WO2011134823A2 - Inkrementelles multipositions-erfassungssystem für ein umlaufendes elektromagnetisches transfersystem - Google Patents

Inkrementelles multipositions-erfassungssystem für ein umlaufendes elektromagnetisches transfersystem Download PDF

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WO2011134823A2
WO2011134823A2 PCT/EP2011/056137 EP2011056137W WO2011134823A2 WO 2011134823 A2 WO2011134823 A2 WO 2011134823A2 EP 2011056137 W EP2011056137 W EP 2011056137W WO 2011134823 A2 WO2011134823 A2 WO 2011134823A2
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magnetic field
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Martin Reinisch
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Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train

Definitions

  • the present invention relates to a transport device for conveying a product according to the preamble of claim 1.
  • Transport devices for conveying products for the loading of packaging machines such as for chocolate bars, bags, bottles, etc. usually comprise movable, provided for conveying the product conveying elements, called carrier, and a stationary, circumferentially arranged track, which provides a running path for the Carrier defines.
  • incremental path measuring systems are used.
  • a grid also called incremental track
  • an incremental sensor is provided on the carrier, which allows the counted path increments of the grid to be counted during travel and thus to determine the position of the carrier in the transport device ,
  • the incremental position measuring system is usually made up of commercially available magnetic tape sensors.
  • the grid is a magnetic tape with alternating polarity, which usually consists of a plurality of magnets, which are juxtaposed each other in opposite directions.
  • the incremental sensor on the carrier is then a magnetic field sensor, such as a Hall sensor or a
  • MR sensor magnetoresistive sensor
  • Potentiometers with straight or circular measuring scale known. About an electronic evaluation, the distance can be determined by the
  • Voltage division can be determined. In this way, with regard to the detection of the absolute carrier positions, only one position per sensor can be detected. For parallel measurement of more than one carrier position per sensor magnetostrictive position sensors can be used. The possible measuring length and the number of carriers are very limited. The running times are so great that with such a displacement measuring system no dynamic movements, such as with a linear motor, can be realized.
  • Patent claim 1 in contrast, has the advantages that an incremental displacement measuring system, can be integrated into an existing guide system for the conveyor element, wear-free and inexpensive to produce.
  • a movable, provided for conveying the product conveying element is provided with a grid which extends over a predetermined grid length in the direction of movement of the conveying element and having a plurality of Weginkrementen.
  • the conveying element can be completely passive without any active components be designed so that neither a supply of electrical energy to the conveyor element nor a transmission of measurement signals to or from
  • Conveying element is necessary. As a result, not only can the conveyor element be produced less expensively, but it is also more fail-safe. Along one
  • Running path which defines a path for the conveyor element, a plurality of position sensors is arranged, the distances between them are smaller than the grid length.
  • the incremental position measuring system can be freely configured, so that a given number of position sensors can be provided for a given length of the conveying element and the overall system is not unnecessarily expensive.
  • a measuring device is designed, a
  • the position sensors can be arranged in a running rail, which runs along the running path, so that the running rail additionally forms a housing for the position sensors and the transport device can be made more compact. This allows for a separate device for receiving the
  • Position sensors are dispensed with.
  • the grid can be optically, electrically or magnetically distinguishable
  • the position sensors can be provided according to the optical, electrical or magnetic evaluation of the grid.
  • the grid may be a magnetic tape with path increments juxtaposed in alternating polarity and the position sensors being magnetic field sensors.
  • This magnetic tape can be used not only as a grid for the incremental displacement measurement but also as a rotor for driving the conveying element when a corresponding drive field is provided on the stationary side of the stationary running rail.
  • Magnetic tape may be at the bottom and / or on the sides of the
  • the path increments juxtaposed with alternating polarity can diverge fan-shaped apart from one side of the grid. This is particularly advantageous if the conveying element is to travel on a pure circular track without straight sections, since the fan-shaped design of Weginkremente is optimally adapted to the curve shape of the track.
  • the grid length can correspond in a particular embodiment in the direction of movement of the conveying element of the length of the conveying element, so that a metrological detection of the conveying element is possible directly with the entry into the measuring range of the respective position sensor.
  • the track may be composed of at least two track segments in a further particular embodiment of the invention, so that they together with the position sensors autonomous modular sensor modules for linear areas, ie straight track segments and non-linear areas, so for example track segments with 90 ° - or 180 ° curves, and the transport system can be extended modularly to individual track shapes.
  • Conveying element between two position sensors to turn on the monitoring of a position sensor when entering the grid in its measuring range and off when its exit from the measuring range. This ensures that ultimately only a single position sensor detects the position of the conveyor element, even if the conveyor element is in the measuring range of several position sensors.
  • the measuring device can be used in a special training in
  • Transition area designed to weight the position sensors. As a result, jumps are avoided in the measurement signal, so that the conveyor element by a smooth transition from one position sensor to the next
  • Position sensor can be passed gently.
  • the measuring device can have a switching device which is suitable for monitoring a
  • Position sensor for detecting the Weginkremente within a predetermined tolerance band is settled, so that incorrect measurements are avoided when entering and exiting the conveying element in or out of the measuring range of a position sensor.
  • the switching device can have a presence sensor which is suitable for activating the monitoring of a position sensor when a predetermined portion of the raster is within its measuring range.
  • the position sensors can be switched on and off depending on the situation, which is the case for larger ones
  • the position sensors may have a constant sensor spacing on the track segments with each other, wherein the outer
  • Position sensors of each track from the edge of the track elements are spaced at half the sensor distance. This ensures that the sensor distance remains constant after assembly of the complete track.
  • Figure 1 is a schematic representation of an inventive
  • Figure 2 is a schematic representation of a track rail segment for a running rail of the transport device of Figure 1 according to a first embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of a conveying element for
  • Figure 4 is a schematic representation of a track rail segment for a running rail of the transport device of Figure 1 according to a second embodiment
  • Figure 5 is a schematic representation of a conveying element for
  • Figure 6 is a schematic representation of a conveying element for
  • Displacement measuring system described according to a first embodiment. 1 shows schematically the construction of the transport device 2 with a single sensor track 4.
  • the transport device 2 comprises a running rail 6, a conveyor element 8 with a predetermined conveyor element length 10 and a measuring device 12.
  • the transport device 2 transports with the
  • Conveying element 8 products between different points on the
  • the running rail 6 is circumferentially closed and has a running path 14 which defines a path for the conveying element 8.
  • the sensor track 4 is embedded, so that the conveying element 8 in a certain
  • Running direction 16 on the track rail 6 and above the sensor track 4 can move back and forth.
  • the sensor track 4 extends, for example, over the center line of the bottom of the running path 14 of the running rail 6. However, it can extend over any conceivable path of the running rail 6, such as on the side walls.
  • Magnetic sensors 20 arranged to detect the position of the conveying element 8 on the running rail 6. These magnetic field sensors 20 can
  • Magnetic field sensor distance 18 on the sensor track 4 is smaller than that
  • Each of the magnetic field sensors 20 communicates with the measuring device 12 via a data bus 22 and sends it its acquired measured data over
  • the running rail 6 of the transport device 2 of the present embodiment is modularly composed of a plurality of track segments.
  • a first linear rail segment 24 is connected via a first connector 26 to a first curved rail element 28.
  • a second linear track segment 30 is connected via a second connector 32 to the first
  • Bow rail segment 36 is finally connected via a fourth plug connection with the first linear rail segment 24, so that finally results in the shape shown in Figure 1 of the running rail.
  • Connectors 26, 32, 34, 38 can be standardized interfaces and
  • FIG. 2 shows by way of example the first linear rail segment 24 of the present embodiment of the transport device 2. Are in it
