带有操作区的站的制作方法.docx

带有操作区的站的制作方法专利名称：带有操作区的站的制作方法技术领域：本发明涉及一种站(Station)，尤其是加工站、测量站、传送站或类似设备，特别设置在加工线或生产线中，具有至少一个带有操作区的控制装置，用于站的显示、控制及诊断功能，其中操作区以便携和无线的方式至少可以对站的控制装置产生影响加工线或生产线中的加工站、测量站、传送站及类似设备是已知的其中所述的站沿着生产线或加工线(例如流水作业线)设置，并且对加工线或生产线中要加工的工件进行加工、测量、装配或继续传送根据现有技术，每个站或者机器具有一个固定设置的主操作部分，人们可以通过这个主操作部分来启动、观测、诊断或控制所有的机器功能另外在经常进行操作处理的位置设置了具有较小功能范围的操作区例如可能在机床的装料位置或工件装配位置需要设置附加的操作区另外还已知了可携带的操作手动装置，它通过电缆与主操作区相连，例如与站的主控制面板相连当人们出于特定的目的而处在够不到主控制面板或主操作区的位置时，人们使用了这种类型的操作手动装置例如当操作人员必须留在站的工作间内部执行安装作业时，就需要采用这种操作手动装置目前根据现有技术必须由操作人员来执行操作和控制功能，操作人员沿着生产线移动，并在站的各个主操作区处监控或启动所需的机器功能。

在链接的系统中，外围控制也具有自身的操作区这种外围链接装置例如为机器人、检测站、装配站或洗涤机这些装置也都具有自身的操作区由于沿着加工线或生产线设置了由不同制造商所生产的不同站，加工线或生产线的一个或多个操作人员必须掌握不同机器的不同操作员界面出于安全方面的考虑，特定的控制功能只能由特定的操作人员来访问，在这种情况下例如要进行特定的身份验证例如只有当操作人员输入了特定的密码或者拥有用于相应钥匙开关的钥匙时才能启用该功能钥匙必须由适当的人员在适当的时刻提供这意味着在机器准备期间造成了更高的成本密码的问题在于，在未经授权之前很难进行保密通过电缆与站的控制装置相连的操作手动装置由于电缆的阻碍在操作中非常不方便使用而且电缆可能很快会被损坏此外还会发生这样的危险事故操作人员可能会被电缆绊倒在带有可以是便携式的一个或多个操作区的加工中心中也存在相同的问题此时先前所提到的问题类似地也会出现欧洲专利文件396188中描述了一种通信系统、信息与维护系统、诊断系统和构成系统，其中提供了一个数据网络，在该系统中还可以设置工作母机(Produktionsmaschinen)，握在手中的操作区通过红外卫星链路可以与数据网络相连。

其中除了通过线路连接的网络之外，还设置了建立在红外线连接之上的无线网络，这是相当昂贵的因此这样的系统特别可应用在无法提供线缆连接网络的领域内此外，这种系统仅用于诊断工作或维护工作德国公开文本19625997描述了一种用于快速设置或调节机器中各个元件的光传输线路正如欧洲专利文本369188所述，实现了光频率范围内的无线传输，例如在红外线范围内，但是在发送方和接收方之间需要直接的可靠连接在控制功能中采用这样的系统是非常不安全的由现有技术出发，本发明的任务是使所述的技术更为安全为了解决这一问题，本发明首先建议，由开始时所述的站出发，设置一个位置连接装置，并且仅仅在位置连接装置被激活的情况下才使便携式的操作区对控制装置或站产生影响根据本发明的站的安全程度通过本发明的上述建议显著提高因为根据本发明，站可以通过便携式的操作区来进行控制，只有当位置连接装置被激活时，才可能进行这样的控制，因此通过本发明的建议使得安全性得以提高由此可靠地避免了这样的情况距离要控制的站很远的操作人员对其进行控制，很容易造成对站的危险的加工步骤，而不会对其进行直接控制或监控最后，位置连接装置保证操作人员或控制站的便携式操作区与站之间有一段相应的距离。

