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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausführen eines industriellen Fertigungsprozesses, insbesondere zum Herstellen von Produkten, Produktverpackungen und/oder zum Verpacken von Produkten, mit einer Fertigungsmaschine, die zum Ausführen des Fertigungsprozesses eingerichtet ist, und einer Schutzverkleidung zum Abschirmen der Fertigungsmaschine, wobei die Schutzverkleidung zumindest eine erste Seitenfläche und eine benachbart zu der der ersten Seitenfläche angeordnete zweite Seitenfläche aufweist.
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Unter dem Begriff des Produkts werden erfindungsgemäß Erzeugnisse, aber auch Teilerzeugnisse und Sammelerzeugnisse verstanden. Unter dem Begriff der Fertigungsmaschine werden auch Herstellmaschinen verstanden. Unter dem Begriff des Abschirmens wird sowohl der Schutz der Maschine vor äußeren Einflüssen als auch der Schutz der Umgebung, insbesondere von Menschen, vor der Maschine und dem hergestellten Produkt verstanden.
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Vorrichtungen der vorbezeichneten Art sind allgemein in der Industrie bekannt und werden in vielen Produktionszweigen, beispielsweise zur teilautomatisierten oder automatisieren Herstellung von Produkten, Produktverpackungen und/oder zum Verpacken von Produkten, und beliebigen weiteren Prozessen eingesetzt. Aufgrund der strengen Anforderungen an Arbeitssicherheit und Produktqualität sind die Fertigungsmaschinen in modernen Fertigungsumgebungen üblicherweise in Schutzverkleidungen eingehaust, um einerseits die Fertigungsmaschine und die in der Fertigungsmaschine durchgeführten Prozesse vor äußeren Einflüssen zu schützen, etwa vor Schmutz, elektromagnetischer Strahlung, mechanischer Beschädigung oder Feuchtigkeitseintritt. Andererseits dienen die Schutzverkleidungen zum Schützen der Umgebung vor potentiell sicherheitsgefährdenden Fertigungsschritten, die von den Fertigungsmaschinen ausgeübt werden.
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Heute bekannte Fertigungsmaschinen weisen üblicherweise proprietäre Bedienkonzepte auf, in denen auf die jeweilige Fertigungsmaschine abgestimmte Mensch/Maschine-Schnittstellen an der Fertigungsmaschine selbst oder im Nahbereich um die Fertigungsmaschine herum angeordnet sind. Diese Mensch/Maschine-Schnittstellen werden von Personen bedient (Bediener).
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Moderne Vorrichtungen der eingangs bezeichneten Art weisen zum Teil beträchtliche Dimensionen auf, und erfordern eine Bedienung an mehreren Stellen der Vorrichtung, welche nicht mehr notwendigerweise von ein und demselben Standpunkt des Bedieners bzw. der Bediener aus zugängig sind. Sofern im Folgenden auf „den” oder „einen” Bediener Bezug genommen wird, werden auch immer mehrere Bediener verstanden. Im betrieblichen Alltag ist es also erforderlich, dass der Bediener zu verschiedenen Orten einer der eingangs bezeichneten Vorrichtungen geht um dort Arbeitsschritte, Beobachtungen oder Fehlerbehebungsmaßnahmen durchzuführen.
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Dies führt bei den bekannten Vorrichtungen potentiell dazu, dass die Mensch/Maschine-Schnittstelle für den Bediener zumindest partiell unerreichbar wird und er zum erneuten oder fortgesetzten Bedienen zusätzliche Wege zurücklegen muss.
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Dies wird als verbesserungswürdig angesehen.
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Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubilden, dass die im Stand der Technik aufgefundenen Nachteile möglichst weitgehend behoben werden. Insbesondere lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend zu verbessern, dass ihre Bedienungsergonomie verbessert wird. Ferner lag der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art mit einer weiterentwickelten Mensch/Maschine-Schnittstelle vorzugschlagen.
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Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe, indem sie eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 angibt. Die Erfindung schlägt somit eine Vorrichtung zum Ausführen eines industriellen Fertigungsprozesses, insbesondere zum Herstellen von Produkten, Produktverpackungen und/oder zum Verpacken von Produkten vor, mit einer Fertigungsmaschine, die zum Ausführen des Fertigungsprozesses eingerichtet ist, und einer Schutzverkleidung zum Abschirmen der Fertigungsmaschine von äußeren Einflüssen, wobei die Schutzverkleidung zumindest eine erste Seitenfläche und eine vorzugsweise benachbart zu der ersten Seitenfläche angeordnete, zweite Seitenfläche aufweist, wobei zumindest ein Teil der Schutzverkleidung als berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche ausgebildet ist, und sich abschnittsweise oder vollständig über die erste und zweite Seitenfläche erstreckt.
