CN110832414A - 输送机***、操作输送机***的方法以及在这种输送机***中使用的流动装置 - Google Patents
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Abstract
本文档披露了一种输送机***,该输送机***包括多个工件载体(WPC),每个工件载体适于在运输期间支撑至少一个工件(WP);输送机(10,10a,10b,10c,d),该输送机适于运输工件载体(WPC);至少一个流动装置(3,4,5,6),用于控制这些工件载体(WPC)之一相对于该输送机(10,10a,10b,10c,10d)的运动,该流动装置(3,4,6)包括本地控制器(30,40)、至少一个工件载体传感器和至少一个致动器;以及中央控制器(100),该中央控制器与该流动装置进行数据通信并具有存储器,该存储器包含流动计划,该流动计划包括描述工件在该输送机***中的预期流动的数据。该文献还披露了一种用于操作输送机***、在这种输送机***中使用的止动装置和道岔装置的方法。
Description
技术领域
本披露涉及一种用于在一组操作站之间移动工件的输送机***。
该输送机***适用于提供自动化生产***,即,在操作站之间运输工件而没有人工干预的***。
背景技术
输送机***被用于许多类型的制造工业中,以在不同类型的操作站之间移动工件。
建立这种输送机***通常涉及大量的编程;控制软件需要处理每个传感器和每个致动器,以及保持对每个工件和每个操作站的跟踪。
当改变制造***时,安装或移除操作站以及使该***重新平衡以使得不会形成意外的缓冲区通常是一项非常具有挑战性的任务。这还涉及修改控制软件,这通常涉及大量的劳动。
此外,磨损和故障可能致使***随时间漂移,从而致使需要重新平衡,这进而需要对控制软件进行重新编程。
在用于自动化生产的输送机***中,已知的是在中央控制器中接收所有传感器数据,并从该中央控制器向致动器发出指令。因此,输送机***中的所有功能都是中央控制的;每次启动、停止、轨道切换、数据收集和数据生成均由中央控制器直接控制。
因此,需要大量的布线以及编程,以建立这种输送机***。
另一方面,需要减少用于设计、构建和配置输送机***的成本。
发明内容
因此,总体目的是提供一种改进的中央控制的输送机***,并且具体地可以以更低的成本来安装和维护并且优选地更具鲁棒性的这种***。
本发明由所附独立权利要求限定,其中,在从属权利要求中、以下描述中和附图中阐述了实施例。
根据第一方面,提供了一种输送机***,该输送机***包括多个工件载体,每个工件载体适于在运输期间支撑至少一个工件;输送机,该输送机适于运输这些工件载体;至少一个流动装置,用于控制这些工件载体之一相对于输送机的运动,该流动装置包括本地控制器、至少一个工件载体传感器和至少一个致动器;以及中央控制器,该中央控制器与该流动装置进行数据通信并具有存储器,该存储器包含流动计划,该流动计划包括描述工件在该输送机***中的预期流动的数据。该本地控制器配置为经由信号接口接收传感器信号,将该传感器信号转换为具有预定数据格式的信号数据,经由数据接口将该传感器数据传送至该中央控制器,经由该数据接口从该中央控制器接收命令数据,并基于该命令数据而向致动器提供致动器控制信号。
流动计划是描述了该输送机***运输工件的一种或多种方式的一组指令。在只能通过操作员干预(可选地结合关闭的输送机***)来更改流动计划的意义上,流动计划可以是固定的,或者在可以响应于生产中发生的事件来改变流动计划的意义上,流动计划可以是动态的。此类改变可以自动地、通过控制***、或通过操作员干预来实现。
该本地控制器可以配置为基于该传感器信号和/或该传感器数据来判定是否超越所述将该传感器数据传送到该中央控制器以及从该中央控制器接收该命令数据的步骤,并且然后自主地生成该命令数据。
因此,如果其决定超越,则本地控制器本身将生成命令数据并执行该命令数据,而无需事先与中央控制器进行通信。这可以减少需要与中央控制器通信的信息量。
该本地控制器可以配置为在其确定该工件载体没有运载有效工件时自主地提供该命令数据。
因此,当工件载体是空的或者工件可能例如被错误地定位或以其他方式出现故障时,本地控制器可以做出自主决策来停止该工件载体和/或使其通过。相反,当工件载体运载有效工件时,可以替代地对工件载体进行中央控制。
该本地控制器可以配置为响应于该传感器数据的所述传送而接收该命令数据。
因此,这暗示了输送机***是实时运行的,即,中央控制器响应于接收到的特定传感器数据而发送特定命令数据。换言之,中央控制器仅在接收到传感器数据时才被触发以做出决策并发送命令数据。因此,由于中央控制器接收到的传感器数据并响应于该传感器数据,由中央控制器立即提供命令数据。通常,命令数据将在本地控制器发送传感器数据之后的15秒内被接收,优选地10秒、5秒、1秒或0.5秒内。
输送机***的这种配置有助于输送机***的设计、装配、维护和重新设计。
由于本地控制器配置为将传感器数据转换为信号数据,因此可以针对本地控制器与中央控制器之间的所有通信使用一种数据格式。
而且,由于去往和来自致动器和传感器的信号是由本地控制器提供的,因此不需要将传感器和致动器连接到中央控制器。
中央控制器可以配置为从本地控制器接收传感器数据,基于流动计划和传感器数据来确定要由流动装置采取的动作,提供与该动作相对应的命令数据,并且将该命令数据发送到本地控制器。
因此,中央控制器可以不仅基于传感器数据而且还基于流动计划来做出实时决策。因此,中央控制器将有效地决定工件载体的运动,即,是要停止、释放还是转移工件载体,而流动装置仅执行从中央控制器接收的命令即可。
因此,命令数据可以选自由以下各项组成的组:停止工件载体的命令,释放工件载体的命令和(例如通过使道岔单元控制臂以使工件载体移动到另一个输送机部分而)转移工件载体的命令。此外,在包括标签写入器的情况下,命令数据还可以包括要写入标签的数据的指示。还可以响应于传感器数据和/或响应于从标签读取的任何标签数据和/或响应于进一步的传感器数据和/或基于流动计划来提供这种数据。
