DE102007031218B4 - Device, labeling machine and method for operating a device - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung, umfassend- einen Drehtisch (20), der relativ zu einer Unterlage drehbar ist,- wenigstens zwei Antriebe, die auf dem Drehtisch (20) angeordnet sind, wobei jeder Antrieb einen Winkelsensor umfasst,- wenigstens zwei Drehteller (22, 29), die auf dem Drehtisch (20) angeordnet sind, wobei jeder Antrieb einen Drehteller (22, 29) antreibt,- und eine mit der Unterlage unbeweglich verbundene, den Drehtisch (20) umlaufende Markierungsspur (26),wobeijedem der wenigstens zwei Antriebe ein separater Sensor (27) auf dem Drehtisch (20) zugeordnet ist, mit dem die Markierungsspur (26) auslesbar ist,wobei die Sensoren an verschiedenen Punkten des Drehtischs (20) angeordnet sind und jeder der wenigstens zwei Antriebe eine elektronische Schaltung umfasst,mit der die Orientierung bezüglich der Unterlage des durch den Antrieb jeweils angetriebenen Drehtellers (22, 29) aus dem Signal des Winkelsensors des Antriebs und dem Signal des zugeordneten Sensors (27) bestimmbar ist,wobei die elektronische Schaltung eine Auswerteelektronik für die Sensorsignale umfasst undjeder Antrieb ein Gehäuse aufweist, das die elektronische Schaltung gehäusebildend umgibt, und wobei ein Primärleiter (24) einer Anlage zur berührungslosen Energieübertragung umfasst ist,der konzentrisch um die Achse des Drehtischs (20) angeordnet ist,wobei ein Koppelelement auf dem Drehtisch (20) angeordnet ist,das induktiv an den Primärleiter (24) gekoppelt ist,wobei jeder Antrieb mit dem Koppelelement zur Energieversorgung verbunden ist.Device comprising- a turntable (20) which can be rotated relative to a base, - at least two drives which are arranged on the turntable (20), each drive comprising an angle sensor, - at least two turntables (22, 29), which are arranged on the turntable (20), each drive driving a turntable (22, 29), - and a marking track (26) that is immovably connected to the base and encircling the turntable (20), each of the at least two drives having a separate sensor (27) is assigned on the turntable (20) with which the marking track (26) can be read, the sensors being arranged at different points on the turntable (20) and each of the at least two drives comprising an electronic circuit with which the orientation with respect to the base of the turntable (22, 29) driven by the drive can be determined from the signal of the angle sensor of the drive and the signal of the associated sensor (27), the electronic e circuit comprises evaluation electronics for the sensor signals and each drive has a housing which surrounds the electronic circuit to form a housing, and wherein a primary conductor (24) of a system for contactless energy transmission is included, which is arranged concentrically around the axis of the turntable (20), wherein a coupling element is arranged on the turntable (20), which is inductively coupled to the primary conductor (24), each drive being connected to the coupling element for energy supply.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, eine Etikettiermaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung.The invention relates to a device, a labeling machine and a method for operating a device.
Es sind allgemein Maschinen mit drehbaren Maschinenteilen bekannt, auf denen Antriebe vorgesehen sind.There are generally known machines with rotatable machine parts on which drives are provided.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit elektrischen Antrieben mit einfacheren Mitteln weiterzubilden, insbesondere bei bewegbar angeordneten Maschinenteilen.The invention is based on the object of developing a device with electrical drives using simpler means, in particular in the case of machine parts arranged to be movable.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Vorrichtung nach den in Anspruch 1, bei der Etikettiermaschine nach den in Anspruch 20 und bei dem Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach den in Anspruch 21 oder 24 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the device according to the features specified in claim 1, in the labeling machine according to the features specified in
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Vorrichtung sind, dass eine Drehtisch relativ zu einer Unterlage drehbar ist, Antriebe auf dem Drehtisch angeordnet sind, wobei jeder Antrieb einen Winkelsensor umfasst, Drehteller auf dem Drehtisch angeordnet sind, wobei jeder Antrieb einen Drehteller antreibt, und eine mit der Unterlage unbeweglich verbundene, den Drehtisch umlaufende Markierungsspur umfasst ist, wobei jedem Antrieb ein Sensor auf dem Drehtisch zugeordnet ist, mit dem die Markierungsspur auslesbar ist, und jeder Antrieb eine elektronische Schaltung umfasst, mit der die Orientierung bezüglich der Unterlage des durch den Antriebs jeweils angetriebenen Drehtellers aus dem Signal des Winkelsensors des Antriebs und dem Signal des zugeordneten Sensors bestimmbar ist. Die Markierungsspur ist unbeweglich angeordnet, ändert als ihre Lage bezüglich des Drehtisch-Antriebs bei einer Bewegung des Drehtisches nicht. Vorzugsweise umfasst die elektronische Schaltung eine Auswerteelektronik für die Sensorsignale. Von Vorteil ist dabei, dass jeder Antrieb die Steuerung des Drehwinkels seines Drehtellers in Abhängigkeit von der Stellung des Drehtisches ausführen kann, indem er die Stellung des Drehtisches durch Auslesen eines Abschnitts der Markierungsspur ermittelt. Jeder Antrieb der Drehteller ist somit als autarke Einheit ausbildbar, der zudem berührungslos mit Energie versorgbar ist. Die Verwendung eines Bussystems, sogar überhaupt von Verkabelung auf dem Drehtisch, kann daher vorteilhaft entfallen.Important features of the invention in the device are that a turntable is rotatable relative to a