其中位置连接装置产生一个与操作区和站之间的通信无关的“地带(Band)”，这个地带仅用于确保操作人员在给定情况下与站之间保持一段可预先确定的距离，由此一方面可以充分利用无线操作区的优点，另一方面距离站不会过远，以至意外地实现了站的未曾预料到的加工步骤或功能用相同的方式，该任务还通过根据本发明的一种站来解决，其中操作区与控制装置之间的无线连接通过无线电来实现，所用无线电特别地在200MHz至100GHz的频率范围内，优选地在1至10GHz之间，特别是在2至3GHz之间以及4至6GHz之间在现有技术中，操作区与站之间的无线连接仅借助于光传输线路来实现，例如在红外线范围内的光传输线路这种设计的前提是发送方和接收方之间必须始终存在一条开放的可视线路如果无意间中断了发送方与接收方之间的这条开放的可视线路，例如由于打开的机器箱门或类似物而中断，最终控制也会中断，机器或站不能再通过操作区来进行控制这样可能会导致不受控制的机器状态或站状态，由此使得安全性大大降低，这是符合逻辑的结论通过本发明的建议，工作安全性和站的安全性得到显著提高通过采用频率范围在200MHz至100GHz的无线电频带，可以利用无线连接的操作区非常可靠地对站进行操作。

特别地，采用1至10GHz之间的频带时得到了特别出色的操作效果，因为恰好在这个频率范围内的连接令人惊奇地具有非常高的抗干扰能力，并且非常稳定其中需要注意的是，本发明特别应用在切削机或其他加工机器，如电火花加工机等等中时，也许会遇到显著的电磁干扰的危险，这显然会影响到通信信道但实际上这种影响非常小，这一方面可以通过所选择的频带来减小干扰影响，另一方面通过工作在这样的频带内的通信信道的适当传输协议可以产生有益的影响但是首先建议实现1至10GHz之间的优选频率间隔，以及更多地在2至3GHz之间以及4至6GHz之间的子频带内，所建议的频率范围理论上可以很好地应用在此特别提到了作为“蓝牙”已知的技术，在蓝牙技术中在发送方和接收方之间采用了最抗干扰的通信协议根据本发明，先前所述的两部分措施已经分别解决了本发明的任务因此本发明分别要求保护这两部分内容很显然，这两部分措施可以结合在一起，以显著提高操作安全性一方面，当控制站的时候操作人员必须处于相距站一段预定的距离的范围内，另一方面，操作区与站之间的通信是有效、可靠和安全的这里是否将位置连接装置设计为独立的系统并不是重要的根据本发明位置连接装置可以以许多不同的方式来实现，也就是说，一方面位置连接装置可以在一个独立的模块或系统中实现，或者在另一个变型中，根据通信信道情况建立的连接按照一定的方式被分析，以实现位置连接装置。

例如可以如本发明的一个变型中那样，使接收方以最小的信号强度来接收由操作区发出的信号，仅由此来激活位置连接装置如果在这个最小信号强度之下，则操作区与接收方之间的距离过大，因此要控制的站处于这个区域之外的范围内如果例如长时间地处于这个最小信号强度之下(这个临界值可自由选择)，则位置连接装置被释放(deaktiviert)，并且站的至少一种通过操作区进行控制的可能性在此之后被关闭此外在给定情况下，还可以利用操作区来执行站的相应显示功能或诊断功能合适地，操作人员在最小信号强度之上的一个特定间隔内传送相应的信息，以指出控制权限被取消的危险同时站可以在一个适当的安全状况下工作，以确保站自身的安全位置连接装置在某种程度上可以被作为功能来设置，它具有相应的功能性，并最终被激活或释放，因此站可以通过操作区来操纵，尤其是操纵站是否可以被控制这种做法尤其可以简单地捆绑在方法过程中本发明所述的站特别适用于加工、测量、装配或传送作业，它可以被设置在加工线或生产线中，或者设置在一个加工中心内，利用本发明所述的站，可以借助于一个操作区来调用或控制一个站或多个站的所有功能同时，站或中央控制单元可以利用操作区或通过操作区与操作员进行通信。

