DE102008033549A1

DE102008033549A1 - Verfahren zur Steuerung einer automatischen Produktions-/Verpackungsmaschine

Info

Publication number: DE102008033549A1
Application number: DE102008033549A
Authority: DE
Inventors: Gaetano De Pietra; Verter Cesari
Original assignee: GD SpA
Current assignee: GD SpA
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2009-02-19
Also published as: CN101403896A; ITBO20070486A1; US20090044491A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer automatischen Produktions-/Verpackungsmaschine, welches zumindest eine Produktionslinie aufweist, entlang derer eine Anzahl von Materialien (2, 3) zugeführt und verarbeitet werden, um ein Endprodukt zu erzeugen, eine Steuereinheit (9) zur Überwachung der Arbeitsweise der automatischen Maschine (1) und eine Anzahl von elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen (14), die entlang der Produktionslinie verteilt sind.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer automatischen Produktions-/Verpackungsmaschine.
Die vorliegende Erfindung kann vorteilhaft in einer automatischen Maschine zur Produktion/Verpackung von Zigaretten verwendet werden, auf welche die folgende Beschreibung sich rein beispielhaft bezieht.
Hintergrund
Gegenwärtige automatische Zigarettenverarbeitungsmaschinen sind mechanisch, elektrisch und elektronisch hochkomplex. Über die letzten Jahre wurden herkömmliche Antriebe, die Kopplungen verwenden, um die Bewegung von einem einzelnen elektrischen Motor abzuleiten, ersetzt durch eine Anzahl unabhängiger elektrischer Antriebe, wobei jeder mit den anderen elektronisch synchronisiert ist. Zur Verbesserung der Produktqualität wurden auch ausgeklügelte Qualitätskontrolltests eingeführt, sowohl für das Produkt selbst (z. B. optische Tests, die Fernsehkameras verwenden), als auch für die Prozessparameter (z. B. die Versiegelungstemperatur unter Verwendung von Hitzesensoren, die Verpackungsmaterialzufuhr, usw.).
Aus diesem Grund ist das Einrichten einer automatischen Maschine nach der Montage eine hochkomplexe Arbeit, die eine große Anzahl von Arbeitsschritten umfasst (im Wesentlichen Tests und Einstellungen). Zum gegenwärtigen Zeitpunkt arbeiten die Einrichtungstechniker mit ausgedruckten Setup-Listen mit den Arbeitsschritten, die auszuführen sind und haken jeden Arbeitsschritt auf der Liste ab, wenn dieser abgeschlossen ist. Solch ein Verfahren hat einige Nachteile wegen der Schwierigkeit, die später oft auftritt, ausgehend von der ausgedruckten Setup-Liste zu bestimmen, ob, wie, wann und durch wen ein gegebener Arbeitsschritt ausgeführt wurde.
Im Falle von elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen (z. B. Motoren, Magnetventilen und Sensoren) umfasst die Einrichtung einer automatischen Maschine Abstimmungsparametereinstellungen zur Kompensierung von Toleranzen und Arbeitsparametereinstellungen, die die Arbeitsweise der verschiedenen Produktionsprozesse bestimmen (z. B. die Eingriffsschwelle eines Temperatursensors). In gegenwärtig vermarkteten automatischen Maschinen kommt es oft vor, dass dieselben Parameter zweier angenommen gleicher Maschinen sich sehr unterscheiden. Zum Beispiel kann die Heiztemperatur einer Heizvorrichtung zur heiß schrumpfenden Plastikumhüllung in einer automatischen Umhüllungsmaschine bei 80°C auf einer Maschine und auf einer anderen, angenommen identischen Maschine bei 120°C liegen.
Wesentliche Unterschiede dieser Art in den Werten derselben Parameter angenommen gleicher Maschinen schaffen ernsthafte Probleme, dadurch, dass es schwer ist, die Maschinen zum Laufen zu bringen, dass verhindert wird, dass die Erfahrung, die an einer Maschine gewonnen wurde, auf eine andere Maschine übertragen werden kann, und dass unvermeidlich ein Gefühl der Unsicherheit bei den Maschinenbetreibern erzeugt wird.
Darüber hinaus weist eine automatische Zigarettenverarbeitungsmaschine zahlreiche (ein paar Hundert) Sensoren auf, die entsprechende physikalische Größen messen und die an eine Steuereinheit angeschlossen sind, die die Arbeitsweise der Maschine bestimmt. Im gegenwärtigen Einsatz erhält die Steuereinheit zyklisch Signale von den Sensoren, vergleicht sie zyklisch mit entsprechenden Akzeptanzbereichen und gibt eine Fehler-/Warnmeldung an mittels entsprechender Fehler-/Warnmeldungstextnachrichten, wenn das Signal zumindest eines Sensors aus dem entsprechenden Akzeptanzbereich heraus fällt.