base, drives are arranged on the turntable, each drive comprising an angle sensor, turntables are arranged on the turntable, each drive driving a turntable, and one with the base immovably connected, the turntable encircling marking track, each drive being assigned a sensor on the turntable with which the marking track can be read, and each drive includes an electronic circuit with which the orientation with respect to the base of the drive in each case driven turntable from the signal of the angle sensor of the drive and the signal of the associated sensor can be determined. The marking track is immovable and does not change its position with respect to the turntable drive when the turntable moves. The electronic circuit preferably comprises evaluation electronics for the sensor signals. The advantage here is that each drive can control the angle of rotation of its turntable as a function of the position of the turntable by determining the position of the turntable by reading out a section of the marking track. Each drive of the turntable can thus be designed as a self-sufficient unit, which can also be supplied with energy without contact. The use of a bus system, even cabling at all on the turntable, can therefore advantageously be dispensed with.
Die Markierungsspur ist hierbei entweder als Inkrementspur oder als Spur mit Information über den Absolutwert des Drehwinkels ausgebildet. Somit ist eine zentrale Erfassung des Drehwinkels am Drehtisch durch ein Ausrichtungsmodul nach der
Von Vorteil ist weiter, dass an einem Antrieb, dem Antrieb eines Drehtellers, mit einem Sensor die Bewegung eines anderen Antriebes, dem Antrieb des Drehtisches, überwachbar ist, und das die Bewegung des einen Antriebes durch die Bewegung des anderen Antriebs bestimmt wird, ohne das der andere Antrieb aktiv Einfluss nimmt. Die Bewegung des Drehtisches und der Drehteller sind hierbei völlig unabhängig voneinander vornehmbar, insbesondere besteht keine mechanische oder elektronische Kopplung.Another advantage is that on a drive, the drive of a turntable, the movement of another drive, the drive of the turntable, can be monitored with a sensor, and that the movement of one drive is determined by the movement of the other drive, without the the other drive actively influences. The movement of the turntable and the turntable can be carried out completely independently of one another, in particular there is no mechanical or electronic coupling.
Alternativ ist ein Sensor für eine Gruppe von Antrieben der Drehteller verwendbar.Alternatively, a sensor can be used for a group of turntable drives.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jeder Antrieb ein Gehäuse auf, das die elektronische Schaltung gehäusebildend umgibt. Von Vorteil ist dabei, dass kompakte Antriebs- und Steuerungseinheiten bereitgestellt sind, mit denen die Drehteller positioniert werden. Somit ist der Drehtisch übersichtlich gestaltbar und leicht reinigbar.In an advantageous embodiment, each drive has a housing which surrounds the electronic circuit to form the housing. The advantage here is that compact drive and control units are provided with which the turntables are positioned. The turntable can thus be designed clearly and is easy to clean.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die elektronische Schaltung eine Motoransteuerung. Vorzugsweise umfasst die elektronische Schaltung die Umrichterelektronik des Antriebs oder die Ansteuerung eines Schrittmotors. Somit ist vorteilhaft die Funktionalität eines Umrichtermotors oder eines Schrittmotors mit Ansteuerelektronik für die elektronische Kurvenscheibe.In an advantageous embodiment, the electronic circuit includes a motor control. The electronic circuit preferably comprises the converter electronics of the drive or the control of a stepper motor. The functionality of a converter motor or a stepper motor with control electronics for the electronic cam is therefore advantageous.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Primärleiter einer Anlage zur berührungslosen Energieübertragung umfasst, der konzentrisch um die Achse des Drehtischs angeordnet ist, wobei jeder Antrieb ein Koppelelement umfasst, das induktiv an den Primärleiter gekoppelt ist. Von Vorteil ist dabei, dass keine Anschlussleitungen zu den Antrieben geführt werden müssen, sondern dass die Antriebe ihre Energie aus einem robusten Primärleiter über eine in hoher Schutzart gekapselte induktive Koppeleinrichtung beziehen können. Somit ist insgesamt die Schutzart der Anlage erhöht und der Einsatzbereich erweitert.In an advantageous embodiment, a primary conductor of a system for contactless energy transfer is included, which is arranged concentrically around the axis of the turntable, each drive comprising a coupling element which is inductively coupled to the primary conductor. The advantage here is that no connection lines have to be routed to the drives, but that the drives can draw their energy from a robust primary conductor via an inductive coupling device encapsulated with a high degree of protection. The overall degree of protection of the system is thus increased and the area of application expanded.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Primärleiter einer Anlage zur berührungslosen Energieübertragung umfasst, der konzentrisch um die Achse des Drehtischs angeordnet ist, wobei ein Koppelelement auf dem Drehtisch angeordnet ist, das induktiv an den Primärleiter gekoppelt ist wobei jeder Antrieb mit dem Koppelelement zur Energieversorgung verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine kostengünstigere und weniger störanfällige Alternative bereitgestellt ist, denn zum einen nutzen alle Antriebe gemeinsam einen Resonanzkreis und einen Gleichrichter, zum anderen werden wechselseitige Störungen der Antriebe bei individueller Ankopplung vermieden.In an advantageous embodiment, a primary conductor of a system for contactless energy transmission is included, which is arranged concentrically around the axis of the turntable, a coupling element being arranged on the turntable, which is inductively coupled to the primary conductor, with each drive being connected to the coupling element for energy supply . The advantage here is that a more cost-effective and less interference-prone alternative is provided because, on the one hand, all drives share a resonant circuit and a rectifier, and on the other hand, mutual interference between the drives is avoided with individual coupling.