DE102009033183A1

DE102009033183A1 - Transportsystem für eine Produktionsanlage

Info

Publication number: DE102009033183A1
Application number: DE200910033183
Authority: DE
Inventors: Manfred Bär
Original assignee: IEF Werner GmbH
Current assignee: IEF Werner GmbH
Priority date: 2009-07-13
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2011-01-27
Also published as: CH701462B1; CH701462A2; DE102010025741A1

Abstract

Es wird ein Transportsystem mit Doppelgurtbändern 10 und 20 zum Transport von auf diesen aufliegenden Werkstückträgern 11, 11' beschrieben. Der Übergabe von Werkstückträgern 11' von der Hauptstrecke mit dem Doppelgurtband 10 auf die Nebenstrecke mit dem Doppelgurtband 20 dient eine an der Schnittstelle der Strecken angeordnete Weiche 13. Im Transportweg vor der Weiche ist ein Stopper 12 angeordnet, welcher den auflaufenden Werkstückträger 11, 11' anhält und ihn erst nach Erhalt eines Steuersignals freigibt. Dieses Steuersignal wird von einer im Transportweg angeordneten RFID-Antenne 15 erzeugt, die ein am Werkstückträger 11 angebrachtes RFID-Tag ausliest. Nach Weitertransport des Werkstückträgers 11 bzw. 11' erzeugen die Antennen 16 bzw. 17 zusammen mit dem RFID-Tag 14 Steuersignale, welche den Weitertransport des Werkstückträgers 11 entweder in Richtung der Hauptstrecke oder in Richtung der Nebenstrecke bewirken. Das RFID-System mit dem RFID-Tag 14 und den RFID-Antennen 15, 16, 17 hat reine Schaltfunktion und ersetzt die herkömmlich induktiven, kapazitiven bzw. Lichtschrankenschalter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Transportsystem für eine Produktionsanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Derartige Transportsysteme dienen bei automatischen Produktionsanlagen der Verkettung von Bearbeitungsstationen, zu welchen Werkstücke auch Werkstückträger transportiert werden. Hierbei ist beispielsweise der Werkstückträger mittels Funktionseinheiten von einer Haupt- auf einer Nebenstrecke auszuschleusen, von einer Nebenstrecke in eine Hauptstrecke wieder einzuschleusen, zu zentrieren, zu wenden oder zu drehen.
Zur Positionsdetektion der Werkstückträger und zur Aktivierung der Funktionseinheiten, wie z. B. der Stopper-, Überschiebe- oder Hubeinheiten, sind Endschalter in Form von induktiven, kapazitiven Schaltern, Lichtschranken oder dergleichen Initiatoren vorgesehen.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Initiatoren ist deren hohe Störanfälligkeit, die häufig zum Stillstand des gesamten Transportsystems oder zu Kollisionen der transportierten Werkstückträger führt.
Sowohl bei induktiven oder kapazitiven als auch bei von Lichtschranken betätigten Schaltern kann eine derartige Störung durch versehentliches oder auch vorsätzliches Eingreifen mit der Hand oder durch in den Schaltweg gelangende Gegenstände, wie z. B. herunterfallende Montageteile oder dergleichen, verursacht werden. Ferner können Fehlfunktionen durch Verschmutzungen, insbesondere von Lichtschranken, ausgelöst werden.
Solche Störungen, die häufig auch schwer zu erkennen sind, führen zu sehr kostspieligen Produktionsunterbrechungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, für ein im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichnetes Transportsystem eine Steuerung mit nur von den Werkstückträgern auslösbare Initiatoren zu schaffen, die weniger störanfällig ist.
Gelöst wird diese Aufgabe nach dem Vorschlag gemäß Anspruch 1 dadurch, dass an jedem Werkstückträger ein RFID-Tag, auch RFID-Transponder genannt, vorgesehen ist und als Initiator eine mit einem Lesegerät verbundene RFID-Antenne mit engem Empfangsbereich verwendet wird, mit welcher die Transponderkennung ausgelesen wird und welche gleichzeitig die Funktionseinheit steuert.
Ein RFID-Tag ist ein lesbarer Speicher, welcher mit elektromagnetischen Wellen identifiziert wird (Radio Frequency Identification). Der RFID-Tag oder RFID-Transponder wird mittels einer Antenne, welche ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt und welche mit einem Lesegerät ausgestattet ist, ausgelesen.
Die Anwendung der RFID-Technik zur Identifizierung von Gegenständen und auch von Personen und Lebewesen ist grundsätzlich bekannt.
Hierbei werden objektspezifische Daten, die im RFID-Tag gespeichert sind, zur Positionsdetektion und Anwesenheitsüberwachung ausgelesen.
