WO2009000710A1 - Transfervorrichtung für werkstückträger - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a transfer device for workpiece carriers according to the preamble of claim 1.
- transfer devices are well known.
- a transfer device for workpiece carriers is described in DE 101 50 319 C1.
- the transfer device is a segmented transfer device.
- the transfer device should have at least two adjacent segments.
- Each segment comprises a long stator linear motor and a control unit for controlling this linear motor.
- the associated control unit can provide transport of the workpiece carrier by applying a suitable current, typically an alternating current, to the linear motor.
- a suitable current typically an alternating current
- a difficulty arises in the phase of transfer of the workpiece carrier from one segment to another segment.
- the two linear motors of the adjacent segments must be synchronized.
- the alternating current is sinusoidal, an angle can be assigned to each time point, the so-called commutation angle. It is now important that both linear motors are supplied with currents in which the commutation angle is as exactly as possible.
- the total force caused by the currents should be constant during the transfer from one segment to the adjacent segment.
- the synchronization is effected in that a central control device causes the control units of the individual segments by means of suitable control signals to a certain behavior.
- the central control device sets the commutation angle and communicates this to the two control units of the adjacent segments.
- a transfer device with the features according to claim 1.
- a master-slave relationship between two adjacent segments can be produced.
- the control unit of a first of the segments is designed to treat the control unit of an adjacent segment as a subordinate control unit, and conversely, conversely, the control unit of the neighboring segment must be designed to be a subordinate control unit of the control unit of the first segment to be treated.
- the master-slave ratio is preferably not permanent, but can be produced for the specific situation of the transfer of the workpiece carrier from the first segment to the adjacent segment. This can be done by a suitable command, by means of which the control unit of the first segment makes the control unit of the adjacent segment to the subordinate control unit.
- the master-slave ratio can be expressed in particular in that the control unit of the first segment is designed to supply signals to the control unit of the adjacent segment. Because of the subordination of the control unit of the adjacent segment, these signals are to be regarded in particular as control signals if they are taken into account in the control of the respective linear motor.
- the former control unit can relieve the central control device, i. it can independently initiate the movement of the workpiece carrier.
- the first segment has a position measuring device for measuring the position of a workpiece carrier, because then the control of the linear motor of its own segment and the linear motor of the adjacent segment to the real state, namely just orient the position of the workpiece carrier , (Of course, the position measuring device must supply the measuring signals to the control unit coupled with it.)
- the speed of the workpiece carrier can also be determined. However, it is then also possible to control the speed of the workpiece carrier, as long as it is moved by the linear motor of the first segment or at least moved together with the linear motor of the adjacent segment by the linear motor of the first segment.
- a plurality of individual position sensors can be used.
- a magnetostrictive sensor is used which comprises an extended part coupled to the linear motor. This can be done in such a way that this extended part is used to move one connected to a workpiece carrier to be transported (and in particular which can not grasp the extended, ie quasi punctiform) part.
- the extended part can in particular close to the position of the workpiece carrier as a function of time and thus also the speed.
- the invention also includes a method for transporting workpiece carriers in a transfer device of the type according to the invention with position measuring device and the ability to control the speed.
- the method mainly relates to the phase of transferring a workpiece carrier from a first segment to its adjacent segment.
- the control unit of the first segment is to control the speed of the workpiece carrier based on the signals obtained by the position measuring device. It applies its own motor with suitable currents. Since the speed is also determined by the linear motor of the adjacent segment in the transfer phase, the control unit of the first segment acts on the control unit of the adjacent segment with signals which alone control the linear motor of the adjacent segment. segment. This means that in the second segment no encoder signals must be evaluated, and that no signals from a central control device to the second segment must be sent.
- the control unit of the first segment sets the speed of the workpiece carrier by driving its own linear motor and indirectly driving the linear motor of the adjacent segment via the signals sent to the control unit of the adjacent segment.
- the master-slave ratio is thus produced in the transfer phase and looks such that the master performs a control and the slave is controlled.
- the signals delivered to the control unit of the adjacent segment provide information about a current actual force value and / or a commutation angle.
- the flow of the linear motors can then be synchronized by the control unit of the adjacent segment being oriented to the energization of the linear motor of the first segment, in particular determining the same commutation angle.
- the linear motor of the control unit can be supplied with a current having such an amplitude that the workpiece carrier moves during the transfer at a constant speed.
- the segments are coupled to the linear motors on conveyor belts.
