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Bereich
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Abnutzungsmenge-Schätzgerät, welches die Abnutzungsmenge eines Rades schätzt, ein Abnutzungsmenge-Lerngerät und ein Abnutzungsmenge-Überwachungssystem.
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Hintergrund
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Wenn ein Rad eines Beförderungsgerätes, welches einen Linearmotor verwendet, abgenutzt wird, ändert sich ein Zusammenhang zwischen einem Strom zum Antreiben des Beförderungsgerätes und einem Schub des Beförderungsgerätes, was es schwierig macht, das Beförderungsgerät genau zu steuern. Es wird daher gewünscht, die Abnutzungsmenge des Rades des Beförderungsgerätes genau zu schätzen und eine gewünschte Beförderungsteuerung basierend auf der Abnutzungsmenge durchzuführen.
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Ein Radabnutzung-Detektionsgerät, welches in Patentliteratur 1 beschrieben ist, misst einen Abstand eines Laufkrans in einer Bewegungsrichtung mit Laserentfernungsmessern, welche auf gegenüberliegenden seitlichen Enden des Laufkrans angeordnet sind, und detektiert eine Abnutzung der Räder aus einer Differenz zwischen gemessenen Werten, die an den gegenüberliegenden seitlichen Enden erhalten werden.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer
2017 - 146227 -
Kurzbeschreibung
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Technisches Problem
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Unglücklicherweise hat die Technik der Patentliteratur 1 ein Problem dahingehend, dass ein Gerät zum Schätzen der Abnutzungsmenge der Räder kompliziert ist, weil diese Technik zusätzlich zu einem Gerät eines Bewegungssystems ein Gerät eines Abstandsmesssystems benötigt.
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Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht des Obigen gemacht, und ihr Ziel ist es, ein Abnutzungsmenge-Schätzgerät mit einer einfachen Konfiguration bereitzustellen, welches fähig ist, die Abnutzungsmenge eines Rades zu schätzen.
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Lösung des Problems
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Um das obige Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Offenbarung ein Abnutzungsmenge-Schätzgerät bereit, welches eine Abnutzungsmenge eines Rades eines Beförderungsgerätes schätzt, welches einen Läufer umfasst, der durch eine Rad-artige Führungseinrichtung bewegbar ist, wobei der Läufer durch einen Linearmotor angetrieben und gesteuert wird, wobei das Abnutzungsmenge-Schätzgerät umfasst: eine Datenbezugseinheit, welche als Schätzdaten eine Information über einen Steuerstrom, welcher zum Antreiben und Steuern des Läufers durch den Linearmotor fließt, und eine Information über eine gesteuerte Position oder Geschwindigkeit des angetriebenen Motors bezieht. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät der vorliegenden Offenbarung umfasst ferner eine Speichereinheit, welche ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell zum Schätzen der Abnutzungsmenge speichert; und eine Berechnungseinheit, welche die Abnutzungsmenge durch Eingeben der Schätzdaten in das Abnutzungsmenge-Schätzmodell schätzt.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung ermöglicht, die Abnutzungsmenge des Rades mit der einfachen Konfiguration zu schätzen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems zeigt, welches ein Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß einer Ausführungsform umfasst.
- 2 ist ein Diagramm, welches Beispiele von Korrelationen zwischen einem Strom, welcher durch einen Linearmotor des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes gemäß der Ausführungsform fließt, einem Schub des Linearmotors, welcher durch den Strom erzeugt wird, und der Abnutzungsmenge zeigt.
- 3 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Zusammenhangs zwischen einem Geschwindigkeitsschema, welches eine Geschwindigkeitsänderung repräsentiert, und einem Strom, welcher während des Antreibens und Steuerns eines Läufers des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes gemäß der Ausführungsform durch den Linearmotor fließt, zeigt.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Verarbeitungsprozedur zum Schätzen einer Radabnutzungsmenge durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 5 ist ein Ablaufdiagramm, welches Details der Verarbeitungsprozedur zum Schätzen der Radabnutzungsmenge durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 6 ist ein Diagramm, welches Beispiele von Korrelationen zwischen Strom und Schub für mehrere Abnutzungsmengen zeigt, welche in einem Reibungsmenge-Schätzmodell gespeichert sind, welches durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform verwendet wird.
- 7 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems zeigt, welches ein Abnutzungsmenge-Lerngerät gemäß der Ausführungsform umfasst.
- 8 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Verarbeitungsprozedur zum Erzeugen eines Abnutzungsmenge-Schätzmodells durch das Abnutzungsmenge-Lerngerät gemäß der Ausführungsform zeigt.
- 9 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems zeigt, welches das Abnutzungsmenge-Lerngerät und das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform umfasst.
- 10 ist ein Diagramm, welches eine weitere Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems zeigt, welches ein Abnutzungsmenge-Lerngerät gemäß der Ausführungsform umfasst.
- 11 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines neuronalen Netzes zeigt, welches durch das Abnutzungsmenge-Lerngerät gemäß der Ausführungsform verwendet wird.
- 12 ist ein Diagramm, welches eine beispielhafte Hardwarekonfiguration zeigt, welche das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform realisiert.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ein Abnutzungsmenge-Schätzgerät, ein Abnutzungsmenge-Lerngerät und ein Abnutzungsmenge-Überwachungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend im Detail mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsform.
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1 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems zeigt, welches ein Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß einer Ausführungsform umfasst. Ein Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100A ist ein System, welches die Abnutzungsmenge von Läuferrädern 13 eines Beförderungsgerätes 50A eines Linearmotor-betriebenen-Typs schätzt. Das Beförderungsgerät 50A umfasst eine Rad-artige Führungseinrichtung und wird durch einen Linearmotor angetrieben.
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In 1 sind zwei Achsen in einer zu einer oberen Oberfläche des Beförderungsgerätes 50A parallelen Ebene, wobei die zwei Achsen zueinander orthogonal sind, als eine X-Achse und eine Y-Achse definiert. Eine Achse, die zu der X-Achse und der Y-Achse orthogonal ist, ist als eine Z-Achse definiert. Die Z-Achse ist beispielsweise eine Achse, die zu der Vertikalrichtung parallel ist. 1 zeigt ein Beispiel, in welchem sich das Beförderungsgerät 50A entlang einer Y-Achse-Richtung bewegt, jedoch kann sich das Beförderungsgerät 50A in jede Richtung bewegen.
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Unter Verwendung einer Information über einen Steuerstrom und eine Geschwindigkeit während einer Bewegung des Beförderungsgerätes 50A und einem Abnutzungsmenge-Schätzmodell überwacht das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100A einen Abnutzungszustand der Läuferräder 13, welche Räder eines Läufers 1 sind, während der Bewegung des Läufers 1. Das Abnutzungsmenge-Schätzmodell ist ein Modell, welches eine Radabnutzungsmenge schätzt, welche die Abnutzungsmenge der Läuferräder 13 ist. Das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100A kann anstelle der Information über die Geschwindigkeit des Beförderungsgerätes 50A eine Information über eine Position des Beförderungsgerätes 50A verwenden. Das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100A kann die Information über die Position des Beförderungsgerätes 50A aus der Information über die Geschwindigkeit des Beförderungsgerätes 50A erzeugen oder kann die Information über die Geschwindigkeit des Beförderungsgerätes 50A aus der Information über die Position des Beförderungsgerätes 50A erzeugen. Das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100A erzeugt aus einem Betriebsprogramm zum Betreiben des Beförderungsgerätes 50A zumindest eines von: der Information über die Position des Beförderungsgerätes 50A und die Information über die Geschwindigkeit des Beförderungsgerätes 50A.
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Es ist zu beachten, dass die Information über den Steuerstrom und die Information über die Position oder die Geschwindigkeit in der vorliegenden Ausführungsform Befehle sein können, welche an das Beförderungsgerät 50A gerichtet sind, oder eine Information sein können, welche von dem Beförderungsgerät 50A zur Rückkopplung verwendet wird.
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Das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100A umfasst das Beförderungsgerät 50A, ein Steuergerät 5 und ein Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4. Das Beförderungsgerät 50A umfasst einen Linearmotor, welcher den Läufer 1 und einen Stator 2 umfasst. Der Läufer 1 umfasst ein Läufergehäuse 11, einen Linearmotormagnet 12 und mehrere Läuferräder 13. Der Stator 2 umfasst ein Statorgehäuse 21, einen Linearmotoranker 22 und einen Messkopf 23.
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Das Statorgehäuse 21 ist ein Gehäuse des Stators 2, und der Linearmotoranker 22 ist ein Anker des Linearmotors. Das Statorgehäuse 21 umfasst eine Radbewegungsoberfläche. Die Radbewegungsoberfläche, welche die Läuferräder 13 berührt, definiert eine Bewegungsroute für die Räder. Der Messkopf 23 detektiert eine Information über die Position des Läufers 1 in einer Bewegungsrichtung und koppelt die detektierte Positionsinformation zu dem Steuergerät 5 zurück. Das bedeutet, dass der Messkopf 23 an das Steuergerät 5 die Positionsinformation über den Läufer 1, die an das Steuergerät 5 rückzukoppeln ist, als rückgekoppelte (RG) Messinformation 51 überträgt. Die RG Messinformation 51 ist beispielsweise durch eine Y-Koordinate repräsentiert.
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Das Läufergehäuse 11 ist ein Gehäuse des Läufers 1, und der Linearmotormagnet 12 ist ein Magnet des Linearmotors. Die Läuferräder 13 sind Räder des Beförderungsgerätes 50A und sind an dem Läufergehäuse 11 angebracht. Die Läuferräder 13 führen den Läufer 1 beweglich in eine Schubrichtung des Linearmotors und halten einen bestimmten Abstand zwischen dem Läufergehäuse 11 und dem Statorgehäuse 21.
