WO2020165124A1 - Positioniersystem zur positionierung eines positionierschlittens und verfahren zum betreiben eines schlittenträgers in einem positioniersystem - Google Patents

Positioniersystem zur positionierung eines positionierschlittens und verfahren zum betreiben eines schlittenträgers in einem positioniersystem Download PDF

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Alfred Gause
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Festo SE and Co KG
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    • B65G35/06—Mechanical conveyors not otherwise provided for comprising a load-carrier moving along a path, e.g. a closed path, and adapted to be engaged by any one of a series of traction elements spaced along the path
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
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    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/385—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously using a gear and rack mechanism or a friction wheel co-operating with a rail
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    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting

Definitions

  • the invention relates to a positioning system for positioning a positioning slide, with a slide carrier which is designed for a movement of the positioning slide parallel to a positioning plane and which comprises an X gear whose X axis of rotation is arranged parallel to an X axis of a positioning plane and whose X-teeth are aligned parallel to the X-axis, the X-gear being assigned an X-drive for a rotary movement about the X-axis of rotation.
  • the invention also relates to a method for operating a slide carrier in a positioning system.
  • Positioning slide is arranged, with the help of to drive gears of the slide carrier to one
  • the positioning movement can be driven in a positioning plane, the positioning plane being defined by a Cartesian xy coordinate system and at least one x drive gear, which can cause a positioning movement in the x-axis direction, and also at least one y drive gear, the one
  • the drive gears are connected to an output Toothed structure of the positioning carriage in engagement, which has a plurality of output teeth that are distributed at points in a regular two-dimensional tooth matrix.
  • the X drive is assigned a sensor device for detecting a movement of the X gear and for providing a movement signal and that the sensor device is connected to a control device that controls the X drive as a function of a Movement signal of the sensor device is formed.
  • Positioning slide should automatically bring about a rotational movement of the X gear, without a complex external sensor technology and / or communication with neighboring slide carriers is required. Rather, it is provided that the X drive, which is in a state of rest, for example, when the positioning slide arrives, through the form-fitting operative connection between
  • the output teeth of the slide carrier and the drive teeth of the X gear are accelerated.
  • the idle state of the X drive is preferably characterized in that the X drive
  • the gear wheel does not rotate.
  • the acceleration of the X drive can be determined on the basis of signals from the sensor device, which is designed, for example, as an, in particular incremental, rotary encoder and which can detect a rotational movement, in particular a change in angular position, of the X drive.
  • the sensor device is designed for outputting an angle signal which is provided to the control device, which can determine the acceleration of the X gear and the X drive from the time profile of the angle signal and from which it can generate a control signal, to control the X-drive.
  • the control of the X-drive takes place in a very short time interval, in particular within less than 1/100 seconds, and with a strong acceleration of the X-drive.
  • the X gear and the X drive are designed in such a way that the combination of these two components has a low mass inertia and a low resistance to movement. This is to prevent a significant deceleration of the carriage when it hits the X gear before the X drive can be accelerated by the supply of energy from the control device to a rotational speed that is, for example, the speed of the positioning carriage before Hitting the X gear corresponds to.
  • Positioning carriage and a transported goods transported by the positioning carriage and a resulting inertia are considerably greater than the inertia of the combination of X gear and X drive, so that the Braking effect for the carriage carrier is as low as possible.
  • the slide carrier in the time period between the impact on the X gear and the provision of the control signal to the X drive by the control device only by a predeterminable percentage or by a predeterminable percentage
  • Absolute amount is braked, which can be determined in particular as a function of the speed of a cargo that is to be transported with the aid of the carriage carrier.
  • the main task of the sensor device and the control device is therefore not to carry out a regulated rotational movement of the X-drive, but rather to detect a movement requirement for the X-gear and to provide a corresponding control signal to the X-drive for the determined To meet motion detectors.
  • the slide carrier comprises a Y gear whose Y axis of rotation is arranged parallel to a Y axis of the positioning plane and whose Y teeth are aligned parallel to the Y axis, and that the Y gear has a Y Drive for a rotary movement around the Y axis of rotation is assigned, the Y drive being assigned a sensor device for detecting a movement of the Y gear and for providing a movement signal, and that the sensor device is connected to the control device which is used for a Control of the Y drive and / or the X drive is formed as a function of a movement signal of the sensor device.
  • the Y drive with the associated Y gear allows the relative movement of the
  • Positioning slide in a direction which is oriented transversely to a relative movement of the positioning slide which can be effected with the aid of the X drive and the associated X gear.
  • the slide carrier can also detect a movement of a positioning slide in the Y direction and carry out a corresponding control of the Y drive in order to enable the X- Drive described to enable a movement with as little delay as possible for the slide carrier in the Y-direction. If necessary, a regulated rotational movement of the Y drive can also be carried out with the aid of the sensor device.
  • the sensor device is designed to detect a rotational position of the X drive, in particular the X gear, and that the control device is designed to specify a rotational rest position for the X drive, in particular for the X gear, is trained.
  • the detection of the rotational position of the X gear or the X drive can, for example, with a
  • Absolute value rotary encoder designed sensor device are made, at least in the range of one revolution (360 degrees) a detection of a rotary position of the X-
  • a metrological resolution of the sensor device is preferably at least twice as large as a tooth pitch of the X gear.
  • the metrological resolution of the sensor device is expressed as an angle that represents a rotational relative movement of the X gear that is still just being detected by the sensor device. can. If this angle corresponds to half the tooth pitch, which can be defined, for example, as the distance between two neighboring tooth flanks aligned in the same direction, the sensor device enables a statement to be made about which tooth of the X gear is, for example, in an upper vertex of the X. Gear is arranged. If the metrological resolution of the sensor device is higher than half the tooth pitch, i.e.
  • Positioning slide on the X gear is guaranteed. On the one hand, this is intended to ensure that the output teeth of the positioning slide engage with the teeth of the X gear, on the one hand, and, on the other hand, a tilting movement of the positioning slide that could occur when the positioning slide hits the teeth of the X gear, at least almost, especially completely, can be prevented.
  • the sensor device is designed to detect a rotational position of the Y drive, in particular the Y gear
  • the control device is designed to specify a rotational rest position for the Y drive, in particular for the Y Gear, is formed.
  • the same advantages can be achieved here as in the previous description of the detection of the rotational position of the X drive, especially in the event that the positioning slide is moved in the Y direction.
  • the Y-gear assumes a rotational position that ensures that the output teeth of the positioning slide can engage the teeth of the Y-gear as smoothly as possible and can slide with little friction along the teeth of the Y gear.
  • Direction of the preceding slide carrier is of interest in order to receive information about the position of the Y gear from this preceding slide carrier and to be able to align its own Y gear accordingly.
  • the Y gear performs a controlled or regulated oscillating movement, in particular in an angular range that is smaller than one tooth division.
  • This measure is intended to increase the likelihood of a jolt-free engagement of the output teeth of the positioning slide in the Y gear and to dispense with communication with a preceding slide carrier, so that the slide carrier is self-sufficient, i.e. independent of others Slide carriers, can be operated.
  • This procedure is also of interest if the carriage carrier is arranged adjacent to a different type of conveyor device, for example a conveyor belt, in which an alignment of the positioning carriage may not be precisely defined or at least not known.
  • the control device is used to determine a time
  • the course of an acceleration, in particular an angular acceleration, of the X-drive and / or a Y-drive is formed on the basis of the movement signal of the respective sensor device and that the control device is used to control the X-drive and / or the Y-drive a speed value determined from the time profile of the acceleration, in particular the angular acceleration, is formed.
  • acceleration values, in particular angular acceleration values which are determined with the aid of the sensor signal of the sensor device, are mathematically integrated in the control device in order to determine a speed value which the X drive or the Y drive must assume, to ensure that the onward transport of the
  • a speed of the positioning slide before the X drive or the Y drive is inferred from the time profile of the acceleration, possibly including the maximum acceleration, and the control device provides suitable control signals for provides the X-drive and the Y-drive, which enable a maintenance or short-term regaining of this speed.
  • the control device is preferably designed in such a way that it determines and outputs the control signal for the X drive or the Y drive in such a way that precisely that amount of energy is sent to the X drive or the Y drive.
  • the X drive and / or a Y drive is designed as, preferably gearless, electrical rotary drive, preferably as an external rotor motor, in particular as a permanent magnet-excited external rotor motor.
  • the X drive or the Y drive are preferably designed in such a way that they have a low (mass) inertia relative to the outside, in particular by means of the assigned X gear or Y
  • the electric rotary drive has a stator and a rotor, the stator being fixed to the slide carrier and the rotor being rotatably mounted on the stator and the Y-gear attached to an outer surface of the rotor as a separate component or as an integral geometry is introduced.
  • the electric rotary drive is designed as an external rotor motor, in which the rotor has a very low mass compared to the stator and yet, when a control signal is provided by the control device, a high torque can be formed between the stator and the rotor, which means that the low-inertia rotor is guaranteed.
  • the rotor comprises a permanent magnet arrangement which is designed for magnetic interaction with a coil arrangement of the stator in order to be able to generate the desired torque between the stator and rotor.
  • the positioning system preferably comprises one
  • the one on a flat bottom facing the slide carrier with a toothed grid is provided, which comprises a plurality of output teeth arranged along the X-axis and along the Y-axis in the same pitch, which are designed for simultaneous engagement in the X-gear and in the Y-gear, with at least one external Row of teeth of the toothed grid at least one of the drive teeth is tapered transversely to a row axis of the row of teeth.
  • Output teeth are to enable a positive coupling of the positioning slide with the X gear wheels and / or the Y gear wheels.
  • Output teeth in a tooth grid which is formed from rows of teeth and rows of teeth aligned at right angles to each other, the desired positive coupling between the output teeth and the respective gear from the group X gear, Y gear, its X axis of rotation or Y axis of rotation transversely to the direction of movement of the
  • Positioning slide is aligned, guaranteed.
  • all output teeth have the same spacing from adjacent output teeth.
  • Both the X gear and the Y gear each have teeth that are aligned parallel to the X axis of rotation or parallel to the Y axis of rotation.
  • control devices of adjacently arranged slide carriers are electrically connected to one another in such a way that an over- Transmission of movement signals and / or information with regard to the rotational position of the X-drive and / or the Y-drive for a synchronization of rotational movements of the X-drives and / or the Y-drives of the adjacently arranged slide carriers is made possible.
