專利名稱：帶有操作區(qū)的站的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種站(Station)，尤其是加工站、測量站、傳送站或類似設備，特別設置在加工線或生產線中，具有至少一個帶有操作區(qū)的控制裝置，用于站的顯示、控制及診斷功能，其中操作區(qū)以便攜和無線的方式至少可以對站的控制裝置產生影響。
加工線或生產線中的加工站、測量站、傳送站及類似設備是已知的。其中所述的站沿著生產線或加工線(例如流水作業(yè)線)設置，并且對加工線或生產線中要加工的工件進行加工、測量、裝配或繼續(xù)傳送。根據(jù)現(xiàn)有技術，每個站或者機器具有一個固定設置的主操作部分，人們可以通過這個主操作部分來啟動、觀測、診斷或控制所有的機器功能。另外在經常進行操作處理的位置設置了具有較小功能范圍的操作區(qū)。例如可能在機床的裝料位置或工件裝配位置需要設置附加的操作區(qū)。
另外還已知了可攜帶的操作手動裝置，它通過電纜與主操作區(qū)相連，例如與站的主控制面板相連。當人們出于特定的目的而處在夠不到主控制面板或主操作區(qū)的位置時，人們使用了這種類型的操作手動裝置。例如當操作人員必須留在站的工作間內部執(zhí)行安裝作業(yè)時，就需要采用這種操作手動裝置。
目前根據(jù)現(xiàn)有技術必須由操作人員來執(zhí)行操作和控制功能，操作人員沿著生產線移動，并在站的各個主操作區(qū)處監(jiān)控或啟動所需的機器功能。
在鏈接的系統(tǒng)中，外圍控制也具有自身的操作區(qū)。這種外圍鏈接裝置例如為機器人、檢測站、裝配站或洗滌機。這些裝置也都具有自身的操作區(qū)。由于沿著加工線或生產線設置了由不同制造商所生產的不同站，加工線或生產線的一個或多個操作人員必須掌握不同機器的不同操作員界面。
出于安全方面的考慮，特定的控制功能只能由特定的操作人員來訪問，在這種情況下例如要進行特定的身份驗證。例如只有當操作人員輸入了特定的密碼或者擁有用于相應鑰匙開關的鑰匙時才能啟用該功能。鑰匙必須由適當?shù)娜藛T在適當?shù)臅r刻提供。這意味著在機器準備期間造成了更高的成本。密碼的問題在于，在未經授權之前很難進行保密。通過電纜與站的控制裝置相連的操作手動裝置由于電纜的阻礙在操作中非常不方便使用。而且電纜可能很快會被損壞。此外還會發(fā)生這樣的危險事故操作人員可能會被電纜絆倒。
在帶有可以是便攜式的一個或多個操作區(qū)的加工中心中也存在相同的問題。此時先前所提到的問題類似地也會出現(xiàn)。
歐洲專利文件396188中描述了一種通信系統(tǒng)、信息與維護系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)和構成系統(tǒng)，其中提供了一個數(shù)據(jù)網絡，在該系統(tǒng)中還可以設置工作母機(Produktionsmaschinen)，握在手中的操作區(qū)通過紅外衛(wèi)星鏈路可以與數(shù)據(jù)網絡相連。其中除了通過線路連接的網絡之外，還設置了建立在紅外線連接之上的無線網絡，這是相當昂貴的。因此這樣的系統(tǒng)特別可應用在無法提供線纜連接網絡的領域內。此外，這種系統(tǒng)僅用于診斷工作或維護工作。
德國公開文本19625997描述了一種用于快速設置或調節(jié)機器中各個元件的光傳輸線路。
正如歐洲專利文本369188所述，實現(xiàn)了光頻率范圍內的無線傳輸，例如在紅外線范圍內，但是在發(fā)送方和接收方之間需要直接的可靠連接。在控制功能中采用這樣的系統(tǒng)是非常不安全的。
由現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明的任務是使所述的技術更為安全。
為了解決這一問題，本發(fā)明首先建議，由開始時所述的站出發(fā)，設置一個位置連接裝置，并且僅僅在位置連接裝置被激活的情況下才使便攜式的操作區(qū)對控制裝置或站產生影響。根據(jù)本發(fā)明的站的安全程度通過本發(fā)明的上述建議顯著提高。因為根據(jù)本發(fā)明，站可以通過便攜式的操作區(qū)來進行控制，只有當位置連接裝置被激活時，才可能進行這樣的控制，因此通過本發(fā)明的建議使得安全性得以提高。由此可靠地避免了這樣的情況距離要控制的站很遠的操作人員對其進行控制，很容易造成對站的危險的加工步驟，而不會對其進行直接控制或監(jiān)控。
