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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs einer Werkzeug-Maschine oder Koordinatenmess-Maschine, wobei die Maschine ein bewegliches Teil aufweist, das von mindestens einer Antriebseinrichtung bewegbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine derartige Maschine
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Koordinatenmess-Maschinen oder -geräte können als bewegliches Teil insbesondere einen verfahrbaren Arbeits- oder Messkopf besitzen. Bei einer Koordinatenmess-Maschine, die nachfolgend exemplarisch zugrundegelegt wird, ist dieser Messkopf häufig am unteren freien Ende einer vertikal angeordneten Pinole befestigt. Die Pinole ist verfahrbar, sodass der Messkopf senkrecht zu einem Messtisch, also in einer vertikalen Richtung, verfahren werden kann. Der Messtisch dient hierbei zur Aufnahme eines Messobjekts. Die Pinole ist ihrerseits an einem Querträger eines Portals angeordnet und kann an dem Querträger in einer ersten Horizontalrichtung mittels eines Schlittens verfahren werden. Das Portal kann zusammen mit der Pinole in einer zweiten Horizontalrichtung verfahren werden, sodass der Messkopf insgesamt in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen verfahren werden kann. Hierbei bilden die Pinole, der Schlitten und das Portal einen Gestellaufbau. Die maximalen Verfahrwege des Messkopfes entlang der drei Bewegungsrichtungen bestimmen ein Messvolumen, innerhalb dessen Raumkoordinaten an einem Messobjekt bestimmt werden können. Es sind jedoch auch andere Koordinatenmess-Maschinen bekannt, z. B. solche, bei denen der Messkopf von mehreren beweglichen Elementen eines Hexapod belegbar ist.
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Zur Durchführung einer Messung wird das Messobjekt in dem Messvolumen des Koordinatenmessgeräts angeordnet. Dies erfolgt in einer ersten Raumlage des Messobjekts relativ zum Messkopf. Anschließend wird der Messkopf zu einzelnen Messpunkten auf dem Messobjekt verfahren, um das Messobjekt zu vermessen. Zu diesem Zweck besitzt das Koordinatenmessgerät Aktuatoren, die das Portal, den Schlitten sowie die Pinole bei Betätigung in die jeweilige Raumrichtung bewegen. Als Aktuatoren werden typischerweise Schrittmotoren oder Servomotoren eingesetzt, da diese eine sehr exakte Positionierung des Messkopfs ermöglichen. Da bei Koordinatenmess-Maschinen eine sehr hohe Genauigkeit beim Verfahren des Messkopfes benötigt wird, werden die beweglichen Teile des Gestellaufbaus mittels Luftlagern reibungsfrei zueinander gelagert.
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Luftlager oder aerostatische Lager zeichnen sich dadurch aus, dass zwischen den zueinander gelagerten Teilen ein Luftspalt gebildet wird, indem zwischen die Teile Druckluft eingeblasen wird. Auf diese Weise ergibt sich ein Luftkissen zwischen den zueinander gelagerten Teilen, welches Reibung zwischen diesen Teilen verhindert.
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In ähnlicher Weise können Werkzeug-Maschinen aufgebaut sein. Diese besitzen als Arbeitskopf typischerweise eine Spindel mit einem Werkzeugträger, der zur Bearbeitung eines Werkstücks verfahren wird.
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Die
DE 34 41 426 A1 beschreibt ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise, das Luftlager aufweist. Es ist vorgesehen, im Betrieb Druckluft von einer Druckluftquelle über ein Rohr und eine Drosselbohrung in die Luftlager einzublasen. Hierbei strömt die Druckluft zwischen den zueinander gelagerten Bauteilen hindurch und bildet infolge ihrer Druckwirkung zwischen den Bauteilen einen Hohlraum in Form eines Spalts. Ist diese Lagerung gegeben, kann das Portal verschoben werden, sodass ein an dem Portal angeordneter Messkopf zu einem Messobjekt verfahren werden kann.
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Die
WO 2011/089222 offenbart eine Maschine mit einem Gestellaufbau, an dem ein Kopf angeordnet ist, wobei der Gestellaufbau einen Aktuator und ein Luftlager aufweist, um den Kopf zu verfahren. Weiter umfasst die Maschine eine Druckluftzuführung, die mit dem Luftlager verbunden ist und einen Druckluftstrom für das Luftlager bereitstellt. Weiter umfasst die Maschine eine Drossel, die den Druckluftstrom definiert. In einem ersten Betriebszustand ist ein hoher Druckluftstrom definiert und der Aktuator betätigbar. Weiter ist eine Steuer- und Auswerteeinheit ausgebildet, den Aktuator zu betätigen, wobei ein zweiter Betriebszustand, in dem ein zum hohen Druckluftstrom niedrigerer Druckluftstrom definiert ist und der Aktuator vor einem Betätigen gesichert ist. Weiter ist die Steuer- und Auswerteeinheit dazu ausgebildet, die Drossel zu steuern und den Aktuator in dem zweiten Betriebszustand vor dem Betätigen zu sichern.