  • transmission of analog signals and / or digital signals on discrete signal lines or within the framework of a bus communication protocol can optionally be provided.
  • the object of the invention is achieved according to a second aspect of the invention with a method for operating a slide carrier in a positioning system, which comprises the following steps: Detecting a movement of the X gear with the sensor device and providing the movement signal to the control device, Determination of a time profile of an acceleration, in particular an angular acceleration, of the X drive based on the movement signal and calculation of a control signal or a control signal level for controlling the X drive based on a speed determined from the time profile of the acceleration, in particular the angular acceleration keitswerts as well as providing the control signal or the control signal level to the X-drive.
  • the slide carrier is to be operated independently, without being able to use information from possibly adjacent slide carriers for a corresponding control of the at least one X drive and / or the at least one Y drive.
  • the at least one X drive and / or the at least one Y drive only have one ne performs a rotational movement when a positioning slide is actually to be moved. Accordingly, it is assumed that in the absence of one
  • Positioning slide the X drive and / or the Y drive are in a state of rest in which there is no movement of the X gear or Y gear to which they are assigned. For example, if a positioning slide approaches the slide carrier in a direction of movement parallel to the Y-axis, the output teeth of the slide carrier come into positive coupling with the teeth of the with its X axis of rotation transverse to the direction of movement of the
  • the associated Sensoreinrich device can provide a time-variable sensor signal, for example, a temporal change in the angular position of the X gear to the control device.
  • the control device calculates a speed value based on the time profile of the sensor signal and provides a control signal to the X drive that is set so that the X drive enables the positioning slide to be transported further with as little delay as possible, in particular without delay.
  • control device can in particular be designed to relate stored information about the inertia of the X-drive to a change in the sensor signal over time in order to draw a conclusion about the mass of the positioning slide and the transported goods transported by the positioning slide to calculate the control signal in such a way that precisely that amount of energy is made available to the X-drive that is required for a further movement of the positioning slide that is as uniform as possible is.
  • control device in particular as a function of a movement signal provided from outside, accelerates or decelerates the arriving positioning slide by activating the X drive accordingly.
  • movement signals and / or rotational positions of the respective X drive and / or the respective Y drive are transmitted between control devices of Schlittenträ like, which are arranged along a predetermined path of movement for the positioning slide in order to At least one function from the group: synchronous operation of the X drives of neighboring slide carriers, synchronous operation of the Y drives of neighboring slide carriers, synchronous operation of the X drives and the Y drives of neighboring slide carriers, braking of the positioning slide according to a predeterminable braking profile, acceleration of the positioning slide according to a predeterminable acceleration profile, braking the
  • Positioning slide to a predeterminable braking position change of direction for the positioning slide by superimposing movements of the X-drives and the Y-drives.
  • This enables a number of slide carriers to be linked to form a positioning system in which a movement of at least one positioning slide corresponding to a predeterminable sequence of movements over several
  • Figure 1 is a purely schematic plan view of a
  • Positioning system consisting of a wide variety of
  • Figure 2 is a bottom view of one
  • FIG. 3 shows a purely schematic plan view of a carriage carrier, shown partially in section, and
  • FIG. 4 shows a side view of the X drive of the Schlittenträ gers according to FIG.
  • a positioning system 1 shown purely schematically in a plan view in FIG. 1, comprises several, partially differently designed slide carriers 2, 3, 4 and 5, which are partially arranged in a row and which are used for a movement of one shown in FIG plate-shaped positioning slide 6 are vorgese hen.
  • Positioning system 1 displays.
  • Each of the slide carriers 2 to 5 can additionally also be designed for a movement of the positioning slide 6, not shown in FIG. 1, in the direction opposite the direction indicated by the arrow.
  • Positioning system 1 can be supplied.
  • the carriage carriers 2 to 5 are mechanically coupled to one another in a manner not shown in order to prevent undesired rela tiv movements of the carriage carriers 2 to 5 to one another.
  • each of the carriage carriers 2 to 5 has a plug 15 or a socket 16 on each of its lateral end faces 8, 9, 10, 11, with which, if necessary, a communication between adjacent ones Carriages 2 to 5 can be realized.
  • Carriages 2 to 5 are aligned parallel to a plane of movement, not shown, which in turn is aligned parallel to the plane of representation in FIG.
  • the plane of movement is represented in FIG. 1 by a Cartesian coordinate system with an X-axis and with an X-axis at right angles to the X-axis aligned Y-axis.
  • Au .kanten the carriage carriers 2 to 5 are aligned parallel to the X-axis and the Y-axis.
  • Each of the carriage carriers 2 to 5 comprises at least one gearwheel which is rotatably mounted about an axis of rotation on the respective carriage carriers 2 to 5.
  • those gears whose axes of rotation are aligned parallel to the X-axis are referred to as X-gears 20, while those gears whose axes of rotation are aligned parallel to the Y-axis are called Y-gears 21 are designated.
  • the axes of rotation of the X gears 20 are referred to as X axes of rotation 22, and the axes of rotation of the Y gears 21 are referred to as Y axes of rotation 23.
  • each of the slide carriers 2 to 5 has a centrally arranged, purely exemplary square recess 30 which allows an influence to be exerted from an underside of the respective slide carrier 2 to 5, not shown, through the slide carrier 2 to 5 the positioning slide 6 arranged above the respective recess 30 can take place.
  • Positioning slide 6 are made by a camera system not shown in detail.
  • each of the slide carriers 2 to 5 is coupled to at least one adjacently arranged slide carrier 2 to 5 and that slide carriers 2 to 5 lined up along the X-axis or along the Y-axis each by at least a width of one slide carrier 2 to 5 of further Schlittenträ lined up along the same axis like 2 to 5 are arranged away.
  • FIG. 2 shows an underside 36 of a positioning slide 6, which is embodied purely in the form of a plate and which, for example, has a flat and square base area on which a multiplicity of output teeth 37, 38 are arranged.
  • a positioning slide 6 which is embodied purely in the form of a plate and which, for example, has a flat and square base area on which a multiplicity of output teeth 37, 38 are arranged.
  • Output teeth 37, 38 in the direction of the X-axis and in the direction of the Y-axis are each arranged in the same pitch and thus form a regular tooth grid 39.
  • Output teeth 38 arranged at the edge of the toothed grid 39 are designed with an outwardly tapered wedge-shaped profiling, with the aid of which the toothed grid 39 is to be used to facilitate engagement of the toothed grid 39 in the toothing of gearwheels whose axis of rotation is aligned parallel to a direction of movement of the positioning slide 6.
  • FIG. 3 shows, in a purely schematic illustration, a structure for a slide carrier 4 which is equipped with an X gear 20 and a Y gear 21. Since the X gear 20 and the Y gear 21 differ from each other only in their alignment and arrangement in the carriage carrier 4, the following is exclusively a more detailed explanation of the X gear 20, which applies in the same way to the Y gear 21 - is fend.
  • the X gear 20 is designed as part of a tubular Ro sector 43 of an electric external rotor motor 42, which can also be referred to as an X drive 24. Accordingly, the external rotor motor 42 to which the Y gear wheel 21 is assigned is referred to as a Y drive 25. Purely by way of example, it is provided that the rotor 43 of the X drive 24 comprises several permanent magnet strips that are not shown in detail and are oriented parallel to the X axis of rotation 22.
  • the rotor 43 is - without the simplified representation of Figure 3 taking into account the assembly processes - each end pushed onto outer rings of ball bearings 44, not shown, whose inner rings, also not shown, are fixed on a stator 45, where a Low-friction rotational movement of the rotor 43 relative to the stator 45 is made possible.
  • the stator 45 comprises several electrical coils, not shown in more detail, which can be supplied with an alternating current, for example, via an electrical connection line 46, which is only shown schematically, in order to achieve a magnetic interaction with the permanent magnet strips of the rotor 43 and thereby a torque development between the stator 45 and rotor 43 to be able to effect.
  • stator 45 is fixed to a support flange 47, which in turn is connected, in a manner not shown in detail, to a bottom section 48 of a housing of the slide carrier 4, which is purely exemplary in the form of a box.
  • a sensor 51 is arranged on a side surface 50 of the support flange 47, which is designed, for example, as an optical sensor or as an inductive proximity switch or as a capacitive proximity switch and forms a sensor device with the aid of which a rotational position of the rotor 43 about the X axis of rotation 22 can be determined.
  • a sensor line 52 of the sensor 51 is used to transmit electrical sensor signals, which are in particular it is an analog current level or an analog voltage level or a digital signal which each represent a measurement result of the sensor 51.
  • the sensor line 52 like the connecting line 46, is electrically connected to a control device 53, which is only shown schematically and which is, for example, a combination of a microprocessor, a data memory connected to the microprocessor, a bus communication module connected to the microprocessor and two with the Microprocessor-connected electrical output stages can act.
  • the microprocessor is designed to process a computer program, information for processing this computer program can be obtained from the associated data memory on the one hand and from the sensor signals of the sensor 51 on the other.
  • bus communication module (not shown in detail), which in turn is electrically connected, purely by way of example, to the plugs 15 and sockets 16 serving as electromechanical interfaces, via which a data exchange with further slide carriers 2 to 5 or a higher-level control device (not shown).
  • the microprocessor can control at least one of the electrical ones, not shown in detail
  • Carriages 2 to 5 takes place. With such a communication between the carriage carriers 2 to 5, for example, a transmission of information about rotational positions and / or rotational speeds and / or rotational accelerations of the respective X-
  • the senor 51 is arranged purely by way of example on the side surface 50 of the support flange 47 and is designed, for example, on the basis of an optical, capacitive or inductive measuring method, teeth 54 and tooth gaps 55 of the respective Gear (X gear 20 or Y gear 21) to be distinguished from each other in such a way that a statement about a rotational position of the gear can be made with an angular resolution that is smaller than an angular division between adjacent teeth 54 or between adjacent tooth gaps 55. If, purely by way of example, it is assumed that the X gear 20 or the Y gear 21 has a total of 36 equally distributed teeth 54 on its outer circumference, the angular division between adjacent teeth is 10 degrees.
  • the senor 51 can resolve an angular division of less than 5 degrees, particularly preferably of less than 2.5 degrees, in particular of less than 1.25 degrees.