最后，位置連接裝置保證操作人員或控制站的便攜式操作區(qū)與站之間有一段相應的距離。
其中位置連接裝置產生一個與操作區(qū)和站之間的通信無關的“地帶(Band)”，這個地帶僅用于確保操作人員在給定情況下與站之間保持一段可預先確定的距離，由此一方面可以充分利用無線操作區(qū)的優(yōu)點，另一方面距離站不會過遠，以至意外地實現(xiàn)了站的未曾預料到的加工步驟或功能。
用相同的方式，該任務還通過根據(jù)本發(fā)明的一種站來解決，其中操作區(qū)與控制裝置之間的無線連接通過無線電來實現(xiàn)，所用無線電特別地在200MHz至100GHz的頻率范圍內，優(yōu)選地在1至10GHz之間，特別是在2至3GHz之間以及4至6GHz之間。
在現(xiàn)有技術中，操作區(qū)與站之間的無線連接僅借助于光傳輸線路來實現(xiàn)，例如在紅外線范圍內的光傳輸線路。這種設計的前提是發(fā)送方和接收方之間必須始終存在一條開放的可視線路。如果無意間中斷了發(fā)送方與接收方之間的這條開放的可視線路，例如由于打開的機器箱門或類似物而中斷，最終控制也會中斷，機器或站不能再通過操作區(qū)來進行控制。這樣可能會導致不受控制的機器狀態(tài)或站狀態(tài)，由此使得安全性大大降低，這是符合邏輯的結論。
通過本發(fā)明的建議，工作安全性和站的安全性得到顯著提高。通過采用頻率范圍在200MHz至100GHz的無線電頻帶，可以利用無線連接的操作區(qū)非常可靠地對站進行操作。特別地，采用1至10GHz之間的頻帶時得到了特別出色的操作效果，因為恰好在這個頻率范圍內的連接令人驚奇地具有非常高的抗干擾能力，并且非常穩(wěn)定。其中需要注意的是，本發(fā)明特別應用在切削機或其他加工機器，如電火花加工機等等中時，也許會遇到顯著的電磁干擾的危險，這顯然會影響到通信信道。但實際上這種影響非常小，這一方面可以通過所選擇的頻帶來減小干擾影響，另一方面通過工作在這樣的頻帶內的通信信道的適當傳輸協(xié)議可以產生有益的影響。但是首先建議實現(xiàn)1至10GHz之間的優(yōu)選頻率間隔，以及更多地在2至3GHz之間以及4至6GHz之間的子頻帶內，所建議的頻率范圍理論上可以很好地應用。在此特別提到了作為“藍牙”已知的技術，在藍牙技術中在發(fā)送方和接收方之間采用了最抗干擾的通信協(xié)議。
根據(jù)本發(fā)明，先前所述的兩部分措施已經分別解決了本發(fā)明的任務。因此本發(fā)明分別要求保護這兩部分內容。很顯然，這兩部分措施可以結合在一起，以顯著提高操作安全性。一方面，當控制站的時候操作人員必須處于相距站一段預定的距離的范圍內，另一方面，操作區(qū)與站之間的通信是有效、可靠和安全的。
這里是否將位置連接裝置設計為獨立的系統(tǒng)并不是重要的。根據(jù)本發(fā)明位置連接裝置可以以許多不同的方式來實現(xiàn)，也就是說，一方面位置連接裝置可以在一個獨立的模塊或系統(tǒng)中實現(xiàn)，或者在另一個變型中，根據(jù)通信信道情況建立的連接按照一定的方式被分析，以實現(xiàn)位置連接裝置。
例如可以如本發(fā)明的一個變型中那樣，使接收方以最小的信號強度來接收由操作區(qū)發(fā)出的信號，僅由此來激活位置連接裝置。如果在這個最小信號強度之下，則操作區(qū)與接收方之間的距離過大，因此要控制的站處于這個區(qū)域之外的范圍內。如果例如長時間地處于這個最小信號強度之下(這個臨界值可自由選擇)，則位置連接裝置被釋放(deaktiviert)，并且站的至少一種通過操作區(qū)進行控制的可能性在此之后被關閉。此外在給定情況下，還可以利用操作區(qū)來執(zhí)行站的相應顯示功能或診斷功能。
合適地，操作人員在最小信號強度之上的一個特定間隔內傳送相應的信息，以指出控制權限被取消的危險。同時站可以在一個適當?shù)陌踩珷顩r下工作，以確保站自身的安全。
位置連接裝置在某種程度上可以被作為功能來設置，它具有相應的功能性，并最終被激活或釋放，因此站可以通過操作區(qū)來操縱，尤其是操縱站是否可以被控制。這種做法尤其可以簡單地捆綁在方法過程中。