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Die
DE 10 2011 112 734 A1 offenbart eine Industriemaschine, wobei die Industriemaschine einen Fluideinlass, der mit einer Fluidzufuhreinrichtung zu verbinden ist, umfasst, wobei die Fluidzufuhreinrichtung konfiguriert ist, Fluid zuzuführen. Weiter umfasst die Industriemaschine einen Antriebsmechanismus, der konfiguriert ist, durch das Fluid angetrieben zu werden, welches von der Fluidzufuhreinrichtung zugeführt wird. Weiter umfasst die Industriemaschine ein elektromagnetisches Ventil, das im Inneren eines Fluidzufuhrkanals positioniert ist und konfiguriert ist, den Fluidzufuhrkanal zu öffnen und zu schließen, wobei der Fluidzufuhrkanal konfiguriert ist, das Fluid von dem Fluideinlass in den Antriebsmechanismus einzubringen. Weiter umfasst die Industriemaschine eine Steuer- oder Regeleinrichtung, die konfiguriert ist, das elektromagnetische Ventil dahingehend zu steuern bzw. zu regeln, den Fluidzufuhrkanal zu blockieren, wenn eine spezifizierte Zeit vergeht, nachdem der Antriebsmechanismus seinen Betrieb stoppt.
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Es stellt sich das technische Problem, ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs einer Koordinatenmess-Maschine oder einer Werkzeug-Maschine und eine solche Maschine zu schaffen, welche einen energiesparenden Betrieb der Maschine ermöglichen, wobei eine gewünschte Bearbeitungs- und/oder Messgenauigkeit beim Betrieb der Maschine gewährleistet wird.
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Die Lösung des technischen Problems ergibt sich insbesondere durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Steuerung eines Betriebs einer Koordinatenmess-Maschine oder Werkzeug-Maschine, wobei diese nachfolgend unter dem Begriff Maschine zusammengefasst werden. Hierbei wird mindestens ein gewünschter zukünftiger Einsatzzeitpunkt der Maschine vorgegeben. Der Einsatzzeitpunkt kann beispielsweise in Form einer Tages- oder Uhrzeit vorgegeben werden. Die Vorgabe kann hierbei beispielsweise über eine geeignete Eingabeeinrichtung, z.B. über eine Tastatur, erfolgen. Weiter kann der mindestens eine gewünschte zukünftige Einsatzzeitpunkt gespeichert werden. Zum Einsatzzeitpunkt soll sich die Maschine in einem ersten Betriebszustand befinden. Im ersten Betriebszustand ist insbesondere eine vollständige Energieversorgung von mindestens einer Antriebseinrichtung zur Bewegung eines beweglichen Teils der Maschine, beispielsweise eines Messkopfes einer Koordinatenmess-Maschine, und von einer Steuereinrichtung dieser Antriebseinrichtung hergestellt. Außerdem ist der bewegliche Teil der Maschine im ersten Betriebszustand in einer vorgegebenen Weise bewegbar. Z.B. kann dann ein von der Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung erzeugtes Steuersignal eine entsprechende Bewegung des beweglichen Teils der Maschine bewirken. Im ersten Betriebszustand kann eine Bewegung des beweglichen Teils also unmittelbar bzw. direkt durch die Steuereinrichtung gesteuert werden. Insofern ist der bewegliche Teil der Maschine im ersten Betriebszustand einsatzbereit.
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Die vorgegebene Weise der Bewegung des beweglichen Teils im ersten Betriebszustand entspricht insbesondere Anforderungen, die für die Bewegung in dem ersten Betriebszustand vorgegeben sind. Insbesondere kann als Anforderung eine Genauigkeit der Bewegung des beweglichen Teils vorgegeben sein, zum Beispiel eine Genauigkeit der von der Steuereinrichtung gesteuerten Bewegung und der tatsächlich ausgeführten Bewegung des beweglichen Teils. Die Genauigkeit ist zum Beispiel nur dann erreicht, wenn die Antriebseinrichtung einen vorgegebenen Zustand hat bzw. erreicht hat. Der vorgegebene Zustand ist z.B. eine homogene Temperatur und/oder eine Mindest-Betriebstemperatur der Maschine oder von mindestens einem bestimmten Teil der Maschine. Beispielsweise ist der vorgegebene Zustand eine homogene Temperatur und/oder eine Mindest-Betriebstemperatur zumindest eines Teils der Antriebseinrichtung, insbesondere eines Leistungstreibers, und der Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung, z.B. einer Steuerelektronik des Leistungstreibers der Antriebseinrichtung, sein. Weiter kann der vorgegebene Zustand auch eine homogene Temperatur und/oder eine Mindest-Betriebstemperatur einer Auswerteeinrichtung oder Auswerteelektronik umfassen, die z.B. Ausgangssignale eines Arbeits- oder Messkopfes auswertet. Selbstverständlich kann der vorgegebene Zustand auch eine homogene Temperatur und/oder eine Mindest-Betriebstemperatur von weiteren Teilen der Maschine oder einer Peripherie der Maschine umfassen. Alternativ oder zusätzlich ist die Genauigkeit nur dann erreicht, wenn eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bewegung des beweglichen Teils die zuvor in Bezug auf die Antriebseinrichtung genannten Anforderungen erfüllt.