  • the linear track segment 24 has two external magnetic field sensors 40, each at the left and right edges 42, 43 of the linear
  • Rail segments 24 are arranged. The arrangement of
  • Magnetic field sensor 20 shown. However, it occurs periodically before and after each of the magnetic field sensors 20 arranged on the sensor track 4. This means that two magnetic field sensors 20 each provide a valid measurement signal 47 in the transition regions 46. For connecting the magnetic field sensors 20 to the data bus 22 and thus to the measuring device 12, the first linear
  • Running track segment 24 an interface 50.
  • the conveying element 8 of the present embodiment shown in FIG. 1 will be described in more detail below with reference to FIG.
  • Conveyor 8 shows from the bottom.
  • elements which have already been described in Figures 1 and 2 are given the same reference numerals and will not be explained again.
  • the conveyor element 8 has on its underside a magnetic tape 52 as a grid, which from a variety of gegenpolig lined up next to each other
  • Magnets 54 is constructed, wherein in Figure 3, one of the magnets 54 is surrounded by dashed lines example. Alternatively, the magnetic tape 52 may also be arranged laterally on the conveyor element 8. The other of the magnets 54 are not framed for clarity and provided with no reference numerals. Due to the polarity juxtaposition of the magnets 54 is always always a south pole 56 of the magnet 54 at the north pole 58 of another of the magnets
  • the length 66 of the magnetic tape 52 corresponds here to the conveyor element length 10. If the conveyor element 8 drives with its magnetic tape 52 into the measuring area 48 of one of the magnetic field sensors 20, then this magnetic field sensor 20 detects the inlet and sends a measuring signal 47 to an evaluation circuit 60 in the measuring device 12 It references, based on the position of this magnetic field sensor 20, the position 62 of the conveying element 8 to a specific value. In the further passage of the conveying element 8 via the
  • Magnetic field sensor 20 detects this a periodically changing magnetic field by the magnetic field sensor 20 alternately passing north and south poles 56, 58.
  • the corresponding magnetic field sensor 20 converts each period of the alternating field to a count pulse and sends it in the measurement signal 47 via the data bus 22 to the measuring device 12th in the
  • Evaluation circuit 60 counts the generated counting pulses and thereby updates the previously referenced position 62 of the conveying element 8 on the running rail 6 by a corresponding incrementing.
  • Magnetic sensors 20 an incremental sensors / transducer and the magnetic tape 52 is an incremental track for an incremental displacement measuring system.
  • the measuring device 12 always gives the exact position 62 of From conveyor element 8.
  • the referencing of the position 62 of the conveying element 8 can also take place at the exit of the conveying element 8 from a measuring region 48 of a magnetic field sensor 20. In the transition region 46 between two magnetic field sensors 20 activates the
  • Measuring device a single magnetic field sensor 20 via the
  • Evaluation circuit 60 for example, with a computer-aided
  • Activation signal 64 activates or deactivates, and deactivates the other of the magnetic field sensors 20.
  • the evaluation circuit 60 may also weight the activation signal 64 to avoid jumps in the position 62 of the conveying element 8 output signal 64 in order to realize a smooth transition by means of a soft switching of the magnetic field sensors 20, so that each magnetic field sensor 20 of
  • the switching is the valid one
  • Measuring signal 47 issuing magnetic field sensors 20 and the evaluation of the counts of the valid measurement signal 47 in the evaluation circuit 60 example in the measuring device 12 integrated. However, it can alternatively be integrated into the magnetic field sensors 20 themselves, so that over the
  • Bus system 22 the direct positions 62 of the individual conveyor elements can be transferred to the measuring device 12.
  • Counting pulses on the measuring device 12 is also possible.
  • the interconnects for connecting the supply voltage, shielding and measuring signal lines to the individual magnetic field sensors 20 can be printed on the underside of the rail segments 24, 28, 30, 36 and for
  • Bus interface 50 are performed.
  • the magnetic field sensors 20 can still amplitude controls and other monitoring and
  • Magnetic field sensors 20 is to generally detect the presence of the magnetic tape 52 in the measuring range 48 of a magnetic field sensor 20, and with a switching unit 68, the output of the measuring signal 47 to the
  • Evaluation circuit 60 to be suppressed until the measurement signal 47 has settled to a stable signal state.
  • the presence determination can be carried out in the switching unit 68 based solely on whether a magnetic field sensor 20 even outputs a measurement signal 47, wherein the state of the measurement signal 47 is disregarded.
  • FIGS. 4 and 5 elements corresponding to elements in FIGS. 1 to 3 are given the same reference numerals and will not be described again below.
  • a second sensor track 70 is arranged on the individual track segments 24, 28, 30, 36, of which only the first linear track element 24 is shown in FIG
  • Magnetic field sensors 20 are arranged on the first sensor track 4 in the running path 14. In contrast to the magnetic field sensors 20 have the
  • additional magnetic field sensors 72 have a reduced measuring range 74, so that the conveying element enters the measuring range 48 of the magnetic field sensors 20 earlier, but leaves it later.
  • a further magnetic tape is arranged parallel to the magnetic tape 52 on the underside of the conveying element 8 in the second embodiment, which, however, has only one permanent pole 76. This permanent pole 76 excites the additional magnetic field sensors 72 on the second sensor track 70 when the magnetic tape 52 far enough in the
  • Measuring range 48 of a corresponding magnetic field sensor 20 is retracted.
  • the measurement signal of an additional magnetic field sensor 72 can therefore be switched on / off by the switching unit 68 in the measuring device 12
  • Magnetic field sensor 20 are used.
  • the measuring range 48 of the magnetic field sensors 20 and the measuring range 74 of the additional magnetic field sensors 72 can be made the same size, the length of the permanent pole 76 on the conveying element 8 being slightly shorter than the length of the magnetic tape 52.
  • the difference in size between the measuring ranges of the magnetic field sensors 20, 72 or the permanent pole 76 and the magnetic tape 52 must be at least as large as the double travel distance of the conveying element 8, which is required for the on / Ausschwing the measurement signal of the magnetic field sensors 20.
  • the suppression of the measurement signal 47 from the magnetic field sensors 20 during its on / off swinging can alternatively also be carried out directly by the individual magnetic field sensors 20, 72 themselves.
  • Additional magnetic field sensor 72 is that at the same time a
  • Presence detection per magnetic field sensor 20 is present, with which a clear statement can be made whether just a conveyor element 8 is in the effective range of the magnetic field sensor 20. Because the magnetic field sensor 20 delivers only upon movement of the conveying element 8 and thus the
  • Magnetic tape 52 is a measuring signal 47. This is particularly in the
  • This additional index signal is output by the magnetic field sensors to indicate if a magnet is within its measuring range.
  • Index signal can be used in the same way for temporary suppression of the output of the measurement signal 47 to the evaluation circuit 60.
  • the index signal of a magnetic field sensor 20 is at a constant value when no magnetic tape 52 is above the magnetic field sensor 20. As soon as the magnetic tape 52 moves onto the magnetic field sensor 20, this index signal changes its state.
  • Magnetic field sensor 20 is not complete at this time
  • the current and valid value of the magnetic field sensor 20 can now be stored by an edge evaluation, which has recently output a valid measurement signal 47 to the evaluation circuit 60. From this stored value can then still a certain number of Weginkrementen 56, 58
  • This number of path increments 56, 58 is then at least as large as the area required for the transient response of the measurement signal 47 of the current magnetic field sensor 20. If this number of Weginkrementen 56, 58 go through, so that can
  • running rail 6 is substantially circular, with little straight
  • Rail segments 24, 30 is constructed, a modified structure of the magnetic tape 52 under the conveyor element 8 can increase the accuracy of measurement.
  • the magnets 54 in the present example are arranged fan-shaped and are thus guided through the arcuate magnetic sensors 20 during a curve through an arc element 28, 36, whereby the magnetic field emitted by the magnetic tape 52 also has a magnetic field
  • the magnetic field sensors 20 can be used on the sensor track 4, because they can be assigned to unique mechanical positions.
  • the conveying element 8 can be assigned a unique mechanical position on the running path 14 and thus used as a reference mark.
  • the reference travel is only as long as the distance 18 between two magnetic field sensors 20, so that the conveying element 8 does not have to travel over the entire projected trajectory of the transport device 2 for referencing.
  • Position measuring system for a transport device in which the incremental sensors or transducers in the form of a magnetic field sensor are arranged stationary and the incremental track moves in the form of a magnetic tape, so that with the entry of the incremental track in the measuring range of a new incremental sensor, a new reference mark is present and on independent reference marks can be completely dispensed with.

