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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Förderanlage, welche mehrere entlang einer Fahrstrecke bewegbare Fahreinheiten umfasst, wobei die Position der Fahreinheiten entlang der Fahrstrecke mit Hilfe eines jeweils von den Fahreinheiten mitgeführten Lesegeräts bestimmt wird, das einen entlang der Fahrstrecke angeordneten Positionscode ausliest.
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In der industriellen Fördertechnik, wie beispielsweise bei Elektrohängebahnen, Bodenfördersystem oder Krananlagen, ist es bekannt, entlang der Förderstrecke einer Förderanlage ein meist durchgehendes Positionsband zu verlegen, das beispielsweise als Barcodeband mit schwarz-weißen Mustern zur optischen Codierung der Position ausgeführt ist. Die Fahreinheiten führen dann ein Lesegerät mit sich, das den Barcode von dem Barcodeband liest, sodass die eigene Position der jeweiligen Fahreinheit innerhalb der Förderanlage bestimmt werden kann.
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Aufgrund der teilweise rauen Bedingungen im Bereich der industriellen Förderanlagen ist der Positionscode jedoch Verschmutzung und Verschleiß unterworfen, was zu fehlerhaften Positionsbestimmungen der Fahreinheiten bzw. aufgrund von Sicherheitsmechanismen zum vollständigen Stop der gesamten Förderanlage führen kann.
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Daher wird beispielsweise in der
EP 2 037 229 A1 eine Laufkatze an einem Kran beschrieben, bei der mit einer Digitalkamera Marker an einem Codeband erfasst werden, wobei beim Auswerten der von der Digitalkamera erfassten Bilder zugleich die Darstellungsqualität bestimmt wird. Sinkt die Darstellungsqualität unter einen festgelegten Wert wird ein Fehlersignal ausgegeben.
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In der
DE 10 2008 032 786 A1 wird hingegen ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs entlang einer Bahn, bei welchem ein Barcode mit Hilfe eines mit mehreren voneinander beabstandeten Linien arbeitenden Linienabtasters ausgelesen wird. Auf diese Weise ist die Positionsbestimmung auch bei einer teilweisen Verschmutzung des Barcodes möglich.
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Die
WO 2011/058125 A2 beschreibt ein Lagersystem mit autonomen Traktoren, die sich an einem auf der gesamten Lagerfläche angebrachten Positionscode orientieren. Dabei ist ein Servicetraktor vorgesehen, mit dessen Hilfe Verschmutzungen des Positionscodes entfernt werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren eingangs genannter Art anzugeben, bei welchem die aufgrund von Verschmutzung und Verschleiß auftretenden Probleme verringert sind.
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Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erreicht.
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Unter einer quantitativen Bestimmung der Lesbarkeit wird hier verstanden, dass ein Wert bestimmt wird, der die Lesbarkeit zumindest in Stufen widerspiegelt. Dies steht im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei welchen lediglich bestimmt wird, ob der Positionscode an einer Stelle lesbar ist oder nicht. Mit Hilfe der quantitativen Bestimmung der Lesbarkeit des Positionscodes können Rückschlüsse auf den Verschmutzungs- bzw. den Verschleißgrad des Positionscodes getroffen werden, so dass eine Verschmutzung oder Verschleiß bereits frühzeitig erkannt werden.
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Dabei wird die quantitative Bestimmung der Lesbarkeit mit Hilfe mehrere Fahreinheiten, vorzugsweise allen, durchgeführt und durch eine Redundanzverarbeitung in einer Datenverarbeitungsanlage die von den Lesegeräten der verschiedenen Fahreinheiten kommenden Daten zu eindeutigen Lesbarkeitsdaten gemittelt werden.
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Dadurch können mögliche Verschmutzungen bestätigt oder verworfen werden, d. h. redundant ermittelt werden, obwohl die verschiedenen Fahreinheiten Bereiche der Förderanlage nur kurzzeitig überfahren und die Bestimmung der Lesbarkeit fehlerhaft sein kann. Es werden also mit Hilfe mehrerer Fahreinheiten, welche die Lesbarkeit bestimmen, gemittelte Daten zur Lesbarkeit erzeugt.