Neu ist der erfindungsgemäße Vorschlag, die RFID-Antenne ausschließlich als Schalter zu verwenden, mit welchem bei einem Transportsystem die Funktionseinheiten gesteuert wird.
Der erfindungsgemäße Vorschlag, die RFID-Tags anstelle bekannter Endschalter ausschließlich zur Positionsdetektion und Initiierung der Funktionseinheiten zu verwenden, führt zu einer neuen Gestaltung der RFID-Antennen, sodass diese optimal in das Transportsystem integriert werden können. Während handelsübliche RFID-Antennen einen großen Empfangsbereich mit möglichst großem Raumbereich haben sollen, sind die Empfangsantennen bei der erfindungsgemäßen Anordnung auf engen Empfangsbereich innerhalb der Laufstrecke zur Erzielung einer eindeutigen und reproduzierbaren Schaltfunktion ausgelegt.
So kann nach dem Vorschlag gemäß Anspruch 2 das Transportsystem eine Haupt- und eine Nebenstrecke aufweisen, zwischen welchen welcher eine Weiche und vor der Weiche ein Stopper vorgesehen ist. Zur Steuerung der von der Hauptstrecke herangeführten Werkstückträger sind längs der Hauptstrecke eine sich bis in den Bereich der Weiche erstreckende längliche RFID-Antenne und am Anfang der Nebenstrecke eine im Bereich der Weiche gelegene, in Breitenrichtung in die Hauptstrecke hineinragende längliche RFID-Antenne vorgesehen.
Ferner kann gemäß Anspruch 3 im Bereich vor der Weiche eine dem Stopper zugeordnete punktförmige RFID-Antenne vorgesehen sein.
Nach einem weiteren Vorschlag gemäß Anspruch 4 können die RFID-Antennen in Form gedruckter Schaltungen auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sein, welche gleichzeitig als Bandauflage dienen kann.
Diese Anordnung hat den entscheidenden Vorteil, dass im Falle eines Fehlers lediglich die Leiterplatte auszutauschen ist, wobei die bei herkömmlichen Systemen erforderlichen aufwändigen Verdrahtungen und Justierungen der Initiatoren entfallen.
Es ist darum von Vorteil, wenn gemäß Anspruch 5 die Leiterplatte lös- und austauschbar im Transportweg angeordnet ist und alle RFID-Antennen mit einem gemeinsamen Steckkontakt elektrisch verbunden sind, an welchen ein gemeinsamer mehrpoliger Stecker ankuppelbar ist.
Die erfindungsgemäßen Vorschläge sind für alle Transportsysteme geeignet, insbesondere für solche, bei welchen das Transportband gemäß Anspruch 6 ein Doppelgurtband ist, zwischen dessen beiden Gurten die Funktionseinheiten angeordnet sind.
Vorsätzliche oder versehentliche Störungen der Steuerung sind bei dem erfindungsgemäß ausgestatteten Transportsystem ausgeschlossen, da die Antennen-Schalter ausschließlich auf die am Werkstückträger angebrachten RFID-Tags reagieren und damit sowohl Manipulationen als auch Störungen durch in den Schaltweg gelangende Teile oder durch Verschmutzungen sicher vermieden sind.
Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist, im Einzelnen erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 bis 4 Teilaufsicht eines Transportsystems mit Doppelgurtbändern und von diesen beförderten Werkstückträgern in vier verschiedenen Positionen und
5 Untenansicht einer Leiterplatte mit RFID-Antennen.
Die 1 bis 4 zeigen in Aufsicht einen Teil eines Transportsystems, bestehend aus einer Hauptstrecke mit dem Doppelgurtband 10 und einer Nebenstrecke mit dem Doppelgurtband 20. Die umlaufenden Doppelgurtbänder 10 bzw. 20 transportieren die auf diesen aufliegenden Werkstückträger 11, welche in den 1 bis 4 in verschiedenen Arbeitspositionen 11', 11'', 11''' bzw. 11IV dargestellt sind. Als Funktionseinheiten sind bei dem Ausführungsbeispiel ein Stopper 12 und eine Weiche 13 vorgesehen. Andere Funktionseinheiten können nicht dargestellte Hubeinrichtungen, Zentriervorrichtungen, Wende- und Drehvorrichtungen oder dergleichen sein.
Der Übergabe der Werkstückträger vom Doppelgurtband 10 der Hauptstrecke auf das Doppelgurtband 20 der Nebenstrecke dient die an der Schnittstelle der beiden Strecken angeordnete Weiche 13, welche mit nicht dargestellten Arbeitszylindern betätigbar ist. Im Transportweg vor der Weiche ist der den Werkstückträger 11' anhaltende Stopper 12 vorgesehen, der gleichfalls von einem nicht dargestellten Arbeitszylinder betätigbar ist.
Alle Werkstückträger 11, 11' , 11'', 11''', 11IV sind mit RFID-Tags (4) versehen, welchen die RFID-Antennen 15, 16, 17 zugeordnet sind.
