-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine Automatisierungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs nach Anspruch 1, sowie ein Funktionsmodul, ein Verfahren, ein Computerprogramm und ein Speichermedium.
-
In der Prozessautomatisierung, sowohl in der Produktion als auch bei Mess- und Prüfaufgaben, werden modulare Aufbauten mit Prozessmodulen eingesetzt. Aufgrund immer schneller werdenden Innovationszyklen müssen solche modularen Aufbauten häufig umgebaut werden. Auch beim Ausfall eines einzelnen Moduls muss ein Austausch und häufig eine Neuprogrammierung der Anlage vorgenommen werden.
-
Die Druckschrift
DE 10 2016 204 174 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt eine Automatisierungsanlage mit mindestens einem Funktionsmodul und mit mindestens einer Auswerteeinheit. Das Funktionsmodul ist in einem Anlagenbereich anordenbar, wobei das Funktionsmodul eine Sensoreinheit zum Aufnehmen von Umgebungsdaten aufweist. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, eine absolute Position des Funktionsmoduls auf Basis der Umgebungsdaten zu bestimmen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Im Rahmen der Erfindung wird eine Automatisierungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ferner wird ein Funktionsmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 12, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13, ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein Speichermedium mit den Merkmalen des Anspruchs 15 vorgeschlagen. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
-
Es wird eine Automatisierungsanlage zur Durchführung eines Prozessablaufes vorgeschlagen. Die Automatisierungsanlage ist insbesondere eine Automatisierungsanlage der Produktion oder eine Automatisierungsanlage der Mess- und Prüftechnik. Mittels der Automatisierungsanlage ist in einem Prozessablauf ein Produkt herstellbar oder ein Objekt prüf- und/oder bearbeitbar. Der Prozessablauf umfasst mindestens einen Prozessschritt. Der Prozessablauf ist beispielsweise der Herstellungsprozess des Werkstückes, der Prüfablauf und/oder Bearbeitungsablauf des Objekts. Der Prozessablauf kann eine Mehrzahl an Prozessschritten aufweisen, wobei die Prozessschritte nacheinander, insbesondere in einer geordneten Reihenfolge, zur Durchführung des Prozesses durchgeführt werden.
-
Die Automatisierungsanlage umfasst mindestens ein Funktionsmodul zur Durchführung eines Prozessschrittes des Prozessablaufs. Insbesondere kann die Automatisierungsanlage exakt ein, zwei oder zehn Funktionsmodule umfassen. Die Funktionsmodule können gleichartig oder verschieden ausgebildet sein. Insbesondere kann die Automatisierungsanlage eine Mehrzahl an Funktionsmodulen aufweisen, die ausgebildet sind, denselben Prozessschritt durchführen zu können. Ein Prozessschritt ist beispielsweise ein Bearbeitungs- oder ein Messschritt. Beispielsweise ist der Prozessschritt Bohren, Sägen, eine elektrische Größe messen oder Wenden. Das Funktionsmodul ist vorzugsweise ein mechatronisches Objekt. Das Funktionsmodul weist mindestens eine Funktion und/oder eine Fähigkeit auf, wobei die Funktion und/oder Fähigkeit insbesondere zur Durchführung des Prozessschrittes nötig oder ausgebildet ist. Die Kombination mehrerer Funktionsmodule in einer Automatisierungsanlage erlaubt insbesondere eine Ausführung komplexer Arbeits- und/oder Prozessabläufe. Das Funktionsmodul ist insbesondere in einem Anlagenbereich anordenbar. Vorzugsweise sind die Funktionsmodule zur Interaktion untereinander ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, dass die Funktionsmodule stationäre Funktionsmodule bilden.
-
Das Funktionsmodul weist mindestens eine Objektschnittstelle auf. Die Objektschnittstelle ist zur Übernahme und/oder Übergabe eines Objektes ausgebildet. Beispielsweise kann an der Objektschnittstelle ein Objekt übernommen, gehalten und/oder transportiert werden. Das Objekt ist insbesondere ein Werkstück. Vorzugsweise wird dem Funktionsmodul an der Objektschnittstelle das Objekt bereitgestellt. Das Funktionsmodul weist Moduldaten auf. Die Moduldaten sind insbesondere in dem Funktionsmodul datentechnisch hinterlegt. Die Moduldaten sind im Speziellen dauerhaft im Funktionsmodul hinterlegt, beispielsweise herstellerhinterlegte Moduldaten. Die Moduldaten weisen vorzugsweise Informationen zum Funktionsmodul auf und/oder können das Funktionsmodul charakterisieren. Beispielsweise umfassen die Moduldaten eine Information, um welchen Typ von Funktionsmodul es sich handelt, beispielsweise ein Bearbeitungs- oder ein Prüfmodul.
