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1. WO2020164798 - PROCÉDÉ ET INSTALLATION POUR METTRE EN ŒUVRE UN PROCÉDÉ POUR FAIRE FONCTIONNER UNE INSTALLATION COMPRENANT UNE PREMIÈRE ET UNE DEUXIÈME PARTIE MOBILE DÉPLAÇABLES DANS UN PLAN DE DÉPLACEMENT

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[ DE ]

Verfahren und Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben einer Anlage, welche ein erstes und ein zweites, auf einer Verfahrebene bewegbares Mobilteil aufweist

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben einer Anlage, welche ein erstes und ein zweites, auf einer Verfahrebene

bewegbares Mobilteil aufweist.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Mobilteil auf einer Verfahrebene einer Anlage bewegbar ist.

Aus der DE 103 13 194 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine

optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von Objekten mittels eines optischen Sensors bekannt.

Aus der DE 20 2014 105 004 U1 ist ein Sicherheitssystem bekannt.

Aus der DE 10 2017 006 684 A1 ist ein Verfahren zur Positionserfassung bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage weiterzubilden, wobei die Sicherheit erhöht sein soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 und bei der Anlage nach den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben einer Anlage, welche ein erstes und ein zweites, auf einer Verfahrebene bewegbares Mobilteil aufweist, sind, dass am ersten Mobilteil ein Überwachungssensor befestigt ist, welcher für eine erste Anzahl von Schutzfeldern jeweils den Wert des Abstands zwischen dem Überwachungssensor und einem innerhalb des Schutzfeldes zum Überwachungssensor nächstangeordneten Objekts bestimmt,

wobei der Antrieb des ersten Mobilteils abhängig von einem Freigabesignal betrieben wird, wobei das Freigabesignal weggenommen wird, wenn alle für die Schutzfelder bestimmten Abstandswerte den Mindestabstand oder wenn zumindest für eine zweite Anzahl von

Schutzfeldern alle bestimmten Abstandswerte den Mindestabstand unterschreiten.

Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit verbessert ist und die Anlage trotzdem effizient betreibbar ist. Denn der Mindestabstand ist derart bemessen, dass zwischen das erste und das zweite Mobilteil ein Mensch als beispielhaftes Objekt anordenbar ist. Somit ist dieser Mensch nicht gefährdet, solange das erste vom zweiten Mobilteil den Mindestabstand einhält. Wenn allerdings alle Schutzfelder von diesem Menschen abgedeckt sind, ist ein Überwachen auf Einhalten des Mindestabstands nicht ausführbar. Zumindest in diesem Fall muss das Freigabesignal weggenommen werden, so dass der Antrieb des ersten Mobilteils zum

Stillstand gebracht wird. Auf diese Weise ist die Sicherheit erhöht.

Somit ist ein effizientes Ausnutzen der Anlage mit möglichst geringen Stillstandzeiten trotz hoher Sicherheit erreichbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Überwachungssensor ein

Sicherheitslaserscanner, insbesondere ein Sicherheitslaserscanner mit simultaner

Schutzfeldumschaltung. Von Vorteil ist dabei, dass mehrere Schutzfelder separat

überwachbar sind und somit bei Bedeckung eines oder einer geringen Anzahl von

Schutzfeldern nicht unbedingt das Freigabesignal weggenommen werden muss sondern erst dann, wenn eine kritische Anzahl von Schutzfeldern oder alle den Mindestabstand

unterschreiten

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Freigabesignal aufrechterhalten und/oder erzeugt, wenn in zumindest einem der Schutzfelder der dort bestimmte Abstandswert in einem Erwartungsbereich liegt. Von Vorteil ist dabei, dass zwischen dem ersten und zweiten Mobilteil genügend Platz für einen Menschen ist und somit keine Verletzungsgefahr droht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Anzahl von Schutzfeldern eine echte Teilmenge der ersten Anzahl von Schutzfeldern. Von Vorteil ist dabei, dass das Freigabesignal weggenommen wird, wenn noch in einem oder wenigen Schutzfeldern der Mindestabstand unterschritten wird. Somit ist die Sicherheit verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das nächstangeordnete Objekt das zweite Mobilteil oder ein anderes Objekt. Von Vorteil ist dabei, dass für jedes Schutzfeld stets ein

Abstandswert bestimmt wird. Wenn dieser so bestimmte Abstandswert größer als der

Mindestabstand ist, ist sichergestellt, dass das Schutzfeld bis zum Mindestabstands unbefüllt ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erfasst das zweite Mobilteil seine Position in der Anlage, insbesondere mittels seines Positionserfassungssystems, und übermittelt, insbesondere über einen Datenübertragungskanal, an das erste Mobilteil,

wobei das erste Mobilteil seine Position in der Anlage, insbesondere mittels seines

Positionserfassungssystems, erfasst und, insbesondere mittels seines Antriebs, auf eine Sollposition hinregelt, welche einen Sollabstand zum zweiten Mobilteil aufweist,

insbesondere wobei der Sollabstand größer ist als der Mindestabstand. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Mobilteil dem zweiten Mobilteil in einem vorgegebenen Sollabstand folgt, wobei der Istabstand nur geringfügig um den Sollabstand schwankt und möglichst den