- the workpiece carriers are fed to these conveyor belts of the segment arrangement. If a workpiece carrier hits, the linear motor of that segment to which the conveyor belt leads should bring about the further movement of the workpiece carrier in the transfer. Due to the independent position of the control unit of the first segment, this can, if the conveyor belt leads to this first segment, also already regulate the speed when and as long as the adjacent segment of the transfer device does not yet need to be involved.
- a speed control may already begin, wherein preferably a (with the aid of the position measuring device) detected conveying speed of the conveyor belt is controlled so that the workpiece carrier moves at a constant speed. After completion of this initial phase is then controlled to a speed which is different from the conveying speed, preferably higher than the conveying speed. This other speed should be established at the latest during the handover to the adjacent segment.
- a central control device can coordinate the transport of a plurality of workpiece carriers. This can be made possible by the fact that the control units of those segments, on which a workpiece carrier arrives or is ready, send a request as to whether this workpiece carrier may be transferred to an adjacent segment. It is then the task of the central control device to answer this request: It sends an enable signal if the transport of the available workpiece carrier is possible.
- the enable signal should be mandatory so that a control unit initiates the transfer phase to the adjacent segment, in which it treats the control unit of the neighboring segment as a subordinate control unit. This means that in particular the production of the master-slave relationship is triggered by the enable signal.
- FIG 1 schematically illustrates components used in a method according to the invention of a transfer device according to the invention
- FIG 2 illustrates a sequence of steps in the transport of a workpiece carrier according to an embodiment of the method according to the invention.
- a transfer device illustrated schematically with reference to FIG. 1 comprises a plurality of segments 10, 10 'and 10 ".
- Each segment comprises a long-stator linear motor 12, 12 'and 12' 'and a control unit 14, 14' and 14 '', respectively.
- the segment arrangement are fed to the side of the segment 10 via a conveyor belt 16 workpiece carrier.
- a workpiece carrier 18 is shown in FIG.
- the invention described below can only work reliably if in each of the segments 10, 10 'and 10' 'only one workpiece carrier is, so it is not possible that a workpiece carrier 20 as shown in FIG 1 additionally transported to the workpiece carrier 18 becomes.
- the linear motors 12 and 12' must be synchronized. In the present case this is not done by a central control. Rather, the control unit 14 in the first segment 10, when the workpiece carrier 18 is to be transported to the adjacent segment 10 ', automatically makes the master and the control unit 14' of the adjacent segment 10 'to the slave. The control unit 14 'is thus subordinated to the control unit 14. For synchronization, the control unit 14 of the first segment 10 transmits information about the commutation angle to the control unit 14 '. In addition, information about the actual force value is sent to the control unit 14 'from the control unit 14.
- control unit 14 ' is able to apply a current to the linear motor 12' such that the workpiece carrier 18 is transferred in the flowing transition from the first segment 10 to the adjacent segment 10 '. All of this is done as part of a cruise control. In order to be able to control the speed of the workpiece carrier 18, this must be able to be detected.
- a two-part measuring device is used for this purpose: A magnetostrictive measuring element 22 or 22 'is provided on the segments 10, 10'. In this 24 current pulses are coupled via a device.
- each workpiece carrier 18 is provided with a rod-shaped permanent magnet 26. If the permanent magnet 26 slides past the magnetostrictive measuring device, a torsion occurs in the latter.
- the concomitant structure-borne sound pulses generate a signal on the device 24 designed for this invention.
- the influence depends on the location of the permanent magnet 26, so that the position of the workpiece carrier 18 can be detected. Because of the extent of the magnetostrictive measuring device 22, a repeated position measurement is possible and thus a speed measurement. As a result, a control to a predetermined speed is possible, which is performed by the control unit 14.
- the linear motors 12 and 12' are synchronized and operate as a single motor.
- step S1O or S1O' As long as no workpiece carrier reaches the segments 10 and 10 ', they remain inactive, see step S1O or S1O'. Since the magnetostrictive measuring device 22 protrudes beyond the linear motor 12 in the direction of the conveyor belt 16, the latter detects an incoming workpiece carrier ("WT") Because the encoder detects the arrival of the workpiece carrier in accordance with step S12, the segment 10 becomes active the speed of the workpiece carrier on the conveyor belt 16 is detected, and the control unit 14 controls the linear motor 12 so that this belt speed is maintained, even if the workpiece carrier 18 enters the segment 10. When transferring from the conveyor belt 16 to the segment 10th Thus, the belt speed is also regulated, see step S14.