-
Die Automatisierungsanlage weist eine Transporteinrichtung auf. Die Transporteinrichtung ist zur Übergabe eines Objektes an die Objektschnittstelle ausgebildet und/oder ist zur Übernahme eines Objektes, insbesondere eines bearbeiteten Objektes oder des Werkstückes, von der Objektschnittstelle ausgebildet. Beispielsweise stellt die Transporteinrichtung dem Funktionsmodul das Objekt bereit, wobei das Objekt mit dem Funktionsmodul bearbeitet wird, wobei das bearbeitete Objekt, beispielsweise das Werkstück, mittels der Transporteinrichtung vom Funktionsmodul abtransportiert wird. Die Transporteinrichtung kann ein Förderband, eine Lineareinheit oder eine Robotereinheit darstellen. Die Transporteinrichtung ist insbesondere ausgebildet, das Objekt gezielt zu der Objektschnittstelle zu bringen und/oder das Objekt gezielt und/oder gesteuert von der Objektschnittstelle weg zu transportieren.
-
Die Automatisierungsanlage weist eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Funktionsmoduls auf. Die Steuereinrichtung ist insbesondere eine globale Steuereinrichtung der Automatisierungsanlage. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung ein Prozessor, ein Mikrochip oder eine Rechnereinheit. Der Steuereinrichtung sind insbesondere die Moduldaten der Funktionsmodule bereitgestellt. Beispielsweise sind dazu die Funktionsmodule datentechnisch mit der Steuereinrichtung verbunden. Die Ansteuerung und/oder die Steuerung der Funktionsmodule mittels der Steuereinrichtung basiert insbesondere auf einem Prozessablaufplan. Der Prozessablaufplan ist beispielsweise ein Programm. Der Prozessablaufplan berücksichtigt beispielsweise die Reihenfolge der durchzuführenden Prozessschritte. Im Prozessablaufplan ist der Prozessablauf insbesondere in Form von Funktionen und/oder Funktionsmodulen dargestellt. Beispielsweise ist in einem Prozessablaufplan hinterlegt, dass in einem ersten Schritt mit einer Säge als Funktionsmodul ein Objekt gesägt wird und in einem zweiten Prozessschritt das gesägte Objekt mit einem weiteren Funktionsmodul weiterverarbeitet wird, wobei beispielsweise mittels der Transporteinrichtung das gesägte Objekt von dem ersten zu dem weiteren Funktionsmodul transportiert wird.
-
Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, den Prozessablaufplan basierend auf Moduldaten zu parametrisieren. Der Prozessablaufplan umfasst dabei beispielsweise Parameter. Beispielsweise sind die Parameter des Prozessablaufplans das zu verwendende und/oder die zu verwendenden Funktionsmodule, wobei der Parameter beispielsweise ein Platzhalter für die Funktion und/oder den Prozessschritt des Funktionsmoduls sind. Parameter des Prozessablaufplans können auch benötigte Objektschnittstellen sein. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, den Parametern des Prozessablaufplans Moduldaten und/oder Informationen aus den Moduldaten zuzuordnen. Mittels der den Parametern des Prozessablaufplans zugeordneten Moduldaten kann der Prozessablaufplan zur Durchführung des Prozessablaufes mit den Funktionsmodulen zur Ansteuerung der Funktionsmodule genutzt werden.
-
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, eine hoch flexible Automatisierungsanlage zur Durchführung eines Prozessablaufs bereitzustellen. Insbesondere kann ein Funktionsmodul so einfach ausgetauscht werden, da der Prozessablaufplan mittels der Moduldaten des neu integrierten Funktionsmoduls neu parametrisiert wird und so sofort Teil des Prozessablaufes werden kann. Nachdem der Prozessablaufplan insbesondere Teil der Steuereinrichtung ist und die Moduldaten in dem Funktionsmodul hinterlegt sind, kann so eine flexible modulare Automatisierungsanlage bereitgestellt werden.
-
Besonders bevorzugt ist es, dass die Moduldaten eine Funktionsinformation des Funktionsmoduls umfassen. Beispielsweise ist die Funktionsinformation eine Information über den Prozessschritt, der mittels des Funktionsmoduls durchführbar ist. Insbesondere umfassen die Moduldaten eine Bezeichnung des Funktionsmoduls. Beispielsweise ist die Bezeichnung des Funktionsmoduls Säge, Bohrer, Multimeter. Der Bezeichnung des Funktionsmoduls kann insbesondere eine Typenkennnummer zugeordnet sein, beispielsweise eine Nummerierung. Besonders bevorzugt ist es, dass Bezeichnungen von Funktionsmodulen immer eine gleichartige Funktionsinformation zugeordnet ist. Beispielsweise kann jede Säge als Funktionsinformation Sägen umfassen, jeder Bohrer die Funktionsinformation Bohren eines Loches und jedes Multimeter die Information Widerstandsmessung umfassen. Die Parameter des Prozessablaufplans umfassen dabei beispielsweise Bezeichnungen und/oder Funktionsinformationen. Beispielsweise ist der Prozessablaufplanparameter Bohren eines Loches im Objekt, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, ein Funktionsmodul zu wählen, welches in den Moduldaten die Funktionsinformation Bohren eines Loches aufweist.
