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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ultraschallbearbeitungsvorrichtung mit einem Kontrollsystem.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf Ultraschallbearbeitungsvorrichtungen beschränkt. Vielmehr kann das Kontrollsystem auch in anderen Prozessen eingesetzt werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Kontrollsystem zum Steuern und/oder Regeln eines Prozesses mit einem Eingabegerät zur Eingabe von Prozessparametern, wobei das Eingabegerät eine Benutzeroberfläche, über welche ein Benutzer des Eingabegeräts Prozessparameter ändern kann, und eine Authentifizierungseinrichtung zur Überprüfung der Berechtigung und/oder der Identität des Benutzers aufweist.
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Solche Kontrollsysteme sind grundsätzlich bekannt.
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Die vorliegende Erfindung wurde an einer Ultraschallbearbeitungsvorrichtung entwickelt und wird daher im Folgenden am Beispiel einer solchen Ultraschallbearbeitungsvorrichtung beschrieben.
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Ultraschallbearbeitungsvorrichtungen weisen im Allgemeinen einen Generator zur Erzeugung einer hochfrequenten elektrischen Wechselspannung auf. Zudem ist ein Konverter zur Umwandlung der elektrischen Wechselspannung in eine mechanische Ultraschallschwingung vorgesehen. Dieser Konverter ist gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Amplitudentransformators mit einer Sonotrode gekoppelt, die somit von dem Konverter in eine Ultraschallschwingung angeregt werden kann. Die Sonotrode wiederum ist dafür vorgesehen, mit einem zu bearbeitenden Material in Kontakt zu treten. Häufig wird das Material zwischen Sonotrode einerseits und einem Gegenwerkzeug andererseits angeordnet, sodass die Sonotrode eine Ultraschallschwingung mit einer vordefinierten Schweißkraft auf das zu bearbeitende Material aufbringt.
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Bei der Bearbeitung von Materialien ist es notwendig, dass die Prozessparameter korrekt eingestellt werden. Typische Prozessparameter sind neben dem trivialen Ein-/Aus-Zustand beispielsweise die Anregungsfrequenz, die Schwingungsamplitude der angeregten Sonotrode, die Bearbeitungsdauer und die Kraft, mit welcher die Sonotrode auf das zu bearbeitende Material gedrückt wird.
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Wenn die Qualität der Ultraschallbearbeitung nicht zufriedenstellend ist, müssen die Prozessparameter angepasst werden. Die Anpassung der Prozessparameter bleibt jedoch im Allgemeinen erfahrenen Personen vorbehalten. Daher ist es bereits üblich, die Kontrollsysteme, die die Ultraschallbearbeitungsvorrichtung steuern und/oder regeln, mit einer Authentifizierungseinrichtung zur Überprüfung der Berechtigung und/oder der Identität des Benutzers auszustatten. Ein berechtigter Benutzer kann dann beispielsweise einen persönlichen NFC-Chip der Authentifizierungseinrichtung präsentieren oder ein persönliches Passwort eingeben, um Zugriff auf ein Konfigurationsmenü der Benutzeroberfläche für die Änderung der Prozessparameter zu erhalten.
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Die Authentifizierung ist aufwendig. Es ist zudem von dem Benutzer sicherzustellen, dass der Zugriff auf das Kontrollsystem wieder beschränkt wird, wenn die Eingaben des berechtigten Benutzers beendet sind. Dies wird jedoch häufig vergessen, sodass Unberechtigte in der Lage sind, Prozessparameter zu verändern.
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Um dieses Problem in den Griff zu kriegen, wird bereits mit Authentifizierungseinrichtungen gearbeitet, welche die Berechtigung zur Änderung von Prozessparametern nur für einen bestimmten Zeitraum erlauben. Nach Ablauf des derart vorbestimmten Zeitintervalls ist eine erneute Authentifizierung notwendig.
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Diese Maßnahme verhindert zum einen nicht, dass unmittelbar, nachdem ein berechtigter Benutzer auf die Prozessparameter zugegriffen hat, ein anderer, nicht berechtigter Benutzer ebenfalls auf die Prozessparameter zugreift. Zum anderen kann die zeitliche Begrenzung für den berechtigten Benutzer hinderlich sein, da er sich möglicherweise während der Optimierung der Prozessparameter mehrere Male authentifizieren muss.
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Daher kommt es insbesondere in Stresssituationen vor, dass Personen mit einer gültigen Zugriffsberechtigung anderen Personen Zugriff gewähren, indem sie beispielsweise ihr Passwort oder ihren NFC-Chip weitergeben.
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All den bekannten Authentifizierungseinrichtungen ist gemeinsam, dass die Authentifizierung vor der Veränderung der Prozessparameter erfolgt und in einem weiteren Schritt die Prozessparameter geändert werden müssen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Ultraschallbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, welche die genannten Nachteile zumindest teilweise verringert. Genauso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Kontrollsystem zur Verfügung zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Authentifizierungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass die Authentifizierungseinrichtung bei einer Änderung der Prozessparameter durch einen Benutzer eine Authentifizierung des Benutzers vornimmt und das Eingabegerät eine Änderung der Prozessparameter nur dann zulässt, wenn die Authentifizierungseinrichtung die Identität und/oder die Berechtigung des Benutzers feststellt.