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Vorzugsweise weist die Schutzverkleidung eine, vorzugsweise zu der zweiten Seitenfläche benachbarte, dritte Seitenfläche, und besonders bevorzugt eine, vorzugsweise zu der dritten Seitenfläche benachbarte, vierte Seitenfläche auf, und der als berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche ausgebildete Teil der Schutzverkleidung erstreckt sich abschnittsweise oder vollständig über die erste, zweite und dritte, sowie vorzugsweise vierte Seitenfläche der Schutzverkleidung.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass eine über mehrere Seiten der Schutzverkleidung angeordnete berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche es dem Benutzer erlaubt, von verschiedenen Standpunkten aus mit der Vorrichtung zu interagieren, was die Arbeitsergonomie deutlich erhöht, und somit einen ressourcenschonenderen Arbeitseinsatz der Vorrichtung im betrieblichen Umfeld ermöglicht. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei oder mehr Seitenflächen im Wesentlichen vollständig als berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche ausgebildet, was dem Bediener größtmögliche Flexibilität hinsichtlich der Interaktion mit der Vorrichtung einräumt. Unter im Wesentlichen wird hierbei verstanden, dass 75% oder mehr der Seitenflächen von der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche eingenommen werden. Dadurch, dass mit anderen Worten die Schutzverkleidung selbst zur Mensch/Maschine-Schnittstelle wird, wird auch das Risiko reduziert, dass die Maschine aufgrund des Fehlens oder des Defekts einzelner Bedienelemente, die im Stand der Technik als Knöpfe, Schalterpulte und dergleichen ausgebildet sein konnten, unmöglich gemacht wird. Die Interaktions-Oberfläche in ihrer Form als Teil der Schutzverkleidung ist unverlierbar mit der Vorrichtung verbunden.
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Die Erfindung wird vorteilhaft weitergebildet, indem die Schutzverkleidung eine Öffnung und ein Verschlusselement zum selektiven Abdecken oder Freigeben der Öffnung aufweist, und wobei sich der als berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche ausgebildete Teil der Schutzverkleidung abschnittsweise oder vollständig auch über das Verschlusselement erstreckt, insbesondere derart, dass er auf dem Inneren der Vorrichtung zugewandten Teil des Verschlusselements ausgebildet ist, wenn das Verschlusselement geöffnet ist.
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Somit wird es dem Bediener auch ermöglicht, mit dem, beispielsweise als Tür oder Klappe ausgebildeten Verschlusselement als Interaktions-Oberfläche zu interagieren, um auf die Vorrichtung einzuwirken, beispielsweise wenn er am geöffneten Gehäuse Wartungsarbeiten vornehmen muss.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche ein Trägermaterial aus Glas, insbesondere Silikatglas, auf. Als bevorzugte Silikatgläser werden erfindungsgemäß beispielsweise Alumosilikatgläser oder Borosilikatgläser verwendet. Ein technischer Vorteil gegenüber konventionellen Schutzverkleidungen wird mit Bezug auf die Verwendung von Silikatgläsern darin gesehen, dass diese bei sehr hoher Kratzfestigkeit in vergleichsweise geringen Materialstärken fertigbar sind, so dass eine hohe Transparenz und optische Güte erreichbar ist, die einen unverfälschten Blick auf das Innenleben der Vorrichtung ermöglicht. So wird das Inspizieren von Einzelteilen der Fertigungsmaschine oder dem optischen Überprüfen des Fertigungsablaufs erleichtert.
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In einer bevorzugten Alternative weist die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche ein Trägermaterial aus einem Polymerwerkstoff auf, insbesondere aus einem Polycarbonat (PC) wie etwa Makrolon oder Lexan, Polyurethan (PUR), Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Styrol-Acrylnitril (SAN) auf.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche als OLED Display ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche alternativ aus mehreren benachbart angeordneten Einzeloberflächen gebildet, oder weist eine durchgehende, ein- oder mehrfach gekrümmte oder abgewinkelte Gesamtoberfläche auf. In derjenigen Ausgestaltung, die mehrere benachbart angeordnete Einzelflächen aufweist, fungieren die benachbarten Einzelflächen jeweils als Teile einer virtuellen Gesamtoberfläche, und werden voneinander durch beispielsweise technisch bedingte Gehäusefassungen, Brandfugen oder fertigungsbedingte Abstände beabstandet. Sofern zur Erhöhung der strukturellen Integrität notwendig, können auch Schutzverkleidungselemente zwischen den benachbarten Interaktions-Oberflächenelementen ausgebildet sein. In derjenigen Ausgestaltung, die eine durchgehende Gesamtoberfläche aufweist, erstreckt sich die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche auch im physikalischen Sinne durchgehend auf mehreren Seiten, nämlich zwei, drei oder vier Seitenflächen der Schutzverkleidung.
