichtung von Flaschen können z. B. die lokalen Funktionen (innerhalb des logischen Segmentes) und die globalen Funktionen die Folgenden sein: Ventilsteuerung, Ventilüberwachung, Pumpensteuerung, Pumpenüberwachung, Mikrowellensteuerung, Mikrowellenüberwachung, Temperaturüberwachung, Temperatursteuerung, Plasmasteuerung, Plasmaüberwachung, Gassteuerung, Gasüberwachung. Andere Funktionen sind natürlich denkbar und ergeben sich in Abhängigkeit der Verwendung der Rundläufermaschine.
Nachdem die Parameter nun strukturiert eingegeben wurden, können diese entweder als Paket-Parameterkombinationen oder als bereits fertiger Code abgespeichert werden. Die Erzeugung des Codes erfolgt auf der Basis einer Maschinencodeschablone, auch Template genannt. Diese ist i. d. R. mit Makro-Anweisungen versehen, die i. d. R. vor dem Scan- und Parserprozess durch einen Makroeditor ersetzt werden. Der so bereitgestellte Code ist entweder auf der Rundläufermaschine interpretierbar oder er wird noch kompiliert, bevor er zur Maschine übertragen wird. Es ist jedoch denkbar, dass bereits in den kompilierten Code Anweisungen mithilfe einer speziellen Makroprogrammerkennung modifiziert werden. Dieser Ansatz ist jedoch aufgrund der möglichen Adressverschiebungen mit einem höheren Aufwand verbunden.
Nach der Erstellung des Codes kann dieser an die Maschine und die einzelnen Controller übertragen werden.
All diese vorbereitenden Tätigkeiten bis zur Fertigstellung des Programmcodes für die Rundläufermaschine und die einzelnen Bearbeitungsstationen werden vorzugsweise auf einem PC oder Laptop durchgeführt. Die Übertragung der so erzeugten Programmfragmente und Codeanweisungen kann dann über eine Netzwerkverbindung, wie z. B. ein Telefonnetz, erfolgen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche Elemente. Im Einzelnen zeigt:
1 eine perspektivische schematische Ansicht einer Rundläufermaschine mit Bearbeitungsstationen, wobei nicht alle Bearbeitungsstationen installiert sind;
2 die schematische Darstellung einer logischen Segmentierung einer Rundläufermaschine;
3 die Bildschirmdarstellung der globalen Parametermaske;
4 die Bildschirmdarstellung einer Segmentparametermaske.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform:
In einer möglichen Ausführungsform, wie sie in den 1 und 2 dargestellt wird, umfasst eine Rundläuferbeschichtungsanlage 31 zwölf Bearbeitungsstationen 32 bzw. zwölf Kammern. Die Kammern 32 (Doppelreaktoren) sind mit jeweils zwei MW-Generatoren 33 versehen.
Die Segmentierung ist so erfolgt, dass sich zwei Kammern immer in der Beschichtungsphase (17, 18, 19, 20) für den Haftvermittler befinden. Vier Kammern (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) befinden sich immer in der Beschichtungsphase für die Barriere. In den anderen Segmenten (21, 22, 1, 2) werden die Flaschen der Maschine übergeben bzw. verlassen die Maschine. In wieder anderen Segmenten werden Pumpfunktionen gesteuert (3, 4, 5, 6). Über eine Ringleitung sind sie mit dem Gaserzeuger verbunden. Dieser wird von einem Precursor-Vorratsbehälter versorgt. Es existiert ein Hauptpumpstand, an dem über eine Sammelleitung jeder Reaktor angeschlossen ist. Der Druck wird zentral an der Sammelleitung jeweils für Haftvermittler und Barriere geregelt (siehe 3).
Die 3 zeigt die Einstellung von globalen Rezeptparametern; hierbei handelt es sich um Geschwindigkeiten von Regelungen und um Massefluss-Regelungen. Die Beschreibungen sind selbstsprechend, sodass eine weitere Stellungnahme hierzu mit Verweis auf die 1 unterbleiben kann.