Mindestabstand nicht unterschreitet. Somit ist ein effizientes Ausnutzen der Anlage mit möglichst geringen Stillstandzeiten erreichbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das zweite Mobilteil in der Anlage entlang einer Bahnkurve mit einer Geschwindigkeit bewegt. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Mobilteil dem zweiten Mobilteil derart nachführbar ist, dass es in einem Sollabstand der vom zweiten mobilteil durchfahrenen Bahnkurve folgt. Dabei ist wichtig, dass die Querabweichung, also die seitliche Abweichung, quer zur Bahnkurve, ein zulässiges Maß nicht überschreitet. Zur sicheren Überwachung auf unzulässige Abweichung in Querrichtung ist auch der

Überwachungssensor einsetzbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Freigabesignal aufrechterhalten und/oder erzeugt, wenn in zumindest einem Schutzfeld der dort bestimmte Abstandswert in einem Erwartungsbereich liegt,

wobei der Erwartungsbereich den Sollabstand enthält und beabstandet ist vom

Mindestabstandswert. Von Vorteil ist dabei, dass der Erwartungsbereich derart dimensioniert ist, dass er möglichst eng gewählt ist und beim Regeln des ersten Mobilteils auftretende Abweichungen innerhalb des Erwartungsbereichs liegen. Somit überwacht der

Überwachungssensor, ob das erste Mobilteil im vorgesehenen Abstand dem zweiten Mobilteil ohne unzulässige Abweichung folgt. Hierzu reicht auch eine geringe Anzahl von nicht von einem Menschen überdeckten Schutzfelder oder gar nur ein einziges nicht von einem

Menschen überdecktes Schutzfeld aus.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegen die Schutzfelder in einer Ebene, die parallel zur Verfahrebene angeordnet ist und/oder deren Normalenrichtung parallel zur Normalenrichtung der Verfahrebene ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein ebener

Überwachungsbereich vom Überwachungssensor überwacht wird. Dieser ebene Bereich ist dabei derart nahe an der Verfahrebene und/oder derart tief anordenbar, dass ein Mensch beim Durchgehen und/oder Begehen der Verfahrebene zwischen den auf der Verfahrebene bewegbaren Mobilteilen auf jeden Fall ein oder mehrere Schutzfelder bedeckt. Insbesondere ist dabei die Verfahrebene unterhalb dieses ebenen Bereichs, also der Ebene, in welcher die Schutzfelder liegen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jedes Schutzfeld einen Umfangswinkelbereich auf bezogen auf die mathematische Achse, welche parallel zur Normalenrichtung der

Verfahrebene ist und durch den Überwachungssensor führt. Von Vorteil ist dabei, dass der Überwachungsbereich fächerartig aus den Schutzfeldern zusammengesetzt ist und somit ein einfaches Überwachen ausführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung grenzt der Umfangswinkelbereich jedes Schutzfeldes an den Umfangswinkelbereich jedes zu ihm nächstbenachbarten Umfangswinkelbereichs ohne Überlappung. Von Vorteil ist dabei, dass der Überwachungsbereich lückenfrei ausgeführt ist.

Wichtige Merkmale bei der Anlage sind, dass der Überwachungssensor ein

Sicherheitslaserscanner ist, insbesondere ein Sicherheitslaserscanner mit simultaner

Schutzfeldumschaltung ist.

Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Sicherheit in einfacher Weise erreichbar ist und die Anlage trotzdem effizient, also mit möglichst kurzen Stillstandzeiten im Gefahrfall, betrieben wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes System mit Mobilteilen (1 , 2) in einem ersten Zustand gezeigt.

In der Figur 2 ist das System in einem zweiten Zustand gezeigt, bei welchem ein Objekt 20 in einem Überwachungsbereich teilweise eindringt, so dass ein Weiterfahren der Mobilteile (1 , 2) zugelassen wird.

In der Figur 3 ist das System in einem dritten Zustand gezeigt, bei welchem das Objekt 20 in den Überwachungsbereich vollständig eindringt, so dass ein Weiterfahren des ersten

Mobilteils 1 gestoppt wird.

Wie in den Figuren dargestellt, weist ein erstes Mobilteil 1 einen Überwachungssensor 3, insbesondere Sicherheitslaserscanner, auf, mit dem ein Bereich, insbesondere

Überwachungsbereich, überwacht wird, der aus Schutzfeldern 4 zusammengesetzt ist.

Zur Überwachung weist der Überwachungssensor 3 eine simultane Schutzfeldumschaltung auf.

Die Schutzfelder 4 sind vorzugsweise in einer Ebene angeordnet und sind nicht überlappend ausgeführt, sondern grenzen jeweils aneinander an.

Jedes Mobilteil (1 , 2) weist ein Positionserfassungsmittel auf, so dass jedes Mobilteil (1 , 2) einer vorgegebenen Bahnkurve folgt. Vorzugsweise fährt das zweite Mobilteil 2 voraus und das erste Mobilteil 1 folgt dem zweiten Mobilteil 2, wobei ein Mindestabstand D nicht unterschritten werden darf.