-
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Moduldaten eine Objektschnittstellenlage umfassen. Vorzugsweise ist die Objektschnittstellenlage eine intrinsische Objektschnittstellenlage innerhalb des Funktionsmoduls. Beispielsweise gibt die Objektschnittstellenlage die Lage einer Objektschnittstelle im Funktionsmodul in kartesischen Koordinaten relativ zu einem Ursprung wieder, wobei der Ursprung beispielsweise ein Befestigungspunkt des Funktionsmoduls in einem Anlagenbereich ist. Die Steuereinrichtung ist beispielsweise ausgebildet, mittels der Moduldaten, welche die Objektschnittstellenlage umfassen, die Übergabe des Objektes von der Transporteinrichtung an die Objektschnittstelle zu steuern und/oder zu koordinieren.
-
Besonders bevorzugt ist es, dass die Moduldaten eine Information über den Typ des Funktionsmoduls umfassen. Insbesondere sind jedem Typ und/oder Typkategorie von Funktionsmodulen innerhalb der Automatisierungsanlage gleichartige Funktionsinformationen und/oder Objektschnittstellenlagen zugeordnet. Beispielsweise sind jedem Typ von Funktionsmodulen eine gleiche Anzahl an weiteren Moduldaten und/oder Parametern von Moduldaten zugeordnet. Insbesondere ist jedem Typ von Funktionsmodul die gleiche Bezeichnung von weiteren Moduldaten zugeordnet und/oder die gleiche Bezeichnung von Parametern des Funktionsmoduls zugeordnet. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass der Prozessablaufplan so durch Parametrisierung mit einem Typ und/oder Aufruf eines Typs von Funktionsmodulen parametrisierbar ist. Durch die Verwendung von gleich bezeichneten weiteren Moduldaten für einen Typ von Funktionsmodul und/oder gleicher Anzahl von weiteren Moduldaten und/oder Parametern kann durch das Aufrufen eines Typs bei der Parametrisierung des Prozessablaufplans eine einfache und genaue Parametrisierung der verbleibenden und/oder weiteren benötigten Parameter erfolgen. Beispielsweise ist der Typ des Funktionsmoduls Säge, wobei Funktionsmodule des Typs Säge dann als weitere Moduldaten Objektschnittstellenlage zur Übernahme des Objekts, Sägeblattposition und Übergabeschnittstelle zur Übergabe des bearbeiteten Objekts aufweisen, sodass beim Parametrisieren des Prozessablaufplans beim Aufrufen des Typs Säge so mit der Transporteinrichtung direkt die Objektschnittstellen angefahren werden können und das Objekt an der richtigen Stelle gesägt wird. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, eine einfache Parametrisierung einer Automatisierungsanlage zu ermöglichen.
-
Optional ist es vorgesehen, dass in den Moduldaten einer Funktion und/oder einer Funktionsinformation Funktionsparameter zugeordnet sind. Insbesondere ist einer Funktion immer eine gleiche Anzahl und/oder eine gleiche Art von Funktionsparametern zugeordnet. Funktionsparameter sind dabei insbesondere Parameter, die zur Durchführung der Funktion und/oder des Prozessschritts nötig sind. Insbesondere ist die Funktion der Prozessschritt, der mittels des Funktionsmoduls durchführbar ist. Beispielsweise sind Funktionsparameter einer Funktion Bohren, die Bohrposition, die Lochtiefe und/oder die relativen Abstände zu den Objektschnittstellenlagen. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass mittels der Funktionsparameter, die einer Funktion zugeordnet sind, eine punktgenaue und/oder gesteuerte Bearbeitung eines Objektes und/oder Durchführung eines Prozessschrittes beziehungsweise Prozessablaufes möglich ist.
-
Besonders bevorzugt ist es, dass das Funktionsmodul mindestens zwei Objektschnittstellen aufweist. Insbesondere kann das Funktionsmodul exakt zwei, drei, vier oder zehn Objektschnittstellen aufweisen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine der Objektschnittstellen eine Übernahmeschnittstelle zur Übernahme des Objektes von der Transporteinrichtung bildet, wobei eine weitere der Objektschnittstellen eine Übergabeschnittstelle zur Übergabe eines bearbeiteten Objekts an die Transporteinrichtung bildet. Beispielsweise erfolgt die Bearbeitung, insbesondere mit dem Prozessschritts, zwischen der Übernahmeschnittstelle und der Übergabeschnittstelle. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, die Transporteinrichtung anzusteuern. Beispielsweise steuert die Steuereinrichtung die Transporteinrichtung an, das Objekt an einer Übernahmeschnittstelle dem Funktionsmodul bereitzustellen und/oder ein bearbeitetes Objekt von der Übergabeschnittstelle des Funktionsmoduls abzuholen und/oder weiter zu transportieren. Besonders bevorzugt ist es, dass eine Übergabeschnittstelle eines ersten Funktionsmoduls mit einer Übernahmeschnittstelle eines weiteren Funktionsmoduls verbunden ist und/oder interagiert, wobei diese Verbindung beispielsweise mittels der Transporteinrichtung erfolgt.