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Das Beförderungsgerät 50A führt einen Wechselstrom durch den Linearmotoranker 22, um hierdurch ein sich bewegendes Magnetfeld so zu erzeugen, dass eine zwischen dem sich bewegenden Magnetfeld und dem Linearmotormagnet 12 erzeugte elektromagnetische Kraft den Läufer 1 bewegt. Der Linearmotor des Beförderungsgerätes 50A kann ein Asynchron-Linearmotor sein oder kann ein Synchron-Linearmotor sein.
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Das Steuergerät 5 ist ein Gerät, welches das Beförderungsgerät 50A steuert. In 1 wurde darauf verzichtet, einen Pfeil von dem Steuergerät 5 zu dem Bewegungsgerät 50A zu zeigen. Das Steuergerät 5 bezieht von dem Beförderungsgerät 50A die Position des Läufers 1, welche zur rückgekoppelten Steuerung des Beförderungsgerätes 50A verwendet wird, als die RG Messinformation 51. Das Steuergerät 5 steuert das Beförderungsgerät 50A basierend auf der von dem Messkopf 23 erhaltenen RG Messinformation 51, wodurch der Läufer 1 dazu veranlasst wird, sich gemäß einem beliebigen Betriebsschema zu bewegen.
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Zudem bezieht das Steuergerät 5 als RG Strominformation 52 eine Information über einen Steuerstrom, welcher zur rückgekoppelten Steuerung des Beförderungsgerätes 50A verwendet wird, aus einem Strom, welcher an den Linearmotor des Beförderungsgerätes 50A ausgegeben wird. Der Steuerstrom ist eine Information über den Strom, den das Steuergerät 5 an den Linearmotor des Beförderungsgerätes 50A zur Beförderungssteuerung des Beförderungsgerätes 50A ausgibt. Die RG Strominformation 52 ist eine Information über einen Strom, welcher in der Praxis durch das Beförderungsgerät 50A während einer Beförderung verwendet wird. Die RG Strominformation 52 kann durch einen Stromdetektor, welcher in dem Beförderungsgerät 50A installiert ist, detektiert und von dem Beförderungsgerät 50A bezogen werden oder kann durch einen Stromdetektor, welcher an einem Ort in dem Steuergerät 5 installiert ist, wo der Steuerstrom an den Linearmotor ausgegeben wird, detektiert werden und in dem Steuergerät 5 bezogen werden.
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In diesem Fall schreitet eine Abnutzung von Rollflächen der Läuferräder 13 mit zunehmender Gesamtfahrstrecke des Läufers 1 voran. Mit Voranschreiten der Abnutzung der Läuferräder 13 ändert sich ein Abstand zwischen dem Läufergehäuse 11 und dem Statorgehäuse 21 und auf gleiche Weise ändert sich auch ein Abstand zwischen dem Linearmotormagnet 12 und dem Linearmotoranker 22, sodass sich eine Strom-Schub-Charakteristik des Linearmotors ändert. Die Strom-Schub-Charakteristik ist eine Charakteristik, welche einen Zusammenhang zwischen Strom und Schub angibt.
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2 ist ein Diagramm, welches Beispiele von Korrelationen zwischen einem Strom, welcher durch den Linearmotor des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes gemäß der Ausführungsform fließt, einem Schub des Linearmotors, welcher durch den Strom erzeugt wird, und der Abnutzungsmenge zeigt.
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In 2 repräsentiert die horizontale Achse einen Stromwert des Stroms, und die vertikale Achse repräsentiert den Schub. Wenn die Abnutzung voranschreitet und die Abnutzungsmenge zunimmt, insbesondere wenn der Abstand zwischen dem Linearmotormagnet 12 und dem Linearmotoranker 22 abnimmt, ändert sich die Strom-Schub-Charakteristik des Linearmotors derart, dass ein für den gleichen Strom ausgegebener Schub größer als vor der Änderung der Strom-Schub-Charakteristik des Linearmotors wird, wie in 2 gezeigt ist.
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In 2 bezeichnet R1 die Strom-Schub-Charakteristik, wenn keine Abnutzung aufgetreten ist, d. h. wenn die Abnutzungsmenge 0,0 mm ist. R2 bezeichnet die Strom-Schub-Charakteristik, wenn eine Abnutzung aufgetreten ist, beispielsweise wenn die Abnutzungsmenge 0,1 mm ist. Bei der Strom-Schub-Charakteristik R1 ist der Schub F1 für den Stromwert 11, und bei der Strom-Schub-Charakteristik R2 ist der Schub F2 (> F1) für den Stromwert I1.
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Wenn für die Strom-Schub-Charakteristik angenommen wird, dass sie einen proportionalen Zusammenhang zwischen einem Strom und einem Schub in dem Arbeitsbereich des Schubs bereitstellt, kann als eine Merkmalsgröße, welche die Strom-Schub-Charakteristik repräsentiert, ein Strom/Schub-Korrelationskoeffizient berechnet werden, welcher durch Dividieren des Schubs durch den Strom erhalten wird. Wenn die Abnutzungsmenge der Läuferräder 13 zunimmt, wird der für den gleichen Strom ausgegebene Schub größer als vor der Änderung der Strom-Schub-Charakteristik, sodass der Strom/Schub-Korrelationskoeffizient zunimmt.
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Die Beschleunigung des anzutreibenden Läufers 1 wird durch den Schub des Linearmotors erzeugt. Wenn sich die Strom-Schub-Charakteristik aufgrund der Abnutzung ändert, variiert die für den gleichen Strom erzeugte Beschleunigung. Insbesondere resultiert die Zunahme der Abnutzungsmenge in einer Zunahme der für den gleichen Strom erzeugten Beschleunigung.
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Der Läufer 1 wird durch das Steuergerät 5 basierend auf der RG Messinformation 51, welche eine detektierte Positionsinformation ist, rückgekoppelt steuert, sodass ein Geschwindigkeitsschema mit Beschleunigung und Bremsung erreicht wird, welches durch ein im Vorhinein eingestelltes Betriebsprogramm bestimmt ist.
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3 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Zusammenhangs zwischen einem Geschwindigkeitsschema, welches eine Geschwindigkeitsänderung repräsentiert, und einem Strom zeigt, welcher während des Antreibens und Steuerns eines Läufers des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes gemäß der Ausführungsform durch den Linearmotor fließt. In einem Graph, welcher in einem oberen Teil von 3 gezeigt ist, repräsentiert die horizontale Achse die Zeit, und die vertikale Achse repräsentiert die Geschwindigkeit. In einem Graph, welcher in einem unteren Teil von 3 gezeigt ist, repräsentiert die horizontale Achse die Zeit, und die vertikale Achse repräsentiert den Strom. Die Geschwindigkeit und der Strom, welche in 3 gezeigt sind, sind ein Geschwindigkeitsbefehl bzw. die RG Strominformation 52.
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Wie in 3 gezeigt ist, umfasst das Geschwindigkeitsschema beispielsweise eine Beschleunigung-Phase, eine Konstante-Geschwindigkeit-Phase, eine Bremsung-Phase und eine Stillstand-Phase. In der Beschleunigung-Phase wird eine Geschwindigkeit mit konstanter Beschleunigung beschleunigt. In der Konstante-Geschwindigkeit-Phase wird die Geschwindigkeit bei einer konstanten Geschwindigkeit gehalten. In der Bremsung-Phase wird die Geschwindigkeit mit einer konstanten negativen Beschleunigung gebremst. In der Stillstand-Phase ist die Geschwindigkeit 0, d. h. der Läufer 1 steht still. In der vorliegenden Ausführungsform führt das Steuergerät 5 eine Antriebssteuerung zum Steuern der Position des Läufers 1 durch und erzeugt einen Positionsbefehl, welcher sich so ändert, dass ein wie in 3 gezeigtes Geschwindigkeitsschema erreicht wird. Das Steuergerät 5 steuert den Linearmotor durch Führen eines Stromes durch den Linearmotor so, dass die RG Messinformation 51, welche die durch den Messkopf 23 detektierte Position des Läufers 1 ist, dem Positionsbefehl folgt.
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Der Läufer 1 wird durch das Steuergerät 5 rückgekoppelt so gesteuert, dass der Läufer 1 eine Geschwindigkeit erreicht, welche durch ein Sollgeschwindigkeitsschema bestimmt ist. Beim Steuern des Läufers 1 passt das Steuergerät 5 einen Strom so an und gibt diesen aus, dass der angepasste Strom durch den Linearmotor so fließt, dass eine Beschleunigung erreicht wird, welche als Steigung einer Geschwindigkeit in dem Geschwindigkeitsschema definiert ist. Wenn der für den gleichen Strom ausgegebene Schub aufgrund der Änderung der Strom-Schub-Charakteristik des Linearmotors zunimmt, wird in diesem Fall die Beschleunigung für den Läufer 1 zum Bewegen gemäß dem Geschwindigkeitsschema mit einem kleinen Strom erreicht. Hierdurch fließt ein kleiner Strom durch den Linearmotor unter der Steuerung des Steuergerätes 5.
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Eine in 3 gezeigte durchgezogene Linie des Stroms repräsentiert die RG Strominformation 52, wenn die Abnutzungsmenge 0,0 mm ist, und eine gestrichelte Linie des Stroms repräsentiert die RG Strominformation 52, wenn die Abnutzungsmenge 0,1 mm ist. Der Wert der RG Strominformation 52 bei der Abnutzungsmenge von 0,1 mm ist kleiner als der Wert der RG Strominformation 52 bei dem Abnutzungswert von 0,0 mm für die gleiche Beschleunigung während der Beschleunigung-Phase des Geschwindigkeitsschemas.
