DE102016120192A1 - Method for configuring and commissioning a linear unit - Google Patents
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Abstract
Um ein Verfahren zur Konfiguration und zur Inbetriebnahme einer angetriebenen, aus Gerätekomponenten zusammengesetzten Lineareinheit zur Verfügung zu stellen, welches aus den zunächst vom Anwender oder Kunden konfigurierten Vorgaben eine optimale Zusammenstellung von Gerätekomponenten entwickelt, dieses Ergebnis bei der praktischen Inbetriebnahme der Lineareinheit berücksichtigt und mit der tatsächlich vorliegenden Betriebssituation korreliert, wird ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen.In order to provide a method for the configuration and commissioning of a driven, composed of device components linear unit available, which develops from the initially configured by the user or customer specifications optimal composition of device components, this result in the practical commissioning of the linear unit considered and with the actual correlates present operating situation, a method with the features according to claim 1 is proposed.
Description
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Konfiguration und zur Inbetriebnahme einer angetriebenen, aus Gerätekomponenten zusammengesetzten Lineareinheit.The present application relates to a method for configuring and commissioning a driven linear unit composed of device components.
Lineareinheiten kommen in vielen Bereichen von Wissenschaft und Technik zum Einsatz. Zumeist setzen sie sich aus zumindest einem Metallprofil, einem längs des Metallprofils geführten und angetriebenen Transportschlitten, einem Motor und einem Getriebe zusammen. Insbesondere sind dazu aus Aluminium gefertigte Metallprofile geeignet. Solche Lineareinheiten werden über elektronische Steuer- und Regelungseinrichtungen beziehungsweise Steuer- und Regelungsprogramme gesteuert respektive geregelt. Lineareinheiten müssen nicht zwingend motorisch, etwa servomotorisch betrieben werden. Auch hydraulische Antriebe kommen in Betracht und bedingen Steuer- und Regelungseinrichtungen.Linear units are used in many areas of science and technology. In most cases, they are composed of at least one metal profile, a transport carriage guided and driven along the metal profile, an engine and a transmission. In particular, made of aluminum metal profiles are suitable. Such linear units are controlled or regulated via electronic control and regulating devices or control and regulation programs. Linear units do not necessarily have to be operated by motor, for example by servomotors. Also hydraulic drives come into consideration and require control and regulating devices.
Anwendern solcher Lineareinheiten fehlt es häufig an ausreichender technischer Expertise, die Bauteilkomponenten der Lineareinheiten, etwa bei der Bestellung eines solchen Systems beim Hersteller, maßgeschneidert derart zu kombinieren, dass die technische Problemstellung des Anwenders optimal gelöst wird. Der Anwender ist in der Regel allein auf die primäre technische Aufgabenstellung fokussiert, etwa einer mit einer Lineareinheit zu lösenden Transportaufgabe, und ist nicht mit den gerätespezifischen Details von Motoren, Getrieben oder anderen für Lineareinheiten typischen Bauteilen vertraut. So kann es durchaus vorkommen, dass der Anwender durch Zusammenstellen einer solchen Lineareinheit, beispielsweise mittels eines Katalogs oder Online-Shops, nicht zu einer für seine konkrete Anwendung wirklich optimierten Lineareinheit gelangt. Auch für einen Fachmann kann eine solche Auswahl mit Schwierigkeiten verbunden sein. Denn die gerätespezifischen Details sind oft abhängig vom Hersteller, der Bauteilgröße oder konstruktiven Variationen.Users of such linear units often lack sufficient technical expertise to tailor the component components of the linear units, for example when ordering such a system from the manufacturer, in such a way that the technical problem of the user is optimally solved. The user is usually focused solely on the primary technical task, such as a transport task to be solved with a linear unit, and is not familiar with the device-specific details of motors, gearboxes or other components typical of linear units. So it may well happen that the user does not get to a really optimized for his specific application linear unit by putting together such a linear unit, for example by means of a catalog or online store. Even for a person skilled in the art, such a selection can be associated with difficulties. Because the device-specific details are often dependent on the manufacturer, the component size or constructive variations.