本發(fā)明所述的站特別適用于加工、測量、裝配或傳送作業(yè)，它可以被設置在加工線或生產線中，或者設置在一個加工中心內，利用本發(fā)明所述的站，可以借助于一個操作區(qū)來調用或控制一個站或多個站的所有功能。同時，站或中央控制單元可以利用操作區(qū)或通過操作區(qū)與操作員進行通信。通過便攜式的操作區(qū)，可以省去目前分別設置在每個站中的操作區(qū)。這里只需要站的控制裝置，它不僅與操作區(qū)相連接，而且也可以與加工線或生產線或者加工中心的中央控制單元相連接。這樣就省去了所有固定安裝的操作臺以及鑰匙開關或密碼裝置，而鑰匙開關或密碼裝置目前設置在各個操作臺中。此外，還省去了目前已知的便攜式操作區(qū)中易干擾的線纜，這種已知的操作區(qū)通過線纜與各個站相連接。這樣也減小了在加工線或生產線或者加工中心中發(fā)生故障的危險。
很顯然，還可以使一個操作區(qū)僅僅與一個單個的站相連接。顯然也可以考慮使操作區(qū)僅僅與加工線和生產線的一個中央操作單元形成連接。在購置或準備機器中的高昂開銷通過操作臺或密碼裝置及安全裝置而省去或者顯著降低了，因為現(xiàn)在一方面整個生產線或加工中心可以被設計為一體的，僅僅需要保證操作區(qū)與一個或多個站相連接，也可以與現(xiàn)有的中央控制單元形成連接。
根據(jù)本發(fā)明的一個具有優(yōu)點的改進型，站或中央控制單元分別通過至少一個發(fā)送器和至少一個接收器、而操作區(qū)通過一個發(fā)送/接收單元相互連接。這樣更安全地保證了站、中央控制單元和操作區(qū)之間的數(shù)據(jù)交換(或者通信)可以無問題地雙向進行。
根據(jù)本發(fā)明所述解決方案的一個具有優(yōu)點的改進型，至少一個操作區(qū)可以與多個站同時連接或者先后連接。其中可選地，操作區(qū)也可以同時與加工線或生產線或者加工中心的中央控制單元相連接。通過這種具有優(yōu)點的改進型，進一步減小了設備技術上的開銷。通過本發(fā)明的建議，例如可以通過一個操作區(qū)操縱和控制相繼設置的兩個站。其中適當?shù)?，操作區(qū)的顯示裝置為兩個站而劃分，這樣同時顯示不同的功能。本發(fā)明還可以通過非常好的方式實現(xiàn)相當復雜的控制作業(yè)。顯然還可以通過操作區(qū)來控制和操縱多個站，本發(fā)明并沒有對其應用范圍加以限制。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，操作區(qū)通過中央控制單元間接地對站的控制裝置產生影響，或者直接對其產生影響。
根據(jù)本發(fā)明有多種方式可以使操作區(qū)對控制裝置產生影響。根據(jù)站的設計方式，或者站在加工線或生產線中的連接方式，使操作區(qū)通過中央控制單元作用到站或站的控制裝置上是有利的。但是如果在站中已經提供了相應的邏輯(例如一個控制裝置)，則本發(fā)明也可以使操作區(qū)直接作用到站的控制裝置上，這樣做也是具有優(yōu)點的，因為可以相應減少數(shù)據(jù)網絡中的數(shù)據(jù)流量。在給定情況下，若在中央控制單元中詢問相應的資格和授權，則進行這樣的通信。
本發(fā)明所述的站的另外一個方面通過操作區(qū)和站或者其控制裝置的統(tǒng)一的功能程序、顯示程序和控制程序來給出，這種針對不同站的統(tǒng)一操作與各種機器類型無關。借助于這種變型，用于加工線或生產線或者加工中心的控制技術及程序技術上的開銷大大降低。各種機器類型或者其控制類型分別被編程為統(tǒng)一的功能程序、顯示程序、控制程序。
根據(jù)本發(fā)明，人們還發(fā)現(xiàn)，使操作區(qū)與加工線或生產線的中央控制單元進行無線連接是具有優(yōu)點的，在這種方式下，可由操作區(qū)調用和/或激活用于加工線或生產線或者用于特定的站的中央控制單元的程序和功能，或者可以將其傳輸?shù)讲僮鲄^(qū)上。這樣降低了用于操作區(qū)本身的開銷，因為在操作區(qū)處不需要設置特定的程序，這些程序已經在加工線或生產線的中央控制單元中提供了。只是需要注意，操作區(qū)可以與中央控制單元進行通信。
