DE102022122955A1 - Method and device for simulated handling in real time with a container treatment machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum simulierten Umgang in Echtzeit mit einer Behälterbehandlungsmaschine (11), wobei das Verfahren umfasst: Erstellen von Simulationsdaten (4) eines 3D-Modells der Behälterbehandlungsmaschine mittels einer Simulationssoftware (3) in Echtzeit; Rendern der Simulationsdaten (4) zu gerenderten Daten; Streamen der gerenderten Daten an eine Datenbrille (10) zur Erstellung einer interaktiven 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine im 3D-Raum; Detektieren einer virtuellen Interaktion mit zumindest einem virtuellen Element der 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine; Übermitteln von Daten betreffend die virtuelle Interaktion an die Simulationssoftware und Erstellen von aktualisierten Simulationsdaten des 3D-Modells der Behälterbehandlungsmaschine mittels der Simulationssoftware in Echtzeit basierend auf den Daten; Rendern der aktualisierten Simulationsdaten zu aktualisierten gerenderten Daten und Streamen der aktualisierten gerenderten Daten an die Datenbrille zur Erstellung einer aktualisierten interaktiven 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine im 3D-Raum. Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum simulierten Umgang in Echtzeit mit der Behälterbehandlungsmaschine.The invention relates to a method for simulated handling in real time of a container treatment machine (11), the method comprising: creating simulation data (4) of a 3D model of the container treatment machine using simulation software (3) in real time; Rendering the simulation data (4) to rendered data; Streaming the rendered data to data glasses (10) to create an interactive 360° representation of the container treatment machine in 3D space; detecting a virtual interaction with at least one virtual element of the 360° representation of the container processing machine; transmitting data regarding the virtual interaction to the simulation software and creating updated simulation data of the 3D model of the container processing machine using the simulation software in real time based on the data; Rendering the updated simulation data to updated rendered data and streaming the updated rendered data to the smart glasses to create an updated 360° interactive representation of the container handling machine in 3D space. The invention also relates to a device for simulated handling of the container processing machine in real time.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum simulierten Umgang in Echtzeit mit einer Behälterbehandlungsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen.The invention relates to a method and a device for simulated handling in real time with a container treatment machine according to the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
AufgabeTask
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum simulierten Umgang in Echtzeit mit einer Behälterbehandlungsmaschine zur Verfügung zu stellen, die ein Vorhandensein einer physischen Behälterbehandlungsmaschine für ein Lernen des Umgangs mit der Behälterbehandlungsmaschine und/oder der zugehörigen Software und/oder für ein Testen der Behälterbehandlungsmaschine und/oder der zugehörigen Software überflüssig macht.The object of the invention is to provide a method and a device for simulated handling in real time with a container treatment machine, which requires the presence of a physical container treatment machine for learning how to handle the container treatment machine and / or the associated software and / or for a Eliminates the need to test the container handling machine and/or associated software.
LösungSolution
Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren und die Vorrichtung zum simulierten Umgang in Echtzeit mit einer Behälterbehandlungsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.The task is solved by the method and the device for simulated handling in real time with a container treatment machine according to the independent claims. Further embodiments are disclosed in the subclaims.
Das Verfahren zum simulierten Umgang in Echtzeit mit einer Behälterbehandlungsmaschine umfasst:
- - Erstellen von Simulationsdaten eines 3D-Modells der Behälterbehandlungsmaschine mittels einer Simulationssoftware in Echtzeit,
- - Rendern der Simulationsdaten zu gerenderten Daten,
- - Streamen der gerenderten Daten an eine Datenbrille zur Erstellung einer interaktiven 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine im 3D-Raum,
- - Detektieren einer virtuellen Interaktion mit zumindest einem virtuellen Element der 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine,
- - Übermitteln von Daten betreffend die virtuelle Interaktion an die Simulationssoftware und Erstellen von aktualisierten Simulationsdaten des 3D-Modells der Behälterbehandlungsmaschine mittels der Simulationssoftware in Echtzeit basierend auf den Daten,
- - Rendern der aktualisierten Simulationsdaten zu aktualisierten gerenderten Daten und
- - Streamen der aktualisierten gerenderten Daten an die Datenbrille zur Erstellung einer aktualisierten interaktiven 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine im 3D-Raum.