Es ist bekannt, technische Systeme mit Hilfe sogenannter Konfigurationstools zusammenzustellen. Dabei werden vom Anwender oder Kunden Vorgaben zu dem zu konfigurierenden System beziehungsweise zu der mit dem System zu lösenden Aufgabe angegeben. Diese werden in den Konfigurator, der beispielsweise eine Software-Oberfläche, ein Programm oder ein Online-Shop sein kann, eingegeben. Der Konfigurator erstellt eine für den Anwender bzw. den Kunden optimierte Systemlösung und stellt die benötigten Hardwarekomponenten des Systems entsprechend zusammen. Insbesondere werden dabei gerätespezifische Parameter hinsichtlich der zu lösenden Problemstellung optimiert. Zwar stellen solche Konfiguratoren die für den Anwender oder Kunden theoretisch beste Lösung der benötigten Bauteile zusammen, jedoch sind die praktischen, vor Ort beim Anwender tatsächlich vorliegenden Bedingungen in der Regel nicht berücksichtigt. Insbesondere werden die ursprünglichen Vorgaben des Anwenders oder Kunden bei der tatsächlichen Inbetriebnahme des Systems nicht oder nur unzureichend berücksichtigt.It is known to assemble technical systems using so-called configuration tools. Here, the user or customer specifies specifications for the system to be configured or for the task to be solved by the system. These are entered into the configurator, which may be, for example, a software interface, a program or an online shop. The configurator creates a system solution optimized for the user or the customer and compiles the required hardware components of the system accordingly. In particular, device-specific parameters are optimized with regard to the problem to be solved. Although such configurators compile the theoretically best solution of the required components for the user or customer, the practical conditions that are actually available on site to the user are generally not taken into consideration. In particular, the original specifications of the user or customer in the actual commissioning of the system are not or insufficiently taken into account.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Konfiguration und zur Inbetriebnahme einer angetriebenen, aus Gerätekomponenten zusammengesetzten Lineareinheit zur Verfügung zu stellen, mit dem aus Vorgaben des Anwenders oder Kunden eine Zusammenstellung optimal geeigneter Gerätekomponenten erzielbar ist und mit zusätzlichem Nutzen bei der praktischen Inbetriebnahme der Lineareinheit und bei der tatsächlichen Betriebssituation.The invention is therefore based on the object to provide a method for configuring and commissioning a driven, composed of device components linear unit available with the specifications of the user or customer a compilation of optimally suitable device components can be achieved and with additional benefits in the practical Commissioning of the linear unit and in the actual operating situation.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen.To solve this problem, a method with the features of
Erfindungsgemäß handelt es sich dabei um ein Verfahren zur Konfiguration und zur Inbetriebnahme einer angetriebenen, aus Gerätekomponenten zusammengesetzten Lineareinheit, mit Eingabemitteln zur Eingabe technischer Transport- und Randbedingungen, mindestens einer mit den Eingabemitteln signal- und/oder datentechnisch verknüpften Datenverarbeitungseinrichtung, die mindestens eine Datenbank mit Gerätekomponenten für Lineareinheiten und mindestens ein Rechenprogramm aufweist, und mit einem Steuerungsprogramm zur Steuerung der Lineareinheit, umfassend die folgenden Schritte: a) Vorgabe von die Lineareinheit betreffenden Transport- und Randbedingungen durch Eingabe mittels Eingabemittel; b) Übermitteln der Vorgaben nach Schritt a) an die Datenverarbeitungseinrichtung; c) unter Einsatz der Datenverarbeitungseinrichtung und deren Rechenprogramm und Datenbank Ermitteln einer die nach Schritt a) vorgegebenen Transport- und Randbedingungen erfüllenden Spezifikation aus Gerätekomponenten und gerätetechnischen Parametern; d) Erstellen einer Parameterdatei mit den in Schritt c) ermittelten Spezifikationen; e) sodann, unter Einsatz der nach Schritt d) erstellten Parameterdatei Ausführen des Steuerungsprogramms wie folgt: Kalibrieren optimaler Steuer- und Regelungsparameter durch eine iterativ- und algorithmisch gesteuerte, wiederholte und dabei variierte Transportbewegung der Lineareinheit unter gleichzeitiger Aufzeichnung der Motorbewegung und des Transportweges sowie unter Bestimmen des effektiven Transportweges; f) Implementieren der gemäß Schritt e) durch Kalibrieren optimierten Steuerungs- und Regelungsparameter im Steuerungsprogramm der Lineareinheit.According to the invention, this involves a method for configuring and commissioning a driven linear unit composed of device components, with input means for inputting technical transport and boundary conditions, at least one data processing device which is connected to the input means by signal and / or data technology and which has at least one database Device units for linear units and at least one computer program having, and with a control program for controlling the linear unit, comprising the following steps: a) specification of the linear unit related transport and boundary conditions by input by means of input; b) transmitting the specifications after step a) to the data processing device; c) using the data processing device and its computer program and database, determining a specification from device components and device-specific parameters which fulfills the transport and boundary conditions specified in step a); d) creating a parameter file with the specifications determined in step c); e) then, using the parameter file created after step d), execute the control program as follows: calibrate optimal control and regulation parameters by an iteratively and algorithmically controlled, repeated and varied transport movement of the linear unit with simultaneous recording of the motor movement and the transport path and under Determining the effective transport path; f) implementing in step e) by calibration optimized control and regulation parameters in the control program of the linear unit.
Mit einem solchen Verfahren ist es auch für fachfremde, nicht mit technischen Details vertraute Personen möglich, Lineareinheiten in einfacher Weise aus einer großen Auswahl zur Verfügung stehender Gerätekomponenten zusammenzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren erleichtert die Auslegung der Lineareinheit in Bezug auf die für den Anwender oder Kunden konkret zu lösende technische Aufgabe und unter Berücksichtigung der sich konkret stellenden Randbedingungen. Dabei werden die Gerätekomponenten der Lineareinheit in Bezug auf die bestmögliche Lösung der technischen Aufgabe des Anwenders oder Kunden optimiert zusammengestellt. Zu den wesentlichen Gerätekomponenten einer Lineareinheit gehören zumindest ein Metallprofil, ein an dem Metallprofil längsgeführter Transportschlitten, ein Motor und fakultativ ein Getriebe. Die Gerätekomponenten einer Lineareinheit sind selbstverständlich nicht auf diese Aufzählung beschränkt. Nebst den genannten umfassen die Lineareinheiten auch Gerätekomponenten wie Kupplungen oder Rollenführungen sowie weitere Bauteile.With such a procedure, it is also for non-specialist, not familiar with technical details Persons possible to put together linear units in a simple manner from a large selection of available device components. The inventive method facilitates the design of the linear unit with respect to the concrete technical problem to be solved for the user or customer and taking into account the concretely setting boundary conditions. The device components of the linear unit are optimized in terms of the best possible solution of the technical task of the user or customer. The essential device components of a linear unit include at least one metal profile, a longitudinally guided on the metal profile transport carriage, a motor and optionally a transmission. The device components of a linear unit are of course not limited to this list. In addition to those mentioned, the linear units also include equipment components such as couplings or roller guides as well as other components.
