ES2915823T3 - Procedimiento para el control de un movimiento, equipo de control, accionamiento lineal, máquina de producción, máquina de envasado y producto de programa informático - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para el control y/o regulación de un movimiento de rotores (L) en un accionamiento lineal (LA), en donde el accionamiento lineal (LA) está configurado para el transporte de mercancías o productos en una de varias estaciones de máquina (MS1, MS2) y de una estación de máquina (MS1) a una estación de máquina (MS2) adicional, en donde para el movimiento de los rotores (L) están previstos segmentos (Seg), en donde un equipo de control (SE) está configurado para el control o regulación del movimiento de los rotores (L) sobre los segmentos (Seg), en donde el accionamiento lineal en el equipo de control está configurado mediante las siguientes asociaciones: - a una estación de máquina (MS1, MS2) respectiva está asociada en cada caso una estación, en donde una estación respectiva es una reproducción respectiva de una estación de máquina en el equipo de control, - al rotor respectivo (L) está asociado un eje virtual (VA), en donde el eje virtual corresponde a una reproducción del movimiento del rotor respectivo en el equipo de control; - al segmento respectivo (Seg) está asociado un eje real (RA), en donde el eje real (RA) respectivo se asocia a una unidad de control (U) respectiva y la unidad de control (U) controla el segmento respectivo (Seg), en donde el procedimiento comprende las siguientes etapas de procedimiento: - especificación de un perfil de movimiento para la estación respectiva, - especificación de condiciones de entrada, en particular de un número previsto (N) de ejes virtuales (VA) para la estación respectiva, - especificación de una sucesión/posición de ejes reales (RA), - control o regulación de los rotores (L) del accionamiento lineal (LA), en donde los segmentos (Seg) se controlan o regulan mediante la especificación de los ejes reales (RA), en donde los ejes reales (RA) se averiguan a partir del eje virtual (VA) respectivo, en donde el eje virtual (VA) respectivo se averigua a partir del perfil de movimiento respectivo de la estación y de una sucesión de estaciones recorridas, en donde la sucesión de las estaciones recorridas - está especificada para los rotores (L), - y/o se produce de tal modo que el eje virtual (VA) se asocia a una estación cuando la estación (Sl, S2) está preparada para la recepción de un número previsto (N) de ejes virtuales (VA) y el número previsto (N) de ejes virtuales (VA) se pone a disposición de la estación, - en donde los ejes virtuales (VA), en particular de acuerdo con un orden especificado, se asocian en cada caso sucesivamente a las estaciones especificadas.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para el control de un movimiento, equipo de control, accionamiento lineal, máquina de producción, máquina de envasado y producto de programa informático
La invención se refiere a un procedimiento para el control de un movimiento y un equipo de control. Adicionalmente la invención se refiere a u n producto de programa informático, un accionamiento lineal, una máquina de envasado, una máquina de producción y una máquina-herramienta.
Los sistemas de transporte, en particular accionamientos lineales se utilizan hoy en día ampliamente en la fabricación y envasado, así como para el transporte mercancías. Los sistemas de transporte modernos presentan actualmente zonas que comprenden varios estatores de motores lineales, dispuestos sucesivamente. En un accionamiento lineal a menudo está dispuesta una multitud de estatores de motores lineales adyacentes unos a otros. Los estatores se denominan también segmentos. En otras palabras los accionamientos lineales presentan segmentos que se suceden unos a otros secuencialmente. Los segmentos pueden controlarse mediante una unidad de control en cada caso que presenta un amplificador de corriente o un convertidor de corriente y/o pueden suministrarse de corriente o tensión. Los segmentos sirven para el movimiento de rotores que se posicionan sobre los segmentos.
En accionamientos lineales convencionales los rotores sirven para el transporte de las mercancías. Las mercancías se conducen por regla general hacia las estaciones de máquina o se alejan de las estaciones de máquina.
Por el documento DE 102008 008 602 Al se conoce un sistema en el que a cada sección están asociados en cada caso un convertidor de frecuencia y el control de convertidor correspondiente. Los equipos de control asociados a las secciones directamente adyacentes pueden comunicarse entre sí. En particular con el fin de entregar un elemento transportado de una sección hacia la siguiente sección, un equipo de control puede convertirse en maestro y el otro equipo de control puede convertirse en esclavo.
La solicitud de patente europea EP 2141 019 A1 muestra un procedimiento para separar al menos dos puentes de un sistema de transporte segmentado para sustancias para impresión.
Es objetivo de la invención simplificar la creación de secuencias de movimiento de movimiento en un sistema de transporte de este tipo, en particular el accionamiento lineal.
El objetivo se resuelve mediante un procedimiento según la reivindicación 1.
El objetivo se resuelve adicionalmente mediante un equipo de control según la reivindicación 9, un accionamiento lineal según la reivindicación 11, así como mediante un producto de programa informático de acuerdo con la reivindicación 10.
El objetivo se resuelve adicionalmente mediante una máquina de envasado, una máquina-herramienta o una máquina de producción de acuerdo con la reivindicación 13.
El objeto de las reivindicaciones dependientes son configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención.
En el procedimiento para el control de un movimiento de al menos un rotor de un accionamiento lineal está previsto que el accionamiento lineal presente al menos un segmento y el rotor, en donde el procedimiento comprende al menos las siguientes etapas:
- especificación de una secuencia de movimiento del rotor,
- transformación de la secuencia de movimiento del rotor en una especificación para un eje virtual,
- conversión de la especificación del eje virtual en una especificación para un eje real o en una especificación para varios ejes reales, en donde la especificación para el al menos un eje real se facilita a una unidad de control y en donde la unidad de control mediante la especificación controla el movimiento del rotor sobre el segmento.