- WT workpiece carrier
- control variable After completion of the transfer, the control variable is changed, it is controlled to a higher target speed, see
- Step S16 The workpiece carrier 18 passes through the segment 10 and comes within reach of the adjacent segment 10 '. Now also the linear motor 12 'must be energized.
- the control unit 14 sends a submission command to the control unit 14' in accordance with step S18. This is activated as slave, see step S20.
- step S20 the control unit 14 controls the extension of the workpiece carrier from the segment 10, see step S22.
- step S24 the entry into the adjacent segment 10 'is controlled from the viewpoint of the unit 14'.
- the force actual value F ist and the commutation angle ⁇ are transmitted as control signals.
- the control unit 14 ends its master roll, see step S26.
- the control unit 14 'of the adjacent segment 10' takes over the further movement, see step S28: Since the segment 10 'also has a position measuring device with the elements 22' and 24 ', the further movement can also be performed by the unit 14' ,
- step S30 the measured or assumed belt speed can be regulated in accordance with step S30.
- the steps S18, S20, S22, S24 and S26 can be repeated, the segment 10 'then assuming the role of the segment 10 and the segment 10 "taking the role of the segment 10'
- step S22 'of the unit 14' a submission command to the segment 10 '', in particular at its Control unit 14 '' sent.
- the control unit 14 'to the new master and the control unit 14''to the new slave, and the new master can make a speed control, in the context of which the new slave receives control commands.
Landscapes
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Abstract
In einer Transfervorrichtung für Werkstückträger (18) mit mehreren Segmenten (10, 10', 10''), in denen jeweils eine Steuereinheit (14, 14', 14'') einen Linearmotor (12, 12', 12'') ansteuert, wird in einer Phase der Übergabe des Werkstückträgers (18) von einem ersten Segment (10) zu einem benachbarten Segment (10') eine Synchronisierung der Linearmotoren (12, 12'') nicht mehr aufgrund von Steuerbefehlen einer zentralen Steuereinrichtung bewirkt, sondern die Steuereinheit (14) des ersten Segments (10) macht sich (S18) selbst zum Master und unterwirft die Steuereinheit (14') des benachbarten Segments (10') als Slave (S20). Eine Positionsmessvorrichtung (22, 24) ermöglicht es, dass die Master-Steuereinheit (14) eine Geschwindigkeitsregelung für den Werkstückträger (18) durchführt. Die Steuereinheit (14') erhält Informationen über den Kommutierungswinkel und den Kraftistwert und kann so im Sinne der Regelung die Steuerbefehle an den zugehörigen Linearmotor (12') abgeben.
Description
Beschreibung
Transfervorrichtung für Werkstückträger
Die Erfindung betrifft eine Transfervorrichtung für Werkstückträger nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Solche Transfervorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist eine Transfervorrichtung für Werkstückträger in der DE 101 50 319 Cl beschrieben.
Vorliegend geht es um eine segmentierte Transfervorrichtung. Insbesondere soll die Transfervorrichtung zumindest zwei einander benachbarte Segmente aufweisen. Jedes Segment umfasst einen Langstator-Linearmotor sowie eine Steuereinheit zum Steuern dieses Linearmotors.
In jedem der Segmente kann die zugehörige Steuereinheit für einen Transport des Werkstückträgers sorgen, indem sie den Linearmotor mit einem geeigneten Strom, typischerweise einem Wechselstrom beaufschlagt. Eine Schwierigkeit ergibt sich in der Phase der Übergabe des Werkstückträgers von einem Segment zum anderen Segment. Dann müssen nämlich die beiden Linearmotoren der benachbarten Segmente synchronisiert werden. Ist der Wechselstrom sinusförmig, so lässt sich jedem Zeitpunkt ein Winkel zuordnen, der sogenannte Kommutierungswinkel. Es ist nun wichtig, dass beide Linearmotoren mit Strömen beaufschlagt werden, bei denen der Kommutierungswinkel möglichst genau gleich ist. Zudem sollte die von den Strömen hervorgerufene Gesamtkraft während der Übergabe von einem Segment zum benachbarten Segment konstant sein.
Bisher erfolgt die Synchronisierung dadurch, dass eine zentrale Steuereinrichtung die Steuereinheiten der einzelnen Segmente mittels geeigneter Steuersignale zu einem bestimmten Verhalten veranlasst. Typischerweise legt die zentrale Steuereinrichtung den Kommutierungswinkel fest und teilt diesen den beiden Steuereinheiten der benachbarten Segmente mit.