Diese einzelnen Gerätekomponenten sind jeweils durch teils komplexe gerätetechnische Parameter und/oder Spezifikationen charakterisiert. Selbst für einen Fachmann ist es schwierig, die technischen Details und besonderen Eigenschaften einzelner Bauteile vollumfänglich nachzuvollziehen und hinsichtlich des angestrebten Nutzens zu gewichten.These individual device components are each characterized by partly complex device parameters and / or specifications. Even for a person skilled in the art, it is difficult to fully understand the technical details and special properties of individual components and to weight them with regard to the intended benefit.
Aufgrund der Vorgaben des Anwenders oder Kunden führt das Verfahren daher zunächst eine Konfiguration durch, nämlich eine optimale Zusammenstellung von Gerätekomponenten. Dieses Ergebnis ist aber nur ein Zwischenergebnis, denn es wird später bei der praktischen Inbetriebnahme der Lineareinheit berücksichtigt und mit der tatsächlich vorliegenden Betriebssituation korreliert.Therefore, based on the specifications of the user or customer, the method initially performs a configuration, namely an optimal combination of device components. However, this result is only an intermediate result, because it will be considered later in the practical commissioning of the linear unit and correlated with the actual operating situation.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt der Anwender, Kunde oder selbst ein Fachmann, zunächst über Eingabemittel technische Transport- und Randbedingungen für die zu konfigurierende Lineareinheit und/oder für seine konkrete technische Problemstellung an. Solche Eingabemittel können jeglicher Art sein, beispielsweise stationäre oder portable Computer, Smartphones oder ein über solche Geräte im Internet abrufbarer und bedienbarer Online-Shop oder Online-Katalog eines Herstellers. Solche Transport- und Randbedingungen können in Bezug zu den jeweiligen Gerätekomponenten ausgewählt werden oder aber in Form eines vereinfachten Gesamtsystems. Es ist vorstellbar, eine solche Auswahl in einem Laien- und Expertenmodus auszugestalten. So können über einen Expertenmodus umfassendere Angaben hinsichtlich der zu lösenden technischen Problemstellung oder hinsichtlich gewünschter gerätetechnischer Parameter vorgenommen werden. Die Eingabe der Transport- und Randbedingungen kann durch Selektieren von vorausgewählten Parametern oder durch eigenständige Eingabe der Parameter erfolgen. Auch eine Parametereingabe über ein Drag-and-Drop-System ist vorstellbar.Within the scope of the method according to the invention, the user, customer or even a specialist, first specifies, via input means, technical transport and boundary conditions for the linear unit to be configured and / or for its specific technical problem. Such input means may be of any kind, for example stationary or portable computers, smartphones or a manufacturer's online store or online catalog accessible via such devices on the Internet. Such transport and boundary conditions can be selected in relation to the respective device components or in the form of a simplified overall system. It is conceivable to design such a selection in a lay and expert mode. Thus, more information about the technical problem to be solved or the desired device-technical parameters can be made via an expert mode. The transport and boundary conditions can be entered by selecting preselected parameters or by entering the parameters independently. A parameter input via a drag-and-drop system is also conceivable.
Die Angaben oder Eingaben des Anwenders oder Kunden werden von den Eingabemitteln an eine signal- und/oder datentechnisch mit den Eingabemitteln verknüpfte Datenverarbeitungseinrichtung weitergegeben. Dies kann derart vollzogen werden, dass der Online-Shop oder Online-Katalog unmittelbar mit der Datenverarbeitungseinrichtung verknüpft ist, beispielsweise dass er ausgehend von dieser Datenverarbeitungseinrichtung betrieben wird, oder die im Online-Shop oder Online-Katalog vorgenommenen Eingaben über herkömmliche Daten- und/oder Internetverbindungen an die Datenverarbeitungseinrichtung weitergeleitet werden. Dies kann in Form einer kontinuierlichen, oder auch einer periodischen sowie einer aperiodischen Datenübertragung geschehen. Auch können weitere oder alternative signal- oder datentechnische Verknüpfungen zwischen den Eingabemitteln und der Datenverarbeitungseinrichtung vorgesehen sein.The information or inputs of the user or customer are forwarded by the input means to a data processing device linked to the input means by signal and / or data. This can be accomplished in such a way that the online shop or online catalog is linked directly to the data processing device, for example, that it is operated from this data processing device, or the inputs made in the online shop or online catalog via conventional data and / or. or Internet connections are forwarded to the data processing device. This can be done in the form of a continuous, or even a periodic and aperiodic data transmission. Also, further or alternative signal or data linkages between the input means and the data processing device can be provided.