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Das Steuergerät 5 überträgt an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 eine RG Geschwindigkeitsinformation, welche auf der bezogenen RG Messinformation 51 basiert. Zudem überträgt das Steuergerät 5 an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 die RG Strominformation 52 als eine Information über den Steuerstrom. Ein Antriebssteuerbefehl, welcher ein Befehl zum Antreiben und Steuern des Läufers 1 ist, kann ein Positionsbefehl, welcher die Position des Läufers 1 festlegt, oder ein Geschwindigkeitsbefehl, welcher die Geschwindigkeit des Läufers 1 festlegt, sein. Die RG Messinformation 51, welche eine dem Antriebssteuerbefehl zugeordnete rückgekoppelte Information ist, umfasst eine RG Positionsinformation oder die RG Geschwindigkeitsinformation. Die RG Strominformation 52 ist eine dem Steuerstrom zugeordnete rückgekoppelte Information.
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Wie oben beschrieben ist, überträgt das Steuergerät 5 die Kombination aus der RG Geschwindigkeitsinformation und der RG Strominformation 52 an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4, wobei die RG Geschwindigkeitsinformation die rückgekoppelte Information über die Geschwindigkeit des Läufers 1 ist, wobei die RG Strominformation 52 dem Steuerstrom zugeordnet ist.
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Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 ist ein Computer, welcher eine Radabnutzungsmenge, welche die Abnutzungsmenge der Läuferräder 13 ist, schätzt. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 bezieht Schätzdaten 53 von dem Steuergerät 5, wobei die Schätzdaten 53 die RG Strominformation 52 und die RG Geschwindigkeitsinformation sind. Die RG Strominformation 52 ist eine Information über den Steuerstrom, welcher durch den Linearmotor fließt. Die RG Geschwindigkeitsinformation ist eine Information über die gesteuerte Geschwindigkeit des angetriebenen Läufers 1. Die Schätzdaten 53, welche Daten sind, die zum Schätzen der Radabnutzungsmenge verwendet werden, sind eine Zustandsinformation, welche den Zustand des Beförderungsgerätes 50A angibt.
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Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 schätzt die Radabnutzungsmenge unter Verwendung der Schätzdaten 53 und des Abnutzungsmenge-Schätzmodells und speichert die Radabnutzungsmenge. Zudem überträgt das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 als Reaktion auf eine Anfrage von dem Steuergerät 5 die Radabnutzungsmenge, welche ein Schätzergebnis 61 ist, an das Steuergerät 5.
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Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 umfasst eine Datenbezugseinheit 41, eine Berechnungseinheit 42, eine Speichereinheit 43 und eine Ausgabeeinheit 44. Die Datenbezugseinheit 41 bezieht die Schätzdaten 53 von dem Steuergerät 5. Die Speichereinheit 43 ist ein Speicher, etc., welcher das Abnutzungsmenge-Schätzmodell speichert.
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Die Berechnungseinheit 42 schätzt die Radabnutzungsmenge basierend auf den Schätzdaten 53 und dem Abnutzungsmenge-Schätzmodell. Insbesondere gibt die Berechnungseinheit 42 die Schätzdaten 53 in das Abnutzungsmenge-Schätzmodell ein. Infolgedessen sind Daten, welche von dem Abnutzungsmenge-Schätzmodell ausgegeben werden, die Radabnutzungsmenge als das Schätzergebnis 61. Die Berechnungseinheit 42 speichert die geschätzte Radabnutzungsmenge in der Speichereinheit 43.
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Wenn eine Anfrage nach der Radabnutzungsmenge von dem Steuergerät 5 vorliegt, gibt die Ausgabeeinheit 44 die in der Speichereinheit 43 gespeicherte Radabnutzungsmenge an das Steuergerät 5 aus. Die Datenbezugseinheit 41 empfängt die Anfrage nach der Radabnutzungsmenge von dem Steuergerät 5 und teilt der Ausgabeeinheit 44 die Anfrage mit.
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Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 kann in dem Beförderungsgerät 50A eingebaut sein oder kann als ein Gerät konfiguriert sein, welches von dem Beförderungsgerät 50A separat ist, wie in 1 gezeigt ist. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 kann auf einem Cloudserver existieren.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Verarbeitungsprozedur zum Schätzen einer Radabnutzungsmenge durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform zeigt. Beim Steuern des Beförderungsgerätes 50A bezieht das Steuergerät 5 von dem Beförderungsgerät 50A die RG Geschwindigkeitsinformation, welche in der RG Messinformation 51 enthalten ist, und die RG Strominformation 52. Das Steuergerät 5 überträgt die bezogene RG Geschwindigkeitsinformation und RG Strominformation 52 als eine Information über die Geschwindigkeit und eine Information über den Steuerstrom an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4.
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Die Datenbezugseinheit 41 des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 bezieht von dem Steuergerät 5 die Schätzdaten 53, welche die RG Geschwindigkeitsinformation als die Information über die Geschwindigkeit und die RG Strominformation 52 als die Information über den Steuerstrom umfassen (Schritt S10).
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Die Berechnungseinheit 42 gibt die Schätzdaten 53 in das Abnutzungsmenge-Schätzmodell ein (Schritt S20). Infolgedessen schätzt die Berechnungseinheit 42 eine Radabnutzungsmenge (Schritt S30). Die Radabnutzungsmenge wird in der Speichereinheit 43 gespeichert.
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Wenn das Steuergerät 5 die Anfrage nach der Radabnutzungsmenge an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 überträgt, empfängt die Datenbezugseinheit 41 die Anfrage nach der Radabnutzungsmenge und teilt der Ausgabeeinheit 44 die Anfrage mit. Infolgedessen gibt die Ausgabeeinheit 44 die in der Speichereinheit 43 gespeicherte Radabnutzungsmenge an das Steuergerät 5 aus (Schritt S40).
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Details der Verarbeitungsprozedur zum Schätzen der Radabnutzungsmenge durch ein Reibungsmenge-Schätzmodell, welches durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 verwendet wird, werden nun beschrieben. Das Reibungsmenge-Schätzmodell, welches durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 verwendet wird, ist ein Modell, welches Korrelationen zwischen Strom und Schub für mehrere Abnutzungsmengen speichert und hält. Die RG Strominformation 52 und die RG Geschwindigkeitsinformation werden in das Reibungsmenge-Schätzmodell eingegeben. Das Reibungsmenge-Schätzmodell berechnet eine Beschleunigung basierend auf der RG Geschwindigkeitsinformation, berechnet aus der Beschleunigung weiter einen Schub und berechnet aus der RG Strominformation 52 und dem berechneten Schub einen Detektionswert eines Korrelationskoeffizienten zwischen Strom und Schub. Das Reibungsmenge-Schätzmodell schätzt die Abnutzungsmenge aus dem Detektionswert des Korrelationskoeffizienten und dem gespeicherten Korrelationskoeffizienten zwischen Strom und Schub, wobei der Korrelationskoeffizient der Abnutzungsmenge zugeordnet ist.
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5 ist ein Ablaufdiagramm, welches Details der Verarbeitungsprozedur zum Schätzen der Radabnutzungsmenge durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform zeigt.
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Die Berechnungseinheit 42 berechnet einen Beschleunigungsdetektionswert, welcher ein Detektionswert der Beschleunigung ist, durch Durchführen eines Ableitungsprozesses an der RG Geschwindigkeitsinformation, die als die Schätzdaten 53 bezogen wurden (Schritt S31).
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Die Berechnungseinheit 42 berechnet einen Schubberechnungswert, welcher ein Berechnungswert des Schubs ist, welcher von dem Linearmotor ausgegeben wird, durch Multiplizieren des Beschleunigungsdetektionswertes mit der Masse des Läufers 1, welche im Vorhinein in der Speichereinheit 43 gespeichert ist (Schritt S32).
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Die Berechnungseinheit 42 berechnet einen Strom/Schub-Korrelationsdetektionswert durch Dividieren des Schubberechnungswerts durch die RG Strominformation 52, welche als die Schätzdaten 53 bezogen wurde (Schritt S33).
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Die Berechnungseinheit 42 bestimmt einen Schätzwert der Radabnutzungsmenge aus dem berechneten Strom/Schub-Korrelationsdetektionswert und den Strom/Schub-Korrelationskoeffizienten für die mehreren Abnutzungsmengen, welche im Vorhinein in der Speichereinheit 43 gespeichert sind. Insbesondere legt die Berechnungseinheit 42 als einen Schätzwert der Radabnutzungsmenge eine Radabnutzungsmenge für einen Strom/Schub-Korrelationskoeffizienten fest, welcher dem berechneten Strom/Schub-Korrelationsdetektionswert am nächsten ist (Schritt S34). Der Schätzwert der Radabnutzungsmenge wird in der Speichereinheit 43 gespeichert (Schritt S35).
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6 ist ein Diagramm, welches Beispiele von Korrelationen zwischen Strom und Schub für die mehreren Abnutzungsmengen zeigt, welche in dem Reibungsmenge-Schätzmodell gespeichert sind, welches durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform verwendet wird. Die Korrelation zwischen Strom und Schub ist ein Strom/Schub-Korrelationskoeffizient, und eine Information, in welcher der Strom/Schub-Korrelationskoeffizient und die Abnutzungsmenge miteinander assoziiert sind, ist in dem Reibungsmenge-Schätzmodell gespeichert.