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In einer bevorzugten Alternative ist die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche als LCD Display ausgebildet, insbesondere mit Hintergrundbeleuchtung. Die nicht gegebene Transparenz wird durch hohes Kontrastvermögen kompensiert.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine elektronische Steuereinheit auf, die zur, vorzugsweise bidirektionalen, Datenkommunikation mit der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche eingerichtet ist. Die elektronische Steuereinheit umfasst vorzugsweise eine oder mehrere CPUs, vorzugsweise eine oder mehrere GPUs, permanente und temporäre Datenspeicher und Datenkommunikationsschnittstellen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, Bereiche der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche als transparente Bereiche zu definieren und die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche in diesen Bereichen lichtdurchlässig zu stellen bzw. gestellt zu lassen. Dies ist insbesondere für jene Bereiche der Vorrichtung vorteilhaft, die eine Beobachtung von außen erfordern. Weiter vorzugsweise ist die elektronische Steuereinheit alternativ oder zusätzlich dazu eingerichtet, Bereiche der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche als intransparente Bereiche zu definieren, und die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche in diesen Bereichen lichtundurchlässig zu stellen bzw. die Lichtdurchlässigkeit in diesen Bereichen zumindest herabzusetzen. Vorzugsweise ist die die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, die als intransparent definierten Bereiche mit einer vorbestimmten Farbe auszuleuchten, die die Lichtdurchlässigkeit der Interaktions-Oberfläche herabsetzt.
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Alternativ oder zusätzlich ist die Schutzverkleidung abschnittsweise oder vollständig mit einer Verdunklungsfolie im Bereich der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche oder darüber hinaus ausgerüstet, wobei die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Verdunklungsfolie zu steuern, insbesondere wahlweise in einen lichtdurchlässigen und einen abgedunkelten Zustand zu versetzen.
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Insbesondere für solche Display-Typen, die keine eigenständige vollständige Verdunklung gewährleisten, sondern immer eine Rest-Transparenz zulassen, wird eine solche Verdunklungsfolie mit Vorteil unterstützend eingesetzt. Besonderer Vorteil der Anwendung einer solchen Verdunklungsfolie auf der ansonsten glasförmigen Schutzverkleidung wird in den Bereichen der Vorrichtung gesehen, in denen optische Sensoren in der Vorrichtung vorgesehen sind, um den Fertigungsprozess der Fertigungsmaschine zu überwachen, und/oder um Betriebsparameter der Fertigungsmaschine zu erfassen. Die Einflüsse von Störgrößen werden durch die Verdunklungsfolie und das selektive Abdunkeln bzw. „intransparent” Schalten von Bereichen der Schutzverkleidung herabgesetzt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die elektronische Steuereinheit zur, vorzugsweise bidirektionalen, Datenkommunikation mit der Fertigungsmaschine eingerichtet, insbesondere mit einer Maschinensteuereinheit der Fertigungsmaschinen. Dies ermöglicht das unmittelbare Ansteuern der Fertigungsmaschine über die berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche in der Schutzverkleidung. Ebenso ermöglicht es, von der Fertigungsmaschine, und insbesondere dessen Maschinensteuereinheit, übermittelte Maschinendaten auf die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche zu projizieren, dies insbesondere in der folgenden bevorzugten Ausführungsform:
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche eine oder mehrere grafische Benutzerschnittstellen zur Informationseingabe, Informationsausgabe oder zur kombinierten Informationsein- und Ausgabe darzustellen. Die elektronische Steuereinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, mehrerer solcher grafischen Benutzerschnittstellen (GUI – Graphical User Interface) gleichzeitig in verschiedenen Bereichen der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche darzustellen. Hierdurch wird die neu gewonnene Flexibilität des innovativen Bedienkonzepts hervorgehoben. Der Bediener kann unter Ausnutzung der elektronischen Steuereinheit die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche zum Eingeben von Informationen, zum Anzeigen von Informationen oder zur Kommunikation einsetzen.
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Besonders bevorzugt ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, vorbestimmte, auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche ausgeführte Touch-Gesten zu erkennen, besonders bevorzugt in mehreren Bereichen gleichzeitig, und in Abhängigkeit von deren Erkennung auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche eine oder mehrere grafische Benutzerschnittstellen zu öffnen, zu schließen, zu transformieren, und/oder auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche, vorzugsweise frei, zu verschieben. Vorzugsweise ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, einzelne Benutzerschnittstellen in vorstehend beschriebener Art und Weise zu behandeln, oder gruppierte Benutzerschnittstellen. Diese Funktionalität ermöglicht es dem Bediener, beispielsweise eine von ihm konfigurierte Anordnung von grafischen Benutzerschnittstellen zur Informationseingabe (beispielsweise zur Eingabe von Steuerbefehlen für die Fertigungsmaschine), Informationsausgabe (beispielsweise zur Überwachung von Betriebsparametern der Fertigungsmaschine) oder zur kombinierten Informationsein- und -ausgabe (beispielsweise zur Kommunikation mit einem entfernt angeordneten Wartungstechniker) frei auf der sich über mehrere Seiten der Schutzverkleidung erstreckenden berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche zu verteilen. Es ermöglicht dem Bediener oder auch mehreren Bedienern simultan ferner, diese Benutzerschnittstellen mittels Touch-Gesten von einer ersten Seite der Schutzverkleidung auf eine zweite Seite der Schutzverkleidung zu verschieben, mit anderen Worten „mitzunehmen”, wenn er beispielsweise (temporär) seine Arbeit auf jener Seite fortsetzen muss. Auch die vollständige Individualisierung der Benutzerschnittstellen, beispielsweise auf eine für den Bediener lesbare Größe, angemessene Arbeitshöhe, leicht erreichbare Position etc. ist hierdurch leicht möglich, was Vorteile für die Arbeitsergonomie mit sich bringt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine grafische Benutzerschnittstelle zur Informationseingabe vorgesehen, die Eingabemittel umfasst, insbesondere ausgewählt aus der Liste bestehend aus: Tastaturfelder, Felder für freies Zeichnen, Befehlstasten, insbesondere zum Steuern vordefinierter Funktoinen der elektronischen Steuereinheit und/oder der Fertigungsmaschine. Mit Feldern für freies Zeichnen kann der Bediener beispielsweise Skizzen und Informationen für einen nach ihm an der Vorrichtung arbeitenden Bediener, etwa aus der nachfolgenden Schicht, erfassen und auf der Oberfläche hinterlegen, ähnlich einem Whiteboard. Tastaturfelder und vordefinierte Befehlstasten dienen zur gezielten Eingabe von Steuerbefehlen oder zur Kommunikation mit den Benutzerschnittstellen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, in wenigstens einer grafischen Benutzerschnittstelle Betriebsparameter der Fertigungsmaschine darzustellen. Betriebsparameter der Fertigungsmaschine sind beispielsweise die Soll-Geschwindigkeit des Fertigungsprozesses, die Ist-Geschwindigkeit des Fertigungsprozesses, von in der Vorrichtung verbauten Sensoren erfasste Messgrößen und dergleichen mehr.
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Weiter vorzugsweise ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, mittels wenigstens einer grafischen Benutzerschnittstelle Steuerbefehle von der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche zu empfangen, und die Fertigungsmaschine in Abhängigkeit der erhaltenen Steuerbefehle zu steuern. Weiter vorzugsweise ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, Fehlermeldungen von der Fertigungsmaschine zu erhalten und eines, mehrere oder sämtliche der Folgenden Informationselemente in wenigstens einer grafischen Benutzerschnittstelle darzustellen: Die Art des Fehlers; Die Position des Fehlers an der Vorrichtung, vorzugsweise dargestellt an der Position auf der Schutzverkleidung, die der Fehlerposition am nächsten ist; oder Fehlerbehebungsinformationen in Abhängigkeit der erhaltenen Fehlermeldung, ebenfalls vorzugsweise an der Position auf der Schutzverkleidung, die der Fehlerposition am nächsten ist.
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Weiter vorzugsweise ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, nach Erhalt einer Fehlermeldung in Abhängigkeit von der erhaltenen Fehlermeldung eine grafische Benutzerschnittstelle mit einem Kommunikationsprogramm auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche anzuzeigen und eine Kommunikation mit einem für die Art des Fehlers vorbestimmten, kompetenten technischen Ansprechpartner zu initiieren. Zur Kommunikation als solchen wird nachfolgenden noch ausgeführt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die elektronische Steuereinheit zur, vorzugsweise bidirektionalen, Datenkommunikation mit einer internen und/oder einer externen Datenquelle eingerichtet, und dazu eingerichtet, Daten von der Datenquelle zu lesen, oder an die Datenquelle zu übergeben bzw. dort zu speichern.
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Sofern die Datenquelle kein Massenspeichermedium ist, ist die interne und/oder die externe Datenquelle vorzugsweise als eines, mehrerer oder sämtlicher der Folgenden ausgebildet:
- – Datenserver, wobei die Daten insbesondere umfassen:
Betriebsdaten der Fertigungsmaschine,
technische Dokumentation der Fertigungsmaschine, insbesondere 2D- oder 3D CAD-Daten, und/oder Handbücher,
mittels einer grafischen Benutzerschnittstelle oder Kamera oder einem Mikrofon eingegebene Informationen, Logdaten von der Fertigungsmaschine, Konfigurationsdaten der Fertigungsmaschine der der elektronischen Steuereinheit,
Soft- oder Firmwaredaten der Fertigungsmaschine oder der elektronischen Steuereinheit;
- – Medienserver, wobei die Medien insbesondere Audio-, Video-, Bild-, Text-, und/oder Tabellendaten umfassen;
- – Webserver, wobei die auf dem Webserver bereitgestellten Daten Websites umfassen.
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Mit anderen Worten ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht bloß darauf beschränkt, auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche unmittelbare Steuerungsoperationen und Überwachungsoperationen betreffend die Fertigungsmaschine abzubilden, sondern kann darüber hinaus auch eine Kommunikation mit den internen/externen Datenquellen bereitstellen.
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Insbesondere ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet, in wenigstens einer grafischen Benutzerschnittstelle Informationen von der externen und/oder internen Datenquelle darzustellen. Dies ermöglicht es dem Bediener, auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche nach seiner Wahl Hilfsinformationen für die Anlagenbedienung anzuzeigen, beispielsweise technische Dokumentation und dergleichen. Sie ermöglicht es dem Bediener ferner aber auch, während der Ausführung des Fertigungsprozesses durch die Fertigungsmaschine in Zeiten, die keinen manuellen Bedienereingriff erfordern, auf den verfügbaren Bereichen der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche Medien abzuspielen, oder Informationen von Websites abzurufen. Die bidirektionalen Kommunikationen mit den Datenquellen ermöglicht es dem Bediener ferner, Betriebsdaten der Fertigungsmaschine zu protokolieren und mittels der elektronischen Steuereinheit an die Datenquellen zu übergeben, oder die Fertigungsmaschine durch Aufspielen von Soft- oder Firmware Updates zu aktualisieren. Letzteres kann auch ohne Bedienereingriff autonom mittels Zugriff der elektronischen Steuereinheit auf eine interne oder externe Datenquelle erfolgen.
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Durch Kommunikationen zwischen der elektronischen Steuereinheit und einer internen Datenquelle kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch selbst einen lokalen Server bereitstellen. Hierzu weist die Vorrichtung vorzugsweise Infrastruktur zum Errichten eines Servers mittels LAN oder WLAN auf. Hierdurch wird es auch möglich, dass Bediener und weitere Personen auf die Datenquelle zugreifen können, ohne auf die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche Zugriff haben zu müssen. Ferner ermöglicht die Kommunikation zwischen der elektronischen Steuereinheit und einer externen Datenquelle den Zugriff auf einen entfernt angeordneten Server, wobei jener Server zugleich auch ein interner Server einer weiteren Vorrichtung gemäß der Erfindung sein kann.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wenigstens eine Kamera zur Aufnahme von Videodaten auf, wobei die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Videodaten von der Kamera zu empfangen und zu verarbeiten.
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Weiter vorzugsweise weist die Vorrichtung wenigstens ein Mikrofon zur Aufnahme von Audiodaten auf, wobei die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die Audiodaten von dem Mikrofon zu empfangen und zu verarbeiten. Unter dem Verarbeiten wird im Zusammenhang mit der Kamera und dem Mikrofon verstanden, dass die Daten erforderlichenfalls kodiert, dekodiert oder transkodiert werden. Ferner umfasst das Verarbeiten vorzugsweise das Erkennen von Steuerungsgesten und/oder Bewegungsmustern und/oder das Erkennen eines Bedieners, beispielsweise mittels optischer Erkennung biometrischer Daten, um in Abhängigkeit der erkannten Gesten und/oder/Bewegungsmuster und/oder Bediener vorbestimmte, vorkonfigurierte Benutzerprofile in Form von konfektionieren Benutzerschnittstellen auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche bereitzustellen. Vorzugsweise umfasst das Verarbeiten das Durchführen einer Spracherkennung; das Übersetzen von erkannter Sprache in eine andere Sprache; das Bereitstellen der Audiodaten, Videodaten und/oder der erkannten und gegebenenfalls übersetzten Sprache, beispielsweise an eine grafische Benutzerschnittstelle wie beispielsweise ein Kommunikationsprogramm, oder die interne und/oder externe Datenquelle. Das Kommunikationsprogramm kann ein von der elektronischen Steuereinheit ausgeführtes Kommunikationsprogramm sein, so dass die elektronische Steuereinheit dann dazu eingerichtet ist, dass Kommunikationsprogramm durchzuführen und in wenigstens eine grafische Benutzerschnittstelle darzustellen. Das Kommunikationsprogramm umfasst vorzugsweise eine, mehrere oder sämtliche der folgenden Funktionen: Mensch/Maschine-Interaktion, insbesondere Erkennung von Steuerbefehlen für die elektronische Steuereinheit und Steuern der elektronischen Steuereinheit mit den Befehlen; Erkennen von Steuerbefehlen für die Fertigungsmaschine und Steuern der Fertigungsmaschine mit den Befehlen; Audio-Chat, insbesondere VOIP(Voice-Over-Internet Protocol)-Telefonie, Text-Chat, insbesondere IRC, Instant Messaging, Webchat; Video-Chat.