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Primärleiter fest mit der Unterlage verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine drehbare Verbindung des Primärleiters mit einem stationären Versorger verzichtbar ist.In an advantageous embodiment, the primary conductor is firmly connected to the base. The advantage here is that a rotatable connection of the primary conductor to a stationary supplier can be dispensed with.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Primärleiter fest mit dem Drehtisch verbunden. Somit ist eine alternative Ausführungsform bereitgestellt, in die Energie von einem stationären Versorger eingespeist wird. Die Ankopplung der Antriebe an den Primärleiter ist hier erheblich vereinfacht, da die Antriebe nicht entlang des Primärleiters verschiebbar sein müssen. Insbesondere ist ein Umschlaufen von oder Einstecken in Koppelbereiche der Antriebe vornehmbar zum Anschluss des Primärleiters.In an advantageous embodiment, the primary conductor is firmly connected to the turntable. An alternative embodiment is thus provided, into which energy is fed from a stationary supplier. The coupling of the drives to the primary conductor is considerably simplified here, since the drives do not have to be displaceable along the primary conductor. In particular, looping around or plugging into the coupling areas of the drives can be carried out in order to connect the primary conductor.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfast mindesten ein Koppelelement eine seriell oder parallel zu einer Induktivität geschaltete Kapazität, durch die ein Resonanzkreis ausgebildet ist. Vorzugsweise wird auf den Primärleiter ein Wechselstrom aufgeprägt, wobei die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises auf die Mittenfrequenz des Wechselstroms abgestimmt ist. Somit ist die Kopplung der Antriebe an den Primärleiter über einen Luftspalt hinweg vornehmbar. Dies ermöglicht eine erhöhte Flexibilität und eine erhöhte Toleranz gegenüber seitlichen Abweichungen bei der Verschiebung der Abnehmer der Antriebe entlang des Primärleiters.In an advantageous embodiment, at least one coupling element comprises a capacitance which is connected in series or in parallel with an inductance and through which a resonance circuit is formed. An alternating current is preferably impressed on the primary conductor, the resonance frequency of the Resonant circuit is tuned to the center frequency of the alternating current. The drives can thus be coupled to the primary conductor via an air gap. This enables increased flexibility and increased tolerance with regard to lateral deviations when the drive consumers are moved along the primary conductor.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst jeder Antrieb Mittel zum induktiven Datenempfang aus dem Primärleiter oder jeder Antrieb ist über eine Funkverbindung, beispielsweise WLAN, mit einer zentralen Steuerung verbunden. Somit ist beispielsweise ein Soll-Bewegungsablauf, also eine abgeänderte elektronische Kurvenscheibe, an die Antriebe während des Betriebs vorgebbar. Dies erhöht die Flexibilität der Vorrichtung gegenüber wechselnden Anforderungen.In an advantageous embodiment, each drive comprises means for inductive data reception from the primary conductor, or each drive is connected to a central controller via a radio link, for example WLAN. Thus, for example, a target movement sequence, that is to say a modified electronic cam disk, can be specified for the drives during operation. This increases the flexibility of the device with regard to changing requirements.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum induktiven Datenempfang aus dem Primärleiter von den Koppelelementen umfasst. Eine Buskommunikation der Antriebe untereinander und/oder mit einer Zentraleinheit ist somit über Signale möglich, die dem Wechselstromsignal der Energieversorgung aufmoduliert werden. Somit ist die Kabelführung in der Gesamtanlage vereinfacht.In an advantageous embodiment, the means for inductive data reception from the primary conductor are comprised by the coupling elements. Bus communication between the drives and / or with a central unit is thus possible via signals that are modulated onto the alternating current signal of the power supply. This simplifies the cable routing in the overall system.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum induktiven Datenempfang zusätzlich als Mittel zum induktiven Datenversand an den Primärleiter ausgebildet. Somit sind Rückmeldungen der Antriebe an die Zentraleinheit, beispielsweise Fehlermeldungen und/oder Auftragsbestätigungen, übermittelbar. Die Antriebe sind in einer Weiterbildung mit zusätzlichen Sensoren verbunden oder umfassen diesen, mit denen der Zustand des Werkstücks auf dem Drehteller, beispielsweise eine erfolgreiche Etikettierung, erfasst oder überwacht wird.In an advantageous embodiment, the means for inductive data reception are also designed as means for inductive data transmission to the primary conductor. Feedback from the drives can thus be transmitted to the central unit, for example error messages and / or order confirmations. In a further development, the drives are connected to or include additional sensors with which the state of the workpiece on the turntable, for example successful labeling, is recorded or monitored.