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Weitere Merkmale und Vorteile sind in Unteransprüchen angegeben.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass schlecht lesbare Bereiche des Positionscodes, in welchen die Lesbarkeit unter eine vorgebbare Schwelle fällt, dem Betreiber der Förderanlage angezeigt werden.
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Durch das Vorgeben einer Schwelle für die Lesbarkeit und eine entsprechende Signalisierung beispielsweise in Echtzeit seitens einer Steuereinheit, wird das Eingreifen von Wartungspersonal ermöglicht, noch bevor ein Fehler bei der Positionsbestimmung auftritt. Die Wartungs- oder Reinigungsmaßnahmen an den betroffenen Bereichen können dann beispielsweise unverzüglich oder in geplanten Wartungsintervallen durchgeführt werden, sodass es nicht zu einer ungeplanten Abschaltung der Förderanlage aufgrund von Verschmutzung oder Verschleiß kommt.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die schlecht lesbaren Bereiche dem Betreiber an einer virtuellen Repräsentation der Förderanlage visualisiert werden und/oder über einen Webservice online zur Abfrage bereit stehen.
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Dies erleichtert die Auffindung der entsprechend zu wartenden Bereiche des Positionscodes. Die Darstellung der Lesbarkeit kann beispielsweise mit einer Art Ampelsystem erfolgen, wobei in grün gezeichnete Bereiche der Förderstrecke eine gute Lesbarkeit, gelbe Bereiche eine etwas schlechtere Lesbarkeit und rote Bereiche eine minimale Lesbarkeit oder keine Lesbarkeit aufweisen. Vorzugsweise kann diese Visualisierung auch mit Hilfe eines Webservers abgefragt werden, so dass nicht am Standort der Förderanlage ansässiges Wartungspersonal den Status der Förderanlage aus der Ferne überwachen kann. Dies ist insbesondere in Konstellationen mit Wartungsverträgen vorteilhaft, bei welchen der Lieferant der Förderanlage für deren fehlerfreien Betrieb beim Kunden verantwortlich ist.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die quantitative Bestimmung der Lesbarkeit während des normalen Auslesens des Positionscodes zum Bestimmen der Position erfolgt.
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Dadurch müssen keine zusätzlichen Zeitschlitze für die Bestimmung der Lesbarkeit aufgewendet werden.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zur quantitativen Bestimmung der Lesbarkeit des Positionscodes dasselbe Lesegerät verwendet wird, das die Fahreinheiten zur Bestimmung ihrer Position verwenden.
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Grundsätzlich könnte die Lesbarkeit des Positionscodes mit speziellen Geräten zur Bestimmung der Lesbarkeit erfolgen. Ist das bereits zur Positionsbestimmung verwendete Lesegerät jedoch auch zur quantitativen Bestimmung der Lesbarkeit in der Lage, so müssen die Fahreinheiten keine weiteren Geräte mitführen. Derartige Lesegeräte können unter Abwägung des Herstellungsaufwands sowohl nur an einigen wenigen als auch an allen Fahreinheiten vorgesehen sein.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Positionscode ein optischer Code, insbesondere ein Barcode, ist
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Grundsätzlich kommen für den Positionscode auch magnetische oder andere Systeme in Betracht, wobei auch bei diesen eine Verschlechterung der Lesbarkeit eintreten kann, die quantitativ bestimmbar ist. Da bei einem optischen Code das Problem aufgrund von Oberflächenverschmutzungen jedoch besonders ausgeprägt ist, ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hier besonders effizient.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Lesbarkeit des Positionscodes von dessen Auslesekontrast abgeleitet wird.
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Da ein optischer Code auf Mustern unterschiedlichen Reflexionsvermögens basiert, ist der Positionscode umso besser lesbar je höher die Unterschiede in den reflektierten Strahlungsintensitäten sind, d.h. je höher der Auslesekontrast ist.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Lesegerät mit einem Laserscanner, insbesondere einem Drehspiegelscanner, verwendet wird, welcher den Positionscode entlang einer Abtastlinie abtastet.