Erreicht der Werkstückträger die Position 11', so liest das mit der Antenne 15 verbundene Lesegerät ein die Transponderkennung auslösendes Signal aus, welches der Steuerschaltung des Stoppers 12 zugeleitet wird, worauf der Stopper 12 den Weg für den Werkstückträger 11' freigibt, so dass dieser bis in die Position 11'' gemäß 2 verfahren wird.
Die langgestreckten, sich in Förderrichtung erstreckenden Antennen 16 bzw. 17 lesen während des Vorschiebens des Werkzeugträgers die Kennung des RFID-Tags aus, bei die Weiche 13 je nach Steuersignal für eine Weiterleitung des Werkstückträgers 11'' entweder in die Position 11''' auf die Nebenstrecke mit den Gurtbändern 20, wie in 3 dargestellt ist, oder in die Position 11IV auf die Hauptstrecke mit den Gurtbändern 10, wie in 4 dargestellt ist, sorgt.
Wie mit den Zeichnungen angedeutet ist, ist die Antenne 15, mit welcher das Stoppersignal erzeugt wird, punktförmig gestaltet, während die Antennen 16 und 17, welche die Signale für die Umleitung der Werkstückträger auf die Haupt- bzw. den Nebenstrecke sorgen, länglich ausgebildet sind.
Zur Anwesentheitsüberwachung des im Bereich der Weiche 13 befindlichen Werkstückträgers 11'' sind längs der Hauptstrecke eine längliche RFID-Antenne 17 und längs der Nebenstrecke eine längliche RFID-Antenne 16 vorgesehen. Die RFID-Antenne 17 ragt mit ihrem einen Ende in den Bereich der Weiche hinein, die RFID-Antenne 16 ist ganz innerhalb des Weichenbereichs gelegen und ragt mit ihrem äußeren Ende bis in den Bereich der Nebenstrecke hinein. Die Anordnung ist derart, dass ein in die Weiche gelangender Werkstückträger mit seinem RFID-Tag die RFID-Antenne 16 in ihrer schmalen Ausdehnung überstreicht. Hierbei wird die Identifikation ausgelesen, wobei wegen des geringen Empfangswinkels der RFID-Antenne 16 des vom RFID-Tag 14 erzeugten Feldes einer Auflösung von wenigen Millimetern möglich ist. Wenn die Identifikation ergibt, dass dieser Werkstückträger in die Nebenstrecke eingeschleust werden soll, wird der Stopper 12 ausgefahren, mit welchem nachfolgende Werkstückträger zurückgehalten werden, und worauf die nicht dargestellte Ausschiebeeinheit den Werkstückträger in die Nebenstrecke schiebt. Über die Längsausdehnung der RFID-Antenne 16 wird der Weg des Werkstückträgers in die Nebenstrecke verfolgt. Solange der RFID-Tag längs der Antenne bewegt wird, wird diese Antenne bedämpft. Sobald diese Dämpfung nicht mehr messbar ist, hat der Werkstückträger 11', wie in 3 dargestellt ist, die Weiche 13 verlassen. Der Stopper 12 wird derart gesteuert, dass die Hauptstrecke wieder freigegeben wird.
Beim Einschleusen eines Werkstückträgers von der Nebenstrecke in die Hauptstrecke wird analog durch die Dämpfung der RFID-Antenne 17 überprüft, ob sich ein Werkstückträger im Bereich der Weiche 13 befindet. Liegt kein Signal an, ist der Weg frei und ein Werkstückträger kann von der Neben- in die Hauptstrecke eingebracht werden.
Um eine sichere Steuerung zu gewährleisten, sind anders als bei bekannten RFID-Systemen Antennen mit möglichst geringer Reichweite zu verwenden.
In herkömmlicher Weise können die Werkstückträger 11, 11', 11'', 11''' und 11IV mit einem weiteren RFID-Tag ausgestattet sein, in welchem Produktdaten abgelegt sind, die mit einem gesonderten Lesekopf 18 ausgelesen werden.
Grundsätzlich kann jedoch ein entsprechend modifizierter Lesekopf 18 auch die Funktion des Lesekopfes der RFID-Antenne 15 übernehmen.
Wie die Untenansicht gemäß 5 zeigt, können alle RFID-Antennen 15, 16, 17 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 30 in Form von Leiterbahnen vorgesehen sein, welche über Leiterbahnen 32 und 33 mit einer gemeinsamen Steckbuchse 34 elektrisch verbunden sind. Diese Leiterplatte 30 kann bei etwaigen Fehlern in einfacher Weise ausgetauscht werden, ohne dass eine nachträgliche Justierung erforderlich ist. Eine Aussparung 31 in der Leiterplatte 30 ermöglicht den Durchgriff des Stoppers 12.
Die nicht dargestellte Oberseite der Leiterplatte 30 dient gleichzeitig als Auflage für das Transportband, hier des Doppelbandes 10.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Stopper 12 und die Weiche 13 die zu steuernden Funktionseinheiten.
Bezugszeichenliste