Abstract

Es wird eine Transportvorrichtung (2) zur Förderung eines Produkts offenbart. Die Transportvorrichtung (2) umfasst ein bewegbares, zum Fördern des Produkts vorgesehenes Förderelement (8) mit einem Raster (52), das sich über eine vorbestimmte Rasterlänge (66) in Bewegungsrichtung (16) des Förderelementes (8) erstreckt und eine Vielzahl von Weginkrementen (56, 58) aufweist; eine ortsfest, umlaufend angeordnete und einen Laufpfad (14) für das Förderelement (8) definierende Laufschiene (6) mit einer Vielzahl von Positionssensoren (20) auf dem Laufpfad (14), deren Abstände (18) untereinander kleiner ist, als die Rasterlänge (66); und eine Messeinrichtung (12), die ausgelegt ist, eine Momentanposition des Förderelementes (8) auf dem Laufpfad (14) zu bestimmen, wobei die Messeinrichtung (12), wenn das Raster in den Messbereich (48) eines Positionssensors (20) eintritt und/oder austritt, die Momentanposition auf eine von der Position des entsprechenden Positionssensors (20) abgeleitete Referenzposition des Förderelementes (8) auf dem Laufpfad (14) festlegt, wenigstens einen der Positionssensoren (20) überwacht, in dessen Messbereich (48) sich das Förderelement (8) befindet und die Momentanposition inkrementiert oder dekrementiert, wenn ein Weginkrement (56, 58) einen überwachten Positionssensor (20) passiert.