通过便携式的操作区，可以省去目前分别设置在每个站中的操作区这里只需要站的控制装置，它不仅与操作区相连接，而且也可以与加工线或生产线或者加工中心的中央控制单元相连接这样就省去了所有固定安装的操作台以及钥匙开关或密码装置，而钥匙开关或密码装置目前设置在各个操作台中此外，还省去了目前已知的便携式操作区中易干扰的线缆，这种已知的操作区通过线缆与各个站相连接这样也减小了在加工线或生产线或者加工中心中发生故障的危险很显然，还可以使一个操作区仅仅与一个单个的站相连接显然也可以考虑使操作区仅仅与加工线和生产线的一个中央操作单元形成连接在购置或准备机器中的高昂开销通过操作台或密码装置及安全装置而省去或者显著降低了，因为现在一方面整个生产线或加工中心可以被设计为一体的，仅仅需要保证操作区与一个或多个站相连接，也可以与现有的中央控制单元形成连接根据本发明的一个具有优点的改进型，站或中央控制单元分别通过至少一个发送器和至少一个接收器、而操作区通过一个发送/接收单元相互连接这样更安全地保证了站、中央控制单元和操作区之间的数据交换(或者通信)可以无问题地双向进行根据本发明所述解决方案的一个具有优点的改进型，至少一个操作区可以与多个站同时连接或者先后连接。

其中可选地，操作区也可以同时与加工线或生产线或者加工中心的中央控制单元相连接通过这种具有优点的改进型，进一步减小了设备技术上的开销通过本发明的建议，例如可以通过一个操作区操纵和控制相继设置的两个站其中适当地，操作区的显示装置为两个站而划分，这样同时显示不同的功能本发明还可以通过非常好的方式实现相当复杂的控制作业显然还可以通过操作区来控制和操纵多个站，本发明并没有对其应用范围加以限制在本发明的一个优选实施例中，操作区通过中央控制单元间接地对站的控制装置产生影响，或者直接对其产生影响根据本发明有多种方式可以使操作区对控制装置产生影响根据站的设计方式，或者站在加工线或生产线中的连接方式，使操作区通过中央控制单元作用到站或站的控制装置上是有利的但是如果在站中已经提供了相应的逻辑(例如一个控制装置)，则本发明也可以使操作区直接作用到站的控制装置上，这样做也是具有优点的，因为可以相应减少数据网络中的数据流量在给定情况下，若在中央控制单元中询问相应的资格和授权，则进行这样的通信本发明所述的站的另外一个方面通过操作区和站或者其控制装置的统一的功能程序、显示程序和控制程序来给出，这种针对不同站的统一操作与各种机器类型无关。

借助于这种变型，用于加工线或生产线或者加工中心的控制技术及程序技术上的开销大大降低各种机器类型或者其控制类型分别被编程为统一的功能程序、显示程序、控制程序根据本发明，人们还发现，使操作区与加工线或生产线的中央控制单元进行无线连接是具有优点的，在这种方式下，可由操作区调用和/或激活用于加工线或生产线或者用于特定的站的中央控制单元的程序和功能，或者可以将其传输到操作区上这样降低了用于操作区本身的开销，因为在操作区处不需要设置特定的程序，这些程序已经在加工线或生产线的中央控制单元中提供了只是需要注意，操作区可以与中央控制单元进行通信本发明所述的站的改进型的特征在于，站具有一个唯一的站编码，并且基于这个站编码在操作区中可以分别激活各个程序和功能通过本发明的这种变型，可以仅仅为特定的程序和功能或者其执行分别提供特定的操作区，或者为特定的站分别提供与之相匹配的程序、功能和/或数据其中在另一个变型中，各个控制程序基于站编码由中央控制单元或站调整到操作区中(在一定程度上是即时的(in-time))，这样始终为操作区提供当前的程序版本使操作区具有一个唯一的操作区编码也是具有优点的例如，在中央控制单元中存储了哪个操作员处于生产线上的哪个操作区，例如当出现了相应的差错指示时，符合目的地通过其操作区精确地呼叫各个操作员(与其有权执行的操作、构成或者作业区域有关)，并且命令其进行相应的维护或调整工作。

其中本发明所建议的操作区编码允许唯一地、并且可靠地与各个操作员相关联。