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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mechatronisches System und ein Verfahren zum Einrichten eines mechatronischen Systems, bei welchem mindestens zwei Mechatronikeinheiten gegeneinander austauschbar sind.
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In der industriellen Fertigung von Produkten finden mechatronische Systeme Verwendung, die mindestens eine Mechatronikeinheit aufweisen. Eine Mechatronikeinheit ist aus einer Mechanik und mindestens einem Motor gebildet, der die Mechanik in eine vorbestimmte Bewegung antreibt. Ein Beispiel hierfür ist ein Handhabungssystem zum Handhaben, wie insbesondere Transportieren, Halten, Stützen, usw. von Bauteilen, aus denen die Produkte zu fertigen sind.
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Problematisch ist, wenn beispielsweise eine Maschine zum Einsatz kommt, die für verschiedene Produktionsarten zu verwenden ist, bei denen verschiedene Mechatronikeinheiten erforderlich sind, wie beispielsweise eine Maschine zur Herstellung und/oder Verarbeitung von verschiedenen Drähten. Aus Kostengründen ist die Maschine in der Regel schnellstmöglich zwischen den verschiedenen Produktionsarten umzurüsten. Hierfür ist der Antriebsregler immer erst auf die verschiedenen Mechatronikeinheiten einzurichten, was derzeit nur mit großem personellem und zeitlichem Aufwand möglich ist.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mechatronisches System und ein Verfahren zum Einrichten eines mechatronischen Systems bereitzustellen, mit welchen die zuvor genannten Probleme gelöst werden können. Insbesondere sollen ein mechatronisches System und ein Verfahren zum Einrichten eines mechatronischen Systems bereitgestellt werden, mit welchen das mechatronische System auch für verschiedene Mechatronikeinheiten, die jeweils eine Mechanik und mindestens einen Motor aufweisen, mit wenig Aufwand einrichtbar und damit in kurzer Zeit und kostengünstig umrüstbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein mechatronisches System nach Anspruch 1 gelöst. Das mechatronische System umfasst eine Mechatronikeinheit, die mindestens einen elektrischen Motor und eine daran montierte Mechanik aufweist und die gegen eine weitere Mechatronikeinheit austauschbar ist, mindestens einen Antriebsregler, wobei jeder Antriebsregler zum Regeln eines Motors der Mechatronikeinheit oder eines Motors der weiteren Mechatronikeinheit ausgestaltet ist, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung des mindestens einen Antriebsreglers, um eine vorbestimmte Bewegung der Mechanik der an den Antriebsregler angeschlossenen Mechatronikeinheit zu bewirken, wobei der mindestens eine Antriebsregler eine Identifikationseinrichtung zur Identifikation der Mechatronikeinheit, die an dem Antriebsregler angeschlossen, und eine Einstelleinrichtung zur Einstellung des Antriebsreglers auf die mit der Identifikationseinrichtung identifizierte Mechatronikeinheit aufweist.
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Mit dem mechatronischen System ist es sehr schnell und zuverlässig möglich, eine Mechatronikeinheit, die jeweils eine Mechanik und mindestens einen Motor aufweist, in kurzer Zeit betriebsbereit und betriebssicher einzurichten. Dadurch verursacht auch ein Wechsel zwischen verschiedenen Mechatronikeinheiten keine langen Stillstände einer technischen Anlage oder Maschine, in welcher das mechatronische System vorgesehen ist.
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Zudem ist die Umrüstung zwischen verschiedenen Mechatronikeinheiten für Bedienpersonal vereinfacht. Dadurch ist ein Einlernen von Bedienpersonal für die Umrüstung zwischen verschiedenen Mechatronikeinheiten weniger aufwändig. Zudem sinkt die Fehlerrate beim Umrüsten deutlich, welche durch das Bedienpersonal verursacht wird. Dadurch werden Kosten für den Betrieb des mechatronischen Systems gespart.
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Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des mechatronischen Systems sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Möglicherweise hat der Motor einen Motorgeberspeicher, in welchem Motordaten zur Beschreibung der Eigenschaften des elektrischen Motors und Anwendungsdaten zur Beschreibung der Eigenschaften der Mechanik gespeichert sind, wobei die Identifikationseinrichtung ausgestaltet ist, zur Identifikation der Mechatronikeinheit die Motordaten aus dem Motorgeberspeicher auszulesen, wenn der elektrische Motor an den Antriebsregler angeschlossen und der Antriebsregler eingeschaltet wird, und die Anwendungsdaten aus dem Motorgeberspeicher bei Empfang eines Auslesebefehls auszulesen, und wobei die Einstelleinrichtung ausgestaltet ist, die ausgelesenen Daten zu verwenden, um sich auf eine Regelung des elektrischen Motors für einen Betrieb der Mechatronikeinheit einzustellen.