De acuerdo con la invención para resolver el objetivo sirve un procedimiento para el control y/o regulación de un movimiento de rotores (L) en un accionamiento lineal (LA), en donde el accionamiento lineal (LA) está configurado para el transporte de mercancías o productos en una de varias estaciones de máquina (MS1, MS2) y de una estación de máquina (MS1) a una estación de máquina (MS2) adicional, en donde para el movimiento de los rotores (L) están previstos segmentos (Seg), en donde un equipo de control (SE) está configurado para el control o regulación del movimiento de los rotores (L) sobre los segmentos (Seg), en donde el accionamiento lineal en el equipo de control está configurado mediante las siguientes asociaciones:
- a una estación de máquina (MS1, MS2) respectiva está asociada en cada caso una estación, en donde una estación respectiva es una reproducción respectiva de una estación de máquina en el equipo de control,
- al rotor respectivo (L) está asociado un eje virtual (VA), en donde el eje virtual corresponde a una reproducción del movimiento del rotor respectivo en el equipo de control;
- al segmento respectivo (Seg) está asociado un eje real (RA), en donde el eje real (RA) respectivo se asocia a una unidad de control (U) respectiva y la unidad de control (U) controla el segmento respectivo (Seg),
en donde el procedimiento comprende las siguientes etapas de procedimiento:
- especificación de un perfil de movimiento para la estación respectiva,
- especificación de condiciones de entrada, en particular de un número previsto (N) de ejes virtuales (VA) para la estación respectiva,
- especificación de una sucesión/posición de ejes reales (RA),
- control o regulación de los rotores (L) del accionamiento lineal (LA), en donde los segmentos (Seg) se controlan o regulan mediante la especificación de los ejes reales (RA), en donde los ejes reales (RA) se averiguan a partir del eje virtual (VA) respectivo, en donde el eje virtual (VA) respectivo se averigua a partir del perfil de movimiento respectivo de la estación y de una sucesión de estaciones recorridas, en donde la sucesión de las estaciones recorridas - está especificada para los rotores (L),
- y/o se produce de tal modo que el eje virtual (VA) se asocia a una estación cuando la estación (Sl, S2) está preparada para la recepción de un número previsto (N) de ejes virtuales (VA) y el número previsto (N) de ejes virtuales (VA) se pone a disposición de la estación,
- en donde los ejes virtuales (VA), en particular de acuerdo con un orden especificado, se asocian en cada caso sucesivamente a las estaciones especificadas.
Ventajosamente la secuencia de movimiento se crea con ayuda de un generador de proyecto o un programa de ingeniería. La secuencia de movimiento puede facilitarse para una unidad de control del accionamiento lineal. La secuencia de movimiento puede también adaptarse o crearse de manera continua nuevamente mediante el estado operativo del accionamiento lineal. En este sentido se realiza una facilitación de la secuencia de movimiento mediante el control del movimiento en sí mismo.
El rotor puede presentar imanes permanentes en su lado inferior. El rotor presenta en su lado superior ventajosamente medios de fijación para una pieza de trabajo o una mercancía. El rotor modifica su posición sobre el segmento mediante un campo magnético (o un campo eléctrico). El segmento puede también estar configurado como estator de un estator de motor lineal Symplex.
El segmento presenta bobinas. El segmento puede estar construido de manera análoga a un estator de un motor lineal. Las bobinas sirven para generar un campo magnético con la corriente desde la unidad de control.
El accionamiento lineal, en particular los rotores sobre los segmentos, está configurado para transportar mercancías o piezas de trabajo de un lugar a otro. Ventajosamente un accionamiento lineal para el transporte de piezas de trabajo o de mercancías de una estación de máquina a otra estación de máquina.
La invención puede utilizarse por ejemplo en una instalación de llenado, de una máquina de mecanizado, una máquina de envasado, una etiquetadora, una máquina de envasado o una máquina-herramienta. Los ejemplos anteriores sirven para la modificación de la pieza de trabajo o de la mercancía. La pieza de trabajo o la mercancía está fijada sobre el rotor. El rotor se mueve ventajosamente a través de la estación de máquina.
Para planificar las secuencias en estaciones de máquina se necesita una alimentación y expulsión de piezas de trabajo o mercancías de acuerdo con una especificación temporal. El movimiento de los rotores sobre los segmentos se describe mediante una secuencia de movimiento.
Ventajosamente el accionamiento lineal alcanza una pieza de trabajo o una mercancía, en particular sobre al menos un rotor, hasta el interior de la máquina o atravesando la estación de máquina. La estación de máquina y el accionamiento lineal pueden estar acoplados a este respecto de tal modo que segmentos individuales o partes de segmentos se encuentran en la zona de influencia de la estación de máquina. El accionamiento lineal puede ser parte de la estación de máquina respectiva. En el marco de la programación de una secuencia de movimiento la estación de máquina puede estar realizada como estación (=máquina virtual, en este caso también denominada estación) en el producto de programa informático anteriormente mencionado.
Una estación de máquina puede especificar al menos una parte de la secuencia de movimiento. A una estación de máquina así como a la estación puede asociarse un perfil de movimiento. Un perfil de movimiento indica cómo se mueve un rotor o se mueven una multitud de rotores en la estación de máquina.
Una secuencia de movimiento especifica el movimiento de un rotor o varios rotores sobre un segmento o a lo largo de varios segmentos.
En una configuración una secuencia de movimiento puede especificarse como dependencia de la posición de un rotor del tiempo.
Sin embargo, en una configuración ventajosa una secuencia de movimiento puede estar especificada también mediante posiciones que debe o deben adoptar sucesivamente uno o varios rotores. Opcionalmente pueden especificarse condiciones límite como una velocidad máxima o un tirón máximo de los rotores. Las condiciones límite se incluyen en la averiguación de la secuencia de movimiento de los rotores.