本發(fā)明所述的站的改進型的特征在于，站具有一個唯一的站編碼，并且基于這個站編碼在操作區(qū)中可以分別激活各個程序和功能。通過本發(fā)明的這種變型，可以僅僅為特定的程序和功能或者其執(zhí)行分別提供特定的操作區(qū)，或者為特定的站分別提供與之相匹配的程序、功能和/或數(shù)據(jù)。其中在另一個變型中，各個控制程序基于站編碼由中央控制單元或站調整到操作區(qū)中(在一定程度上是即時的(in-time))，這樣始終為操作區(qū)提供當前的程序版本。
使操作區(qū)具有一個唯一的操作區(qū)編碼也是具有優(yōu)點的。例如，在中央控制單元中存儲了哪個操作員處于生產線上的哪個操作區(qū)，例如當出現(xiàn)了相應的差錯指示時，符合目的地通過其操作區(qū)精確地呼叫各個操作員(與其有權執(zhí)行的操作、構成或者作業(yè)區(qū)域有關)，并且命令其進行相應的維護或調整工作。其中本發(fā)明所建議的操作區(qū)編碼允許唯一地、并且可靠地與各個操作員相關聯(lián)。
本發(fā)明所述的站的特征在于進行無線連接。這種連接可以是電磁連接，例如無線電連接、紅外線連接或光連接。為了實現(xiàn)無線連接，可以考慮采用多種技術上的可能性。特別地，無線電連接對于實現(xiàn)本發(fā)明的解決方案是特別適合的。在給定情況下，也可以借助于紅外線連接或光連接來實現(xiàn)本發(fā)明的解決方案。采用范圍在200MHz至100GHz范圍內的無線電頻帶的優(yōu)點已經在上面進行了詳細的說明。
還具有這樣的優(yōu)點可以通過操作區(qū)借助于一個身份識別裝置將特定的程序或功能分配給同一個操作員。這種類型的身份識別裝置例如為鑰匙開關、通過輸入或信號板進行的密碼詢問、磁條讀取器、芯片卡、在身體上攜帶的發(fā)射機應答器、或指紋識別、或者對眼睛虹膜的檢測。通過這種本發(fā)明所述的站的改進型，可以將各個操作員所允許進行的操作分別分配給各個操作區(qū)。
因此例如可以考慮，當特定的協(xié)同工作人員不具有對于某種特定作業(yè)的足夠資格時，僅僅分配給他該操作人員可以執(zhí)行的程序或功能。這例如可以是調整作業(yè)或換刀作業(yè)。例如也可以考慮將特定操作區(qū)僅對于該操作人員來編碼，以在裝配位置或送料位置處為工件設置在生產線上或者在其中為此而提供的進料輸送裝置。這樣大大提高了整個生產線或加工中心的操作安全性。
本發(fā)明所述的站的一個改進型的特征在于，操作區(qū)具有語言選擇菜單，通過它可以調整不同的語言。這樣保證了公司中的外國協(xié)作人員同時在加工線或生產線上工作時也能毫無問題地與站以及中央控制單元相互通信。顯然，也可以在設備交貨時在國外設置這個語言選擇菜單。其中相應的語言模塊或語言程序例如可以由中央控制單元來調用，或者由在身份識別中經過驗證的相應信息(數(shù)據(jù)域)中得到。
根據(jù)本發(fā)明的一種變型，將位置連接裝置設計為在操作區(qū)與加工線或生產線的站之間的附加的無線連接。如上面已經進一步說明的，位置連接裝置并沒有局限在設計為獨立的、附加的模塊，而且還可以使位置連接裝置相應地監(jiān)聽操作區(qū)與站之間已存在的通信信道，并且根據(jù)監(jiān)聽的結果位置連接裝置被激活或釋放。在這種變型中，位置連接裝置被設計為附加的無線連接。例如，建立附加的、基于無線電或光傳輸線路的通信。但是這里關于連接的概念也沒有加以限制。也可以例如通過定位來實現(xiàn)附加的無線連接，其中定位顯然也可以通過無線方式來實現(xiàn)。例如也可以在連接中將已交換的、用于控制所需的信息濾出。
這種方案具有這樣的優(yōu)點位置連接裝置在一個與操作區(qū)相分離的系統(tǒng)中，尤其是在一個個人身份識別設備中實現(xiàn)，只有當攜帶該系統(tǒng)的操作人員處于站的范圍內時位置連接裝置才被激活。例如已知將適當?shù)陌l(fā)射機應答器作為相應的個人身份識別設備來使用。在站的范圍內安裝了相應的讀取裝置，例如這樣來訪問站操作人員經過讀取器，從而激活位置連接裝置。在后面的步驟中同樣實現(xiàn)附加的無線連接。