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein gegenüber einem stationär angeordneten Teil bewegbar angeordnetes Maschinenteil, an dem Antriebe vorgesehen sind, umfasst, wobei die Antriebe berührungslos mit Energie und Information versorgbar sind, wobei jeder Antrieb eine Lesevorrichtung umfasst zum Ablesen von stationär angeordneten Positionsmarkierungen. Von Vorteil ist dabei, dass die Antriebe ganz autark, also ohne Verkabelung zur Energie, Daten und/oder Versorgung mit Positionsinformationen ausführbar sind. Ein Drehtisch ist also auch verschleißfrei, schnell und kostengünstig herstellbar.In an advantageous embodiment, a machine part that is movably arranged with respect to a stationary part and on which drives are provided is included, wherein the drives can be supplied with energy and information in a contactless manner, each drive comprising a reading device for reading stationary position markings. The advantage here is that the drives can be implemented completely independently, that is to say without cabling for energy, data and / or supply of position information. A rotary table can therefore also be manufactured quickly and inexpensively without wear.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Antriebe einen Elektromotor. Von Vorteil ist dabei, dass Servomotoren verwendbar sind.In an advantageous embodiment, the drives comprise an electric motor. The advantage here is that servomotors can be used.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Antriebe eine Sekundärspule, die induktiv an einen stationär angeordneten Primärleiter angekoppelt sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Antriebe verschleißfrei versorgbar sind. Bei Verwendung eines auf Resonanz abgestimmten, in Reihe oder parallel zur Sekundärspule geschalteten Kondensators sind die Antriebe sogar über einen relativ großen Luftspalt hinweg.In an advantageous embodiment, the drives include a secondary coil which is inductively coupled to a stationary primary conductor. The advantage here is that the drives can be supplied without wear. When using a resonance-tuned capacitor connected in series or parallel to the secondary coil, the drives are even across a relatively large air gap.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Antriebe nicht elektrisch verbunden und/oder umfassen keinen elektrischen Steckverbinder. Von Vorteil ist dabei, dass die Antriebe nur mechanisch aufgesteckt oder anmontiert werden müssen und schon betriebsbereit sind. In an advantageous embodiment, the drives are not electrically connected and / or do not include an electrical connector. The advantage here is that the drives only have to be mechanically plugged in or mounted and are already ready for operation.
Elektrische Verkabelung für Energieversorgungs- oder Datenbussysteme ist nicht notwendig. Ebenso ist keine Verbindung mit einem Winkelsensor oder Linearpositionserfassungssystem notwendig. Ein einfaches integriertes Lesegerät zur beispielhaft nur inkrementellen Positionsmarkierungserfassung ist ausreichend.Electrical cabling for energy supply or data bus systems is not necessary. A connection to an angle sensor or linear position detection system is also not necessary. A simple integrated reading device for, for example, only incremental position marker detection is sufficient.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse der Antriebe glatt ausgeführt, insbesondere derart, dass die Oberfläche derart gestaltet ist, dass Flüssigkeit, wie Wasser oder dergleichen, sich nicht ansammeln kann in einem Oberflächenbereich. Von Vorteil ist dabei, dass ein Einsatz in der Nahrungsmittelindustrie vorsehbar ist.In an advantageous embodiment, the housing of the drives is smooth, in particular in such a way that the surface is designed in such a way that liquid, such as water or the like, cannot collect in a surface area. The advantage here is that it can be used in the food industry.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung stellen die Positionsmarkierungen inkrementelle Positions-Information dar. Von Vorteil ist dabei, dass nur inkrementelle Informationen von den Antrieben erfasst werden müssen. Es genügt, die Absolutinformation beispielhaft einmalig bei Inbetriebnahme zu erfassen. Es müssen dann später im Betrieb keine Ist-Positionsinformationen übertragen werden.In an advantageous embodiment, the position markings represent incremental position information. The advantage here is that only incremental information has to be recorded by the drives. It is sufficient to record the absolute information once upon commissioning, for example. No actual position information then has to be transmitted later during operation.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine niedrigere Datenübertragungsrate für die Informationsübertragung zu den Antrieben vorgesehen als diejenige Datenübertragungsrate, die für die Vorrichtung notwendig wäre, wenn ein zentrales Lesegerät die Absolutposition erfassen müsste und beim Betrieb an die Antriebe übermitteln müsste. Von Vorteil ist dabei, dass der Datenübertragungskanal kostengünstiger herstellbar ist.In an advantageous embodiment, a lower data transmission rate is provided for the information transmission to the drives than the data transmission rate that would be necessary for the device if a central reading device had to detect the absolute position and transmit it to the drives during operation. The advantage here is that the data transmission channel can be produced more cost-effectively.