In gegenwärtig vermarkteten automatischen Maschinen werden die Fehler-/Warnmeldungstextnachrichten in einer im Wesentlichen freien (unstrukturierten) Form von einem Konstruktionsingenieur geschrieben, der die Art des Fehlers in gewöhnlicher Sprache zu erklären versucht, und die Fehler-/Warnmeldungstextnachricht muss in die Sprachen aller Länder, in denen die Maschine vermarktet wird, übersetzt werden. Da die Fehler-/Warnmeldungstextnachrichten in einer im Wesentlichen freien (unstrukturierten) Form in gewöhnlicher Sprache geschrieben sind, sind sie jedoch oft schwierig zu übersetzen, und was noch wichtiger ist, werden sie oft falsch übersetzt. Das Problem Eins ist auch nicht auf die leichte Schulter zu nehmen, wenn man betrachtet, wie eine automatische Zigarettenverarbeitungsmaschine weltweit in mehr als 50 Ländern vermarktet werden kann, von denen viele Sprachen ohne jegliche Ähnlichkeit mit Italienisch oder Englisch sind (z. B. China, Japan, Indien, Indonesien, Korea, Vietnam...).
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Kontrolle einer automatischen Produktions-/Verpackungsmaschine anzugeben, welches darauf ausge legt ist, die zuvor genannten Nachteile zu vermeiden und welches gleichzeitig günstig und einfach umzusetzen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung einer automatischen Produktions-/Verpackungsmaschine angegeben, wie in den anliegenden Patentansprüchen beansprucht.
Kurzbeschreibung der Figuren
Beispielhaft wird eine nicht einschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in den anliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
1 eine schematische Perspektivansicht einer automatischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung, zur Umhüllung von Zigarettenpaketen zeigt und
2 bis 11 Schemata von Anzeigen einer Benutzerschnittstellenvorrichtung der automatischen Maschine aus 1 zeigen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Das Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet eine bekannte automatische Maschine (speziell eine G. D. S. p. a. „C800" Maschine) zur Umhüllung von Zigarettenpackungen 2 in entsprechende Folien 3 transparenten Verpackungsmaterials aus Plastik als Ganzes. Mit anderen Worten umfasst die automatische Maschine 1 eine Produktionslinie, entlang derer eine Anzahl von Materialien (z. B. Zigarettenpackungen 2 und Folien 3 aus Verpackungsmaterial) zugeführt und verarbeitet werden, um ein Endprodukt herzustellen, d. h. umverpackte Zigarettenpackungen 2.
Die automatische Maschine 1 umfasst ein Einspeisungsdrehkreuz 4, das die Packungen 2 auf einen Fördergurt 5 überträgt, der die Packungen 2 zusammen mit entsprechenden Folien 3 einem Verpackungsrad zuführt, auf welchem röhrenförmige Wick lungen der Folien 3 gebildet und seitlich um die entsprechenden Packungen 2 heiß versiegelt werden. Die röhrenförmigen Wicklungen werden von dem Rad auf einen Fördergurt 7 übertragen, der die röhrenförmigen Umwicklungen entlang eines Weges vorschiebt, entlang dessen die Wicklungen der Folie 3 um die entsprechenden Packungen 2 abgeschlossen und an den Enden heiß versiegelt werden. Von dem Fördergurt 7 werden die in die jeweiligen Folien 3 umverpackten Packungen 2 auf einen Gurt zum Trocknen 8 übertragen und von dort auf eine folgende automatische Kartoniermaschine (nicht dargestellt in 1).
Die automatische Maschine 1 umfasst ebenfalls eine Steuereinheit 9 um die Arbeitsweise der automatischen Maschine 1 zu regeln, welche mit einer Schnittstellenvorrichtung 10 (sog. HMI) verbunden ist, über die ein Betreiber mit der Steuereinheit 9 interagiert. Die Schnittstellenvorrichtung 10 umfasst einen Industrie-PC 11, eine Eingabeeinheit 12 (typischerweise eine Tastatur und/oder einen Pointer) über welche der Betreiber Befehle an die Steuereinheit 9 überträgt, sowie einen Bildschirm 13, über den die Steuereinheit 9 Informationen anzeigt. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Bildschirm 13 außerdem alternativ zur Eingabeeinheit 12 eine „Touch-Screen"-Vorrichtung, um die Befehlseingabe durch den Betreiber zu vereinfachen.
Die Maschine 1 umfasst außerdem eine Anzahl bekannter elektrischer/elektronischer Betriebsbauteile 14 (schematisch dargestellt), welche entlang der Produktionslinie verteilt sind und welche zur Ausführung entsprechender Funktionen dienen, wenn diese durch die Steuereinheit 9 aktiviert sind. Beispielsweise umfassen die elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 Elektromotoren 14a, Magnetventile 14b und Sensoren 14c (lediglich rein beispielhaft schematisch in 1 dargestellt).
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 miteinander verbunden und außerdem über ein FieldBus-Steuernetzwerk mit der Steuereinheit 9 verbunden, wobei die Schnittstellenvorrichtung 10 und die Steuereinheit 9 miteinander über ein Ethernet Computernetzwerk verbunden sind.
Die Steuereinheit 9 weist vier verschiedene Arbeitsmodi auf, die über die Schnittstellenvorrichtung 10, gewöhnlicherweise durch Eingabe eines Passwortes und/oder Einsetzen eines physikalischen Schlüssels (z. B. ein USB-Stick) zugänglich sind, die da sind: Test (oder Einrichtung), Produktion (oder Run-Time), Konfiguration und Qualität.
Der Testbetriebsmodus ist ausschließlich für erfahrene Betreiber ausgelegt, die für die Einrichtung und den Service der automatischen Maschine verantwortlich sind, und stellt zur Anzeige und möglichen Veränderung alle Einstellungen der automatischen Maschine zur Verfügung, und, wie weiter unten beschrieben wird, stellt er beim Einrichten der automatischen Maschine 1 alle ausgeführten Einrichtungsarbeitsschritte zur Verfügung.