本地控制器可以配置为仅作为传感器数据的变化的答复或作为命令数据的答复而将传感器数据传送至中央控制器。因此,降低了中央控制器上的负荷。
即,本地控制器仅在存在提示其进行通信的事件时才与中央控制器通信,该事件诸如传感器数据的变化或来自中央控制器的命令无法执行或已经执行。
因此,特别地,本地控制器可以配置为在传感器数据改变的情况下发送更新的传感器数据。
流动装置可以是用于停止工件载体之一相对于输送机的运动的止动装置。在这种情况下,该工件载体传感器可以包括止动控制检测装置,该止动控制检测装置配置为检测是否存在到达该检测装置的工件载体和/或检测在该工件载体上是否存在工件。此外,致动器可以包括止动控制致动装置,该止动控制致动装置配置为停止工件载体相对于输送机的运动。
因此,在一个实施例中,止动装置可以配置为通过工件载体自身的运动来停止工件载体。即,可以在没有来自中央控制器的命令数据的情况下停止工件载体。
在另一实施例中,止动装置可以配置为仅响应于从中央控制器接收的命令数据来停止工件载体。因此,该中央控制器将需要在从传感器检测到在止动装置处或附近存在工件载体到工件载体到达实际停止位置所花费的时间期间发出止动控制命令。
止动装置可以进一步包括标签读取器和/或写入器。该本地控制器可以是止动本地控制器,该止动本地控制器可操作地连接至该止动控制检测装置、该止动控制致动装置以及该标签读取器/写入器,以从该止动控制检测装置接收检测信号、向该止动控制致动装置发送控制信号、以及从/向该标签读取器/写入器接收/发送标签数据。该止动本地控制器可以配置为:从止动控制检测装置接收传感器信号;从标签读取器/写入器接收标签数据;以停止事件消息的形式将与传感器信号和标签数据相对应的传感器数据传送给中央控制器;从中央控制器接收止动控制命令,所述命令包括用于释放工件载体的指示和/或关于要写入该标签的数据的指示;并且控制致动器以释放工件载体。
该标签数据可以包括ID数据和/或地址数据,并且其中,该止动控制命令包括用于写入已修改的ID数据和/或标签数据的指示。
通过允许重写标签数据,可以提供一种在不与中央控制器通信的情况下可以执行一个或多个步骤的意义上部分自主的***。例如,可以在不涉及中央控制器的情况下自主地执行预定的操作子序列,其中,这种子序列的一个或多个操作提供更新的标签数据,该更新的标签数据可以指示已经执行了什么步骤和/或工件载体接下来将去往何处。
具体地,可以重写或重置标签数据以指示工件载体是空的或以其他方式未运载任何有效的工件,由此,这种空的或无效的工件载体可以流动通过输送机***而本地控制器无需与中央控制器进行通信。止动装置可以配置为自主地停止工件载体,即,不与中央控制器交互。因此,可以推迟通信,直到本地控制器已经确定工件载体就位并且已经读取了工件载体的数据为止。
止动装置可以进一步包括工件载体到达检测器、工件载体就位检测器和/或工件存在检测器。取决于存在哪个(哪些)检测器,停止事件消息可以进一步包括指示工件载体到达止动流动控制器的数据、指示工件载体是否处于预定停止位置的数据、和/或指示是否存在工件的数据。因此,可以将进一步的情报委托给本地控制器;在获得所有数据之前,本地控制器不会与中央控制器通信。
止动装置可以进一步包括至少一个区域状态检测器,该区域状态检测器配置为检测在该止动控制致动装置的下游侧是否存在工件载体,并且在这种情况下,事件消息可以进一步包括指示该区域是否畅通的数据。
该输送机可以配置为提供至少一个具有一个输入输送线和更多数量的输出输送线的Y形交叉,并且该流动装置是用于选择性地将输入工件载体转移至这些输出输送线中的一个输出输送线的道岔装置。在这种情况下,致动器可以包括道岔致动装置,该道岔致动装置配置为选择性地将工件载体转移到这些输出输送线中的所述一个输出输送线,工件载体传感器可以包括道岔区域状态检测器,该道岔区域状态检测器配置为检测在道岔致动装置的下游侧是否存在工件载体,并且本地控制器可以包括道岔本地控制器,该道岔本地控制器可操作地连接到道岔致动装置和道岔区域状态检测器,以向道岔致动装置发送控制信号并从区域状态检测器接收检测信号。本地控制器可以配置为从中央控制器接收道岔控制命令,从该道岔区域状态检测器接收信号,并且发送指示道岔区域状态和道岔位置的道岔答复消息。
因此,可以通过道岔命令而不是通过工件载体的到达来触发道岔装置。例如,止动装置可以布置在道岔装置的上游,并且可以在道岔装置已经被适当地致动之前不释放被停止的工件载体。
中央控制器可以配置为:基于流动计划确定工件载体要将被引导到哪个输出线;将道岔控制命令发送到道岔装置,从而指示期望的道岔位置;并且接收道岔答复消息。
该本地控制器可以配置为基于该传感器信号或该传感器数据来判定是否超越所述从该中央控制器接收该道岔控制命令、所述从该道岔区域状态检测器接收信号以及所述发送道岔答复消息,并且自主地控制该道岔致动装置采取期望位置。
因此,取决于例如标签数据、或者在工件载体是空的或工件可能例如被错误地定位或以其他方式出现故障的情况下,可以允许本地控制器自主地控制道岔,使得本地控制器可以做出转移此类工件载体的决策。相反,当工件载体运载有效工件时,可以替代地对工件载体进行中央控制。根据第二方面,提供了一种操作输送机***的方法,该输送机***包括多个工件载体,每个工件载体适于在运输期间支撑至少一个工件;至少一个输送机,该输送机适于运输这些工件载体;至少一个流动装置,用于控制这些工件载体相对于输送机的运动,该流动装置包括本地控制器、至少一个工件载体传感器和至少一个致动器;以及中央控制器,该中央控制器与该流动装置进行数据通信并具有存储器,该存储器包含流动计划,该流动计划包括描述工件在该输送机***中的预期流动的数据。该方法包括:经由信号接口在该本地控制器上接收传感器信号;将该传感器信号转换为数据格式以形成传感器数据;经由数据接口将该传感器数据传送到该中央控制器;经由该数据接口从该中央控制器接收命令数据,响应于该命令数据而提供致动器控制信号,以及向该致动器提供该致动器控制信号。该方法可以进一步包括:从至少两个不同的传感器接收至少两个传感器信号;将传感器信号转换成预定的数据格式;以及在单个事件消息中传送传感器数据。
在该方法中,传感器信号的接收可以触发本地控制器以将传感器数据传送到中央控制器。
可替代地,例如在当前传感器数据指示不能执行命令数据的情况下,命令数据可以触发该本地控制器以将传感器数据发送到中央控制器。
在该方法中,响应于该传感器数据到该中央控制器的所述传送,可以由该本地控制器接收该命令数据。
该方法可以进一步包括:基于该传感器信号和/或该传感器数据,判定是否超越所述将该传感器数据传送到该中央控制器以及从该中央控制器接收该命令数据的步骤,并且然后自主地生成该命令数据。
因此,如果其决定超越,则本地控制器本身将生成命令数据并执行该命令数据,而无需事先与中央控制器进行通信。
根据第三方面,提供了一种在输送机***中使用的止动装置,该输送机***配置为借助于输送机来运输多个工件载体,该装置配置用于停止这些工件载体之一相对于输送机的运动。该止动装置包括:止动控制检测装置,该止动控制检测装置配置为检测是否存在到达该检测装置的工件载体和/或检测在该工件载体上是否存在工件;以及止动控制致动装置,该止动控制致动装置配置为停止工件载体相对于输送机的运动;标签读取器和/或写入器;以及止动本地控制器,该止动本地控制器可操作地连接至该止动控制检测装置、该止动致动装置以及该标签读取器/写入器,以从该止动控制检测装置接收检测信号、向该止动控制致动装置发送控制信号、以及从/向该标签读取器/写入器接收/发送标签数据。该止动本地控制器配置为:从止动控制检测装置接收传感器信号;响应于该传感器信号控制止动控制致动器以停止工件载体;从标签读取器/写入器接收标签数据;以停止事件消息的形式将与传感器信号和标签数据相对应的传感器数据传送给中央控制器;从中央控制器接收止动控制命令,所述命令包括用于释放工件载体的指示和/或关于要写入该标签的数据的指示;并且控制止动控制致动器以释放工件载体。
该止动本地控制器可以配置为响应于该传感器数据到该中央控制器的所述传送而接收该止动控制命令。
该标签数据可以包括ID数据和/或地址数据,并且该止动控制命令可以包括用于写入已修改的ID数据和/或标签数据的指示。止动装置可以进一步包括工件载体到达检测器、工件载体就位检测器和/或工件存在检测器。停止事件消息进一步包括指示工件载体到达止动流动控制器的数据、指示工件载体是否处于预定停止位置的数据、和/或指示是否存在工件的数据。
止动装置可以进一步包括至少一个区域状态检测器,该区域状态检测器配置为检测在该止动控制致动装置的下游侧是否存在工件载体,并且其中,该停止事件消息进一步包括指示该区域是否畅通的数据。
可以提供一种在输送机***中使用的合并装置,该输送机***配置为借助于输送机来运输多个工件载体并且包括至少一个具有至少两个输入输送线和一个输出线的Y形交叉,该合并装置配置用于选择性地将这些输入工件载体转移到输出输送线。上文所描述的内容与输入输送线中的相应一个相关联。
该本地控制器可以配置为基于该传感器信号、该标签数据和/或该传感器数据来判定是否超越所述将该传感器数据传送到该中央控制器以及从该中央控制器接收该命令数据的步骤,并且然后自主地生成该止动控制命令。
根据第四方面,提供了一种在输送机***中使用的道岔装置,该输送机***配置为借助于输送机来运输多个工件载体并且包括至少一个具有一个输入输送线和更多数量的输出输送线的Y形交叉,该道岔装置配置用于选择性地将这些工件载体之一转移到输出输送机之一。该道岔装置包括:道岔致动装置,该道岔致动装置配置为选择性地从输送机转移工件载体;道岔区域状态检测器,该道岔区域状态检测器配置为检测在道岔致动装置的下游侧是否存在工件载体,以及道岔本地控制器,该道岔本地控制器可操作地连接到道岔致动装置和道岔区域状态检测器,以向道岔致动装置发送控制信号并从区域状态检测器接收检测信号。本地控制器配置为经由数据接口从中央控制器接收道岔控制命令,从道岔区域状态检测器接收检测信号,并经由数据接口向中央控制器发送指示道岔区域状态和道岔位置的道岔答复消息。
可以提供一种在输送机***中使用的合并/道岔装置,该输送机***配置为借助于输送机来运输多个工件载体并且包括具有至少两个输入输送线和至少两个输出输送线的合并/道岔交叉。合并/分叉装置包括如上所述的与相应的一个输入输送线相关联的第一止动装置和第二止动装置、以及如上所述的布置在止动控制致动装置下游的道岔装置。
该道岔本地控制器可以配置为响应于已接收到该道岔控制命令而发送该道岔答复消息。
该道岔本地控制器配置为基于该检测信号或从标签读取器接收的标签数据来确定是否要超越所述从该中央控制器接收该道岔控制命令和所述发送道岔答复消息,并且自主地控制道岔致动装置采取预定位置。根据第五方面,提供了一种输送机***,该输送机***包括:
多个工件载体,每个都适于在运输期间支撑至少一个工件;输送机,适于输送工件载体;至少一个如上所述的止动装置,该止动装置配置为停止工件载体沿着该输送机的运动;以及
中央控制器,该中央控制器与该止动装置进行数据通信,并且具有存储器装置,该存储器装置包含流动计划,该流动计划包括描述工件在该输送机***中的预期流动的数据。该中央控制器配置为:从该止动装置接收该停止事件消息;基于该标签数据和该流动计划而判定是否释放工件载体;并将该止动控制命令发送至该止动装置。
该中央控制器可以配置为响应于接收到该停止事件消息来判定是否释放工件载体并发送该止动控制命令。
该输送机***可以进一步包括至少一个具有一个输入输送线和更多数量的输出输送线的Y形交叉、至少一个如上所述的与Y形交叉相关联的道岔装置。在这种情况下,中央控制器可以进一步配置为基于流动计划生成道岔控制命令,并且将该道岔控制命令发送到道岔装置。
该中央控制器可以进一步配置为从该道岔装置接收该道岔答复消息,并且还基于该道岔位置和/或道岔区域状态来确定是否释放工件载体。
该道岔装置可以被布置在该止动控制致动装置的下游,并且该中央控制器可以进一步配置为:基于该标签数据和该流动计划来确定要将工件载体引导至哪个输出线;并且向该道岔装置发送道岔控制命令,从而指示期望的道岔位置。
该中央控制器可以进一步配置为:从该道岔装置接收指示当前道岔位置和道岔区域状态的道岔答复消息;并且还基于该道岔位置和/或道岔区域状态来判定是否释放工件载体和/或将这种释放的工件载体引导到哪个输出输送线。
该输送机***可以进一步包括至少一个具有至少两个输入输送线和一个输出线的Y形交叉、以及至少一个如上所述的合并装置。因此,该中央控制器可以进一步配置为:从止动装置接收第二停止事件消息,所述停止事件消息包括标签数据;基于停止事件消息、标签数据和流动计划来判定是否释放任何工件载体;并将止动控制命令发送到止动装置之一。
该输送机***可以进一步包括至少一个具有至少两个输入输送线和至少两个输出输送线的Y形交叉、以及至少一个如上所述的合并/道岔装置。因此,该中央控制器进一步配置为:从止动装置接收停止事件消息,所述停止事件消息包括标签数据;基于事件消息、标签数据和流动计划来判定是否释放任何工件载体以及将这种释放的工件载体引导到哪个输出输送线;向道岔装置发送道岔控制命令,从而指示期望的道岔位置;并且向止动装置之一发送止动控制命令。
在一种替代方案中,该输送机可以配置为提供具有至少两个输入输送线和一个输出线的至少一个合并,其中,工件载体传感器在每个输入输送线上包括止动控制检测装置,该止动控制检测装置配置为检测是否存在到达该检测装置的工件载体和/或检测在该工件载体上是否存在工件;并且该致动器可以在每个输入输送线上包括相应的止动控制致动装置,该止动控制致动装置配置为停止工件载体(WPC)相对于输送机的运动。
工件载体传感器可以包括至少一个合并区域状态检测器,该合并区域状态检测器配置为检测在止动控制致动装置的下游侧是否存在工件载体。该止动装置进一步在每个输入输送机上包括相应的标签读取器和/或写入器。本地控制器可以是合并本地控制器,该合并本地控制器可操作地连接到止动检测装置、止动致动装置和标签读取器/写入器,以从止动检测装置接收检测信号,以从合并区域状态检测器接收区域状态信号、向止动致动装置发送控制信号、以及从/向该标签读取器/写入器接收/发送标签数据。本地控制器配置为:从止动控制检测装置中的至少一个接收传感器信号;从相关联的标签读取器/写入器接收标签数据;从合并区域状态检测器接收区域状态;以合并事件消息的形式将与传感器信号、区域状态和标签数据相对应的数据传送至中央控制器;从中央控制器接收合并控制命令,所述命令包括关于哪个止动控制致动装置允许释放其工件载体的指示中的至少一个;并控制致动器释放工件载体。
根据另一方面,提供了一种生产***,该生产***包括从由加工站、增材制造站、表面处理站和装配站组成的组中选择的至少两个操作站,该生产***包括如上所述的、配置为将工件从一个操作站输送到另一个操作站的输送机***。
附图说明
图1是根据本披露的输送机***的示意图绘制。
图2是止动装置的示意图绘制。
图3是道岔装置的示意图绘制。
图4是合并布置的示意图绘制。
图5是合并/分叉布置的示意图绘制。
具体实施方式
根据本披露的***是用于在操作站11a、11b、11c、11d之间运输工件WP的***。工件WP在工件载体WPC上运输。一个或多个操作单元输送机10a、10b、10c和一个侧轨10d连接到(多个)主输送机10。每个操作单元输送机10a、10b、10c或侧轨10d适于将工件从相关联的主输送机10输送到操作站11a、11b、11c、11d,在这些操作站上对工件进行操作或装载或卸载。
图1示意性地展示了输送机***,该输送机***包括主输送机10、三个工作站输送机10a、10b、10c、侧轨输送机10d、装载站12、卸载站13、以及多个工作站11a、11b、11c、11d。设置有多个工件载体WPC,以在由输送机***服务的不同站11a、11b、11c、11d之间运载工件WP。
每个工件载体和/或每个工件可以包括id标签,通过该id标签可以标识工件载体或工件。这种标签可以包括对于特定工件唯一的id,或对于在生产过程中的同一点处的每个工件相同的id。
因此,在本文披露的***中,可以在确保与传送带适当地相互作用的工件载体上运输工件。工件载体可以包括输送机接口,该输送机接口可以被设计为确保当旨在使工件载体移动时该工件载体将正确地跟随输送机,并且当要停止工件时可以允许输送机与工件载体之间的相对运动。工件载体还可以包括工件接口,该工件接口可以适于确保工件被工件载体安全地运载。可以是机器可读和/或可写的标签可以设置在工件载体上,而不是设置在工件上。
在工作站11a、11b、11c、11d以及在装载站12和卸载站13处,设置有止动装置3,将参照图2对该止动装置进行进一步描述。
在输送机分叉处,设置有道岔装置4,将参照图3对该道岔装置进行进一步描述。
在输送机合并处,设置有合并布置5,将参照图4对该合并布置进行进一步描述。
在输送机合并/分叉处,提供合并/分叉布置6,将参照图5对该合并/分叉布置进行进一步描述。
所有流动装置3、4、5、6都与中央控制器100进行数据通信,以便可以将数据从相应的本地控制器发送到中央控制器100,并且可以由本地控制器从中央控制器100接收数据。
中央控制器100包含处理装置和存储器,该存储器包含指示如何引导产品通过***的流动数据。例如,中央控制器可以包含生产过程的描述以及***中所有工件载体和/或工件的记录。中央控制器100因此可以将每个工件载体和/或工件与关于其在生产过程中的阶段的指示符相关联。
中央控制器100与本地控制器34之间的通信可以通过诸如有线串行接口(例如,RS232、USB、CAN)等有线接口或诸如Wi-Fi、蓝牙等无线接口的形式的数据通信接口来实现。
图2示意性地展示了止动装置,即,具有停止到达输送机的工件载体并随后释放该工件载体的功能的装置。
止动装置3包括本地控制器30,该本地控制器可以包括处理装置、存储器和用于接收传感器信号并提供控制信号的接口。本地控制器30还具有用于与中央控制器100通信的通信接口。
止动装置3可以包括工件载体到达检测器31,即,配置用于检测将要到达输送机的移动工件载体的检测器。该检测可以是机械的、光学的(相机、光电感应器、激光测距仪)、雷达、声学的(超声波)或电容性的。单个检测器可以使用两种或更多种检测技术。
止动装置3可以包括工件载体就位检测器32,即,配置用于检测工件载体是否处于预定位置的检测器。优选地,该检测器配置用于检测工件载体在该预定位置处是静止的,作为工件载体已经被止动装置成功地停止的结果。该检测可以是机械的、光学的(相机、光电感应器、激光测距仪)、雷达、声学的(超声波)或电容性的。单个检测器可以使用两种或更多种检测技术。
止动装置3可以包括工件检测器33,即,被布置用于检测在工件载体WPC上是否存在工件的检测器。该检测可以是机械的、光学的(相机、光电感应器、激光测距仪)、雷达、声学的(超声波)或电容性的。单个检测器可以使用两种或更多种检测技术。
止动装置3包括标签读取器和/或写入器34,即,用于读取工件载体上或工件上的标签的装置,该标签包含可以标识工件载体或工件的数据。在一些应用中,标签读取器就足够了,诸如对于仅需要识别工件载体或工件的任何应用,或者不希望在工件载体或工件本身上保留更新的数据的应用。这可能是整个生产日志都保存在中央控制器100中的情况。
但是,在一些情况下,可能希望更新标签数据。如果要将一些决策权委托给流动装置3、4、5、6,则可能会这样。
可以通过任何读取技术来读取标签,包括但不限于RFID、NFC、光学、磁性、电容性等。
止动装置3进一步包括止动致动器35,即,机械地停止工件载体相对于输送机的运动的装置。致动器可以是电动致动器。可替代地,致动器可以在控制器30的控制下被液压或气动地驱动。止动致动器35可以包括臂或肩,该臂或肩例如在不影响工件载体的运动的被动位置与阻止工件载体相对于输送机的运动的主动位置之间可旋转或可平移运动。
止动装置3可以进一步包括区域状态检测器36,该区域状态检测器配置为判定致动器35下游的区域是否空闲。通常,该区域可以紧邻致动器35,诸如在1至10个工件载体长度内和/或在任何紧随其后的流动装置4、5、6的上游。该检测可以是机械的、光学的(相机、光电感应器、激光测距仪)、雷达、声学的(超声波)或电容性的。单个检测器可以使用两种或更多种检测技术。
止动装置3的本地控制器30的操作如下。
当工件载体WPC到达止动装置3时,该工件载体被工件载体到达检测器31检测到,该工件载体到达检测器向本地控制器30提供信号。本地控制器向止动致动器35提供停止信号,由此致动器35使工件载体停止其相对于输送机10、10a、10b、10c、10d的运动。一旦工件载体WPC已经停止,工件载体就位检测器32就将工件载体就位信号提供给本地控制器30。
工件检测器33(可选地)检测在工件载体WPC上是否存在工件,并将相应的信号提供给本地控制器30。
标签读取器34读取标签数据,并将标签数据转发到本地控制器30。
区域状态检测器36(可选地)检测其在止动致动器35下游的监视区域是否畅通,并将区域状态信号提供给本地控制器30。
本地控制器30基于来自传感器32、33、34、36的信号向中央控制器100提供停止事件消息,该消息包含指示工件载体已经到达并且处于静止位置、(可选地)是否存在工件、工件载体或工件的标识、以及(可选地)关于区域状态的指示的信息。进一步可选地,停止事件消息可以包括标识止动装置的信息。
如果任何传感器数据将改变,则本地控制器30可以在任何时刻提供更新的停止事件消息。例如,可以将工件装载到工件载体上使得工件检测器信号改变,或者可以疏通致动器35下游的区域从而改变区域状态检测器信号。
作为主要规则,本地控制器30将工件载体维持在已停止状态,直到该本地控制器从中央控制器100接收到止动控制命令为止。
中央控制器100接收停止事件消息并基于流动计划确定要由止动装置3采取什么动作。
中央控制器100可以例如在不存在工件时、在下游区域不畅通时、或者在随后的工作站11a、11b、11c、11d存在排队时确定不应当释放工件载体。在这种情况下,不会发送止动控制命令。
一旦中央控制器100确定可以释放工件载体,就将止动控制命令发送到止动装置3的本地控制器30。
止动控制命令可以包括要释放工件载体的指示。可选地,止动控制命令可以包括将由标签读取器/写入器34写入工件载体的标签的标签数据。还可选地,止动控制命令可以包括标识信息,该标识信息用于标识止动控制命令旨在用于的止动装置3。
因此,响应于特定的停止事件消息而发出止动控制命令,这意味着关于基于工件载体的到达本地控制器要采取什么动作的决策是由中央控制器而不是由本地控制器做出的。即,止动控制命令是实时发出的。
图3示意性地展示了道岔装置4,即,具有将工件载体从输入输送线转移到至少两个输出输送线之一的功能的装置。
道岔装置4包括本地控制器40,该本地控制器可以包括处理装置、存储器和用于接收传感器信号并提供控制信号的接口。本地控制器40还具有用于与中央控制器100通信的通信接口。
道岔装置4包括道岔致动器41,即,能够在至少两个位置之间切换以将工件载体转移到至少两个输出输送线之一的致动器。道岔致动器可以包括臂或线,该臂或线可以绕竖直轴线可控制地枢转。致动器可以是电动致动器。可替代地,致动器可以在本地控制器40的控制下被液压或气动地驱动。
道岔致动器可以包括道岔位置检测器或存储器,基于该道岔位置检测器或存储器可以将关于道岔位置的反馈提供给本地控制器40。
道岔装置4可以进一步包括相应的区域状态检测器42a、42b,这些区域状态检测器配置为判定致动器41下游的区域是否空闲。通常,该区域可以紧邻致动器41,诸如在1至10个工件载体长度内和/或在任何紧随其后的流动装置3、5、6的上游。
现在将描述道岔装置4的操作。
道岔装置的操作通常通过来自中央控制器100的道岔命令来发起。可以基于工件载体将要到达道岔装置4的认知来提供这种命令。通常,中央控制器100从止动装置3获得这种认知,该止动装置被布置在紧邻道岔装置4的上游。即,中央控制器100将通常在向道岔装置4提供道岔控制命令之后,向紧接在前的止动装置3提供止动控制命令。
道岔控制命令通常包括期望的道岔位置的指示。可选地,道岔控制命令可以包含标识预期的道岔装置4的信息。
在接收到道岔控制命令时,本地控制器40将借助于相关区域状态检测器42a、42b来检查命令向其进行转移的区域是否空闲,并且可以检查道岔位于哪个位置。
如果该区域是空闲的并且道岔处于正确的位置,则来自道岔装置4的答复消息将指示道岔位置(或者仅仅指示该道岔位置如所命令的那样)以及相关的区域状态检测器状态(或者仅仅指示该状态为空闲以按所命令地进行)。可选地,还可以包括标识道岔装置4的信息。在接收到这种消息时,中央控制器100可以将止动控制命令发送到紧接上游的止动装置3。
因此,响应于中央控制器的具体请求,从道岔装置4发送答复消息。也就是说,答复消息是实时发送的。
如果该区域是空闲的并且道岔处于正确的位置,则答复消息将是类似的,但是会延迟到道岔到达期望位置为止。
如果该区域不是空闲的,则来自道岔装置4的答复消息将指示该区域是堵塞的。在这种情况下,中央控制器100将不发送止动控制命令。
如果区域状态检测器的状态变为空闲,则将生成更新的答复消息,在这种情况下,中央控制器100可以发送止动控制命令。
因此,直到中央控制器100已经接收到指示期望的道岔位置和区域状态空闲的答复消息时,中央控制器100才会向上游止动装置3发送止动控制命令。
图4示意性地展示了合并布置5,即,用于处理将至少两个输入输送线合并为一个输送线的布置。
基本上,合并布置包括一对止动装置3a、3b,其中至少一个(优选地两个)包括区域状态检测器36a、36b,该区域状态检测器配置为监视合并区域(即,在一对工件载体足够同时到达的情况下可能会发生碰撞的区域)的状态。
止动装置3a、3b中的每一个都可以如以上参照图2所指示的那样设计和起作用。
因此,将针对合并布置5的操作进行描述。
当工件载体到达止动装置3a、3b之一时,将向中央控制器100生成相应的停止事件消息。
中央控制器100将(基于区域状态检测器36a、36b)判定一个或两个止动装置3a、3b是否已经报告了它们各自的下游区域畅通,并且如果两者均畅通,则向相关的止动装置3a、3b发送止动控制命令。
如果工件载体同时到达这两个止动装置3a、3b,则中央控制器100将必须决定哪个优先,并且因此,当下游区域畅通时,将止动控制命令发送到优先的工件载体所在的止动装置3a、3b。
图5示意性地展示了合并/分叉布置6,即,用于处理至少两个输入输送线与至少两个输出输送线的合并的布置。
合并/分叉布置基本上由参照图5描述的合并布置和参照图4描述的分叉布置组成。
即,止动装置3a、3b将***作以控制允许哪个工件载体前进至分叉道岔致动器41。
在这种情况下,道岔致动器41可以具有两个或更多个位置,这取决于输送机的设计。例如,在具有两个环形输送机的情况下,比如彼此相切的链式输送机,可能有利的是具有三个位置或四个位置,从而可以最佳地实现输入线和输出线的每种组合。
流动装置3、4、5、6可以以包括外壳的装置单元的形式提供,该外壳容纳本地控制器并且提供用于传感器、致动器、电源和通信接口的连接。传感器和致动器根据需要连接到该单元。
可以设计单个硬件单元,该硬件单元可以具有不同的操作模式,使得取决于操作模式,其可以用作止动装置3、道岔装置4等。
当与中央控制器通信时,本地控制器可以发送使得中央控制器能够识别它的数据,诸如流动装置的id数据。
到中央控制器的消息可以进一步包括流动装置状态的指示、错误代码和/或指示配置代码的代码,即,指示其正在用作的装置类型(即,止动装置或道岔装置)。
上文讨论的实施例基于这种概念,即,所有影响工件载体的流动的决策都由中央控制器做出。因此,每当本地控制器接收到传感器输入(诸如检测到工件载体)时,该输入的信息便被传送到中央控制器,并且直到从中央控制器接收到命令数据时才采取动作。
另一方面,一些非常基本的操作被委托给本地控制器,例如,如上所述,停止要到达的工件载体的决策。即,仅释放工件载体的决策需要由中央控制器做出。
尽管尚未完成,也可以允许将任务进一步委托给本地控制器。例如,本地控制器可以配置为基于其传感器数据来做出一些决策,由此与中央控制器进行通信的步骤可以被超越或绕过。
一个这种示例是允许本地控制器在检测到空的工件载体、或者运载错误布置或损坏的工件的工件载体时做出决策。由于这种工件载体可能去往特定的目的地,例如缓冲区、报废站或手动处理站,因此可以允许它们在不与中央控制器通信的情况下朝着这些目的地前进。
这种工件载体所携带的标签可以因此被更新以指示工件载体是允许本地控制器对其做出决策的工件载体。例如,有可能在发现工件丢失或损坏时将其指示写入标签,以使其状态从中央控制变为本地控制。
此外,可以允许对操作的子系列进行本地控制。例如,中央控制器可以控制工件载体直至进入这种操作子系列的入口,由此,在每次操作期间或之后,标签数据被更新,并且当操作子系列完成时,对工件载体的控制由中央控制器接管。
在止动控制器的情况下,最重要的决策可以是在满足特定条件时立即释放工件载体。
在道岔控制器的情况下,最重要的决策可以是立即转移工件载体。
Claims (29)
1.一种输送机***,包括:
多个工件载体(WPC),每个工件载体适于在运输过程中支撑至少一个工件(WP);
输送机(10,10a,10b,10c,10d),适于运输这些工件载体(WPC),
至少一个流动装置(3,4,5,6),用于控制这些工件载体(WPC)之一相对于输送机(10,10a,10b,10c,10d)的运动,该流动装置(3,4,5,6)包括本地控制器(30,40)、至少一个工件载体传感器和至少一个致动器,以及
中央控制器(100),该中央控制器与该流动装置进行数据通信,并且具有存储器,该存储器包含流动计划,该流动计划包括描述工件在该输送机***中的预期流动的数据,
其中,该本地控制器配置为:
经由信号接口接收传感器信号,
将该传感器信号转换为具有预定数据格式的信号数据,
经由数据接口将该传感器数据传送到该中央控制器,
经由该数据接口从该中央控制器接收命令数据,并且
基于该命令数据而向该致动器提供致动器控制信号。
2.如权利要求1所述的输送机***,其中,该本地控制器配置为基于该传感器信号和/或该传感器数据来判定是否超越所述将该传感器数据传送到该中央控制器以及从该中央控制器接收该命令数据的步骤,并且然后自主地生成该命令数据。