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Maschinenteil ein Drehtisch und die Antriebe sind am Drehtisch vorgesehen zum Antreiben von Werkstücken, insbesondere zur Drehpositionierung. Von Vorteil ist dabei, dass die Werkstücke um ihre eigene Achse drehbar sind und zusätzlich der Maschinentisch bewegbar ist. Es sind also Kreis auf Kreis-Bewegungen oder Kreis-Linear-Bewegungen möglich - abhängig von der Ausführungsart des Maschinentisches.In an advantageous embodiment, the machine part is a turntable and the drives are provided on the turntable for driving workpieces, in particular for rotary positioning. The advantage here is that the workpieces can be rotated about their own axis and the machine table can also be moved. Circle-to-circular movements or circular-linear movements are possible - depending on the type of machine table.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Positionsmarkierungen zumindest eine Referenzmarke am Umfang, insbesondere wobei die Referenzmarke als dicker ausgeführte Positionsmarkierung ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass einfache Mittel verwendbar sind.In an advantageous embodiment, the position markings comprise at least one reference mark on the circumference, in particular the reference mark being designed as a thicker position mark. The advantage here is that simple means can be used.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Antrieb ein von einem Elektromotor, insbesondere Bremsmotor oder Motor mit Winkelsensor, angetriebenes Getriebe.In an advantageous embodiment, the drive comprises a gear driven by an electric motor, in particular a brake motor or a motor with an angle sensor.
Wichtige Merkmale der Erfindung einer Etikettiermaschine sind, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit auf einem Drehtisch angeordneten und Drehteller antreibenden Antrieben umfasst ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Etikettiermaschine in hoher Schutzart fertigbar ist, deren Funktionalität sogar während des Betriebs flexibel gestaltbar ist. Stecker und Anschlussleitungen für die Antriebe sind weitestgehend verzichtbar. Ein modularer Aufbau wie in der
Wichtige Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zum Betreiben einer Vorrichtung sind, dass ein erster Antrieb den Bewegungsablauf eines zweiten Antriebs erfasst oder überwacht und der erste Antrieb seinen Bewegungsablauf in Abhängigkeit von dem Bewegungsablauf des zweiten Antriebs steuert. Von Vorteil ist dabei, dass die Überwachung der Bewegung an einem Punkt erfolgen kann, der räumlich entfernt liegt von dem zweiten Antrieb. Somit wird keine elektronische Informationsübertragung zwischen zweiten Antrieb und ersten Antrieb benötigt, und die Präzision der Steuerung des ersten Antriebs ist nicht durch Übertragungsgeschwindigkeiten eines Bussystems limitiert, sondern lediglich durch die Genauigkeit der Überwachung. Diese kann vorteilhaft gesteigert werden, da die räumliche Entfernung des ersten Antriebs vom zweiten Antrieb als vergrößernder Hebel wirkt. Zudem ist von Vorteil, dass mehrere erste Antriebe simultan den Bewegungsablauf des zweiten Antriebs überwachen können, indem sie die Bewegung eines vom zweiten Antrieb fortbewegten starren Körpers, beispielsweise eines Drehtisches oder eines linear beweglichen Maschinentisches, an verschiedenen Punkten des starren Körpers überwachen. Somit ist eine elektronische Informationsvervielfachung ebenfalls verzichtbar. Vorzugsweise sind die ersten Antriebe bei einem als Drehtisch ausgebildeten starren Körper als Antriebe von Drehtellern ausgebildet.Important features of the invention of a method for operating a device are that a first drive detects or monitors the movement sequence of a second drive and the first drive controls its movement sequence as a function of the movement sequence of the second drive. The advantage here is that the movement can be monitored at a point that is spatially remote from the second drive. Electronic information transmission between the second drive and the first drive is therefore not required, and the precision of the control of the first drive is not limited by the transmission speeds of a bus system, but only by the accuracy of the monitoring. This can advantageously be increased since the spatial distance between the first drive and the second drive acts as a magnifying lever. It is also advantageous that several first drives can simultaneously monitor the movement of the second drive by monitoring the movement of a rigid body moved by the second drive, for example a turntable or a linearly movable machine table, at different points on the rigid body. Electronic duplication of information can therefore also be dispensed with. In the case of a rigid body designed as a turntable, the first drives are preferably designed as drives for turntables.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung bewegt der zweite Antrieb den ersten Antrieb oder die ersten Antriebe fort, wobei jeder erste Antrieb einen Sensor umfasst, mit dem er seine Fortbewegung an einer Markierungsspur feststellt, die bezüglich des zweiten Antriebs ruht, und wobei der erste Antrieb seinen Bewegungsablauf in Abhängigkeit von dem Sensorsignal durchführt. Die ersten Antriebe sind somit auf einem starren Körper montiert und ruhen bezüglich diesem. Der starre Körper wird durch den zweiten Antrieb fortbewegt. Der starre Körper bewirkt außerdem eine Synchronisation der ersten Antriebe untereinander.In an advantageous embodiment, the second drive moves the first drive or the first drives, each first drive comprising a sensor with which it detects its movement on a marking track that is at rest with respect to the second drive, and the first drive shows its sequence of movements Performs depending on the sensor signal. The first drives are thus mounted on a rigid body and rest with respect to this. The rigid body is moved by the second drive. The rigid body also causes the first drives to be synchronized with one another.