  • additional markings are arranged on one or more end faces 56 of teeth 54, which can be scanned by the sensor 51 in order to determine an absolute position of the X gear 20 or of the Y gearwheel 21 and to be able to provide related information to the control device 53.
  • the carriage carrier 4 can be provided in a manner not shown in detail for deflecting a positioning carriage 6 by 90 degrees between two continuously moving conveyor belts, with a first conveyor belt 61, only symbolically indicated by a directional arrow, performing a conveying movement along the X direction and, for example, at the lateral end face 11 of the carriage carrier 4 adjoins and a second conveyor belt 62, indicated only symbolically by a directional arrow, carries out a conveying movement along the Y direction and, for example, to the side
  • Front face 8 of the carriage carrier 4 is adjacent.
  • the slide carrier 4 depends solely on its own sensor system, that is to say the two sensors 51. Since it must also be assumed that the carriage carrier 4 has no information about the point in time at which a positioning carriage 6 may arrive, which is to be deflected, for example, from an X movement direction of the first conveyor belt 61 into a Y movement direction of the second conveyor belt 62 also assume that both the X drive 24 and the Y drive 25 are initially at rest, that is to say do not perform any rotational movement.
  • Positioning carriage 6 come into engagement with the tooth gaps 55 and the teeth 54 and, due to the low inertia of the X drive 24, a rapid, purely passive acceleration of the X gear 20 takes place.
  • This acceleration can be detected with the aid of the sensor 51 which, for example, provides cyclically recurring updated sensor data via the sensor line 52 to the control device 53 with a clock frequency of a few milliseconds.
  • the control device 53 can determine from the sensor data on the one hand the acceleration and on the other hand through mathematical integration the rotational speed of the X-drive 24 and provides an amount of electrical energy to the X-drive 24 via the integrated electronic output stage that the X gear 20 absorbs the externally applied rotational movement very quickly in the context of an active acceleration thus at least an almost Continuous travel without delay for the positioning slide 6 is guaranteed.
  • control device 53 can, for example, perform a predeterminable braking of the X-drive 24 in order to temporarily position the positioning slide 6 in a rest position , in which it completely covers the slide carrier 4 and is arranged symmetrically above the slide carrier 6.
  • Carriage carrier 6 has assumed this position and thus does not carry out any further movement in the X direction, the control device 53 can activate the Y drive 25, whereby the positioning carriage 6 is transferred in the Y direction from the carriage carrier 4 to the second conveyor belt 62 can be ported. If necessary, provision can also be made for a transport object, not shown, which is arranged on an upper side of the positioning slide 6, to pass through the recess 30 and / or from the upper side of the positioning slide 6 during the standstill phase. for example scanned by sensor means or processed by processing means.
  • Positioning system 1 can be provided that those slide carriers 2 to 5 that are only adjacent to one or two adjacent slide carriers 2 to 5 are operated independently in an identical or similar manner, as described above for the individual slide carriers 4 was described.
  • at least those slide carriers 4 and 5 which, according to the exemplary embodiment of FIG. 1, adjoin more than two adjacently arranged slide carriers 2 to 5, are controlled by a higher-level controller (not shown)
  • Control devices 53 of the slide carriers 4 and 5 provide, for example, to enable a direction of movement to be specified for a positioning slide 6 which arrives at these slide carriers 4 and 5.
  • carriage carriers 2 to 5 can also be made for the carriage carriers 2 to 5 to communicate with one another, for example to exchange information about the properties of the respective positioning carriage 6 that arrives.
  • a particularly advantageous coordination of the movement behavior of the individual X drives 24 and the Y drives 25 can hereby be achieved. This is achieved, for example, by the fact that a movement in one direction of the
  • Positioning slide 6 preceding slide carrier 2 to 5 a slide carrier 2 to 5 following in the direction of movement of the positioning slide 6 transmits information about a speed and / or mass of the positioning slide 6 or also provides synchronization information provides that a predictive start-up of the respective X-drive 24 and / or the respective Y-drive 25 is possible.
  • At least one of the carriage carriers 2 to 5 can also be operated in such a way that the positioning carriage 6 assumes one or more rest positions relative to the respective carriage carrier 2 to 5 along a movement path , in which targeted processing of the goods to be transported can be carried out from the underside through the recess 30 and / or from the top.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Positioniersystem zur Positionierung eines Positionierschlittens (6), mit einem Schlittenträger (2, 3, 4, 5), der für eine Bewegung des Positionierschlittens (6) parallel zu einer Positionierebene ausgebildet ist und der ein X-Zahnrad (20) umfasst, dessen X-Rotationsachse (22) parallel zur einer X-Achse einer Positionierebene angeordnet ist und dessen X-Zähne (54) parallel zur X-Achse ausgerichtet sind, wobei dem X-Zahnrad (20) ein X-Antrieb (24) für eine Drehbewegung um die X-Rotationsachse (22) zugeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem X-Antrieb (24) eine Sensoreinrichtung (51) zur Erfassung einer Bewegung des X-Zahnrads (20) und zur Bereitstellung eines Bewegungssignals zugeordnet ist und dass die Sensoreinrichtung (51) mit einer Steuereinrichtung (53) verbunden ist, die für eine Ansteuerung des X-Antriebs (24) in Abhängigkeit von einem Bewegungssignal der Sensoreinrichtung (51) ausgebildet ist.

Description

Positioniersystem zur Positionierung eines Positionierschlittens und Verfahren zum Betreiben eines Schlittenträgers in einem Positioniersystem
Die Erfindung betrifft ein Positioniersystem zur Positionie rung eines Positionierschlittens, mit einem Schlittenträger, der für eine Bewegung des Positionierschlittens parallel zu einer Positionierebene ausgebildet ist und der ein X-Zahnrad umfasst, dessen X-Rotationsachse parallel zur einer X-Achse einer Positionierebene angeordnet ist und dessen X-Zähne pa rallel zur X-Achse ausgerichtet sind, wobei dem X-Zahnrad ein X-Antrieb für eine Drehbewegung um die X-Rotationsachse zuge ordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Schlittenträgers in einem Positioniersystem.
Aus der EP 2 982 472 Al ist ein Positioniersystem bekannt, das über einen Schlittenträger verfügt, auf dem ein
Positionierschlitten angeordnet ist, der mit Hilfe von An triebszahnrädern des Schlittenträgers zu einer
Positionierbewegung in einer Positionierebene antreibbar ist, wobei die Positionierebene durch ein kartesisches x-y- Koordinatensystem definiert ist und wobei sich unter den An triebszahnrädern mindestens ein x-Antriebszahnrad, das eine Positionierbewegung in der x-Achsrichtung hervorrufen kann, und ferner mindestens ein y-Antriebszahnrad, das eine
Positionierbewegung in der y-Achsrichtung hervorrufen kann, befindet. Die Antriebszahnräder stehen mit einer Abtriebs- Verzahnungsstruktur des Positionierschlittens in Eingriff, die eine Vielzahl von Abtriebszähnen aufweist, die in einer regelmäßigen zweidimensionalen Zahnmatrix punktuell verteilt sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein
Positioniersystem und ein Verfahren zum Betreiben eines
Schlittenträgers in einem Positioniersystem bereitzustellen, die eine verbesserte Positionierung von Positionierschlitten ermöglichen . Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Erfindungsaspekt für ein Positioniersystem der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass dem X-Antrieb eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Bewegung des X-Zahnrads und zur Bereitstellung eines Bewe gungssignals zugeordnet ist und dass die Sensoreinrichtung mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die für eine An steuerung des X-Antriebs in Abhängigkeit von einem Bewegungs- signal der Sensoreinrichtung ausgebildet ist.