-
Besonders bevorzugt ist es, dass das Funktionsmodul ausgebildet ist, die Moduldaten an die Steuereinrichtung zu senden. Insbesondere ist das Funktionsmodul ausgebildet, die Moduldaten in regelmäßigen Abständen, beispielsweise zyklisch, vorzugsweise im Minutentakt, an die Steuereinrichtung zu senden. Optional ist es vorgesehen, dass die Funktionsmodule bei ihrer Inbetriebnahme, insbesondere Initialisierung, die Moduldaten an die Steuereinrichtung senden. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass so die Steuereinrichtung ausgebildet ist, auf eine Anpassung und/oder einen Umbau in der Automatisierungsanlage schnell reagieren zu können, beispielsweise den Austausch und/oder Ersatz eines Funktionsmoduls durch ein anderes Funktionsmodul erkennen kann und das neue Funktionsmodul so in den Prozessablauf einbinden kann. Insbesondere erfolgt die Einbindung des ersetzenden Funktionsmoduls während des Betriebs des Prozessablaufes.
-
Optional ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung den Prozessablauf als eine Administration Shell umfasst. Insbesondere kann als Administration Shell auch ein digitaler Zwilling aufgefasst werden. Die Administration Shell umfasst insbesondere ein Manifest und einen Komponentenmanager. Das Manifest umfasst vorzugsweise Metainformationen, welche Auskunft über die Funktionalität und/oder nicht funktionale Eigenschaften der Funktionsmodule geben. Der Komponentenmanager ist beispielsweise ein Organisator der Selbstverwaltung und des Zugriffs auf die Funktionsmodule. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, eine technisch stabile und gleichzeitig einfache Realisierung der Steuereinrichtung zu ermöglichen.
-
Besonders bevorzugt ist es, dass die Automatisierungsanlage mindestens zwei Funktionsmodule mit gleicher Funktion und/oder mindestens zwei Funktionsmodule aufweist, die zur Durchführung eines gleichen Prozessschrittes ausgebildet sind. Beispielsweise umfasst die Automatisierungsanlage zwei Funktionsmodule, die ein Bohren ermöglichen. Die Steuereinrichtung weist dabei insbesondere ein Auswahlmodul auf. Das Auswahlmodul ist ausgebildet, ein ausgewähltes Funktionsmodul zur Durchführung eines Prozessschritts auszuwählen. Beispielsweise sieht der Prozessablaufplan, insbesondere als Parameter, einen Prozessschritts vor, und die Automatisierungsanlage weist mindestens zwei Funktionsmodule auf, die diesen Prozessschritt ermöglichen, so ist das Auswahlmodul ausgebildet, eines der beiden Funktionsmodule auszuwählen und den Prozessablaufplan mit den Moduldaten des ausgewählten Funktionsmodules zu parametrisieren.
-
Optional ist es vorgesehen, dass die Auswahl des ausgewählten Funktionsmoduls durch das Auswahlmodul auf einer Effektivitätsbewertung basiert. Beispielsweise basiert die Auswahl auf einem Overall-Equipment-Effectiveness-Verfahren. Dabei wird beispielsweise die Auswahl des ausgewählten Funktionsmoduls basierend auf Effektivitäts- oder Optimierungsparametern gestützt, beispielsweise welches der Funktionsmodule mit der gleichen Funktion schneller und/oder genauer arbeitet. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, eine Automatisierungsanlage bereitzustellen, welche bei der Neuorganisation und/oder dem Neuaufbau der Automatisierungsanlage mit Funktionsmodulen den Nutzer bei der Auswahl der richtigen Funktionsmodule entlastet.
-
Optional ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zu Typen von Funktionsmodulen und/oder zu Funktionen von Funktionsmodulen eine Information zu den benötigten und/oder abzurufenden Parametern hinterlegt hat. Beispielsweise weiß die Steuereinrichtung für jeden Typen von Funktionsmodul der Automatisierungsanlage, welche Parameter und/oder welche Moduldaten abzurufen sind und/oder zur Parametrisierung des Prozessablaufes benötigt werden. Insbesondere sind Informationen zu den Namen und/oder Bezeichnungen der benötigten und/oder abzurufenden Parameter hinterlegt.
-
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Funktionsmodul. Das Funktionsmodul ist insbesondere ein Funktionsmodul der Automatisierungsanlage wie vorher beschrieben. Das Funktionsmodul ist zur Durchführung eines Prozessschrittes ausgebildet. Der Prozessschritt kann insbesondere Teil eines größeren Prozessablaufes einer Mehrzahl an Funktionsmodulen sein. Das Funktionsmodul weist mindestens eine Objektschnittstelle auf. Das Funktionsmodul umfasst ferner Moduldaten, wobei die Moduldaten beispielsweise eine Funktionsinformation, eine Objektschnittstellenlage und/oder eine Information über den Typ des Funktionsmoduls umfassen. Die Funktionsmodule sind insbesondere ausgebildet, die Moduldaten datentechnisch bereitzustellen, beispielsweise einer Steuereinrichtung bereitzustellen.
-
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Durchführung eines Prozessablaufes. Der Prozessablauf weist vorzugsweise eine Mehrzahl an Prozessschritten auf. Die Prozessschritte werden beispielsweise mit einem Funktionsmodul durchgeführt. Das Funktionsmodul weist eine Objektschnittstelle und die Moduldaten auf. Mittels einer Transporteinrichtung wird ein Objekt der Objektschnittstelle bereitgestellt und/oder das Objekt von der Objektschnittstelle übernommen. Die Funktionsmodule werden mittels einer Steuereinrichtung basierend auf einem Prozessablaufplan gesteuert. Der Prozessablaufplan ist insbesondere ein parametrisierter Prozessablaufplan. Die Funktionsmodule stellen die Moduldaten der Steuereinrichtung bereit. Die Steuereinrichtung parametrisiert den Prozessablaufplan basierend auf den Moduldaten, beispielsweise werden den Moduldaten alle Parameter zur Durchführung des Prozessablaufes gemäß dem Prozessablaufplan extrahiert.
-
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Computerprogramm zur Durchführung des vorher beschriebenen Verfahrens. Insbesondere ist das Computerprogramm ausgebildet, alle Schritte des Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einer Rechnereinheit oder einer Datenverarbeitungsanlage ausgeführt wird. Insbesondere ist das Computerprogramm auf dem Funktionsmodul und/oder auf der Automatisierungsanlage ausführbar.
-
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein maschinenlesbares Speichermedium. Auf dem maschinenlesbaren Speichermedium ist das Computerprogramm wie vorher beschrieben gespeichert.
-
Weitere Vorteile, Wirkungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Figuren und deren Beschreibung. Dabei zeigen:
- 1 eine Automatisierungsanlage als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 einen schematischen Aufbau von Moduldaten;
- 3 schematisch einen Beispielprozessablauf;
- 4 ein Ausführungsbeispiel vonFunktionsmodulen mit Moduldaten;
- 5 schematisch einen Prozessablauf als ein Ausführungsbeispiel.
-
1 zeigt eine Automatisierungsanlage 1. Die Automatisierungsanlage 1 ist eine Anlage zur Produktion eines Werkstückes. Die Automatisierungsanlage 1 kann Teil einer Produktionskette sein. Beispielsweise ist die Automatisierungsanlage 1 ein Abschnitt einer Produktionsstation. Mittels der Automatisierungsanlage 1 werden aus einem Objekt 2a zwei bearbeitete Objekte 2b hergestellt. Insbesondere können die bearbeiteten Objekte 2b das Werkstück bilden oder weiterverarbeitet werden zu dem Werkstück.
-
Die Automatisierungsanlage 1 weist mindestens ein Funktionsmodul 3 auf. Das Funktionsmodul 3 ist zur Durchführung eines Prozessschrittes ausgebildet. Das Funktionsmodul 3 bildet beispielsweise eine Prozessstation. Das Objekt 2a ist mittels des Funktionsmoduls 3 bearbeitbar. Beispielsweise bildet das Funktionsmodul 3 eine Säge, einen Bohrer oder eine Schweißanlage. Das Objekt 2a wird dabei gesägt, geschraubt oder geschweißt. Der mit dem Funktionsmodul 3 durchzuführende Prozessschritt ist insbesondere Teil eines Prozessablaufs. Der Prozessablauf charakterisiert beispielsweise den Herstellungsprozess des Werkstücks.
-
Das Funktionsmodul 3 weist zwei Objektschnittstellen 4a und 4b auf. Ferner weist die Automatisierungsanlage 1 eine Transporteinrichtung 5 auf. Die Transporteinrichtung 5 ist ausgebildet, das Objekt 2 und/oder die bearbeiteten Objekte 2b zu transportieren. Beispielsweise bildet die Transporteinrichtung 5 ein Förderband. Alternativ ist die Transporteinrichtung 5 als ein Roboter ausgebildet, der das Objekt 2a und/oder 2b transportieren kann. Mittels der Transporteinrichtung 5 wird das Objekt 2a dem Funktionsmodul 3 bereitgestellt. Dem Funktionsmodul 3 wird das Objekt 2a an der Objektschnittstelle 4a bereitgestellt. Die Objektschnittstelle 4a bildet eine Übernahmeschnittstelle. An der Übernahmeschnittstelle wird das Objekt 2a an das Funktionsmodul 3 übergeben, und von dort aus in dem Funktionsmodul 3 weiterverarbeitet und/oder weitertransportiert. Das bearbeitete Objekt 2b wird nach dem Bearbeiten im Funktionsmodul 3 an der Objektschnittstelle 4b an die Transporteinrichtung 5 übergeben. Die Objektschnittstelle 4b bildet dabei eine Übergabeschnittstelle. Von der Übergabeschnittstelle 4b aus wird das bearbeitete Objekt 2b weiter mit der Transporteinrichtung 5 transportiert.