In Weiterbildungen wird der starre Körper durch mehrere Antriebe auf einer komplizierteren, in zwei oder drei Dimensionen verlaufenden Bewegungsbahn fortbewegt, und es werden mehrere Markierungsspuren verwendet, die eine Bewegung in voneinander unabhängigen Bewegungsrichtungen feststellen. Beispielsweise ist der erste Antrieb von einem Greifer oder einem Werkzeug eines Handhabungsgeräts umfasst, und der zweite Antrieb dient der Bewegung dieses Greifers oder Werkzeugs. Die Markierungsspuren sind als inkrementelle Referenzmarkierungen entlang der Raumachsen unbeweglich bezüglich der Standfläche des Handhabungsgeräts ausgebildet.In further developments, the rigid body is moved by several drives on a more complicated path of movement running in two or three dimensions, and several marking tracks are used that determine movement in mutually independent directions of movement. For example, the first drive is comprised by a gripper or a tool of a handling device, and the second drive is used to move this gripper or tool. The marking tracks are designed as incremental reference markings along the spatial axes so as to be immovable with respect to the standing surface of the handling device.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Markierungsspur als Inkrement-Spur ausgebildet. Somit ist eine minimale Datenmenge übertragbar. Vorzugsweise wird vor dem Start des Bewegungsablaufs ein Startpunkt festgelegt, und die ersten Antriebe bestimmen ihre aktuelle Position auf der Bewegungsbahn durch Abzählen der Inkremente. Es wird also pro Teilung auf der Markierungsspur nur jeweils 1 Bit Information gelesen und verarbeitet, wodurch eine feine Unterteilung der Markierungsspur bei hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen Markierungsspur und ersten Antrieben verarbeitbar ist.In an advantageous embodiment, the marking track is designed as an incremental track. This means that a minimal amount of data can be transferred. A starting point is preferably established before the start of the movement sequence, and the first drives determine their current position on the movement path by counting the increments. Only 1 bit of information is read and processed per division on the marking track, which means that a fine subdivision of the marking track can be processed at high relative speeds between the marking track and the first drives.
Vorzugsweise ist die Markierungsspur in räumlicher Nähe zur einer Position angeordnet, bezüglich derer die ersten Antriebe ihren Bewegungsablauf ausrichten sollen. Beispielsweise ist die Markierungsspur entlang des Umfangs eines Drehtisches ausgerichtet, wenn die ersten Antriebe Drehteller bezüglich einer Bearbeitungsstation ausrichten sollen, die entlang des Drehtischumfangs angeordnet sind.The marking track is preferably arranged in spatial proximity to a position with respect to which the first drives are to align their sequence of movements. For example, the marking track is aligned along the circumference of a turntable if the first drives are to align turntables with respect to a processing station that are arranged along the circumference of the turntable.