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Ein Laserscanner erzeugt einen Abtaststrahl mit einem schmalen Spektrum. Die auf dieses Spektrum entsprechend ausgelegten Photodioden werden daher nur wenig von Fremdlicht beeinflusst, sodass ein hoher Auslesekontrast erfasst wird und dieser stark von Verschmutzungen des Positionscodes abhängig ist. Dies ermöglicht eine bessere Bestimmung der Lesbarkeit.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Lesbarkeit des Positionscodes dadurch bestimmt wird, dass eine Positionsmarke des Positionscodes über mehrere Bereiche hinweg mehrfach ausgelesen wird und aus dem Verhältnis von erfolgreichen Auslesvorgängen und nicht erfolgreichen Auslesevorgängen die Lesbarkeit der gesamten Positionsmarke bestimmt wird.
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Da sich die Fahreinheiten im Vergleich zu den Auslesevorgängen des Positionscode nur langsam bewegen, ist es möglich eine bestimmte Positionsmarke mehrfach und in unterschiedlichen Bereichen abzutasten. So kann beispielsweise bei einem Barcode mit einer gegebenen Höhe der bewegte Abtaststrahl diagonal über die einzelnen Positionsmarken geführt werden. Aufgrund der Fahrbewegung der Fahreinheit wird die Positionsmarke dann in unterschiedlichen Bereichen abgetastet. Falls Verschmutzungen nur in kleineren Bereichen der jeweils abgetasteten Positionsmarke vorhanden sind, so kann eine Positionsbestimmung anhand nicht verschmutzter Bereiche der Positionsmarke erfolgen. Zugleich sind dadurch Rückschüsse auf die lokal vorhandene Verschmutzung möglich.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass mindestens eine Wartungseinheit als Fahreinheit verwendet wird und dass die Lesbarkeit des Positionscodes in schlecht lesbaren Bereichen mit Hilfe der Wartungseinheit, insbesondere durch Reinigen, verbessert wird.
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Dazu kann eine Wartungseinheit vorgesehen sein, die ein Wartungsmittel, wie beispielsweise eine Reinigungsdüse, umfasst, sodass vorzugsweise vollautomatisiert nach dem Erkennen einer verschlechterten Lesbarkeit Verschmutzungen entfernt werden können. Alternativ zu einer speziellen Wartungseinheit können auch für normale Förderzwecke verwendete Fahreinheiten mit einem entsprechenden Wartungsmittel ausgestattet werden.
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Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Lesbarkeit des Positionscodes in schlecht lesbaren Bereichen durch erneutes Schreiben des Positionscodes mit Hilfe mindestens einer Fahreinheit verbessert wird, die hierzu einen Schreibkopf mit sich führt.
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Insbesondere bei magnetischen Positionscodes kann es vorteilhaft sein, wenn die Lesbarkeit in bestimmten Bereichen unter eine vorgebbare Schwelle fällt, den Positionscode in diesen Bereichen mit einem mitgeführten Schreibkopf neu zu schreiben, um so die volle Lesbarkeit wiederherzustellen.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 einen schematische Darstellung einer Förderanlage mit einer ausschnittsweise gezeigten Fahrschiene und mehreren Fahreinheiten;
- 2 einen perspektivischen Ausschnitt einer Fahrschiene der Förderanlage, deren Positionscode von einem Lesegerät ausgelesen wird;
- 3 eine senkrechte Aufsicht auf einen Abschnitt des Positionscodes;
- 4 ein Flussdiagramm, welches die Verarbeitung der mit Hilfe des Lesegeräts ermittelten Daten verdeutlicht.
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1 zeigt einen Abschnitt einer insgesamt mit 10 bezeichneten Förderanlage, die eine eine Förderstrecke vorgebende Fahrschiene 12 aufweist. Obwohl die Fahrschiene im gezeigten Abschnitt nur gerade ist, kann sie in anderen Abschnitten der Förderstrecke auch Kurven, Steigungen und Abzweigungen usw. umfassen und kann insgesamt als Rundkurs aufgebaut sein.