So ist es vorstellbar, dass die Eingabemittel ein portables Endgerät nach Art eines Tablet-Computers sind, und sich die Datenverarbeitungseinrichtung in einem Warenlager oder Shop befindet. So können die technischen Transport- und Randbedingungen bei Eintritt des Anwenders oder Kunden in ein solches Warenlager oder einen Shop über das portable Endgerät, also ein Eingabemittel, an eine mit dem Endgerät in Signal- und/oder Datenverbindung, etwa WLAN, stehende Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden.Thus, it is conceivable that the input means are a portable terminal device in the manner of a tablet computer, and the data processing device is located in a warehouse or shop. Thus, the technical transport and boundary conditions in the entry of the user or customer in such a warehouse or a shop on the portable device, so an input means, to a data processing device with the terminal in signal and / or data connection, such as WLAN, are transmitted ,
Die Datenverarbeitungseinrichtung weist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mindestens eine Datenbank mit Gerätekomponenten für Lineareinheiten und mindestens einem Rechenprogramm auf. Die Datenbank kann sämtliche Datenblätter, Tabellen oder andere Daten zu den Gerätekomponenten der Lineareinheit beinhalten. Neben den gerätetechnischen Parametern können auch zusätzliche die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Verschmutzung, Luftdruck oder andere Parameter auf bzw. in der Datenbank abgelegt sein. Auch Informationen zu räumlichen Einbaulagen, etwa Einbauwinkel, Neigung oder die Position der Gerätekomponenten oder der Lineareinheit können dort enthalten sein. Auch können Variablen oder Formeln in der Datenbank gespeichert bzw. abgelegt sein. Mit Hilfe der Variablen oder Formeln können gegebenenfalls weitere Parameter errechnet werden. Die Berechnung solcher zusätzlicher Parameter wird über das auf der Datenverarbeitungseinrichtung befindliche Rechenprogramm ausgeführt. Auch wird über das Rechenprogramm eine kombinatorische Optimierung bzw. Konfiguration der die vorgegebenen Transport- und Randbedingungen erfüllenden Spezifikation aus Gerätekomponenten und gerätetechnischen Parametern vollzogen. So werden geeignete Kombinationen aus die Lineareinheit bildende Gerätekomponenten ermittelt und dem Kunden bzw. Anwender angezeigt. Dieser kann dann aus dem oder den Vorschlägen auswählen, weitere Informationen eingeben und/oder den Vorschlag bestätigen und somit die Lineareinheit bestellen.In the context of the method according to the invention, the data processing device has at least one database with device components for linear units and at least one computer program. The database may contain all datasheets, tables or other data about the device components of the linear unit. In addition to the device-specific parameters, additional environmental conditions such as temperature, contamination, air pressure or other parameters can also be stored on or in the database. Also information about spatial installation positions, such as installation angle, inclination or the position of the device components or the linear unit can be included there. Also, variables or formulas can be stored or stored in the database. If necessary, further parameters can be calculated with the aid of the variables or formulas. The calculation of such additional parameters is carried out via the computer program located on the data processing device. Also, via the computer program a combinatorial optimization or configuration of the given transport and boundary conditions fulfilling Specification of device components and device parameters completed. Thus, suitable combinations of the linear unit forming device components are determined and displayed to the customer or user. He can then select from the proposal or proposals, enter further information and / or confirm the proposal and thus order the linear unit.
Die gerätetechnischen Parameter, Spezifikationen bzw. Daten der optimierten bzw. vom Kunden ausgewählten Lineareinheit sind auf einer Parameterdatei gespeichert, welche dem Kunden zur Verfügung gestellt wird. Nach Erhalt der optional vormontierten Lineareinheit wird diese mit Hilfe eines Steuerungsprogrammes in Betrieb genommen bzw. zunächst kalibriert. Dazu greift das Steuerungsprogramm auf die Parameterdatei zu, auf welcher detaillierte Informationen zu der konkret vorliegenden Lineareinheit enthalten sind. Mit Hilfe dieser Daten und eines speziellen Algorithmus werden die Steuer- und Regelungsparameter durch eine iterativ- und algorithmisch gesteuerte, wiederholte und dabei variierte Transportbewegung der Lineareinheit unter gleichzeitiger Aufzeichnung der Motorbewegung und des Transportweges optimiert. Die Transportbewegung kann vorzugsweise die Bewegung eines Transportschlittens auf der Lineareinheit sein. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Lineareinheit praktisch kalibriert wird und die Kalibrationsresultate in Bezug zu den initialen Vorgaben des Anwenders bzw. Kunden gesetzt werden, nämlich über die Parameterdatei.The technical parameters, specifications or data of the optimized or selected by the customer linear unit are stored on a parameter file, which is provided to the customer. After receiving the optional pre-assembled linear unit, it is commissioned or initially calibrated using a control program. For this purpose, the control program accesses the parameter file, which contains detailed information about the actual linear unit. With the help of these data and a special algorithm, the control and regulation parameters are optimized by an iteratively and algorithmically controlled, repeated and thereby varied transport movement of the linear unit with simultaneous recording of the motor movement and the transport path. The transport movement may preferably be the movement of a transport carriage on the linear unit. It is advantageous here that the linear unit is practically calibrated and the calibration results are set in relation to the initial specifications of the user or customer, namely via the parameter file.
Nach der Optimierung bzw. Kalibration werden die optimierten Steuer- und Regelungsparameter in das Steuerungsprogramm der Lineareinheit implementiert bzw. programmiert. Somit muss der Anwender bzw. Kunde kein technisches Expertenwissen aufweisen um die Lineareinheit zuverlässig in Betrieb zu nehmen. Er wird von der Bestellung bis zur Inbetriebnahme durch das erfindungsgemäße Verfahren unterstützt.After optimization or calibration, the optimized control and regulation parameters are implemented or programmed into the control program of the linear unit. Thus, the user or customer must have no technical expertise to reliably take the linear unit in operation. He is supported by the order to commissioning by the inventive method.