- - Creating simulation data of a 3D model of the container treatment machine using simulation software in real time,
- - Rendering the simulation data to rendered data,
- - Streaming the rendered data to data glasses to create an interactive 360° representation of the container treatment machine in 3D space,
- - detecting a virtual interaction with at least one virtual element of the 360° representation of the container treatment machine,
- - transmitting data regarding the virtual interaction to the simulation software and creating updated simulation data of the 3D model of the container treatment machine using the simulation software in real time based on the data,
- - Render the updated simulation data to updated rendered data and
- - Stream the updated rendered data to the smart glasses to create an updated interactive 360° representation of the container processing machine in 3D space.
Mittels der Simulationssoftware kann ein simuliertes, aber der physischen Behälterbehandlungsmaschine möglichst nahekommendes 3D-Modell erstellt werden, mit dem ein menschlicher Bediener einen simulierten Umgang in Echtzeit vornehmen kann.Using the simulation software, a simulated 3D model that is as close as possible to the physical container processing machine can be created, with which a human operator can carry out simulated handling in real time.
Eine Behälterbehandlungsmaschine kann dabei beispielsweise eine Herstellungsmaschine für Behälter, wie eine Dosenherstellungsmaschine, eine Kunststoffbehälterherstellungsmaschine, eine Behälterbeschichtungsmaschine, eine Verbundverpackungsherstellungsmaschine, eine Füllmaschine, eine Etikettiermaschine, eine Verschließmaschine, eine Verpackungsmaschine, ein Palettierer, eine Inspektionsmaschine, eine Inspektionseinheit, ein Pasteur, ein Rinser, eine Behälterwaschmaschine, eine Kurzzeiterhitzungseinheit, eine Ultrahocherhitzungseinheit, ein Mixer, ein Carbonisator, ein Transportmittel zwischen Behälterbehandlungsmaschinen, wie z.B. Transportsterne, Transportbänder, Transportmittel mittels Langstatorlinearmotoren und/oder Planarmotoren oder Lufttransporteure, sein oder umfassen.A container treatment machine can, for example, be a manufacturing machine for containers, such as a can manufacturing machine, a plastic container manufacturing machine, a container coating machine, a composite packaging manufacturing machine, a filling machine, a labeling machine, a closing machine, a packaging machine, a palletizer, an inspection machine, an inspection unit, a pasteurizer, a rinser, a container washing machine, a short-term heating unit, an ultra-high heating unit, a mixer, a carbonizer, a means of transport between container treatment machines, such as transport stars, conveyor belts, means of transport using long stator linear motors and / or planar motors or air transporters.
Das Rendern der Simulationsdaten zu gerenderten Daten kann die Ermittlung der von einem virtuellen Betrachter aus sichtbaren Elemente der Behälterbehandlungsmaschine und eine Simulation von Oberflächen von Elementen der Behälterbehandlungsmaschine, beeinflusst durch deren Materialeigenschaften umfassen.Rendering the simulation data into rendered data can include determining the elements of the container processing machine that are visible from a virtual viewer and a simulation of surfaces of elements of the container processing machine, influenced by their material properties.
Die Datenbrille kann eine VR-Brille (virtual reality) oder eine AR-Brille (augmented reality) sein. Es kann sich dabei alternativ um eine Virtual Cave, eine Extended Reality oder ein anderes Wiedergabemedium, das für ein Wiedergeben einer erweiterten Realität geeignet ist, handeln. Bei den letzten beiden kann die Datenbrille auch sehr einfach ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Datenbrille lediglich zur Erzeugung bzw. zur Anzeige eines 3D-Effekts dienen, wobei die Projektion des 3D-Modells durch ein weiteres Gerät, wie beispielsweise einen Beamer, erzeugt werden kann. Die Datenbrille ist in diesen Fällen somit nicht der Datenempfänger der gerenderten Daten. Der Datenempfänger kann das weitere Gerät, wie beispielsweise der Beamer, sein. Die letzten beiden Varianten haben den Vorteil, dass die Datenbrille einfach aufgebaut sein kann und damit der Tragekomfort erheblich besser sein kann als bei den bisher handelsüblichen VR- bzw. AR-Brillen.The data glasses can be VR glasses (virtual reality) or AR glasses (augmented reality). Alternatively, this can be a virtual cave, an extended reality or another playback medium that is suitable for playing back an extended reality. For the last two, the data glasses can also be designed very simply. For example, the data glasses can only be used to generate or display a 3D effect, with the projection of the 3D model being carried out another device, such as a projector, can be created. In these cases, the data glasses are not the data recipient of the rendered data. The data receiver can be another device, such as the projector. The last two variants have the advantage that the data glasses can be constructed simply and therefore the wearing comfort can be significantly better than with the previously commercially available VR or AR glasses.