Alternativamente puede especificarse una secuencia de movimiento también mediante una sucesión temporal de posiciones o velocidades de un rotor o varios rotores sobre un segmento o una multitud de segmentos.
La especificación de una secuencia de movimiento se realiza mediante un usuario y/o mediante una estación de máquina. Un usuario puede especificar o programar una secuencia de movimiento con ayuda de una interfaz de usuario gráfica y/o de un lenguaje avanzado. Como lenguaje avanzado dado el caso es adecuada también un lenguaje script. Por un lenguaje avanzado puede especificarse un lenguaje adaptado al problema para determinar una secuencia de movimiento. Un lenguaje avanzado se caracteriza en particular por comandos que son adecuados gracias a una parametrización adecuada para especificar una secuencia de movimiento.
En una configuración alternativa una especificación de la secuencia de movimiento puede realizarse asimismo mediante condiciones límite del movimiento de un rotor como función de un rotor adicional, en donde la especificación de movimiento se calcula mediante un módulo de software, en particular un generador de proyecto.
La entrega de los rotores de una estación de máquina a una estación de máquina adicional se realiza con ayuda de un procedimiento de transmisión (procedimiento de apretón de manos hand-shake).
El procedimiento de transmisión presenta las siguientes etapas:
- una estación de máquina aloja un número previsto de rotores.
- Al rotor respectivo, recibido, después de la recepción está asociada una identificación/dirección.
- Los rotores después de la recepción mediante la estación de máquina están en la zona de influencia de la estación de máquina MS1, MS2 respectiva.
- Los rotores en la zona de influencia de la estación de máquina respectiva ejecutan un movimiento mediante el perfil de movimiento.
- Después de la ejecución del movimiento la estación de máquina entrega de nuevo los rotores.
- Los rotores abandonan la zona de influencia de la estación de máquina.
La secuencia de movimiento puede especificarse o modificarse también durante el funcionamiento del accionamiento lineal.
Por un eje virtual se entiende una especificación del movimiento de un rotor sobre al menos un segmento. Un eje virtual puede estar definido también por el movimiento de un rotor mediante el movimiento de un rotor adicional. A modo de ejemplo se especifica en este caso el movimiento de un rotor. Con respecto al movimiento del rotor puede un rotor adicional puede moverse detrás de este a una distancia ajustable. Un eje virtual presenta especificaciones para el movimiento de un rotor. El eje virtual puede referirse al movimiento de un rotor a través de varios segmentos. En otras palabras un eje virtual describe la descripción de un rotor del accionamiento lineal.
Una transformación de una secuencia de movimiento en un eje virtual o varios ejes virtuales se realiza mediante una distribución de la función de movimiento en los rotores. Un rotor adicional puede tomar como referencia un movimiento de un rotor ya existente y/o movimiento de otro rotor asociado a un eje virtual. Ejemplos para una orientación del movimiento son un sincronismo distanciado o una rotación por inercia de un rotor a otro rotor así como un movimiento contrario de dos rotores.
Un eje real presenta en una configuración alternativa la información sobre el movimiento del rotor, en donde el movimiento del rotor se refiere a un segmento. Un eje real puede presentar especificaciones sobre magnitudes absolutas, p.ej. velocidades del rotor en determinadas posiciones o en tiempos determinados del movimiento. El eje real sirve ventajosamente para describir el movimiento de un rotor o varios rotores sobre un segmento.
El eje virtual corresponde a una reproducción del movimiento del rotor respectivo en el equipo de control o en el producto de programa informático. El eje real corresponde al rotor sobre el segmento, en particular el eje real corresponde al conjunto de comandos que se transmite al segmento correspondiente con ayuda de una unidad de control y/o un convertidor de corriente o amplificador. En otras palabras un eje real puede corresponder al conjunto de comandos para el control de un segmento, en particular para el control de al menos un rotor sobre el segmento respectivo. Para facilitar el eje virtual en el segmento o en la unidad de control sirve ventajosamente el equipo de control. El equipo de control puede estar realizado mediante una unidad de procesamiento y el producto de programa informático puede estar instalado en la unidad de procesamiento. El producto de programa informático puede ser además parte de un programa de ingeniería.
La especificación para el eje real se facilita como señal para la unidad de control. La unidad de control para un segmento pone a disposición una tensión o una corriente. Mediante la corriente o la tensión el rotor se mueve sobre el segmento. Ventajosamente una unidad de control sirve para el control del movimiento de un rotor sobre un segmento.
Una conversión de la especificación del eje virtual en una especificación para al menos un eje real sirve para facilitar una señal para la unidad de control. La unidad de control sirve para el control de un segmento o de varios segmentos. La conversión de la especificación de un eje virtual en al menos un eje real puede realizarse mediante una transmisión o distribución de la especificación de un movimiento del rotor relativo en especificaciones para las unidades de control de los segmentos individuales.
En una configuración ventajosa alternativa la conversión puede realizarse mediante una transformación de matriz. Una transformación de matriz presenta como magnitud de entrada un vector de especificaciones de movimiento o ejes virtuales en una base, en donde la base define el movimiento de al menos un rotor sobre varios segmentos. La base tiene como dimensión el número de los rotores. Mediante la transformación de matriz que puede ser una multiplicación de matrices sencilla la especificación del movimiento se convierte en otra base. La otra base tiene como dimensión el número de los segmentos. La transformación de matriz no debe ser lineal. La transformación de matriz depende ventajosamente de un vector de posición del eje virtual. Por consiguiente la transformación de matriz puede ser en cualquier momento una transformación lineal.