Gemäß Erfindung kann die Lineareinheit als in übergeordnete Systeme integrierbar ausgebildet sein, beispielsweise in automatisierte Maschinenanlagen. Somit ist es möglich die Lineareinheiten für Transportzwecke in Produktions- und/oder Maschinenanlagen zu verwenden. Beispielsweise können mittels solcher Lineareinheiten Bauteile, Waren oder andere Gegenstände entlang vorgegebener Strecken transportiert und/oder positioniert werden. Das Steuerungsprogramm kann mit übergeordneten Systemen wechselwirken oder darin implementiert sein. Auch können solche Lineareinheiten für die Zustellung von Werkzeugen, Sensoren oder anderen Geräten verwendet werden. Auch jegliche weiteren Anwendungsgebiete sind denkbar.According to the invention, the linear unit can be designed as integrable in higher-level systems, for example in automated machinery. Thus, it is possible to use the linear units for transportation in production and / or machinery. For example, components, goods or other objects can be transported along predetermined distances and / or positioned by means of such linear units. The control program can interact with or be implemented in higher-level systems. Also, such linear units can be used for the delivery of tools, sensors or other devices. Any other application areas are conceivable.
Im Rahmen der Erfindung sind die Transport- und Randbedingungen eine oder mehrere Parameter, ausgewählt aus der Gruppe: Hubweg, Transportgeschwindigkeit, Transportbeschleunigung, Belastung, Kraft, Lebensdauer, Lastzyklen, Umgebungsbedingungen, räumliche Anordnung. Diese Liste ist nicht abschließend und nicht auf die genannten Parameter festgelegt. Die Transport- und Randbedingungen werden vom Nutzer über die Eingabemittel eingegeben. Diese Angaben können nebst den genannten auch weitere Parameter betreffen. Auch können vereinfachende Parameter abgefragt werden. Die eingegebenen Transport- und Randbedingungen können in komplexere Parameter umgerechnet werden. Auch ist es seitens des Kunden möglich über einen Expertenmodus komplexe Parameter als Transport- und Randbedingungen zu definieren. Vorteilhaft an einer Eingabe von nur wenigen, einfachen Transport- und Randbedingungen ist, dass der Anwender bzw. Kunde kein detailliertes technisches Verständnis benötigt um seine Anforderungen bzw. technische Problemstellung lösungsorientiert an den Hersteller zu übertragen. Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren übernommen.Within the framework of the invention, the transport and boundary conditions are one or more parameters selected from the group: stroke, transport speed, transport acceleration, load, force, service life, load cycles, ambient conditions, spatial arrangement. This list is not exhaustive and is not limited to the mentioned parameters. The transport and boundary conditions are entered by the user via the input means. In addition to the above-mentioned parameters, these details can also affect other parameters. Also, simplifying parameters can be queried. The entered transport and boundary conditions can be converted into more complex parameters. It is also possible for the customer to define complex parameters as transport and boundary conditions via an expert mode. The advantage of entering only a few simple transport and boundary conditions is that the user or customer does not require a detailed technical understanding in order to transfer his requirements or technical problem-solving solution to the manufacturer. This is taken over by the method according to the invention.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält die Datenbank Daten zu Spezifikationen und/oder Geräteinformationen der Gerätekomponenten der Lineareinheit. Hierdurch ist es seitens des Anwenders bzw. Kunden nicht notwendig detaillierte technische Eingaben bei der Konfiguration der Lineareinheit vorzunehmen. Die Informationen zu allen Gerätekomponenten der zu konfigurierenden Lineareinheit sind in der Datenbank enthalten, bzw. können mittels der vom Anwender bzw. Kunden eingegebenen Transport- und Randbedingungen berechnet bzw. ermittelt werden, beispielsweise über Formeln oder einen Algorithmus. Somit ist es auch für Laien möglich eine für die Anforderungen an die Lineareinheit optimierte Kombination der Gerätekomponenten zu ermitteln.In an advantageous embodiment of the invention, the database contains data on specifications and / or device information of the device components of the linear unit. As a result, it is not necessary for the user or customer to make detailed technical entries when configuring the linear unit. The information on all device components of the linear unit to be configured is contained in the database, or can be calculated or determined by means of the transport and boundary conditions entered by the user or customer, for example via formulas or an algorithm. Thus, it is also possible for non-professionals to determine an optimized for the requirements of the linear unit combination of device components.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, dass die gerätetechnischen Parameter vorgegeben und/oder berechnet werden und sich auf ein Bewegungsprofil des Transportschlittens, auf Kennwerte der Lineareinheit, einer Rollenführung, einer Kupplung, des Getriebes oder des Motors beziehen. Auch können Parameter weiterer Bauteilkomponenten vorgegeben und/oder berechnet werden. Prinzipiell können Parameter zu allen Komponenten einer Lineareinheit vorgegeben und/oder berechnet werden. Somit betreffen die die gerätetechnischen Parameter unmittelbar Gerätekomponenten der Lineareinheit und die Anforderungen an die Bewegung bzw. die Transportbewegung der Lineareinheit bzw. eines Transportschlittens, der auf der Lineareinheit bzw. einem Metallprofil geführt ist. Auch können die gerätetechnischen Parameter weitere indirekt mit den Geräteparametern im Zusammenhang stehende Parameter umfassen, etwa extrapolierte Verschleißwerte.In a further advantageous embodiment of the invention, it is advantageous that the device-related parameters are specified and / or calculated and refer to a movement profile of the transport carriage, to characteristics of the linear unit, a roller guide, a clutch, the transmission or the engine. Also parameters of other component components can be specified and / or calculated. In principle, parameters for all components of a linear unit can be specified and / or calculated. Thus relate to the device technical parameters directly device components of the linear unit and the requirements of the movement or the transport movement of the linear unit or a transport carriage, which is guided on the linear unit or a metal profile. Also, the device parameters can be further indirectly with the device parameters in the Related parameters include, for example, extrapolated wear values.