Durch die Möglichkeit des Detektierens einer virtuellen Interaktion mit zumindest einem virtuellen Element der 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine kann ein virtueller Umgang mit der Behälterbehandlungsmaschine ohne Bedenken der Sicherheit trainiert und getestet werden. Es kann ein virtueller Umgang der Behälterbehandlungsmaschine beispielsweise im Hinblick auf Vertrieb, Konstruktion, Wartungsservice, Produktionsprozess usw. vorgenommen werden.Due to the possibility of detecting a virtual interaction with at least one virtual element of the 360° representation of the container treatment machine, virtual handling of the container treatment machine can be trained and tested without concerns about safety. The container treatment machine can be handled virtually, for example with regard to sales, construction, maintenance service, production process, etc.
Durch das Streamen der aktualisierten gerenderten Daten an die Datenbrille zur Erstellung einer aktualisierten interaktiven 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine im 3D-Raum kann eine Reaktion der Behälterbehandlungsmaschine auf eine virtuelle Interaktion in Echtzeit simuliert und dargestellt werden.By streaming the updated rendered data to the data glasses to create an updated interactive 360° representation of the container processing machine in 3D space, a reaction of the container processing machine to a virtual interaction can be simulated and displayed in real time.
Die virtuelle Interaktion kann eine Interaktion mit einer Lichtschranke, sonstiger Sensorik, mit Produkten oder sonstigen Bauteilen der Behälterbehandlungsmaschine umfassen. Die Lichtschranke stellt in diesem Fall das eine virtuelle Element der 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine dar. Beispielsweise kann die Lichtschranke durch ein virtuelles Hineingreifen eines Bedieners unterbrochen werden.The virtual interaction can include interaction with a light barrier, other sensors, products or other components of the container treatment machine. In this case, the light barrier represents one virtual element of the 360° representation of the container processing machine. For example, the light barrier can be interrupted by a virtual intervention by an operator.
Die virtuelle Interaktion kann eine Interaktion mit einem Maschinenschutz der Behälterbehandlungsmaschine umfassen. Der Maschinenschutz stellt in diesem Fall das eine virtuelle Element der 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine dar. Beispielsweise kann ein Bediener bei der virtuellen Interaktion den Maschinenschutz ganz oder teilweise entfernen oder aus seiner Betriebsposition entfernen.The virtual interaction may include interaction with a machine guard of the container processing machine. In this case, the machine protection represents the one virtual element of the 360° representation of the container treatment machine. For example, during the virtual interaction, an operator can completely or partially remove the machine protection or remove it from its operating position.
Das Erstellen von aktualisierten Simulationsdaten des 3D-Modells der Behälterbehandlungsmaschine mittels der Simulationssoftware in Echtzeit basierend auf den Daten kann umfassen:
- - Erstellen von simulierten Sensordaten der Behälterbehandlungsmaschine,
- - Übermitteln der Sensordaten an eine Steuerung der Behälterbehandlungsmaschine, die basierend auf den Sensordaten Daten an eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle übermittelt und
- - Ausgeben einer Meldung an der Mensch-Maschinen-Schnittstelle basierend auf den von der Steuerung übermittelten Daten.
- - Creating simulated sensor data from the container processing machine,
- - Transmitting the sensor data to a controller of the container treatment machine, which transmits data to a human-machine interface based on the sensor data and
- - Issue a message at the human-machine interface based on the data transmitted by the controller.
Eine Reaktion auf die virtuelle Interaktion kann also nicht nur in der interaktiven 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine im 3D-Raum erkennbar werden, sondern auch an der Mensch-Maschinen-Schnittstelle (auch als HMI (human machine interface) bekannt).A reaction to the virtual interaction can therefore not only be seen in the interactive 360° representation of the container treatment machine in 3D space, but also in the human-machine interface (also known as HMI (human machine interface)).
Die Meldung kann eine Störungsmeldung als Reaktion auf die virtuelle Reaktion umfassen.The message may include a fault message in response to the virtual response.