El equipo de control para un accionamiento lineal presenta una entrada para una secuencia de movimiento de un rotor. El equipo de control presenta adicionalmente una salida para una señal, en donde la señal se transmite a una unidad de control. La señal puede facilitarse de acuerdo con el eje real mediante el equipo de control. El equipo de control está configurado para transformar una secuencia de movimiento especificada en señales para las unidades de control. El equipo de control puede estar diseñado como producto informático. El producto informático en la ejecución de operaciones en una unidad de procesamiento está configurado para transformar una secuencia de movimiento en señales para la al menos una unidad de control.
El producto de programa informático, en particular un generador de proyecto o un programa de ingeniería sirve para la ejecución automatizada del procedimiento descrito en este caso. El producto de programa informático está instado en una unidad de procesamiento. El producto informático se carga para la ejecución en una memoria de trabajo de la unidad de procesamiento y desde allí se ejecuta por un procesador (CPU). La secuencia de movimiento puede estar especificada por la estación de máquina mediante un fichero o por una estación de máquina una vez o continuamente (funcionalidad online). El producto de programa informático facilita señales para la al menos una unidad de control, en donde las señales están previstas para el control del movimiento de los rotores del accionamiento lineal.
De acuerdo con una configuración preferida la secuencia de movimiento se facilita mediante un procedimiento para averiguar una secuencia de movimiento. En el procedimiento se especifican estaciones que son reproducciones virtuales de estaciones de máquina especificadas y a la estación respectiva está asociado un perfil de movimiento.
Adicionalmente se especifican segmentos y rotores, en particular mediante sus propiedades. Para describir el movimiento de los rotores sirven condiciones de entrada y condiciones de salida como parámetros de las estaciones. Las estaciones son en este caso reproducciones de estaciones de máquina, en donde el perfil de movimiento respectivo de la estación toma como referencia el movimiento previsto de los rotores en la estación de máquina. Así puede especificarse un movimiento de los rotores mediante las funciones de máquina de manera análoga a una red de Petri. El generador de proyecto transfiere la secuencia de movimiento ventajosamente al equipo de control del accionamiento lineal.
El accionamiento lineal presenta al menos un segmento, al menos un rotor, al menos una unidad de control así como un equipo de control. El rotor o los rotores están previstos para la realización de una especificación de movimiento sobre los segmentos. Al menos un segmento está conectado con una unidad de control. La al menos una unidad de control está conectada con el equipo de control. El equipo de control está configurado para facilitar señales a la unidad de control. La unidad de control está prevista para el control del rotor sobre el segmento. El segmento puede estar asociado a una estación de máquina. El equipo de control está configurado de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 o 14.
Por una máquina de producción se entiende en general un dispositivo que está configurado para el mecanizado de una pieza de trabajo o de mercancías. Ejemplos para una máquina de producción son una máquina de moldeo para inyección, una barnizadora o una instalación de llenado.
En una configuración ventajosa del procedimiento el eje virtual reproduce el movimiento del rotor sobre un segmento o varios segmentos.
Un eje virtual corresponde a la reproducción de un rotor en un programa informático o en el equipo de control. La reproducción de los rotores en el eje virtual se realiza de manera análoga a la reproducción de una estación de máquina en la estación. Pueden acoplarse varios ejes virtuales a un eje virtual. El eje virtual describe el movimiento del rotor sobre los segmentos del sistema lineal independientemente de la distribución del movimiento del rotor o de los rotores en los segmentos individuales.
Por ejemplo el movimiento de un rotor puede tomar como referencia el movimiento de otro rotor, en particular a lo largo de una multitud de segmentos.
Así pueden especificarse y procesarse secuencias de movimiento complejas de manera sencilla.
En una configuración ventajosa adicional del procedimiento la secuencia de movimiento se especifica por un usuario.
El usuario para introducir la secuencia de movimiento puede emplear un programa previsto para ello con una máscara adecuada. El programa puede estar configurado como programa de ingeniería, en particular el generador de proyecto explicado anteriormente.
En este sentido no es necesario que el usuario especifique la secuencia de movimiento directamente para el equipo de control. El usuario puede estar conectado también mediante una red, como internet o una intranet con el equipo de control y controlar a distancia el accionamiento lineal. La secuencia de movimiento puede especificarse también mediante un programa en donde el programa puede basarse en principios de la inteligencia artificial.
Mediante la especificación de la secuencia de movimiento es posible un control del accionamiento lineal sencillo e intuitivo.
En una configuración ventajosa adicional del procedimiento a un eje virtual se asocian varios ejes reales.
Mediante esta asociación que o se realiza en el equipo de control y/o el producto de programa informático para averiguar la secuencia de movimiento puede describirse una transición de un rotor de un segmento a un segmento adicional.
Una asociación de este tipo aparece en particular en secuencias de movimiento a través de varios segmentos. Los ejes reales pueden estar acoplados.
Mediante la asociación de varios ejes reales a un eje virtual es posible una transición especialmente pobre en vibraciones del rotor de un segmento a otro segmento.
La asociación puede realizarse dinámicamente en caso necesario. Es decir que a un eje virtual determinado en un momento está asociados dos ejes reales, y en otro momento uno o varios otros ejes reales. La asociación de dos ejes reales a un eje virtual se realiza en una transición de un rotor de un segmento a otro segmento.
En un diseño ventajoso adicional del procedimiento se acoplan ejes virtuales.
El acoplamiento de los ejes virtuales se realiza ventajosamente dependiendo del movimiento de los rotores. A modo de ejemplo varios rotores pueden moverse detrás de un rotor. El acoplamiento de ejes virtuales puede reproducir un acoplamiento del movimiento de varios rotores del accionamiento lineal. Así los rotores pueden moverse agrupados. Por un movimiento agrupado de entiende por ejemplo un movimiento distanciado uniforme de una multitud de rotores. En este sentido un primer rotor puede especificar el movimiento y los rotores adicionales se orientan al movimiento del primer rotor.
Mediante el acoplamiento de ejes virtuales pueden procesarse en particular movimientos dependientes unos de otros fácilmente en el equipo de control.
La unidad de control puede estar conectada con unidades de control adicionales por procesamiento de datos. Las unidades de control pueden estar conectadas entre sí a este respecto tanto directamente como pueden comunicar entre sí indirectamente a través del equipo de control. Ventajosamente las unidades de control están conectadas a través de una conexión de red rápida, en particular a través de una Ethernet capaz de funcionar en tiempo real.
Mediante la asociación de una unidad de control a un segmento, en el marco de un control es posible un ensanchamiento especialmente sencillo de un accionamiento lineal existente. Con un segmento que va a presentarse como nuevo puede conectarse fácilmente una unidad de control nueva con el equipo de control. Así, el accionamiento lineal puede ampliarse fácilmente y de manera asequible y/o adaptarse a una instalación ampliada.
En una configuración ventajosa adicional del procedimiento se especifica la secuencia de movimiento con ayuda de un sistema de ingeniería, en particular mediante un lenguaje avanzado.
Como lenguaje avanzado son ventajosos también lenguajes de programación gráficos. Pueden utilizarse además interfaces de hombre máquina basadas en gráficos (p.ej. realidad virtual). Característicos del lenguaje avanzado pueden ser comandos adaptados especialmente al accionamiento lineal. Así un comando puede describir una estación, en donde el comando puede ejecutarse con parámetros y/o permite una referencia a un perfil de movimiento.
Mediante la utilización de un lenguaje avanzado puede modificarse fácilmente una secuencia de movimiento especificada antes sin que sea necesaria una incorporación en una estructura de comando especial para especificar una secuencia de movimiento.
En una configuración ventajosa adicional del procedimiento la unidad de control presenta un convertidor de corriente y/o un amplificador. La unidad de control sirve a este respecto para el suministro eléctrico del segmento.
Un convertidor de corriente sirve para facilitar una tensión eléctrica o una corriente eléctrica con una frecuencia especificada. En el caso de que el segmento presente la estructura de un estator de motor lineal, puede utilizarse ventajosamente una unidad de control habitual en el mercado, como un SINAMIC de la empresa Firma Siemens AG. Alternativamente en una configuración ventajosa adicional del procedimiento la secuencia de movimiento puede especificarse al menos parcialmente por una estación de máquina.
La estación de máquina en esta configuración especifica la secuencia de movimiento al menos en la zona del accionamiento lineal en la que los rotores se encuentran en la zona de influencia de la estación de máquina.
En una configuración ventajosa adicional los rotores se transmiten de una cinta transportadora a los segmentos y/o los rotores tras recorrer las estaciones de máquina se reciben por una cinta transportadora.
Así zonas en las cuales no se necesita ningún posicionamiento especialmente exacto de los rotores pueden sustituirse por cintas transportadoras. Así puede construirse un accionamiento lineal especialmente económico.
Por una estación se entiende una reproducción de una estación de máquina en el equipo de control o el producto de programa informático. Como estación se entiende en este caso por ejemplo una reproducción de una máquina de producción. En esta realización la estación está conectada activamente con el accionamiento lineal. Por ejemplo la estación de máquina comprende una reproducción del accionamiento lineal. Entonces en la programación de la estación puede estar integrada la especificación de la secuencia de movimiento.
En una configuración ventajosa adicional del procedimiento la secuencia de movimiento del rotor sobre el segmento, que está asociado a la estación de máquina se especifica mediante la estación de máquina.
Mediante esta realización el accionamiento lineal puede diferenciar ventajosamente qué segmentos se controlan o regulan mediante la estación de máquina y cuáles se controlan o regulan mediante el equipo de control mediante la función de movimiento especificada. Los segmentos están asociados entonces a la estación de máquina en el caso de que los rotores se encuentren sobre estos en la estación de máquina. A modo de ejemplo estos son los segmentos por debajo de un equipo de llenado o un equipo de dotación de una instalación de llenado o máquina de envasado. Los rotores de estos segmentos están integrados en el desarrollo de funcionamiento de la estación de máquina. Por lo tanto la especificación de la secuencia de movimiento para los rotores sobre los segmentos se realiza ventajosamente por la estación de máquina.
La asociación permite un control simplificado del accionamiento lineal mediante la asociación de segmentos completos a la estación de máquina.
En una configuración ventajosa el accionamiento lineal presenta varios segmentos, en donde una parte de los segmentos está asociada a la estación de máquina, y en donde la estación de máquina especifica la secuencia de movimiento cuando un rotor o varios rotores están asociados a una zona de influencia de la estación de máquina. En esta configuración los segmentos que están asociados a la estación de máquina forman la zona de influencia de la estación de máquina.
En una configuración ventajosa adicional del accionamiento lineal el segmento respectivo presenta tanto imanes permanentes como bobinas para generar un campo magnético, en donde el campo magnético interactúa con el rotor. Este principio se conoce también bajo el nombre procedimiento Symplex. Ventajosamente un rotor de un accionamiento lineal no requiere por lo tanto ningún imán permanente propio.
Gracias a la ausencia de los imanes permanentes los rotores durante el funcionamiento del transporte lineal se ensucian de manera considerablemente más lenta gracias a la ausencia de fuerza de atracción en partículas magnéticas como virutas de hierro.
A continuación se describe y se explica en más detalle la invención mediante figuras. El experto podrá combinar las características individuales en las figuras para dar lugar a ejemplos de realización adicionales sin abandonar el marco de la invención. Muestran:
figura 1 una estructura esquemática del accionamiento lineal,
figura 2 una forma de realización adicional del accionamiento lineal,
figura 3 una forma de realización adicional del accionamiento lineal,
figura 4 una posible estructura de un módulo funcional,
figura 5 dos estaciones de máquina y un accionamiento lineal.