Der Produktionsbetriebsmodus ist für Betreiber ausgelegt, die für den normalen Lauf der automatischen Maschine 1 verantwortlich sind und stellt nur die Informationen bereit, die den laufenden Betrieb der automatischen Maschine 1 betreffen.
Der Qualitätsbetriebsmodus ist für diejenigen Betreiber ausgelegt, die wirklich während der normalen Produktion an der automatischen Maschine 1 arbeiten und stellt die Werkzeuge bereit, die nötig sind, um jede Justage der automatischen Maschine 1, die direkt das Endprodukt betrifft, durchzuführen. Mit anderen Worten, Einstellungen der automatischen Maschine 1, die nicht direkt das Endprodukt betreffen, können im Qualitätsbetriebsmodus nicht durchgeführt werden.
Der Konfigurationsbetriebsmodus ist für diejenigen Betreiber ausgelegt, welche wirklich während der normalen Produktion der automatischen Maschine 1 arbeiten und stellt diejenigen die Werkzeuge zur Verfügung, welche nötig sind, um die automatische Maschine 1 umzugestalten und an die Herstellung von Endprodukten einer veränderten Größe und/oder Marke anzupassen. Mit anderen Worten erlaubt der Konfigurationsbetriebsmodus eine Markenänderung, bei welcher die Größe des Endprodukts unverändert bleibt und die Art der Verpackungsmaterialien oder die Lage von Kennzeichen verändert wird und/oder eine Größenänderung im Endprodukt.
Es ist wichtig zu anzumerken, dass jeder der obigen Betriebsmodi für einen entsprechenden Grad an Befähigung der Betreiber der automatischen Maschine 1 ausgelegt ist, so dass jeder Betreiber mit Werkzeugen arbeitet, die einem speziellen Level der Fähigkeiten angepasst sind, was das Verständnis, die einfache Bedienung und den Effekt auf die automatische Maschine 1 angeht. Mit anderen Worten, den qualifizierten Betreibern wird vollständiger Handlungsspielraum erlaubt, wohingegen weniger qualifizierte Betreiber nach Notwendigkeit assistiert werden und, was wichtiger ist, daran gehindert werden, Arbeiten wegen eines schwachen Verständnisses der Anzeige/Arbeitswerkzeuge falsch auszuführen.
Bei der Konstruktion der automatischen Maschine 1 werden alle Arbeitsschritte zur Einrichtung der automatischen Maschine 1 analysiert, eindeutig kodiert und in eine Anzahl Level mit einer präzisen Ablauffolge gebracht.
Wenn der Testbetriebsmodus durch den Betreiber an der Schnittstellenvorrichtung 10 aufgerufen wurde, dann zeigt der Bildschirm 13 der Schnittstellenvorrichtung 10 eine Haupttestanzeige, die fünf Einrichtungsbetriebslevel auflistet und, für jeden Level, die Gesamtanzahl der Einrichtungsarbeitsschritte in dem Level, sowie die Anzahl der Einrichtungsarbeitsschritte, die bereits ausgeführt wurden. In jedem Level in der Haupttestanzeige können die Einrichtungsarbeitsschritte mittels eines Navigationsbaums aufgefächert werden, der jeden Einrichtungsarbeitsschritt im Detail anzeigt. Die detaillierte Anzeige eines jeden Einrichtungsarbeitsschrittes umfasst ein Eingabewerkzeug (typischerweise einen virtuellen Button) durch welches der Abschluss des Einrichtungsarbeitsschritts anzugeben ist. Es ist wichtig zu bemerken, dass wenn ein Eingabewerkzeug zur Anzeige des Abschlusses eines Einrichtungsarbeitsschrittes betätigt wird, nicht nur der Abschluss des Einrichtungsarbeitsschrittes, sondern auch die Identität des Betreibers und das Datum und die Zeit des Abschlusses gespeichert werden.
Mit anderen Worten, alle Einrichtungsarbeitsschritte der automatischen Maschine 1 werden in einer Datenbank der Kontrolleinheit 9 oder der Schnittstellenvorrichtung 10 gespeichert und jedem wird der entsprechende Level, zu welchem er gehört, zugewiesen, so können die Einrichtungsarbeitsschritte der automatischen Maschine 1 in einer Haupttestanzeige angezeigt werden, die alle Level anzeigt und können die Einrichtungsarbeitsschritte in jedem Level durch einen Navigationsbaum aufgefächert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst die folgenden fünf Einrichtungsbetriebslevel (aufgelistet in der Reihenfolge, in der sie ausgeführt werden):

Netzwerke: Betriebskontrolle von Steuer- und/oder Computernetzwerken, die mit der Steuereinheit 9 verbunden sind (um die Anwesenheit von Steuer- und/oder Computernetzwerken zu ermitteln und ob die Knoten eines jeden Netzwerks alle vorhanden und erreichbar sind),
Verkabelung: Tests um die Verbindung der Steuereinheit 9 zu jedem elektrischen/elektronischen Betriebsbauteil 14 zu bestimmen sowie die korrekte Arbeitsweise jedes elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 unabhängig von den anderen elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen 14 (zum Beispiel korrekte Signalbereitstellung durch Sensoren 14c, korrektes Umschalten der Magnetventile 14b und korrekte Arbeitsweise der Elektromotoren 14a),
Testlauf: Verlängerte Kontrolle des Leerlaufbetriebs eines jeden elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 und der automatischen Maschine 1 als Ganzes,
Abspulung: Testen und Feineinstellen der Zufuhr jedes Verpackungs-/Produktionsmaterials unabhängig von den anderen Verpackungs-/Produktionsmaterialien 2, 3,
Verpackung: Herstellung von Vorproduktionsprodukten um den gesamten Produktionsprozess der automatischen Maschine 1 zu testen und zu kalibrieren.