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Denkbar ist, dass das beschriebene mechatronische System eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Betriebsgrößen eines Betriebs des mechatronischen Systems als Erfassungsdaten aufweist, wobei der Motorgeberspeicher zur Speicherung der Erfassungsdaten ausgestaltet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Bedienvorrichtung zur Parametrierung der Motordaten und/oder der Anwendungsdaten vorgesehen.
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Gemäß einer speziellen Ausgestaltung kann das mechatronische System eine Drahtbearbeitungsmaschine sein, die als Mechatronikeinheit einen Motor aufweist, der an einem Getriebe und einem Werkzeug als Mechanik montiert ist.
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Gemäß einer weiteren speziellen Ausgestaltung kann das mechatronische System eine Einzelachse mit einem Motor sein, oder ein Pick-and-Place-System sein, oder ein Linienportal sein, oder ein Kreuztisch sein, oder ein Ausleger sein, oder ein Raumportal sein oder ein elektromechanischer Zylinder sein, oder eine Werkzeugeinheit mit einem Motor, Getriebe und Werkzeug sein, oder ein Linearmodul sein, oder ein Mehrachssystem sein.
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Möglicherweise ist der mindestens eine elektrische Motor ein Linearmotor oder ein Rotationsmotor.
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Das zuvor beschriebene mechatronische System kann Teil einer industriellen Anlage sein, die zur Ausführung eines Arbeitsverfahrens mit dem mechatronischen System ausgestaltet ist. Hierbei bildet das mechatronische System beispielsweise ein Handhabungssystem oder eine Drahtbearbeitungsmaschine.
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Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Einrichten eines mechatronischen Systems nach Anspruch 10 gelöst. Das mechatronische System hat eine Mechatronikeinheit, mindestens einen Antriebsregler und eine Steuereinrichtung, wobei die Mechatronikeinheit mindestens einen elektrischen Motor und eine daran montierte Mechanik aufweist und wobei die Mechatronikeinheit gegen eine weitere Mechatronikeinheit austauschbar ist. Das Verfahren weist die Schritte auf: Identifizieren der Mechatronikeinheit, die an dem Antriebsregler angeschlossen ist, mit einer Identifikationseinrichtung des jeweiligen Antriebsreglers, und Einstellen des zugehörigen Antriebsreglers auf die mit der Identifikationseinrichtung identifizierte Mechatronikeinheit unter Verwendung einer Einstelleinrichtung des mindestens einen Antriebsreglers, Steuern, mit einer Steuereinrichtung, des mindestens einen Antriebsreglers, um eine vorbestimmte Bewegung der Mechanik der an den Antriebsregler angeschlossenen Mechatronikeinheit zu bewirken, und Regeln, mit dem mindestens einen Antriebsregler, eines Motors der an den Antriebsregler angeschlossenen Mechatronikeinheit.
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Das Verfahren erzielt die gleichen Vorteile, wie sie zuvor in Bezug auf das mechatronische System genannt sind.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich des Ausführungsbeispiels beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine stark vereinfachte schematische Ansicht eines mechatronischen Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
- 2 eine stark vereinfachte schematische Ansicht eines Motorgeberspeichers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine industrielle Anlage 1 mit einem mechatronischen System 2 und einer Steuervorrichtung 5 zur Steuerung der industriellen Anlage 1 und/oder des mechatronischen Systems 2. Die industrielle Anlage 1 ist beispielsweise eine Anlage zur Ausführung eines Arbeitsverfahrens und/oder eine Transportanlage und/oder eine Produktionsmaschine und/oder eine Fertigungsstraße für Gegenstände, wie Drähte, elektrische Geräte, Fahrzeuge, Möbel, usw... Insbesondere ist das mechatronische System 2 eine Drahtbearbeitungsmaschine oder ein Handhabungssystem.
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Das mechatronische System 2 hat mindestens einen Antriebsregler 10, 20, 30, mindestens eine Steuereinrichtung 40, mindestens eine Mechatronikeinheit, wie beispielsweise eine erste Mechatronikeinheit 50 und eine zweite Mechatronikeinheit 60, mindestens eine Erfassungseinrichtung 70 und mindestens eine Bedienvorrichtung 80. Die Steuereinrichtung 40 kann alternativ in einen der Antriebsregler 10 20, 30 integriert sein oder über die Bedieneinrichtung 80 realisiert werden.