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Erfindungsgemäß muss immer zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Prozessparameter tatsächlich geändert werden soll, eine Authentifizierung stattfinden.
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Ein Zugriff auf ein entsprechendes Konfigurationsmenü der Benutzeroberfläche kann dann auch unberechtigten Personen gewährt werden. Die Authentifizierung erfolgt erst dann, wenn tatsächlich ein oder mehrere Prozessparameter geändert werden sollen.
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Es ist dadurch sichergestellt, dass nachdem ein berechtigter Benutzer Veränderungen der Prozessparameter vorgenommen hat, ein unberechtigter Benutzer keine Änderungen vornehmen kann, da dieser sich dann nicht über die Authentifizierungseinrichtung identifizieren kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Authentifizierungseinrichtung mit einem biometrischen Sensor und zwar am besten mit einem Fingerabdrucksensor ausgestattet. Dadurch ist die Authentifizierung in einfacher Weise möglich und es kann verhindert werden, dass ein berechtigter Benutzer sein Passwort oder seinen RFID-Chip unberechtigten Benutzern weitergibt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Eingabegerät ein taktiles oder berührungsempfindliches Interface aufweist und der Fingerabdrucksensor in das taktile oder berührungsempfindliche Interface integriert ist, sodass, wenn ein Finger das taktile oder berührungsempfindliche Interface an einer vorgegebenen Abfrageposition berührt, der Sensor den Fingerabdruck des Fingers detektiert.
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Beispielsweise könnte der Fingerabdrucksensor in eine taktile Taste eines Mauseingabegerätes integriert sein, sodass immer dann, wenn mithilfe der Maus auf der Benutzeroberfläche ein Prozessparameter geändert werden soll, während des bestätigenden Mausklicks gleichzeitig über den Fingerabdrucksensor festgestellt wird, ob die den Mausklick ausführende Person berechtigt ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Benutzeroberfläche derart ausgestaltet, dass zum Ändern von Prozessparametern oder zur Bestätigung einer Änderung von Prozessparametern ein Button auf der Benutzeroberfläche dargestellt wird, und die Änderung der Prozessparameter nur dann zugelassen wird, wenn ein Benutzer den Button mittels des taktilen oder berührungsempfindlichen Interface betätigt.
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So kann das taktile oder berührungsempfindliche Interface ein berührungsempfindlicher Bildschirm sein, wobei die Benutzeroberfläche derart ausgestaltet ist, dass der Button an der vorgegebenen Abfrageposition dargestellt wird. Mit anderen Worten ist der Fingerabdrucksensor in den berührungsempfindlichen Bildschirm integriert, sodass die Abfrage des Fingerabdruckes automatisch immer dann passiert, wenn der Änderungsbutton oder der Bestätigungsbutton für Änderungen der Prozessparameter mit dem entsprechenden Finger berührt bzw. gedrückt wird. Daher wird der Button exakt an der Stelle dargestellt, an welcher der Fingerabdrucksensor angeordnet ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Datenbank vorgesehen, in welcher bei einer Änderung von Prozessparametern ein Eintrag erfolgt, wobei der Eintrag zumindest die Identität des Benutzers aufweist, wobei vorzugsweise der Eintrag zusätzlich noch eine Angabe enthält, welcher Prozessparameter wie geändert wurde.
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Insbesondere in Ultraschallbearbeitungsanlagen, die in der Lebensmittelbranche, beispielsweise zum Verpacken von Lebensmitteln, verwendet werden, ist es häufig notwendig, dass jede Änderung eines Prozessparameters dokumentiert wird. Dabei soll nicht nur die Änderung des Prozessparameters dokumentiert werden, sondern zudem auch, wer die entsprechende Änderung vorgenommen hat.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann somit der Benutzer durch Bestätigen des entsprechenden auf der Benutzeroberfläche angezeigten Buttons gleichzeitig authentifiziert werden und ein entsprechender Eintrag in die Datenbank vorgenommen werden.
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Für den berechtigten Benutzer stellt dies keinerlei störende Einschränkung dar und es wird zudem sicher verhindert, dass unberechtigte Benutzer Prozessparameter ändern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Benutzeroberfläche derart ausgestaltet ist, dass bei einer Feststellung der Identität eines Zugriffsberechtigten durch die Authentifizierungseinrichtung zusätzliche Informationen und/oder Eingabemöglichkeiten angezeigt werden. Mit anderen Worten kann das Kontrollsystem mehrere Berechtigungsstufen aufweisen und bestimmte Informations- und/oder Änderungsmenüs nur dann auf der Benutzeroberfläche anzeigen, wenn die Authentifizierungseinrichtung einen entsprechend berechtigten Benutzer authentifiziert hat.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kontrollsystem ein Interface zur Verbindung mit einer Authentifizierungsdatenbank aufweist, in welcher Authentifizierungsdaten für jeden berechtigten Benutzer abgelegt sind.