Einige Einrichtungsarbeitsschritte auf dem Level der Verkabelung umfassen das Testen von mechanischen, elektrischen und arbeitstechnischen Übereinstimmungen mit Konstruktionsvorgaben der entsprechenden elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14. Ein elektrisches/elektronisches Betriebsbauteil 14 stimmt mechanisch mit Konstruktionsvorgaben überein, wenn es mechanisch korrekt angeordnet ist (d. h. in der richtigen Lage und unter Verwendung von passenden Haltemitteln). Ein elektrisches/elektronisches Betriebsbauteil 14 stimmt elektrisch mit Konstruktionsvorgaben überein, wenn es korrekt auf elektrische Signale antwortet, und kann dementsprechend auch elektrisch getestet werden durch Bestimmen der Werte von Toleranz kompensierenden Abstimmungsparametern. Ein elektrisches/elektronisches Betriebsbauteil 14 stimmt funktionell mit Konstruktionsvorgaben überein, wenn es wie vorgesehen arbeitet, und kann dementsprechend auch funktionell getestet werden, durch Bestimmung der Werte der Betriebsparameter, die für die Herstellungsprozessgüte maßgeblich sind (z. B. der Eingriffschwellwert eines Temperatursensors 14c).
Wenn auf dem Level der Verkabelung gearbeitet wird, ist es ebenfalls möglich, den elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen 14 einen gewünschten analogen oder digitalen Wert aufzuzwingen, um die korrekte Arbeitsweise eines elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 zu ermitteln oder die eines anderen, der funktionell mit diesem verbunden ist. Zum Beispiel ist es möglich, ein Magnetventil 14b in eine gewünschte Stellung zu schalten oder einen Elektromotor 14a in einer gegebenen Testweise laufen zu lassen.
Die detaillierte Anzeige jedes Einrichtungsarbeitsschritts auf dem Level der Verkabelung zeigt vorzugsweise (in Text- und/oder Grafik- und/oder Multimediamodus) die Informationen an, welche nötig sind, um festzustellen, ob das entsprechende elektrische/elektronische Betriebsbauteil 14 mechanisch, elektrisch und funktionell mit Konstruktionsvorgaben übereinstimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, ausgehend von der detaillierten Anzeige eines gegenwärtigen Einrichtungsarbeitsschrittes zu all den vorhergehenden Einrichtungsarbeitsschritten, die mit dem gegenwärtigen in Beziehung stehen, zurück zu arbeiten, d. h. all diejenigen vorhergehenden Einrichtungsarbeitsschritte, welche, so sie falsch ausgeführt wurden, das Ergebnis des gegenwärtigen Einrichtungsarbeitsschrittes beeinflussen könnten. Der Betreiber kann demnach bestimmen, wann und wie jegliche falsch ausgeführte, vorhergehende Einrichtungsarbeitsschritte, die potentiell den Ausgang des gegenwärtigen Einrichtungsarbeitsschritts beeinflussen, ausgeführt wurden und auf diese Weise die vorhergehenden Einrichtungsarbeitsschritte effizient (d. h. leicht und schnell) und effektiv (mit garantierten Ergebnissen) von Fehlern befreien.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird, wenn der Testbetriebsmodus ausgewählt wurde, die Anzeige aller Fehler/Warnnachrichten abgestellt, außer solcher, die mit der Maschinen- und Betreibersicherheit der automatischen Maschine 1 in Verbindung stehen.
2 zeigt ein Beispiel einer Haupttestanzeige, die die fünf Einrichtungsbetriebslevel (Netzwerke, Verkabelung, Testlauf, Abspulung, Verpackung) zeigt und für jeden Level die Gesamtanzahl der Einrichtungsarbeitsschritte in dem Level sowie die Anzahl der bereits ausgeführten Einrichtungsarbeitsschritte. 3 zeigt ein Beispiel einer detaillierten Anzeige eines Einrichtungsarbeitsschrittes im Level der Verpackung, welcher sich auf eine Schneidvorrichtung zum Schneiden einer Folie 3 von Verpackungsmaterial bezieht und zeigt:

– eine Liste von Betriebsparametern, die zu setzen sind (mittlerer Abschnitt)
– ein schematisches Bild einer Folie 3 aus Verpackungsmaterial, welche Beispielsmessungen der Betriebsparameter, die zu setzen sind, zeigt (unterer Abschnitt),
– eine Zeichnung, die sofort anzeigt, ob das gegenwärtige Auslesen eines Sensors 14c mehr oder weniger korrekt ist (unterer Abschnitt).

Die 4–8 zeigen weitere Beispiele von detaillierten Anzeigen von Einrichtungsarbeitsschritten in dem Level der Verkabelung.