Description

Beschreibung
Titel
Inkrementelles Multipositions-Erfassungssvstem für ein umlaufendes elektromagnetisches Transfersvstem
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung zur Förderung eines Produkts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Transportvorrichtungen zur Förderung von Produkten für die Beschickung von Verpackungsmaschinen wie beispielsweise für Schokoladenriegel, Beutel, Flaschen, etc. umfassen in der Regel bewegbare, zum Fördern des Produkts vorgesehene Förderelemente, Carrier genannt, und eine ortsfest, umlaufend angeordnete Laufschiene, die einen Laufpfad für die Carrier definiert.
Zur parallelen, also gleichzeitigen Bestimmung der Carrier-Positionen der einzelnen Carrier in derartigen Transportvorrichtungen werden inkrementelle Wegmesssysteme verwendet. Dazu wird in der Regel auf der gestellfesten Seite der Transportvorrichtung ein Raster, auch Inkrementalspur genannt, und am Carrier ein Inkrementalsensor vorgesehen, der es erlaubt, die passierten Weginkremente des Rasters während der Fahrt zu zählen und so die Position des Carriers in der Transportvorrichtung zu bestimmen.
Das inkrementelle Wegmesssystem ist meist aus handelsüblichen Magnetband- Sensoren aufgebaut. Das Raster ist dabei ein Magnetband mit abwechselnder Polarität, das in der Regel aus einer Vielzahl von Magneten besteht, die jeweils gegenpolig aneinandergereiht sind. Der Inkrementalsensor am Carrier ist dann ein Magnetfeldsensor, wie beispielsweise ein Hall-Sensor oder ein
magnetoresistiver Sensor, MR-Sensor genannt. Dies setzt jedoch voraus, dass sowohl die Energieversorgung für den Sensor als auch die Datenübertragung zum bewegten Carrier sichergestellt werden muss.
Des weiteren sind zusätzliche Sensoren zur Auswertung einer Referenzmarke erforderlich, um den Zähler zur Bestimmung der Carrier-Position in der
Transportvorrichtung zurückzusetzen. Die Anzahl dieser Referenzmarken hängt davon ab, wie lang eine Referenzfahrt in der Transportvorrichtung maximal sein darf. Aus der DE 43 35 004 C2 ist ein Wegsensor auf Basis eines ohmschen
Potentiometers mit geradliniger beziehungsweise kreisförmiger Maßverkörperung bekannt. Über eine Auswertelektronik kann die Wegstrecke anhand der
Widerstandsänderung im Rahmen der durch den Carrier verursachten
Spannungsteilung ermittelt werden. Auf diese Weise kann in Hinblick auf die Erfassung der absoluten Carrier-Positionen nur eine Position pro Sensor erfasst werden. Zur parallelen Messung von mehr als einer Carrier-Position pro Sensor können magnetostriktive Positionssensoren eingesetzt werden. Die mögliche Messlänge sowie die Anzahl der Carrier sind jedoch sehr eingeschränkt. Auch werden die Laufzeiten so groß, dass mit einem solchen Wegmesssystem keine dynamischen Bewegungen, wie zum Beispiel mit einem Linearmotor, realisierbar sind.
Offenbarung der Erfindung Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 weist demgegenüber die Vorteile auf, dass ein inkrementelles Wegmesssystem, in ein vorhandenes Führungssystem für das Förderelement integrierbar, verschleißfrei und kostengünstig herstellbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein bewegbares, zum Fördern des Produkts vorgesehenes Förderelement mit einem Raster versehen ist, das sich über eine vorbestimmte Rasterlänge in Bewegungsrichtung des Förderelementes erstreckt und eine Vielzahl von Weginkrementen aufweist. Jeweils
nebeneinander liegende Weginkremente des Rasters sind messtechnisch voneinander eindeutig unterscheidbar. Werden die Weginkremente so gewählt, dass sie messtechnisch ohne äußere Energiezufuhr voneinander unterscheidbar sind, kann das Förderelement ganz ohne aktive Bauelemente vollständig passiv ausgelegt werden, so dass weder eine Zuführung von elektrischer Energie zum Förderelement noch eine Übertragung von Messsignalen zum oder vom
Förderelement notwendig ist. Dadurch lässt sich das Förderelement nicht nur kostengünstiger fertigen, sondern ist auch ausfallsicherer. Entlang eines
Laufpfades, der einen Laufweg für das Förderelement definiert, ist eine Vielzahl von Positionssensoren angeordnet, deren Abstände untereinander kleiner sind, als die Rasterlänge. Dadurch kann das inkrementelle Wegmesssystems frei projektiert werden, so dass bei gegebener Länge des Förderelementes eine minimale Anzahl an Positionssensoren vorgesehen werden kann und das Gesamtsystem nicht unnötig teuer wird. Eine Messeinrichtung ist ausgelegt, eine
Momentanposition des Förderelementes auf dem Laufpfad zu bestimmen, wobei, wenn das Raster in den Messbereich eines Positionssensors eintritt und/oder austritt, die Messeinrichtung die Momentanposition auf eine von der Position des entsprechenden Positionssensors abgeleitete Referenzposition des
Förderelementes auf dem Laufpfad festlegt, wenigstens einen der
Positionssensoren überwacht, in dessen Messbereich sich das Förderelement befindet und die Momentanposition inkrementiert oder dekrementiert, wenn ein Weginkrement einen überwachten Positionssensor passiert. Dies erlaubt es, die Referenzierung und Inkrementierung des inkrementelles Wegmesssystems über einen einzigen Sensor durchzuführen und ermöglicht hochdynamische
Wegmessungen, wobei die Referenzfahrt nur ein Bruchteil der
Gesamtwegstrecke ausmacht. Somit sind eigene Sensoren zur Referenzierung des inkrementellen Wegmesssystems überflüssig. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Die Positionssensoren können in einer Laufschiene angeordnet sein, die entlang des Laufpfads verläuft, so dass die Laufschiene zusätzlich ein Gehäuse für die Positionssensoren bildet und die Transportvorrichtung kompakter aufgebaut werden kann. Hierdurch kann auf eine separate Vorrichtung zur Aufnahme der
Positionssensoren verzichtet werden.
Das Raster kann optisch, elektrisch oder magnetisch unterscheidbare
Weginkremente aufweisen, wobei die Positionssensoren entsprechend zur optischen, elektrischen oder magnetischen Auswertung des Rasters vorgesehen sein können. In einer besonderen Ausführung kann das Raster ein Magnetband mit in abwechselnder Polarität nebeneinander gereihten Weginkrementen und die Positionssensoren Magnetfeldsensoren sein. Dieses Magnetband kann nicht nur als Raster für die inkrementelle Wegmessung sondern auch als Läufer zum Antrieb des Förderelementes verwendet werden, wenn ständerseitig an der ortsfesten Laufschiene ein entsprechendes Antriebsfeld vorgesehen wird. Das
Magnetband kann an der Unterseite und/oder an den Seiten des
Förderelementes angeordnet sein.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung können die mit abwechselnder Polarität nebeneinander gereihten Weginkremente von einer Seite des Rasters aus gesehen fächerförmig auseinander divergieren. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Förderelement auf einer reinen kreisrunden Laufschiene ohne gerade Abschnitte fahren soll, da die fächerförmige Ausbildung der Weginkremente so optimal an die Kurvenform der Laufschiene angepasst ist.
Die Rasterlänge kann in einer besonderen Ausführung in Bewegungsrichtung des Förderelementes der Länge des Förderelementes entsprechen, so dass eine messtechnische Erfassung des Förderelementes unmittelbar mit dem Eintritt in den Messbereich des jeweiligen Positionssensors möglich ist.