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Erfindungsgemäß wird zu einem Aktivierungszeitpunkt ein zweiter Betriebszustand der Maschine aktiviert, wobei der Aktivierungszeitpunkt eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem gewünschten zukünftigen Einsatzzeitpunkt liegt. Beispielsweise kann der Aktivierungszeitpunkt 30 min vor dem gewünschten zukünftigen Einsatzzeitpunkt liegen. Im zweiten Betriebszustand wird mindestens eine Energieversorgung zumindest eines Teils der Antriebseinrichtung und eine Energieversorgung der Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung hergestellt und wird die Antriebseinrichtung in den ersten Betriebszustand gebracht. Der Begriff „gebracht“ bedeutet hierbei, dass Rahmenbedingungen für einen Betrieb der Maschine im ersten Betriebszustand hergestellt werden. Somit befindet sich die Maschine im zweiten Betriebszustand nicht im ersten Betriebszustand.
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Vorzugsweise ist aber der mindestens eine bewegliche Teil der Maschine während des zweiten Betriebszustandes noch nicht bewegbar.
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Insbesondere kann der bewegliche Teil der Maschine erst am Ende des zweiten Betriebszustandes, nach der Beendigung des zweiten Betriebszustandes aber vor Beginn des ersten Betriebszustandes oder zu Beginn des ersten Betriebszustandes bewegbar gemacht werden, zum Beispiel indem zumindest ein Schalter eingeschaltet wird. Durch den Schalter kann eine elektrische Verbindung hergestellt oder eine Steuerung eingeschaltet werden, die für die Bewegung des beweglichen Teils erforderlich ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Bewegung des beweglichen Teils ausgeschlossen ist, bevor der zweite Betriebszustand beendet ist. Es wird daher verhindert, dass der bewegliche Teil bewegt wird, bevor entsprechende Anforderungen, die für die Bewegung in dem ersten Betriebszustand vorgegeben sind, erfüllt sind.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegung des beweglichen Teils der Maschine im zweiten Betriebszustand beispielsweise durch mindestens eine Bremseinrichtung verhindert werden. Vorzugsweise ist jedoch eine Energieversorgung zumindest eines Teils der Antriebseinrichtung zur Bewegung des beweglichen Teils unterbrochen (insbesondere weil der bereits zuvor genannte Schalter geöffnet ist, das heißt ausgeschaltet ist). Beispielsweise kann die Antriebseinrichtung einen Leistungstreiber bzw. eine Endstufe und einen Motor, beispielsweise einen Servo- oder Schrittmotor, umfassen. Hierbei kann im zweiten Betriebszustand eine Energieversorgung der Leistungstreiber bzw. Endstufe hergestellt sein, die elektrische Verbindung zum Motor jedoch unterbrochen sein. Auch ist es möglich, dass die Bewegung des beweglichen Teils verhindert wird, indem eine Übertragung von Steuerdaten oder -signalen zur Antriebseinrichtung verhindert wird.
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Es ist jedoch auch möglich, dass weitere, insbesondere alle, Elemente der Maschine, die auf eine insbesondere vorgegebene Mindest-Betriebstemperatur aufgewärmt werden müssen, um eine gewünschte Messgenauigkeit zu ermöglichen, im zweiten Betriebszustand bereits mit Energie versorgt werden. Insbesondere kann im zweiten Betriebszustand auch eine Energieversorgung einer Auswerteeinrichtung hergestellt werden, wobei mittels der Auswerteeinrichtung z.B. Ausgangssignale eines Sensors, insbesondere eines Arbeits- oder Messkopfes, der Maschine auswertbar sind.
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Zur Zeitüberwachung kann die Maschine eine Timer-Einrichtung bzw. eine Zeitmesseinrichtung umfassen, wobei ein Ausgangssignal der Timer-Einrichtung fortlaufend ausgewertet und auf den Aktivierungszeitpunkt sowie den gewünschten Einsatzzeitpunkt hin überwacht wird.
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Um eine gewünschte Messgenauigkeit zu gewährleisten, ist es bei Koordinatenmess-Maschinen oder Werkzeug-Maschinen in der Regel notwendig, diese auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuwärmen. Dies erfolgt in der Regel durch ein frühzeitiges Einschalten bzw. eine frühzeitige Energieversorgung von Elementen der Maschine. Insbesondere genaue Werkstück-Messvorgänge, wie sie von Koordinatenmess-Maschinen ausgeführt werden, können in solchen Fällen jedoch erst mit einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Einschalten ausgeführt werden.
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Insbesondere kann eine Auswerteeinrichtung, die beispielsweise Verfahren zur Auswertung von Signalen eines Sensors einer Koordinatenmess-Maschine, insbesondere eines Messkopfes, durchführt, vor Beginn einer Messung, insbesondere nach einer nachfolgend beschriebenen manuellen Freigabe, überprüfen, ob vor dem Beginn der Messung die vorhergehend beschriebene Energieversorgung des zumindest einen Teils der Antriebseinrichtung und eine Energieversorgung der Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung für die vorbestimmte Zeitdauer erfolgt ist und/oder ob vor dem Beginn der Messung der erste Betriebszustand bereits erreicht ist, beispielsweise ob die vorhergehend beschriebene homogene Temperatur und/oder Mindest-Betriebstemperatur der Maschine oder des mindestens einen bestimmten Teils der Maschine erreicht ist. Somit erfolgt eine Freigabe eines Betriebs im ersten Betriebszustand ausschließlich dann, wenn die Energieversorgung für die vorbestimmte Zeitdauer hergestellt war. Alternativ oder kumulativ kann die Freigabe des Betriebs im ersten Betriebszustand auch erfolgen, falls der gewünschte erste Betriebszustand erreicht ist. In diesem Fall muss in vorteilhafter Weise nicht der Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer abgewartet werden, falls die Maschine bereits davor den ersten Betriebszustand erreicht hat.