Das obige Anzeige- und Steuerverfahren der Einrichtung der automatischen Maschine 1 hat eine Vielzahl Vorteile, dadurch, dass es günstig und leicht umzusetzen ist und ein effizientes (d. h. schnell, ohne Wiederholung von Arbeitsschritten, die bereits ausgeführt wurden) und effektives (d. h. ohne Nachteile jeglicher Art) Einrichten der automatischen Maschine 1 ermöglicht. Darüber hinaus wird der Abschluss eines jeden Einrichtungsarbeitsschrittes von einem Computer aufgezeichnet, wobei der Betreiber, der den Arbeitsschritt ausführt und das Datum und die Zeit, zu welchen der Arbeitsschritt ausgeführt wurde, angegeben werden und es demnach sogar einige Zeit nach dem Einrichten extrem einfach fällt, festzustellen, ob, wie, wann und durch wen ein gegebener Einrichtungsarbeitsschritt ausgeführt wurde.
Wie beschrieben speichert die Steuereinheit 9 die Werte einer Menge von Kalibrierungs- und Betriebsparameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 während des Einrichtens. In einer bevorzugten Ausführungsform wird, wenn die automatische Maschine 1 entworfen wird, für jeden Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 ein Passbereich erstellt, der all die von dem Parameter annehmbaren Werte umfasst und ein Optimalbereich, der eine Untermenge des Passbereichs ist und die optimalen Parameterwerte umfasst. Mit anderen Worten kann jeder Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 sämtliche Werte in den entsprechenden Passbereichen annehmen (d. h. das entsprechende elektrische/elektronische Betriebsbauteil 14 ist physikalisch dazu fähig, mit all den Werten in dem entsprechenden Passbereich zu arbeiten), aber wenn ein elektrisches/elektronisches Betriebsbauteil 14 korrekt angeordnet wurde, sollte jeder seiner Parameter die Werte in dem entsprechenden Optimalbereich annehmen.
Die Pass- und Optimalparameterbereiche der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 werden von der Steuereinheit 9 gespeichert. Wenn der Betreiber unter Verwendung der Schnittstellenvorrichtung 10 einem Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 einen entsprechenden Passbereichswert zuweist (physikalische Grenzen des Systems verhindern, dass ein Wert außerhalb des Passbereichs zugewiesen werden kann), dann wird der Parameterwert von der Steuereinheit 9 gespeichert und gleichzeitig mit dem entsprechenden Optimalbereich über die Schnittstellenvorrichtung 10 verglichen, die anzeigt, wenn ein Parameterwert außerhalb des entsprechenden Optimalbereichs liegt.
Wenn ein Parameter eines elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 außerhalb des entsprechenden Optimalbereichs liegt, dann zeigt die Schnittstellenvorrichtung 10 die mögliche, nicht optimale Anordnung des elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 an und wenn nötig, zeigt sie die Informationen an, die nötig sind, um die mechanische, elektrische und funktionale Übereinstimmung des elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 mit den Konstruktionsvorgaben zu bestimmen. Mit anderen Worten, es wird angenommen, ein Parameter eines elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 außerhalb des entsprechenden Optimalbereichs wurde verursacht durch eine nicht optimale Anordnung des elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 (d. h. unsauberer Aufbau oder sauberer Aufbau, aber weit vorn Optimum weg, welches im Konstruktionsplan vorgesehen wurde). Eine nicht optimale Anordnung eines elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 macht es in der Tat notwendig, anormale Parameterwerte des elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils 14 anzupassen, um die Auswirkung seiner nicht perfekten Anordnung zu kompensieren.
Zum Beispiel kann in dem Fall einer Heizvorrichtung zum Heizschrumpfen von Plastikumhüllungen die Heiztemperatur (die einen elektrischen Parameter darstellt) der Heizvorrichtung bei 80°C liegen, wenn die Heizvorrichtung in der korrekten Lage angeordnet ist (d. h. in richtigem Abstand von dem Fördergurt zur Plastikumhüllung) kann 100°C sein, wenn die Vorrichtung zu weit von dem Fördergurt zur Plastikumhüllung entfernt angeordnet ist (d. h. eine höhere Temperatur der Heizvorrichtung wird benötigt, um die Plastikumhüllungen zu erhitzen, die die sich weiter entfernt als normal befinden) oder kann 60°C sein, wenn die Heizvorrichtung zu nah an dem Förderband der Plastikumhüllung angeordnet ist (d. h. eine niedrigere Temperatur der Heizvorrichtung wird benötigt, um die sich näher als normal befindlichen Plastikumhül lungen zu erhitzen). In dem obigen Beispiel zeigt die Schnittstellenvorrichtung 10 die mögliche unsaubere Anordnung der Heizvorrichtung an, wenn die Heiztemperatur der Heizvorrichtung außerhalb des entsprechenden Optimalbereichs (z. B. zwischen 70°C und 90°C) liegt.
Jeder Optimalbereich kann in zwei Teile (ein passabler Unterbereich und ein guter Unterbereich) oder in drei Teile (ein passabler Unterbereich, ein ziemlich guter Unterbereich und ein guter Unterbereich) unterteilt werden, um eine genauere Bewertung des Werts eines jeden Parameters der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 anzugeben.
10 zeigt eine Bespielanzeige zur Einstellung elektrischer Parameter, die durch die Versiegelungstemperaturen von Heißsiegelvorrichtungen definiert sind. Für jeden Parameter gibt das Fenster auf der Rechten eine Bewertung an, wie weit der Parameter von dem entsprechenden Optimalbereich abweicht.