Das Verfahren kann weiter umfassen:
- - Empfangen von Bedienangaben für die Behälterbehandlungsmaschine mittels der Mensch-Maschinen-Schnittstelle,
- - Erstellen von Bediendaten durch die Mensch-Maschinen-Schnittstelle, die basierend auf den Bediendaten Daten an die Steuerung übermittelt und
- - Übermitteln der an die Steuerung übermittelten Daten an die Simulationssoftware und Erstellen von aktualisierten Simulationsdaten des 3D-Modells der Behälterbehandlungsmaschine mittels der Simulationssoftware in Echtzeit basierend auf den Bediendaten.
- - Receiving operating information for the container treatment machine using the human-machine interface,
- - Creation of operating data through the human-machine interface, which transmits data to the controller based on the operating data and
- - Transmitting the data transmitted to the controller to the simulation software and creating updated simulation data of the 3D model of the container treatment machine using the simulation software in real time based on the operating data.
Die Bedienangaben können Änderungen von Betriebsparametern umfassen.The operating information can include changes to operating parameters.
Das Verfahren kann weiter umfassen:
- - Erstellen von Simulationsdaten eines 3D-Modells einer/der Mensch-Maschinen-Schnittstelle mittels einer Simulationssoftware in Echtzeit,
- - Rendern der Simulationsdaten zu gerenderten Daten,
- - Streamen der gerenderten Daten an die Datenbrille zur Erstellung einer interaktiven 360°-Darstellung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle im 3D-Raum.
- - Creating simulation data of a 3D model of a human-machine interface using simulation software in real time,
- - Rendering the simulation data to rendered data,
- - Stream the rendered data to the data glasses to create an interactive 360° representation of the human-machine interface in 3D space.
Die Mensch-Maschinen-Schnittstelle kann somit wie die Behälterbehandlungsmaschine virtuell zur Verfügung gestellt werden. Alternativ ist es möglich, dass eine physische Mensch-Maschinen-Schnittstelle im Rahmen des Verfahrens vorgesehen sein kann.The human-machine interface, like the container treatment machine, can thus be made available virtually. Alternatively, it is possible that a physical human-machine interface can be provided as part of the method.
Die Vorrichtung zum simulierten Umgang in Echtzeit mit einer Behälterbehandlungsmaschine gemäß dem Verfahren, wie oben oder weiter unten beschrieben umfasst:
- - mindestens eine Computervorrichtung mit darauf gespeicherten Instruktionen, die beim Ausführen durch einen Prozessor, die Computervorrichtung dazu veranlassen, die Simulationssoftware auszuführen.
- - at least one computing device with instructions stored thereon which, when executed by a processor, cause the computing device to execute the simulation software.
Die Vorrichtung kann weiter eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle umfassen, die ausgebildet ist, um Bedienangaben für die Behälterbehandlungsmaschine zu empfangen.The device can further comprise a human-machine interface that is designed to receive operating information for the container processing machine.
Die Vorrichtung kann weiter eine Steuerung für die Behälterbehandlungsmaschine umfassen.The device can further comprise a control for the container treatment machine.
Die Mensch-Maschinen-Schnittstelle und die Steuerung können von einem Teststand umfasst werden.The human-machine interface and the control can be included in a test stand.
Die Mensch-Maschinen-Schnittstelle kann weiter ausgebildet sein, eine Meldung basierend auf von der Steuerung übermittelten Daten auszugeben. Die Meldung kann als Reaktion auf eine virtuelle Interaktion mit zumindest einem virtuellen Element der 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine ausgegeben werden. Die Meldung kann eine Störungsmeldung umfassen.The human-machine interface can be further designed to output a message based on data transmitted by the controller. The message can be issued in response to a virtual interaction with at least one virtual element of the 360° representation of the container processing machine. The message may include a fault report.
Die Mensch-Maschinen-Schnittstelle kann eine Hardware umfassen.The human-machine interface may include hardware.
Die Mensch-Maschinen-Schnittstelle kann einen physischen Touchscreen umfassen.The human-machine interface may include a physical touchscreen.
Alternativ kann die Mensch-Maschinen-Schnittstelle eine Darstellung von gerenderten und gestreamten Simulationsdaten eines 3D-Modells der Mensch-Maschinen-Schnittstelle umfassen.Alternatively, the human-machine interface may include a representation of rendered and streamed simulation data of a 3D model of the human-machine interface.
Die gestreamten Simulationsdaten können eine interaktive 360°-Darstellung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle im 3D-Raum darstellen.The streamed simulation data can represent an interactive 360° representation of the human-machine interface in 3D space.