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Durch das vorgeschlagene Verfahren ergibt sich in vorteilhafter Weise ein zeitgesteuertes Aktivieren der Maschine. So kann ein Benutzer z.B. als gewünschten zukünftigen Einsatzzeitpunkt eine Uhrzeit, z.B. 7.00 Uhr, vorgeben. Die Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung(en) sowie zumindest ein Teil der Antriebseinrichtung(en) werden jedoch beim vorgeschlagenen Verfahren bereits ab dem Aktivierungszeitpunkt mit Energie versorgt, sodass bis zum vom Benutzer vorgegebenen Einsatzzeitpunkt die gewünschte Betriebstemperatur erreicht ist. Somit kann der Benutzer die Maschine zum gewünschten Einsatzzeitpunkt sofort in Betrieb nehmen, wobei eine gewünschte Messgenauigkeit gewährleistet ist. Vom Aktivierungszeitpunkt bis zum Einsatzzeitpunkt befindet sich die Maschine daher in einer Warmlaufphase, die eine gewünschte Genauigkeit einer nachfolgenden Messung ermöglicht.
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Insbesondere ist es durch das vorgeschlagene Verfahren nicht erforderlich, eine dauerhafte und somit energetisch unvorteilhafte Energieversorgung, z.B. eine Energieversorgung rund um die Uhr, gewährleisten zu müssen, um zu gewünschten Einsatzzeitpunkten sofort eine gewünschte Messgenauigkeit bereitzustellen. Auch ist es nicht erforderlich, dass der Benutzer bereits vor dem gewünschten Einsatzzeitpunkt die Maschine manuell aktivieren muss.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der zweite Betriebszustand nur dann aktiviert, wenn zumindest ein Teil der Antriebseinrichtung(en), insbesondere der/die vorhergehend erläuterte Leistungstreiber, und die Steuereinrichtung(en) der Antriebseinrichtung(en) zum Aktivierungszeitpunkt nicht mit Energie versorgt werden. Alternativ wird der zweite Betriebszustand nur dann aktiviert, wenn eine Energieversorgung zumindest eines Teils der Antriebsvorrichtung(en) und der Steuereinrichtung(en) der Antriebseinrichtung(en) zeitlich nach dem Aktivierungszeitpunkt und vor dem Einsatzzeitpunkt unterbrochen wird.
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Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass eine Energieversorgung zum Aktivierungszeitpunkt nicht bereits erfolgt. Erfolgt eine Energieversorgung, so kann jedoch die vorhergehend erläuterte Verhinderung der Bewegung des beweglichen Teils aktiviert werden. Weiter wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass, falls zum Aktivierungszeitpunkt eine Energieversorgung erfolgte, diese jedoch nach dem Aktivierungszeitpunkt unterbrochen wird, diese unverzüglich wieder hergestellt wird. Hierdurch wird ein unerwünschtes Abkühlen der entsprechenden Elemente der Maschine durch die Unterbrechung der Energieversorgung verhindert. Somit wird auch in diesem Fall sichergestellt, dass eine gewünschte Betriebstemperatur zum Einsatzzeitpunkt vorliegt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist nach einer Aktivierung des ersten Betriebszustandes aus dem zweiten Betriebszustand heraus eine Bewegung des beweglichen Teils erst nach einer manuellen Freigabe freigegeben. Die manuelle Freigabe kann beispielsweise durch manuelle Betätigung einer Eingabevorrichtung, beispielsweise eines Knopfes, eines Schalters oder eines Hebels, erfolgen. Somit wird der erste Betriebszustand erst nach der manuellen Freigabe vollständig aktiviert. Insbesondere kann durch die manuelle Freigabe eine elektrische Verbindung zwischen dem vorhergehend erläuterten Leistungstreiber bzw. Endstufe und dem entsprechenden Motor hergestellt werden.
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Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass bei einer Aktivierung keine unbeabsichtigte Bewegung des beweglichen Teils erfolgt. Die Betriebssicherheit der Maschine wird erhöht.
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Somit erfolgt die Herstellung der Energieversorgung der vollständigen Antriebseinrichtung erst nach der manuellen Freigabe.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die im ersten Betriebszustand befindliche Maschine in einen weiteren Betriebszustand versetzt, wobei der weitere Betriebszustand nach manueller Deaktivierung der Maschine aktiviert wird, beispielsweise durch manuelle Betätigung einer entsprechenden Eingabevorrichtung. Der weitere Betriebszustand bezeichnet hierbei einen so genannten deaktivierten Betriebszustand der Maschine oder einen so genannten Standby-Modus. Im weiteren Betriebszustand ist die Energieversorgung der mindestens einen Antriebseinrichtung und der Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung unterbrochen. Umfasst die Antriebseinrichtung einen Leistungstreiber (so genannte Endstufe) und einen Motor, so wird weder der Leistungstreiber noch der Motor mit elektrischer Energie versorgt. Selbstverständlich kann auch die Energieversorgung weiterer Elemente der Maschine unterbrochen werden.
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Alternativ kann der weitere Betriebszustand zeitkontrolliert aktiviert werden. Zeitkontrolliert bedeutet hierbei, dass der weitere Betriebszustand nach Ablauf einer weiteren vorbestimmten Zeitdauer nach einer Beendigung der Bewegung des beweglichen Teils aktiviert wird. Beispielsweise ist es denkbar, dass eine vorbestimmte Zeitspanne vergehen muss, in welcher der bewegliche Teil nicht bewegt wird oder die mindestens eine Antriebseinrichtung keine Steuerbefehle erhält. Nach Ablauf dieser Zeitspanne wird der Übergang von dem ersten in den weiteren Betriebszustand ausgelöst. Zeitkontrolliert bedeutet somit, dass der weitere Betriebszustand aktiviert wird, nachdem eine Bewegung des beweglichen Teils beendet ist und sich der bewegliche Teil in einem vorbestimmten Zeitraum nach Beendigung der Bewegung nicht erneut bewegt. Die vorbestimmte Zeitdauer kann hierbei beispielsweise durch einen Benutzer, beispielsweise über eine geeignete Eingabeeinrichtung, eingestellt werden.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass elektrische Energie beim Betrieb der Maschine eingespart werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform wird mindestens ein gewünschter zukünftiger Deaktivierungszeitpunkt der Maschine vorgegeben, wobei die Maschine zum Deaktivierungszeitpunkt in den weiteren Betriebszustand versetzt wird. Hierbei kann ein Benutzer, z.B. mittels einer geeigneten Eingabeeinrichtung, mindestens einen gewünschten zukünftigen Deaktivierungszeitpunkt, beispielsweise eine Uhrzeit oder Tageszeit, vorgeben, zu der die Maschine in den weiteren Betriebszustand versetzt wird. Zu einem Deaktivierungszeitpunkt können auch ein Teil oder alle Geräte einer Peripherie der Maschine deaktiviert werden, d.h. es kann eine Energieversorgung dieser Geräte oder zumindest eines Teils dieser Geräte unterbrochen werden. Zu den peripheren Geräten gehören zum Beispiel Computer und Bewegungsvorrichtungen, zum Beispiel zum Bewegen eines Werkstücks zu/von der Maschine.
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Somit sind also Aktivierungszeitpunkte bzw. Einsatzzeitpunkte und Deaktivierungszeitpunkte vorprogrammierbar.
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Vorzugsweise erfolgt die Deaktivierung zum Deaktivierungszeitpunkt jedoch nur dann, wenn sich der bewegliche Teil der Maschine nicht bewegt und/oder wenn eine vorbestimmte Zeitdauer nach einer Beendigung der zuletzt durchgeführten Bewegung des beweglichen Teils vergangen ist, ohne dass sich der bewegliche Teil erneut bewegt hat.
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Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine zeitgesteuerte Deaktivierung der Maschine erfolgen, wobei jedoch sichergestellt ist, dass ein laufender Messvorgang nicht unterbrochen wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird anstelle des weiteren Betriebszustandes der zweite Betriebszustand aktiviert, wenn zum Deaktivierungszeitpunkt eine Zeitdauer bis zu einem gewünschten zukünftigen Einsatzzeitpunkt kürzer als die vorbestimmte Zeitdauer ist. Alternativ wird der zweite Betriebszustand aktiviert, wenn zum Deaktivierungszeitpunkt eine Zeitdauer bis zu dem nächsten zukünftigen Einsatzzeitpunkt kürzer als eine Summe der vorbestimmten Zeitdauer und einer Toleranzzeitdauer ist.
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Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass keine Unterbrechung der Energieversorgung erfolgt, wenn sich die Maschine im zweiten Betriebszustand befinden müsste. Durch die Toleranzzeitdauer kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass keine Deaktivierung erfolgt, wenn nur noch eine kurze Zeit bis zu einer zeitlich nachfolgenden zeitgesteuerten Aktivierung des zweiten Betriebszustandes vergeht.
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In einer weiteren Ausführungsform wird ab dem Deaktivierungszeitpunkt der weitere Betriebszustand ausschließlich zu einem Aktivierungszeitpunkt oder bei einer manuellen Aktivierung verlassen. Beispielsweise kann ab dem Deaktivierungszeitpunkt ausschließlich eine Zeitsteuereinrichtung der Maschine mit Energie versorgt werden, die das vorhergehend erläuterte zeitgesteuerte Aktivieren des zweiten Betriebszustandes ermöglicht, wobei die Energieversorgung zu allen weiteren energieverbrauchenden Elementen der Maschine unterbrochen ist. Jedoch ist es ab dem Deaktivierungszeitpunkt auch möglich, eine manuelle Aktivierung, beispielsweise durch manuelle Betätigung einer geeigneten Eingabevorrichtung, vorzunehmen. Hierbei kann die Maschine durch die zeitgesteuerte Aktivierung vom weiteren Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand versetzt werden. Bei manueller Aktivierung kann die Maschine auch vom weiteren Betriebszustand direkt in den ersten Betriebszustand versetzt werden.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein Energieverbrauch im weiteren Betriebszustand minimiert wird, da ausschließlich eine Energieversorgung von Einrichtungen zur Durchführung der zeitgesteuerten Aktivierung und zur manuellen Aktivierung gewährleistet sein muss.