La figura 1 muestra una estructura esquemática del accionamiento lineal LA. El accionamiento lineal LA presenta una multitud de segmentos Seg, en donde sobre los segmentos Seg están dispuestos rotores L. Cada segmento Seg se controla para una señal S. La señal S sale en esta realización de un equipo de control SE. La señal S comprende ventajosamente el suministro de tensión o suministro eléctrico del segmento Seg. El equipo de control SE sirve para el control del movimiento de los rotores L sobre los segmentos Seg. Los segmentos Seg están dispuestos de manera adyacente unos a otros y forman un recorrido en el que se mueven los rotores L. Los segmentos Seg son ventajosamente estatores de motores lineales que están dispuestos adyacentes secuencialmente.
El equipo de control SE sirve para la transmisión de una secuencia de movimiento BA especificada en señales S para los segmentos Seg.
La secuencia de movimiento BA en el equipo de control SE se distribuye sobre los ejes virtuales VA. A este respecto a un eje virtual VA corresponde un movimiento de un rotor asociado L sobre la multitud de los segmentos. El movimiento del rotor L está especificado por lo tanto mediante un eje virtual VA. El eje virtual VA sirve para especificar la información de movimiento en los ejes reales RA, en donde los ejes reales RA corresponden al movimiento de los rotores L sobre los segmentos Seg individuales. A cada segmento Seg está asociado en cada caso un eje real RA.
La distribución del movimiento del eje virtual VA hacia los ejes reales RA se realiza después de la posición del rotor L en un momento, así como opcionalmente la posición prevista del rotor L en un momento posterior.
El equipo de control SE puede estar diseñado mediante un producto de programa informático, en donde el producto de programa informático está instalado en una unidad de procesamiento y se ejecuta en la unidad de procesamiento. La comunicación del equipo de control SE en forma de un producto de programa informático con los segmentos Seg individuales se realiza ventajosamente a través de una interfaz convencional como Ethernet, en particular una interfaz con capacidad de operar en tiempo real, y/u otra conexión por procesamiento de datos.
Para el suministro de tensión o suministro eléctrico de los segmentos Seg sirven preferentemente niveles de controlador que se controlan mediante el producto de programa informático.
Si un rotor L se mueve de un segmento Seg a un segmento Seg adyacente, entonces el equipo de control SE para el tiempo de la transición del rotor L asocia al eje virtual VA del rotor ambos ejes reales RA que están asociados a los segmentos implicados. Si el rotor L se mueve entonces adicionalmente sobre el segmento Seg, entonces al eje virtual VA se asocia el eje real RA en el que el rotor se mueve después de la transición.
La figura 2 muestra una forma de realización adicional del accionamiento lineal LA. También en este caso el accionamiento lineal LA presenta un equipo de control SE, una multitud de segmentos Seg, sobre los cuales se mueven una multitud de rotores L. El equipo de control SE está conectado con una multitud de unidades de control U. La conexión entre el equipo de control SE y la unidad de control U se realiza mediante una conexión por procesamiento de datos. El equipo de control transmite señales S a las unidades de control U. Cada unidad de control U está conectada adicionalmente con un segmento Seg. La unidad de control U sirve para la recepción de las informaciones de movimiento de los rotores en el segmento asociado. La información de movimiento corresponde a la especificación de un eje real RA. La unidad de control U presenta o un amplificador o un convertidor de corriente. El convertidor de corriente facilita una corriente alterna o una tensión alterna para el segmento Seg. Un amplificador facilita una tensión continua para una o varias bobinas de un segmento Seg.
El equipo de control SE presenta una entrada para una secuencia de movimiento BA. La secuencia de movimiento BA se especifica por ejemplo por un usuario. Preferentemente la secuencia de movimiento BA se averigua o se adapta nuevamente de manera continua. La secuencia de movimiento BA se transmite a un módulo funcional FM. El módulo funcional FM separa el movimiento de los rotores L individuales de la secuencia de movimiento BA. La secuencia de movimiento de un rotor individual L se pone a disposición de un eje virtual VA. El eje virtual VA transmite la información de la secuencia de movimiento BA al eje real correspondiente RA. La asociación del eje virtual VA a al menos un eje real RA se realiza de acuerdo con la posición del rotor L sobre el segmento Seg. El eje real RA es una reproducción de la señal S para la unidad de control U perteneciente al eje real RA. En una regulación del movimiento del al menos un rotor L se realiza una determinación de posición del rotor L. La posición del rotor L se retransmite ventajosamente al equipo de control SE y/o la unidad de control U. Una averiguación de la posición o de la velocidad del rotor se realiza mediante al menos un sensor. El sensor puede estar asociado a un segmento. La retransmisión de la posición del rotor L sobre los segmentos Seg a la unidad de control U y/o al equipo de control SE se simboliza mediante la dirección de las señales S hacia ambas direcciones. Una asociación de los ejes virtuales VA a los ejes reales RA se realiza de manera automatizada y sin que el usuario deba implicarse.
La figura 3 muestra una forma de realización adicional del accionamiento lineal LA. El accionamiento lineal LA es análogo al accionamiento lineal de la figura 2, en donde como característica adicional las unidades de control U se comunican entre sí directamente. La comunicación de las unidades de control U se realiza mediante una conexión técnica por procesamiento de datos. La conexión técnica por procesamiento de datos está simbolizada mediante dobles flechas entre las unidades de control U. Una conexión por procesamiento de datos de este tipo puede realizar una conexión de red, preferiblemente con capacidad de operar en tiempo real. La comunicación de la unidad de control U sirve para evitar interferencias en una transición de un rotor L de un segmento Seg a un segmento adyacente Seg. Mediante la conexión de datos pueden intercambiarse datos de posición de los rotores en los segmentos Seg.