-
Die Automatisierungsanlage 1 weist eine Steuereinrichtung 6 auf. Die Steuereinrichtung 6 weist einen Prozessablaufplan auf. Der Prozessablaufplan spiegelt den Prozessablauf und die Prozessschritte zur Herstellung des Werkstückes wider. Mittels der Steuereinrichtung wird das Funktionsmodul 3 zur Durchführung des Prozessschritts angesteuert. Ferner wird mittels der Steuereinrichtung 6 die Transporteinrichtung 5 zum Transport des Objektes 2a und/oder 2b angesteuert. Insbesondere wird die Transporteinrichtung 5 mittels der Steuereinrichtung 6 angesteuert, das Objekt 2a zur Objektschnittstelle 4a zu transportieren und das bearbeitete Objekt 2b von der Objektschnittstelle 4b zu übernehmen und abzutransportieren.
-
Das Funktionsmodul weist Moduldaten 7 (2) auf. Die Moduldaten 7 sind der Steuereinrichtung 6 bereitgestellt. Die Steuereinrichtung 6 ist ausgebildet, den Prozessablaufplan basierend auf den Moduldaten 7 zu parametrisieren, sodass das Funktionsmodul 3 basierend auf den von ihm bereitgestellten Moduldaten 7 angesteuert wird.
-
2 zeigt beispielhaft den Aufbau von Moduldaten 7. Die Moduldaten 7 bilden insbesondere ein digitales Datenpaket. Die Moduldaten 7 weisen dabei Typinformationen t auf, wobei die Typinformationen t Informationen zum Typ des Funktionsmoduls umfassen. Beispielsweise sind die Typinformationen die Information darüber, um welches Funktionsmodul und/oder um welche Art von Funktionsmodul es sich handelt. Das Funktionsmodul in 2 ist beispielsweise eine Säge, wobei die Typinformation dann von der Information „Säge“ gebildet wird.
-
Ferner umfassen die Moduldaten 7 Funktionsinformationen f. Die Funktionsinformationen f umfassen Informationen zu den Funktionen, welche das jeweilige Funktionsmodul 3 aufweist. Insbesondere weisen die Funktionsinformationen f Informationen über den Prozessschritts auf, welchen das Funktionsmodul 3 durchführen kann. Für das hier gewählte Beispiel einer Säge werden die Funktionsinformationen f von der Information „Säge auseinander“ gebildet.
-
Die Moduldaten 7 weisen ferner weitere Parameter auf, die auch als Variablen v bezeichnet werden. Die Variablen v umfassen Informationen darüber, die zum Betrieb des Funktionsmoduls 3 und/oder zur Ausführung der Funktion f benötigt werden. Im gewählten Beispiel umfassen die Variablen hier zwei Variablen v1 und v2, wobei v1 eine Objektschnittstellenlage der Übernahmeschnittstelle ist und die Variable v2 eine Objektschnittstellenlage der Übergabeschnittstelle ist.
-
3 zeigt beispielhaft einen Prozessablaufplan 8. Der Prozessablaufplan 8 umfasst zwei Prozessschritte 9a und 9b. Der Prozessschritt 9b wird zeitlich nach dem Prozessschritt 9a durchgeführt. Ferner umfasst der Prozessablaufplan 8 drei Transportschritte 10a, 10b und 10c. In dem Transportschritt 10a wird das Objekt 2a zu einem ersten Funktionsmodul 3 mit der Transporteinrichtung 5 gebracht. Das Objekt 2a wird an das Funktionsmodul 3 übergeben, wobei mit dem Funktionsmodul 3 nach der Übergabe der Prozessschritt 9a ausgeführt wird. Der Prozessschritt 9a umfasst dabei eine Tätigkeit 11a Die Tätigkeit 11a ist beispielsweise ein Auseinandersägen des Objektes 2a. Das auseinandergesägte Objekt bildet ein Zwischenobjekt, welches an die Transporteinrichtung 5 übergeben wird und im Transportschritt 10b von dem ersten Funktionsmodul 3 zu einem weiteren Funktionsmodul 3 transportiert wird. Das Zwischenprodukt und/oder Zwischenobjekt wird an das weitere Funktionsmodul 3 übergeben, wobei mit dem weiteren Funktionsmodul 3 der Prozessschritt 9b durchgeführt wird. Der Prozessschritt 9b weist zwei Tätigkeiten 11b und 11c auf. Die Tätigkeiten 11b und 11c werden mit dem gleichen Funktionsmodul 3 durchgeführt, jedoch zeitlich nacheinander. Beispielsweise ist die Tätigkeit 11b das Bohren eines ersten Loches und die Tätigkeit 11c das Bohren eines weiteren Loches, beides mit demselben Bohrer, wobei das weitere Funktionsmodul 3 beispielsweise eine Bohrstation bildet. Nach dem Abschluss des Prozessschrittes 9b, hier dem Bohren der zwei Löcher, wird das bearbeitete Objekt 2b an die Transporteinrichtung 5 übergeben und im Transportschritt 10c abtransportiert. Das bearbeitete Objekt 2b wird beispielsweise von dem mit zwei Löchern versehenen Zwischenobjekt gebildet. Der Prozessablaufplan 8 ist dabei insbesondere durch die Prozessschritte 9a, 9b beschreibbar, wobei die Prozessschritte 9a, 9b jeweils eine Funktion und/oder einen Typ an Funktionsmodul 3 benötigen.