Die Laufschiene kann in einer weiteren besonderen Ausbildung der Erfindung aus wenigstens zwei Laufschienensegmenten zusammengesetzt sein, so dass sie zusammen mit den Positionssensoren autonome modulare Sensormodule für lineare Bereiche, also gerade Laufschienensegmente und für nicht-lineare Bereiche, also beispielsweise Laufschienensegmente mit 90°- oder 180°-Kurven bildet, und das Transportsystem auf individuelle Laufschienenformen modular erweiterbar ist.
Die Messeinrichtung kann in einer bevorzugten Ausführung eine
Auswerteschaltung umfassen, die geeignet ist, in einem Übergangsbereich des
Förderelementes zwischen zwei Positionssensoren die Überwachung eines Positionssensors beim Eintritt des Rasters in seinen Messbereich einzuschalten und bei Austritt des Rasters aus seinem Messbereich auszuschalten. Dadurch wird sichergestellt, dass letztlich nur ein einziger Positionssensor die Position des Förderelementes erfasst, selbst wenn sich das Förderelement im Messbereich mehrerer Positionssensoren befindet. Die Messeinrichtung kann in einer besonderen Weiterbildung im
Übergangsbereich ausgelegt sein, die Positionssensoren zu gewichten. Dadurch werden Sprünge im Messsignal vermieden, so dass das Förderelement durch einen fließenden Übergang von einem Positionssensor zum nächsten
Positionssensor sanft übergeben werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann die Messeinrichtung eine Schalteinrichtung aufweisen, die geeignet ist, die Überwachung eines
Positionssensors einzuschalten, wenn ein Messsignal des einzuschaltenden
Positionssensors zum Detektieren der Weginkremente innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbands eingeschwungen ist, so dass Fehlmessungen beim Ein- und Austritt des Förderelementes in bzw. aus dem Messbereich eines Positionssensors vermieden werden.
Die Schalteinrichtung kann dazu in einer besonders bevorzugten Ausführung einen Anwesenheitssensor aufweisen, der geeignet ist, die Überwachung eines Positionssensors zu aktivieren, wenn sich ein vorbestimmter Anteil des Rasters in seinen Messbereich befindet. Auf diese Weise können die Positionssensoren situationsbezogen ein- und ausgeschaltet werden, was bei größeren
Laufschienen mit einer entsprechenden Anzahl an Positionssensoren den Energieverbrauch erheblich reduziert.
Dies kann vorzugsweise durch einen Messgeber zusätzlich zum Raster am Förderelement erfolgen, wobei der Anwesenheitssensor geeignet ist, die
Überwachung des Positionssensors basierend auf der Anwesenheit des
Messgebers in seinem Messbereich zu aktivieren.
Die Positionssensoren können auf den Laufschienensegmenten untereinander einen konstanten Sensorabstand aufweisen, wobei die äußeren
Positionssensoren jeder Laufschiene vom Rand der Laufschienenelemente mit dem halben Sensorabstand beabstandet sind. Dadurch wird sichergestellt, dass der Sensorabstand nach Zusammensetzen der kompletten Laufschiene konstant bleibt. Zeichnung
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der
Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Transportvorrichtung;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Laufschienensegmentes für eine Laufschiene der Transportvorrichtung aus Figur 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; Figur 3 eine schematische Darstellung eines Förderelementes zum
Einsatz auf einer Laufschiene, die aus Laufschienensegmenten gemäß der Figur 2 aufgebaut ist;
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Laufschienensegmentes für eine Laufschiene der Transportvorrichtung aus Figur 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Förderelementes zum
Einsatz auf einer Laufschiene, die aus Laufschienensegmenten gemäß der Figur 4 aufgebaut ist; und
Figur 6 eine schematische Darstellung eines Förderelementes zum
Einsatz auf der Laufschiene der Transportvorrichtung aus Figur 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Ausführungsformen der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 eine
Transportvorrichtung 2 mit einem erfindungsgemäßen inkrementellen
Wegmesssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau der Transportvorrichtung 2 mit einer einzelnen Sensorspur 4. Die Transportvorrichtung 2 umfasst eine Laufschiene 6, ein Förderelement 8 mit einer vorbestimmten Förderelementlänge 10 und eine Messeinrichtung 12. Die Transportvorrichtung 2 transportiert mit dem
Förderelement 8 Produkte zwischen verschiedenen Punkten auf der
Laufschiene 6.
Die Laufschiene 6 ist umlaufend geschlossen und weist einen Laufpfad 14 auf, der einen Laufweg für das Förderelement 8 definiert. In dem Laufpfad 14 ist die Sensorspur 4 eingebettet, so dass sich das Förderelement 8 in eine bestimmte
Laufrichtung 16 auf der Laufschiene 6 und über der Sensorspur 4 vor- und zurückbewegen kann. Die Sensorspur 4 erstreckt sich beispielhaft über die Mittellinie des Bodens des Laufpfades 14 der Laufschiene 6. Sie kann sich aber über jeden erdenklichen Pfad der Laufschiene 6, wie beispielsweise an den Seitenwänden, erstrecken.
Auf der Sensorspur 4 sind im konstanten Abstand 18 eine Vielzahl von
Magnetfeldsensoren 20 zur Erfassung der Position des Förderelementes 8 auf der Laufschiene 6 angeordnet. Diese Magnetfeldsensoren 20 können
beispielsweise als Hall-Sensoren oder MR-Sensoren ausgeführt sein. Zur übersichtlichen Darstellung der Magnetfeldsensoren 20 und deren Abstände 18 untereinander ist in Figur 1 lediglich ein Teil der Magnetfeldsensoren 20 und deren Abstände 18 mit einem Bezugszeichen versehen. Der
Magnetfeldsensorabstand 18 auf der Sensorspur 4 ist kleiner als die
Förderelementlänge 10.
Jeder der Magnetfeldsensoren 20 kommuniziert über einen Datenbus 22 mit der Messeinrichtung 12 und sendet ihr seine erfassten Messdaten über ein
Messsignal 47.
Die Laufschiene 6 der Transportvorrichtung 2 der vorliegenden Ausführung ist modular aus mehreren Laufschienensegmenten zusammengesetzt. Ein erstes lineares Laufschienensegment 24 ist über eine erste Steckverbindung 26 mit einem ersten Bogenschienenelement 28 verbunden. Ein zweites lineares Laufschienensegment 30 ist über eine zweite Steckverbindung 32 mit dem ersten
Bogenschienenelement 28 und über eine dritte Steckverbindung 34 mit einem zweiten Bogenschienenelement 36 verbunden. Das zweite
Bogenschienensegment 36 ist schließlich über eine vierte Steckverbindung mit dem ersten linearen Laufschienensegment 24 verbunden, so dass sich schließlich die in Figur 1 gezeigte Form der Laufschiene ergibt. Die
Steckverbindungen 26, 32, 34, 38 können standardisierte Schnittstellen und
Stoßkanten aufweisen, so dass die einzelnen Laufschienensegmente 24, 28, 30, 36 nahtlos aneinandergereiht werden können.
In Figur 2 ist beispielhaft das erste lineare Laufschienensegment 24 der vorliegenden Ausführung der Transportvorrichtung 2 dargestellt. Darin sind
Elemente, die in Figur 1 bereits beschrieben wurden mit denselben
Bezugszeichen versehen und werden nicht noch einmal beschrieben. Die nachfolgenden Erläuterungen zum ersten linearen Laufschienensegment 24 treffen auf alle die Laufschiene 6 bildenden Laufschienensegmente 24, 28, 30 36 zu.
Das lineare Laufschienensegment 24 weist zwei äußere Magnetfeldsensoren 40 auf, die jeweils am linken und rechten Rand 42, 43 des linearen
Laufschienensegments 24 angeordnet sind. Die Anordnung der
Magnetfeldsensoren 20 zwischen den äußere Magnetfeldsensoren 40 über der