La figura 4 muestra la posible estructura de un módulo funcional FM. El módulo funcional FM presenta entradas para una secuencia de movimiento de una estación de máquina así como una entrada para una secuencia de movimiento BA especificada por un usuario. El módulo funcional FM presenta al menos un módulo de entrada EM para la secuencia de movimiento de una estación de máquina MS. El módulo funcional FM presenta adicionalmente un módulo de entrada EM para la secuencia de movimiento BA especificada por el usuario. Los módulos de entrada EM están conectados con un módulo intermedio ZM. El módulo intermedio ZM sirve para constatar una soberanía de comando para las secuencias de movimiento en el accionamiento lineal.
Por una soberanía de comando se entiende si la secuencia de movimiento BA especificada por el usuario o una secuencia de movimiento BA especificada por la estación de máquina MS tiene prioridad en la ejecución.
El módulo intermedio ZM transmite la secuencia de movimiento BA que ostenta la soberanía de comando a un módulo de salida AM. El módulo de salida AM asigna a la secuencia de movimiento BA correspondiente el eje virtual VA. Las secuencias de movimiento BA para el eje virtual VA correspondiente se facilitan por el módulo funcional FM a los ejes virtuales VA en el equipo de control SE.
Para el formato de datos correcto de las secuencias de movimiento BA y/o de las especificaciones para el eje virtual VA el módulo funcional FM presenta opcionalmente elementos adicionales, por ejemplo una interfaz I. El módulo funcional FM es ventajosamente parte del equipo de control SE, en donde el equipo de control SE está previsto para el control de movimiento del accionamiento lineal LA. El módulo funcional FM puede estar configurado también mediante una parte del producto de programa informático y desarrollarse en una unidad de procesamiento.
Ventajosamente una comunicación del equipo de control con las unidades de control y/o la comunicación de las unidades de control entre si se realizan en tiempo real. Adicionalmente de manera ventajosa las conexiones de red, así como el equipo de control y/o las unidades de control presentan una opción a prueba de fallos (Fail-Safe).
La figura 5 muestra dos estaciones de máquina MS1, MS2 y un accionamiento lineal LA. El accionamiento lineal LA conecta la primera estación de máquina MS1 y la segunda estación de máquina MS2. La primera estación de máquina MS1 puede ser una instalación de llenado y la segunda estación de máquina MS2 puede ser una máquina de envasado.
El rotor L sirve para el transporte de mercancías o piezas de trabajo WS entre las estaciones de máquina MS1, MS2. El accionamiento lineal LA presenta segmentos Seg, un rotor L y un equipo de control SE.
El equipo de control SE sirve para el control o regulación del rotor L sobre los segmentos Seg. La secuencia de movimiento BA del rotor L puede especificarse mediante la primera estación de máquina MS1, mediante la segunda estación de máquina MS2 y/o por un usuario.
En el caso de que el rotor L se encuentre en una zona de influencia de una de las estaciones de máquina MS1, MS2, la estación de máquina MS1, MS2 correspondiente facilita la secuencia de movimiento BA para el equipo de control SE. El equipo de control SE controla o regula el movimiento del rotor L sobre los segmentos Seg.
La zona de influencia de la estación de máquina MS1, MS2 en el rotor está realizada ventajosamente mediante una asociación de segmentos Seg a la estación de máquina MS1, MS2. Así pueden estar asociados segmentos Seg individuales a una estación de máquina MS1, MS2. La estación de máquina MS1, MS2 especifica la secuencia de movimiento BA para los segmentos Seg que están asociados a ellos.
Entre la estación de máquina MS1, MS2 los rotores L pueden estar realizados por secciones también mediante una cinta transportadora, en lugar de segmentos Seg. En segmentos Seg individuales pueden controlarse o ejecutarse movimientos regulados de los rotores L. La regulación se realiza a este respecto ventajosamente mediante un sensor para determinar la posición del rotor L sobre el segmento Seg regulado. Como magnitud de regulación en el intervalo regulado sirve la posición del rotor L o la velocidad del rotor L.
La estación de máquina MS1, MS2 presenta ventajosamente reproductores de la estación de máquina MS1', MS2' en el equipo de control SE.
El equipo de control SE está realizado en este caso preferentemente como producto de programa informático. El producto de programa informático presenta los reproductores de las estaciones de máquina MS1', MS2' como bloques funcionales del producto de programa informático. En el ajuste de las señales S para las unidades de control U y/o los segmentos Seg, un módulo funcional FM sirve para seleccionar la secuencia de movimiento BA. O una reproducción de la estación de máquina MS1', MS2' o el usuario reproduce la secuencia de movimiento BA para un segmento.
Ventajosamente la selección de la secuencia de movimiento BA se realiza mediante el equipo de control SE o mediante el producto de programa informático.