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In einer weiteren Ausführungsform wird vor der Aktivierung des weiteren Betriebszustandes eine Energieversorgung mindestens einer der Maschine zugeordneten Hilfseinrichtung abgeschaltet oder reduziert. Beispielsweise kann vor der Aktivierung des weiteren Betriebszustandes eine Energieversorgung einer Vorrichtung zur Druckluftzufuhr zu Luftlagern unterbrochen werden.
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Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein gestuftes Herunterfahren der Maschine und der der Maschine zugeordneten Hilfseinrichtungen erfolgen.
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Vorgeschlagen wird auch eine Koordinatenmess-Maschine oder Werkzeug-Maschine, wobei die Maschine mindestens eine Antriebseinrichtung zur Bewegung eines beweglichen Teils der Maschine und mindestens eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung umfasst. In einem ersten Betriebszustand ist eine Energieversorgung von mindestens der Antriebseinrichtung zur Bewegung des beweglichen Teils der Maschine und der Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung hergestellt und der mindestens eine bewegliche Teil der Maschine in einer vorgegebenen Weise bewegbar.
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Erfindungsgemäß umfasst die Maschine eine Zeitsteuereinrichtung, wobei mittels der Zeitsteuereinrichtung mindestens ein gewünschter zukünftiger Einsatzzeitpunkt der Maschine vorgebbar ist und wobei die Zeitsteuereinrichtung zu einem Aktivierungszeitpunkt einen zweiten Betriebszustand der Maschine aktiviert. Der Aktivierungszeitpunkt liegt eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem gewünschten zukünftigen Einsatzzeitpunkt, wobei im zweiten Betriebszustand eine Energieversorgung zumindest eines Teils der Antriebseinrichtung und der Steuereinrichtung der Antriebseinrichtung hergestellt wird und die Antriebseinrichtung in den ersten Betriebszustand gebracht wird.
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Im zweiten Betriebszustand wird eine Energieversorgung zumindest eines Teils der Antriebseinrichtung, beispielsweise eines Leistungstreibers (Endstufe) der Antriebseinrichtung, und der Steuereinrichtung hergestellt. Vorzugsweise ist, wie vorhergehend erläutert, der bewegliche Teil der Maschine während des zweiten Betriebszustandes nicht bewegbar.
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Die Zeitsteuereinrichtung kann beispielsweise eine Eingabeeinrichtung umfassen, mittels derer ein Benutzer den gewünschten Einsatzzeitpunkt vorgeben kann. Weiter kann die Zeitsteuereinrichtung Steuersignale für Einrichtungen zur Herstellung der vorhergehend erläuterten Energieversorgung erzeugen und an diese übertragen, z.B. über entsprechende Signalleitungen oder Systembusse.
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Insbesondere kann die Maschine eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung von Ausgangssignalen des beweglichen Teils, insbesondere eines Messkopfes, aufweisen. Es kann bei Aktivierung des zweiten Betriebszustandes gleichzeitig eine Energieversorgung dieser Auswerteeinrichtung hergestellt werden. Somit kann in vorteilhafter Weise auch die Auswerteeinrichtung auf eine gewünschte Betriebstemperatur gebracht werden, bevor ein Messvorgang durch die Maschine durchgeführt wird. Entsprechend kann zum Aktivierungszeitpunkt auch eine Energieversorgung von weiteren Hilfseinrichtungen einer Peripherie der Maschine, z.B. von einem Vakuumtisch, von einem Drucker, von Zuführsystemen, weiteren externen und mit der Maschine verketteten Systemen oder von einer Einrichtung zur Drucklufterzeugung hergestellt werden.
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Entsprechend kann bei einer Deaktivierung der Maschine, also bei einem Übergang in den weiteren Betriebszustand, eine Energieversorgung der vorhergehend genannten Einrichtungen, insbesondere der Auswerteeinrichtung, unterbrochen werden. Hierbei ist selbstverständlich sicherzustellen, dass von den einzelnen Einrichtungen durchgeführte Vorgänge, z.B. ein Auswertevorgang oder ein Daten-Speichervorgang, zum Zeitpunkt der Deaktivierung bereits beendet ist. Somit erfolgt eine Unterbrechung der Energieversorgung nur dann, wenn ein von der Hilfseinrichtung, z.B. der Auswerteeinrichtung oder der Speichereinrichtung, durchgeführter Vorgang, z.B. Auswertevorgang, zum Deaktivierungszeitpunkt beendet ist. Dies ermöglicht ein synchronisiertes Deaktivieren.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine weiter verbesserte Energieeinsparung.