Sensorspur 4 ist gegenüber Figur 1 unverändert. Der äußere Abstand 44 der äußeren Magnetfeldsensoren 40 zu den Rändern 42 beträgt die Hälfte der oben beschriebenen Magnetfeldsensorabstände 18. Auf diese Weise wird nach dem Zusammensetzen der einzelnen Laufschienensegmente 24, 28, 30, 36 der konstante Magnetfeldsensorabstand 18 über die vollständige Sensorspur 4 erreicht. Dadurch dass der Magnetfeldsensorabstand 18 kleiner ist, als die Förderelementlänge 10 bedeckt das Förderelement 8 beim Überfahren der Magnetfeldsensoren 20 in Übergangsbereichen 46 zumindest teilweise gleichzeitig die Messbereiche 48 von zwei Magnetfeldsensoren 20. Von diesen Übergangsbereichen 46 ist in Figur 2 lediglich ein Beispiel für einen einzigen
Magnetfeldsensor 20 dargestellt. Er tritt jedoch periodisch vor und nach jedem der auf der Sensorspur 4 angeordneten Magnetfeldsensoren 20 auf. Das heißt, dass in den Übergangsbereichen 46 jeweils zwei Magnetfeldsensoren 20 ein gültiges Messsignal 47 liefern. Zum Anschluss der Magnetfeldsensoren 20 an den Datenbus 22 und somit an die Messeinrichtung 12, weist das erste lineare
Laufschienensegment 24 eine Schnittstelle 50 auf. Das in Figur 1 dargestellte Förderelement 8 der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend anhand der Figur 3 näher beschrieben, die das
Förderelement 8 von der Unterseite zeigt. In Figur 3 sind Elemente, die bereits in Figur 1 und 2 beschrieben worden sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht noch einmal erläutert.
Das Förderelement 8 weist an seiner Unterseite ein Magnetband 52 als Raster auf, das aus einer Vielzahl von gegenpolig nebeneinander gereihten
Magneten 54 aufgebaut ist, wobei in Figur 3 einer der Magneten 54 beispielhaft gestrichelt umrandet ist. Alternativ kann das Magnetband 52 auch seitlich am Förderelement 8 angeordnet sein. Die anderen der Magneten 54 sind der Übersicht halber nicht umrandet und mit keinem Bezugszeichen versehen. Durch die gegenpolige Aneinanderreihung der Magnete 54 liegt jeweils immer ein Südpol 56 eines der Magneten 54 am Nordpol 58 eines anderen der Magneten
54 an, wobei in Figur 2 der übersichtlichen Darstellung halber lediglich ein Südpol 56 und ein Nordpol 58 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Länge 66 des Magnetbandes 52 entspricht hier der Förderelementlänge 10. Fährt das Förderelement 8 mit seinem Magnetband 52 in den Messbereich 48 eines der Magnetfeldsensoren 20 ein, so erfasst dieser Magnetfeldsensor 20 den Eintritt und sendet ein Messsignal 47 an eine Auswerteschaltung 60 in der Messeinrichtung 12. Diese referenziert basierend auf der Position dieses Magnetfeldsensors 20 die Position 62 des Förderelements 8 auf einen bestimmten Wert. Bei der weiteren Überfahrt des Förderelements 8 über den
Magnetfeldsensor 20 detektiert dieser ein periodisch wechselndes Magnetfeld durch die den Magnetfeldsensor 20 abwechselnd passierenden Nord- und Südpole 56, 58. Der entsprechende Magnetfeldsensor 20 wandelt jede Periode des Wechselfeldes zu einem Zählimpuls um und sendet ihn im Messsignal 47 über den Datenbus 22 an die Messeinrichtung 12, die in der
Auswerteschaltung 60 die erzeugten Zählimpulse zählt und dadurch die zuvor referenzierte Position 62 des Förderelementes 8 auf der Laufschiene 6 durch ein entsprechendes Hochzählen aktualisiert. Somit bilden die
Magnetfeldsensoren 20 einen Inkremental-Sensoren/Wegaufnehmer und das Magnetband 52 eine Inkrementalspur für ein inkrementelles Wegmesssystem.
Somit gibt die Messeinrichtung 12 immer die exakte Position 62 des Förderelements 8 aus. Alternativ oder zusätzlich kann die Referenzierung der Position 62 des Förderelementes 8 auch bei der Ausfahrt des Förderelementes 8 aus einem Messbereich 48 eines Magnetfeldsensors 20 erfolgen. Im Übergangsbereich 46 zwischen zwei Magnetfeldsensoren 20 aktiviert die
Messeinrichtung einen einzelnen Magnetfeldsensor 20 über die
Auswerteschaltung 60 beispielsweise mit einer rechnergestützten
Komparatorschaltung, die die einzelnen Magnetfeldsensoren 20 über ein
Aktivierungssignal 64 aktiviert beziehungsweise deaktiviert, und deaktiviert den anderen der Magnetfeldsensoren 20.
Die Auswerteschaltung 60 kann zur Vermeidung von Sprüngen im die Position 62 des Förderelementes 8 ausgebenden Signals das Aktivierungssignal 64 auch gewichten, um einen fließendem Übergang mittels einer Sanftumschaltung der Magnetfeldsensoren 20 zur realisieren, so dass jeder Magnetfeldsensor 20 von
100% auf 0% fließend deaktiviert und von 0% auf 100% fließend aktiviert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Umschaltung der das gültige
Messsignal 47 ausgebenden Magnetfeldsensoren 20 sowie die Auswertung der Zählimpulse des gültigen Messsignals 47 in die Auswerteschaltung 60 beispielhaft in der Messeinrichtung 12 integriert. Sie kann jedoch alternativ auch in die Magnetfeldsensoren 20 selbst integriert werden, so dass über das
Bussystem 22 die direkten Positionen 62 der einzelnen Förderelemente an die Messeinrichtung 12 übergeben werden kann. Eine Verteilung der
Umschaltungslogik auf die Magnetfeldsensoren 20 und der Auswertung der
Zählimpulse auf die Messeinrichtung 12 ist ebenfalls möglich.
Die Leiterbahnen zum Anschluss der Versorgungsspannung, Schirmung und Messsignalleitungen zu den einzelnen Magnetfeldsensoren 20 können auf der Unterseite der Laufschienensegmente 24, 28, 30, 36 aufgedruckt und zur
Busschnittstelle 50 geführt werden.
Für das fehlerfreie Umschalten von einem zum nächsten Magnetfeldsensor 20 zum richtigen Zeitpunkt bzw. an der richtigen Position stehen mehrere
Möglichkeiten zur Verfügung. Dies ist bei den Magnetfeldsensoren 20 notwendig, da beim Ein- bzw. Ausfahren des Magnetbandes 52 in einen Magnetfeldsensor 20 ein gewisses Ein-/Ausschwingverhalten auftritt. Zum einen ist dieses Ein- /Ausschwingverhalten natürlich bedingt, da beim Ein-/Ausfahren nicht mehr alle Mess-Elemente des Magnetfeldsensor 20 durch das Magnetband 52
messtechnisch erregt werden und somit die Zählimpulse, die aus den Werten aller Mess-Elemente eines Magnetfeldsensors 20 errechnet werden, noch nicht korrekt ausgegeben werden. Zum anderen können die Magnetfeldsensoren 20 noch Amplitudenregelungen und andere Überwachungs- und
Aufbereitungsfunktionen aufweisen, die beim Ein-/Ausfahren zu einer
Undefinierten Signalausgabe führen.
Eine Möglichkeit zum fehlerfreien Umschalten zwischen zwei
Magnetfeldsensoren 20 besteht darin, die Anwesenheit des Magnetbands 52 im Messbereich 48 eines Magnetfeldsensors 20 allgemein zu ermitteln, und mit einer Schalteinheit 68 die Ausgabe des Messsignals 47 an die
Auswerteschaltung 60 solange zu unterdrücken, bis das Messsignal 47 auf einen stabilen Signalzustand eingeschwungen ist. Die Anwesenheitsermittlung kann in der Schalteinheit 68 allein basierend darauf erfolgen, ob ein Magnetfeldsensor 20 überhaupt ein Messsignal 47 ausgibt, wobei der Zustand des Messsignals 47 unberücksichtigt bleibt.
Nachstehend wird anhand der Figuren 4 und 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, mit dem das fehlerfreie Umschalten zwischen zwei Magnetfeldsensoren 20 alternativ möglich ist. In den Figuren 4 und 5 werden Elemente, die Elementen in den Figuren 1 bis 3 entsprechen mit denselben Bezugszeichen versehen und nachstehend nicht noch einmal beschrieben.