本發(fā)明的另一個非常有效的可選實施例這樣給出位置連接裝置通過一個定位系統(tǒng)連續(xù)地確定操作區(qū)或操作人員的位置，只有當該位置處于站的范圍內時位置連接裝置才被激活。為此還提供了多種變型。例如在第一種變型中，在操作區(qū)中或者在操作人員所攜帶的系統(tǒng)中設置了一個全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器。這樣來確定操作區(qū)或操作人員的位置。該位置由操作區(qū)或該系統(tǒng)作為坐標通知給中央控制單元，或者通知給控制裝置。這里進行位置與站的范圍的比較。其中站的范圍是用坐標來表示的平面，在該平面之內應該允許對各個站進行操作。如果這個位置位于站的范圍之內，則位置連接裝置將被激活，并可以對站進行控制。如果這個位置位于站的范圍之外，則位置連接裝置被釋放，操作區(qū)不會對所屬的站產生影響，尤其是不會對其進行控制。
可選地，也可以通過測向(Peilung)來實現(xiàn)定位系統(tǒng)。在這種情況下，在站的范圍內設置了多個測向接收機，這些測向接收機通過由操作單元或系統(tǒng)發(fā)出的無線電波來相應地測定方位。這里也可以通過三角測量法來分別確定位置，并實現(xiàn)所述的比較。
除了這種以無線連接方式來實現(xiàn)的位置連接裝置之外，也可以將位置連接裝置設計為以電磁、機械、電氣或光學方式工作的開關。為此例如提供了運動報警器、交換機(Schranken)、光交換機、旋桿(Drehkreuze)以及類似的裝置，這些裝置相應地工作，由此確定操作人員位于站的范圍內。
使位置連接裝置只有在與站相隔一段預定的距離之內時才能被激活是有利的。這一距離可以通過多種方法來定義并設置。一方面例如可以通過操作區(qū)的發(fā)送功率來進行調節(jié)。此外，如果操作人員距離站及其接收器過遠，則在那里所相應獲得的信號下降到一個最小信號強度以下，控制連接被中斷。在定位時相應的距離由作為坐標而預定的平面來限定。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的變型中，位置連接裝置被設計為在無線電頻帶或紅外線波譜內工作的連接。如上所述其中位置連接裝置可以利用已經存在的連接，或者占用并建立分開的、獨立的連接。這里不希望與在視域范圍內、例如在紅外線波譜范圍內工作的系統(tǒng)相結合。為了實現(xiàn)更安全的數(shù)據(jù)傳輸，有利的方式是利用無線電線路。作為紅外線波譜，其中提供的頻譜范圍的波長在大約800納米至大約1毫米之間。
在另外一個變型中，最好這樣來激活位置連接裝置使得由操作區(qū)發(fā)出的信號通過多個在有些情況下預先是確定的接收器來接收。這樣可以為站內的操作人員分配某種運動方式，其中操作區(qū)由多個接收器來識別。然后這些接收器可以相應地被選出，以相應地控制或限制操作人員可能的運動方式。
對應于本發(fā)明所述的站的一種具有優(yōu)點的改進型，操作區(qū)被設計為一種戴在頭上的操作區(qū)單元。這種操作區(qū)單元承擔了控制、顯示及輸入任務。其中操作單元例如可以借助于前額帶(Stirnband)固定到操作人員的頭上。顯然也可以考慮將操作區(qū)單元設計為頭盔的形式，例如在摩托車運動或空軍裝備中已知的頭盔形式。
其中根據(jù)本發(fā)明操作區(qū)單元可以具有一個指示器(Visier)，通過它為操作人員顯示信息。
當操作區(qū)，特別是操作區(qū)單元，具有一個語音輸入和輸出系統(tǒng)時也是具有優(yōu)點的，通過這種系統(tǒng)實現(xiàn)操作人員與操作區(qū)之間的通信。
還發(fā)現(xiàn)操作區(qū)具有操作人員活動性傳感器是具有優(yōu)點的，當操作人員處于非常規(guī)的情況時這些傳感器做出反應，或者激活應急程序。例如，這些傳感器對于非常規(guī)的情況，如過度疲勞、短暫睡眠、發(fā)生事故、呼救或類似情況，做出反應。例如當站內的操作人員遇到意外時，通過這種傳感器可以將整個站或者加工線或生產線整個關閉，以保護操作人員。前面所述的這種本發(fā)明的實施方式具有特別的優(yōu)點，因為利用戴在頭上的操作區(qū)單元，操作人員獲得了進一步的行動自由。例如雙手被解放出來，用于另外的加工操作。同時可以借助于這種操作單元實現(xiàn)對眼睛的保護，如在許多企業(yè)中那樣，這也是由于勞動保護法的規(guī)定，尤其是在美國有強制性的規(guī)定。同時還可以保證對操作人員的身份識別。例如先前所說明的，可以通過虹膜分析或類似的方法來實現(xiàn)。