Die 4 zeigt die Steuerung in einem fünften Segment, bei dem es sich in Bezug zu 2 um das Fluten-Segment (17, 18, 19, 20) handelt. Dieses Segment beginnt bei Grad 275. die Funktionen Belüftung innen und Belüftung außen sind aktiviert und fangen mit einer Verzögerung von 80 ms bzw. 150 ms an und enden relativ zum Beginn des Segmentes nach 25 Grad. Weiterhin wird Spülgas hineingepumpt, das um 140 ms verzögert eingeleitet wird und das ebenfalls segmentübergreifend eingeleitet wird. Da es sich um das Ende des Segmentes handelt, wird spätestens zum Zeitpunkt des Auswurfs der Flasche die Spülung gestoppt.

Claims

Bearbeitungsstation zur Erzeugung von Steuerungsanweisungen für eine Rundläufermaschine, wobei Rundläuferbearbeitungsstationen auf einem Rundläufer angeordnet sind, mit Mitteln und einer Einrichtung, die ein Eingabe- und ein Darstellungsterminal so steuern, – dass in einer ersten Menüebene die Möglichkeit der Auswahl und/oder Bestimmung von Segmenten auf dem Rundläufer bereitgestellt ist, – dass in einer zweiten Menüebene, mit Bezug zu den auswählbaren Segmenten in der ersten Menüebene, die Funktionen der Rundläufermaschine und/oder der Rundläuferbearbeitungsstationen dargestellt werden, wobei die Funktionen auswählbar sind und ihre Funktionen innerhalb des Segmentes steuerbar sind, – dass auf der Basis der so definierten Funktionen und deren Ansteuerung im Segment Steuerungsanweisungen erzeugt werden.
Bearbeitungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend Mittel zur Bestimmung von Segmenten durch Gradzahlen oder zur Bestimmung von Funktionen innerhalb der Segmente durch Gradzahlen.
Bearbeitungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend Mittel zur Bestimmung einer ersten Gradzahl, die den Beginn des Segmentes bestimmt, und umfassend Mittel zur Bestimmung einer zweiten Gradzahl mit Bezug zu den Funktionen, um deren Beginn innerhalb des Segments oder deren Ende innerhalb des Segmentes zu bestimmen.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Mittel zur Festlegung von zeitlicher Verzögerung für einzelne Funktionen innerhalb des Segmentes.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Mittel zur Festlegung von Obergrenzen oder Untergrenzen von Sensorwerten für eine Überprüfung innerhalb des Segmentes.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Mittel zur globalen Maschinensteuerungsparameter-Festlegung, die für alle Segmente gelten.
Bearbeitungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die globalen Maschinensteuerungsparameter einer oder mehrere der folgenden Parameter sind: Geschwindigkeitswerte, Sollwerte, Sollbereiche, Warnwerte, Fehlerwerte.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Segmente jeweils durch ihren Anfangswert abgrenzen.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei Mittel und eine Einrichtung vorhanden sind, die eine Onlineübertragung der erzeugten Steuerungsanweisung an die Rundläufermaschine oder die Bearbeitungsstationen ermöglichen.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rundläufermaschine und die Rundläuferbearbeitungsstationen mit Mitteln zur Beschichtung von Flaschen versehen sind.
Bearbeitungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Mittel vorhanden sind, die Steuerungsanweisungen für eine oder mehrere der folgenden Funktionen erzeugen: Ventilsteuerung, Ventilüberwachung, Pumpensteuerung, Pumpenüberwachung, Mikrowellensteuerung, Mikrowellenüberwachung, Temperaturüberwachung, Temperatursteuerung, Plasmasteuerung, Plasmaüberwachung, Gassteuerung, Gasüberwachung.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Mittel, die ein Abspeichern und Verwalten von unterschiedlichen Steuerungsanweisungen oder Parametern ermöglichen.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung und Mittel vorhanden sind, die eine Maschinencodeschablone für SPS oder Mikrocontroller mit Parametern versehen, die über die Menüebenen eingegeben wurden, und den so erzeugten Maschinencode als Steuerungsanweisung bereitzustellen.
Bearbeitungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Maschinencodeschablone ein Codetemplate ist, das über Makrodefintionen mit den Parametern versehbar ist.
Bearbeitungsstation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen PC, der programmtechnisch so eingerichtet ist, dass er über eine Fensteroberfläche die Eingaben der Parameter zulässt.
Bearbeitungsstation nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die einzelnen Segmente auf einzelnen Bildschirmseiten darstellbar sind.
Verfahren zur Erzeugung von Steuerungsanweisungen für eine Rundläufermaschine, wobei Rundläuferbearbeitungsstationen auf einem Rundläufer angeordnet sind, mit einem Eingabe- und Darstellungsterminal, a) bei dem in einer ersten Menüebene eine Definition eines Segmentes auf dem Rundläufer anhand von Umlaufspositionsparametern erfolgt, b) bei dem in einer zweiten Menüebene, mit Bezug zu der Definition des Segmentes in der ersten Menüebene, die Funktionen der Rundläufermaschine oder der Rundläuferbearbeitungsstationen bestimmt werden, wobei die Funktionen interaktiv und selektiv ausgewählt werden und ihre Funktionen innerhalb des Segmentes gesteuert werden, c) bei dem auf der Basis der so definierten Funktionen und deren Ansteuerung im Segment Steuerungsanweisungen in Form eines Steuerungscodes erzeugt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei die Segmente durch Gradzahlen definiert und abgegrenzt werden, wobei die Ausführung der Funktionen innerhalb der Segmente durch die Gradzahlen bestimmt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei die Ansteuerung einer Funktion durch eine zweite Gradzahl mit Bezug zu dem Segment bestimmt wird, um deren Beginn innerhalb des Segments oder deren Ende innerhalb des Segmentes zu bestimmen.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei zeitliche Verzögerungen für das Auslösen einer einzelnen Funktion innerhalb des Segmentes bestimmt werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei eine Angabe von Sollwerten, Warnwerten und Fehlerwerten für Sensoren innerhalb eines Segmentes vorgenommen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei globale Maschinensteuerungs- oder Überwachungsparameter festgelegt werden, die für alle Segmente übergreifend gelten.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die globalen Maschinensteuerungsparameter einer oder mehrere der folgenden Parameter sind: Geschwindigkeit, Sollparameter, Warnwerte, Fehlerwerte.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Steuerungsanweisungen für eine Rundläufermaschine mit Rundläuferbearbeitungsstationen erzeugt werden, die mit Mitteln zur Beschichtung von Flaschen versehen ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei Steuerungsanweisungen für eine oder mehrere der folgenden Funktionen erzeugt werden: Ventilsteuerung, Ventilüberwachung, Pumpensteuerung, Pumpenüberwachung, Mikrowellensteuerung, Mikrowellenüberwachung, Temperaturüberwachung, Temperatursteuerung, Plasmasteuerung, Plasmaüberwachung, Gassteuerung, Gasüberwachung.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, umfassend Mittel, die ein Abspeichern und Verwalten von unterschiedlichen Steuerungsanweisungen oder Parametern ermöglichen.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei auf der Basis einer allgemeinen Maschinencodeschablone, die eine SPS oder einen Mikrocontroller steuert, ein Maschinencode erzeugt wird, in dem die Parameter automatisch eingefügt werden, die interaktiv über die Menüebenen eingegeben wurden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Maschinencodeschablone ein Codetemplate ist, das über Makrodefintionen der Parameter mit den Parametern versehen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, umfassend einen Programmcode, der das Ablaufen des Verfahrens auf einem PC ermöglicht.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, gekennzeichnet durch eine Datenstruktur, die so ausgebildet ist, dass nach dem Laden durch einen Computer, ein Ablauf des Verfahrens nach den vorhergenannten Verfahrensansprüchen auf einem Computer ermöglicht wird, wobei die Datenstruktur auf einem Datenträger abgelegt ist.