Durch den Einsatz einer zentralen Steuereinrichtung ist es nicht möglich, die Bewegung des Werkstückträgers zu regeln. Es kann eine Sollgeschwindigkeit festgelegt werden, aber die tatsächliche Geschwindigkeit ergibt sich dann aufgrund der Steuersignale. Es hat sich gezeigt, dass es nur einen eingeschränkten Bereich für die Geschwindigkeit gibt: Die Geschwindigkeit muss so sein, dass die Haftreibung überwunden wird, andererseits ein Wegkippen des Werkstückträgers aber vermieden wird. Es ist schwierig, durch Steuersignale genau eine Bewegung des Werkstückträgers mit der optimalen Geschwindigkeit zu bewirken. Die zentrale Steuerung hat auch zur Folge, dass häufig eine höhere Stromstärke auftritt als tatsächlich nötig, was zu einer Erwärmung des Systems führt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Transfervorrichtung für Werkstückträger nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart weiterzubilden, dass die Übergabe der Werkstückträger von einem Segment zum benachbarten Segment zuverlässig und dennoch bei möglichst hoher Geschwindigkeit erfolgen kann.
Die Aufgabe wird durch eine Transfervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist ein Master-Slave-Verhältnis zwischen zwei benachbarten Segmenten herstellbar. Es ist also zumindest die Steuereinheit eines ersten der Segmente dazu ausgelegt, die Steuereinheit eines benachbarten Segments als untergeordnete Steuereinheit zu behandeln, und naturgemäß muss dann umgekehrt die Steuereinheit des benachbarten Segments dazu ausgelegt sein, sich von der Steuereinheit des ersten Segments als untergeordnete Steuer- einheit behandeln zu lassen.
Das Master-Slave-Verhältnis besteht bevorzugt nicht dauerhaft, sondern ist für die spezielle Situation der Übergabe des Werkstückträgers von dem ersten Segment zum benachbarten Segment herstellbar. Dies kann durch einen geeigneten Befehl erfolgen, mittels dessen die Steuereinheit des ersten Segments die Steuereinheit des benachbarten Segments zur untergeordneten Steuereinheit macht.
Das Master-Slave-Verhältnis kann sich insbesondere dadurch ausdrücken, dass die Steuereinheit des ersten Segments dazu ausgelegt ist, der Steuereinheit des benachbarten Segments Signale zuzuführen. Wegen der Unterordnung der Steuereinheit des benachbarten Segments sind diese Signale insbesondere als Steuersignale anzusehen, wenn sie bei der Ansteuerung des jeweiligen Linearmotors berücksichtigt werden.
Dadurch, dass der einen Steuereinheit eine übergeordnete und der anderen Steuereinheit eine gegenüber dieser untergeordnete Rolle verliehen wird, kann erstere Steuereinheit die zentrale Steuereinrichtung entlasten, d.h. sie kann eigenständig die Bewegung des Werkstückträgers veranlassen. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn das erste Segment eine Positionsmessvor- richtung zum Messen der Position eines Werkstückträgers aufweist, denn dann kann sich die Steuerung des Linearmotors des eigenen Segments sowie des Linearmotors des benachbarten Segments an dem realen Zustand, nämlich eben der Position des Werkstückträgers orientieren. (Die Positionsmessvorrichtung muss die Messsignale natürlich der mit ihr gekoppelten Steuereinheit zuführen.)
Bei einer geeigneten Positionsmessvorrichtung, welche die Messung der Position des Werkstückträgers an unterschiedli- chen Punkten ermöglicht, lässt sich auch die Geschwindigkeit des Werkstückträgers ermitteln. Dann ist es aber auch möglich, die Geschwindigkeit des Werkstückträgers zu regeln, solange dieser vom Linearmotor des ersten Segments bewegt oder zumindest zusammen mit dem Linearmotor des benachbarten Seg- ments von dem Linearmotor des ersten Segments mitbewegt wird.
Um die Geschwindigkeit des Werkstückträgers zu ermitteln, kann eine Vielzahl von einzelnen Positionssensoren verwendet werden. Bevorzugt wird jedoch ein magnetostriktiver Sensor verwendet, der einen mit dem Linearmotor gekoppelten ausgedehnten Teil umfasst. Dies lässt sich so gestalten, dass dieses ausgedehnte Teil zur Bewegung eines mit einem mit dem zu transportierenden Werkstückträger verbundenen (und insbeson-
dere nicht ausgedehnten, also quasi punktförmigen) Teils erfassen kann. Das ausgedehnte Teil kann insbesondere auf die Position des Werkstückträgers in Abhängigkeit von der Zeit und damit auch der Geschwindigkeit schließen.