系統(tǒng)或操作區(qū)自身對于操作人員特定的未經允許的操作的反應進一步提高了工作安全性和操作的方便性。例如當操作人員短時間處于無意識狀態(tài)，或者當操作人員過度疲勞時，傳感器應該在指示器中識別出來。這類傳感器例如也可以對工作事故做出反應，并且在給定情況下使機器、站或者整個設備停止，并迅速進行救助。為此最好采用光學系統(tǒng)。但是另外的系統(tǒng)對于解決上述問題也是適用的。
本發(fā)明所述的站的一種改進型的特征在于，操作區(qū)具有一個對觸摸敏感的顯示屏，用于控制、顯示、輸入或操作功能。這種類型的顯示屏使用起來極其方便，并且已經在不同的領域內得以應用。這種對觸摸敏感的顯示屏設置或補充一個數(shù)字化轉換器是具有優(yōu)點的。以這種方式實現(xiàn)的現(xiàn)代操作區(qū)可以設計為便攜式的，它可以戴在脖頸或肩膀周圍的皮帶上。但是根據(jù)本發(fā)明，它也可以如前面所述設計為前額帶、頭盔或類似形式。
本發(fā)明所述的站的另外一個方面這樣給出在出現(xiàn)差錯報警或等待作業(yè)時，也可能與差錯類型或作業(yè)類型相關地，站自動將差錯信息或作業(yè)信息與已識別的差錯或已識別的作業(yè)相關地發(fā)送到一個特定的操作區(qū)。這樣，例如有資格解決正在等待的作業(yè)的操作人員可以立即得到通知和報告。操作人員例如還通過中央控制單元選擇操作區(qū)，所選出的操作區(qū)在位置上距離發(fā)出差錯報警或作業(yè)通知的站最近，從而使維護得到了優(yōu)化。
還發(fā)現(xiàn)操作區(qū)具有一個信息單元是具有優(yōu)點的，它通過差錯信息或作業(yè)信息的出現(xiàn)而被激活，從而相應地通知給操作人員。這種信息單元可以是以聲學的、光學的、和/或機械的方式工作的信息單元。當然也可以考慮前面所描述的可能的信息顯示方式的組合。
本發(fā)明所述的站的一種具有優(yōu)點的改進型的特征在于無線連接的數(shù)字化的數(shù)據(jù)傳輸。由此同樣對于站、對于操作區(qū)或者對于中央控制單元也使用了數(shù)字化的數(shù)據(jù)傳輸，這是具有優(yōu)點的。
還發(fā)現(xiàn)中央控制單元或站或者操作區(qū)記錄并存儲分別在站上通過操作區(qū)執(zhí)行的程序或功能是具有優(yōu)點的。這樣就可以理解在后面確定的、被執(zhí)行的操作或控制或者其他與功能相關的事務。這類信息對用于分析確定設備部分的干擾關系也是很重要的，這些設備部分可以排除已識別的缺陷。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，操作區(qū)具有一個信息顯示裝置和一個信息輸入裝置。操作區(qū)例如被設計為裝配有鍵盤或者鼠標控制器的陣列，它還具有用于顯示各個控制信息的顯示屏等等。為了進行操縱，還可以設置一個控制部件，它類似于一個游戲操縱桿。其中整個顯示屏這樣來實現(xiàn)它一方面被設計為非常耐用的，另一方面毫無問題地便攜，例如可以挎著攜帶。
本發(fā)明的任務還通過帶有至少一個站的加工線或生產線來解決，如前面在不同的實施方式中所述的那樣。通過具有便攜式操作區(qū)的本發(fā)明所述的站的加工線或生產線，所述操作區(qū)可以與一個或多個站、以及中央控制單元和多個操作區(qū)進行通信，保證了加工線和生產線或者加工中心顯著降低了用于控制設備和操作設備的成本開銷。此外，這種類型的加工線或生產線的特征在于，由操作人員的操作差錯所引起的易受干擾性在整體上降低了。
根據(jù)該加工線或生產線的一種具有優(yōu)點的改進型，多個站通過共用的發(fā)送器和接收器與至少一個操作區(qū)和/或中央控制單元相連接。此時可以同時或者先后地形成連接。