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Die Mechatronikeinheiten 50, 60 sind gegeneinander austauschbar. Dadurch kann das mechatronische System 2 entweder die erste Mechatronikeinheit 50 oder die zweite Mechatronikeinheit 60 betreiben. Die erste Mechatronikeinheit 50 hat bei dem Beispiel von 1 einen ersten Motor 51, einen zweiten Motor 52 und einen dritten Motor 53. Jeder der Motoren 51, 52, 53 hat einen zugeordneten Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A. An die jeweiligen Motoren 51, 52, 53 ist eine Mechanik 54 bis 59 der ersten Mechatronikeinheit 50 montiert. Die zweite Mechatronikeinheit 60 hat bei dem Beispiel von 1 einen ersten Motor 61 und einen zweiten Motor 62. An die jeweiligen Motoren 61, 62 ist eine Mechanik 64, 65 der zweiten Mechatronikeinheit 60 montiert. Bei dem Beispiel einer Drahtbearbeitungsmaschine ist die Mechanik 54 bis 59 der ersten Mechatronikeinheit 50 und/oder die Mechanik 64, 65 der zweiten Mechatronikeinheit 60 ein Getriebe mit Werkzeug, insbesondere einem Drahtbearbeitungswerkzeug.
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Beispielsweise ist die Mechatronikeinheit 50 ein Pick-and-Place-System, das auch als Aufnehm-und-Positionier-System bezeichnet werden kann, oder ein Kreuztisch oder ein Raumportal. Die Mechatronikeinheit 60 ist beispielsweise ein Linienportal. Selbstverständlich ist es möglich, dass die Mechatronikeinheit 50 und/oder die Mechatronikeinheit 60 als Einzelachse mit einem Motor 51, 52, 53, 61, 62 oder als ein Pick-and-Place-System oder ein Linienportal oder ein Kreuztisch oder ein Ausleger oder ein Raumportal ausgestaltet ist. Ganz allgemein kann die Mechatronikeinheit 50 und/oder die Mechatronikeinheit 60 ein Handhabungseinheit sein zur Handhabung eines Werkstücks oder Bauteils oder eines gefertigten Gegenstands oder eines Werkzeugs, usw., insbesondere zum Transportieren, Halten, Stützen, usw. von Bauteilen, aus denen die Produkte zu fertigen sind. Ein weiteres Beispiel für eine Ausführung der Mechatronikeinheit 50 oder der Mechatronikeinheit 60 ist ein elektromechanischer Zylinder. Jeder Motor 51, 52, 53, 61, 62 ist als elektrischer Motor ausführbar. Jeder Motor 51, 52, 53, 61, 62 ist möglicherweise als Linearmotor ausführbar. Jeder Motor 51, 52, 53, 61, 62 ist möglicherweise als Rotationsmotor ausführbar.
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Der erste Antriebsregler 10 hat eine Regeleinrichtung 11, eine Identifikationseinrichtung 12 und eine Einstelleinrichtung 13. Der zweite Antriebsregler 20 hat eine Regeleinrichtung 21, eine Identifikationseinrichtung 22 und eine Einstelleinrichtung 23. Der dritte Antriebsregler 30 hat eine Regeleinrichtung 31, eine Identifikationseinrichtung 32 und eine Einstelleinrichtung 33. Die Antriebsregler 10, 20, 30 sind jeweils zum Regeln eines Motors 51, 52, 53 der Mechatronikeinheit 50 oder eines Motors 61, 62 der weiteren Mechatronikeinheit 60 ausgestaltet. Hierbei wird der Antrieb geregelt, der von dem Motor 51, 52, 53, 61, 62 an der zugeordneten Mechanik der Mechatronikeinheit 50, 60 bewirkt wird.
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Die Steuereinrichtung 40 dient zur Steuerung der Antriebsregler 10, 20, 30, so dass mindestens ein Motor von Motoren 51, 52, 53 der ersten Mechatronikeinheit 50 die Mechanik 54 bis 59 der ersten Mechatronikeinheit 50 in eine vorbestimmte Bewegung versetzen. Hierfür sendet die Steuereinrichtung 40 über eine Kommunikationsleitung 45, die beispielsweise als Busleitung ausgestaltet ist, entsprechende Steuersignale an die Antriebsregler 10, 20, 30. Die Antriebsregler 10, 20, 30 können über die Kommunikationsleitung 45 Signale an die Steuereinrichtung 40 als Rückmeldung zu der erfolgten Regelung der Motoren 51, 52, 53 und/oder der erfolgten Bewegung der Mechanik 54 bis 59 senden. Aufgrund einer solchen Rückmeldung kann die Steuereinrichtung 40 ihre Steuerung anpassen oder weitergehende Steuersignale senden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Rückmeldung zu der erfolgten Bewegung der Mechanik als Erfassungsergebnis direkt von der Erfassungseinrichtung 70 an die Steuereinrichtung 40 gesendet wird.