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In einer weiteren Ausführungsform ist mittels der Zeitsteuereinrichtung oder einer weiteren Zeitsteuereinrichtung die im ersten Betriebszustand befindliche Maschine in einen weiteren Betriebszustand versetzbar, wobei der weitere Betriebszustand zeitkontrolliert aktivierbar ist und/oder mindestens ein gewünschter Deaktivierungszeitpunkt der Maschine vorgebbar ist, wobei der weitere Betriebszustand zum gewünschten Deaktivierungszeitpunkt aktiviert wird, wobei im weiteren Betriebszustand mindestens eine Energieversorgung der Antriebseinrichtung und der Steuereinrichtung unterbrochen ist. Weiter ist vorstellbar, dass der weitere Betriebszustand durch eine manuelle Deaktivierung, beispielsweise durch eine Betätigung einer entsprechenden Eingabevorrichtung durch einen Benutzer, eine manuelle Deaktivierung aktiviert wird.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigen:
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1 ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise,
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2 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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3 ein schematisches Flussdiagramm eines vorgeschlagenen Verfahrens.
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Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
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In 1 ist ein Koordinatenmessgerät (KMG) 11, das eine erfindungsgemäße Koordinaten-Messmaschine darstellt, in Portalbauweise dargestellt. Das KMG 11 weist einen Messtisch 1 auf, über dem Säulen 2, 3 verfahrbar sind, die zusammen mit einem Querträger 4 ein Portal des KMG 11 bilden. Der Querträger 4 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit den Säulen 2 bzw. 3 verbunden, die auf dem Messtisch 1 längsverschieblich, also in Z-Richtung verschieblich, gelagert sind. Der Querträger 4 ist mit einem Querschlitten 7 kombiniert, welcher luftgelagert entlang dem Querträger 4 (in X-Richtung) beweglich ist. Die momentane Position des Querschlittens 7 relativ zu dem Querträger 4 kann anhand einer Maßstabsteilung 6 festgestellt werden. An dem Querschlitten 7 ist eine in vertikaler Richtung (Y-Richtung) bewegliche Pinole 8 gelagert, die an ihrem unteren Ende über eine Montageeinrichtung 10 mit einer Sensoreinrichtung 5 verbunden ist. An der Sensoreinrichtung 5 ist ein Messkopf 9 abnehmbar angeordnet.
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In 2 ist ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 dargestellt. Die Vorrichtung umfasst Antriebseinrichtungen 13, wobei die Antriebseinrichtungen 13 Endstufen 14 und Motoren 15 umfassen. Der Einfachheit halber ist nur eine Antriebseinrichtung 13 dargestellt. Die Antriebseinrichtung 13 umfasst hierbei jedoch die Antriebseinrichtungen, die zur Bewegung eines Messkopfes 9 in den in 1 dargestellten Raumrichtungen X, Y, Z benötigt werden.
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In 2 sind datentechnische Verbindungen mit Strichlinien dargestellt, während Verbindungen zur Energieversorgung mit durchgezogenen Linien dargestellt sind.
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Weiter umfasst die Vorrichtung 12 eine Steuereinrichtung 16 zur Steuerung der Antriebseinrichtung 13. Hierbei ist dargestellt, dass die Steuereinrichtung 16 die Endstufe 14 ansteuert, wobei die Steuereinrichtung 16 datentechnisch mit der Endstufe 14 verbunden ist. Weiter umfasst die Vorrichtung 12 eine erste Zeitsteuereinrichtung 17. Diese umfasst eine Speichereinrichtung 18 und einen Timer 19. Mittels der Zeitsteuereinrichtung 17 ist ein gewünschter zukünftiger Einsatzzeitpunkt der Koordinatenmess-Maschine vorgebbar, wobei die Zeitsteuereinrichtung 17 hierfür eine geeignete Eingabeschnittstelle aufweist. Der gewünschte Einsatzzeitpunkt ist in der Speichereinrichtung 18 speicherbar. Mittels des Timers 19 überwacht die Zeitsteuereinrichtung 17 eine aktuelle Zeit und vergleicht diese mit dem zukünftig gewünschten Einsatzzeitpunkt. Weiter errechnet die erste Zeitsteuereinrichtung 17 einen Aktivierungszeitpunkt, der eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem gewünschten zukünftigen Einsatzzeitpunkt liegt. Die erste Zeitsteuereinrichtung 17 überwacht mittels des Timers 19 eine aktuelle Zeit auch bezüglich des Aktivierungszeitpunkts. Zum Aktivierungszeitpunkt erzeugt die erste Zeitsteuereinrichtung 17 ein Steuersignal, wobei eine Energieversorgung der Steuereinrichtung 16 und der Endstufe 14 zu jeweiligen Energiequellen 20, 21 hergestellt wird. Hierbei ist dargestellt, dass die erste Zeitsteuereinrichtung 17 entsprechende Schaltelemente ansteuert, die die elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle 20 und der Steuereinrichtung 16 sowie der Energiequelle 21 und der Endstufe 14 herstellen. Gleichzeitig wird eine Energieversorgung zwischen einer Auswerteeinrichtung 22 und einer der Auswerteeinrichtung 22 zugeordneten Energiequelle 23 hergestellt. Auch dies erfolgt mittels eines von der Zeitsteuereinrichtung 17 angesteuerten Schalters. Die Auswerteeinrichtung 22 dient zur Auswertung von Ausgangssignalen des Messkopfes 9.