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In der vorliegenden Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, in welchem das Steuergerät 5 die RG Strominformation 52 als die Information über den Steuerstrom an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 überträgt, jedoch kann das Steuergerät 5 als die Information über den Steuerstrom eine Strombefehlsinformation übertragen. Das bedeutet, dass der Strom, der durch den Linearmotor fließen soll, so gesteuert wird, dass die Strombefehlsinformation und die RG Strominformation 52 im Wesentlichen gleich sind. Aus diesem Grund kann das Steuergerät 5 die Strombefehlsinformation als die Information über den Steuerstrom an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 übertragen.
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Obwohl das Steuergerät 5 so beschrieben wurde, dass es die RG Geschwindigkeitsinformation an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 überträgt, kann das Steuergerät 5 anstelle der RG Geschwindigkeitsinformation eine Geschwindigkeitsbefehlsinformation an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 übertragen. Das bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Linearmotors so gesteuert wird, dass die Geschwindigkeitsbefehlsinformation und die RG Geschwindigkeitsinformation im Wesentlichen gleich sind. Aus diesem Grund kann das Steuergerät 5 die Geschwindigkeitsbefehlsinformation an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 übertragen. In diesem Fall berechnet die Berechnungseinheit 42 des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 die Beschleunigung durch Durchführen eines Ableitungsprozesses an der Geschwindigkeitsbefehlsinformation. Alternativ kann das Steuergerät 5 eine Positionsbefehlsinformation oder die RG Positionsinformation (RG Messinformation 51) an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 übertragen, und die Berechnungseinheit 42 des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 kann die Beschleunigung berechnen durch zweifaches Durchführen eines Ableitungsprozesses an der Positionsbefehlsinformation oder der RG Positionsinformation. Die RG Positionsinformation ist eine Positionsinformation über den Läufer 1, welche an das Steuergerät 5 rückzukoppeln ist.
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Des Weiteren wurde in der vorliegenden Ausführungsform das Beispiel beschrieben, bei welchem die Korrelation zwischen Strom und Schub einen proportionalen Zusammenhang hat und die Strom/Schub-Korrelationskoeffizienten gespeichert sind, jedoch können Daten gespeichert sein, welche von den Strom/Schub-Korrelationskoeffizienten verschieden sind. Beispielsweise kann die Speichereinheit 43 Graphen der Korrelationen für die mehreren Abnutzungsmengen zwischen konstanten Bereichen oder Abschnitten von Stromwerten und konstante Bereiche oder Abschnitte von Schubwerten speichern. In diesem Fall schätzt die Berechnungseinheit 42 die Abnutzungsmenge, sucht nach einem Graph einer Korrelation zwischen dem Abschnitt der Stromwerte und dem Abschnitt der Schubwerte, wobei die Korrelation dem Zusammenhang zwischen der RG Strominformation 52 und dem Schub des Beförderungsgerätes 50A am nächsten ist.
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Die Strom-Schub-Charakteristik ändert sich, wenn eine Änderung einer Spulentemperatur in dem Linearmotor groß ist. Die Erzeugung von Wärme, die durch das Fließen eines Stroms durch den Linearmotor bedingt ist, und die Dissipation von Wärme von dem Linearmotor werden aneinander angeglichen, damit die Spulentemperatur zu einer Durchschnittstemperatur konvergieren kann, wobei die Durchschnittstemperatur in Abhängigkeit von beispielsweise einer Frequenz der Nutzung des Linearmotors in dem Geschwindigkeitsschema variiert. Die Datenbezugseinheit 41 kann daher die Spulentemperatur beziehen, welche eine Temperatur der Spule des Linearmotors ist. In diesem Fall ruft die Berechnungseinheit 42 basierend auf der bezogenen Spulentemperatur aus mehreren Korrekturkoeffizienten für mehrere Spulentemperaturen, die in der Speichereinheit 43 vorab gespeichert sind, einen Korrekturkoeffizienten ab, welcher der bezogenen Spulentemperatur nahe ist. Dann multipliziert die Berechnungseinheit 42 Daten über die Information über den Steuerstrom, Daten über die Information über die Position oder die Geschwindigkeit oder Daten über die aus der Information über die Position oder die Geschwindigkeit berechnete Beschleunigung mit dem Korrekturkoeffizienten, um hierdurch diese Daten zu korrigieren, und schätzt die Abnutzungsmenge. Durch Korrigieren der zum Schätzen der Abnutzungsmenge verwendeten Daten mit dem Korrekturkoeffizienten für die Spulentemperatur kann die Berechnungseinheit 42 die Radabnutzungsmenge genauer schätzen, verglichen mit dem Fall, in welchem die Berechnungseinheit 42 die Radabnutzungsmenge ohne die Korrektur schätzt.
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Es gibt ein anderes Korrekturverfahren für die Spulentemperatur. Weil Wärme, die durch einen durch den Linearmotor fließenden Strom erzeugt wird, proportional zu dem Quadrat des Stroms erzeugt wird, ist ein Effektivlastfaktor, welcher durch Quadrieren einer bezogenen Information über den Strom und Mitteln der quadrierten Information über eine thermische Zeitkonstante erhalten wird, ein Indikator einer Temperatur des Linearmotors. Aus diesem Grund kann die Berechnungseinheit 42 den Effektivlastfaktor durch Quadrieren der bezogenen Information über den Strom und Eingeben der quadrierten Information in einen Verzögerungsfilter erster Ordnung, welcher Mitteln mit einer thermischen Zeitkonstante durchführt, berechnet werden. In diesem Fall korrigiert die Berechnungseinheit 42 Strom-Schub-Charakteristik beispielsweise durch Abrufen einer Strom-Schub-Charakteristik, welche dem berechneten Effektivlastfaktor nahe ist, aus der Speichereinheit 43, welche im Vorhinein mehrere Strom-Schub-Charakteristiken für mehrere Effektivlastfaktoren speichert, und durch Verwenden der Strom-Schub-Charakteristik. Mit einer solchen simplen Konfiguration, welche nicht erfordert, die Spulentemperatur durch einen Sensor oder dergleichen während des Betriebs des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 zu beziehen, kann das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 infolgedessen die Radabnutzungsmenge genauer schätzen, verglichen mit dem Fall, in welchem das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 die Radabnutzungsmenge ohne die Korrektur schätzt.
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In einem Fall, in welchem die Änderung der Spulentemperatur klein ist, oder einem Fall, in welchem die Änderung der Strom-Schub-Charakteristik aufgrund der Änderung der Spulentemperatur als klein angesehen wird, muss die Berechnungseinheit 42 die Korrektur unter Verwendung der Spulentemperatur nicht durchführen.
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Ein Verfahren des Messens der Abnutzungsmenge von Läuferrädern eines Beförderungsgerätes umfasst ein Verfahren, welches umfasst: Ausstatten des Beförderungsgerätes mit einem Messsystem für die Abnutzungsmenge der Läuferräder. Weil dieses Verfahren das Messsystem für die Abnutzungsmenge der Läuferräder benötigt, ist eine Konfiguration eines Messgerätes kompliziert. Zudem ist ein hochgenaues Messsystem erforderlich, um eine kleine Abnutzungsmenge zu detektieren, was das Beförderungsgerät teuer macht. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät der vorliegenden Ausführungsform verwendet das Abnutzungsmenge-Schätzmodell, was es möglich macht, eine kleine Abnutzungsmenge mit dem Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 mit einer einfachen Konfiguration zu schätzen, ohne das Beförderungsgerät 50A teuer zu machen.
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Als Nächstes wird ein Prozess zum Erzeugen des Abnutzungsmenge-Schätzmodells beschrieben. 7 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems zeigt, welches ein Abnutzungsmenge-Lerngerät gemäß der Ausführungsform umfasst. Diejenigen Komponenten in 7, die die gleichen Funktionen wie jene des in 1 gezeigten Abnutzungsmenge-Überwachungssystems 100A haben, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Beschreibung dieser wird weggelassen.
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Ein Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100B ist ein System, welches eine Radabnutzungsmenge mittels Maschinenlernen lernt und ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell erzeugt, welches zum Schätzen der Radabnutzungsmenge verwendet wird. Ein Beförderungsgerät 50B ist ein Gerät, welches dem Beförderungsgerät 50A gleich ist.
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In 7 sind zwei Achsen in einer Ebene, welche zu einer oberen Oberfläche des Beförderungsgerätes 50B parallel ist, wobei die zwei Achsen zueinander orthogonal sind, als eine X-Achse und eine Y-Achse definiert. Eine Achse, welche zu der X-Achse und der Y-Achse orthogonal ist, ist als eine Z-Achse definiert. Die Z-Achse ist beispielsweise eine Achse, welche zu der Vertikalrichtung parallel ist. 7 zeigt ein Beispiel, in welchem sich das Beförderungsgerät 50B entlang einer Y-Achse-Richtung bewegt, das Beförderungsgerät 50B kann sich jedoch in jede beliebige Richtung bewegen.
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Das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100B umfasst das Beförderungsgerät 50B, das Steuergerät 5 und ein Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B. Das Beförderungsgerät 50B umfasst zusätzlich zu den Komponenten des Beförderungsgerätes 50A mindestens einen Abstandssensor 24. Der Abstandssensor 24 ist an dem Stator 2 angeordnet. Das Steuergerät 5 des Abnutzungsmenge-Überwachungssystems 100B kann ein Gerät sein, welches von dem Steuergerät 5 des Abnutzungsmenge-Überwachungssystems 100A verschieden ist.
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Der Abstandssensor 24 ist ein Sensor, welcher einen Abstand zwischen dem Läufer 1 und dem Stator 2 detektiert. Der Abstandssensor 24 überträgt den detektierten Abstand als Abstandsinformation 54 an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B. Die Abstandsinformation 54 ist eine Information, welche der Radabnutzungsmenge entspricht.