Wichtige Merkmale der Erfindung eines Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind, dass jeder Antrieb die momentane Position des zugeordneten Sensors auf der Markierungsspur erfasst und die elektronische Schaltung die Orientierung des angetriebenen Drehtellers auf dem Drehtisch steuert, wobei in der elektronischen Schaltung der Antriebe ein Soll-Bewegungsverlauf für den jeweils angesteuerten Drehteller in Abhängigkeit von der erfassten momentanen Position abgelegt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein Verfahren zur Ansteuerung der Drehteller eines Drehtisches bereitgestellt ist, das schnell ist und einen geringen Steueraufwand durch einen Zentralrechner erfordert. Das Verfahren realisiert in jedem Antrieb eine elektronische Kurvenscheibe. Gestänge und aufwendige Getriebeumsetzungen für die einzelnen Drehteller sind verzichtbar, und die von den Drehtellern ausgeführten Bewegungen sind per Fernwartung durch Umprogrammierung anpassbar.Important features of the invention of a method for operating a device according to the invention are that each drive detects the instantaneous position of the assigned sensor on the marking track and the electronic circuit controls the orientation of the driven turntable on the turntable, with a target movement profile being stored in the electronic circuit of the drives for the turntable being driven depending on the current position detected. The advantage here is that a method for controlling the turntables of a turntable is provided which is fast and requires little control effort by a central computer. The process implements an electronic cam in each drive. Linkage and complex gear conversions for the individual turntables can be dispensed with, and the movements carried out by the turntables can be adapted via remote maintenance through reprogramming.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird in einem ersten Zeitbereich ein Soll-Bewegungsablauf von einer Zentralsteuerung an die Antriebe übertragen, und in einem zweiten Zeitbereich wird die Orientierung der Drehteller nach dem Soll-Bewegungsablauf durch die Antriebe gesteuert. Somit ist eine individuell angepasste elektronische Kurvenscheibe für die Drehteller verwirklichbar.In an advantageous embodiment, a target movement sequence is transmitted from a central control to the drives in a first time range, and in a second time range the orientation of the turntable is controlled by the drives according to the target movement sequence. An individually adapted electronic cam for the turntable can thus be implemented.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei jedem Umlauf des Drehtisches ein Soll-Bewegungsablauf von einer Zentralsteuerung an einen Antrieb übertragen, oder es wird an zwei benachbarte Antriebe auf dem Drehtisch ein unterschiedlicher Soll-Bewegungsablauf übertragen. Somit ist die Flexibilität einer Anlage, die mit dem beschriebenen Verfahren betrieben wird, erhöht.In an advantageous embodiment, with each revolution of the turntable, a target movement sequence is transmitted from a central control to a drive, or a different target movement sequence is transmitted to two adjacent drives on the turntable. This increases the flexibility of a system that is operated with the method described.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung ausgebildet, wobei die Vorrichtung ein gegenüber einem stationär angeordneten Teil bewegbar angeordnetes Maschinenteil umfasst, an dem Antriebe vorgesehen ist, wobei in einem ersten Zeitbereich eine Information über Absolutposition des Maschinenteils und/oder der Antriebe übertragen wird an die Antriebe. Von Vorteil ist dabei, dass ein Zeitabschnitt, der vor dem eigentlichen Betriebsabschnitt liegt, nutzbar ist für die Übermittlung von Initialisierungsdaten, für deren Übermittlung währen des eigentlichen Betriebs keine Übertragungskapazität verfügbar wäre. Im sich an die Initialisierung anschließenden eigentlichen Betrieb ist jeder Antrieb auf sich gestellt und steuert sein eigenes Ablaufprogramm, wobei der Arbeitstakt des Programms durch die Inkremente einer Markierungsspur bestimmt wird.In an advantageous embodiment, the method is designed to operate a device, the device comprising a machine part movably arranged with respect to a stationary part, on which drives are provided, information about the absolute position of the machine part and / or the drives being transmitted in a first time range is attached to the drives. The advantage here is that a time segment before the actual operating segment can be used for the transmission of initialization data, for the transmission of which no transmission capacity would be available during actual operation. In the actual operation that follows the initialization, each drive is on its own and controls its own sequence program, with the work cycle of the program being determined by the increments of a marking track.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden wobei die Antriebe berührungslos mit Energie und Information versorgt. Insbesondere werden in einem zweiten Zeitbereich, insbesondere also dem Betrieb der Vorrichtung, die Positionsänderungen, insbesondere inkrementell erfasste, erfasst und daraus wird die aktualisierte Absolutposition bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass die Datenübertragung nur geringe Anforderungen erfüllen muss und daher kostengünstig herstellbar ist.In an advantageous embodiment, the drives are supplied with energy and information without contact. In particular, the position changes, in particular incrementally recorded, are recorded in a second time range, in particular during operation of the device, and the updated absolute position is determined from this. The advantage here is that the data transmission only has to meet minor requirements and can therefore be produced cost-effectively.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages result from the subclaims. The invention is not restricted to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further meaningful possible combinations of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or the figures, in particular from the task and / or the task posed by comparison with the prior art.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
- In der
1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt.
- In the
1 a device according to the invention is shown.
Dabei sind die Antriebe
Die Antriebe umfassen eine Sekundärspule, die induktiv mit der langgestreckt ausgebildeten Primärleiterschleife gekoppelt angeordnet ist und mit einer derartigen Kapazität in Reihe oder parallelgeschaltet ist, dass die Resonanzfrequenz des zugehörigen Schwingkreises der Mittelfrequenz des eingespeisten mittelfrequenten Stromes entspricht. Dem Schwingkreis nachgeordnet ist ein Gleichrichter, der den elektrischen Teil des Antriebs versorgt.The drives comprise a secondary coil which is arranged inductively coupled to the elongated primary conductor loop and is connected in series or in parallel with such a capacity that the resonance frequency of the associated resonant circuit corresponds to the center frequency of the injected medium-frequency current. A rectifier is located downstream of the oscillating circuit and supplies the electrical part of the drive.