3.如权利要求2所述的输送机***,其中,该本地控制器配置为在其确定该工件载体(WPC)没有运载有效工件时自主地提供该命令数据。
4.如权利要求1至3中任一项所述的输送机***,其中,该本地控制器配置为响应于该传感器数据的所述传送而接收该命令数据。
5.如权利要求1至4中任一项所述的输送机***,其中,该中央控制器配置为:
从该本地控制器接收该传感器数据,
基于该流动计划和该传感器数据而确定要由该流动装置采取的动作,
提供与该动作相对应的命令数据,并且
将该命令数据发送到该本地控制器。
6.如权利要求1至5中任一项所述的***,其中,该本地控制器配置为仅在被传感器数据的变化或被该命令数据触发时才将该传感器数据传送到该中央控制器。
7.如权利要求1至6中任一项所述的输送机***,其中,该流动装置是用于停止这些工件载体(WPC)之一相对于该输送机(10,10a,10b,10c,10d)的运动的止动装置(3),
其中,该工件载体传感器包括止动控制检测装置(31,32,33),该止动控制检测装置配置为检测是否存在到达该检测装置(31,32,33)的工件载体(WPC)和/或检测在该工件载体(WPC)上是否存在工件,并且
其中,该致动器包括止动控制致动装置(35),该止动控制致动装置配置为停止该工件载体(WPC)相对于该输送机(10,10a,10b,10c,10d)的运动,
其中,该止动装置进一步包括标签读取器和/或写入器(34);并且
其中,该本地控制器是止动本地控制器(30),该止动本地控制器可操作地连接至该止动控制检测装置(31,32,33)、该止动控制致动装置(35)以及该标签读取器/写入器(34),以从该止动控制检测装置(31,32,33)接收检测信号、向该止动控制致动装置(35)发送控制信号、以及从/向该标签读取器/写入器(34)接收/发送标签数据;并且
其中,该止动本地控制器(30)配置为:
从该止动控制检测装置(31,32,33)接收该传感器信号,
从该标签读取器/写入器接收标签数据,
以停止事件消息的形式将与该传感器信号和该标签数据相对应的传感器数据传送给该中央控制器(100),
从该中央控制器(100)接收止动控制命令,所述命令包括释放该工件载体的指示和/或关于要写入该标签的数据的指示,并且
控制该致动器释放该工件载体。
8.如权利要求7所述的输送机***,其中,该标签数据包括ID数据和/或地址数据,并且其中,该止动控制命令包括用于写入已修改的ID数据和/或标签数据的指示。
9.如权利要求1至6中任一项所述的输送机***,其中,所述输送机配置为提供至少一个具有一个输入输送线和更多数量的输出输送线的Y形交叉,并且其中,该流动装置是用于选择性地将输入工件载体(WPC)转移至这些输出输送线中的一个输出输送线的道岔装置(4),
其中,该致动器包括道岔致动装置(41),该道岔致动装置配置为选择性地将该工件载体转移到这些输出输送线中的所述一个输出输送线,
其中,该工件载体传感器包括道岔区域状态检测器(42a,42b),该道岔区域状态检测器配置为检测在该道岔致动装置(41)的下游侧是否存在工件载体,并且
其中,该本地控制器包括道岔本地控制器(40),该道岔本地控制器可操作地连接到该道岔致动装置(41)和该道岔区域状态检测器(42a,42b),以向该道岔致动装置(41)发送控制信号,并且从该区域状态检测器(42a,42b)接收检测信号;并且
其中,该本地控制器配置为:
从该中央控制器(100)接收道岔控制命令,
从该道岔区域状态检测器接收信号,并且
发送指示道岔区域状态和道岔位置的道岔答复消息。
10.如权利要求9所述的输送机***,其中,该中央控制器配置为:
基于该流动计划确定要将该工件载体引导至哪个输出线,
向该道岔装置发送该道岔控制命令,从而指示期望的道岔位置,并且
接收该道岔答复消息。
11.如权利要求9或10所述的输送机***,其中,该本地控制器配置为基于该传感器信号或该传感器数据来判定是否超越所述从该中央控制器接收该道岔控制命令、所述从该道岔区域状态检测器接收信号以及所述发送道岔答复消息,并且自主地控制该道岔致动装置(41)采取期望位置。
12.一种操作输送机***的方法,该输送机***包括:
多个工件载体(WPC),每个工件载体适于在运输过程中支撑至少一个工件(WP);
至少一个输送机(10,10a,10b,10c,10d),适于运输这些工件载体(WPC);
至少一个流动装置,用于控制这些工件载体(WPC)相对于该输送机(10,10a,10b,10c,10d)的运动,该流动装置包括本地控制器、至少一个工件载体传感器和至少一个致动器,以及
中央控制器(100),该中央控制器与该流动装置进行数据通信,并且具有存储器,该存储器包含流动计划,该流动计划包括描述工件在该输送机***中的预期流动的数据,
该方法包括:
经由信号接口在该本地控制器上接收传感器信号,
将该传感器信号转换为数据格式以形成传感器,
经由数据接口将该传感器数据传送到该中央控制器,
经由该数据接口从该中央控制器接收命令数据,
响应于该命令数据而提供致动器控制信号,以及
向该致动器提供该致动器控制信号。
13.如权利要求12所述的方法,其中,响应于该传感器数据到该中央控制器的所述传送,由该本地控制器接收该命令数据。
14.如权利要求12或13所述的方法,进一步包括:基于该传感器信号和/或该传感器数据,判定是否超越所述将该传感器数据传送到该中央控制器以及从该中央控制器接收该命令数据的步骤,并且然后自主地生成该命令数据。
15.一种在输送机***中使用的止动装置(3),该输送机***配置为借助于输送机来运输多个工件载体,该装置配置用于停止这些工件载体(WPC)之一相对于输送机(10,10a,10b,10c,10d)的运动,该止动装置(3)包括:
止动控制检测装置(31,32,33),该止动控制检测装置配置为检测是否存在到达该检测装置(31,32,33)的工件载体(WPC)和/或检测在该工件载体(WPC)上是否存在工件,以及
止动控制致动装置(35),该止动控制致动装置配置为停止该工件载体(WPC)相对于该输送机(10,10a,10b,10c,10d)的运动,
标签读取器和/或写入器(34);以及