Hierbei liegt die Überlegung zu Grunde, dass der X-Antrieb des Schlittenträgers bei Eintreffen eines
Positionierschlittens selbsttätig eine Rotationsbewegung des X-Zahnrads herbeiführen soll, ohne dass hierfür eine aufwän dige externe Sensortechnik und/oder eine Kommunikation mit benachbarten Schlittenträgern erforderlich ist . Vielmehr ist vorgesehen, dass der beispielsweise in einem Ruhezustand be findliche X-Antrieb bei Eintreffen des Positionierschlittens durch die formschlüssige Wirkverbindung zwischen
Abtriebszähnen des Schlittenträgers und Antriebszähnen des X- Zahnrads eine Beschleunigung erfährt . Der Ruhezustand des X- Antriebs zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass das X- Zahnrad keine Rotationsbewegung ausführt. Die Beschleunigung des X-Antriebs kann anhand von Signalen der Sensoreinrichtung ermittelt werden, die beispielsweise als, insbesondere inkrementaler, Drehgeber ausgebildet ist und die eine Rotati- onsbewegung, insbesondere eine Winkelstellungsänderung, des X-Antriebs erfassen kann. Beispielsweise ist die Sensorein richtung für eine Ausgabe eines Winkelsignals ausgebildet, das an die Steuereinrichtung bereitgestellt wird, die aus dem zeitlichen Verlauf des Winkelsignals die Beschleunigung des X-Zahnrads und des X-Antriebs ermitteln kann und aus der er mittelten Beschleunigung ein Steuersignal erzeugen kann, um den X-Antrieb anzusteuern.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ansteuerung des X- Antriebs in einem sehr kurzen Zeitintervall , insbesondere in- nerhalb weniger 1/100 Sekunden, und mit einer starken Be schleunigung des X-Antriebs erfolgt . Ferner sind das X- Zahnrad und der X-Antrieb derart ausgebildet, dass die Kombi nation dieser beiden Komponenten eine geringe Massenträgheit und einen geringen Bewegungswiderstand aufweist . Hierdurch soll verhindert werden, dass eine nennenswerte Abbremsung des Schlittenträgers beim Auftreffen auf das X-Zahnrad stattfin det, bevor der X-Antrieb durch die Zufuhr von Energie von der Steuereinrichtung auf eine Rotationsgeschwindigkeit beschleu nigt werden kann, die beispielsweise der Geschwindigkeit des Positionierschlittens vor dem Auftreffen auf das X-Zahnrad entspricht .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Masse des
Positionierschlittens und eines vom Positionierschlitten transportierten Transportguts und eine daraus resultierende Massenträgheit erheblich größer als die Massenträgheit der Kombination von X-Zahnrad und X-Antrieb sind, so dass die Bremswirkung für den Schlittenträger möglichst gering aus fällt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schlit tenträger in der Zeitspanne zwischen dem Auftreffen auf das X-Zahnrad und der Bereitstellung des Steuersignals an den X- Antrieb durch die Steuereinrichtung lediglich um einen vorgebbaren Prozentsatz oder um einen vorgebbaren
Absolutbetrag abgebremst wird, der insbesondere in Abhängig keit von einem Transportgut festgelegt werden kann, das mit Hilfe des Schlittenträgers transportiert werden soll. Die Hauptaufgabe der Sensoreinrichtung und der Steuereinrich tung liegt somit nicht in einer Durchführung einer geregelten Rotationsbewegung des X-Antriebs, sondern vielmehr in einer Erfassung eines Bewegungsbedarfs für das X-Zahnrad sowie in einer Bereitstellung eines entsprechenden Steuersignals an den X-Antrieb, um dem ermittelten Bewegungsmelder gerecht zu werden. Zusätzlich kann auch vorgesehen werden, den X-Antrieb zumindest zeitweilig in geregelter Weise zu betreiben, bei spielsweise sobald ein Bewegungsbedarf erkannt wurde.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zweckmäßig ist es, wenn der Schlittenträger ein Y-Zahnrad um fasst, dessen Y-Rotationsachse parallel zu einer Y-Achse der Positionierebene angeordnet ist und dessen Y-Zähne parallel zur Y-Achse ausgerichtet sind, und dass dem Y-Zahnrad ein Y- Antrieb für eine Drehbewegung um die Y-Rotationsachse zuge ordnet ist, wobei dem Y-Antrieb eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Bewegung des Y-Zahnrads und zur Bereitstel lung eines BewegungsSignals zugeordnet ist und dass die Sen soreinrichtung mit der Steuereinrichtung verbunden ist, die für eine Ansteuerung des Y-Antriebs und/oder des X-Antriebs in Abhängigkeit von einem Bewegungssignal der Sensoreinrich tung ausgebildet ist . Der Y-Antrieb mit dem zugeordneten Y- Zahnrad ermöglicht eine Relativbewegung des
Positionierschlittens in einer Richtung, die quer zu einer Relativbewegung des Positionierschlittens ausgerichtet ist, die mit Hilfe des X-Antriebs und des zugeordneten X-Zahnrads bewirkt werden kann. Mit Hilfe der Sensoreinrichtung, die dem Y-Antrieb zugeordnet ist, kann der Schlittenträger eine Bewe gung eines Positionierschlittens auch in Y-Richtung detektie- ren und eine entsprechende Ansteuerung des Y-Antriebs vorneh men, um in gleicher Weise wie vorstehend für den X-Antrieb geschildert eine möglichst verzögerungsfreie Bewegung für den Schlittenträger in der Y-Richtung zu ermöglichen. Gegebenen falls kann mit Hilfe der Sensoreinrichtung auch eine geregel- te Rotationsbewegung des Y-Antriebs durchgeführt werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung für eine Erfassung einer Rotationsstellung des X-Antriebs, insbe sondere des X-Zahnrads, ausgebildet ist und dass die Steuer einrichtung für eine Vorgabe einer rotatorischen Ruhestellung für den X-Antrieb, insbesondere für das X-Zahnrad, ausgebil det ist. Die Erfassung der Rotationsstellung des X-Zahnrads oder des X-Antriebs kann beispielsweise mit einer als
Absolutwert -Drehgeber ausgebildeten Sensoreinrichtung vorge nommen werden, die zumindest im Bereich einer Umdrehung (360 Grad) eine Erfassung einer rotatorischen Position des X-
Zahnrads oder des X-Antriebs ermöglicht. Vorzugsweise ist ei ne messtechnische Auflösung der Sensoreinrichtung wenigstens doppelt so groß wie eine Zahnteilung des X-Zahnrads. Bei spielhaft kann vorgesehen sein, dass die messtechnische Auf- lösung der Sensoreinrichtung als Winkel ausgedrückt wird, der eine rotatorische Relativbewegung des X-Zahnrads repräsen tiert, die von der Sensoreinrichtung gerade noch erfasst wer- den kann. Sofern dieser Winkel der halben Zahnteilung ent spricht, die beispielsweise als Abstand zwischen zwei benach barten, in gleicher Richtung ausgerichteten Zahnflanken defi niert werden kann, ermöglicht die Sensoreinrichtung eine Aus- sage darüber, welcher Zahn des X-Zahnrads beispielsweise in einem oberen Scheitelpunkt des X-Zahnrads angeordnet ist. So fern die messtechnische Auflösung der Sensoreinrichtung höher als die halbe Zahnteilung ist, also Winkel erfassen kann, die kleiner als die halbe Zahnteilung sind, ist zumindest aus messtechnischer Sicht eine noch genauere Positionierung des X-Zahnrads möglich. Sofern der X-Antrieb und die Steuerein richtung in geeigneter Weise ausgestaltet sind, kann somit eine noch genauere Positionierung des X-Zahnrads erreicht werden. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn eine rotatorischen Ruhestellung für das X-Zahnrad vorgegeben wer den soll, in der ein vorteilhaftes Auftreffen des
Positionierschlittens auf das X-Zahnrad gewährleistet ist. Hierdurch soll einerseits ein möglichst unmittelbarer Ein griff der Abtriebszähne des Positionierschlittens in die Zäh- ne des X-Zahnrads gewährleistet werden und andererseits soll eine Kippbewegung des Positionierschlittens, die durch ein Auflaufen des Positionierschlittens auf die Zähne des X- Zahnrads auftreten könnte, zumindest nahezu, insbesondere vollständig, verhindert werden. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung für eine Erfassung einer Rotationsstel lung des Y-Antriebs, insbesondere des Y-Zahnrads, ausgebildet ist und dass die Steuereinrichtung für eine Vorgabe einer rotatorischen Ruhestellung für den Y-Antrieb, insbesondere für das Y-Zahnrad, ausgebildet ist. Zum einen können hier durch die gleichen Vorteile erzielt werden wie bei der vor stehenden Beschreibung der Erfassung der Rotationsstellung des X-Antriebs, insbesondere für den Fall, dass eine Bewegung des Positionierschlittens in der Y-Richtung durchgeführt wird. Ergänzend kann vorgesehen sein, dass das Y-Zahnrad bei einer Bewegung des Positionierschlittens in der X-Richtung eine Rotationsstellung einnimmt, mit der gewährleistet werden kann, dass die Abtriebszähne des Positionierschlittens mög lichst ruckfrei in Eingriff mit den Zähnen des Y-Zahnrads ge langen können und reibungsarm entlang der Zähne des Y- Zahnrads gleiten können. In diesem Fall ist insbesondere eine Kommunikation des Schlittenträgers mit einem in der X-
Richtung vorausgehenden Schlittenträger von Interesse, um von diesem vorausgehenden Schlittenträger eine Information über die Stellung des Y-Zahnrads zu erhalten und eine dementspre chende Ausrichtung des eigenen Y-Zahnrads vornehmen zu kön- nen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Y-Zahnrad bei einer Bewegung des Positionierschlittens in der X-Richtung eine gesteuerte oder geregelte Oszillationsbewegung, insbe sondere in einem Winkelbereich, der kleiner als eine Zahntei lung ist, durchführt. Durch diese Maßnahme soll erreicht wer- den, dass die Wahrscheinlichkeit eines ruckfreien Eingriffs der Abtriebszähne des Positionierschlittens in das Y-Zahnrad erhöht wird und dass auf eine Kommunikation mit einem voraus gehenden Schlittenträger verzichtet werden kann, so dass der Schlittenträger autark, also unabhängig von weiteren Schlit- tenträgern, betrieben werden kann. Diese Vorgehensweise ist auch dann von Interesse, wenn der Schlittenträger angrenzend an eine anders geartete Fördereinrichtung, beispielsweise ein Förderband angeordnet ist, bei dem gegebenenfalls eine Aus richtung des Positionierschlittens nicht exakt festgelegt ist oder zumindest nicht bekannt ist .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung für eine Ermittlung eines zeitlichen Verlaufs einer Beschleunigung, insbesondere einer Winkelbe schleunigung, des X-Antriebs und/oder eines Y-Antriebs anhand des BewegungsSignals der jeweiligen Sensoreinrichtung ausge bildet ist und dass die Steuereinrichtung für eine Ansteue- rung des X-Antriebs und/oder des Y-Antriebs anhand eines aus dem zeitlichen Verlauf der Beschleunigung, insbesondere der Winkelbeschleunigung, ermittelten Geschwindigkeitswerts aus gebildet ist. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass Be schleunigungswerte, insbesondere Winkelbeschleunigungswerte, die mit Hilfe des Sensorsignals der Sensoreinrichtung ermit telt werden, in der Steuereinrichtung mathematisch integriert werden, um einen Geschwindigkeitswert zu ermitteln, den der X-Antrieb bzw. der Y-Antrieb einnehmen muss, um eine mög lichst abbremsungsfreie Weiterbeförderung des
Positionierschlittens zu ermöglichen. Vorzugsweise wird an hand einer maximalen Beschleunigung, die während des Be schleunigungsvorgangs auftritt, ein Rückschluss auf die Masse des Schlittenträgers und des vom Schlittenträger beförderten Transportguts gezogen. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass aus dem zeitlichen Verlauf der Beschleunigung, gegebe nenfalls unter Einbeziehung der maximalen Beschleunigung, auf eine Geschwindigkeit des Positionierschlittens vor dem Auf- treffen auf den X-Antrieb bzw. den Y-Antrieb geschlossen wird und die Steuereinrichtung geeignete Ansteuersignale für den X-Antrieb bzw. den Y-Antrieb bereitstellt, die eine Beibehal tung bzw. kurzfristige Wiedererlangung dieser Geschwindigkeit ermöglichen. Hierbei ist die Steuereinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie das Ansteuersignal für den X- Antrieb bzw. den Y-Antrieb derart ermittelt und ausgibt, dass genau diejenige Energiemenge an den X-Antrieb bzw. den Y-
Antrieb bereitgestellt wird, die ausgehend von dem durch die Beschleunigung bereits erreichten Geschwindigkeitsniveau des X-Antriebs bzw. des Y-Antriebs erforderlich ist, um die ge- wünschte verzögerungsarme oder verzögerungsfreie Weiterbewe gung des Positionierschlittens zu ermöglichen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vor gesehen, dass der X-Antrieb und/oder ein Y-Antrieb als, vor- zugsweise getriebeloser, elektrischer Rotationsantrieb, be vorzugt als Außenläufermotor, insbesondere als permanentmag neterregter Außenläufermotor, ausgebildet ist. Der X-Antrieb bzw. der Y-Antrieb sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie eine geringe (Massen- ) Trägheit gegenüber von außen, ins- besondere mittels des zugeordneten X-Zahnrads bzw. Y-
Zahnrads, eingeleiteten Rotationsbewegungen aufweisen. Hier bei ist es vorteilhaft, wenn der elektrische Rotationsantrieb einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Stator am Schlittenträger festgelegt ist und der Rotor drehbeweglich am Stator gelagert ist und an einer Außenoberfläche des Rotors das Y-Zahnrad als separate Komponente aufgebracht oder als integrale Geometrie eingebracht ist . Besonders bevorzugt ist der elektrische Rotationsantrieb als Außenläufermotor ausge bildet, bei dem der Rotor verglichen mit dem Stator eine sehr geringe Masse aufweist und dennoch bei Bereitstellung eines Ansteuersignals von der Steuereinrichtung ein hohes Drehmo ment zwischen Stator und Rotor ausgebildet werden kann, womit eine rasche Beschleunigung des trägheitsarmen Rotors gewähr leistet ist. Exemplarisch ist vorgesehen, dass der Rotor eine Permanentmagnetanordnung umfasst, die für eine magnetische Wechselwirkung mit einer Spulenanordnung des Stators ausge bildet ist, um das gewünschte Drehmoment zwischen Stator und Rotor erzeugen zu können.