Erfindungsgemäß kann sich das Bewegungsprofil aus einem oder mehreren Parametern zusammensetzen aus der Gruppe: Ruck, Beschleunigung, Geschwindigkeit, Verfahrweg, Zeit, Transportmasse, Massenschwerpunkt, Kräfte und Krafteinleitungspunkte. Diese Liste ist nicht auf die genannten Parameter begrenzt. Damit werden neben ausschließlich die Hardware betreffenden Parametern auch den Transportvorgang betreffende Parameter berücksichtigt. Dies ist wichtig, um eine zuverlässige Nutzung während eines späteren Betriebs zu gewährleisten, die den Anforderungen des Kunden an den Transportvorgang gerecht wird.According to the invention, the movement profile can be composed of one or more parameters from the group: jerk, acceleration, speed, travel, time, transport mass, center of gravity, forces and force application points. This list is not limited to the mentioned parameters. This takes into account not only hardware-related parameters but also parameters relating to the transport process. This is important to ensure a reliable use during a later operation, which meets the customer's requirements for the transport process.
Im Rahmen der Erfindung ist vorteilhaft, dass Kennwerte der Lineareinheiten ein oder mehrere Parameter sind aus der Gruppe: Genauigkeit, maximale Hublänge, Trägheitsmoment, Reibkraft, Hebel, Abstände, Stützweiten, resultierende Kräfte und Momente, Zugfestigkeit, Festigkeit des Antriebsmediums. Diese Liste ist nicht auf die genannten Parameter begrenzt. Somit können auch relativ generelle Anforderungen an die Lineareinheit berücksichtigt werden. Solche die gesamte Lineareinheit betreffende Parameter sind entscheidend bei der Auslegung des Gesamtsystems.In the context of the invention it is advantageous that characteristic values of the linear units are one or more parameters from the group: accuracy, maximum stroke length, moment of inertia, frictional force, levers, distances, spans, resulting forces and moments, tensile strength, strength of the drive medium. This list is not limited to the mentioned parameters. Thus, relatively general requirements for the linear unit can be taken into account. Such parameters affecting the entire linear unit are crucial in the design of the overall system.
Weiterhin erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, dass Kennwerte der Rollenführung berücksichtigt werden. Solche Kennwerte der Rollenführung sind ein oder mehrere Parameter aus der Gruppe: Trägheitsmoment, dynamische Tragzahl, statische Tragzahl, statistische Lebensdauer, Sicherheit. Diese Liste ist nicht auf die genannten Parameter begrenzt. Auch Kennwerte der Kupplung finden erfindungsgemäß Berücksichtigung beim Ermitteln der bestmöglichen Gerätekomponentenzusammensetzung. Die Kennwerte der Kupplung sind ein oder mehrere Parameter aus der Gruppe: Trägheitsmoment, Maximalmoment. Diese Liste ist nicht auf die genannten Parameter begrenzt. Entsprechend finden Kennwerte des Getriebes Berücksichtigung. Diese können ein oder mehrere Parameter sein aus der Gruppe: Trägheitsmoment, thermische Drehzahl, Maximaldrehzahl, Maximalmoment. Diese Liste ist nicht auf die genannten Parameter begrenzt.Furthermore, the method according to the invention allows characteristic values of the roller guide to be taken into account. Such characteristics of the roller guide are one or more parameters from the group: moment of inertia, dynamic load rating, static load rating, statistical lifetime, safety. This list is not limited to the mentioned parameters. Also characteristic values of the coupling are considered according to the invention when determining the best possible device component composition. The characteristic values of the coupling are one or more parameters from the group: moment of inertia, maximum torque. This list is not limited to the mentioned parameters. Accordingly, characteristic values of the gearbox are taken into account. These can be one or more parameters from the group: moment of inertia, thermal speed, maximum speed, maximum torque. This list is not limited to the mentioned parameters.