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Während gemäß einem ersten Aspekt die Erfindung anhand einer einzelnen Vorrichtung zum Ausführen eines industriellen Fertigungsprozesses beschrieben wurde, betrifft die Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt ferner ein System zum Ausführen eines industriellen Fertigungsprozesses, insbesondere eines Fertigungsprozesses gemäß der eingangs bezeichneten Art, welches mehrere Vorrichtungen aufweist, die jeweils eine Fertigungsmaschine oder einen Teil einer Fertigungsmaschine aufweisen, die zum Ausführen eines Fertigungsprozesses oder Prozessteils eingerichtet sind, und jeweils eine Schutzverkleidung zum Abschirmen der Fertigungsmaschine aufweisen, wobei jede Schutzverkleidung zumindest eine erste Seitenfläche aufweist.
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Die Erfindung löst bei einem solchen System die eingangs bezeichnete Aufgabe der verbesserten Ergonomie, indem sie vorschlägt, dass zumindest ein Teil jeder Schutzverkleidung als berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche ausgebildet ist und sich abschnittsweise oder vollständig über die Seitenflächen der Schutzverkleidungen erstreckt. Das erfindungsgemäße System gemäß dem zweiten Aspekt wird vorzugsweise dadurch weitergebildet, dass die Vorrichtungen gemäß einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet sind. Insoweit wird bezüglich der Merkmale und technischen Vorteile auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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Die Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt setzt auf dem ersten Aspekt auf und folgt dem Gedanken, dass in modernen Fertigungsanlagen heute bereits Anlagen anzufinden sind, die aus mehreren, in Fertigungsstraßen aneinander angeordneten Einzelvorrichtungen bestehen. Diese Fertigungsstraßen mit ihren mehreren aneinandergereihten Vorrichtungen können Längen von oberhalb 100 Metern erreichen.
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Die Erfindung schlägt vor, eine sich über die mehreren Vorrichtungen bzw. über die Schutzverkleidungen der mehreren Vorrichtungen erstreckende berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche für den Benutzer bereitzustellen, damit dieser vor Ort direkt an der Maschine, und zwar an seinem jeweiligen Standort entlang des Systems mit dem gesamten System interagieren kann. Dies stellt einen deutlichen Effizienzgewinn gegenüber Systemen aus dem Stand der Technik dar, welche üblicherweise von einer Steuerungszentrale aus bedient werden, die nicht unmittelbar an dem System verortet ist.
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In Weiterentwicklung des Funktionsprinzips gemäß dem ersten Aspekt weist das System vorzugsweise eine zentrale Steuereinheit auf, die zur Steuerung des gesamten Systems, insbesondere also der einzelnen Vorrichtungen und ihren Fertigungsmaschinen eingerichtet ist. Die zentrale Steuereinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche, die auf den Schutzverkleidungen der Vorrichtungen ausgebildet ist, anzusteuern. Insbesondere ist die zentrale Steuereinheit dazu eingerichtet, mittels Kommunikation mit den elektronischen Steuereinheiten in den Vorrichtungen grafische Benutzerschnittstellen zur Informationseingabe, Informationsausgabe und in kombinierter Informationseingabe und -ausgabe auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche, die sich über mehrere Vorrichtungen erstrecken kann, abzubilden. Beispielsweise erfolgt dies nach dem Vorbild virtueller Desktopumgebungen.
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Analog zu einem Portieren von Benutzerschnittstellen von einer Seitenfläche einer Vorrichtung auf eine, insbesondere benachbarte, zweite Seitenfläche auf derselben Vorrichtung steuert die zentrale Steuereinheit gemäß dem zweiten Aspekt nunmehr das Portieren der Benutzerschnittstellen von einer Vorrichtung zur nächsten Vorrichtung. Die zentrale Speichereinheit weist vorzugsweise einen zentralen Server auf, der als Steuereinheit und externe Datenquelle für die Vorrichtungen des Systems dient.
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Weiter vorzugsweise sind die einzelnen Vorrichtungen des Systems mittels ihrer elektronischen Steuereinheiten mit der zentralen Steuereinheit und/oder mit dem zentralen Server datenleitend verbunden bzw. zur datenleitenden Verbindung mit diesen eingerichtet.