10: Doppelgurtband
11: Werkstückträger
11', 11'', 11''', 11IV: Werkstückträger
12: Stopper
13: Weiche
14: RFID-Tag
15: RFID-Antenne
16: RFID-Antenne
17: RFID-Antenne
18: Lesekopf
20: Doppelgurtband
30: Leiterplatte
31: Aussparung
32: Leiterbahn
33: Leiterbahn
34: Steckerbuchse

Claims

Transportsystem für eine Produktionsanlage, mindestens bestehend aus einem umlaufenden Transportband, im Transportweg angeordnete, steuerbare Funktionseinheiten, vom Transportband beförderbare Werkstückträger, wobei im Bereich jeder Funktionseinheit ein Initiator zur Steuerung der Funktionseinheit vorgesehen ist. dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Werkstückträger (11, 11', 11'', 11''', 11IV) ein RFID-Tag (Transponder) (14) vorgesehen ist und der Initiator eine mit einem Lesegerät verbundene RFID-Antenne (15, 16, 17) mit engem Empfangsbereich zum Auslesen der Transponderkennung und zur Steuerung der Funktionseinheit ist.
Transportsystem nach Anspruch 1 mit einer Haupt- und einer Nebenstrecke, einer zwischen Haupt- und Nebenstrecke angeordneten Weiche und einem vor der Weiche vorgesehenen Stopper, dadurch gekennzeichnet, dass längs der Hauptstrecke ein sich bis in den Bereich der Weiche (13) erstreckende längliche RFID-Antenne (17) und am Anfang der Nebenstrecke eine im Bereich der Weiche (13) gelegene, in Breitenrichtung in die Hauptstrecke hineinragende längliche RFID-Antenne (16) vorgesehen sind.
Transportsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stopper eine punktförmige RFID-Antenne (15) zugeordnet ist.
Transportsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, das alle RFID-Antennen (15, 16, 17) in Form gedruckter Schaltungen auf einer gemeinsamen Leiterplatte (30) angeordnet sind, welche gleichzeitig als Bandauflage dient.
Transportsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte lös- und austauschbar im Transportweg angeordnet ist und dass alle RFID-Antennen (15, 16, 17) mit einer gemeinsamen Steckerbuchse (34) elektrisch verbunden sind, an welche ein gemeinsamer mehrpoliger Stecker ankuppelbar ist.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband ein Doppelgurtband (10, 20) ist, zwischen dessen beiden Gurten die Funktionseinheiten angeordnet sind.