NL8503543A - Besturingsinrichting voor een transportsysteem. - Google Patents

Description

PHN.11.598 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven "Besturingsinrichting voor een transportsysteem"

De uitvinding heeft betrekking op een besturingsinrichting voor een transportsysteem net welk transportsysteem werkstations en transportstatians samenwerken en waarmee produkten over een transport-dr ager volgens een te bepalen wijze langs een of meerdere werk- en/of 5 transportstaticns warden geleid en de werkstations via een datacarrmu-nicatiekanaal met elkaar kunnen ccntruniceren.

Een dergelijke besturingsinrichting is bekend uit het in de ΣΕΞ Proceedings (Vol. 132/ Pt. D, July 1985/ pp. 168-173) gepubliceerde artikel: "Intelligent interfaces for robots" van R.H. Westen et al.

10 Aan de fabricage van produkten wordt tegenwoordig veelvuldig de eis gesteld dat deze flexibel dient te gebeuren. Flexibel in die zin dat de taken van de werkstations (bijvoorbeeld robots) gemakkelijk gewijzigd kunnen worden teneinde een iets ander of een geheel ander produkt te vervaardigen. Behalve de flexibiliteit van de stations 15 cp zich dient echter ook het systeem zelf, als kembinatie van werk- en transports taticns en transportsysteem flexibel te zijn.

De laatste jaren hebben laten zien dat er - onafhankelijk van elkaar - een grote verscheidenheid min of meer aan geautomatiseerde subsystemen werd ontwikkeld. Indien echter bijvoorbeeld een robot 2Q gekoppeld dient te werden aan een transportsysteem of aan een produktie-planning-systeem blijkt inpassing niet altijd gemakkelijk mogelijk.

Dit werd onder andere veroorzaakt door het feit dat de subsystemen geen gemeenschappelijke informatie-uitwisselingsprocedure bezit of, meer algemeen gesteld, er ontbreekt overeenstemming over de wijze 25 van reaktie qp eikaars infonratiesignalen. Het gevolg daarvan is dat het produktiesysteem is cpgebouwd uit een aantal " autematiserings-eilanden". Dit leidt ertoe dat sarmige systemen afhankelijk blijven van menselijke interventie (bijvoorbeeld de operator van een numeriek-bestuurde gereedschapsmachine). In andere zogenaamde supervisor 30 systemen voor robots leidt dat ertoe dat indien de robot vervangen wordt door een robot van een ander type, het supervisor systeem eveneens gewijzigd dient te worden.

In deze en dergelijke gevallen zijn bovendien de taken die K . * ... -- tr$ · *·? __MëÊ « +' c» PHN.11.598 2 nodig zijn cm de produktie te besturen niet duidelijk van elkaar afgegrensd en gescheiden waardoor het relatiepatroon tussen de subsystemen ingewikkelder wordt dan noodzakelijk is.

De uitvinding beoogt een besturings inrichting voor een g transportsysteem te verschaffen dat bovengenoemde nadelen niet bezit en dat het in het bijzonder mogelijk maakt individuele subsystemen te wijzigen met een minimum aan konsekwenties voor het systeem in zijn geheel. De besturings inrichting voor een transportsysteem van het in de aanhef vermelde type is daardoor gekenmerkt, dat de werk-1Q stations elk een werkstationbesturings inrichting en een transport-station bevatten, dat de transportstations tenminste een cpneem- en verplaatsingsinrichting en, eventueel, een produktgeleidingsinrichting en een router ings inrichting bevatten en dat de genoemde inrichtingen in deze volgorde - hiërarchisch gezien van hoog tot laag - met elkaar 15 gekoppeld zijn, dat de router ings inrichtingen behorend tot werkstations en transportstations via een datacommunicatiekanaal met elkaar verbonden zijn in hoofdzaak voor het uitwisselen van boodschappen de routering van de produkten betreffend, dat de produktgeleidings inrichtingen behorend tot werk- en transportstations via een verdere datacommunicatie-2fl kanaal met elkaar verbonden zijn in hoofdzaak voor het uitwisselen van boodschappen de produktenvolgorde en -congestie betreffend, dat de inrichtingen die tot één station behoren elk een deel van een produkt-label communicatiekanaal bevatten, waarbij boodschappen van een inrichting die zich het hoogst in de stationshiërarchie bevindt worden overgedragen naar de inrichting die zich het laagst in de stationshiërarchie bevindt (de opneem- en verplaatsingsinrichting) en vice versa, dat de produkten ingericht zijn voor het dragen van informatie-bevattende labels, dat de boodschappen die naar de cpneem- en verplaatsingsinrichting via het produktlabelcommunicatiekanaal worden overge-dragen op het label worden geschreven en het produkt met het label over de transportdrager wordt geleid naar een volgend station alwaar de informatie op de label wordt uitgelezen door de opneertt- en verplaatsingsinrichting van dat station en de daarin vervatte boodschappen aan het produktlabel communicatiekanaal worden toegevoerd en aan de betreffende inrichtingen van dat station van laag tot hoog in de 35 hiërarchie worden geleid.