Wie in Figur 4 gezeigt, wird im zweiten Ausführungsbeispiel auf den einzelnen Laufschienensegmenten 24, 28, 30, 36, von denen in Figur 4 nur das erste lineare Laufschienenelement 24 dargestellt ist, eine zweite Sensorspur 70 angeordnet, auf der Zusatzmagnetfeldsensoren 72 positionsgleich zu den
Magnetfeldsensoren 20 auf der ersten Sensorspur 4 im Laufpfad 14 angeordnet sind. Im Gegensatz zu den Magnetfeldsensoren 20 weisen die
Zusatzmagnetfeldsensoren 72 jedoch einen verkleinerten Messbereich 74 auf, so dass das Förderelement in den Messbereich 48 der Magnetfeldsensoren 20 früher eintritt, ihn aber später verlässt. Wie in Figur 5 gezeigt, wird auf der Unterseite des Förderelementes 8 im zweiten Ausführungsbeispiel parallel zum Magnetband 52 ein weiteres Magnetband angeordnet, das jedoch lediglich einen Permanentpol 76 aufweist. Dieser Permanentpol 76 erregt die Zusatzmagnetfeldsensoren 72 auf der zweiten Sensorspur 70, wenn das Magnetband 52 weit genug in den
Messbereich 48 eines entsprechenden Magnetfeldsensors 20 eingefahren ist. Das Messsignal eines Zusatzmagnetfeldsensors 72 kann daher durch die Schalteinheit 68 in der Messeinrichtung 12 zum Ein-/Ausschalten
beziehungsweise Aktivieren/Deaktivieren eines positionsgleich angeordneten
Magnetfeldsensors 20 herangezogen werden.
Alternativ können der Messbereich 48 der Magnetfeldsensoren 20 und der Messbereich 74 der Zusatzmagnetfeldsensoren 72 gleich groß ausgeführt werden, wobei die Länge des Permanentpols 76 am Förderelement 8 gegenüber der Länge des Magnetbandes 52 etwas kürzer ist.
In beiden Fällen muss der Größenunterschied zwischen den Messbereichen der Magnetfeldsensoren 20, 72 oder dem Permanentpol 76 und dem Magnetband 52 mindestens so groß sein, wie die doppelte Fahrstrecke des Förderelementes 8, die für das Ein-/Ausschwingverhalten des Messsignals der Magnetfeldsensoren 20 benötigt wird.
Die Unterdrückung des Messsignals 47 aus den Magnetfeldsensoren 20 während seines Ein-/Ausschwingens kann alternativ auch direkt von den einzelnen Magnetfeldsensoren 20, 72 selbst vorgenommen werden.
Der Vorteil des Zusatzsystems aus Permanentpol 76 und
Zusatzmagnetfeldsensor 72 ist, dass damit gleichzeitig eine
Anwesenheitserkennung pro Magnetfeldsensor 20 vorhanden ist, mit der eine eindeutige Aussage getroffen werden kann, ob sich gerade ein Förderelement 8 im Wirkbereich des Magnetfeldsensors 20 befindet. Denn der Magnetfeldsensor 20 liefert nur bei Bewegung des Förderelementes 8 und damit des
Magnetbandes 52 ein Messsignal 47. Dies ist insbesondere bei der
Referenzfahrt von Vorteil, da hier ja eine Bewegung der Förderelementes 8 im gesteuerten Betrieb durchgeführt werden muss, bei der zuvor bekannt sein muss, wie der Antrieb angesteuert werden muss, was abhängig von den aktuellen Positionen des Förderelementes 8 ist.
Außerdem führt die Abwesenheit eines Förderelementes 8 und damit des Magnetbandes 52 über einem Magnetfeldsensor 20 bei manchen Sensor-Typen, wie bei MR-Sensoren zu unerwünschten Nebeneffekten, wie einem
unerwünschten Oszillieren des Messsignals 47, was durch die zuvor erwähnte Anwesenheitserkennung in Kombination mit einer geeigneten Logikschaltung ebenfalls unterdrückt werden kann.
Eine weitere nicht in den Figuren 4 und 5 gezeigte Möglichkeit zum fehlerfreien Umschalten zwischen zwei Magnetfeldsensoren 20 besteht darin, ein Indexsignal der Magnetfeldsensoren 20 auszuwerten.
Dieses zusätzliche Indexsignal wird von den Magnetfeldsensoren ausgeben, um anzuzeigen, ob sich ein Magnet in ihrem Messbereich befindet. Dieses
Indexsignal kann in gleicher weise zur zeitweisen Unterdrückung der Ausgabe des Messsignals 47 an die Auswerteschaltung 60 verwendet werden.
Das Indexsignal eines Magnetfeldsensors 20 ist dabei auf einem konstanten Wert, wenn kein Magnetband 52 über dem Magnetfeldsensor 20 steht. Sobald dann das Magnetband 52 auf den Magnetfeldsensor 20 fährt, ändert dieses Indexsignal seinen Zustand. Das Messsignal 47 aus diesem
Magnetfeldsensor 20 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht vollständig
eingeschwungen, so dass das Messsignal 47 dieses Magnetfeldsensors 20 noch nicht gültig ist und daher noch nicht verwendet werden kann.
Durch den sich ändernden Zustand des Indexsignals des Magnetfeldsensors 20 kann nun durch eine Flankenauswertung der aktuelle, und gültige Wert des Magnetfeldsensors 20 gespeichert werden, der zuletzt ein gültiges Messsignal 47 an die Auswerteschaltung 60 ausgegeben hat. Von diesem gespeicherten Wert an kann dann noch eine gewisse Anzahl an Weginkrementen 56, 58
weitergezählt werden. Diese Anzahl an Weginkrementen 56, 58 ist dann mindestens so groß wie der Bereich, der für das Einschwingverhalten des Messsignals 47 des aktuellen Magnetfeldsensors 20 benötigt wird. Ist diese Anzahl an Weginkrementen 56, 58 durchlaufen, so kann das
Messsignal 47 vom letzten Magnetfeldsensor 20 sicher auf das Messsignal 47 des aktuellen Magnetfeldsensors 20 umgeschaltet werden.
Auch in diesem Fall kann die Umschaltung sensorseitig oder durch die
Schalteinheit 68 in der Messeinrichtung 12 erfolgen.
Da das Messsystem der dargestellten Fördervorrichtung 2 ein inkrementelles Messsystem ist, muss nach jeder Unterbrechung des Wegmesssystems eine Referenzfahrt durchgeführt werden.
Falls die Laufschiene 6 im Wesentlichen kreisrund, mit wenig geraden
Laufschienensegmenten 24, 30 aufgebaut ist, kann ein abgewandelter Aufbau des Magnetbandes 52 unter dem Förderelement 8 die Messgenauigkeit erhöhen.
Ein derartiger Aufbau ist als drittes Ausführungsbeispiel in Figur 6 dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel werden für gleiche Elementen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele gleiche Bezugszeichen verwendet. Wie aus Figur 6 ersichtlich, sind die Magnete 54 im vorliegenden Beispiel fächerförmig angeordnet und werden so bei einer Kurvenfahrt durch ein Bogenelement 28, 36 entlang der Sensorspur 4 über die Magnetfeldsensoren 20 geführt, wodurch das durch das Magnetband 52 abgegebene Magnetfeld ebenfalls einen
kurvenförmigen Verlauf aufweist und durch die Magnetfeldsensoren 20 in den Bogenelementen 28, 36 besser erkannt wird, so dass zuverlässigere
Messergebnisse möglich sind.
In allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind als Referenzmarken keine zusätzlichen Sensoren erforderlich, denn hierfür können die Magnetfeldsensoren 20 auf der Sensorspur 4 verwendet werden, weil sie eindeutigen mechanischen Positionen zuordenbar sind. Sobald also ein Magnetfeldsensor 20 auf der Sensorspur 4 das Magnetband 52 eines Förderelementes 8 detektiert, kann dem Förderelement 8 eine eindeutige mechanische Position auf dem Laufpfad 14 zugeordnet und so als Referenzmarke verwendet werden. Außerdem ist die Referenzfahrt nur so lang wie der Abstand 18 zweier Magnetfeldsensoren 20, so dass das Förderelement 8 zur Referenzierung nicht über den gesamten projektierten Bahnverlauf der Transportvorrichtung 2 fahren muss. Die beschriebenen Ausführungsformen schlagen ein inkrementelles
Wegmesssystem für eine Transportvorrichtung vor, in dem die Inkremental- Sensoren oder Wegaufnehmer in Form eines Magnetfeldsensors ortsfest angeordnet sind und sich die Inkrementalspur in Form eines Magnetbandes bewegt, so dass mit dem Eintritt der Inkrementalspur in den Messbereich eines neuen Inkrementalsensors eine neue Referenzmarke vorliegt und auf unabhängige Referenzmarken vollständig verzichtet werden kann.