Vorteilhafterweise werden auch Kennwerte des Motors bei der Optimierung der die Transport- und Randbedingungen erfüllenden Kombination aus Gerätekomponenten und gerätetechnischen Parametern berücksichtigt. Die Kennwerte des Motors können ein oder mehrere Parameter sein aus der Gruppe: Trägheitsmoment, Maximaldrehzahl, Maximalmoment, Moment-Drehzahl-Kennlinie, Kupferverluste, Eisenverluste, maximale Verlustleistung Massenträgheitsverhältnis. Diese Liste ist nicht auf die genannten Parameter begrenzt.Advantageously, characteristic values of the engine are also taken into account in the optimization of the combination of device components and device-technical parameters which fulfills the transport and boundary conditions. The characteristic values of the motor can be one or more parameters from the group: moment of inertia, maximum speed, maximum torque, torque / speed characteristic, copper losses, iron losses, maximum power loss inertia ratio. This list is not limited to the mentioned parameters.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Eingabemittel stationäre oder portable Computer und/oder Webseiten, beispielsweise Online-Shops sein, über die auf eine Konfigurationsoberfläche, zugegriffen werden kann. Weiterhin können Online-Shops und/oder Online-Kataloge selbst Eingabemittel sein. In einem solchen Fall dienen die stationären oder portablen Computer als Zugriffsmittel auf die Eingabemittel, hier dem Online-Shop. Auch können Eingabemittel über Computer abrufbare Programme sein, beispielsweise Konfigurationssoftware. Die Eingabemittel übermitteln die Eingaben des Kunden bzw. Anwenders an eine Datenverarbeitungseinrichtung.In a further advantageous embodiment, the input means can be stationary or portable computers and / or web pages, for example online shops, via which a configuration interface can be accessed. Furthermore, online shops and / or online catalogs can themselves be input means. In such a case, the stationary or portable computers serve as access means to the input means, here the online shop. Also, input means may be computer-retrievable programs, such as configuration software. The input means transmit the inputs of the customer or user to a data processing device.
Zudem ist es vorteilhaft, dass die signaltechnische und/oder datentechnische Verknüpfung zwischen den Eingabemitteln und der Datenverarbeitungseinrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe: WLAN, Bluetooth, Infrarot, USB-Kabel, sowie GSM, UMTS, GPRS, HSCSD, LTE- und 4G Sendeprotokolle oder jegliche anderen kabellose und/oder kabelgebundene Datenübertragungswege. Auch klassische Internetverbindungen oder Datenübertragungswege wie Emaildienste können dazu verwendet werden.In addition, it is advantageous that the signaling and / or data link between the input means and the data processing device is selected from the group: WLAN, Bluetooth, infrared, USB cable, as well as GSM, UMTS, GPRS, HSCSD, LTE and 4G transmission protocols or any other wireless and / or wired communications. Classic Internet connections or data transmission paths such as email services can also be used.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass mindestens eine Test- und/oder Referenzfahrt des Transportschlittens der Lineareinheit nachfolgend zu Schritt f) ausgeführt wird. Hierdurch wird überprüft, ob der Kalibrationsvorgang erfolgreich war und die eingegebenen Transport- und Randbedingungen erfüllt werden. Dieser Vorgang dient der Systemkontrolle.Furthermore, it is advantageous that at least one test and / or reference travel of the transport carriage of the linear unit is carried out subsequently to step f). This checks whether the calibration process has been successful and that the entered transport and boundary conditions are met. This process is for system control.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Steuerungsprogramm zur Ausführung der Schritte e) bis f) des Verfahrens und zur Ausführung von Test- und/oder Betriebsprogrammen ausgelegt ist. Somit ist neben der Inbetriebnahme auch die Kontrolle und der Betrieb der Lineareinheit über das Steuerungsprogramm bzw. Steuerungssoftware möglich.In a further advantageous embodiment of the invention, the control program for executing steps e) to f) of the method and for the execution of test and / or operating programs is designed. Thus, in addition to commissioning, the control and operation of the linear unit via the control program or control software is possible.
Auch ist vorteilhaft, dass das Steuerungsprogramm programmierbar ist. Dies erlaubt technisch versierten Nutzern das Steuerungsprogramm entsprechend ihren Anforderungen zu variieren und einzustellen.It is also advantageous that the control program is programmable. This allows technically savvy users to vary and adjust the control program according to their needs.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und zwei zugehörigen Verfahrensschritte. In den Figuren zeigen:
-
1 : ein Verfahrensschema des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffend die Konfiguration der Gerätekomponenten der Lineareinheit; -
2 : ein Verfahrensschema des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffend die Inbetriebnahme und Kalibration der Lineareinheit.
-
1 FIG. 2: a process diagram of the method according to the invention relating to the configuration of the device components of the linear unit; FIG. -
2 : A process scheme of the method according to the invention relating to the commissioning and calibration of the linear unit.
Im Folgenden wird ein beispielhafter Ablauf des Verfahrens zur Konfiguration und zur Inbetriebnahme einer angetriebenen, aus Gerätekomponenten zusammengesetzten Lineareinheit beschrieben. Der Ablauf des Verfahrens ist nicht auf das nachfolgend beschriebene Beispiel beschränkt.An exemplary sequence of the method for configuring and starting up a driven linear unit composed of device components is described below. The procedure of the method is not limited to the example described below.