Durch die Dezentralisierung der Steuerung der Bewegung der Werkstückträger, nämlich die Verlagerung dieser auf die Master-Steuereinheit, können beim Transport einer Mehrzahl von Werkstückträgern Konflikte auftreten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Werkstückträger in zwei entgegengesetzte Richtungen bewegbar sind. Dann kann es sein, dass sich bei einer Folge von drei Segmenten ein Werkstückträger in einem ersten und einem dritten Segment befindet und von beiden dieser Segmente zum zweiten Segment transportiert werden könnte. Die Steuereinheit des zweiten Segments kann jedoch nicht in einem Slave-Verhältnis zu den Steuereinheiten des ersten und des dritten Segments gleichzeitig stehen. Bevorzugt übernimmt daher eine zentrale Steuereinrichtung eine Koordinierung. Sie sollte zumindest erfassen, in welchem Seg- ment sich Werkstückträger befinden und kann dann zuteilen, welche Steuereinheit die Masterrolle einnehmen darf und welche nicht.
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Transportieren von Werkstückträgern in einer Transfervorrichtung der erfindungsgemäßen Art mit Positionsmessvorrichtung und der Fähigkeit zur Geschwindigkeitsregelung. Das Verfahren bezieht sich vor allem auf die Phase der Übergabe eines Werkstückträgers von einem ersten Segment zu dessen benachbartem Segment. Zu- mindest in dieser Phase soll die Steuereinheit des ersten Segments die Geschwindigkeit des Werkstückträgers aufgrund der von der Positionsmessvorrichtung gewonnenen Signale regeln. Sie beaufschlagt ihren eigenen Motor mit geeigneten Strömen. Da die Geschwindigkeit auch durch den Linearmotor des benachbarten Segments in der Phase der Übergabe bestimmt wird, beaufschlagt die Steuereinheit des ersten Segments die Steuereinheit des benachbarten Segments mit solchen Signalen, die alleine eine Ansteuerung des Linearmotors des benachbar-
ten Segments ermöglichen. Dies bedeutet, dass im zweiten Segment keine Gebersignale ausgewertet werden müssen, und dass auch keine Signale von einer zentralen Steuereinrichtung zu dem zweiten Segment gesandt werden müssen. Die Steuereinheit des ersten Segments legt die Geschwindigkeit des Werkstückträgers durch die Ansteuerung des eigenen Linearmotors und die indirekte Ansteuerung des Linearmotors des benachbarten Segments über die an die Steuereinheit des benachbarten Segments gesandten Signale fest.
Das Master-Slave-Verhältnis wird also in der Phase der Übergabe hergestellt und sieht dergestalt aus, dass der Master eine Regelung durchführt und der Slave gesteuert ist.
Um die Steuereinheit des benachbarten Segments dazu zu veranlassen, den zugehörigen Linearmotor mit den geeigneten Strömen zu beaufschlagen, genügt es, wenn die an die Steuereinheit des benachbarten Segments abgegebenen Signale Informationen über einen aktuellen Kraftistwert und/oder einen Kommu- tierungswinkel bereitstellen. Es lässt sich dann die Bestro- mung der Linearmotoren synchronisieren, indem sich die Steuereinheit des benachbarten Segments an der Bestromung des Linearmotors des ersten Segments orientiert, insbesondere denselben Kommutierungswinkel festlegt. Anhand des aktuellen Kraftistwerts kann der Linearmotor der Steuereinheit mit einem Strom mit einer solchen Amplitude beaufschlagt werden, dass sich der Werkstückträger während der Übergabe mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.
In zahlreichen Transfervorrichtungen sind die Segmente mit den Linearmotoren an Förderbänder gekoppelt. Die Werkstückträger werden auf diesen Förderbändern der Segmentanordnung zugeführt. Trifft ein Werkstückträger ein, soll der Linearmotor desjenigen Segments, zu dem das Förderband führt, die Weiterbewegung des Werkstückträgers in dem Transfer bewirken. Durch die eigenständige Stellung der Steuereinheit des ersten Segments kann diese, wenn das Förderband zu diesem ersten Segment führt, auch die Geschwindigkeit bereits regeln, wenn
und so lange das benachbarte Segment der Transfervorrichtung noch nicht einbezogen werden muss. Insbesondere kann in einer Phase der Übergabe des Werkstückträgers von dem Förderband zu dem ersten Segment eine Geschwindigkeitsregelung bereits be- ginnen, wobei bevorzugt auf eine (mit Hilfe der Positionsmessvorrichtung) erfasste Fördergeschwindigkeit des Förderbands geregelt wird, damit sich der Werkstückträger mit konstanter Geschwindigkeit weiterbewegt. Nach Beendigung dieser Anfangsphase wird dann auf eine Geschwindigkeit geregelt, die von der Fördergeschwindigkeit verschieden ist, bevorzugt höher als die Fördergeschwindigkeit ist. Diese andere Geschwindigkeit sollte spätestens in der Phase der Übergabe an das benachbarte Segment hergestellt sein.