加工線或生產線的另外一個方面由此給出中央控制單元被設計為中央計算機。這樣所提供的程序或功能在整體上得到提高，這從整體上提高了加工線或生產線的通用性。由此可以在加工線或生產線或者加工中心內提供中央信息與操作系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以到達所有的設備或機器部件、中央計算機或中央控制單元、操作區(qū)或操作區(qū)之上相應的操作人員，還可以在它們之間交換信息和指令。這種類型的系統(tǒng)例如可以安裝在生產廠房內。數(shù)據(jù)交換中的數(shù)據(jù)安全性可以通過相應的數(shù)據(jù)安全連接來保證，例如通過數(shù)字化的無線電連接或者通過諸如電纜的能量供應系統(tǒng)的信息傳輸來實現(xiàn)。
在本發(fā)明的另外一個具有優(yōu)點的實施例中，加工線和生產線的站以及中央控制單元通過一個數(shù)據(jù)網絡彼此連接，發(fā)送/接收器或者位置連接裝置通過站間接地與數(shù)據(jù)網絡相連接，或者直接與其相連接。利用這種數(shù)據(jù)網絡一方面可以監(jiān)控并協(xié)調通過加工線的站的工件流。另一方面還可以利用這種數(shù)據(jù)網絡將相應的指令從操作區(qū)傳遞到中央控制器，或者通過網絡中的發(fā)送器和接收器傳遞到各個站，或者直接傳遞到站。
本發(fā)明的任務還通過在加工線或生產線中應用一種便攜式操作區(qū)來解決，所述操作區(qū)與至少一個站、和/或加工線和/或生產線或者加工中心的中央控制單元相連接。前面已經描述的所有優(yōu)點也通過在加工線或生產線中采用便攜式操作區(qū)得以實現(xiàn)。
本發(fā)明的任務進一步通過一種方法來實現(xiàn)，該方法用于為了顯示、控制和/或診斷的目的在操作區(qū)與站之間建立通信，特別是根據(jù)前面所述的一種或多種解決方案來實現(xiàn)。其中首先在操作區(qū)與站之間建立一條通信信道，至少將站的編碼傳輸?shù)讲僮鲄^(qū)，然后基于站的編碼可以在操作區(qū)上操作或調用分別用于各個站的程序或功能。
該方法的一個改進型的特征在于，操作區(qū)根據(jù)由中央控制單元或中央計算機得出的站編碼調整各個程序或功能。當然也可以根據(jù)操作區(qū)、站和中央計算機之間的相互通信由中央計算機調用各個程序功能。
本發(fā)明所述方法的一個改進型的特征在于，使用者通過一個身份識別裝置在操作區(qū)處進行身份識別，然后與使用者相關地提供各個程序或功能。還有一種具有優(yōu)點的方法，其特征在于，操作區(qū)同時與兩個或多個站相連接，或者與中央計算機或中央控制單元相連接。
此外，該方法的特征還在于，一個站與兩個或多個操作區(qū)相連接，也可以同時與中央控制單元相連接。
根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種變型，建議在建立通信信道的同時、之前或之后對位置連接裝置進行檢驗，如果檢驗結果是積極的則激活位置連接裝置。在通信建立之后需要立即對位置連接裝置進行檢驗，因為只有當位置連接裝置被激活時，站的操作工作，特別是對站的控制才可能進行?？蛇x地，如果位置連接裝置還沒有被激活，則只傳輸維護、診斷和狀態(tài)信息，而在控制的意義上說沒有對機器施加影響。
在本發(fā)明的范圍內，還在位置連接裝置中檢驗是否由操作區(qū)發(fā)出了用于操作位置連接裝置的另一個信號，以及該信號是否由接收器接收。如果這樣的信號以足夠的場強被接收，則位置連接裝置被激活，并可以對站進行控制。
以相同的方式，在位置連接裝置中檢驗是否由操作人員來操作一個任意設計的、位于站的范圍內的開關。如果有這樣一個開關在工作，則位置連接裝置被激活。
此外在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中還建議，在操作區(qū)為了顯示、控制或診斷的目的而訪問站之前，操作人員的身份通過身份識別裝置來獲得，在中央控制單元進行檢驗，并根據(jù)檢驗的結果，向這個操作人員開放特定的程序、功能、權限或作業(yè)區(qū)，并且在向操作人員開放之后，操作區(qū)在上述開放的范圍內直接對站進行訪問。通過本發(fā)明所述的這種方法實現(xiàn)了兩個優(yōu)點。首先，可以在中央控制單元中，在一個相應的數(shù)據(jù)庫內對操作人員集中進行管理，并對操作人員開放對于程序、功能、權限或作業(yè)區(qū)的相應權力，由此可以對各個不同的站進行相應的控制。其優(yōu)點在于實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的集中維護。而在此之后不再對中央控制單元進行回訪，而是由操作區(qū)在上述的開放范圍內直接對站進行訪問。這樣使控制的速度大大加快，因為數(shù)據(jù)網絡不再承擔數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?。這使得操作可以更安全，并且可靠、快捷地進行。