Bevorzugt umfasst das Positioniersystem einen
Positionierschlitten, der an einer eben ausgebildeten, dem Schlittenträger zugewandten Unterseite mit einem Zahnraster versehen ist, das eine Vielzahl von längs der X-Achse sowie längs der Y-Achse jeweils in gleicher Teilung angeordneter Abtriebszähne umfasst, die für einen gleichzeitigen Eingriff in das X-Zahnrad und in das Y-Zahnrad ausgebildet sind, wobei an wenigstens einer außenliegenden Zahnreihe des Zahnrasters wenigstens einer der Antriebszähne quer zu einer Reihenachse der Zahnreihe verjüngt ausgebildet ist. Die Aufgabe der
Abtriebszähne besteht darin, eine formschlüssige Kopplung des Positionierschlittens mit den X-Zahnrädern und/oder den Y- Zahnrädern zu ermöglichen. Durch die Anordnung der
Abtriebszähne in einem Zahnraster, das aus rechtwinklig zuei nander ausgerichteten Zahnreihen und Zahnzeilen gebildet ist, wird die gewünschte kraftschlüssige Kopplung zwischen den Abtriebszähnen und dem jeweiligen Zahnrad aus der Gruppe X- Zahnrad, Y-Zahnrad, dessen X-Rotationsachse bzw. Y- Rotationsachse quer zur Bewegungsrichtung des
Positionierschlittens ausgerichtet ist, gewährleistet. Hier bei ist insbesondere vorgesehen, dass sämtliche Abtriebszähne zu benachbart angeordneten Abtriebszähnen den gleichen Ab- stand aufweisen. Ferner wird aufgrund der Anordnung der
Abtriebszähne im Zahnraster, insbesondere an einer eben aus gebildeten Unterseite des Positionierschlittens, eine Gleit bewegung von Abtriebszähnen, die in Kontakt mit einem Zahnrad aus der Gruppe X-Zahnrad, Y-Zahnrad, dessen X-Rotationsachse bzw. Y-Rotationsachse parallel zur Bewegungsrichtung des Positionierschlittens ausgerichtet ist, ermöglicht. Sowohl das X-Zahnrad als auch das Y-Zahnrad weisen jeweils Zähne auf, die parallel zur X-Rotationsachse bzw. parallel zur Y- Rotationsachse ausgerichtet sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass Steuereinrichtungen benachbart angeordneter Schlittenträger derart elektrisch miteinander verbunden sind, dass eine Über- tragung von Bewegungssignalen und/oder von Informationen hin sichtlich der Rotationsstellung des X-Antriebs und/oder des Y-Antriebs für eine Synchronisation von Rotationsbewegungen der X-Antriebe und/oder der Y-Antriebe der benachbart ange- ordneten Schlittenträger ermöglicht wird. Für eine Kommunika tion zwischen benachbart angeordneten Schlittenträgern kann wahlweise eine Übertragung von analogen Signalen und/oder von digitalen Signalen auf diskreten Signalleitungen oder im Rah men eines Buskommunikationsprotokolls vorgesehen werden. Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Erfin dungsaspekt mit einem Verfahren zum Betreiben eines Schlit tenträgers in einem Positioniersystem gelöst, das die nach folgenden Schritte umfasst : Erfassung einer Bewegung des X- Zahnrads mit der Sensoreinrichtung und Bereitstellung des Be- wegungsSignals an die Steuereinrichtung, Ermittlung eines zeitlichen Verlaufs einer Beschleunigung, insbesondere einer Winkelbeschleunigung, des X-Antriebs anhand des Bewegungssig nals und Berechnung eines Ansteuersignals oder eines An steuersignalpegels für die Ansteuerung des X-Antriebs anhand eines aus dem zeitlichen Verlauf der Beschleunigung, insbe sondere der Winkelbeschleunigung, ermittelten Geschwindig keitswerts sowie Bereitstellen des Ansteuersignals oder des Ansteuersignalpegels an den X-Antrieb.
Beispielhaft wird für die Durchführung des Verfahrens davon ausgegangen, dass der Schlittenträger autark betrieben werden soll, ohne also Informationen von eventuell benachbart ange ordneten Schlittenträgern für eine entsprechende Ansteuerung des wenigstens einen X-Antriebs und/oder des wenigstens einen Y-Antriebs nutzen zu können. Bei einer solchen Betriebsart ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass der wenigstens eine X-Antrieb und/oder der wenigstens eine Y-Antrieb nur dann ei- ne Rotationsbewegung durchführt, wenn auch tatsächlich ein Positionierschlitten bewegt werden soll. Dementsprechend wird davon ausgegangen, dass in Abwesenheit eines
Positionierschlittens der X-Antrieb und/oder der Y-Antrieb in einem Ruhezustand sind, in dem keine Bewegung des jeweils zu geordneten X-Zahnrads bzw. Y-Zahnrads stattfindet. Nähert sich beispielsweise ein Positionierschlitten in einer Bewe gungsrichtung parallel zur Y-Achse an den Schlittenträger an, gelangen die Abtriebszähne des Schlittenträgers in form- schlüssige Kopplung mit den Zähnen des mit seiner X- Rotationsachse quer zur Bewegungsrichtung des
Positionierschlittens ausgerichteten X-Zahnrads. Hierdurch findet eine Übertragung eines mechanischen Impulses vom
Schlittenträger auf das X-Zahnrad statt, wodurch das X- Zahnrad beschleunigt wird und die zugeordnete Sensoreinrich tung ein zeitlich veränderliches Sensorsignal, das beispiels weise eine zeitliche Veränderung der Winkelstellung des X- Zahnrads repräsentiert, an die Steuereinrichtung bereitstel len kann. Die Steuereinrichtung berechnet anhand des zeitli- chen Verlaufs des Sensorsignals einen Geschwindigkeitswert, und stellt ein Ansteuersignal an den X-Antrieb bereit, das derart eingestellt ist, dass der X-Antrieb einen möglichst verzögerungsarmen, insbesondere verzögerungsfreien, Weiter transport des Positionierschlittens ermöglicht. Hierbei kann die Steuereinrichtung insbesondere dazu ausgebildet sein, ge speicherte Informationen über die Trägheit des X-Antriebs in Beziehung zu einer zeitlichen Veränderung des Sensorsignals zu setzen, um hieraus einen Rückschluss auf die Masse des Positionierschlittens und des vom Positionierschlitten beför- derten Transportguts zu ziehen und das Ansteuersignal derart zu berechnen, dass dem X-Antrieb genau diejenige Energiemenge zur Verfügung gestellt wird, die für eine möglichst gleich förmige Weiterbewegung des Positionierschlittens erforderlich ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Steuer einrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von einem von außen bereitgestellten Bewegungssignal , eine Beschleunigung oder eine Abbremsung des eintreffenden Positionierschlittens durch entsprechende Ansteuerung des X-Antriebs bewirkt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vor gesehen, dass zwischen Steuereinrichtungen von Schlittenträ gern, die längs einer vorgegebenen Bewegungsbahn für den Positionierschlitten angeordnet sind, Bewegungssignale und/oder Rotationsstellungen des jeweiligen X-Antriebs und/oder des jeweiligen Y-Antriebs übertragen werden, um we nigstens eine Funktion aus der Gruppe: Synchronbetrieb der X- Antriebe benachbarter Schlittenträger, Synchronbetrieb der Y- Antriebe benachbarter Schlittenträger, Synchronbetrieb der X- Antriebe und der Y-Antriebe benachbarter Schlittenträger, Ab bremsen des Positionierschlittens gemäß einem vorgebbaren Bremsprofil, Beschleunigen des Positionierschlittens gemäß einem vorgebbaren Beschleunigungsprofil, Abbremsen des
Positionierschlittens auf eine vorgebbare Bremsposition, Richtungswechsel für den Positionierschlitten durch Bewe gungsüberlagerung der X-Antriebe und der Y-Antriebe, zu ver wirklichen. Hierdurch wird eine Verknüpfung von mehreren Schlittenträgern zu einem Positioniersystem ermöglicht, bei dem eine Bewegung wenigstens eines Positionierschlittens ent- sprechend einem vorgebbaren Bewegungsablauf über mehrere
Schlittenträger hinweg gewährleistet werden kann. Bei einem Synchronbetrieb benachbarter Schlittenträger, der eine Syn chronbewegung der X-Antriebe und/oder der Y-Antriebe umfassen kann, ist entweder eine gleichförmige Bewegung des jeweiligen Positionierschlittens oder eine Beschleunigung oder Abbrem sung des Positionierschlittens über benachbarte Schlittenträ ger hinweg möglich. Zur Gewährleistung eines vorgebbaren Bremsprofils oder Beschleunigungsprofils für den
Positionierschlitten ist es vorteilhaft, wenn benachbart an geordnete Schlittenträger koordiniert betrieben werden kön nen, um den gewünschten Bewegungsablauf durchführen zu kön- nen. Für einen synchronisierten oder koordinierten Betrieb benachbarter Schlittenträger können Bewegungssignale und/oder Rotationsstellungen der jeweiligen X-Antriebe und/oder Y- Antriebe zwischen den Schlittenträgern ausgetauscht werden. Der Austausch diese Informationen kann wahlweise auf analogem oder auf digitalem Wege, insbesondere über ein internes Bus kommunikationssystem, durchgeführt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt . Hierbei zeigt :
Figur 1 eine rein schematische Draufsicht auf ein
Positioniersystem, das aus einer Vielzahl von
Schlittenträgern gebildet ist,
Figur 2 eine Ansicht von unten auf einen
Positionierschlitten,
Figur 3 eine rein schematische Draufsicht auf einen teil weise geschnitten dargestellten Schlittenträger, und
Figur 4 eine Seitenansicht des X-Antriebs des Schlittenträ gers gemäß der Figur 3.