De uitvinding zal met behulp van de figuren nader worden toegelicht waarbij de met gelijke verwijzingssyiribolen in de figuren ^ - λ “1 .··. r) C v ·· ··- *' ' 4......lil' ' PHN.11.598 3 aangeduide delen identiek zijn. Daarbij toont: figuur 1 een blokschema van een transpcrteysteembesturing overeenkomstig de uitvinding; figuur 2 een bovenaanzicht van (een deel van) een traject van een transpcartdrager; 5 figuur 3 een blokschema van een produktlabel ccnmmicatie-kanaal voor toepassing in het transportsysteem volgens figuur 1; figuur 4 een schematisch overzicht van de conmmicaties tronen in een transportsysteem volgens figuur 1.

In figuur 1 is een deel van een intern transport- en fabricagesysteem funkticneel weergegeven. Via een transportdrager 10 warden produkten (niet getoond) al dan niet op een produktdrager via een nader te specificeren route over de transportdrager 10 geleid. Bij de transportdrager 10 zijn een aantal werkstations A, D opgesteld die tot taak hebben bewerkingen uit te voeren aan of op de produkten en de route van de produkten aan te geven en de verplaatsing van de produkten te besturen. Onder "bewerkingen" wordt verstaan het gehele scala van monteren (schroeven, lijmen, solderen, enzovoorts) verspanen, meten, afregelen, opslaan, enzovoorts. De transportdrager (bijvoorbeeld een 2q goot met een bewegende rand) zal in het algemeen een lay-out hebben die is aangepast aan de bewerkingen die het produkt dient te ondergaan. Bij wijze van voorbeeld wordt voor de verdere beschrijving uitgegaan van een lay-out als in bovenaanzicht is weergegeven in figuur 2. Verder zijn bij de transportdrager 10 een aantal transpcrt-stations B, C opgesteld die tot taak hebben het mechanische deel van het transportsysteem zodanig te besturen dat produkten van het ene werkstation naar het andere bewegen. De werkstations A, D zijn in het algemeen zo ingericht dat deze funkties op identieke wijze door hen eveneens werden uitgevoerd.

Werkstations A, D en transportstations B, C zijn daartoe 30 cpgebouwd uit dezelfde delen net dien verstande dat de transportstations niet allen geheel uitgebouwd behoeven te zijn. De laatstgenoemde stations bevatten allen tenminste een opneem- en verplaats ings inrichting 15.

^ De cpneem- en verplaats ings inrichting 15 heeft tot taak te signaleren dat een produkt is aangekomen, eventuele informatie op (een label op) een produkt te lezen, en krachten te genereren die, overgebracht op een produkt , het produkt in de gewenste stand brengen of t. ~ * PHN.11.598 4 de gewenste verplaatsing in de juiste richting doen ondergaan. De opneem- en verplaats ingsinrichtingen kunnen "standaard verplaatsingen" veroorzaken, namelijk de meest primitieve (ondeelbare) verplaatsingen die uitgevoerd kunnen warden. Praktische voorbeelden van dergelijke 5 standaard verplaatsingen zijn optillen, roteren en transleren.