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Das Steuergerät 5 bezieht von dem Beförderungsgerät 50B die RG Positionsinformation, die RG Geschwindigkeitsinformation und die RG Strominformation 52. Die RG Positionsinformation und die RG Geschwindigkeitsinformation sind Informationen, die in der RG Messinformation 51 enthalten sind. Das Steuergerät 5 überträgt eine Information über die Position des Läufers und eine Information über die Geschwindigkeit des Läufers an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B. Insbesondere überträgt das Steuergerät 5 an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B die bezogene RG Positionsinformation, die bezogene RG Geschwindigkeitsinformation, eine Positionsbefehlsinformation, welche eine Information über einen Befehl der Position des Läufers 1 ist, und eine Geschwindigkeitsbefehlsinformation, welche eine Ableitung der Positionsbefehlsinformation ist. Des Weiteren überträgt das Steuergerät 5 die RG Strominformation 52 an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B. Die RG Strominformation 52 ist eine Information über den Steuerstrom.
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Wie oben beschrieben ist, überträgt das Steuergerät 5 an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B die Kombination aus: der Positionsbefehlsinformation und der Geschwindigkeitsbefehlsinformation; die RG Positionsinformation und die RG Geschwindigkeitsinformation, welche jeweils aus der RG Messinformation 51 erhalten werden; und die RG Strominformation 52, welche aus dem detektierten Steuerstrom erhalten wird, welcher durch den Linearmotor fließt.
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Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B ist ein Computer, welcher ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell zum Schätzen einer Radabnutzungsmenge, welche die Abnutzungsmenge der Läuferräder 13 ist, erzeugt. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B bezieht von dem Steuergerät 5 die RG Strominformation 52, welche eine Information über den Steuerstrom ist, und die Positionsbefehlsinformation, die Geschwindigkeitsbefehlsinformation, die RG Positionsinformation und die RG Geschwindigkeitsinformation, welche Informationen über die Position und die Geschwindigkeit des Läufers 1 sind. Die RG Strominformation 52, die Positionsbefehlsinformation, die Geschwindigkeitsbefehlsinformation, die RG Positionsinformation und die RG Geschwindigkeitsinformation sind als Zustandsinformation 60 definiert, welche den Zustand des Beförderungsgerätes 50B angibt.
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Zudem bezieht das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B die Abstandsinformation 54 von dem Beförderungsgerät 50B. Die Abstandsinformation 54 ist als Lerndaten definiert. Das bedeutet, dass das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B Lerndaten 55B, welche die Zustandsinformation 60 und die Abstandsinformation 54 enthalten, von dem Steuergerät 5 und dem Beförderungsgerät 50B bezieht. Die Lerndaten 55B sind Daten, welche zum Erzeugen des Abnutzungsmenge-Schätzmodells verwendet werden.
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Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B lernt die Radabnutzungsmenge unter Verwendung der Lerndaten 55B und erzeugt das Abnutzungsmenge-Schätzmodell. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B erzeugt das Abnutzungsmenge-Schätzmodell, welches eine genaue Radabnutzungsmenge berechnen kann. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B speichert die Radabnutzungsmenge und überträgt das Abnutzungsmenge-Schätzmodell an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 als Reaktion auf eine Anfrage des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4.
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Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B umfasst eine Datenbezugseinheit 31, eine Maschinenlerneinheit 32B, eine Speichereinheit 33 und eine Ausgabeeinheit 34. Die Datenbezugseinheit 31 bezieht die Zustandsinformation 60 von dem Steuergerät 5 und bezieht die Abstandsinformation 54 von dem Beförderungsgerät 50B. Das bedeutet, dass die Datenbezugseinheit 31 die Zustandsinformation 60 und die Abstandsinformation 54, welche der Zustandsinformation 60 zugeordnet ist, bezieht. Die Zustandsinformation 60 und die Abstandsinformation 54 sind als die Lerndaten 55B definiert.
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Die Maschinenlerneinheit 32B erzeugt basierend auf den Lerndaten 55B ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell. Insbesondere bezieht die Maschinenlerneinheit 32B von der Datenbezugseinheit 31 die Lerndaten 55B, welche ein Datensatz sind, welcher durch Kombinieren der Zustandsinformation 60 und der Abstandsinformation 54 erzeugt ist, und lernt die Radabnutzungsmenge basierend auf den Lerndaten 55B. Ein Verfahren des maschinellen Lernens der Radabnutzungsmenge wird später beschrieben. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B speichert das Abnutzungsmenge-Schätzmodell, welches als Ergebnis des maschinellen Lernens erhalten wird, in der Speichereinheit 33.
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Die Speichereinheit 33 ist ein Speicher, etc., welcher das Abnutzungsmenge-Schätzmodell, welches ein gelerntes Modell ist, speichert. Wenn eine Anfrage nach dem Abnutzungsmenge-Schätzmodell durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 gestellt wird, gibt die Ausgabeeinheit 34 das in der Speichereinheit 33 gespeicherte Abnutzungsmenge-Schätzmodell an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 aus. Die Datenbezugseinheit 31 empfängt die Anfrage des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 nach dem Abnutzungsmenge-Schätzmodell und teilt der Ausgabeeinheit 34 die Anfrage mit.
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8 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Verarbeitungsprozedur zum Erzeugen eines Abnutzungsmenge-Schätzmodells durch das Abnutzungsmenge-Lerngerät gemäß der Ausführungsform zeigt. Beim Steuern des Beförderungsgerätes 50B bezieht das Steuergerät 5 die RG Messinformation 51 und die RG Strominformation 52 von dem Beförderungsgerät 50B. Das Steuergerät 5 überträgt an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B die RG Positionsinformation und die RG Geschwindigkeitsinformation, welche aus der bezogenen RG Messinformation 51 erhalten werden, und die RG Strominformation 52. Des Weiteren überträgt das Steuergerät 5 an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B die Positionsbefehlsinformation, welche eine Information über einen Befehl der Position des Läufers 1 ist.
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Die Datenbezugseinheit 31 des Abnutzungsmenge-Lerngeräts 3B bezieht von dem Steuergerät 5 die Zustandsinformation 60. Die Zustandsinformation 60 umfasst die Positionsbefehlsinformation, die RG Positionsinformation, die Geschwindigkeitsbefehlsinformation und die RG Geschwindigkeitsinformation, welche Informationen über die Position und die Geschwindigkeit sind, und die RG Strominformation 52, welche eine Information über den Steuerstrom ist. Zudem bezieht die Datenbezugseinheit 31 die Abstandsinformation 54 von dem Beförderungsgerät 50B. Das bedeutet, dass das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B Lerndaten 55B, welche die Zustandsinformation 60 und die Abstandsinformation 54 umfassen, von dem Steuergerät 5 und dem Beförderungsgerät 50B bezieht (Schritt S 110).
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Die Maschinenlerneinheit 32B lernt die Radabnutzungsmenge unter Verwendung der Lerndaten 55B (Schritt S120). Infolgedessen erzeugt die Maschinenlerneinheit 32B ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell. Die Speichereinheit 33 speichert das Abnutzungsmenge-Schätzmodell (Schritt S130).
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Wenn das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 eine Anfrage nach dem Abnutzungsmenge-Schätzmodell an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B überträgt, empfängt die Datenbezugseinheit 31 die Anfrage nach dem Abnutzungsmenge-Schätzmodell und teilt der Ausgabeeinheit 34 die Anfrage mit. Infolgedessen gibt die Ausgabeeinheit 34 das in der Speichereinheit 33 gespeicherte Abnutzungsmenge-Schätzmodell an das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 aus. Die Datenbezugseinheit 41 des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 empfängt das Abnutzungsmenge-Schätzmodell und speichert das Abnutzungsmenge-Schätzmodell in der Speichereinheit 43.
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Wenn sich die Strom-Schub-Charakteristik bei einer Zunahme der Radabnutzungsmenge ändert, nimmt der für den gleichen Strom ausgegebene Schub zu. Hierdurch erhöht sich eine Änderung einer Reaktion des Beförderungsgerätes 50B als Rückkopplung auf die gleiche Ausgabe des Steuergerätes 5, sodass ein Zuwachs aus der Ausgabe der Steuerung an die Rückkopplung zunimmt. Dementsprechend kann eine Differenz zwischen einem Befehl der Position oder der Geschwindigkeit bei einer Beschleunigung und der Rückkopplung reduziert werden. Alternativ kann die Rückkopplung relativ zu einem Eckpunkt einer Wellenform des Befehls der Position oder der Geschwindigkeit beim Übergang von Beschleunigung auf konstante Geschwindigkeit weniger sachte und rund werden. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B lernt, um hierdurch die Radabnutzungsmenge basierend auf einer solchen Änderung einer Rückkopplungshandlung in Bezug auf den Befehl der Position oder der Geschwindigkeit zu schätzen.
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Des Weiteren, wenn sich die Strom-Schub-Charakteristik bei Zunahme der Radabnutzungsmenge ändert, nimmt der für den gleichen Strom ausgegebene Schub zu. Hierdurch variiert die für den gleichen Strom erzeugte Beschleunigung. In Anbetracht dessen kann, um die Radabnutzungsmenge effektiv zu lernen, das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B die Beschleunigung aus der Information über die Position oder die Geschwindigkeit berechnen und die berechnete Beschleunigung den Lerndaten 55B hinzufügen. In diesem Fall lernt das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B die Radabnutzungsmenge basierend auf einer Änderung der Beschleunigung des Beförderungsgerätes 50B, welche durch eine Änderung eines Antriebsstroms in Abhängigkeit einer rückgekoppelten Geschwindigkeit des Läufers 1 verursacht wird, und erzeugt ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 kann die Beschleunigung aus der Information über die Position oder die Geschwindigkeit berechnen, die berechnete Beschleunigung den Schätzdaten 53 hinzufügen, die berechnete Beschleunigung in das Abnutzungsmenge-Schätzmodell eingeben und die Radabnutzungsmenge basierend auf der Änderung der Beschleunigung des Beförderungsgerätes 50B schätzen, welche durch die Änderung des Antriebsstroms in Abhängigkeit der rückgekoppelten Geschwindigkeit des Läufers 1 verursacht wird.