Wie oben bereits erwähnt, kann eine zentrale Steuereinrichtung den Transport einer Mehrzahl von Werkstückträgern koordinieren. Dies kann dadurch ermöglicht werden, dass die Steuereinheiten von solchen Segmenten, an denen ein Werkstückträger eintrifft bzw. bereitsteht, eine Anfrage senden, ob die- ser Werkstückträger an ein benachbartes Segment übergeben werden darf. Es ist dann Aufgabe der zentralen Steuereinrichtung, diese Anfrage zu beantworten: Sie sendet ein Freigabesignal, wenn der Transport des bereitstehenden Werkstückträgers möglich ist. Das Freigabesignal soll zwingend sein, da- mit eine Steuereinheit die Phase der Übergabe an das benachbarte Segment einleitet, in der sie die Steuereinheit des benachbarten Segments als untergeordnete Steuereinheit behandelt. Dies bedeutet, dass durch das Freigabesignal insbesondere die Herstellung der Master-Slave-Beziehung ausgelöst wird.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, in der
FIG 1 schematisch bei einem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Bauteile einer erfindungsgemäßen Transfervorrichtung veranschaulicht,
FIG 2 eine Schrittfolge beim Transport eines Werkstückträgers gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht.
Eine schematisch anhand von FIG 1 veranschaulichte Transfervorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Segmenten 10, 10' und 10''. Jedes Segment umfasst einen Langstator-Linearmotor 12, 12' bzw. 12'' und eine Steuereinheit 14, 14' bzw. 14''. Der Segmentanordnung werden an der Seite des Segments 10 über ein Förderband 16 Werkstückträger zugeführt. Ein Werkstückträger 18 ist in Fig. 1 gezeigt. Die im folgenden beschriebene Erfindung kann nur zuverlässig arbeiten, wenn sich in jedem der Segmente 10, 10' und 10'' nur jeweils ein Werkstückträger befindet, es ist also nicht möglich, dass ein Werkstückträger 20 wie in FIG 1 gezeigt zusätzlich zum Werkstückträger 18 transportiert wird.
Um in der in FIG 1 veranschaulichten Phase der Übergabe des Werkstückträgers 18 vom ersten Segment 10 zu diesem benach- barten Segment 10' störungsfrei zu bewerkstelligen, müssen die Linearmotoren 12 und 12' synchronisiert werden. Vorliegend erfolgt dies nicht durch eine zentrale Steuerung. Vielmehr macht sich die Steuereinheit 14 im ersten Segment 10, wenn der Werkstückträger 18 zum benachbarten Segment 10' zu transportieren ist, selbsttätig zum Master und die Steuereinheit 14' des benachbarten Segments 10' zum Slave. Die Steuereinheit 14' wird also der Steuereinheit 14 untergeordnet. Zur Synchronisierung übermittelt die Steuereinheit 14 des ersten Segments 10 eine Information über den Kommutierungswinkel an die Steuereinheit 14'. Außerdem wird eine Information über den Kraftistwert an die Steuereinheit 14' von der Steuereinheit 14 übersandt. Damit ist die Steuereinheit 14' in der Lage, den Linearmotor 12' mit einem solchen Strom zu beaufschlagen, dass der Werkstückträger 18 im fließenden Über- gang von dem ersten Segment 10 an das benachbarte Segment 10' übergeben wird.