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Die Steuereinrichtung 40 leitet das Ergebnis der Steuerung beispielsweise auch an die übergeordnete Steuervorrichtung 5 weiter. Optional ist die Steuereinrichtung 40 von der übergeordneten Steuervorrichtung 5 der industriellen Anlage 1 ansteuerbar, wie zuvor erwähnt. Dadurch ist die Einbindung des mechatronischen Systems 2 in die Steuerung von nicht gezeigten weiteren Komponenten oder Systemen der industriellen Anlage 1 möglich. Zudem ist die Steuereinrichtung 40 von der Bedienvorrichtung 80 bedienbar, wodurch ein Bediener des mechatronischen Systems 2 oder der industriellen Anlage 1 auf den Betrieb des mechatronischen Systems 2 und/oder der industriellen Anlage 1 Einfluss nehmen kann. Die Bedienvorrichtung 80 ist beispielsweise eine Tastatur und/oder eine Maus, ein Laptop, ein berührungsempfindlicher oder berührungsunempfindlicher Bildschirm, usw. oder deren Kombinationen.
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Die Antriebsregler 10, 20, 30 sind jeweils mit einem der Motoren 51, 52, 53 mittels einer Kommunikationsleitung 15, 25, 35 verbunden. Dadurch können die jeweilige Regeleinrichtung 11, 21, 31 und/oder die jeweilige Identifikationseinrichtung 12, 22, 32 und/oder die jeweilige Einstelleinrichtung 13, 23, 33 Daten mit den Motoren 51, 52, 53 austauschen. Zudem ist über die Kommunikationsleitungen 15, 25, 35 ein Austausch von Daten mit dem jeweiligen Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A möglich.
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2 zeigt in einem speziellen Beispiel die verschiedenen Bereiche für Daten 511 bis 515, welche in dem Motorgeberspeicher 51A gespeichert bzw. speicherbar sind. Die Motorgeberspeicher 52A, 53A sind auf die gleiche Weise aufgebaut, so dass deren Aufbau nicht separat beschrieben ist. Jedoch sind selbstverständlich auch andere Anordnungen der Daten 511 bis 515 möglich.
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In dem Motorgeberspeicher 51A sind gegebenenfalls bereits Daten 511 gespeichert. Der Motorgeberspeicher 51A hat eine digitale Schnittstelle. Bei einer vorbestimmten Adresse die in 2 als Blockpfeil gezeigt ist, beginnt ein Speicherkopf mit Inhaltsverzeichnis als Daten 512 zur Beschreibung des Inhalts des Motorgeberspeicher 51A.
Daran schließt sich ein Bereich für Motordaten 513 an, welche Eigenschaften des Motors 51 wiedergeben. Daran schließt sich ein Bereich für Diagnosedaten bzw. Betriebsgrößen bzw. Erfassungsdaten 514 an, welche beispielsweise Erfassungsergebnisse der Erfassungseinrichtung 70 in Bezug auf den Motor 51 enthalten. Daran schließt sich ein Bereich für Anwendungsdaten 515 an, welche Eigenschaften der Mechanik 54 bis 59 angeben, die an den Motor 51 montiert bzw. angebaut ist.
Die Motordaten 513, welche die Eigenschaften des jeweiligen Motors 51, 52, 53, 61, 62 beschreiben, umfassen beispielsweise die folgenden Parameter:
- - Identifikations-Daten gemäß dem Motortypenschild, wie beispielsweise Hersteller-Code, Geräte-Bezeichnung, Hardware-Version, Bestell-Bezeichnung, Seriennummer, Version der Datenstruktur im Geberspeicher Software Version (Seriennummer der Lizenz);
- - statische Motorkenndaten gemäß dem Motortypenschild, wie beispielsweise Spitzenstrom des Motors, Stillstandsstrom des Motors, MaximalGeschwindigkeit des Motors, Motor-Abschalttemperatur, Nenndrehmoment/- kraft des Motors, Maximaldrehmoment/-kraft des Motors, Polpaarzahl/Polpaarweite, Drehmoment-/Kraft-Konstante, temperaturabhängiger Drehmoment/-Kraftkoeffizient, drehzahlabhängiger Drehmoment-/Kraftkoeffizient, Rotor-Trägheitsmoment, Temperatursensor, Moment einer Haltebremse, maximale Zwischenkreisspannung des Motors, Wartezeit Antrieb Ein gemäß Typenschild, Wartezeit Antrieb Aus gemäß Typenschild, Bremsenspannung gemäß Typenschild, drehzahlabhängige Reduzierung der Motor-Abschalttemperatur, Reduzierung der Motor-Abschalttemperatur / 1000 Umdrehungen pro Minute, thermische Parameter des Motors, Motordrehmoment/-kraft bei Maximalstrom mit Reluktanz, Reluktanzwinkel bei Nennstrom Motor, Reluktanzwinkel bei Maximalstrom Motor, Kennlinie der Motor-Querinduktivität, Induktivitäten, Kennlinie der Motor-Querinduktivität (Ströme), Flussbildender Strom (Grenzwert), Stromgrenzwert Entmagnetisierung, Motorart, Motor-Längsinduktivität, Motor-Querinduktivität, Motor-Wicklungs-Widerstand; und
- - Regelkreis-Voreinstellwerte (Defaultwerte) gemäß Typenschild, wie beispielsweise Geschwindigkeitsregler-Proportionalverstärkung, Geschwindigkeitsregler-Nachstellzeit, Lageregler Kv-Faktor, Stromregler-Proportionalverstärkung 1, Stromregler-Nachstellzeit 1, Drehzahlregler-Glättungszeitkonstante, Spannungsregler Proportionalverstärkung, Spannungsregler Nachstellzeit, Motorleerlaufspannung, Motormaximalspannung, Konfiguration Motorregelung.
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Die Anwendungsdaten 515, welche die angeschlossene Mechanik 54 bis 59, 64, 65 beschreiben, umfassen beispielsweise die folgenden Parameter:
- - Mechanische Daten, insbesondere eine Vorschubkonstante, Lastgetriebe-Eingangsumdrehung(en), Lastgetriebe-Ausgangsumdrehung(en), Lage-Polarität, Wichtungsart, Modulowert, Lastträgheitsmoment, motorbezogen
- - Grenzwerte, insbesondere Maximaler Verfahrbereich, Lage Grenzwerte aktiv/inaktiv, Lagegrenzwert positiv, Lagegrenzwert negativ, Konfiguration Fahrbereichsgrenzschalter, Geschwindigkeitsgrenzwert bipolar, Geschwindigkeitsgrenzwert positiv, Geschwindigkeitsgrenzwert negativ, Beschleunigung bipolar, Spitzendrehmoment Begrenzung, Drehmoment-Grenzwert bipolar, Drehmoment-Grenzwert positiv, Drehmoment-Grenzwert negativ, Verzögerung Schnellhalt, Regelkreisparameter Kp, Tn, Kv, Gewichtsausgleich, Geschwindigkeitsvorsteuerung
- - Allgemeine Parameter, insbesondere Achsbezeichnung, Bestmögliche Stillsetzung, E-Stop-Konfiguration, Lagegeberart,
- - MLD (MLD = Motion Logic Drive = Bewegungslogikantrieb), wie SPS Globale Register (SPS = Speicherprogrammierbare Steuerung)
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Die Erfassungsdaten 514 werden mit Hilfe der Erfassungseinrichtung 70 im Betrieb des mechatronischen Systems 2 erfasst. Hierbei kann die Erfassungseinrichtung 70 die Erfassungsdaten 514 optional für jeden Antriebsregler 10, 20, 30 erfassen. Die Erfassungsdaten 514 können in den Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A, 61A, 62A des jeweils an den Antriebsregler 10, 20, 30 angeschlossenen Motors 51, 52, 53, 61, 62 geschrieben werden. Die Erfassungsdaten 514 können Daten zu zumindest einem Teil der zuvor genannten Parameter für die Motordaten 513 und die Anwendungsdaten 515 umfassen. Die Erfassungsdaten 514 sind mit der Erfassungseinrichtung 70 entweder ununterbrochen oder mit einer vorbestimmten Abtastrate erfassbar.
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Damit der Antriebsregler 10, 20, 30 den jeweils zugeordneten Motor 51, 52, 53 ansteuern kann, wird von dem Antriebsregler 10, 20, 30 das nachfolgend beschriebene Verfahren zum Einrichten der Antriebsregler 10, 20, 30 an die jeweils angeschlossene Mechatronikeinheit 50, 60 ausgeführt. Da die Mechatronikeinheit 50 drei Motoren 51, 52, 53 aufweist, sind beim Anschließen der Mechatronikeinheit 50 alle drei Antriebsregler 10, 20, 30 einzurichten. Im Unterschied dazu sind beim Anschließen der Mechatronikeinheit 60 nur zwei der drei Antriebsregler 10, 20, 30 einzurichten, da die Mechatronikeinheit 60 nur zwei Motoren 61, 62 aufweist.
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Wird die Mechatronikeinheit 50 an die Antriebsregler 10, 20, 30 angeschlossen, führt jede der Identifikationseinrichtungen 12, 22, 32 eine Identifikation der Mechatronikeinheit 50 aus. Wird stattdessen die Mechatronikeinheit 60 an zwei der Antriebsregler 10, 20, 30 angeschlossen, führen die Identifikationseinrichtungen 12, 22, 32 der betroffenen zwei Antriebsregler 10, 20, 30 eine Identifikation der Mechatronikeinheit 60 aus. Nach erfolgter Identifikation kann die jeweils zugehörige Einstelleinrichtung 13, 23, 33 eine Einstellung der betroffenen zwei oder drei Antriebsregler 10, 20, 30 auf die Mechatronikeinheit 50, 60 ausführen, die mit der Identifikationseinrichtung 12, 22, 32 identifiziert wurde.
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Für die Identifikation greift jede der Identifikationseinrichtungen 12, 22, 32 auf den Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A, 61A, 62A des Motors 51, 52, 53, 61, 62 zu, der an den zugehörigen Antriebsregler 10, 20, 30 angeschlossen ist. Bei dem Beispiel von 1 greift also die Identifikationseinrichtung 12 auf den Motorgeberspeicher 51A zu, da der Motor 51 an den Antriebsregler 10 angeschlossen ist. Zudem greift die Identifikationseinrichtung 22 auf den Motorgeberspeicher 52A zu, da der Motor 52 an den Antriebsregler 10 angeschlossen ist. Und, die Identifikationseinrichtung 32 greift auf den Motorgeberspeicher 53A zu, da der Motor 53 an den Antriebsregler 30 angeschlossen ist.
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Hierbei ist jede der Identifikationseinrichtungen 12, 22, 32 ausgestaltet, zur Identifikation der jeweiligen Mechatronikeinheit 50, 60 die Motordaten 513 aus dem Motordatenspeicher 51A, 52A, 53A; 61A, 62A auszulesen, wenn der Motor 51, 52, 53, 61, 62 an den Antriebsregler 10, 20, 30 angeschlossen und der Antriebsregler 10, 20, 30 eingeschaltet wird. Beim Einschalten des jeweiligen Antriebsreglers 10, 20, 30 werden die Motordaten von dem Antriebsregler 10, 20, 30 mittels der zugehörigen Identifikationseinrichtung 12, 22, 32 immer gelesen und überschreiben die Daten in der Regeleinrichtung 11, 21, 31.
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Außerdem ist jede der Identifikationseinrichtungen 12, 22, 32 ausgestaltet, die Anwendungsdaten 515 aus dem Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A, 61A, 62A bei Empfang eines Auslesebefehls 151, 251, 351 auszulesen. Ein derartiger Auslesebefehl 151, 251, 351 kann von der zugehörigen Einstelleinrichtung 13, 23, 33 an die jeweilige Identifikationseinrichtung 12, 22, 32 gesendet werden. Alternativ kann der Auslesebefehl 151, 251, 351 an der Bedieneinrichtung durch den Bediener eingegeben werden und dann an den Antriebsregler 10, 20, 30 gesendet werden. Anschließend verwendet die Einstelleinrichtung 13, 23, 33 die Anwendungsdaten 515, um sich auf eine Regelung des an den Antriebsregler 10, 20, 30 angeschlossenen elektrischen Motors 51, 52, 53, 61, 62 für einen Betrieb der Mechanik der jeweiligen Mechatronikeinheit 50, 60 einzustellen. Danach kann der Antriebsregler 10, 20, 30 den jeweils angeschlossenen Motor 51, 52, 53, 61, 62 sofort betreiben.
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Somit werden in einem ersten Schritt zunächst die Motordaten 513, wie beispielsweise die Identifikationsdaten oder statische Motordaten, usw,, und dann die Anwendungsdaten 515 beim Hersteller oder später beim Anwender bzw. Betreiber der Mechatronikeinheit 50, 60 in den jeweiligen Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A, 61A, 62A geschrieben, wie beispielsweise die Vorschubkonstante, der maximale Hub der Mechanik 54 bis 59, 64, 65, das maximale Antriebsdrehmoment, die maximale Geschwindigkeit, die maximale Beschleunigung / Verzögerung.
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Bei einem zweiten Schritt werden bei dem Betreiber des mechatronischen Systems 2 bei der Inbetriebnahme des mechatronischen Systems 2 die Anwendungsdaten 515 vom Antriebsregler 10, 20, 30 auf Kommando bzw. dem Auslesebefehl 151, 251, 351 aus dem Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A, 61A, 62A gelesen. Dadurch kann die Identifikationseinrichtung 12, 22, 32 die angeschlossene Mechanik und/oder Mechatronikeinheit 50, 60 identifizieren und somit mit der Einstelleinrichtung 13, 23, 33 den Antriebsregler 10, 20, 30 richtig einstellen. Danach kann die zugehörige Regeleinrichtung 11, 21, 31 die angeschlossene Mechanik und/oder Mechatronikeinheit 50, 60 sofort betreiben.
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Vorteilhaft hieran ist auch, dass beim Hersteller des mechatronischen Systems 2 eine Einsparung von Verwaltungsaufwand möglich ist. Der Hersteller des mechatronischen Systems 2 braucht die Daten 513, 515 der mechanischen Achsen, insbesondere der Mechatronikeinheiten 50, 60 dem Betreiber der Anlage 1 nicht mehr zur Verfügung zu stellen, da diese Daten im Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A, 61A, 62A abgelegt sind und immer abrufbar sind. Der Hersteller kann auf ein Verschicken der Daten 513, 515 auf Datenträger, wie CD oder Papier-Datenblätter, verzichten. Dies bedeutet eine erhebliche Einsparung bei der Verwaltung der Daten 513, 515.
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Außerdem ist vorteilhaft, dass sich auch eine Einsparung von Verwaltungsaufwand beim Betreiber des mechatronischen Systems 2 ergibt. Der Betreiber braucht keine vom Hersteller mitgelieferten mechanischen Daten (auf Datenträger oder Datenblatt) mehr aufheben oder verwalten und sicherstellen, dass die Daten auch nach Jahren oder je nach Bedarf sicher lesbar sind. Zudem ist die Vorhaltung und Pflege einer externen Produktdatenbank und/oder Betriebsparameterdatenbank nicht erforderlich Noch dazu ermöglicht das mechatronische System 2 eine schnelle und sichere Inbetriebnahme beim Betreiber des mechatronischen Systems 2, da eine schnelle und fehlerarme Inbetriebnahme von mechanischen Achsen durchführbar ist. Dies trägt dazu bei, Schäden am mechatronischen System 2 zu vermeiden. Die Inbetriebnahme ist auch unabhängig vom Hersteller des Motors 51, 52, 53, 61, 62 möglich, vorausgesetzt der Motor 51, 52, 53, 61, 62 verfügt über den geeigneten Motorgeber bzw. einen entsprechenden Speicher für die benötigten Parameter. Der Antriebsregler 10, 20, 30 identifiziert und konfiguriert automatisch die angeschlossene Mechatronikeinheit 50, 60. Die Parameter werden automatisch passend zu der angeschlossenen Mechanik eingestellt. Es ist somit keine manuelle, fehlerträchtige, oder werkzeugunterstützte Konfiguration der mechanischen Achsen durch den Inbetriebnehmer notwendig.
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Die zuvor beschriebene Einrichtung der Antriebsregler 10, 20, 30 ist auch für weitere Komponenten der industriellen Anlage 1 verwendbar. Hierbei werden die Informationen aus dem jeweiligen Motorgeberspeicher 51A, 52A, 53A, 61A, 62A an die übergeordnete Steuervorrichtung 5 weitergegeben. Somit sind die Informationen für die gesamte Anlage 1 verfügbar und können beispielsweise verwendet werden, um Parameter, oder Sollwerte z.B. Geschwindigkeitssollwerte, usw. bei beliebigen Komponenten der Anlage 1 einzustellen bzw. die Werte aus den jeweiligen Motorgeberspeichern 51A, 52A, 53A, 61A, 62A zu berücksichtigen. Zudem ist anhand der ausgelesenen Daten 513, 515 erkennbar, ob die richtige oder falsche Mechanik oder Werkzeug angeschlossen ist. Vorteilhaft ist die zuvor beschriebene Funktion auch, wenn das Typenschild der in der Maschine verbauten Komponenten nicht mehr sichtbar ist, da es beispielsweise zugebaut ist, man könnte anhand dieser Daten die Mechanik identifizieren. Dadurch sind die entsprechenden Datenblätter auffindbar oder Ersatzteile bestellenbar, ohne die Mechanik auseinander bauen zu müssen, oder ohne in der Dokumentation der Maschine nachzuschauen.