Vorzugsweise erfolgt das Durchfahren der Bahnkurve nach dem Master-Slave-Prinzip. Hierbei fährt das zweite Mobilteil 2 entlang der Bahnkurve mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und bestimmt währenddessen zeitlich wiederkehrend seine eigene Position unter Verwendung seines Positionserfassungsmittels. Diese bestimmte Position wird über einen

Datenübertragungskanal an das erste Mobilteil 1 übertragen.

Auch das erste Mobilteil 1 bestimmt seine eigene Position unter Verwendung seines

Positionserfassungsmittels und bestimmt damit die Relativposition zum zweiten Mobilteil 2. Ein Regler des ersten Mobilteils 1 steuert den Antrieb des ersten Mobilteils 1 derart an, dass das erste Mobilteil 1 auf einen vorgegebenen Abstand zum zweiten Mobilteil 2 hingeregelt wird.

Der Überwachungssensor 3 prüft insbesondere zeitlich wiederkehrend, ob in einem oder mehreren seiner Schutzfelder 4 ein Objekt derart detektierbar ist, dass der Mindestabstand D zum ersten Mobilteil 1 unterschritten wird.

Wenn kein Objekt in den Schutzfeldern 4 detektiert werden konnte, das näher als der

Mindestabstand D zum ersten Mobilteil 1 hin angeordnet ist, erzeugt der Überwachungssensor 3 ein Freigabesignal, so dass das erste Mobilteil 1 ungehindert betrieben werden darf.

Insbesondere darf der Regler den Antrieb derart ansteuern, dass das erste Mobilteil 1 auf den vorgegebenen Abstand, insbesondere Sollabstand, hingeregelt wird. Dieser Zustand ist in Figur 1 dargestellt.

Erfindungsgemäß wird das Freigabesignal vom Überwachungssensor 3 weiter

aufrechterhalten, wenn ein Objekt zwar dem ersten Mobilteil 1 näher als der Mindestabstand D ist, aber nicht in allen Schutzfeldern 4 der Mindestabstand D unterschritten ist. Dieser Zustand ist in Figur 2 dargestellt.

Wenn jedoch der Mindestabstand D in allen Schutzfelder 4 vom Objekt unterschritten wird, wird das Freigabesignal beendet und stattdessen ein STO-Signal gesendet, so dass das erste Mobilteil 1 einen sicheren Zustand einnimmt, insbesondere anhält. Dieser Zustand ist in Figur 3 dargestellt.

Die Schutzfelder 4 sind in einer zur Verfahrebene parallelen Ebene angeordnet und derart ausgerichtet, dass jedes Schutzfeld bis zum zweiten Mobilteil 2 ausgedehnt ist, wenn die beiden Mobilteile 1 und 2 im vorgegebenen Abstand sich entlang der Bahnkurve bewegen.

Solange also kein Objekt in die Schutzfelder 4 eindringt, detektiert der Überwachungssensor 3 in jedem Schutzfeld das zweite Mobilteil 2, so dass jedem Schutzfeld ein jeweiliger

Abstandswert zwischen dem Überwachungssensor 3 und dem zweiten Mobilteil 2 zugeordnet ist.

In dem in Figur 2 dargestellten Zustand detektiert der Überwachungssensor 3 zwar das Objekt in mehreren Schutzfeldern 4, da der Mindestabstand D unterschritten ist, jedoch ist in den nicht vom Objekt bedeckten Schutzfeldern 4 ein jeweiliger Abstandswert detektiert, welcher dem zweiten Mobilteil 2 im jeweiligen Schutzfeld 4 zugeordnet ist.

Das erste Mobilteil 1 muss dem zweiten Mobilteil 2 derart folgen, dass gewährleistet ist, dass keine unzulässige seitliche Abweichung, insbesondere quer zur Bahnkurve, auftritt.

Solange also noch in einem nicht vom Objekt bedeckten Schutzfeld 4 der Abstandswert in einem Erwartungsbereich liegt, wird das Freigabesignals aufrechterhalten.

Jedes Schutzfeld 4 überdeckt einen Umfangswinkelbereich, insbesondere bezogen auf die durch den Überwachungssensor 3 durchgehende mathematisch gedachte Achse, deren Achsrichtung parallel zur Normalenrichtung der Verfahrebene der Mobilteile 1 und 2 ist.

Der Umfangswinkelbereich jedes Schutzfeldes 4 schließt sich an den Umfangswinkelbereich jedes zu ihm nächstbenachbarten Umfangswinkelbereichs ohne Überlappung an. Somit ist das durch die Schutzfelder 4 aufgespannte Gesamtschutzfeld fächerartig ausgeführt.

Bezugszeichenliste

1 erstes Mobilteil

2 zweites Mobilteil

3 Überwachungssensor, insbesondere Sicherheitslaserscanner

4 Schutzfelder

20 Objekt, insbesondere Mensch

D Minimalabstand