Resumiendo, las realizaciones de la invención se refieren a un procedimiento para el control del movimiento de varios rotores L en un accionamiento lineal LA, un equipo de control SE, un accionamiento lineal LA, una máquina de producción o máquina de envasado así como un producto de programa informático. Para especificar el movimiento está previsto que un usuario o una estación de máquina especifique la secuencia de movimiento BA del equipo de control SE. La secuencia de movimiento BA especificada se asocia a ejes virtuales VA en particular con ayuda del producto de programa informático. La distribución de una secuencia de movimiento en ejes virtuales VA se realiza ventajosamente de manera automática. Los ejes virtuales VA se asocian en una etapa adiciona a ejes reales RA. Una unidad de control U, en particular un convertidor, controla el movimiento del rotor L sobre el segmento (Seg) del accionamiento lineal LA. La unidad de control U suministra al menos un segmento Seg con tensión o corriente eléctrica. Los segmentos Seg como parte del accionamiento lineal LA y movían por consiguiente los rotores L mediante las especificaciones de la secuencia de movimiento BA. Ventajosamente se realiza una asociación de este tipo de manera automatizada y se alivia al usuario en la especificación de la secuencia de movimiento BA.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para el control y/o regulación de un movimiento de rotores (L) en un accionamiento lineal (LA), en donde el accionamiento lineal (LA) está configurado para el transporte de mercancías o productos en una de varias estaciones de máquina (MS1, MS2) y de una estación de máquina (MS1) a una estación de máquina (MS2) adicional, en donde para el movimiento de los rotores (L) están previstos segmentos (Seg), en donde un equipo de control (SE) está configurado para el control o regulación del movimiento de los rotores (L) sobre los segmentos (Seg), en donde el accionamiento lineal en el equipo de control está configurado mediante las siguientes asociaciones:
- a una estación de máquina (MS1, MS2) respectiva está asociada en cada caso una estación, en donde una estación respectiva es una reproducción respectiva de una estación de máquina en el equipo de control,
- al rotor respectivo (L) está asociado un eje virtual (VA), en donde el eje virtual corresponde a una reproducción del movimiento del rotor respectivo en el equipo de control;
- al segmento respectivo (Seg) está asociado un eje real (RA), en donde el eje real (RA) respectivo se asocia a una unidad de control (U) respectiva y la unidad de control (U) controla el segmento respectivo (Seg),
en donde el procedimiento comprende las siguientes etapas de procedimiento:
- especificación de un perfil de movimiento para la estación respectiva,
- especificación de condiciones de entrada, en particular de un número previsto (N) de ejes virtuales (VA) para la estación respectiva,
- especificación de una sucesión/posición de ejes reales (RA),
- control o regulación de los rotores (L) del accionamiento lineal (LA), en donde los segmentos (Seg) se controlan o regulan mediante la especificación de los ejes reales (RA), en donde los ejes reales (RA) se averiguan a partir del eje virtual (VA) respectivo, en donde el eje virtual (VA) respectivo se averigua a partir del perfil de movimiento respectivo de la estación y de una sucesión de estaciones recorridas, en donde la sucesión de las estaciones recorridas - está especificada para los rotores (L),
- y/o se produce de tal modo que el eje virtual (VA) se asocia a una estación cuando la estación (Sl, S2) está preparada para la recepción de un número previsto (N) de ejes virtuales (VA) y el número previsto (N) de ejes virtuales (VA) se pone a disposición de la estación,
- en donde los ejes virtuales (VA), en particular de acuerdo con un orden especificado, se asocian en cada caso sucesivamente a las estaciones especificadas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde el eje virtual (VA) respectivo reproduce el movimiento del rotor respectivo (L) sobre un segmento (Seg) o varios segmentos (Seg).
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde al eje virtual (VA) respectivo se asocian varios ejes reales (RA).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde se acoplan al menos dos de los ejes virtuales (VA).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de control (U) respectiva presenta un convertidor y/o un amplificador y en donde la unidad de control (U) respectiva sirve para el suministro eléctrico del segmento respectivo (Seg).
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en donde los rotores (L) se transmiten de una cinta transportadora a los segmentos (Seg) y/o los rotores tras recorrer las estaciones de máquina (MS1, MS2) se reciben por una cinta transportadora.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde una secuencia de movimiento (BA) de los rotores (L) sobre el segmento (Seg) que está asociado a la estación de máquina (MS1, MS2) se especifica por la estación de máquina (MS1, Ms2).
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde una parte de los segmentos (Seg) está asociada a una de las varias estaciones de máquina (MS1, MS2)y en donde la una de las varias estaciones de máquina (MS1, MS2) especifica una secuencia de movimiento (BA) cuando un rotor (L) o varios rotores (L) están asociados a una zona de influencia de la estación de máquina (MS1, MS2).
9. Equipo de control (SE) para un accionamiento lineal (LA), con una entrada para una secuencia de movimiento (BA) de rotores respectivos (L) del accionamiento lineal (LA), con al menos una salida para una señal (S) para al menos una unidad de control (U), en donde el equipo de control (SE) está configurado para transformar la secuencia de movimiento (BA) en señales (S) para las unidades de control (U), en donde el equipo de control (SE) está configurado para la realización de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Producto de programa informático para la instalación y/o ejecución en una unidad de procesamiento, en donde el producto de programa informático comprende comandos que, en la ejecución del programa mediante la unidad de procesamiento, provocan que este ejecute el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8.
11. Accionamiento lineal (LA), que presenta una o varios segmentos (Seg), varios rotores (L), al menos una unidad de control (U) así como un equipo de control (SE),
- en donde un rotor respectivo de los varios rotores (L) está previsto para ejecutar una especificación de movimiento (BA) sobre los segmentos (Seg),
- en donde el segmento respectivo (Seg) está conectado con la unidad de control (U) respectiva,
- en donde la al menos una unidad de control (U) está conectada con el equipo de control (SE),
- en donde el equipo de control (SE) está configurado para facilitar señales para la unidad de control (U) respectiva que están previstas para el control del rotor respectivo de los varios rotores (L) sobre el segmento respectivo (Seg),
- en donde el segmento respectivo (Seg) opcionalmente está asociado a una estación de máquina (MS1), en donde el equipo de control (SE) está configurado de acuerdo con la reivindicación 9.
12. Accionamiento lineal (LA) de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el segmento respectivo (Seg) presenta tanto imanes permanentes como bobinas para generar un campo magnético y el campo magnético interactúa con el rotor.
13. Máquina de producción, máquina-herramienta o máquina de envasado que presenta varias estaciones de máquina (MS1, MS2), en donde las varias estaciones de máquina (MS1, MS2) están conectadas con un accionamiento lineal (LA) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 o 12.
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