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Alternativ oder zusätzlich sind die einzelnen Vorrichtungen des Systems unmittelbar miteinander datenleitend verbindbar bzw. zur datenleitenden Kommunikation, vorzugsweise bidirektional, miteinander eingerichtet.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine schematische räumliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, und
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2 eine weitere schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1.
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In 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Ausführen eines industriellen Prozesses gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist in ihrem Inneren eine Fertigungsmaschine 3 auf (vgl. 2). Die Fertigungsmaschine 3 ist von einer Schutzverkleidung 5 eingehaust. Die Schutzverkleidung 5 weist mindestens eine erste und eine zweite Seitenfläche 7a, b auf, sowie vorzugsweise eine dritte und vierte Seitenfläche 7c, d.
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Auf mindestens Teilen der ersten und zweiten Seitenfläche 7a, b, im vorliegenden Ausführungsbeispiel allerdings im Wesentlichen auf der gesamten ersten und zweiten Seitenfläche 7a, b, ist eine berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche 9 vorgesehen, die integraler Bestandteil der Schutzverkleidung 5 ist.
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Die Vorrichtung 1 weist auf der ersten Seitenfläche 7a eine Gehäuseöffnung auf, die von einem Verschlusselement 10 in Form einer Tür verschlossen ist. Die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche 9 erstreckt sich auch über das Verschlusselement 10. Vorzugsweise ist das Verschlusselement 10 dergestalt ausgebildet, dass beim Aufschwenken des Verschlusselementes 10 die auf ihm angezeigten grafischen Benutzerschnittstellen 11a, b, c um eine Achse parallel zur Schwenkachse der Tür gespiegelt werden. Wird die Tür also um eine Vertikalachse geschwenkt, werden die grafischen Benutzerschnittstellen um eine entsprechende parallele Achse gespiegelt, so dass sie auch von der Innenseite des Verschlusselementes 10 aus, sofern dieses transparent ausgebildet ist, lesbar angezeigt werden.
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Alternativ weist das Verschlusselement 10 einen zusätzlichen Tel der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9 auf der Innenseite auf, auf den die grafische Benutzerschnittstellen 11a, b, c nach Öffnen des Verschlusselements 10 hin automatisch verschoben werden.
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Die berührungsempfindliche Interaktions-Oberfläche 9 dient einem Bediener 100 dazu, grafische Benutzerschnittstellen 11a–f auf dessen (Touch-)Eingabe hin zu öffnen, zu schließen, zu transformieren oder frei auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9 hin- und her zu bewegen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dem Benutzer 100 beispielsweise in einer ersten grafischen Benutzerschnittstelle 11a Datenmaterial von einem Webserver angezeigt. In einer weiteren grafischen Benutzerschnittstelle 11b werden dem Benutzer 100 Befehlstasten zum Steuern der Fertigungsmaschine 3 angezeigt. In einer weiteren grafischen Benutzerschnittstelle 11c werden dem Bediener 100 Betriebsparameter der Fertigungsmaschine 3 angezeigt.
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Auf der zweiten Seitenfläche 7b werden dem Benutzer 100 in einer weiteren grafischen Benutzerschnittstelle 11d Nachrichten eines Kommunikationsprogramms angezeigt. Der Bediener 100 kann mittels einer weiteren grafischen Benutzerschnittstelle 11e, die ein Tastenfeld oder ähnliches aufweisen kann, Nachrichten zur Kommunikation mit anderen Personen eingeben.
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In einer weiteren grafischen Benutzerschnittstelle 11f ist ein Eingabefeld zum freien Zeichnen dargestellt, in welchem der Benutzer 100 Skizzen und per Finger oder Eingabestift handschriftliche Bemerkungen aufnehmen und für nachfolgende Benutzer, beispielsweise nachfolgende Schichten, hinterlegen kann.
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Der systematische Aufbau der Vorrichtung 1 wird näher mit Bezug auf 2 erläutert.
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2 zeigt schematisch den inneren Aufbau der Vorrichtung 1. Die Fertigungsmaschine 3 weist eine Maschinensteuerung 13 auf. Ferner weist die Vorrichtung 1 eine elektronische Steuereinheit 15 auf, die zur bidirektionalen Datenkommunikation mit der Maschinensteuerung 13 eingerichtet ist. Die elektronische Steuereinheit 15 ist dazu eingerichtet, die Fertigungsmaschine 3 mittels der Kommunikation mit der Maschinensteuerung 13 zu steuern, d. h. deren Betriebsparameter zu verändern.
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Ferner ist die elektronische Steuereinheit 15 dazu eingerichtet, die Betriebsparameter sowie etwaige Fehlermeldungen von der Maschinensteuerung 13 auszulesen und zu verarbeiten, beispielsweise um diese in jeweiligen grafischen Benutzerschnittstelle (siehe 1) für den Bediener 100 auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9 darzustellen.