All dies erfolgt im Rahmen einer Geschwindigkeitsregelung. Um auf die Geschwindigkeit des Werkstückträgers 18 regeln zu können, muss diese erfasst werden können. Hierzu dient eine zweiteilige Messvorrichtung: Es wird an den Segmenten 10, 10' ein magnetostriktives Messelement 22 bzw. 22' bereitgestellt. In dieses werden über eine Einrichtung 24 Strompulse eingekoppelt. Nun wird jeder Werkstückträger 18 mit einem stabför- migen Permanentmagneten 26 versehen. Gleitet der Permanentmagnet 26 an der magnetostriktiven Messeinrichtung vorbei, kommt es zu einer Torsion in letzterer. Die damit einhergehenden Körperschallimpulse erzeugen ein Signal an der zu dieser Erfindung ausgelegten Einrichtung 24. Die Beeinflussung ist abhängig vom Ort es Permanentmagneten 26, so dass die Position des Werkstückträgers 18 erfasst werden kann. Wegen der Ausdehnung der magnetostriktiven Messeinrichtung 22 ist eine wiederholte Positionsmessung möglich und damit eine Geschwindigkeitsmessung. Dadurch ist eine Regelung auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit möglich, welche von der Steuereinheit 14 vorgenommen wird. Durch die Unterordnung der Steuereinheit 14' unter die Steuereinheit 14 werden die Linearmotoren 12 und 12' synchronisiert und arbeiten wie ein einziger Motor.
Der Transport eines Werkstückträgers 18 wird im einzelnen anhand FIG 2 erläutert.
Solange keine Werkstückträger die Segmente 10 und 10' erreicht, bleiben diese inaktiv, siehe Schritt SlO bzw. SlO' . Da die magnetostriktive Messeinrichtung 22 über den Linearmotor 12 hinaus in Richtung des Förderbands 16 ragt, erfasst diese einen einkommenden Werkstückträger („WT"). Dadurch, dass der Geber entsprechend Schritt S12 das Eintreffen des Werkstückträgers erfasst, wird das Segment 10 aktiv. Es wird die Geschwindigkeit des Werkstückträgers auf dem Förderband 16 erfasst, und die Steuereinheit 14 steuert den Linearmotor 12 derart an, dass diese Bandgeschwindigkeit beibehalten wird, auch wenn der Werkstückträger 18 in das Segment 10 einfährt. Bei der Übergabe vom Förderband 16 auf das Segment 10
wird also auch die Bandgeschwindigkeit geregelt, siehe Schritt S14.
Nach Beendigung der Übergabe wird die Regelgröße geändert, es wird auf eine höhere Sollgeschwindigkeit geregelt, siehe
Schritt S16. Der Werkstückträger 18 durchläuft das Segment 10 und gelangt in Reichweite des benachbarten Segments 10' . Nun muss auch der Linearmotor 12' mit Strom beaufschlagt werden. Zum Aktivieren des Segments 10' sendet die Steuereinheit 14 entsprechend Schritt S18 einen Unterwerfungsbefehl an die Steuereinheit 14' . Dieser wird als Slave aktiviert, siehe Schritt S20. Anschließend wird wie oben beschrieben die Übergabe des Werkstückträgers 18 vom ersten Segment 10 an das benachbarte Segment 10' durchgeführt. Während der Übergabe wird weiterhin auf die höhere Geschwindigkeit wie in Schritt S16 geregelt. Die Steuereinheit 14 regelt also das Ausfahren des Werkstückträgers aus dem Segment 10, siehe Schritt S22. Hingegen ist das Einfahren in das benachbarte Segment 10' aus Sicht der Einheit 14' gesteuert, siehe Schritt S24. Als Steu- ersignale werden wie oben erwähnt der Kraftistwert Fist und der Kommutierungswinkel ε übertragen. Nach beendeter Übergabe des Werkstückträgers an das Segment 10' beendet die Steuereinheit 14 ihre Masterrolle, siehe Schritt S26. Nun übernimmt die Steuereinheit 14' des benachbarten Segments 10' die Wei- terbewegung, siehe Schritt S28: Da auch das Segment 10' über eine Positionsmessvorrichtung mit den Elementen 22' und 24' verfügt, kann die Weiterbewegung auch durch die Einheit 14' vollzogen werden.
Falls in Abwandlung von FIG 1 das benachbarte Segment 10' in ein weiteres Förderband übergeht, kann entsprechend Schritt S30 auf die gemessene oder vermutete Bandgeschwindigkeit geregelt werden. Im Falle des Aufbaus gemäß FIG 1 hingegen lassen sich die Schritte S18, S20, S22, S24 und S26 wiederholen, wobei das Segment 10' dann die Rolle des Segments 10 und das Segment 10'' die Rolle des Segments 10' einnimmt: Es wird also entsprechend Schritt S22' von der Einheit 14' ein Unterwerfungsbefehl an das Segment 10'', insbesondere an dessen
Steuereinheit 14'' gesandt. Damit wird die Steuereinheit 14' zum neuen Master und die Steuereinheit 14'' zum neuen Slave, und der neue Master kann eine Geschwindigkeitsregelung vornehmen, im Rahmen dessen der neue Slave Steuerbefehle emp- fängt .