De besturing van de standaard verplaatsingen vindt plaats door de produktgeleidingsinrichtingen 16. Elk produkt wordt onderworpen aan een serie van een of meerdere standaard verplaatsingen teneinde een produkt te verplaatsen van een knooppunt in het transportsysteem 10 naar een volgend knooppunt. Een knooppunt is een punt waar een produkt meer dan een weg opgestuurd kan worden, en/of waar een produkt kan worden gestopt omdat het op zijn plaats van bestemming is of omdat andere produkten moeten voorgaan.

Doordat de produktgeleidingsinrichtingen 16 de standaard 15 verplaatsingen individueel kunnen besturen, kan de geografische verdeling van de produkten op de transportdrager 10 beheerst worden en kunnen opeenhopingen van produkten op bepaalde trajecten of botsingen van produkten vermeden worden.

De produktgeleidingsinrichtingen 16 kunnen bovendien tot taak 2q hebben te controleren of de volgorde van produkten getransporteerd tussen twee knooppunten gehandhaafd blijft. Deze kan namelijk verstoord warden door toevallige of illegale verwijderingen van produkten uit het transportsysteem. Een mogelijke manier cm dit te controleren is het toekennen van volgorde nummers aan produkten, en te controleren 25 of déze nummers tesamen met produkten in vobprde binnenkomen.

De verplaatsing van produkten tussen twee knooppunten is weliswaar een noodzakelijke funktie, maar het is in het algemeen niet de enige. Het kan nodig zijn dat een produkt bewerkingsstations aandoet die niet allemaal en in de juiste volgorde gekoppeld zijn aan een transportsysteem zander vertakkingen (waardoor alternatieve routes

OU

zouden ontstaan).

Om dit soort problemen aan te kunnen zijn sommige stations (A, C, D) voorzien van een routeringsinrichting 17. Nadere details over de routeringsinrichting 17 zullen later worden behandeld.

35 De werkstations A, D bevatten voorts een bewerkingsinrichting 18 (het werkstation in engere zin) en een besturing daarvan 19.

De bewerkings inrichtingen 18 voeren operaties (processen genaamd) uit die de geometrische, chemische of fysische staat van de produkten 8503543 HJN.11.598 5 wijzigen of voeren operaties uit als het meten aan of het opslaan van produkten. De produkten worden aan de bewerkingsinrichting "aangeboden" via de reuterings inrichting 17 en warden na afloop van de bewerking voor verder transport veer "overgedragen" aan de reuteringsinrichting.

5 De besturing 19 van de bewerkings inrichtingen 18 bepaalt welke operatie (s) de bewerkings inrichting dient uit te voeren en op welk tijdstip zulks dient te geschieden. Cto die taak flexibel te kunnen uitvoeren is het noodzakelijk dat de besturingen 19 met elkaar kunnen ccnnuniceren. Daartoe zijn alle besturingen gekoppeld met een data-10 carmnnicatiekanaal 20, dat bijvoorbeeld deel uitmaakt van een zogenoemd, cp zichzelf bekend, local area network. Zodoende kan een besturing 19 van een gegeven bewerkings inrichting 18 aan een andere besturing 19 opdragen cm bepaalde produkten aan te leveren. Behalve dat kunnen de besturingen 19 ook boodschappen uitwisselen met het doel opdrachten 15 te krijgen voor hun bewerkings inrichtingen. Verder kunnen ook boodschappen warden overgedragen die betrekking hebbel cp produktie-gegevens, testrapparten, enzovoorts.

Behalve met een elektronische communicatiemogelijkheid via ccnnunicatiesysteem 20 wordt het intern transportsysteem ook uitgerust 2q met een fysiek communicatiesysteem namelijk communicatie door het aanbrengen van bijvoorbeeld al dan niet beschrijfbare labels op de produkten. De informatie op het label kan bijvoorbeeld in een staaf code of in een magnetische strip warden vastgelegd. In principe kunnen zowel de opneem- en wr^aiangs inrichtingen 15, als de produktgeleidings-25 inrichtingen 16 en de router ingsinrichtingen 17 gébruik maken van dit fysieke communicatiesysteem. Het is daarenboven ook mogelijk de bewerkings inrichting 18 en de besturing 19 eveneens van het fysieke communicatiesysteem gébruik te laten maken. In het geval alle inrichtingen gebruik maken van het fysieke ccnnunicatiesysteem is de gang van zaken 30 als volgt (figuur 3).