Die Schnittstellenvorrichtung 10 kann ebenfalls in einer Globalanzeige aller Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile 14 anzeigen (wie beispielhaft in 11 dargestellt), wie viele Parameter in den entsprechenden Optimalbereich fallen und wie viele aus dem Bereich herausfallen. Jeder Parameter in der Globalanzeige hat nicht seine eigene Maßeinheit, sondern wird in Bezug zu seinem Optimalbereich normiert.
Das obige Verfahren zur Steuerung der Parameter von elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen 14 hat zahlreiche Vorteile, dadurch dass es günstig und einfach umzusetzen ist, dadurch, dass die optimale Anordnung von elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen 14 getestet wird und dadurch, dass hochkonsistente Parameterwerte von elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen 14 bei identischen automatischen Maschinen 1 erreicht werden. Mit anderen Worten, das obige Verfahren der zur Kontrolle der Parameter von elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen 14 verhindert signifikante Unterschiede in den Parameterwerten zweier identischer automatischer Maschinen 1, was demnach die Maschinen leichter zu betreiben macht, dadurch, dass die Erfahrung, welche an einer automatischen Maschine 1 gewonnen wurde, auf eine andere angewendet werden kann.
Wie beschrieben, sind eine Anzahl von Sensoren 14c mit der Steuereinheit 9 verbunden, wobei jeder eine physikalische Größe (Temperatur, Anwesenheit, Geschwindigkeit, Lage, Erscheinung...) bestimmt, die direkt oder indirekt in den Produktionsablauf eingebunden ist. Wenn die automatische Maschine 1 läuft, verschafft sich die Steuereinheit 9 zyklisch die Signale von den Sensoren 14c, vergleicht die Signale der Sensoren 14c zyklisch mit entsprechenden Passbereichen, wobei sie anzeigt, ob oder ob nicht die Signale akzeptierbar sind und gibt eine Fehler-/Warnmeldungstextnachricht aus, wenn das Signal von zumindest einem Sensor 14c aus dem entsprechenden Passbereich herausfällt. Es ist wichtig anzumerken, dass abhängig von dem Sensor 14c, der das Außerbereichssignal liefert und abhängig von dem Maße, in dem es von dem Passbereich abweicht, die Steuereinheit 9 bestimmt, ob Ausschuss generiert wird, eine Fehler- oder einfache Warnnachricht oder ob zu einem automatischen Herunterfahren der automatischen Maschine 1 geführt wird.
Bei dem Entwurf der automatischen Maschine 1 wird jedem Sensor/jeder Gruppe von Sensoren 14c eine Beschreibung des Prozesses, in welchen diese einbezogen sind, zugewiesen und eine Beschreibung der Position des Sensors/der Gruppe von Sensoren 14c in der automatischen Maschine 1. Diese Information wird in der Steuereinheit 9 gespeichert, so dass jede Fehler-/Warnmeldungstextnachricht durch die Steuereinheit 9 erzeugt wird, indem sie einen Textabschnitt erstellt, der die Prozessbeschreibung und die Positionsbeschreibung des Sensors 14c, der das Außerbereichssignal liefert, in der automatischen Maschine 1 umfasst. Mit anderen Worten, entgegen einer Fehler-/Warnungsbewertung (welche fast immer subjektiv und daher potentiell irreführend ist) enthält jede Fehler-/Warnmeldungstextnachricht einfach eine objektive Beschreibung des Prozesses und den Bereich der automatischen Maschine 1, in welchem die Anomalie aufgetreten ist (d. h. in welchem der Sensor 14c, der das Außerbereichssignal liefert, einbezogen bzw. positioniert ist).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die automatische Maschine 1 in eine Anzahl von Makrogebieten, Gebieten und Untergebieten eingeteilt, so dass jedes Makrogebiet in eine Anzahl von Gebieten eingeteilt ist und jedes Gebiet in eine Anzahl von Untergebieten eingeteilt ist und die Beschreibung der Position eines Sensors 14c in der automatischen Maschine 1 wird geliefert durch die Identifizierung (typischerweise durch den Namen) des Makrogebietes, Gebietes und des Untergebietes, in welchem der Sensor 14c positioniert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird jeder Fehler-/Warnmeldungstextnachricht eine Liste von möglichen Gründen des Fehlers/der Warnung zugeordnet. Wenn eine Fehler-/Warnmeldungstextnachricht angezeigt wird, wird eine Fehler-/Warnanzeige erzeugt, die den Fehler-/Warnmeldungsnachrichtentext enthält und eine jeweilige Liste mit Gründen. Die Fehler-/Warnanzeige kann auch ein synoptisches Bild der automatischen Maschine 1 enthalten, welches die Position des Sensors 14c, der das Außerbereichssignal liefert, anzeigt, und ein Bild des Teils der automatischen Maschine 1 enthält, der den Sensor 14c der das Außerbereichssignal liefert. Schließlich kann die Fehler-/Warnanzeige einen Mitschnitt des Außerbereichssignals, das durch den Sensor 14c gemessen wurde, und des entsprechenden erwarteten Signals (d. h. das von der Steuereinheit 9 benötigte) anzeigen.