-
Der Prozessablaufplan 8 kann beispielsweise in einer parametrisierten Form hinterlegt sein, wobei die Prozessschritte 9a, 9b jeweils als Parameter hinterlegt sind. Die Steuereinrichtung 6 ist dabei ausgebildet, die als Parameter hinterlegten Prozessschritte 9a, 9b mittels der Moduldaten 7 und/oder basierend auf den Moduldaten 7 zu parametrisieren und/oder auszufüllen. Beispielsweise ist die Steuereinrichtung 6 ausgebildet zu erkennen, dass der Prozessschritt 9a eine Säge benötigt, sodass die Steuereinheit 6 ausgebildet ist, ein Funktionsmodul 3 auszuwählen, welches eine Säge bildet und die entsprechenden Funktionen f aufweist. Die Steuereinheit 6 überprüft somit, welchen Typ, Funktion und/oder welche Variablen ein Prozessschritt 9 beziehungsweise ein Prozessablaufplan 8 benötigt und diese Informationen dort zu integrieren.
-
4 zeigt vier Funktionsmodule 3a, 3b, 3c und 3d als Ausführungsbeispiele. Das Funktionsmodul 3a und das Funktionsmodul 3b bilden jeweils eine Säge. Das Funktionsmodul 3c und das Funktionsmodul 3d bilden jeweils eine Boh rstation.
-
Das Funktionsmodul 3a ist als eine Sägestation ausgebildet. Als Moduldaten 7a umfasst das Funktionsmodul 3a eine ID 1. Die ID 1 ist eine Referenz, mit welcher das Funktionsmodul 3a datentechnisch ansteuerbar und/oder aufrufbar ist. Beispielsweise umfasst die ID 1 eine Netzwerkadresse des Funktionsmoduls 3a. Die Moduldaten 7a weisen ferner eine Typinformation t auf. Die Typinformation t des Funktionsmoduls 3a bildet die Information „Säge“. Als Funktionsinformation f umfassen die Moduldaten 7a des Funktionsmoduls 3a die Information „Sägen“. Ferner umfassen die Moduldaten 7a zwei Variablen p1 und p2. Die Variable p1 bildet die Objektschnittstellenlage der Übernahmeschnittstelle. Der Punkt p1 ist in diesem Beispiel durch die kartesischen Koordinaten X = 1, Y = 3 und Z = 5 charakterisiert. Die Variable p2 ist hier die Objektschnittstellenlage der Übergabeschnittstelle. Der Punkt p2 ist hier durch die kartesischen Koordinaten X = 1, Y = 1 und Z = 3 definiert.
-
Das Funktionsmodul 3b bildet ebenfalls eine Säge. Als Moduldaten 7b weist das Funktionsmodul 3b die ID 2 als Kennung auf. Die ID 2 ist beispielsweise die Netzwerkkennung des Funktionsmoduls 3b. Als Typ weisen die Moduldaten 7b die Information „Säge“ auf und als Funktionsinformation f weisen die Moduldaten 7b die Information „Sägen“ auf. Als Variablen weisen die Moduldaten 7b die Punkte p1 und p2 auf, wobei die Punkte p1 und p2 hier wieder jeweils die Objektschnittstellenlage der Übergabeschnittstelle und der Übernahmeschnittstelle bilden. Der Punkt p1 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch die kartesischen Koordinaten X = 5, Y = 10 und Z = 4 beschrieben. Der Punkt p2 der Übergabeschnittstelle ist in diesem Ausführungsbeispiel durch die kartesischen Koordinaten X = 1, Y = 1 und Z = 1 beschrieben.