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Das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B und das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 umfassen. 9 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems zeigt, welches das Abnutzungsmenge-Lerngerät und das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform umfasst. 9 zeigt eine Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems 100X, welches das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B und das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 umfasst.
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Das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100X umfasst die Beförderungsgeräte 50A und 50B, zwei Steuergeräte 5, das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B und das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4. Ein erstes der zwei Steuergeräte 5 ist das Steuergerät 5, welches mit Bezug zu 1 beschrieben ist, und ist mit dem Beförderungsgerät 50A und dem Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 verbunden. Ein zweites der zwei Steuergeräte 5 ist das Steuergerät 5, welches mit Bezug zu 7 beschrieben ist, und ist mit dem Beförderungsgerät 50B und dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B verbunden. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 und das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B sind miteinander verbunden.
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Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B bezieht die Lerndaten 55B durch Beziehen von Daten von dem zweiten Steuergerät 5 und dem Beförderungsgerät 50B und erzeugt ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 bezieht das Abnutzungsmenge-Schätzmodell von dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 kann das Abnutzungsmenge-Schätzmodell von dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B durch Kommunikation beziehen oder kann das Abnutzungsmenge-Schätzmodell von dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B über ein tragbares Speichermedium beziehen.
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Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 bezieht die Schätzdaten 53 durch Beziehen von Daten von dem ersten Steuergerät 5 und dem Beförderungsgerät 50A. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 schätzt die Abnutzungsmenge der Läuferräder 13 des Beförderungsgeräts 50A basierend auf dem Abnutzungsmenge-Schätzmodell und den Schätzdaten 53.
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In dem Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100X ist die Datenbezugseinheit 31 des Abnutzungsmenge-Lerngeräts 3B eine erste Datenbezugseinheit und die Datenbezugseinheit 41 des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 ist eine zweite Datenbezugseinheit.
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In dem Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100X können das erste Steuergerät 5 und das zweite Steuergerät 5 in ein einziges Steuergerät 5 integriert sein. In diesem Fall steuert das eine Steuergerät 5 die Beförderungsgeräte 50A und 50B.
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10 ist ein Diagramm, welches eine weitere Konfiguration eines Abnutzungsmenge-Überwachungssystems zeigt, welches ein Abnutzungsmenge-Lerngerät gemäß der Ausführungsform umfasst. Diejenigen Komponenten in 10, die die gleichen Funktionen wie jene der Abnutzungsmenge-Überwachungssysteme 100A und 100B haben, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Beschreibung dieser wird weggelassen.
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Gleich dem Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100B ist ein Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100C ein System, welches ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell erzeugt. Ein Beförderungsgerät 50C ist ein Gerät, welches den Beförderungsgeräten 50A und 50B gleich ist.
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In 10 sind zwei Achsen in einer Ebene, welche zu einer oberen Oberfläche des Beförderungsgerätes 50C parallel ist, wobei die zwei Achsen zueinander orthogonal sind, als eine X-Achse und eine Y-Achse definiert. Eine Achse, welche zu der X-Achse und Y-Achse orthogonal ist, ist als eine Z-Achse definiert. Die Z-Achse ist beispielsweise eine Achse, welche zu der Vertikalrichtung parallel ist. 10 zeigt ein Beispiel, in welchem sich das Beförderungsgerät 50C entlang einer Y-Achse-Richtung bewegt, das Beförderungsgerät 50C kann sich jedoch in jede beliebige Richtung bewegen.
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Das Abnutzungsmenge-Überwachungssystem 100C umfasst das Beförderungsgerät 50C, das Steuergerät 5 und ein Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C. Das Beförderungsgerät 50C umfasst zusätzlich zu den Komponenten, die in dem Beförderungsgerät 50B enthalten sind, einen Temperatursensor 25. Der Temperatursensor 25 ist an dem Stator 2 angeordnet.
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Der Temperatursensor 25 ist ein Sensor, welcher eine Temperatur der Spule des Linearmotorankers 22 detektiert, und ist in der Nähe des Linearmotorankers 22 angeordnet. Der Temperatursensor 25 überträgt die detektierte Temperatur als eine Spulentemperaturinformation 72 an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C. Der Abstandssensor 24 überträgt die Abstandsinformation 54 an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C.
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Das Steuergerät 5 bezieht von dem Beförderungsgerät 50C die RG Positionsinformationen und die RG Geschwindigkeitsinformation, welche aus der RG Messinformation 51 erhalten werden, und die RG Strominformation 52 und überträgt diese Informationen als eine Information über die Position und die Geschwindigkeit und als eine Information über den Steuerstrom an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C. Zudem überträgt das Steuergerät 5 eine Positionsbefehlsinformation, welche ein Befehl der Position des Läufers 1 ist, und eine Geschwindigkeitsbefehlsinformation, welche eine Ableitung davon ist, an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C. Zudem überträgt das Steuergerät 5 eine Information über eine Lastmasse des Läufers 1 an das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C. Die Information über eine Lastmasse des Läufers 1 ist als eine Masseinformation 71 definiert. Die Masseinformation 71 ist eine Information über die Masse, welche durch Addieren der Masse des Läufers 1 selbst und der Masse eines auf den Läufer 1 geladenen Objektes erhalten wird. Das bedeutet, dass die Masseinformation 71 eine Information über das auf die Läuferräder 13 ausgeübte Gewicht ist.
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Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C ist ein Computer, welcher ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell zum Schätzen einer Radabnutzungsmenge, welche die Abnutzungsmenge der Läuferräder 13 ist, erzeugt. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C bezieht von dem Steuergerät 5 die Zustandsinformation 60, welche den Zustand des Beförderungsgerätes 50C angibt, d. h. die RG Strominformation 52, welche eine Information über den Steuerstrom ist, und die Positionsbefehlsinformation, die RG Positionsinformation, die Geschwindigkeitsbefehlsinformation und die RG Geschwindigkeitsinformation, welche Informationen über die Position und die Geschwindigkeit sind. Zudem bezieht das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C die Masseinformation 71 von dem Steuergerät 5.
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Zudem bezieht das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C die Abstandsinformation 54 und die Spulentemperaturinformation 72 von dem Beförderungsgerät 50C. Die Masseinformation 71 und die Spulentemperaturinformation 72 können als die Lerndaten 55C verwendet werden oder können dazu verwendet werden, die rückgekoppelte Information zu korrigieren. Vorliegend wird ein Beispiel beschrieben, in welchem die Masseinformation 71 und die Spulentemperaturinformation 72 als die Lerndaten 55C verwendet werden.
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Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C bezieht die Lerndaten 55C, welche die Zustandsinformation 60, die Masseinformation 71, die Abstandsinformation 54 und die Spulentemperaturinformation 72 umfassen, von dem Steuergerät 5 und dem Beförderungsgerät 50C. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C umfasst die Datenbezugseinheit 31, eine Maschinenlerneinheit 32C, die Speichereinheit 33 und die Ausgabeeinheit 34.
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Die Maschinenlerneinheit 32C lernt die Radabnutzungsmenge basierend auf den Lerndaten 55C und erzeugt ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell. Vorliegend wird ein Beispiel beschrieben, in welchem die Maschinenlerneinheit 32C die Masseinformation 71 und die Spulentemperaturinformation 72 zum Korrigieren der rückgekoppelten Information verwendet.
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Die RG Strominformation 52, welche ein rückgekoppelter Wert des an das Beförderungsgerät 50C gerichteten Steuerstroms ist, variiert in Abhängigkeit der Lastmasse des Läufers 1 und der Temperatur der Spule des Linearmotorankers 22. Die Maschinenlerneinheit 32C korrigiert daher die RG Messinformation 51 und die RG Strominformation 52 basierend auf der Masseinformation 71 und der Spulentemperaturinformation 72, welche in mindestens einem Geschwindigkeitsschema gemessen werden. Das bedeutet, dass die Maschinenlerneinheit 32C die RG Messinformation 51 und die RG Strominformation 52 für einen Prozess zum Verbessern der Lerndaten in einer dem Maschinenlernprozess vorgelagerten Phase verwendet. Die Maschinenlerneinheit 32C führt ein maschinelles Lernen der Radabnutzungsmenge unter Verwendung der korrigierten RG Messinformation 51 und der korrigierten RG Strominformation 52 durch, um ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell zu erzeugen.
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Vorliegend wird ein Beispiel beschrieben, in welchem die Maschinenlerneinheit 32C ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell erzeugt, welches eine Änderung der Spulentemperatur berücksichtigt, ohne die Spulentemperaturinformation 72 als die Lerndaten 55C und ohne die Spulentemperaturinformation 72 zum Korrigieren der rückgekoppelten Information zu verwenden.
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Um das Beförderungsgerät 50C kontinuierlich zu betreiben, betreibt das Steuergerät 5 das Beförderungsgerät beispielsweise in einem Betriebsschema mit einem sich wiederholenden Geschwindigkeitsschema mit Beschleunigung und Bremsung, wie in 3 gezeigt. Ein Strom fließt während der Beschleunigung-Phase, der Konstante-Geschwindigkeit-Phase und der Bremsung-Phase, sodass der Linearmotor Wärme erzeugt und seine Temperatur zunimmt. Während der Stillstand-Phase fließt kaum Strom, sodass der Linearmotor Wärme abgibt und daher seine Temperatur abnimmt. Wenn diese Prozesse mit einer hohen Frequenz wiederholt werden und der Linearmotor kontinuierlich in Betrieb ist, konvergiert die Temperatur des Linearmotors auf eine bestimmte Durchschnittstemperatur, bei welcher die Wärmeerzeugung und die Wärmedissipation ausgeglichen sind. Diese Temperatur ist als eine Hochfrequenztemperatur definiert.