Somit muss der Antrieb mit seiner Sekundärspule nur in die Nähe des Primärleiters gebracht werden, um versorgt zu sein. Es sind keine Steckverbindungen oder andere elektrische Verbindungen zur Versorgung notwendig.The drive with its secondary coil only needs to be brought close to the primary conductor in order to be supplied. No plug connections or other electrical connections are necessary for the supply.
Darüber hinaus sind die Antriebe berührungslos zum Datenaustausch verbunden, insbesondere mit einer zentralen Einheit. Dies ist bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen via Wlan, anderer Funkverbindungstechniken oder mittels Infrarot ausgeführt.In addition, the drives are connected without contact for data exchange, in particular with a central unit. In further exemplary embodiments according to the invention, this is carried out via WLAN, other radio connection technologies or by means of infrared.
Darüber hinaus sind Positionsmarkierungen
Somit sind die Antriebe auf dem Maschinenteil, das beispielhaft als Drehtisch ausgeführt ist, völlig ohne Steckverbinder mit Energie, Daten und Positionsinformationen versorgbar.This means that the drives on the machine part, which is designed as a turntable, for example, can be supplied with energy, data and position information without any connectors.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Positionsmarkeierungen derart ausgeführt, dass nur inkrementelle Informationen ablesbar sind. Beispielsweise sind also erkennbare Strich-Codierungen angebracht. Die Antriebe
Somit ist im ersten Zeitbereich eine niedrige Datenübertragungsrate ausreichend. Im Betrieb sind die Antriebe zumindest bezüglich der Positionserfassung autark und benötigen somit keine Daten hierzu. Andere Steuerungsdaten sind selbstverständlich auch übertragbar.A low data transmission rate is therefore sufficient in the first time range. In operation, the drives are self-sufficient, at least with regard to position detection, and therefore do not require any data for this. Other control data can of course also be transferred.
Vorteilig bei der Erfindung ist also, dass eine niedrige Datenübertragungsrate für die Informationsübertragung zu den Antrieben ausreicht. Insbesondere ist die Rate niedriger als diejenige Datenübertragungsrate, die für die Vorrichtung notwendig wäre, wenn ein zentrales Lesegerät die Positionsdaten beim Betrieb an die anderen Antriebe übermitteln würde.The advantage of the invention is that a low data transmission rate is sufficient for the transmission of information to the drives. In particular, the rate is lower than the data transmission rate that would be necessary for the device if a central reading device were to transmit the position data to the other drives during operation.
Darüber hinaus entfällt die Verdrahtung zwischen den Antrieben
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die gesamte Vorrichtung relativ zur weiteren Umgebung bewegbar angeordnet.In further exemplary embodiments according to the invention, the entire device is arranged to be movable relative to the wider surroundings.
Ein Drehtisch
Auf dem Drehtisch
Konzentrisch um die Achse des Drehtisches
Bei der Drehbewegung des Drehtisches
Über den Sensor
Je nach Anwendung ist somit ein unterschiedlicher Bewegungsablauf des Drehtellers
Der Drehtellerantrieb
Auf dem Drehtisch sind weitere Drehtellerantriebe
Jeder Drehtellerantrieb
Bei einer Weiterbildung wird der Bewegungsablauf für einen Drehteller
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Markierungsspur geradlinig ausgebildet, und es wird ein Tisch mit Antrieben entlang der Markierungsspur von einem zentralen Antrieb verschoben. Die Antriebe auf dem Tisch detektieren das Vorbeilaufen der Inkremente auf der Markierungsspur und steuern ihren vorgegebenen Bewegungsablauf in Abhängigkeit von der detektierten Position auf der Markierungsspur.In a further exemplary embodiment, the marking track is designed in a straight line, and a table with drives is displaced along the marking track by a central drive. The drives on the table detect the passing of the increments on the marking track and control their specified sequence of movements as a function of the detected position on the marking track.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- AA.
- Antriebdrive
- BB.
- PrimärleiterPrimary conductor
- CC.
- PositionsmarkierungenPosition markings
- 2020th
- DrehtischTurntable
- 2121st
- DrehtischantriebTurntable drive
- 2222nd
- DrehtellerTurntable
- 2323
- DrehtellerantriebTurntable drive
- 2424
- PrimärleiterPrimary conductor
- 2525th
- Abnehmercustomer
- 2626th
- MarkierungsspurMarker track
- 2727
- Sensorsensor
- 2828
- DrehtellerantriebTurntable drive
- 2929
- DrehtellerTurntable
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