止动本地控制器(30),该止动本地控制器可操作地连接至该止动控制检测装置(31,32,33)、该止动致动装置(35)以及该标签读取器/写入器(34),以从该止动控制检测装置(31,32,33)接收检测信号、向该止动控制致动装置(35)发送控制信号、以及从/向该标签读取器/写入器(34)接收/发送标签数据;
其中,该止动本地控制器(30)配置为:
从该止动控制检测装置(31,32,33)接收该传感器信号,
响应于该传感器信号而控制该止动控制致动器以停止该工件载体,
从该标签读取器/写入器接收标签数据,
以停止事件消息的形式将与该传感器信号和该标签数据相对应的传感器数据传送给中央控制器(100),
从该中央控制器(100)接收止动控制命令,所述命令包括释放该工件载体的指示和/或关于要写入该标签的数据的指示,并且
控制该停止控制致动器释放该工件载体。
16.如权利要求15所述的止动装置,其中,该止动本地控制器配置为响应于该传感器数据到该中央控制器的所述传送而接收该止动控制命令。
17.如权利要求15或16所述的止动装置,其中,该标签数据包括ID数据和/或地址数据,并且其中,该止动控制命令包括用于写入已修改的ID数据和/或标签数据的指示。
18.如权利要求15至17中任一项所述的止动装置,其中,该止动装置进一步包括:
工件载体到达检测器(31),
工件载体就位检测器(32),和/或
工件存在检测器(33),
其中,该停止事件消息进一步包括:
指示工件载体到达止动流动控制器的数据,
指示该工件载体是否处于预定停止位置的数据,和/或
指示是否存在工件的数据。
19.如权利要求15至18中任一项所述的止动装置,其中,该止动装置进一步包括至少一个区域状态检测器(36),该区域状态检测器配置为检测在该止动控制致动装置(35)的下游侧是否存在工件载体(WPC),并且其中,该停止事件消息进一步包括指示该区域是否畅通。
20.如权利要求15至19中任一项所述的止动装置,其中,该本地控制器配置为基于该传感器信号、该标签数据和/或该传感器数据来判定是否超越所述将该传感器数据传送到该中央控制器以及从该中央控制器接收该命令数据的步骤,并且然后自主地生成该止动控制命令。
21.一种在输送机***中使用的道岔装置(4),该输送机***配置为借助于输送机来运输多个工件载体并且包括至少一个具有一个输入输送线和更多数量的输出输送线的Y形交叉,该道岔装置配置用于选择性地将这些工件载体之一转移到输出输送机之一,该道岔装置包括:
道岔致动装置(41),该道岔致动装置配置为选择性地从该输送机转移工件载体,
道岔区域状态检测器(42a,42b),该道岔区域状态检测器配置为检测在该道岔致动装置(41)的下游侧是否存在工件载体,以及
道岔本地控制器(40),该道岔本地控制器可操作地连接到该道岔致动装置(41)和该道岔区域状态检测器(42a,42b),以向该道岔致动装置(41)发送控制信号、并且从该区域状态检测器(42a,42b)接收检测信号;
其中,该本地控制器配置为:
经由数据接口从中央控制器(100)接收道岔控制命令,
从该道岔区域状态检测器接收检测信号,并且
经由该数据接口向该中央控制器(100)发送指示道岔区域状态和道岔位置的道岔答复消息。
22.如权利要求21所述的道岔装置,其中,该道岔本地控制器配置为响应于已接收到该道岔控制命令而发送该道岔答复消息。
23.如权利要求21或22所述的输送机***,其中,该道岔本地控制器配置为基于该检测信号或从标签读取器接收的标签数据来确定是否要超越所述从该中央控制器接收该道岔控制命令和所述发送道岔答复消息,并且自主地控制道岔致动装置(41)采取预定位置。
24.一种输送机***,包括:
多个工件载体(WPC),每个工件载体适于在运输过程中支撑至少一个工件(WP);
输送机(10,10a,10b,10c,10d),适于运输这些工件载体(WPC),
至少一个如权利要求16至20中任一项所述的止动装置,该止动装置配置为停止工件载体沿着该输送机的运动,以及
中央控制器(100),该中央控制器与该止动装置(3)进行数据通信,并且具有存储器装置,该存储器装置包含流动计划,该流动计划包括描述工件在该输送机***中的预期流动的数据,
其中,该中央控制器配置为:
从该止动装置接收该停止事件消息,
基于该标签数据和该流动计划,判定是否释放工件载体,并且
将该止动控制命令发送到该止动装置。
25.如权利要求24所述的输送机***,其中,该中央控制器配置为响应于接收到该停止事件消息来判定是否释放工件载体并发送该止动控制命令。
26.如权利要求24或25所述的输送机***,进一步包括:
至少一个Y形交叉,该Y形交叉具有一个输入输送线和更多数量的输出输送线,
至少一个如权利要求21或22所述的道岔装置,该道岔装置与该Y形交叉相关联,
其中,该中央控制器(100)配置为:
基于该流动计划生成该道岔控制命令,并
将该道岔控制命令发送到道岔装置,
该中央控制器进一步配置为从该道岔装置(4)接收该道岔答复消息,并且还基于该道岔位置和/或道岔区域状态来确定是否释放工件载体。
27.如权利要求26所述的输送机***,其中,该道岔装置(4)布置在该止动控制致动装置(35)的下游,并且其中,该中央控制器(100)进一步配置为:
基于该标签数据和该流动计划,确定要将工件载体引导至哪个输出线,并且
向该道岔装置(4)发送道岔控制命令,从而指示期望的道岔位置。
28.如权利要求26或27所述的输送机***,其中,该中央控制器(100)进一步配置为从该道岔装置(4)接收指示当前道岔位置和道岔区域状态的道岔答复消息,并且还基于该道岔位置和/或道岔区域状态来判定是否释放工件载体和/或将这种释放的工件载体引导到哪个输出输送线。
29.一种生产***,包括从由加工站、增材制造站、表面处理站和装配站组成的组中选择的至少两个操作站,该生产***包括如权利要求1至11或24至28中任一项所述的、配置为将工件从一个操作站输送到另一个操作站的输送机***。
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