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Die elektronische Steuereinheit 15 ist zur bidirektionalen Kommunikation mit der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9 eingerichtet, um dort gemäß den weiter oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen grafische Benutzerschnittstellen 11a–f zur Informationseingabe, -ausgabe und kombinierten Informationsein- und -ausgabe darzustellen und die Interaktion zwischen dem Bediener 100 und der Vorrichtung 1 bzw. der Fertigungsmaschine 3 zu gewährleisten.
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Vorrichtung 1 weist eine interne Datenquelle 17a auf, die beispielsweise als Daten-, Medien- und/oder Webserver ausgebildet ist, oder einfach als Massenspeicher.
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Die elektronische Steuereinheit 15 ist zur bidirektionalen Kommunikation mit der internen Datenquelle 17a eingerichtet, um Informationen von dort auszulesen und auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9 darzustellen, und/oder um Informationen, die in einer der grafischen Benutzerschnittstellen (11a–f, 1) auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9 eingegeben wurden, an die interne Datenquelle 17 zu übergeben.
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Alternativ oder zusätzlich ist die elektronische Steuereinheit 15 zur bidirektionalen Kommunikation mit einer externen Datenquelle 17b eingerichtet, um Informationen von dort auszulesen und auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9 darzustellen, und/oder um Informationen, die in eine grafische Benutzerschnittstelle (11a–f, 1) auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9 eingegeben wurden, an die interne und/oder externe Datenquelle 17a, b zu übergeben.
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Die elektronische Steuereinheit 15 ist ferner zur Kommunikation mit einem Mikrofon 19 und/oder einer Kamera 21 eingerichtet. Insbesondere ist die elektronische Steuereinheit 15 darüber dazu eingerichtet, Audio- und/oder Videodaten vom Bediener 100 aufzunehmen und zu gemäß den weiter oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen zu verarbeiten. So sind dem Bediener 100 mehrere Möglichkeiten an die Hand gegeben, mit der Vorrichtung 1 und insbesondere der Fertigungsmaschine zu kommunizieren:
Der Bediener 100 kann wahlweise mittels direkter Informationseingabe in eine grafische Benutzerschnittstelle 11a–f auf der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche 9, oder indirekt bspw. mittels Sprachsteuerung über das Mikrofon 19 eine Bedienung der Vorrichtung 1 bzw. Fertigungsmaschine 3 vornehmen.
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Ferner kann der Bediener 100 unmittelbar mit anderen Bediener oder Wartungspersonal kommunizieren.
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Kamera 21 und Mikrofon sind vorzugsweise per drahtloser Kommunikationsmittel mit der elektronische Steuereinheit 15 verbunden bzw. verbindbar. Besonders bevorzugt sind die Kamera 21 und das Mikrofon in einem Gerät baulich vereint.
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Die elektronische Steuereinheit 15 der Vorrichtung 1 ist vorzugsweise datenleitend mit einer externen Steuerung 23 verbunden, vorzugsweise zur bidirektionalen Datenkommunikation eingerichtet mit dieser.
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Die externe Steuerung 23 kann beispielsweise ausgebildet sein als zentrale Steuereinheit eines Systems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, und/oder als weitere Datenquelle.
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Die elektronische Steuereinheit 15 ist ferner mit einer Materialwirtschafts-Datenquelle 25 verbunden, die Informationen bezüglich des Materialflusses in die Vorrichtung 1 und aus der Vorrichtung 1 heraus enthält.
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Ferner ist die elektronische Steuereinheit 15 mit einer Geräteschnittstelle 27 verbunden, die zum Anschluss weiterer, insbesondere maschineninterner Kommunikationsgeräte ausgebildet ist.
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Auf die dezidierte Darstellung eines Systems umfassend mehrere Vorrichtungen 1 gemäß den 1 und/oder 2 wird zugunsten einer kompakteren Darstellung verzichtet. Es wird allerdings verstanden, dass ein erfindungsgemäßes System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vorzugsweise mit mehreren Vorrichtungen gemäß den 1 und/oder 2 ausgebildet ist, die gemeinsam zu dem erfindungsgemäßen System zusammengeschlossen sind, wobei eine zentrale Steuerung wie beispielsweise die Steuereinheit 23 gemäß 2 datenleitend mit sämtlichen Vorrichtungen des Systems verbunden ist, um die Vorrichtungen des Systems in abgestimmter Weise zu steuern und den Informationsfluss zwischen den einzelnen Bereichen der berührungsempfindlichen Interaktions-Oberfläche, die sich dann über mehrere Vorrichtungen erstreckt, zu gewährleisten.