Ein in der Figur 1 in einer Draufsicht rein schematisch dar- gestelltes Positioniersystem 1 umfasst mehrere, teilweise un terschiedlich ausgebildete Schlittenträger 2, 3, 4 und 5, die teilweise aneinandergereiht angeordnet sind und die für eine Bewegung eines in der Figur 2 dargestellten, beispielsweise plattenförmig ausgebildeten Positionierschlittens 6 vorgese hen sind. Zu jedem der Schlittenträger 2 bis 5 ist in der Fi gur 1 wenigstens ein Richtungspfeil eingetragen, der mögliche eine Bewegungsrichtung für den in der Figur 1 nicht darge- stellten Positionierschlitten innerhalb des
Positioniersystems 1 anzeigt. Jeder der Schlittenträger 2 bis 5 kann zusätzlich auch für eine Bewegung des in der Figur 1 nicht dargestellten Positionierschlittens 6 in der jeweils dem eingetragenen Richtungspfeil entgegengesetzten Richtung ausgebildet sein.
Rein exemplarisch ist angrenzend an das Positioniersystem 1 ein nur rein schematisch dargestelltes Förderband 7 angeord net, mit dessen Hilfe der Positionierschlitten dem
Positioniersystem 1 zugeführt werden kann. Die Schlittenträger 2 bis 5 sind in nicht näher dargestellter Weise mechanisch miteinander gekoppelt, um unerwünschte Rela tivbewegungen der Schlittenträger 2 bis 5 zueinander zu ver hindern. Wie nachstehend im Zusammenhang mit der Figur 3 nä her beschrieben wird, weist jeder der Schlittenträger 2 bis 5 an jeder seiner seitlichen Stirnflächen 8, 9, 10, 11 jeweils einen Stecker 15 oder eine Buchse 16 auf, mit denen gegebe nenfalls eine Kommunikation zwischen benachbarten Schlitten trägern 2 bis 5 verwirklicht werden kann.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass eben ausgebildete Obersei- ten 17 der rein exemplarisch quaderförmig ausgebildeten
Schlittenträger 2 bis 5 parallel zu einer nicht dargestellten Bewegungsebene ausgerichtet sind, die ihrerseits parallel zur Darstellungsebene der Figur 1 ausgerichtet ist. Die Bewe gungsebene wird in der Figur 1 durch ein kartesisches Koordi- natensystem mit einer X-Achse und mit einer rechtwinklig zur X-Achse ausgerichteten Y-Achse repräsentiert. Dabei sind Au ßenkanten der Schlittenträger 2 bis 5 jeweils parallel zur X- Achse und zur Y-Achse ausgerichtet .
Jeder der Schlittenträger 2 bis 5 umfasst wenigstens ein Zahnrad, das drehbeweglich um eine Rotationsachse am jeweili gen Schlittenträger 2 bis 5 aufgenommen ist . Um eine eindeu tige Bezeichnung der jeweiligen Zahnräder zu ermöglichen, werden diejenigen Zahnräder, deren Rotationsachsen parallel zur X-Achse ausgerichtet sind, als X-Zahnräder 20 bezeichnet, während diejenigen Zahnräder, deren Rotationsachsen parallel zur Y-Achse ausgerichtet sind, als Y-Zahnräder 21 bezeichnet werden. Die Rotationsachsen der X-Zahnräder 20 werden als X- Rotationsachsen 22 bezeichnet, die Rotationsachsen der Y- Zahnräder 21 werden als Y-Rotationachsen 23 bezeichnet. Beispielhaft ist vorgesehen, dass jeder der Schlittenträger 2 bis 5 eine zentral angeordnete, rein exemplarisch quadratisch ausgebildete Ausnehmung 30 aufweist, die es erlaubt, dass von einer nicht dargestellten Unterseite des jeweiligen Schlit tenträgers 2 bis 5 durch den Schlittenträger 2 bis 5 hindurch eine Einflussnahme auf den oberhalb der jeweiligen Ausnehmung 30 angeordneten Positionierschlitten 6 erfolgen kann. Rein exemplarisch kann durch die Ausnehmung 30 hindurch beispiels weise eine optische Abtastung einer Unterseite des
Positionierschlittens 6 durch ein nicht näher dargestelltes Kamerasystem vorgenommen werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder der Schlittenträger 2 bis 5 mit wenigstens einem benachbart angeordneten Schlitten träger 2 bis 5 gekoppelt ist und dass längs der X-Achse oder längs der Y-Achse aufgereihte Schlittenträger 2 bis 5 jeweils um wenigstens eine Breite eines Schlittenträgers 2 bis 5 von weiteren längs der gleichen Achse aufgereihte Schlittenträ gern 2 bis 5 entfernt angeordnet sind.
Die Figur 2 zeigt eine Unterseite 36 eines rein exemplarisch plattenförmig ausgebildeten Positionierschlittens 6, die bei- spielhaft eine eben und quadratisch ausgebildete Grundfläche aufweist, an der eine Vielzahl von Abtriebszähnen 37, 38 an geordnet sind. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die
Abtriebszähne 37, 38 in Richtung der X-Achse sowie in Rich tung der Y-Achse jeweils in gleicher Teilung angeordnet sind und somit ein regelmäßiges Zahnraster 39 bilden. Jeweils randseitig am Zahnraster 39 angeordnete Abtriebszähne 38 sind mit einer nach außen verjüngten keilförmigen Profilierung ausgebildet, mit deren Hilfe ein Eingreifen des Zahnrasters 39 in Verzahnungen von Zahnrädern erleichtert werden soll, deren Rotationsachse parallel zu einer Bewegungsrichtung des Positionierschlittens 6 ausgerichtet ist.
Aus der Darstellung der Figur 3 ist in rein schematischer Darstellung eine Aufbauweise für einen Schlittenträger 4 zu entnehmen, der mit einem X-Zahnrad 20 sowie mit einem Y- Zahnrad 21 ausgerüstet ist. Da sich das X-Zahnrad 20 und das Y-Zahnrad 21 lediglich durch die Ausrichtung und Anordnung im Schlittenträger 4 voneinander unterscheiden, erfolgt nachste hend ausschließlich eine nähere Erläuterung des X-Zahnrads 20, die in gleicher Weise auch für das Y-Zahnrad 21 zutref- fend ist.
Das X-Zahnrad 20 ist als Bestandteil eines rohrförmigen Ro tors 43 eines elektrischen Außenläufermotors 42 ausgebildet, der auch als X-Antrieb 24 bezeichnet werden kann. Dementspre chend wird der Außenläufermotor 42, dem das Y-Zahnrad 21 zu- geordnet ist, als Y-Antrieb 25 bezeichnet. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass der Rotor 43 des X- Antriebs 24 mehrere parallel zur X-Rotationsachse 22 ausge richtete, nicht näher dargestellte Permanentmagnetleisten um fasst. Der Rotor 43 ist - ohne dass die vereinfachte Darstel- lung der Figur 3 Rücksicht auf Montageabläufe nimmt - jeweils endseitig auf nicht näher dargestellte Außenringe von Kugel lagern 44 aufgeschoben, deren ebenfalls nicht näher darge stellte Innenringe an einem Stator 45 festgelegt sind, wo durch eine reibungsarme Drehbewegung des Rotors 43 gegenüber dem Stator 45 ermöglicht wird.
Der Stator 45 umfasst mehrere, nicht näher dargestellte elektrische Spulen, die über eine nur schematisch dargestell te elektrische Anschlussleitung 46 beispielweise mit einem elektrischen Wechselstrom beaufschlagt werden können, um eine magnetische Wechselwirkung mit den Permanentmagnetleisten des Rotors 43 und hierdurch eine Drehmomententwicklung zwischen Stator 45 und Rotor 43 bewirken zu können.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Stator 45 an einem Stützflansch 47 festgelegt ist, der seinerseits in nicht nä- her dargestellter Weise mit einem Bodenabschnitt 48 eines rein exemplarisch kastenförmig ausgebildeten Gehäuses des Schlittenträgers 4 verbunden ist. An einer Seitenfläche 50 des Stützflansches 47 ist ein Sensor 51 angeordnet, der bei spielsweise als optischer Sensor oder als induktiver Nähe- rungsschalter oder als kapazitiver Näherungsschalter ausge bildet ist und eine Sensoreinrichtung bildet, mit deren Hilfe eine Rotationsposition des Rotors 43 um die X-Rotationsachse 22 ermittelt werden kann.
Eine Sensorleitung 52 des Sensors 51 dient zur Übertragung von elektrischen Sensorsignalen, bei dem es sich insbesondere um analoge Strompegel oder um analoge Spannungspegel oder um digitale Signale handelt, die jeweils ein Messergebnis des Sensors 51 repräsentieren. Die Sensorleitung 52 ist wie die Anschlussleitung 46 mit einer nur schematisch dargestellten Steuereinrichtung 53 elektrisch verbunden, bei der es sich beispielsweise um eine nicht näher dargestellte Kombination eines Mikroprozessors, eines mit dem Mikroprozessor verbunde nen Datenspeichers, eines mit dem Mikroprozessor verbundenen Buskommunikationsbausteins sowie zweier mit dem Mikroprozes- sor verbundenen elektrischen Endstufen handeln kann. Dabei ist der Mikroprozessor zur Abarbeitung eines Computerpro gramms ausgebildet, wobei Informationen zur Abarbeitung die ses Computerprogramms zum einen aus den zugeordneten Daten speicher und zum anderen aus den Sensorsignalen des Sensors 51 entnommen werden können.