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Entlang der Fahrschiene 12 sind verschiedene Fahreinheiten 14, wie beispielsweise Förderwagen 15 zum Transport von Gegenständen verfahrbar. Außer den Förderwagen 15 sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel teilweise auch andere Fahreinheiten 14, wie der Wartungswagen 16, vorgesehen, dessen Funktion weiter unten detailliert beschrieben wird.
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2 zeigt eine Fahrschiene 12, wie sie beispielsweise bei einer einspurigen Elektrohängebahn verwendet werden kann.
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Die Fahrschiene 12 ist als I-Trägerprofil ausgebildet und hat einen oberen Flansch 18, einen unteren Flansch 20 und einen Steg 22.
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Die Fahrschiene 12 ist mithilfe von auf einer Seite des Steges 22 vorgesehenen Befestigungsnuten 24 an Aufhängungen 26 befestigt, die in bekannter Weise mit nicht gezeigten Decken, Wänden oder Tragstrukturen verbunden sind.
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Die beiden Flansche 18 und 20 bilden so obere und untere Laufflächen 28 und 30, auf welchen Lauf- und Antriebsrollen der nicht im Detail gezeigten Fahreinheiten 14, 15, 16 ablaufen.
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Auf der zu den Befestigungsnuten 24 entgegengesetzten Seite des Steges 22 sind über Halteklipps 32 mehrere Schleifleitungen 34 entlang der Fahrschiene 12 angeordnet von denen nur eine ein Bezugszeichen trägt. Die Schleifleitungen 34 weisen ein U-förmiges Profil auf, dessen offene U-Seite vom Steg 22 weg zeigt, und bilden mit elektrischen Kontaktstiften der Fahreinheiten 14, die von der offenen U-Seite her in die Schleifleitungen 36 eingreifen, den eigentlichen Schleifkontakt.
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Über die Schleifleitungen 34 werden Antriebs- und Bremseinrichtungen der Fahreinheiten 14 mit elektrischer Energie versorgt. Zugleich dienen manche der Schleifleitungen 34 als bidirektionaler Datenübertragungskanal 36 zwischen den Fahreinheiten 14 und einer nur in 1 angedeuteten zentralen Ablaufsteuerung 38. Dabei wird jeder Fahreinheit 14 eine individuelle Kennung zugeordnet, sodass über die Förderstrecke hinweg ein Bussystem aufgebaut wird, mit dessen Hilfe jede Fahreinheit 14 von der zentralen Ablaufsteuerung 38 angesprochen werden kann bzw. über welches die Fahreinheiten 14 Daten an die Ablaufsteuerung 38 übertragen können.
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Um die Position der Fahreinheiten 14 entlang der Förderstrecke zu bestimmen, ist in einem von den Schleifleitungen 34 nicht überdeckten Bereich des Stegs 22 entlang der Fahrschiene 12 ein Positionscode in Form eines optischen Barcodes 40 angeordnet, der mit Hilfe von an den Fahreinheiten 14 mitgeführten Lesegeräten 42 ausgelesen wird.
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Der Übersichtlichkeit halber ist der Barcode 40 in der schematischen Darstellung der Förderanlage 10 in 1 parallel beabstandet zur Fahrschiene 12 und in die Zeichenebene gekippt gezeigt. Anhand der 3 ist ersichtlich, dass der Barcode 40 hier so ausgestaltet ist, dass als einzelne Positionsmarken des Positionscodes Barcode-Blöcke 44 vorgesehen sind, welche Positionskennungen binär codieren und hier eine Größe von etwa 1 cm x 3 cm haben. Da jede durch die Barcode-Blöcke 44 codierte Positionskennung nur jeweils einmal entlang der Förderstrecke vorgesehen ist, können mit Hilfe der Lesegeräte 42 und der Ablaufsteuerung 38 die absoluten Positionen der Fahreinheiten 14 bestimmt und die Fahreinheiten 14 dann, wie es an und für sich bekannt ist, entlang der Förderanlage platziert werden. Dabei werden die Informationen über die Positionen der Fahreinheiten 14 auch dazu benutzt, um beispielsweise Weichen, Be- und Entladevorgänge oder Bearbeitungsschritte bezüglich der geförderten Gegenstände zu steuern. Es versteht sich, dass je nach Förderanlage die genaue Anordnung und Ausgestaltung des Positionscodes variieren kann.