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Weiter dargestellt ist eine manuelle Eingabeeinrichtung 24, die durch einen Benutzer z.B. manuell betätigt werden kann. Im zweiten Betriebszustand des KMG 11 sind zwar die Steuereinrichtung 16 sowie die Endstufe 14 mit Energie versorgt, der Motor 15 ist jedoch elektrisch nicht mit der Endstufe 14 verbunden. Somit ist eine Bewegung des Messkopfes 9 im zweiten Betriebszustand nicht möglich. Betätigt ein Benutzer die Eingabeeinrichtung 24 und ist der gewünschte zukünftige Einsatzzeitpunkt erreicht oder überschritten, so wird die elektrische Verbindung zwischen der Endstufe 14 und dem Motor 15 hergestellt, wodurch eine Bewegung des Messkopfes 9 möglich ist. In diesem Zustand befindet sich die Koordinatenmess-Maschine im ersten Betriebszustand.
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Weiter dargestellt ist eine weitere Zeitsteuereinrichtung 25. Diese ist datentechnisch über ein mit gestrichelten Linien dargestelltes Datenbussystem 26 mit der Steuereinrichtung 16 verbunden. Erzeugt die Steuereinrichtung 16 für eine vorbestimmte Zeitdauer keine Steuersignale für die Endstufe 14, so ist eine Bewegung des Messkopfes 9 beendet und wird auch während der vorbestimmten Zeitdauer nicht erneut vorgenommen. Ist diese Bedingung erfüllt, so unterbricht die weitere Zeitsteuereinrichtung die Energieversorgung der Steuereinrichtung 16, der Endstufe 14 sowie die elektrische Verbindung zwischen Endstufe 14 und Motor 15 durch Ansteuern der Schaltelemente derart, dass diese geöffnet werden. Auch ist es möglich, dass ein Benutzer über eine geeignete Schnittstelle der weiteren Zeitsteuereinrichtung 25 gewünschte Deaktivierungszeitpunkte vorgibt, die dann in einer Speichereinrichtung 27 gespeichert werden könne. In diesem Fall unterbricht die weitere Zeitsteuereinrichtung 25 die Energieversorgung der Steuereinrichtung 16, der Endstufe 14 sowie die elektrische Verbindung zwischen Endstufe 14 und Motor 15 zu diesem Deaktivierungszeitpunkt. Dies erfolgt jedoch nur dann, falls die Steuereinrichtung 16 zu diesem Deaktivierungszeitpunkt für eine vorbestimmte Zeitdauer keine Steuersignale für die Endstufe 14 erzeugt hat.
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In 3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei befindet sich das in 1 dargestellte KMG 11 z.B. in einem weiteren Betriebszustand BZ3. In einem ersten Schritt S1 wird überprüft, ob ein aktueller Zeitpunkt einem Aktivierungszeitpunkt entspricht, der in einer Speichereinrichtung 18 gespeichert ist. Der erste Schritt S1 kann z.B. von der in 2 dargestellten ersten Zeitsteuereinrichtung 17 durchgeführt werden. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so verbleibt das KMG 11 im weiteren Betriebszustand BZ3. Andernfalls wird ein zweiter Betriebszustand BZ2 aktiviert. Im zweiten Betriebszustand BZ2 erfolgt eine Energieversorgung einer Steuereinrichtung 16 und einer Endstufe 14 (siehe 2). Jedoch bleibt eine elektrische Verbindung zwischen der Endstufe 14 und einem Motor 15 (siehe 2) unterbrochen. In einem zweiten Schritt S2 wird geprüft, ob eine vorbestimmte Zeitdauer zwischen dem Aktivierungszeitpunkt und dem gewünschten Einsatzzeitpunkt bereits abgelaufen und eine manuelle Freigabe durch einen Benutzer, z.B. durch Betätigung einer Eingabeeinrichtung 24 (siehe 2) erfolgt ist. Ist dies nicht der Fall, so verbleibt das KMG 11 im zweiten Betriebszustand BZ2. Andernfalls wird ein erster Betriebszustand BZ1 aktiviert. In diesem ersten Betriebszustand kann ein Messvorgang mittels des KMG 11 durchgeführt werden. In einem dritten Schritt S3 wird überwacht, ob ein Messvorgang der Koordinatenmess-Maschine seit einer vorbestimmten Zeitdauer beendet ist. Gleichzeitig wird überprüft, ob ein in einer Speichereinrichtung 27 gespeicherter Deaktivierungszeitpunkt erreicht ist (siehe 2). Ist nur die erste Bedingung oder sind beide Bedingungen erfüllt, so wird das KMG 11 deaktiviert und somit der weitere Betriebszustand BZ3 aktiviert. Ist dies nicht der Fall, so verbleibt das KMG 11 im ersten Betriebszustand BZ1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3441426 A1 [0006]
- WO 2011/089222 [0007]
- DE 102011112734 A1 [0008]