Ferner können weitere Informationen zur Abarbeitung des Com puterprogramms auch vom nicht näher dargestellten Buskommuni kationsbaustein bereitgestellt werden, der seinerseits in rein exemplarisch mit den als elektromechanische Schnittstel- len dienenden Stecker 15 und Buchsen 16 elektrisch verbunden ist, über die ein Datenaustausch mit weiteren Schlittenträ gern 2 bis 5 oder einer nicht dargestellten, übergeordneten Steuereinrichtung erfolgen kann. Bei der Abarbeitung des Com puterprogramms kann der Mikroprozessor eine Ansteuerung we- nigstens einer der nicht näher dargestellten elektrischen
Endstufen vornehmen, von denen jede über die zugeordnete An schlussleitung 46 mit dem jeweiligen Außenläufermotor 42 ver bunden ist, wodurch eine Bewegung auf das zugeordnete X- Zahnrad 20 bzw. Y-Zahnrad 21 eingeleitet werden kann. Über die Stecker 15 und Buchsen 16 erfolgt eine Bereitstel lung von elektrischer Energie an die Steuereinrichtung 53, damit diese die gewünschte Rotationsbewegung für den X- Antrieb und/oder den Y-Antrieb bewirken kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass über die Stecker 15 und die Buchsen 16 eine Kommunikation zwischen benachbart angeordneten oder ge- gebenenfalls zwischen entfernt voneinander angeordneten
Schlittenträgern 2 bis 5 erfolgt. Bei einer derartigen Kommu nikation zwischen den Schlittenträgern 2 bis 5 kann bei spielsweise eine Übertragung von Informationen über Rotati onspositionen und/oder über Rotationsgeschwindigkeiten und/oder über Rotationsbeschleunigungen der jeweiligen X-
Antriebe und/oder Y-Antriebe zwischen den Steuereinrichtungen 53 der jeweiligen Schlittenträger 2 bis 5 erfolgen. Für eine solche Kommunikation kann beispielsweise eine analoge Signal übertragung, beispielsweise in Form eines Spannungs- oder Strompegels, oder eine digitale Signalübertragung, insbeson dere gemäß einem vorgegebenen Buskommunikationsprotokoll, durchgeführt werden.
Aus der seitlichen Ansicht gemäß der Figur 4 ist zu entneh men, dass der Sensor 51 rein exemplarisch an der Seitenfläche 50 des Stützflansches 47 angeordnet ist und beispielsweise auf Basis eines optischen oder kapazitiven oder induktiven Messverfahrens dazu ausgebildet ist, Zähne 54 und Zahnlücken 55 des jeweiligen Zahnrads (X-Zahnrad 20 oder Y-Zahnrad 21) derart voneinander zu unterscheiden, dass eine Aussage über eine Rotationsstellung des Zahnrads mit einer Winkelauflösung getroffen werden kann, die kleiner als eine Winkelteilung zwischen benachbarten Zähnen 54 bzw. zwischen benachbarten Zahnlücken 55 ist . Wenn rein exemplarisch davon ausgegangen wird, dass das X-Zahnrad 20 bzw. das Y-Zahnrad 21 an seinem Außenumfang insgesamt 36 gleichverteilt angeordnete Zähne 54 aufweist, so beträgt die Winkelteilung zwischen benachbarten Zähnen 10 Grad. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Sensor 51 eine Winkelteilung von weniger als 5 Grad, besonders be vorzugt von weniger als 2,5 Grad, insbesondere von weniger als 1,25 Grad auflösen kann. Ergänzend kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit vom Messprinzip des Sensors 51 an einer oder an mehreren Stirnflächen 56 von Zähnen 54 zusätzliche, nicht dargestellte Markierungen angeordnet sind, die vom Sen sor 51 abgetastet werden können, um eine Absolutposition des X-Zahnrads 20 bzw. des Y-Zahnrads 21 ermitteln zu können und eine diesbezügliche Informationen an die Steuereinrichtung 53 bereitstellen zu können.
Nachstehend soll dargelegt werden, in welcher Weise rein exemplarisch der in Figur 3 näher beschriebene Schlittenträ ger 4 betrieben werden kann. Zunächst wird davon ausgegangen, dass der Schlittenträger 4 autark betrieben wird, also keine Kommunikation der Steuereinrichtung 53 mit anderen Steuerein richtungen 53 anderer Schlittenträger 2 bis 5 stattfindet. Beispielhaft kann der Schlittenträger 4 in nicht näher darge stellter Weise zur Umlenkung eines Positionierschlittens 6 um 90 Grad zwischen zwei kontinuierlich bewegten Förderbändern vorgesehen sein, wobei ein erstes, nur symbolisch durch einen Richtungspfeil angedeutetes Förderband 61 eine Förderbewegung längs der X-Richtung durchführt und beispielsweise an die seitliche Stirnfläche 11 des Schlittenträgers 4 angrenzt und wobei ein zweites, nur symbolisch durch einen Richtungspfeil angedeutetes Förderband 62 eine Förderbewegung längs der Y- Richtung durchführt und beispielsweise an die seitliche
Stirnfläche 8 des Schlittenträgers 4 angrenzt.
Wenn zusätzlich davon ausgegangen wird, dass bei einem derar tigen Fördersystem keine Sensoren erforderlich sein sollen, um abseits des Schlittenträgers 4 eine Position des
Positionierschlittens 6 zu ermitteln, ist der Schlittenträger 4 allein auf seine eigene Sensorik, also die beiden Sensoren 51, angewiesen. Da ferner davon ausgegangen werden muss, dass dem Schlittenträger 4 keine Informationen darüber vorliegen, zu welchem Zeitpunkt eventuell ein Positionierschlitten 6 eintrifft, der beispielsweise aus einer X-Bewegungsrichtung des ersten Förderbands 61 in eine Y-Bewegungsrichtung des zweiten Förderbands 62 umgelenkt werden soll, ist auch davon auszugehen, dass sowohl der X-Antrieb 24 als auch der Y- Antrieb 25 zunächst ruhen, also keine Rotationsbewegung durchführen.
Nähert sich ein Positionierschlitten 6, der vom Förderband 61 antransportiert wird, so wird rein exemplarisch davon ausge gangen, dass das zunächst die angeschrägten Abtriebszähne 38 des Zahnrasters 39 an der Unterseite 36 des
Positionierschlittens 6 in Eingriff mit den Zahnlücken 55 und den Zähnen 54 gelangen und aufgrund der geringen Trägheit des X-Antriebs 24 eine rasche, rein passive Beschleunigung des X- Zahnrads 20 erfolgt. Diese Beschleunigung kann mit Hilfe des Sensors 51 erfasst werden, der beispielsweise mit einer Takt- frequenz von wenigen Millisekunden zyklisch wiederkehrend ak tualisierte Sensordaten über die Sensorleitung 52 an die Steuereinrichtung 53 bereitstellt .
Die Steuereinrichtung 53 kann aus den Sensordaten zum einen die Beschleunigung und zum anderen durch mathematische Integ- ration die Rotationsgeschwindigkeit des X-Antriebs 24 ermit teln und stellt über die integrierte elektronische Endstufe eine elektrische Energiemenge an den X-Antrieb 24 bereit, die derart bemessen ist, dass das X-Zahnrad 20 die von außen auf gebrachte Rotationsbewegung sehr schnell aufnimmt im Rahmen einer aktiven Beschleunigung somit eine zumindest nahezu ver- zögerungsfreie Weiterfahrt für den Positionierschlitten 6 ge währleistet ist.
Um ein möglichst ruckfreies Eingreifen der Abtriebszähne 37 und 38 in die Zähne 54 und Zahnlücken 55 des Y-Zahnrads 21 zu gewährleisten, die parallel zur ursprünglichen Bewegungsrich tung des Positionierschlittens 6 ausgerichtet sind, kann vor gesehen sein, dass die Steuereinrichtung 53 mit der Detektion der Rotationsbewegung des X-Zahnrads 20 eine Oszillationsbe wegung für das Y-Zahnrad 21 herbeiführt, wobei eine Amplitude dieser Oszillationsbewegung derart gewählt sein kann, dass sie im Bereich einer halben Winkelteilung zwischen benachbar ten Zähnen 54 bzw. zwischen benachbarten Zahnlücken 55 liegt.
Wenn zusätzlich davon ausgegangen wird, dass in der Steuer einrichtung 53 Informationen über die räumliche Ausdehnung des Positionierschlittens 6 abgelegt sind, kann die Steuer einrichtung 53 beispielsweise eine vorgebbare Abbremsung des X-Antriebs 24 vornehmen, um den Positionierschlitten 6 zeit weilig in einer Ruheposition zu positionieren, in der er den Schlittenträger 4 vollständig überdeckt und symmetrisch ober- halb des Schlittenträgers 6 angeordnet ist. Sobald der
Schlittenträger 6 diese Position eingenommen hat und somit keine weitere Bewegung in der X-Richtung durchführt, kann die Steuereinrichtung 53 eine Aktivierung des Y-Antriebs 25 vor nehmen, wodurch der Positionierschlitten 6 in der Y-Richtung vom Schlittenträger 4 auf das zweite Förderband 62 abtrans portiert werden kann. Gegebenenfalls kann zusätzlich vorgese hen werden, dass ein nicht dargestelltes Transportobjekt, das auf einer Oberseite des Positionierschlittens 6 angeordnet ist, während der Stillstandsphase durch die Ausnehmung 30 und/oder von der Oberseite des Positionierschlittens 6 bei- spielsweise durch Sensormittel abgetastet oder durch Bearbei tungsmittel bearbeitet wird.