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Im Falle des optischen Barcodes 40 umfassen die mitgeführten Lesegeräte 42 einen mit Laserlicht arbeitenden Drehspiegelscanner 46, der einen schnell bewegten Abtaststrahl über den Barcode 40 führt und diesen so entlang einer Abtastlinie 48 abtastet. Über eine Kaskade von Photodioden 50 wird dann die an den einzelnen Hell-Dunkel-Streifen des Barcodes 40 reflektierte Strahlungsintensität erfasst, wobei über eine Synchronisierung mit dem Drehspiegelscanner 46 die Breite der Streifen und letztlich die binär codierte Positionskennung der einzelnen Positionsmarken ermittelt und über den Datenübertragungskanal 36 an die Ablaufsteuerung 38 übertragen wird.
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Die verwendeten Lesegeräte 42 übermitteln jedoch zusätzlich zur ermittelten Positionskennung auch einen quantitativen Wert für die Lesbarkeit des Barcodes 40 an dieser Position. Aufgrund der teilweise rauen Umgebungsbedingungen kann es nämlich vorkommen, dass der Barcode 40, wie in 1 angedeutet, einen Bereich mit einer Verschmutzung 52 aufweist. Diese beeinträchtigt die Lesbarkeit des Barcodes 40 an dieser Stelle und kann zu Fehlfunktionen der Förderanlage 10 führen.
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Wie aus den 2 und 3 ersichtlich, sind die Lesegeräte 42 daher an den Fahreinheiten 14 so ausgerichtet, dass die Abtastlinie 48 diagonal über drei Barcode-Blöcke 44 hinweg verläuft. Da die Bewegung der Fahreinheiten 14 im Vergleich zur Scangeschwindigkeit des Drehspiegelscanners 46 deutlich langsamer ist, wird aufgrund der Schrägstellung der Abtastlinie 48 jeder Barcode-Block 44 nacheinander über seine gesamte Höhe hinweg erfasst, was die Anfälligkeit für eine bereichsweise Verschmutzung 52 eines Barcode-Blocks 44 reduziert.
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Zudem lässt sich durch die mehrmalige Erfassung eines Barcode-Blocks 44 entlang verschiedener Abtastlinien 48 die Lesbarkeit an dieser Stelle bestimmen. Denn je mehr der entlang verschiedener Abtastlinien 48 erfolgten Auslesevorgänge eines Barcode-Blocks 44 erfolgreich sind, desto höher ist die Lesbarkeit.
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Eine andere Möglichkeit zur quantitativen Bestimmung der Lesbarkeit besteht darin, den Auslesekontrast, d.h. das Verhältnis der gemessenen reflektierten Strahlungsintensität zwischen den reflektierenden und den nicht reflektierenden Streifen des Barcodes, zu bestimmen und daraus Rückschlüsse auf die Lesbarkeit bzw. die Verschmutzung 52 des Barcodes 40 zu ziehen.
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Die Lesegeräte 42 können die Lesbarkeit des jeweiligen Barcode-Blocks 44 beispielsweise durch 2 Bit binär codiert in Stufen von 100%, 75%, 50% und 25% an die Ablaufsteuerung 38 übermitteln. Falls die Verschmutzung 52 bereits so stark ist, dass keine Lesbarkeit mehr gegeben ist, wird dies getrennt signalisiert, da dann auch keine Positionskennung mehr ermittelt werden kann.