8 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer Fehler-/Warnanzeige, welche auf dem Bildschirm 13 der Schnittstellenvorrichtung 10 angezeigt wird und welche zeigt:

– eine strukturierte Fehler-/Warnmeldungstextnachricht (ganz oben), die eine Anomalie im „Transport" Prozess im „Umverpackung" Makrobereich, „Rad 1" Bereich und „Rad 2" Unterbereich anzeigt,
– die Startzeit und Dauer der Anomalie (Mitte rechts),
– eine Liste von möglichen Gründen des Fehlers/der Warnung (Mitte rechts),
– ein synoptisches Bild der automatischen Maschine 1, welches die Position des Sensors 14c, der das Außerbereichssignal liefert, anzeigt (Mitte links),
– ein Bild des Teils der automatischen Maschine 1, der den Sensor 14c, der das Außerbereichssignal liefert, enthält (unten links),
– das Außerbereichssignal, gemessen durch den Sensor 14c und das entsprechende erwartete Signal (unten rechts) und
– Verbindung zur Testseite, die dem Sensor 14c, der das Außerbereichssignal liefert (oben links) entspricht.

9 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Fehler-/Warnanzeige, welche auf dem Schirm 13 der Schnittstellenvorrichtung 10 angezeigt wird und welche ähnlich zu der Ausführungsform in 8 ist, auf deren Beschreibung der Leser verwiesen wird.
Das obige Verfahren der Erzeugung von Fehler-/Warnmeldungstextnachrichten hat zahlreiche Vorteile, weil es günstig und einfach zu implementieren ist und weil es Fehler-/Warnmeldungstextnachrichten erzeugt, die effizient (d. h. präzise), effektiv (d. h. sie zeigen das Problem objektiv und genau an) und objektiv (d. h. ohne persönliche, potentiell irreführende Beurteilungen) sind. Darüber hinaus ermöglicht das obige Verfahren der Erzeugung von Fehler-/Warnmeldungstextnachrichten es, dass sie schneller (daher günstiger) und einfacher (daher exakter) in die Sprachen aller Länder, in denen die automatische Maschine 1 vermarktet wird, übersetzbar sind.

Claims

Verfahren zur Steuerung einer automatischen Produktions-/Verpackungsmaschine mit zumindest einer Produktionslinie, entlang derer eine Anzahl von Materialien (2, 3) zugeführt und verarbeitet werden, um ein Endprodukt zu erzeugen, einer Steuereinheit (9) zur Überwachung der Arbeit der automatischen Maschine (1) und mit einer Anzahl von elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen (14), die entlang der Produktionslinie verteilt sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Teilen der Einrichtungsarbeitsschritte der automatischen Maschine (1) in eine Anzahl von Level, die eine vorgegebene Reihenfolge der Ausführung aufweisen, – Speichern der Einrichtungsarbeitsschritte der automatischen Maschine (1) in einer Datenbank in der Steuereinheit (9), wobei jedem Einrichtungsarbeitsschritt der entsprechende Level zugewiesen wird, – Anzeige der Einrichtungsarbeitsschritte der automatischen Maschine (1) in einer Testanzeige, die all die Level anzeigt und die eine Auffächerung der Einrichtungsarbeitsschritte in jeden Level mittels eines Navigationsbaumes erlaubt, und – Einsetzen eines Eingabewerkzeugs durch welches die Vervollständigung des Einrichtungsarbeitsschrittes für jeden Einrichtungsarbeitsschritt anzuzeigen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden fünf Level in der Reihenfolge der Ausführung umfasst: – Netzwerke: Betriebskontrolle von Steuer- und/oder Computernetzwerken, die mit der Steuereinheit (9) verbunden sind, – Verkabelung: Tests um die Verbindung der Steuereinheit (9) zu jedem elektrischen/elektronischen Betriebsbauteil (14) zu bestimmen sowie die korrekte Arbeitsweise jedes elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils (14) unabhängig von den anderen elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen (14), – Testlauf: Verlängerte Kontrolle des Leerlaufbetriebs eines jeden elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils (14) und der automatischen Maschine (1) als Ganzes, – Abspulung: Testen und Kalibrieren der Zufuhr jedes Verpackungs-/Produktionsmaterials unabhängig von den anderen Verpackungs-/Produktionsmaterialien (2, 3), – Verpackung: Herstellung von Vorproduktionsprodukten um den gesamten Produktionsprozess der automatischen Maschine (1) zu testen und zu kalibrieren.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass manche Einrichtungsarbeitsschritte auf dem Level der Verkabelung ein Testen mechanischer, elektrischer und arbeitstechnischer Übereinstimmung der entsprechenden elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile (14) mit Konstruktionsvorgaben umfassen.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für jeden Einrichtungsarbeitsschritt auf dem Level der Verkabelung den weiteren Schritt des Anzeigens von Informationen aufweist, durch welche mechanische, elektrische und arbeitstechnische Übereinstimmung des entsprechenden elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils (14) mit Konstruktionsvorgaben zu bestimmen sind.
Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass einige Einrichtungsarbeitsschritte auf dem Level der Verkabelung das Setzen von zumindest einem Arbeits- oder Kalibrierungsparameter eines entsprechenden elektrischen/elektronischen Betriebsbauelements (14) umfassen.