Bei einer Verwendung der Schlittenträger 2 bis 5 in dem
Positioniersystem 1 gemäß der Figur 1 kann vorgesehen sein, dass diejenigen Schlittenträger 2 bis 5, die lediglich an ei nen oder an zwei benachbart angeordnete Schlittenträger 2 bis 5 angrenzen in identischer oder ähnlicher Weise autark be trieben werden, wie dies vorstehend für den einzelnen Schlit tenträger 4 beschrieben wurde. Hingegen werden zumindest die- jenigen Schlittenträger 4 und 5, die gemäß dem Ausführungs- beispiel der Figur 1 an mehr als zwei benachbart angeordnete Schlittenträger 2 bis 5 angrenzen, von einer nicht näher dar gestellten, übergeordneten Steuerung angesteuert, die insbe sondere Richtungsanweisungen an die jeweiligen Steuereinrich- tungen 53 der Schlittenträger 4 und 5 bereitstellt , um bei spielsweise eine Vorgabe einer Bewegungsrichtung für einen Positionierschlitten 6 zu ermöglichen, der an diesen Schlit tenträgern 4 und 5 eintrifft.
Ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass eine Kommunikation der Schlittenträger 2 bis 5 untereinander stattfindet, um beispielsweise Informationen darüber auszutauschen, welche Eigenschaften der jeweils eintreffende Positionierschlitten 6 hat. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Abstimmung des Bewegungsverhaltens der einzelnen X-Antriebe 24 und der Y-Antriebe 25 erzielt werden. Dies wird beispielsweise da durch erreicht, dass ein in einer Bewegungsrichtung des
Positionierschlittens 6 vorausgehender Schlittenträger 2 bis 5 einem in der Bewegungsrichtung des Positionierschlittens 6 nachfolgenden Schlittenträger 2 bis 5 Informationen über eine Geschwindigkeit und/oder Masse des Positionierschlittens 6 übermittelt oder auch Synchronisierungsinformationen bereit- stellt, die eine vorausschauende Inbetriebnahme des jeweili gen X-Antriebs 24 und/oder des jeweiligen Y-Antriebs 25 er möglichen. Dies ist insbesondere für die Betriebsweise von Schlittenträgern 4, 5 von Interesse, bei denen jeweils we- nigstens ein X-Zahnrad 20 und ein Y-Zahnrad 21 vorgesehen sind, um eine Rotationsstellung desjenigen Zahnrads des in der Bewegungsrichtung des Positionierschlittens 6 nachfolgen den Schlittenträgers 4, 5 mit einer Rotationsstellung des entsprechenden Zahnrads des in der Bewegungsrichtung des Positionierschlittens 6 vorausgehender Schlittenträgers 4, 5 zu synchronisieren, dessen Rotationsachse (X-Rotationsachse 22, Y-Rotationsachse 23) parallel zur Bewegungsrichtung des Positionierschlittens liegt.
In Abhängigkeit von den Eigenschaften des Transportguts, das mit Hilfe des Positionierschlittens 6 transportiert werden sollen, kann wenigstens einer der Schlittenträger 2 bis 5 auch derart betrieben werden, dass der Positionierschlitten 6 längs eines Bewegungswegs eine oder mehrere Ruhepositionen gegenüber dem jeweiligen Schlittenträger 2 bis 5 einnimmt, in der eine gezielte Bearbeitung des Transportguts von der Un terseite durch die Ausnehmung 30 und/oder von der Oberseite erfolgen kann.

Claims

Ansprüche
1. Positioniersystem zur Positionierung eines
Positionierschlittens (6), mit einem Schlittenträger (2, 3,
4, 5), der für eine Bewegung des Positionierschlittens (6) parallel zu einer Positionierebene ausgebildet ist und der ein X-Zahnrad (20) umfasst, dessen X-Rotationsachse (22) pa rallel zur einer X-Achse einer Positionierebene angeordnet ist und dessen X-Zähne (54) parallel zur X-Achse ausgerichtet sind, wobei dem X-Zahnrad (20) ein X-Antrieb (24) für eine Drehbewegung um die X-Rotationsachse (22) zugeordnet ist, da- durch gekennzeichnet, dass dem X-Antrieb (24) eine Sensorein richtung (51) zur Erfassung einer Bewegung des X-Zahnrads (20) und zur Bereitstellung eines BewegungsSignals zugeordnet ist und dass die Sensoreinrichtung (51) mit einer Steuerein richtung (53) verbunden ist, die für eine Ansteuerung des X- Antriebs (24) in Abhängigkeit von einem Bewegungssignal der Sensoreinrichtung (51) ausgebildet ist.
2. Positioniersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Schlittenträger (4, 5) ein Y-Zahnrad (21) um fasst, dessen Y-Rotationsachse (23) parallel zu einer Y-Achse der Positionierebene angeordnet ist und dessen Y-Zähne (54) parallel zur Y-Achse ausgerichtet sind, und dass dem Y- Zahnrad (21) ein Y-Antrieb (25) für eine Drehbewegung um die Y-Rotationsachse (24) zugeordnet ist, wobei dem Y-Antrieb (25) eine Sensoreinrichtung (51) zur Erfassung einer Bewegung des Y-Zahnrads (21) und zur Bereitstellung eines Bewegungs- Signals zugeordnet ist und dass die Sensoreinrichtung (51) mit der Steuereinrichtung (53) verbunden ist, die für eine Ansteuerung des Y-Antriebs (25) und/oder des X-Antriebs (24) in Abhängigkeit von einem Bewegungssignal der Sensoreinrich- tung (51) ausgebildet ist.
3. Positioniersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Sensoreinrichtung (51) für eine Erfassung einer Rotationsstellung des X-Antriebs (24) , insbesondere des X- Zahnrads (20) , ausgebildet ist und dass die Steuereinrichtung (53) für eine Vorgabe einer rotatorischen Ruhestellung für den X-Antrieb (24) , insbesondere für das X-Zahnrad (20) , aus gebildet ist.
4. Positioniersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass die Sensoreinrichtung (51) für eine Erfassung einer Rotationsstellung des Y-Antriebs (25) , insbesondere des Y-
Zahnrads (21) , ausgebildet ist und dass die Steuereinrichtung (53) für eine Vorgabe einer rotatorischen Ruhestellung für den Y-Antrieb (25) , insbesondere für das Y-Zahnrad (21) , aus gebildet ist.
5. Positioniersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (53) für eine Ermittlung eines zeitlichen Verlaufs einer Beschleu nigung, insbesondere einer Winkelbeschleunigung, des X- Antriebs (24) und/oder eines Y-Antriebs (25) anhand des Bewe- gungssignals der jeweiligen Sensoreinrichtung (51) ausgebil det ist und dass die Steuereinrichtung (53) für eine Ansteue rung des X-Antriebs (24) und/oder des Y-Antriebs (25) anhand eines aus dem zeitlichen Verlauf der Beschleunigung, insbe sondere der Winkelbeschleunigung, ermittelten Geschwindig- keitswerts ausgebildet ist.
6. Positioniersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der X-Antrieb (24) und/oder ein Y-Antrieb (25) als, vorzugsweise getriebeloser, elektri scher Rotationsantrieb, bevorzugt als Außenläufermotor (42) , insbesondere als permanentmagneterregter Außenläufermotor, ausgebildet ist.
7. Positioniersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Positionierschlitten (6) , der an einer eben ausge bildeten, dem Schlittenträger (2, 3, 4, 5) zugewandten Unter- Seite (36) mit einem Zahnraster (39) versehen ist, das eine Vielzahl von längs der X-Achse sowie längs der Y-Achse je weils in gleicher Teilung angeordneter Abtriebszähne (37, 38) umfasst, die für einen gleichzeitigen Eingriff in das X- Zahnrad (20) und in das Y-Zahnrad (21) ausgebildet sind, wo- bei an wenigstens einer außenliegenden Zahnreihe des Zahnras ters (39) wenigstens einer der Antriebszähne (38) quer zu ei ner Reihenachse der Zahnreihe verjüngt ausgebildet ist.
8. Positioniersystem nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass Steuereinrichtungen (53) benachbart angeordneter Schlittenträger (2, 3, 4, 5) derart elektrisch miteinander verbunden sind, dass eine Übertragung von Bewegungssignalen und/oder von Informationen hinsichtlich der Rotationsstellung des X-Antriebs (24) und/oder des Y- Antriebs (25) für eine Synchronisation von Rotationsbewegun- gen der X-Antriebe (24) und/oder der Y-Antriebe (25) der be nachbart angeordneten Schlittenträger (2, 3, 4, 5) ermöglicht wird .
9. Verfahren zum Betreiben eines Schlittenträgers (2, 3, 4,
5) in einem Positioniersystem (1) nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, mit den Schritten: Erfassung einer Bewegung des X-Zahnrads (20) mit der Sensoreinrichtung (51) und Be reitstellung des BewegungsSignals an die Steuereinrichtung (53) , Ermittlung eines zeitlichen Verlaufs einer Beschleuni gung, insbesondere einer Winkelbeschleunigung, des X-Antriebs (24) anhand des BewegungsSignals und Berechnung eines An steuersignals oder eines Ansteuersignalpegels für die An steuerung des X-Antriebs (24) anhand eines aus dem zeitlichen Verlauf der Beschleunigung, insbesondere der Winkelbeschleu nigung, ermittelten Geschwindigkeitswerts sowie Bereitstellen des Ansteuersignals oder des Ansteuersignalpegels an den X- Antrieb (24) .
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Steuereinrichtungen (53) von Schlittenträgern (2, 3, 4, 5), die längs einer vorgegebenen Bewegungsbahn für den Positionierschlitten (6) angeordnet sind, Bewegungssignale und/oder Rotationsstellungen des jeweiligen X-Antriebs (24) und/oder des jeweiligen Y-Antriebs (25) übertragen werden, um wenigstens eine Funktion aus der Gruppe: Synchronbetrieb der X-Antriebe benachbarter Schlittenträger (2, 3, 4, 5), Syn- chronbetrieb der Y-Antriebe benachbarter Schlittenträger (2,
3, 4, 5), Synchronbetrieb der X-Antriebe (24) und der Y- Antriebe (25) benachbarter Schlittenträger (2, 3, 4, 5), Ab bremsen des Positionierschlittens (6) gemäß einem vorgebbaren Bremsprofil, Beschleunigen des Positionierschlittens (6) ge- mäß einem vorgebbaren Beschleunigungsprofil, Abbremsen des Positionierschlittens (6) auf eine vorgebbare Bremsposition, Richtungswechsel für den Positionierschlitten (6) durch Bewe gungsüberlagerung der X-Antriebe (24) und der Y-Antriebe (25), zu verwirklichen.
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