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Wie anhand des in 4 gezeigten Flussdiagramms ersichtlich ist, werden in der Ablaufsteuerung 38 oder einer dieser nachgeschalteten Datenverarbeitungsanlage die Daten der einzelnen Fahreinheiten 14 zusammen geführt. Dabei werden zunächst durch eine Redundanzverarbeitung die von den Lesegeräten 42 der verschiedenen Fahreinheiten 14 kommenden Daten zu eindeutigen Lesbarkeitsdaten verarbeitet bzw. gemittelt, sodass die eindeutigen Lesbarkeitsdaten für jeden Barcode-Block 44 eine gemittelte Lesbarkeit umfassen.
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Diese eindeutigen Lesbarkeitsdaten werden dann mit Layout-Daten zusammengeführt, welche das Layout der Förderanlage 10 repräsentieren und beispielsweise mit einer Aufbereitungsroutine direkt aus den CAD-Daten der Förderanlage 10 abgeleitet werden. Abstrakt gesehen ordnen die Layout-Daten die in den Barcode-Blöcken 44 codierten Positionskennungen unter Berücksichtigung des Layouts der Förderanlage 10 einer absoluten Position entlang der Förderstrecke zu.
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Die mit den Lesbarkeitsdaten zusammengefassten Daten stehen dann als Systemdaten, die den aktuellen Zustand der Förderanlage 10 im Hinblick auf die Lesbarkeit der einzelnen Barcode-Blöcke 44 abbilden, zur weiteren Verwendung zur Verfügung und können beispielsweise zur Langzeitarchivierung oder zur statistischen Auswertung abgelegt werden.
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Wie 4 zu entnehmen ist, ist hier aber insbesondere auch eine Visualisierungsroutine zum Visualisieren der Systemdaten vorgesehen. Dazu werden die Systemdaten zunächst in einer Aufbereitungsroutine aufbereitet. Beispielsweise können nur jene Positionen besonders markiert werden, deren zugehöriger Barcode-Block 44 eine Lesbarkeit unter einer vorgegeben Schwelle aufweist. Die Visualisierungsroutine hebt dann im Rahmen einer visuellen Darstellung der Förderanlage in Echtzeit oder auf Abruf die von Verschmutzung 52 oder Verschleiß betroffenen Bereiche der Förderstrecke besonders hervor.
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Wartungspersonal kann dann manuell anhand der Visualisierung die Daten auswerten, eine Entscheidung über das weitere Vorgehen treffen und erforderliche Maßnahmen wie Wartung oder Reinigung des Barcodes 40 veranlassen.
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Die aufbereiteten Systemdaten können auch als Webservice online abgefragt werden, sodass beispielsweise nicht vor Ort stationiertes Wartungspersonal eine Verschmutzung 52 erkennen kann und entsprechende Maßnahmen veranlassen kann. Die Abfrage des Verschmutzungszustandes der Förderanlage 10 kann dadurch an jedem beliebigen Ort erfolgen.
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Anstatt mehrere oder alle als Förderwagen 15 verwendeten Fahreinheiten 14 mit speziellen Lesegeräten 42 zum quantitativen Bestimmen der Lesbarkeit auszustatten, kann es auch zweckmäßig sein nur oder zusätzlich Wartungswagen 16 mit den speziellen Lesegeräten 42 einzusetzen, die dann rein zu Messzwecken durch die Förderanlage 10 bewegt werden.
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Solche Wartungswagen 16 können ferner ein Wartungsmittel 54 aufweisen (vgl. 1), mit welchen die Verschmutzung 52 beispielsweise mit Hilfe einer Reinigungsdüse entfernt und/oder der Positionskopf beispielsweise mit Hilfe eines Schreibkopfes neu geschrieben werden kann.
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Der Wartungswagen 16 kann dabei auch unter Zuhilfenahme der aufbereiteten Systemdaten vollautomatisiert zu den schlecht lesbaren Bereichen bewegt werden und selbstständig die Reinigung des Positionscodes durchführen.
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Der Wartungswagen 16 kann als Wartungsmittel 54 auch nur eine Signalisierung beispielsweise in Form eines Ampelsystems umfassen und kann von Wartungspersonal in einer gesonderten Messfahrt u.a. auch von Hand durch die Förderanlage 10 bewegt werden, wobei dann direkt die zu reinigenden Bereiche angezeigt werden.