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Es wird angenommen, dass das Betriebsschema ein niederfrequentes Betriebsschema ist, in welchem die Beschleunigung-Phase, die Konstante-Geschwindigkeit-Phase und die Bremsung-Phase die gleiche Länge haben und die Stillstand-Phase lang ist. Wenn das Beförderungsgerät 50C kontinuierlich betrieben wird, konvergiert in diesem Fall die Temperatur auf eine Niedrigfrequenztemperatur, welche geringer als die Hochfrequenztemperatur ist.
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Eine Änderung der Temperatur des Linearmotors bewirkt eine Änderung der Strom-Schub-Charakteristik, was das Schätzen der Radabnutzungsmenge beeinflusst. Eine Information über die Position oder die Geschwindigkeit ermöglicht dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C, zu identifizieren, in welchem Betriebsschema das Beförderungsgerät 50C betrieben wird. Aus diesem Grund bezieht das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C die Lerndaten 55C, welche die Information über die Position oder die Geschwindigkeit für mehrere Betriebsschemen mit unterschiedlichen Werten der Spulentemperatur umfassen. Infolgedessen kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C eine Radabnutzungsmenge für eine Betriebssituation identifizieren. Beispielsweise kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C eine Radabnutzungsmenge in dem Betrieb identifizieren, in welchem die Spulentemperatur zunimmt. Alternativ kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C eine Radabnutzungsmenge in dem Betrieb identifizieren, in welchem die Spulentemperatur abnimmt. Mit anderen Worten kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C das Abnutzungsmenge-Schätzmodell lernen, welches fähig ist, eine Radabnutzungsmenge zu schätzen, welche einer Änderung der Spulentemperatur zugeordnet ist.
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Wie oben beschrieben ist, bezieht die Datenbezugseinheit 31 als die Lerndaten 55C die Information über den Steuerstrom, die Information über die Position oder die Geschwindigkeit und die Abstandsinformation 54 zwischen dem Läufer 1 und dem Stator 2 für die mehreren Betriebsschemen mit unterschiedlichen Werten der Spulentemperatur. Basierend auf den Lerndaten 55C für die mehreren Betriebsschemen mit unterschiedlichen Werten der Spulentemperatur erzeugt die Maschinenlerneinheit 32C ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell zum Schätzen einer Radabnutzungsmenge aus der Information über den Steuerstrom und der Information über die Position oder die Geschwindigkeit.
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Infolgedessen kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C aus der Information über die Position oder die Geschwindigkeit das Abnutzungsmenge-Schätzmodell zum Schätzen einer Radabnutzungsmenge, die von einer Änderung der Spulentemperatur während des Betriebs des Beförderungsgerätes 50C abhängig ist, erzeugen, ohne die Information über die Spulentemperatur einzugeben. Des Weiteren ermöglicht die Verwendung eines solchen Abnutzungsmenge-Schätzmodells dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C, aus der Information über die Position oder die Geschwindigkeit eine Abnutzungsmenge zu schätzen, welche einer Änderung der Spulentemperatur während des Betriebs des Beförderungsgerätes 50C zugeordnet ist, ohne die Information über die Spulentemperatur einzugeben. Mit einer einfachen Konfiguration ohne den Temperatursensor 25 kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C daher eine Radabnutzungsmenge genau schätzen, welche auch eine Änderung der Spulentemperatur berücksichtigt.
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In einem stationären Betrieb des Beförderungsgerätes 50C befördert das Beförderungsgerät 50C in den meisten Fällen wiederholt die gleichen Objekte. Vor dem Beginn des Betriebs des Beförderungsgerätes 50C wird die Gesamtmasse des Läufers 1 und des Objekts gemessen. In diesem Sinne ist die Masseinformation 71, welche eine Information über die Masse des Läufers 1 ist, die gemessene Gesamtmasse. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C speichert die gemessene Gesamtmasse als die Masseinformation 71 in der Speichereinheit 33. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 kann die Masseinformation 71 in der Speichereinheit 33 abrufen und die Masseinformation 71 zum Korrigieren der Schätzdaten 53 verwenden.
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Die Gesamtmasse des Läufers 1 und des zu befördernden Objekts wird gemessen, während der Läufer 1 mit dem darauf geladenen Objekt gemäß einem Geschwindigkeitsschema mit Beschleunigung und Bremsung bewegt wird, wenn die Radabnutzungsmenge bekannt ist und die Strom-Schub-Charakteristik bekannt ist. In diesem Fall bezieht das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C die Information über den Steuerstrom und eine Information über eine rückgekoppelte Position, berechnet aus der Information über den Steuerstrom einen Schub und leitet die Information über die Position zweimal ab, wodurch eine Beschleunigung berechnet wird. Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C berechnet die Masseinformation 71 durch Dividieren des berechneten Schubs durch die berechnete Beschleunigung.
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Infolgedessen kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C eine Radabnutzungsmenge mit einer einfachen Konfiguration genau schätzen, welche nicht erfordert, die Masseinformation 71 durch einen Sensor oder dergleichen während des Betriebs des Abnutzungsmenge-Lerngeräts 3C zu beziehen. Die Masseinformation 71 kann durch ein Gerät berechnet werden, welches von dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C verschieden ist.
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Das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B kann in dem Beförderungsgerät 50B eingebaut sein oder kann als ein Gerät konfiguriert sein, welches von dem Beförderungsgerät 50B separat ist, wie in 7 gezeigt ist. Auf gleiche Weise kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C in das Beförderungsgerät 50C eingebaut sein oder kann als ein Gerät konfiguriert sein, welches von dem Beförderungsgerät 50C separat ist, wie in 10 gezeigt ist. Die Abnutzungsmenge-Lerngeräte 3B und 3C können auf einem Cloudserver existieren.
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Weil das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3C das Abnutzungsmenge-Schätzmodell durch eine Verarbeitungsprozedur erzeugt, welche der des Abnutzungsmenge-Lerngerätes 3B gleich ist, wird deren Beschreibung weggelassen. Es wird ein Maschinenlernprozess beschrieben, welcher durch die Maschinenlerneinheiten 32B und 32C durchgeführt wird. Weil der Maschinenlernprozess, welcher durch die Maschinenlerneinheit 32B durchgeführt wird, und der Maschinenlernprozess, welcher durch die Maschinenlerneinheit 32C durchgeführt wird, gleiche Prozesse sind, wird vorliegend der Maschinenlernprozess beschrieben, welcher durch die Maschinenlerneinheit 32B durchgeführt wird.
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Die Maschinenlerneinheit 32B lernt eine Radabnutzungsmenge durch sogenanntes überwachtes Lernen auf Grundlage von beispielsweise einem neuronalen Netz. Überwachtes Lernen ist ein Modell, welches einem Lerngerät eine große Anzahl von Datensätzen über eine bestimmte Eingabe und ein Ergebnis (Label) gibt, und dem Lerngerät ermöglicht, Charakteristiken des Datensatzes zum Schätzen von Ergebnissen aus Eingaben zu lernen.
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Ein neuronales Netz umfasst eine Eingabeschicht mit mehreren Neuronen, eine Zwischenschicht (versteckte Schicht) mit mehreren Neuronen und eine Ausgabeschicht mit mehreren Neuronen. Die Zwischenschicht kann eine Schicht oder kann zwei oder mehr Schichten haben.
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11 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines neuronalen Netzes zeigt, welches durch das Abnutzungsmenge-Lerngerät gemäß der Ausführungsform verwendet wird. Bei einem dreischichtigen neuronalen Netz, wie es in 11 gezeigt ist, werden mehrere Eingaben in Eingabeschichten X1 bis X3 eingegeben und die Werte dieser Eingaben werden mit Gewichtungen w 11 bis w16 multipliziert. Die Ergebnisse der Multiplikation werden in Zwischenschichten Y1 und Y2 eingegeben und werden mit Gewichtungen w21 bis w26 multipliziert und von Ausgabeschichten Z1 bis Z3 ausgegeben. Die ausgegebenen Ergebnisse variieren in Abhängigkeit der Werte der Gewichtungen w 11 bis w16 und der Gewichtungen w21 bis w26.
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Das neuronale Netz der Ausführungsform lernt die Radabnutzungsmenge durch sogenanntes überwachtes Lernen auf Grundlage von Datensätzen, welche jeweils basierend auf einer Kombination aus der Zustandsinformation 60 und der Abstandsinformation 54 erzeugt sind. Das bedeutet, dass das neuronale Netz die Radabnutzungsmenge durch Anpassen der Gewichtungen w 11 bis w16 und der Gewichtungen w21 bis w26 so lernt, dass bei Eingabe der RG Strominformation 52, welche die Information über den Steuerstrom ist, und der Positionsbefehlsinformation, der RG Positionsinformation, der Geschwindigkeitsbefehlsinformation und der RG Geschwindigkeitsinformation über den Läufer 1 in die Eingabeschichten X1 bis X3 aus den Ausgabeschichten Z1 bis Z3 ausgegebene Ergebnisse sich der Abstandsinformation 54 nähern, welche der Radabnutzungsmenge entspricht. Die Maschinenlerneinheit 32B speichert in der Speichereinheit 33 das neuronale Netz mit den angepassten Gewichtungen w11 bis w16 und w21 bis w26. Das durch die Maschinenlerneinheit 32B erzeugte neuronale Netz ist ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell.