Bewerkings inrichting 18& draagt bepaalde produkt informatie (21) (bijvoorbeeld test data) over aan de reuteringsinrichting 17A terwijl de besturing 19 aan de routeringsinrichting het adres (22) specificeert waarnaar het produkt dient te worden getransporteerd. De routerings-35 inrichtingen bepalen vervolgens de géhele of gedeeltelijke route volgens welke het specifieke produkt door het transportsysteem geleid dient te worden en voegt een routebeschrijving toe aan de informatie (21, 22) van de bewerkings inrichting en -besturing.

8503 5 4 3 ^ ^ ·· PHN.11.598 6

Deze gegevens worden overgedragen aan de produktgeleidings-inrichting 16A die kan besluiten hieraan eigen besturings informatie toe te voegen zoals bijvoorbeeld een nummervolgorde voor de produkten ten behoeve van controle van de volgorde van aankomst van de produkten.

5 De aldus uitgebreide streng van gegevens (24) wordt overgedragen aan de opneerar- en bedieningsinrichting 15A. Ook kan deze eigen informatie toevoegen zoals bijvoorbeeld extra, redundante data voor foutenherkenning en -herstel. De gehele, totale streng van informatie (29 wordt vervolgens door de opneem- en verplaatsingslnrichting in een of andere 1Q vorm overgedragen aan het produkt. Het produkt wordt vervolgens getransporteerd via transportdrager 10 en door de volgende opneem- en verplaats ings inrichting die door het produkt wordt "bezocht" (15D) zal de medegevoerde informatie uitgelezen worden waarna - in omgekeerde volgorde - elke inrichting het hem betreffende informatiedeel uit de 15 streng verwijdert.

In sommige gevallen verdient het de voorkeur dat ook de reuter ings inrichtingen (net als de besturing van de bewerkingsinrichting) over een tweede, elektronisch communicatiekanaal bezitten. In dat geval worden de routerings inrichtingen 17A, 17C en 17D (figuur 1) 2Q verbonden met een communicatiekanaal 26* De router ings inrichtingen 17 wisselen via het communicatiekanaal 26 boodschappen uit met elkaar, bijvoorbeeld ter bepaling van de optimale route van elk produkt door het transportsysteem waarbij rekening gehouden kan worden met de bezettingsgraad van de stations en de beschikbaarheid van routes 25 en alternatieve routes.

Samenvattend kan opgemerkt worden dat het intern transportsysteem eventueel over de volgende communicatiemiddelen kan beschikken: (a) een (elektronisch) communicatiekanaal (20) tussen de besturingen 19 van de bewerkingsinrichtingen 18 van de betreffende stations (A, D) ; (b) een (elektronisch) communicatiekanaal· (26) tussen de router ings-

Ou inrichtingen 17 van de betreffende stations (A, C, D) ; (c) een (elektronisch) communicatiekanaal (27) tussen de produktgelei-dingsinrichtingen (16) van de betreffende stations (A, B, C, D); (d) een produktlabel communicatiekanaal (21, 22, 23, 24, 25 in figuur 3) voor het overdragen van gegevens die met het produkt worden ge- 00 transporteerd; en (e) een fysiek communicatiekanaal (10) waarbij de informatie is aangebracht op het produkt en via de produktdrager (10) naar de bestem- .. ; j j o 4 a EHN.11.598 7 ming(en) wordt getransporteerd.

Ter verdere verduidelijking van het gebruik van deze cotiruni-catiemiddelen en van de informatiestrcnen zal thans aan de hand van figuur 4 een en ander worden toegelicht. Werkstation A is daarbij 5 gedacht als te zijn Ingericht als meetstation terwijl werkstation B een reparatiestaticn representeert. De pijlen in figuur 4 duiden aan in welke richting transport van informatie plaatsvindt terwijl de bijgeschreven letter betrekking heeft op de toelichting die daarop hieronder gegeven wordt.

10 (a) De bewerkingsinrichting 18A informeert de besturing 19A dat de bewerking van het produkt gereed gekomen is. Verder deelt het werkstation A (dat een teststation is) mee dat het testresultaat negatief is (boodschap 1); (b) De besturing 19A deelt aan de routerings inrichting mede naar welk 15 adres (bijvoorbeeld werkstation) het produkt gezonden dient te worden. Veronderstel dat het produkt naar het reparatiestaticn D gezonden dient te worden. Cp bijvoorbeeld een magnetische label, dat wordt bevestigd qp het produkt, zal het testresultaat van het produkt vermeld worden.