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Beispielsweise kann das Interface eine LAN-Verbindung, eine WLAN-Verbindung und/oder eine Mobilfunkverbindung bereitstellen und die Authentifizierungsdatenbank kann an einem entfernten Ort positioniert sein. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Ultraschallbearbeitungsvorrichtung Prozessparameter aufweist, die lediglich von vom Hersteller der Ultraschallbearbeitungsvorrichtung autorisierten Personal, wie z.B. Wartungs- und Reparaturpersonal, des Herstellers verändert werden dürfen.
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Wenn der Hersteller der Ultraschallbearbeitungsvorrichtung nun einen erst kürzlich rekrutierten Mitarbeiter mit einer entsprechenden Berechtigung ausstatten möchte, muss ein entsprechender Eintrag in die Authentifizierungsdatenbank vorgenommen werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Authentifizierungsdatenbank beim Hersteller der Ultraschallbearbeitungseinrichtung angeordnet ist, sodass dort Authentifizierungsdaten für weitere berechtigte Benutzer hinzugefügt oder Authentifizierungsdaten für nicht mehr berechtigte Personen aus der Datenbank entfernt werden können.
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Da der Hersteller solcher Anlagen in der Regel eine Vielzahl von Anlagen bei unterschiedlichen Kunden im Einsatz hat, kann ein und dieselbe Authentifizierungsdatenbank Authentifizierungsdaten für berechtigte Benutzer für eine Vielzahl von Eingabegeräten aufweisen.
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Befindet sich an dem Standort der Ultraschallbearbeitungsvorrichtung ein Benutzer, der entsprechende Prozessparameter abändern möchte, wird in dem Moment, in welchem der Benutzer die entsprechende Änderung der Prozessparameter bestätigt, ein Abgleich mit den Authentifizierungsdaten in der Authentifizierungsdatenbank vorgenommen und festgestellt, ob der betreffende Benutzer für die Änderung dieses Prozessparameters berechtigt ist. Nur bei bestätigter Berechtigung wird dann die Änderung des Prozessparameters vorgenommen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. Es zeigen:
- 1 eine erste Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Eingabegerätes und
- 2 eine zweite Ansicht des erfindungsgemäßen Eingabegerätes.
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In 1 ist die grafische Benutzeroberfläche einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontrollsystems gezeigt. Zu erkennen ist die grafische Benutzeroberfläche, auf der in einer Titelzeile der Firmenname („company name“), die Produktbezeichnung („product name“) sowie die Seriennummer („serial number“) angezeigt wird.
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Des Weiteren ist ein mit „characteristics“ bezeichnetes Feld zu erkennen, in welchem die Spezifikationen der anzusteuernden Vorrichtung gezeigt werden können. In einem weiteren Informationsbereich („info“) können Informationen über den aktuellen Zustand der anzusteuernden Vorrichtung gezeigt werden. Schließlich sind in einem dritten Abschnitt, der die Bezeichnung „process parameter“ trägt, zwei Schaltflächen dargestellt. Mit der unteren Schaltfläche kann das Gerät ein- und ausgeschaltet werden. In diese Schaltfläche integriert ist der Fingerabdrucksensor, sodass nur dann, wenn eine berechtigte Person diese Schaltfläche berührt, das Gerät auch an- bzw. abgeschaltet wird. Wird die Schaltfläche von einer unberechtigten Person berührt, findet keine Ab- bzw. Anschaltung statt.
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Beim Berühren der Schaltfläche „select“ können in einem weiteren Menü, welches in 2 dargestellt ist, verschiedene Prozessparameter ausgewählt werden. Im gezeigten Beispiel wurde der Prozessparameter „frequence“ ausgewählt. Schließlich kann dann noch ausgewählt werden, ob die Frequenz erhöht „+“ oder erniedrigt werden soll. Im gezeigten Beispiel wurde „+“ ausgewählt, was bedeutet, dass die Frequenz erhöht werden soll. In diesem Zustand ist in 2 eine weitere Schaltfläche mit der Bezeichnung „1 Hz“ dargestellt. Wenn diese Schaltfläche berührt wird, soll der Prozessparameter Frequenz um 1 Hz erhöht werden.
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Man erkennt, dass diese Schaltfläche exakt an der gleichen Position angeordnet ist, wie in 1 die Schaltfläche zum An- bzw. Abschalten der Vorrichtung angeordnet war. Nur wenn ein berechtigter Benutzer die Schaltfläche „1 Hz“ betätigt, wird die Anregungsfrequenz, welche dem Konverter zur Verfügung gestellt wird, um 1 Hz erhöht. Wenn ein unberechtigter die Schaltfläche berührt, wird keine Änderung der Anregungsfrequenz vorgenommen.
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Immer dann, wenn eine Veränderung eines Prozessparameters erfolgt, wird diese Veränderung zusammen mit Identifikationsdaten des die Veränderung auslösenden Benutzers in einer Datenbank abgelegt, sodass zu einem späteren Zeitpunkt nachverfolgt werden kann, wer einen entsprechenden Prozessparameter in welcher Form geändert hat.