Kurze FigurenbeschreibungShort character description
Die beigefügte Figur stellt beispielhaft zum besseren Verständnis und zur Veranschaulichung Aspekte und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum simulierten Umgang in Echtzeit mit einer Behälterbehandlungsmaschine.
-
1 a schematic representation of a device for simulated handling in real time with a container treatment machine.
Ausführliche FigurenbeschreibungDetailed character description
Die
Für einen Umgang mit der Behälterbehandlungsmaschine 11 kann eine Bedienung 12 einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 14 (auch als HMI (human machine interface) bekannt) erfolgen. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 14 kann hierbei virtuell oder physisch vorgesehen sein. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 14 kann über eine dritte Datenverbindung 15 Daten, beispielsweise Eingabedaten, an eine Steuerung 16 der Behälterbehandlungsmaschine 11 übermitteln. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 14 und die Steuerung 16 können von einem Teststand 13 umfasst sein.To handle the
Die Steuerung 16 kann über eine vierte Datenverbindung 17 Daten, beispielsweise Positionsdaten, an die Simulationssoftware 3 übermitteln. Basierend auf den übermittelten Daten kann die Simulationssoftware 3 aktualisierte Simulationsdaten 4 des 3D-Modells der Behälterbehandlungsmaschine 11 in Echtzeit erstellen. Die aktualisierten Simulationsdaten 4 können über die erste Datenverbindung 5 an die zweite Computervorrichtung 6 übermittelt werden, wo die aktualisierten Simulationsdaten 4 mittels der Rendering Software 7 in aktualisierte gerenderte Daten umgewandelt werden können. Über die zweite Datenverbindung 8 können die aktualisierten gerenderten Daten an die Datenbrille 10 zur Erstellung einer aktualisierten interaktiven 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine 11 im 3D-Raum gestreamt werden.The
Es kann auch zu einer virtuellen Interaktion mit zumindest einem virtuellen Element der 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine 11 kommen, beispielsweise, wenn eine virtuelle Interaktion mit einer Lichtschranke der Behälterbehandlungsmaschine 11 und/oder eine virtuelle Interaktion mit einem Maschinenschutz der Behälterbehandlungsmaschine 11 durch einen Bediener 9 ausgelöst wird.A virtual interaction with at least one virtual element of the 360° representation of the
Die virtuelle Interaktion mit dem zumindest einem virtuellen Element der 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine 11 kann detektiert und Daten betreffend die virtuelle Interaktion können über eine fünfte Datenverbindung 19 an die Rendering Software 7 übermittelt werden. Von der Rendering Software 7 können Daten betreffend die virtuelle Interaktion über eine sechste Datenverbindung 20 den Simulationsdaten 4 zugeführt werden. Aktualisierte Simulationsdaten 4 können erstellt und können über die erste Datenverbindung 5 an die zweite Computervorrichtung 6 übermittelt werden, wo die aktualisierten Simulationsdaten 4 mittels der Rendering Software 7 in aktualisierte gerenderte Daten umgewandelt werden. Über die zweite Datenverbindung 8 können die aktualisierten gerenderten Daten an die Datenbrille 10 zur Erstellung einer aktualisierten interaktiven 360°-Darstellung der Behälterbehandlungsmaschine 11 im 3D-Raum gestreamt werden.The virtual interaction with the at least one virtual element of the 360° representation of the
Das Erstellen der aktualisierten Simulationsdaten 4 des 3D-Modells der Behälterbehandlungsmaschine 11 mittels der Simulationssoftware 3 in Echtzeit basierend auf den Daten, die die virtuelle Interaktion betreffen kann ein Erstellen von simulierten Sensordaten der Behälterbehandlungsmaschine 11 umfassen. Die Sensordaten können über eine siebte Datenverbindung 21 an die Steuerung 16 der Behälterbehandlungsmaschine 11 übermittelt werden. Die Steuerung 16 kann basierend auf den Sensordaten über die dritte Datenverbindung 15 Daten an die Mensch-Maschinen-Schnittstelle 14 übermittelten und an der Mensch-Maschinen-Schnittstelle 14 kann basierend auf den von der Steuerung 16 übermittelten Daten eine Meldung ausgegeben werden. Die virtuelle Interaktion kann somit zu einer Meldung 22 an der Mensch-Maschinen-Schnittstelle 14 führen.Creating the updated
Daten können auch von der Datenbrille 10 über eine achte Datenverbindung 23 an die Rendering Software 7 übermittelt werden.Data can also be transmitted from the
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified |