SE541100C2 - Verktyg för bearbetning av ett arbetsstycke och metod för utbyte av data mellan anordningar i en automatiseringsanläggning. - Google Patents

Abstract

Ett verktyg (20) för bearbetning av ett arbetsstycke och en metod för utbyte av data mellan anordningar (10, 20, 30) i en automatiseringsanläggning (1) tillhandahålls. Verktyget (20) omfattar en sändare (21) för sändning av data till en anordning (10, 30) i automatiseringsanläggningen (1) och en mottagare (21) för mottagning av data från en anordning (10, 30) i automatiseringsanläggningen (1) , där sändaren och mottagaren är utformad för sändning och mottagning av data i realtid.

Description

VERKTYG FÖR BEARBETNING AV ETT ARBETSSTYCKE OCH METOD FÖR UTBYTE AV DATA MELLAN ANORDNINGAR I EN AUTOMATISERINGSAN LÄGGNING Beskrivning Föreliggande uppfinning avser ett verktyg för bearbetning av ett arbetsstycke och en metod för utbyte av data mellan anordningar i en au to matise ringsanläggning.

I EP 2 072 192 A1 visas en styrmodul för elektriska verktyg och/eller elektriska apparater. Styrmodulen har en mikrokontroller och minst ett gränssnitt som styrmodulen kan anslutas till ett elektriskt verktygs/en elektrisk apparats elektronik med på ett sådant sätt att det går att utbyta data mellan mikrokontrollern och elektroniken.

I en automatiseringsanläggning, till exempel ett tillverkningsband för fordon, möbler osv., används i regel ett stort antal anordningar, i synnerhet handhållna eller stationära verktyg, robotar, svetssystem, logistik osv.. I samband med detta finns det eventuellt ett behov för en anordning, till exempel ett skruvverktyg, ett svetsverktyg osv., att kommunicera eller utbyta data med en annan anordning i automatiseringsanordningen med hjälp av en enkel metod.

I hittillsvarande system krävs det för det mesta väldigt många komponenter för datautbyte i en automatiseringsanläggning, till exempel extra kommunikationsanordningar eller styrdatorer. Enbart på grund av detta är systemet inte bara mycket komplext utan även förbundet med jämförelsevis höga kostnader. Dessutom är systemet desto mer känsligt för störningar på grund av det ökande antalet komponenter. Till detta kommer att en kommunikationsanslutning till styrdatorn är en förutsättning. Som en följd av detta krävs det en extra koppling av datorn till automatiseringsanläggningens anordningar.

Ytterligare ett problem är att kommunikationen vid hittillsvarande system är mycket tidsintensiva.

Det är därför föreliggande uppfinnings uppgift att tillhandahålla ett verktyg för bearbetning av ett arbetsstycke och en metod för utbyte av data mellan anordningar i en automatiseringsanläggning som kan lösa ovan nämnda problem. I synnerhet ska ett verktyg för bearbetning av ett arbetsstycke och en metod för utbyte av data mellan anordningar i en automatiseringsanläggning tillhandahållas som möjliggör ett enkelt och snabbt datautbyte och som är ekonomiskt fördelaktigt både när det gäller anskaffning och drift.

Denna uppgift löses av ett verktyg för bearbetning av ett arbetsstycke enligt krav 1.

Fördelaktiga ytterligare utformningar av verktyget presenteras i de underordnade kraven.

Med den enkla utformningen av det verktyg som beskrivs i kraven realiseras att en snabb och säker kommunikation samt ett snabbt och enkelt datautbyte mellan batteridrivna, handhållna, mätande verktyg, till exempel skruvsystem, och andra anordningar i en automatiseringsanläggning kan genomföras även utan extra komponenter, till exempel en extra styrenhet eller en styrdator (PLC) osv.. Kommunikationen eller datautbytet är dessutom utformat på ett sätt som sparar mycket ström.

Kommunikationen för det verktyg som beskrivs i patentkraven kan dessutom utföras i realtid.

Följaktligen tillhandahålls med det i patentkraven beskrivna verktyget en mycket enkel och ekonomiskt fördelaktig möjlighet till datautbyte med en annan anordning i en automatiseringsanläggning. Det krävs bara några få komponenter för datautbyte eftersom det inte behövs några extra kommunikationsanordningar eller styrdatorer. Tack vare detta är systemet dessutom mycket störningsokänsligt och kräver väldigt lite underhåll.

Dessutom krävs det för det i patentkraven beskrivna verktyget inte längre någon separering mellan klient och server eller master och slav vid den aktuella metoden.

Verktyget kan vara en anordning i en automatiseringsanläggning som har minst två anordningar.

I automatiseringsanläggningen är ett nätverk av en kommunikationsanordning av valfritt slag möjlig så länge de krav som beskrivs här uppfylls. Följaktligen är automatiseringsanläggningen enkel att anpassa till ändrade konfigurationer.

Uppgiften löses dessutom genom en metod för utbyte av data mellan anordningar i en automatiseringsanläggning enligt patentkrav 8.

Metoden uppnår samma fördelar som tidigare har presenterats när det gäller verktyget.

Ytterligare möjliga implementeringar av uppfinningen omfattar dessutom icke explicit nämnda kombinationer av de ovan eller nedan beskrivna kännetecknen eller utförandeformerna när det gäller utförandeexemplen. Därvidlag kommer en fackman dessutom att lägga till enstaka aspekter som förbättringar eller kompletteringar av respektive grundform av uppfinningen.

Nedan beskrivs uppfinningen närmare med hänvisning till den bifogade ritningen och baserat på utförandeexemplen. Den visar: Fig. 1 en illustration av en automatiseringsanläggning med två anordningar enligt ett första utförandeexempel.

I figuren har likadana element eller element med lika funktion försetts med samma referensbeteckning om inte något annat anges.

Fig. 1 visar en automatiseringsanläggning 1 med en svetsrobot 10, ett verktyg 20 och en logistik 30. Svetsroboten 10, verktyget 20 och logistiken 30 är anordningar i automatiseringsanläggningen 1.

Automatiseringsanläggningen 1 är exempelvis ett tillverkningsband för fordon, möbler osv. Automatiseringsanläggningen 1 är dock inte begränsad till detta. Svetsroboten 10, verktyget 20 och logistiken 30 används i automatiseringsanläggningen 1 och de är anordningar i automatiseringsanläggningen 1. Svetsroboten 10, verktyget 20 och logistiken 30 kan kommunicera eller utbyta data med varandra med hjälp av radioförbindelserna 40, 41, 42 vilket beskrivs närmare nedan.

I fig. 1 har svetsroboten 10 en radiomodul 1 1 och en svetsanordning 12, som exempelvis kan användas för svetsning av arbetsstycken, i synnerhet karossdelar till ett fordon.

Verktyget 20 i fig. 1 är ett verktyg 20 som ska hållas i en användares hand, som nedan betecknas som ett handhållet verktyg 20 eller helt enkelt som verktyg 20. Verktyget 20 är till för bearbetning av ett arbetsstycke som inte illustreras. Verktyget 20 är i synnerhet ett svetsverktyg eller ett nitverktyg. Verktyget 20 är dock inte begränsat till detta. Verktyget 20 kan dessutom exempelvis användas för skruvning, borrning eller fräsning osv..

I fig. 1 har verktyget 20 en radiomodul 21, ett vinkelhuvud 22, en växel 23, en motor 24, en vinkelgivare 25, en drivelektronik 26, ett uppladdningsbart eller ett icke uppladdningsbart batteri 27 samt en styr- och visningsenhet 28.

Dessutom har logistiken 30 i fig. 1 en radiomodul 31 och ytterligare komponenter som inte beskrivs närmare här.

Radiomodulerna 11, 21, 31 är alla utformade på ett sådant sätt att en antenn är integrerad i dem som fungerar som sändare och mottagare av radiosignaler. En radiosignal kan överföras mellan två eller flera av anordningarna i automatiseringsanläggningen 1, dvs. svetsroboten 10, verktyget 20 och logistiken 30. Med en eller flera radiosignaler kan data överföras mellan anordningarna i automatiseringsanläggningen 1, dvs. svetsroboten 10, verktyget 20 och logistiken 30. Dessa data kan exempelvis vara mätdata som verktyget 20 skickar till svetsroboten 10. Dessa data kan exempelvis också vara mätdata som verktyget 20 tar emot från svetsroboten 10. Verktyget 20 och/eller svetsroboten 10 kan således även betecknas som mätande anordningar. Verktyget 20 är i synnerhet ett batteridrivet, handhållet, mätande verktyg 20.

I automatiseringsanläggningen utförs enligt föreliggande utförandeexempel en enkel metod för direkt kommunikation eller för datautbyte mellan anordningarna i automatiseringsanläggningen 1, dvs. svetsroboten 10, verktyget 20 och logistiken 30. Kommunikationen eller datautbytet äger rum i realtid. Realtid innebär här att kommunikationen eller datautbytet äger rum i enlighet med den mänskliga förnimmelsen under den faktiska tiden, dvs. i realtid. Den tid som krävs av radiomodulerna 11, 21, 31 för att utföra kommunikationen eller datautbytet uppfattas härvid inte som en fördröjning. Radiomodulerna 11. 12, 31 arbetar och/eller reagerar alltså inom en mycket liten angiven tidsram.

Vid metoden enligt föreliggande utförandeexempel för metoden utbyts data mellan anordningarna 10, 20, 30 i automatiseringsanläggningen 1. I samband med detta skickas exempelvis data till radiomodulen 1 1 och därmed till roboten 11 från verktyget 20 med hjälp av radiomodulen 21 via kommunikationsförbindelsen 41. Roboten 10, närmare bestämt dess radiomodul 11, tar emot de data som skickas från verktyget 20. Som tidigare nämnts utförs kommunikationen, alltså sändningen och mottagningen av data, i samband med detta i realtid. Dessa data kan exempelvis begäras av roboten 10 vid en styrning av svetsanordningen 12.

På ett liknande sätt kan data utbytas mellan radiomodulerna 11, 31 och därmed roboten 10 och logistiken 30 i realtid via kommunikationsförbindelsen 40. På ett liknande sätt kan data utbytas mellan radiomodulerna 21, 31 och därmed verktyget 20 och logistiken 30 i realtid via kommunikationsförbindelsen 42.

Med den ovan beskrivna metoden blir kommunikationen eller datautbytet och därmed de utbytta data tillgängliga snabbt. För detta används ett normerat realtidkapabelt protokoll med små datapaket, till exempel ett kompakt fältbussprotokoll. I detta sammanhang handlar det om ett mycket enkelt protokoll. Med den snabba tillgängligheten säkerställs att anordningarna i automatiseringsanläggningen 1, alltså svetsroboten 10, verktyget 20 och logistiken 30, är redo för användning mycket snabbt.

Sammanfattningsvis äger ett datautbyte i realtid rum i automatiseringsanläggningen 1, som helst är radiobaserat, för synkronisering mellan verktyg, i synnerhet handhållna, möjligen batteridrivna, skruvverktyg, skruvspindlar, nitverktyg mellan verktygen inbördes och mellan de ovan nämnda verktygen liksom mellan andra anordningar i automatiseringsanläggningen, till exempel roboten 10, svetsanordningen 12, stationära skruvsystem och liknande, eventuellt med inkoppling av infrastrukturen på det sätt som exempelvis visas i fig. 1.

Enligt ett andra utförandeexempel används kommunikationen i automatiseringsanläggningen 1 för att övervaka flera anordningar 10, 20, 30, i synnerhet samtidigt. Härvidlag kan i synnerhet roboten 10 och verktyget 20 styras med utgångspunkt från samma data. Tack vare detta kan anordningarna 10, 20, 30 exempelvis synkroniseras. Dessutom kan flera anordningar 10, 20, 30 i automatiseringsanläggningen 1 konfigureras samtidigt. För övrigt är automatiseringsanläggningen 1 enligt detta utförandeexempel utförd på samma sätt som i det första utförandeexemplet.

Enligt ett tredje utförandeexempel är åtminstone några av anordningarna 10, 20, 30 utformade på ett sådant sätt att de fungerar både som klient och som server eller som master och slav. Därigenom kan den i enlighet därmed utformade anordningen av anordningarna 10, 20, 30 arbeta som gateway, router och åtkomstpunkt (access point). Följaktligen kan de motsvarande anordningarna inte bara själva skicka och ta emot data utan även vidarebefordra data till andra anordningar 10, 20, 30 i automatiseringsanläggningen 1.

På detta sätt kan nätets omfattning eller de enskilda radioförbindelsernas räckvidd ökas i föreliggande utförandeexempel. Det nät som detta leder till kan även betecknas som ett maskformigt nät (mesh-net).

För övrigt är automatiseringsanläggningen 1 enligt detta utförandeexempel utförd på samma sätt som i det första utförandeexemplet.

Enligt ett fjärde utförandeexempel används kommunikationen i automatiseringsanläggningen 1 för att övervaka flera anordningar 10, 20, 30, i synnerhet samtidigt. Dessutom finns möjligheten att få en felidentifiering genom ett redundant utförande av det dubbelriktade kommunikationsutbytet eller en dataöverföring mellan anordningarna 10, 20, 30 i automatiseringsanläggningen 1. För övrigt är automatiseringsanläggningen 1 enligt detta utförandeexempel utförd på samma sätt som i det första utförandeexemplet.

Alla ovan beskrivna utföranden av automatiseringsanläggningen 1 och dess anordningar 10, 20, 30 samt metoden kan användas separat eller i alla möjliga kombinationer. I synnerhet kan alla kännetecken och/eller funktioner i de ovan beskrivna utförandeexemplen kombineras valfritt. Dessutom är i synnerhet följande modifieringar tänkbara.

De delar som illustreras i figurerna är schematiskt framställda och kan vid den exakta utformningen avvika från de former som visas i figurerna så länge deras ovan beskrivna funktioner garanteras.

Verktyget 10 behöver inte vara ett handhållet verktyg 10. Verktyget 10 kan också vara en skruvspindel som är anordnad på ett underlag eller är monterad på ett fäste.

Dessutom behöver verktyget 20 inte vara ett batteridrivet verktyg 20.

Verktyget 20 kan även vara ett verktyg som drivs av en nätdel som är ansluten till den allmänna strömförsörjningen till automatiseringsanordningen 1 via en nätdel.

Minst en av radiomodulerna 11, 21, 31 kan även vara utformad på ett sådant sätt att antennen är separat anordnad från motsvarande radiomodul 11, 21, 31. I ett sådant fall är alltså sändaren och/eller mottagaren av radiosignaler anordnad separat från radiomodulen 11, 21, 31.

Dessutom kan det även finnas två separata antenner för sändaren och mottagaren på minst en av radiomodulerna 11, 21, 31.

Claims (8)

Krav

1. Verktyg (20) för bearbetning av ett arbetsstycke, med en sändare för sändning av data till en anordning (10, 30) i en automatiseringsanläggning (1) och med en mottagare för mottagning av data från en anordning (10, 30) i automatiseringsanläggningen (1), kännetecknad av att sändaren och mottagaren är utformade för sändning och mottagning av data i realtid och där sändaren är utformad för sändning av ett normerat realtidkapabelt protokoll med små datapaket.

2. Verktyg (20) enligt krav 1, där sändaren är en radiosändare och mottagaren är en radiomottagare, som är integrerade i en radiomodul (21).

3. Verktyg (20) enligt krav 1, där protokollet är ett fältbussprotokoll.

4. Verktyg (20) enligt något av de föregående kraven, där verktyget (20) är utformat på ett sådant sätt att det kan fungera som klient och server i automatiseringsanläggningen.

5. Verktyg (20) enligt något av de föregående kraven, där verktyget (20) är utformat på ett sådant sätt att sändaren och mottagaren genomför ett redundant utförande av det dubbelriktade kommunikationsutbytet.

6. Automatiseringsanläggning (1), med minst två anordningar (10, 20, 30), där minst en av anordningarna (10, 20, 30) är ett verktyg (20) enligt något av de föregående kraven och där de minst två anordningarna (10, 20, 30) är anordningar i en grupp av anordningar, som omfattar ett handhållet, mätande verktyg (20) eller ett stationärt verktyg, en robot (10) eller ett svetsaggregat eller en logistik (30) i automatiseringsanläggningen och/eller där minst två anordningar av de minst två anordningarna (10, 20, 30) är synkroniserade genom ett utbyte av data.

7. Automatiseringsanläggning enligt krav 6, där de minst två anordningarna (10, 20, 30) är utformade för en ömsesidig övervakning av anordningarna samt för felidentifiering genom ett redundant utförande av ett dubbelriktat utbyte av data.

8. Metod för utbyte av data mellan anordningar (10, 20, 30) i en automatiseringsanläggning (1), sändning, med en sändare i en första anordning (20), av data till en andra anordning (10) i automatiseringsanläggningen (1) och mottagning, med en mottagare i den andra anordningen (10), av data från den första anordningen (20) i automatiseringsanläggningen (1), där sändningen och mottagningen av data genomförs i realtid och där sändningen genomförs med ett normerat realtidkapabelt protokoll med små datapaket.