20 (c) De bewerkingsinrichting draagt ter verdere afwikkeling het beheer van het produkt en zijn label over aan de router ings inrichting 17. De router ings inrichting bepaalt vervolgens aan de hand van het ontvangen adres de route volgens welke het produkt en zijn label naar het opgegeven adres getransporteerd kan worden.

25 (d) De reuter ings inrichting 17A kunnen hiertoe berichten uitwisselen met andere rcuteringsinrichtingen 17, C, 17D teneinde het optimale pad te bepalen. Bijvoorbeeld rapporteert reuter ings inrichting 17A aan router ings inrichting 17C welke produkten het heeft gezonden naar station C. Routeringsinrichting 17C meldt terug welke produkten het heeft ontvangen. Zodoende kan routeringsinrichting 17A bepalen hoeveel produkten cp de transportdrager 10 aanwezig zijn tussen station A en C. Veronderstel dat de routeringsinrichting bepaalt dat het produkt via station 3 naar station 4 gezonden dient te worden. De boodschap die door de routeringsinrichting gegenereerd 35 wordt is bijvoorbeeld: "produkt nummer X, transporteer naar D via C" (boodschap 2).

(e) De routeringsinrichting 17A draagt aan de produktgeleidingsinrichting 16A de totale boodschap over (de boodschappen 1 en 2).

.-.343 PHN.11.598 8 ♦ - m

De funktie van de produktgeleidingsinrichting 16A is bijvoorbeeld cm het produkt een volgorde nuiimer te geven (boodschap 3). Indien produktgeleidings inrichting 16B via communicatiekanaal 27 aan produktgeleidings inrichting 16A de volgende nummers laat weten g dan kan deze laatste vaststellen of alle produkten tijdig bij 16B gearriveerd zijn en in de volgorde waarin. Treedt er congestie cp dan kan produktgeleidings inrichting 16A het transport van verdere produkten naar station B (of C) stopzetten.

(f) De produktgeleidings inrichting 16A draagt opneem- en verplaatsings-inrichting 15 op het produkt en de boodschappen 1, 2 en 3 over te dragen naar station B. Door de qpneem- en verplaats ings inrichting worden verder bijvoorbeeld foutbeveiligingsmaatregelen getroffen. Bijvoorbeeld wordt aan de boodschap redundante informatie toegevoegd (boodschap 4) waardoor fouten in het schrijven of lezen 15 van het label gedetekteerd of zelfs gecorrigeerd kunnen worden.

(g) Het produkt voorzien van de boodschappen 1 tot en met 4 wordt via transportdrager 10 getransporteerd. Dit betekent dat nadat door een schrijf inrichting die deel uitmaakt van de opneem- en verplaatsings-inrichting 15 alle boodschappen op het (bijvoorbeeld magnetische) 2q label zijn geschreven, het produkt inclusief het beschreven label wordt overgedragen.

(h) Het produkt met zijn label arriveren bij de opneem- en verplaat-singsinrichting 15B alwaar bijvoorbeeld via een nabijheidsdetektor en een lees inrichting het label wordt uitgelezen van het gearri- 2g veerde produkt. De inrichting 15B inspekteert de uitgelezen data en corrigeert eventueel, de data gebruik makend van de redundantie.

(i) De relevante gegevens uit de ontvangen boodschap worden overgedragen naar de produktgeleidings inrichting 16B. Voor de produktgeleidings-inrichting 16B is met name de boodschap 3 betreffend de volgorde 30 nummers van belang.

(j) De produktgeleidingsinrichting 16B zendt een boodschap over het datacommunicatiekanaal naar produktgeleidingsinrichting 16A waarmee de aankomst van het produkt wordt gemeld, zodat produktgeleidingsinrichting 16A weet dat het transport van A naar B foutloos is 35 verlopen.