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Das neuronale Netz kann die Radabnutzungsmenge auch durch sogenanntes unüberwachtes Lernen lernen. Unüberwachtes Lernen ist ein Verfahren, welches dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B eine große Anzahl von ausschließlich Eingabedaten gibt und dem Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B ermöglicht, zu lernen, wie die Eingabedaten verteilt sind, und, ohne entsprechende Lernausgabedaten zu geben, ein Gerät zu lernen, welches Kompression, Klassifizierung, Formung und dergleichen an den Eingabedaten durchführt. Unüberwachtes Lernen stellt beispielsweise ein Cluster von gleichen Merkmalen in den Datensätzen bereit. Unter Verwendung dieses Ergebnisses stellt unüberwachtes Lernen ein Kriterium auf und weist Ausgaben zu, die das Kriterium optimieren, wodurch Vorhersagen der Ausgaben erhalten werden. Zudem ist sogenanntes teilüberwachtes Lernen eine Art von Problemstellung, die zwischen unüberwachtem Lernen und überwachtem Lernen liegt. Teilüberwachtes Lernen ist ein Lernverfahren, welches Daten verwendet, die zum Teil Datensätze aus Eingaben und Ausgaben und im Übrigen Daten von ausschließlich Eingaben sind.
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Die Maschinenlerneinheit 32B kann die Radabnutzungsmenge auf Grundlage von Datensätzen lernen, welche für mehrere Beförderungsgeräte 50B erzeugt sind. Die Maschinenlerneinheit 32B kann die Datensätze von den separaten Beförderungsgeräten 50B, welche an demselben Standort verwendet werden, beziehen oder kann die Radabnutzungsmenge unter Verwendung der Datensätze lernen, welche von den mehreren Beförderungsgeräten 50B gesammelt werden, die an unterschiedlichen Standorten unabhängig arbeiten. Zudem kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B während des Lernens das Beförderungsgerät 50B als ein Ziel, von welchem die Datensätze zu sammeln sind, hinzufügen oder kann im Gegensatz dazu das Beförderungsgerät 50B von solchen Zielen ausschließen. Des Weiteren kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B, welches eine Radabnutzungsmenge für ein bestimmtes Beförderungsgerät gelernt hat, an ein anderes Beförderungsgerät angebracht werden, und das angebrachte Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B kann die Radabnutzungsmenge für das andere Beförderungsgerät neu lernen und aktualisieren.
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Als Lernalgorithmus, welcher in der Maschinenlerneinheit 32B verwendet wird, kann Deep Learning verwendet werden, welches eine Extraktion von Merkmalsgrößen selbst lernt, und die Maschinenlerneinheit 32B kann maschinelles Lernen gemäß einem anderen bekannten Verfahren durchführen, beispielsweise genetische Programmierung, funktionallogische Programmierung oder Supportvektormaschine.
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Hardwarekonfigurationen des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 und der Abnutzungsmenge-Lerngeräte 3B und 3C werden beschrieben. Weil das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 und die Abnutzungsmenge-Lerngeräte 3B und 3C gleiche Hardwarekonfigurationen haben, wird vorliegend die Hardwarekonfiguration des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 beschrieben.
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12 ist ein Diagramm, welches eine beispielhafte Hardwarekonfiguration zeigt, welche das Abnutzungsmenge-Schätzgerät gemäß der Ausführungsform implementiert. Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 kann durch ein Eingabegerät 300, einen Prozessor 10, einen Speicher 200 und ein Ausgabegerät 400 implementiert werden. Beispiele des Prozessors 10 umfassen eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU, auch als ein Verarbeitungsgerät, ein Arithmetikgerät, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer oder ein digitaler Signalprozessor (DSP) bezeichnet) und ein hochintegriertes System (LSI). Beispiele des Speichers 200 umfassen einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen nur lesbaren Speicher (ROM).
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Das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 wird durch den Prozessor 10 implementiert, welcher ein computerausführbares Abnutzungsmenge-Schätzprogramm liest und ausführt, welches in dem Speicher 200 gespeichert ist, um einen Betrieb des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 durchzuführen. Man kann auch sagen, dass das Abnutzungsmenge-Schätzprogramm, welches ein Programm zum Durchführen des Betriebs des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 ist, einen Computer dazu veranlasst, eine Prozedur oder ein Verfahren des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 auszuführen.
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Das Abnutzungsmenge-Schätzprogramm, welches durch das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 ausgeführt wird, hat eine modulare Konfiguration, welche die Datenbezugseinheit 41 und die Berechnungseinheit 42 umfasst, und diese werden in ein Hauptspeichergerät geladen und auf dem Hauptspeichergerät erzeugt.
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Das Eingabegerät 300 empfängt und überträgt die Schätzdaten 53 und ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell 80 an die Datenbezugseinheit 41. Das Abnutzungsmenge-Schätzmodell 80 ist ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell, welches durch das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B, beschrieben mit Bezug zu 7, erzeugt wird.
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Der Speicher 200 wird als temporärer Speicher verwendet, wenn der Prozessor 10 diverse Prozesse ausführt. Zudem speichert der Speicher 200 die Schätzdaten 53, das Abnutzungsmenge-Schätzmodell 80 und eine Radabnutzungsmenge 81. Die Radabnutzungsmenge 81 ist eine Radabnutzungsmenge, welche durch die Berechnungseinheit 42 unter Verwendung der Schätzdaten 53 und des Abnutzungsmenge-Schätzmodells 80 berechnet wird. Das Ausgabegerät 400 gibt die Radabnutzungsmenge 81 an das Steuergerät 5 aus.
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Das Abnutzungsmenge-Schätzprogramm kann in einem computerlesbaren Speichermedium als Datei in einem installierbaren Format oder einem ausführbaren Format gespeichert sein und als ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt sein. Das Abnutzungsmenge-Schätzprogramm kann dem Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 über ein Netzwerk, wie beispielsweise dem Internet, bereitgestellt werden. Ein Teil der Funktionen des Abnutzungsmenge-Schätzgerätes 4 kann durch dedizierte Hardware, wie beispielsweise einer dedizierten Schaltung, implementiert sein, und ein anderer Teil dieser kann durch Software oder Firmware implementiert sein.
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Wie oben beschrieben ist, bezieht das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 gemäß der Ausführungsform als die Schätzdaten 53 die Information über den Steuerstrom, welcher zum Antreiben und Steuern des Läufers 1 des Beförderungsgerätes 50A durch den Linearmotor fließt, und die Information über die gesteuerte Position oder Geschwindigkeit des angetriebenen Läufers 1. Dann schätzt das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 die Abnutzungsmenge durch Eingeben der Schätzdaten 53 in das Abnutzungsmenge-Schätzmodell 80 zum Schätzen der Abnutzungsmenge der Läuferräder 13. Infolgedessen kann das Abnutzungsmenge-Schätzgerät 4 die Abnutzungsmenge der Läuferräder 13 mit einer einfachen Konfiguration schätzen.
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Des Weiteren bezieht das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B gemäß der Ausführungsform als die Lerndaten 55B die Information über den Steuerstrom, welcher zum Antreiben und Steuern des Läufers 1 des Beförderungsgerätes 50B durch den Linearmotor fließt, die Information über die gesteuerte Position oder Geschwindigkeit des angetriebenen Läufers 1 und die Abstandsinformation 54, welche einen Abstand zwischen dem Läufer 1 und dem Stator 2 des Linearmotors angibt. Dann erzeugt das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B basierend auf den Lerndaten 55B ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell zum Schätzen der Abnutzungsmenge der Läuferräder 13. Infolgedessen kann das Abnutzungsmenge-Lerngerät 3B ein Abnutzungsmenge-Schätzmodell erzeugen, welches fähig ist, die Abnutzungsmenge der Läuferräder 13 mit einer einfachen Konfiguration zu schätzen.
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Die in der obigen Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen sind lediglich Beispiele und können mit einer anderen bekannten Technologie kombiniert werden, und ein Teil der Konfigurationen kann weggelassen oder modifiziert werden, ohne ihren Umfang zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Läufer;
- 2
- Stator;
- 3B, 3C
- Abnutzungsmenge-Lerngerät;
- 4
- Abnutzungsmenge-Schätzgerät;
- 5
- Steuergerät;
- 10
- Prozessor;
- 11
- Läufergehäuse;
- 12
- Linearmotormagnet;
- 13
- Läuferrad;
- 21
- Statorgehäuse;
- 22
- Linearmotoranker;
- 23
- Messkopf;
- 24
- Abstandssensor;
- 25
- Temperatursensor;
- 31, 41
- Datenbezugseinheit;
- 32B, 32C
- Maschinenlerneinheit;
- 33, 43
- Speichereinheit;
- 34, 44
- Ausgabeeinheit;
- 42
- Berechnungseinheit;
- 50A bis 50C
- Beförderungsgerät;
- 51 RG
- Messinformation;
- 52 RG
- Strominformation;
- 53
- Schätzdaten;
- 54
- Abstandsinformation;
- 55B, 55C
- Lerndaten;
- 60
- Zustandsinformation;
- 61
- Schätzergebnis;
- 71
- Masseinformation;
- 72
- Spulentemperaturinformation;
- 80
- Abnutzungsmenge-Schätzmodell;
- 81
- Radabnutzungsmenge;
- 100A bis 100C, 100X
- Abnutzungsmenge-Überwachungssystem;
- 200
- Speicher;
- 300
- Eingabegerät;
- 400
- Ausgabegerät;
- X1 bis X3
- Eingabeschicht;
- Y1, Y2
- Zwischenschicht;
- Z1 bis Z3
- Ausgabeschicht;
- w11 bis w16, w21 bis w26
- Gewichtung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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