Das Verfahren setzt sich im Wesentlichen aus zwei separaten, jedoch miteinander verknüpften Teilverfahren zusammen. Die Teilverfahren werden nacheinander ausgeführt. Das erste Teilverfahren entspricht im Wesentlichen dem Verfahrensschema nach
Einem Anwender oder Kunden obliegt zunächst eine technische Problemstellung bzw. eine Transportaufgabe, die er mit einer Lineareinheit lösen möchte. Dafür benötigt er eine für seine konkrete Transportaufgabe optimierte Lineareinheit bestehend aus Gerätekomponenten sowie einer Steuerung und Regelung. Die der konkreten Transportaufgabe zugrundeliegenden Transport- und Randbedingungen fließen in die Konfiguration und auch in die praktische Inbetriebnahme der Lineareinheit ein. Solche Transport- und Randbedingungen können beispielsweise folgende Parameter sein: Hubweg, Transportgeschwindigkeit, Transportbeschleunigung, Belastung, Kraft, Lebensdauer, Lastzyklen, Umgebungsbedingungen oder die räumliche Anordnung. Jegliche weiteren Parameter können Transport- und Randbedingungen sein. Hinsichtlich der räumlichen Anordnung der Lineareinheit kann der Kunde definieren, ob die Lineareinheit horizontal, vertikal oder geneigt angeordnet wird. Auch kann die räumliche Anordnung die Anordnung des Transportschlittens auf dem Metallprofil betreffen. Der Schlitten kann beispielsweise oben, unten, links oder rechts auf dem Metallprofil angeordnet werden.A user or customer is initially responsible for a technical problem or a transport task, which he would like to solve with a linear unit. For this he needs a linear unit optimized for his concrete transport task, consisting of device components as well as a control system. The transport and boundary conditions underlying the concrete transport task flow into the configuration and also into the practical commissioning of the linear unit. Such transport and boundary conditions may be, for example, the following parameters: travel, transport speed, transport acceleration, load, force, life, load cycles, environmental conditions or the spatial arrangement. Any other parameters can be transport and boundary conditions. With regard to the spatial arrangement of the linear unit, the customer can define whether the linear unit is arranged horizontally, vertically or inclined. Also, the spatial arrangement may relate to the arrangement of the transport carriage on the metal profile. The carriage can be arranged, for example, top, bottom, left or right on the metal profile.
Wie die
Die Eingabemittel sind signal- und/oder datentechnisch mit einer Datenverarbeitungseinrichtung
In Verfahrensschritt 2 nach
Nach dem Ermitteln der für den Kunden besten Spezifikation aus Gerätekomponenten und gerätetechnischen Parametern der Lineareinheit wird über die Datenverarbeitungseinrichtung
Das Erstellen der Parameterdatei
Nach dem Erstellen der Parameterdatei
Auch kann die Parameterdatei
Bei der Endmontage bzw. der ersten Inbetriebnahme auf Seiten des Kunden wird die Lineareinheit zunächst in Betrieb genommen und dabei zugleich kalibriert. Dies ist schematisch in
Bei diesen Schritten des Verfahrens handelt es sich also um eine Art Selbstlernprozess der Steuer- und Regelungseinrichtung der Lineareinheit. So beruht dieser Selbstlernprozess auf der Messung und Auswertung einer Stoßantwort. Dies bedeutet, dass die Antwort, also die aufgezeichnete Transportbewegung bzw. Motorbewegung, sowie der Transportweg, als Konsequenz einer ausgeführte Bewegung ausgewertet wird. Kraft- oder Momentenmessungen sind nicht erforderlich.These steps of the method are thus a kind of self-learning process of the control and regulating device of the linear unit. Thus, this self-learning process is based on the measurement and evaluation of a shock response. This means that the answer, ie the recorded transport movement or motor movement, as well as the transport path, is evaluated as a consequence of an executed movement. Force or torque measurements are not required.
Auf Basis dieser praktischen Bestimmung der optimalen Steuer- und Regelungsparameter werden dann die optimalen Steuer- und Regelungsparameter in das Steuerungsprogramm
Gemäß
Der erwähnte Selbstlernprozess kann alternativ als Lernfahrt bezeichnet werden. Im nachfolgenden Schritt bzw. parallel dazu wird die Motorbewegung und der Transportweg während der Transportbewegung der Lineareinheit aufgezeichnet. Es kann weiterhin optional vorgesehen sein, den effektiven Transportweg durch geeignete Messeinrichtungen zu bestimmen. Dieser kann aus den bereits aufgezeichneten Daten bestimmt werden, oder aber über zusätzliche an der Lineareinheit befindliche Sensoren gemessen werden. Nach der Optimierung werden die optimierten Steuer- und Regelungsparameter automatisch in das Steuerungsprogramm
Nach der Kalibration ist vorgesehen, dass ein Testprogramm
Weiterhin kann mit dem Steuerungsprogramm
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 2020
- Eingabemittelinput means
- 2222
- DatenverarbeitungseinrichtungData processing device
- 2424
- DatenbankDatabase
- 2626
- Rechenprogrammcomputer program
- 3030
- Steuerungsprogrammcontrol program
- 3232
- Parameterdateiparameter file
- 3434
- Betriebsprogrammoperating program
- 3636
- Testprogrammtesting program
Claims (17)
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
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ID=60413004
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US10423755B2 (en) * | 2013-07-23 | 2019-09-24 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | System and method for motor control center configuration |
-
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- 2016-10-24 DE DE102016120192.8A patent/DE102016120192A1/en not_active Withdrawn
-
2017
- 2017-10-20 EP EP17801331.4A patent/EP3529772A1/en not_active Withdrawn
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Title |
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MERTENS, Peter. Expertensysteme im Dienste des Kunden. In: Grundlagen und Anwendungen der Künstlichen Intelligenz. Springer, Berlin, Heidelberg, 1993. S. 125-151.doi: 10.1007/978-3-642-78545-0_8 * |
ZHANG, G., et al. A displacement method for machine geometry calibration. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 1988, 37. Jg., Nr. 1, S. 515-518. doi: 10.1016/S0007-8506(07)61690-4 * |
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|
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