Het produkt moet nu naar station C. Via boodschappen over een datacommunicatiekanaal weet produktgeleidingsinrichting 16B dat het transportsysteem tussen stations B en C correct funktioneert .,0*3 t FHN.11.598 9 en het produkt kan met bijvoorbeeld dezelfde volgorde rammers (boodschap 3) overgedragen warden naar station C. Deze werkwijze wordt verder vervolgd totdat het produkt tenslotte bij station D arriveert en de boodschappen 1 tot en net 4 aan de betreffende 5 inrichtingen 15D, 16D, 17D, 18D en 19D worden overgedragen.

In de figuren 1, 3 en 4 zijn de besturingen 19 gedistribueerd weergegeven. Dit is evenwel niet essentieel: evenzeer kan gebruik gemaakt worden van een centrale besturing waartoe alle bewerkings-inrichtingen 18 toegang hebben.

IQ De besturingsinrichting voor het transportsysteem bezit onder meer de volgende voordelen: - cpen-endedness: de besturing laat toe dat het transportsysteem uitgebreid of ingekrcrrpen wordt.

- on-line verandering: de besturing laat toe dat de lay-out van het 15 transportsysteem veranderd wordt, terwijl de rest van het transport- ' systeem operationeel blijft.

- fout-tolerantie: delen van een transportsysteem mogen uitvallen of gerepareerd worden zonder dat het totale transportsysteem uitvalt en de grote delen van de produktie stilstaan.

2Q - overzichtelijke, gestructureerde en daardoor gemakkelijk onderhoudbare besturingsprogramma's.

- standaardisatie van grote delen van de funktionaliteit van het besturingssysteem waardoor bijvoorbeeld een groot deel van de besturing gehandhaafd blijft op het narent dat bijvoorbeeld voer 25 een ander mechanisch deel van het transportsysteem wordt gekozen.

30 35 ::-3343

Claims (2)

1. Bestur ings inrichting voor een transportsysteem met welk transportsysteem werkstations en transportstations samenwerken en waarmee produkten over een transportdrager volgens een te bepalen wijze 0 langs een of meerdere werk- en/of transportstations warden geleid en de werkstations via een datacomrrunicatiekanaal met elkaar kunnen communiceren,met het kenmerk, dat de werkstations elk een werkstations-besturingsinrichting en een transportstation bevatten, dat de transportstations tenminste een opneem- en verplaatsingsinrichting en, eventueel, een produktgeleidings inrichting en een router ingsinrichting bevatten en dat de genoemde inrichtingen in deze volgorde -hiërarchisch gezien van hoog tot laag - met elkaar gekoppeld zijn, dat de router ings inrichtingen behorend tot werkstations en transportstations via een datacommunicatiekanaal met elkaar verbonden zijn in hoofdzaak 15 voor het uitwisselen van boodschappen de loutering van de produkten betreffend, dat de produktgeleidings inrichtingen behorend tot werk- en transportstations via een verder datacommunicatiekanaal met elkaar verbanden zijn in hoofdzaak voor het uitwisselen van boodschappen de 2Q produktenvolgorde en -congestie betreffend, dat de inrichtingen die tot één station behoren elk een deel van een produktlabel communicatiekanaal bevatten, waarbij boodschappen van een inrichting die zich het hoogst in de stationshiërarchie bevindt, worden overgedragen naar de inrichting die zich het laagst in de stationshiërarchie bevindt (de qpneem- en verplaatsingsinrichting) en vice versa, dat de produkten 25 ingericht zijn voor het dragen van informatie-bevattende labels, dat de boodschappen die naar de qpneem- en verplaats ings inrichting via het produktlabel communicatiekanaal worden overgedragen, op het label worden geschreven en het produkt met label over de transportdrager wordt geleid naar een volgend station alwaar de informatie cp de label wordt uitgelezen door de opneem- en verplaatsingsinrichting van dat station en de daarin bevatte boodschappen aan het produktlabel communicatiekanaal worden toegevoerd en van de betreffende inrichtingen van dat station van laag tot hoog en de hiërarchie warden geleid.

2. Besturingsinrichting voor een transportsysteem volgens 35 conclusie 1, met het kenmerk, dat de opneem- en verplaatsingsinrichting de informatie cp het produktlabel codeert met gebruikmaking van een fouten-detekterende en/of -corrigerende code. - > ; . * Λ r]