-
Das Funktionsmodul 3c bildet eine Bohrstation, welche zum Bohren eines Loches in einem Objekt ausgebildet ist. Als Moduldaten 7c weist das Funktionsmodul 3c die ID 3 auf. Die ID 3 ist zum Ansteuern und/oder Adressieren des Funktionsmoduls 3c ausgebildet. Ferner weisen die Moduldaten 7c eine Typinformation und Funktionsinformationen auf. Die Typinformation weist die Information „Bohrer“ auf. Die Funktionsinformationen f weisen zwei Funktionen auf, wobei die erste Funktion die Funktion „Bohrer positionieren“ ist und die zweite Funktion „Loch bohren“ ist. Die Moduldaten 7c weisen als Variablen einen Punkt p3 auf, wobei der Punkt P3 eine Werkstück- und/oder Objektposition beim Bohren und/oder des Bohrloches beschreiben. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Punkt p3 durch die Koordinaten X = 11, Y = 16 und Z = 10 beschrieben.
-
Das Funktionsmodul 3d ist ebenfalls eine Bohrstation wie das Funktionsmodul 7c und weist die Moduldaten 7d auf. Die Moduldaten 7d weisen die ID 4 auf, und Typinformationen und Funktionsinformationen. Die Typ- und Funktionsinformationen sind gleich ausgebildet wie die Typ- und Funktionsinformationen in den Moduldaten 7c. Unterschiedlich zu den Moduldaten 7c ist in den Moduldaten 7d jedoch der Punkt p3, der in diesem Ausführungsbeispiel die Koordinaten X = 11, Y = 16 und Z = 40 aufweist.
-
5 zeigt schematisch einen Ablauf des Verfahrens und/oder eines Prozessablaufes. In einem ersten Schritt 100 werden der Prozessablauf und/oder der Prozessablaufplan von der Steuereinrichtung 6 geladen. Der Prozessablauf und/oder der Prozessablaufplan ist beispielsweise datentechnisch in der Steuereinrichtung hinterlegt. Alternativ kann der Prozessablaufplan vom Benutzer an der Steuereinrichtung erstellt werden.
-
In einem Schritt 200 werden die Funktionsmodule 3 basierend auf dem Prozessablaufplan ausgewählt und parametrisiert. Dabei ist der Prozessablaufplan beispielsweise so hinterlegt, dass dort als Parameter Typen und/oder Funktionen zur Durchführung des Prozesses hinterlegt sind. Die Steuereinrichtung 6 wählt basierend auf den Typen und/oder Funktionen und basierend auf den bereitgestellten Moduldaten 7 jeweils ein Funktionsmodul 3 zur Durchführung des jeweiligen Prozessschrittes aus. In diesem Beispiel werden Funktionsmodule 3a-3d aus 4 verwendet. Beispielsweise sieht der Prozessablaufplan das Sägen eines Objektes und anschließendes Bohren vor. Die Steuereinrichtung 6 ist ausgebildet, eine der beiden Sägen 3a, 3b auszuwählen. In diesem Beispiel hat die Steuereinrichtung 6 das Funktionsmodul 3a als Säge ausgewählt und das Funktionsmodul 3c als Bohrer ausgewählt. Der Prozessablaufplan wird mit den Moduldaten 7a und 7c parametrisiert. Mittels des mit den aus den Moduldaten 7a und 7c parametrisierten Prozessablaufplans werden dann die Funktionsmodule 3a und 3c zur Durchführung der Prozessschritte angesteuert.
-
In dem Prozessschritt 300 wird das Objekt mittels der Transporteinrichtung 5 zur Übernahmeschnittstelle des Funktionsmoduls 3a transportiert. Dabei wird das Objekt zu dem kartesischen Punkt p1 transportiert, wobei p1 die Koordinaten X = 1, Y = 3 und Z = 5 aufweist. Im Schritt 400 wird das Funktionsmodul 3a zum Durchführen eines Sägeschrittes angesteuert. In dem Sägeschritt wird das Objekt gesägt. Das Sägen erfolgt mit dem Funktionsmodul 3a.
-
In dem Transportschritt 500 wird das gesägte Objekt von dem Funktionsmodul 3a zu dem Funktionsmodul 3c transportiert. Dabei wird der Transport von der Übergabeschnittstelle des Funktionsmoduls 3a zu dem Bohrpunkt p3 des Funktionsmoduls 3c transportiert. Der Transport erfolgt also von den kartesischen Koordinaten X = 4, Y = 1 und Z = 3 zu den kartesischen Koordinaten X = 11, Y = 16 und Z = 10. In dem Schritt 600 wird das Funktionsmodul 3c zur Durchführung der Funktionen Bohrer positionieren und Loch bohren angesteuert. Nach der Durchführung des Schrittes 600 erfolgt ein Abholschritt 700. In dem Abholschritt 700 wird das bearbeitete Objekt 2b abgeholt, beispielsweise mittels der Transporteinrichtung 5. Die Abholung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel vom Punkt p3 des Funktionsmoduls 3c, also vom kartesischen Punkt X = 11, Y = 16 und Z = 40.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102016204174 A1 [0003]