Verfahren zur Steuerung einer automatischen Produktions-/Verpackungsmaschine, welches umfasst: – zumindest eine Produktionslinie, entlang derer eine Anzahl von Materialien (2, 3) zugeführt und verarbeitet werden, um ein Endprodukt zu erzeugen, – eine Anzahl von elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen (14), welche entlang der Produktionslinie verteilt sind und – eine Steuereinheit (9), um die Arbeitsweise der automatischen Maschine (1) zu überwachen, welche die Werte einer Menge von Kalibrierungs- und Arbeitsparametern der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile (14) speichert, die in dem Umgang mit den elektrischen/elektronischen Betriebsbauteilen (14) benutzt werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Erstellen eines Passbereichs für jeden Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile (14), welcher alle annehmbaren Werte für den Parameter umfasst, – Zuweisen eines entsprechenden Wertes für jeden Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile (14), der in den Passbereich fällt und in der Steuereinheit gespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Erstellen eines Optimalbereichs für jeden Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile (14), welcher eine Untermenge des Passbereichs ist und die Optimalwerte des Parameters umfasst, – Vergleichen des Werts eines jeden Parameters der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile (14) mit dem entsprechenden Optimalbereich und – Angeben, wenn der Wert eines Parameters des elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils (14) aus dem entsprechenden Optimalbereich heraus fällt.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen weiteren Schritt des Angebens möglicher nichtoptimaler Anordnung eines elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils (14), wenn ein Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteils (14) aus dem entsprechenden Optimalbereich heraus fällt, umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen weiteren Schritt des Anzeigens von Informationen umfasst, durch welche mechanische, elektrische und arbeitstechnische Übereinstimmung der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile (14) mit Konstruktionsvorgaben zu bestimmen sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Optimalbereich in einen passablen Unterbereich und einen guten Unterbereich eingeteilt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Optimalbereich in einen passablen Unterbereich, einen ziemlich guten Unterbereich und einen guten Unterbereich eingeteilt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen weiteren Schritt des Anzeigens in einer Globalanzeige aller Parameter der elektrischen/elektronischen Betriebsbauteile (14), wie viele Parameter in die entsprechenden Optimalbereiche fallen und wie viele Parameter nicht in die entsprechenden Optimalbereiche fallen, umfasst.
Verfahren zum Steuerung einer automatischen Produktions-/Verpackungsmaschine, welches zumindest eine Produktionslinie umfasst, entlang derer eine Anzahl von Materialien (2, 3) zugeführt und verarbeitet werden, um ein Endprodukt zu erzeugen, eine Steuereinheit (9) zur Überwachung der Arbeitsweise der automatischen Maschine (1) und eine Anzahl von Sensoren (14c), welcher jeder eine physikalische Größe bestimmt und mit der Steuereinheit (9) verbunden ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – zyklisches Verschaffen der Signale von den Sensoren (14c), – zyklisches Vergleichen der Signale der Sensoren (14c) mit entsprechenden Passbereichen und – Angeben eines Fehlers/einer Warnung mittels entsprechenden Fehler-/Warnmeldungstextnachrichten, wenn das Signal von zumindest einem Sensor (14c) aus dem entsprechenden Passbereich heraus fällt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte aufweist: – Zuweisen jedem Sensor/jeder Gruppe von Sensoren (14c) eine Beschreibung des Prozesses, in welchem der Sensor/die Gruppe von Sensoren (14c) eingebunden ist; – Zuweisen jedem Sensor/jeder Gruppe von Sensoren (14c) eine Beschreibung der Position des Sensors/der Gruppe von Sensoren (14c) auf der automatischen Maschine (1) und – Erzeugen jeder Fehler-/Warnmeldungstextnachricht durch Erstellen eines Textabschnitts, der die dem Sensor (14c), der das Außerbereichsignal liefert, zugewiesene Prozessbeschreibung und die dem Sensor (14c), der das Außerbereichssignal liefert, zugewiesene Positionsbeschreibung auf der automatischen Maschine 1 umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden weiteren Schritte aufweist: – Teilen der automatischen Maschine (1) in eine Anzahl von Makrogebieten, Gebieten und Untergebieten, so dass jedes Makrogebiet in eine Anzahl von Gebieten aufgeteilt ist und jedes Gebiet in eine Anzahl von Untergebieten aufgeteilt ist, – Bereitstellen der Positionsbeschreibung eines Sensors (14c) auf der automatischen Maschine (1) durch Identifizieren des Makrobereichs, des Bereichs und des Unterbereichs, in welchem der Sensor (14c) sich befindet.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden weiteren Schritte umfasst: – Zuweisen jeder Fehler-/Warnmeldungstextnachricht eine Liste möglicher Gründe des Fehlers/der Warnung, – Erzeugen einer Fehler-/Warnanzeige, die die Fehler-/Warnmeldungstextnachricht und die zugeordnete Liste von möglichen Gründen enthält und – Anzeigen der Fehler-/Warnanzeige.
Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehler-/Warnanzeige ein synoptisches Bild der automatischen Maschine umfasst, das die Position des Sensors (14c), welcher das Außerbereichssignal liefert, zeigt und ein Bild des Teils der automatischen Maschine (1), welcher den Sensor (14c) enthält, der das Außerbereichssignal liefert.
Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehler-/Warnanzeige das Außerbereichssignal von dem Sensor (14c) und das entsprechende erwartete Signal anzeigt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehler-/Warnanzeige eine Verbindung zu einer Testseite umfasst, die dem Sensor (14c) entspricht, der das Außerbereichssignal liefert.