Claims

Ansprüche
1 . Transportvorrichtung zur Förderung eines Produkts umfassend:
ein bewegbares, zum Fördern des Produkts vorgesehenes Förderelement (8) mit einem Raster (52), das sich über eine vorbestimmte Rasterlänge (66) in Bewegungsrichtung (16) des
Förderelementes (8) erstreckt und eine Vielzahl von Weginkrementen (56, 58) aufweist;
einen Laufpfad (14), der einen Laufweg für das Förderelement (8) definiert;
- eine Vielzahl von Positionssensoren (20), die entlang des Laufpfades
(14) angeordnet sind und deren Abstände (18) untereinander kleiner sind, als die Rasterlänge (66); und
eine Messeinrichtung (12), die ausgelegt ist, eine Momentanposition des Förderelementes (8) auf dem Laufpfad (14) zu bestimmen, wobei die Messeinrichtung (12),
wenn das Raster in den Messbereich (48) eines Positionssensors (20) eintritt und/oder austritt, die Momentanposition auf eine von der Position des entsprechenden Positionssensors (20) abgeleitete Referenzposition des
Förderelementes (8) auf dem Laufpfad (14) festlegt,
wenigstens einen der Positionssensoren (20) überwacht, in dessen Messbereich (48) sich das Förderelement (8) befindet und
die Momentanposition inkrementiert oder dekrementiert, wenn ein Weginkrement (56, 58) einen überwachten Positionssensor
(20) passiert.
2. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 , ferner umfassend eine ortsfeste, insbesondere umlaufende Laufschiene (6), die entlang des Laufpfades (14) verläuft, wobei die Positionssensoren (20) in der Laufschiene (6) angeordnet sind. Transportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
das Raster (52) ein Magnetband ist, dessen Weginkremente (56, 58) mit abwechselnder Polarität nebeneinander gereiht sind, und die Positionssensoren (20) Magnetfeldsensoren sind.
Transportvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die mit abwechselnder Polarität nebeneinander gereihten Weginkremente (56, 58) von einer Seite des Rasters (52) aus gesehen fächerförmig auseinander divergieren.
Transportvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Rasterlänge (66) in Bewegungsrichtung (16) des Förderelementes (8) der Länge (10) des Förderelementes (8) entspricht.
Transportvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei die Laufschiene (6) aus wenigstens zwei Laufschienensegmenten (24, 28, 30, 36) zusammengesetzt ist.
Transportvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (12) eine Auswerteschaltung (60) umfasst, die geeignet ist, in einem Übergangsbereich (46) des Förderelementes (8) zwischen zwei Positionssensoren (20) die Überwachung eines Positionssensors (18) beim Eintritt des Rasters (52) in seinen Messbereich (48) einzuschalten und bei Austritt des Rasters (52) aus seinem Messbereich (48)
auszuschalten.
Transportvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Messeinrichtung (12) im Übergangsbereich (46) ausgelegt ist, die Positionssensoren (20) zu gewichten.
Transportvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (12) eine Schalteinrichtung (68) aufweist, die geeignet ist, die Überwachung eines Positionssensors (20) einzuschalten, wenn ein Messsignal (47) des einzuschaltenden Positionssensors (20) zum Detektieren der Weginkremente (56, 58) innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbands eingeschwungen ist.
10. Transportvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schalteinrichtung (68) einen Anwesenheitssensor (72) aufweist, der geeignet ist, die
Überwachung eines Positionssensors (20) zu aktivieren, wenn sich ein vorbestimmter Anteil des Rasters (52) in seinen Messbereich (48) befindet.
1 1 . Transportvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Förderelement (4) einen Messgeber (76) zusätzlich zum Raster (52) aufweist und der Anwesenheitssensor (72) geeignet ist, die Überwachung des
Positionssensors (20) basierend auf der Anwesenheit des Messgebers (76) in seinem Messbereich (48) zu aktivieren.
PCT/EP2011/056137 2010-04-28 2011-04-18 Inkrementelles multipositions-erfassungssystem für ein umlaufendes elektromagnetisches transfersystem WO2011134823A2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11717212A EP2564166A2 (de) 2010-04-28 2011-04-18 Inkrementelles multipositions-erfassungssystem für ein umlaufendes elektromagnetisches transfersystem
US13/643,387 US20130037384A1 (en) 2010-04-28 2011-04-18 Incremental multi-position detection system for a revolving electromagnetic transfer system
CA2797586A CA2797586A1 (en) 2010-04-28 2011-04-18 Incremental multi-position detection system for a revolving electromagnetic transfer system

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DE102010028333A DE102010028333A1 (de) 2010-04-28 2010-04-28 Inkrementelles Multipositions-Erfassungssystem für ein umlaufendes elektromagnetisches Transfersystem

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US (1) US20130037384A1 (de)
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CA (1) CA2797586A1 (de)
DE (1) DE102010028333A1 (de)
WO (1) WO2011134823A2 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011075174A1 (de) 2011-05-03 2012-11-08 Robert Bosch Gmbh Transfereinrichtung für Gegenstände
DE102012004372A1 (de) 2012-03-02 2013-09-05 Multivac Sepp Haggenmüller Gmbh & Co. Kg Schalenverschließmaschine und Verfahren zum Transportieren von Schalen
EP2754614B1 (de) * 2013-01-14 2015-06-24 Edwin Kohl Anlage und Verfahren zur personenbezogenen Befüllung von Blisterpackungen mit Medikamenten
JP2016527498A (ja) * 2013-07-19 2016-09-08 ヴィルコ・アーゲー デバイスをインライン試験する方法及び試験装置
JP6206458B2 (ja) * 2015-08-21 2017-10-04 村田機械株式会社 移動体、及び、移動体の位置検出方法
DE102016206904A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-26 Festo Ag & Co. Kg Verfahren zur Ermittlung und Speicherung einer Position eines Messelements längs eines Bewegungswegs und Sensorsystem
DE102017203597A1 (de) 2017-03-06 2018-09-06 Krones Aktiengesellschaft In einer Verpackungsmaschine bewegliches Förderelement und/oder Formatteil und Verfahren zu dessen Lagebestimmung
AT519238B1 (de) * 2017-03-13 2018-05-15 B & R Ind Automation Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Absolutposition eines Läufers
EP4030146A1 (de) 2021-01-14 2022-07-20 Hiwin Mikrosystem Corp. Positionsmessmechanismus und messverfahren für ein linearbewegungssystem
JP7274658B1 (ja) 2022-09-30 2023-05-16 Dmg森精機株式会社 位置検出システムおよび移動体

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4335004C2 (de) 1993-10-14 2000-04-06 Hoffmann & Krippner Gmbh Sensor, Meßsystem mit einem Sensor, Verfahren zur Erfassung des Abstands der Zusammendrückpunkte oder des Abstands der Ränder einer Zusammendrückzone eines Sensors und Verwendung von Sensor und Meßsystem

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5130583A (en) * 1989-11-13 1992-07-14 Ricoh Company, Ltd. Linear motor
WO1991012648A1 (en) * 1990-02-13 1991-08-22 Hitachi Metals, Ltd. Linear dc motor
US5023495A (en) * 1990-04-17 1991-06-11 Hitachi Metals & Shicoh Engine Moving-magnet type linear d.c. brushless motor having plural moving elements
JP3167044B2 (ja) * 1992-02-13 2001-05-14 日本トムソン株式会社 直流リニアモータ及びこれを具備した直動ユニット
US7170241B1 (en) * 1998-02-26 2007-01-30 Anorad Corporation Path module for a linear motor, modular linear motor system and method to control same
DE10020895B4 (de) * 2000-04-29 2011-07-28 Rodi, Anton, 69181 Positionsgebervorrichtung
DE10162448B4 (de) * 2001-01-12 2014-09-04 Heidelberger Druckmaschinen Ag Einrichtung zur Lageerfassung eines Läuferteils in einem Transportsystem
US6876107B2 (en) * 2002-06-05 2005-04-05 Jacobs Automation Controlled motion system
DE10355918B4 (de) * 2003-11-29 2006-03-16 Festo Ag & Co. Messvorrichtung und Verfahren zur inkrementellen Wegstreckenmessung
JP4941790B2 (ja) * 2009-08-28 2012-05-30 村田機械株式会社 移動体システム
JP5567823B2 (ja) * 2009-11-09 2014-08-06 ヤマハ発動機株式会社 リニアスケール、リニアモータ、及びリニアモータの制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4335004C2 (de) 1993-10-14 2000-04-06 Hoffmann & Krippner Gmbh Sensor, Meßsystem mit einem Sensor, Verfahren zur Erfassung des Abstands der Zusammendrückpunkte oder des Abstands der Ränder einer Zusammendrückzone eines Sensors und Verwendung von Sensor und Meßsystem

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