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Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine Bedienvorrichtung 80 zusätzlich oder alternativ zu einer Bedienung des mechatronischen Systems 2 zur Parametrierung der zuvor genannten Parameter einsetzbar. Hierfür sind zumindest die Daten 513 bis 515 mit der Bedienvorrichtung 80 anzeigbar.
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Die Parametrierung kann gemäß einer zuvor eingestellten Vorschrift abhängig von den jeweils vorliegenden Einstellungen des mechatronischen Systems 2 und/oder einer seiner zuvor genannten Komponenten erfolgen. Beispielsweise kann eine solche Vorschrift sein, dass bei dem mechatronischen System 2 nur bestimmte Parameter benötigt werden und dann auch nur diese eingelesen werden. Es sind beliebige andere Vorschriften denkbar. Alternativ ist die Parametrierung von einem Bediener an der Bedienvorrichtung 80 vornehmbar. Ganz allgemein kann das mechatronische System 2 und/oder eine seiner zuvor genannten Komponenten ausgestaltet sein, eine Parametrierung der von der Identifikationseinrichtung 12, 22, 32 durchzuführenden Identifikation und/oder der von der Einstelleinrichtung 13, 23, 33 vorzunehmenden Einstellung über die Bedienvorrichtung 80 abzufragen. Die Abfrage kann von der Steuereinrichtung 40 veranlasst sein. Dadurch kann der Bediener aktiv Einfluss auf die Einstellung des mechatronischen Systems 2 und/oder eine seiner zuvor genannten Komponenten nehmen und gegebenenfalls optional mindestens einen der Parameter der Daten 513, 515 ändern.
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Insbesondere bezieht sich die Parametrierung des vorliegenden Ausführungsbeispiels auf eine Sensibilität der Bewegung des mechatronischen Systems 2 und/oder eine seiner zuvor genannten Komponenten während des Betriebs. Hierbei ist eine Prozentzahl parametrierbar, die von 0% bis beispielsweise 10% auswählbar ist. Es ist denkbar, dass die Prozentzahl nur in einem zuvor festgelegten Bereich einstellbar ist, wie beispielsweise 0% bis 5%.
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Die Werte der Prozentzahlen für die genannten Parametrierungen richten sich nach den jeweils einzuhaltenden Qualitätskriterien, insbesondere für eine Produktion mit der industriellen Anlage 1.
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Auf diese Weise kann das mechatronische System 2 und/oder eine seiner zuvor genannten Komponenten noch besser an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.
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Ansonsten ist das mechatronische System 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aufgebaut, wie in Bezug auf das mechatronische System 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des mechatronischen Systems 2 und des von ihm ausgeführten Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Insbesondere können alle Merkmale und/oder Funktionen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beliebig kombiniert werden. Zusätzlich sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar.
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Die in den Figuren dargestellten Teile sind schematisch dargestellt und können in der genauen Ausgestaltung von den in den Figuren gezeigten Formen abweichen, solange deren zuvor beschriebenen Funktionen gewährleistet sind.
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Die industrielle Anlage 1 weist möglicherweise zusätzlich zu einer der genannten Ausführungsvarianten mindestens ein Werkzeug auf, wie ein Schraub-, Bohr- oder Fräswerkzeug, oder Nietwerkzeug oder Schneidwerkzeug oder Toxwerkzeug oder Stanzwerkzeug oder ein Schweißwerkzeug.
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Über die Bedienvorrichtung 80 können optional Hinweise für einen Bediener in Bezug auf den Status des mechatronischen Systems 2 und/oder einer seiner zuvor genannten Komponenten ausgegeben werden. Der Status des mechatronischen Systems 2 und/oder einer seiner zuvor genannten Komponenten umfasst unter anderem mindestens eine Fehlermeldung über einen Fehler, der im Betrieb des mechatronischen Systems 2 und/oder einer seiner zuvor genannten Komponenten gegebenenfalls auftritt.
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Die industrielle Anlage 1 kann eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) sein. Die industrielle Anlage 1 kann eine CNC-Steuerung (Computerized Numerical Control = rechnergestützte numerische Steuerung) sein. Die industrielle Anlage 1 kann eine Bewegungslogiksteuerung für beispielsweise Transportsysteme oder zur Führung von Werkzeugen, usw. sein oder aufweisen.