Claims
1. Transfervorrichtung für Werkstückträger (18) mit zumindest zwei einander benachbarten Segmenten (10, 10' , 10' ' ) , wo- bei jedes Segment (10, 10' , 10' ' ) einen Langstator-Linearmotor (12, 12' , 12' ' ) und eine Steuereinheit (14, 14' 14'') zum Steuern des Linearmotors (12, 12' , 12' ' ) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest die Steuerein¬ heit (14, 14' , 14' ' ) eines ersten der Segmente (10) dazu ausge- legt ist, die Steuereinheit (14') eines benachbarten Seg¬ ments (10') als untergeordnete Steuereinheit zu behandeln und zumindest die Steuereinheit (14') des benachbarten Segments (10') dazu ausgelegt ist, die Steuereinheit (14) des ersten Segments (10) als übergeordnete Steuereinheit zu behandeln.
2. Transfervorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (14) des ersten Segments (10) dazu ausgelegt ist, die Steuerein¬ heit (14') des benachbarten Segments (10') durch einen Befehl (S18) zur untergeordneten Steuereinheit zu machen.
3. Transfervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (14) des ersten Segments (10) dazu ausgelegt ist, der Steuerein- heit (14') des benachbarten Segments (10') Signale, vorzugs¬ weise Steuersignale, zuzuführen.
4. Transfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest das erste Segment (10) eine Positionsmessvorrich¬ tung (22,24) zum Messen der Position eines Werkstückträgers (18) aufweist.
5. Transfervorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (14) des ersten Segments (10) dazu ausgelegt ist, die Geschwindigkeit eines Werkstückträgers (18), der von dem Linearmotor (12) des ersten Segments (10) bewegt oder mitbewegt wird, an- hand der Signale der Positionsmessvorrichtung (22,24) zu regeln .
6. Transfervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Positionsmessvorrichtung (22,24) einen magnetostriktiven Sensor mit einem mit dem Linearmotor (12) gekoppelten ausgedehnten Teil (22) um- fasst, der die Bewegung eines mit einem mit dem zu transportierenden Werkstückträger (18) verbundenen Teils (26) zu er- fassen dient.
7. Transfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine zentrale Steuereinrichtung, die erfasst, in welchem Segment sich Werk- stückträger befinden.
8. Verfahren zum Transportieren von Werkstückträgern (18) in einer Transfervorrichtung nach Anspruch 5, bei dem zumindest in einer Phase der Übergabe des Werkstückträgers (18) von dem ersten Segment (10) zu dessen benachbartem Segment (10') die Steuereinheit (14) des ersten Segments (10) die Geschwindigkeit des Werkstückträgers (18) aufgrund der von der Positionsmessvorrichtung (22,24) gewonnenen Signale regelt (S22) und die Steuereinheit (14') des benachbarten Segments (10') mit Signalen beaufschlagt, die alleine eine Ansteuerung (S24) des Linearmotors (12') des benachbarten Segments (10') ermöglichen .
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass die von der Steuereinheit (14) des ersten Segments (10) an die Steuereinheit (14') des benachbarten Segments (10') abgegebenen Signale Informationen über einen aktuellen Kraftistwert und/oder einen Kommutierungswinkel bereitstellen.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in einer Phase der Übergabe des Werkstückträgers (18) von einem Förderband (16) in das erste Segment (10) eine Geschwindigkeitsregelung (S14) auf eine erfasste Fördergeschwindigkeit des Förderbandes beginnt, wobei eine Geschwindigkeit, auf die anschließend geregelt (S16) wird, von der Fördergeschwindigkeit verschieden ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem eine Transfervorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 7 verwendet wird, wobei die Steuereinheiten (14) der Segmente an die zentrale Steuereinrichtung bei bereitstehendem Werk- stückträger (18) eine Anfrage senden, ob dieser Werkstückträger (18) an ein benachbartes Segment übergeben werden darf, und dass die zentrale Steuereinrichtung ein Freigabesignal senden muss, damit eine Steuereinheit (14) die Phase der Übergabe einleitet, in der sie die Steuereinheit (14) eines benachbarten Segments als untergeordnete Steuereinheit (14) behandelt .
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