本發(fā)明提供下列優(yōu)點。通過使用便攜式操作區(qū)，這些操作區(qū)可以分別固定地分配給操作人員，或者根據(jù)身份識別的結果來分配，操作區(qū)還可以與加工和傳送模塊或各個設備部件或設備站、以及加工線或生產線的中央控制單元進行連接或通信，省去了所有固定安裝的操作臺及各個站或設備部件。此外還省去了相應的安全裝置，如鑰匙開關或密碼裝置，這類安全裝置目前必須在固定安裝的操作臺上實現(xiàn)。
操作區(qū)可以為每個操作人員對于語言、顯示和功能范圍分別進行配置，由操作人員來操作其模塊和站或者設備部件，并且操作人員可以在該處使用其功能。另外，顯然操作人員無資格訪問的特定功能被相應地關閉和阻塞。也就是說，作業(yè)分配和資格驗證可以有選擇性地在選出的機器上實現(xiàn)。其中省去了用于各個站的鑰匙開關和密碼器。此外，還可以限制操作員操作通常沒有得到保護的功能的范圍。為處于無線連接區(qū)域內的操作人員持續(xù)地提供了用于機器單元、站、中心、傳送、傳輸媒介的所有診斷功能。操作人員不必直接位于站上，以例如對于預警、缺少部件、干擾報告或類似狀況進行通知。
例如可以使機器或站根據(jù)需要獨立地通知相應的人員。由此給出了另一個優(yōu)點與機器類型和控制器生產商無關地，為操作區(qū)在整體上提供了統(tǒng)一的操作員界面。這樣排除了現(xiàn)有的干擾源。操作臺的便攜性能非常符合人體工程學。例如還可以將目前由多個操作人員執(zhí)行的特定作業(yè)分配給一個操作人員。
下面借助于實施例和附圖進一步說明本發(fā)明。如圖所示

圖1帶有根據(jù)本發(fā)明設計的站的加工線和生產線；圖2在中央控制單元的站與操作區(qū)之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ芸驁D；圖1示出了一個加工線或生產線I的示意圖，在它的兩側設置有站1-4。在加工線或生產線I的出口處設置中央控制單元II。沿著加工線或生產線I有多個操作人員在移動，這些操作人員僅僅示范性地表示。在這種實施方式中，僅選擇了兩個操作人員。很顯然，在加工線和生產線上可能有更多的操作人員。這始終特別地根據(jù)設備的規(guī)模來確定。
這類加工線和生產線的大小等級占據(jù)了整個廠房，顯然沿著加工線和生產線有許多站和許多操作人員。操作人員9和10攜帶著便攜式操作區(qū)6。其中操作區(qū)6例如裝配了發(fā)送器17和接收器18，它們可以與站1-4以及中央控制單元II形成無線連接。操作人員9和10是自由活動的，并且沒有固定地位于通常情況固定設置在站1-4處的操作臺或操作區(qū)上。他們也沒有通過線纜與各個站或中央控制單元II相連接，而是例如可以通過無線電連接與所有例如用于維護或診斷的設備部件及中央控制單元II進行通信。站1-4以及中央控制單元II通過數(shù)據(jù)網絡12彼此連接。在這個數(shù)據(jù)網絡12中，以及在站1-4中都設置了發(fā)送器和接收器7、8。操作區(qū)6的發(fā)送/接收單元17、18可以通過各個站1-4的發(fā)送器/接收器7、8來訪問數(shù)據(jù)網絡12，也可以直接訪問數(shù)據(jù)網絡12。這樣的系統(tǒng)大大提高了操作的方便性，因為例如為了診斷的目的(而不是為了控制的目的)從任意的一個位置出發(fā)，可以訪問數(shù)據(jù)網絡12和連接在數(shù)據(jù)網絡上的單元。
從圖1可以看出，站1-4以及中央控制單元II同樣都具有發(fā)送器7和接收器8。其中在各個站上附帶地設置了站5的控制裝置。本發(fā)明的所有前面已經描述過的具有優(yōu)點的實施方式可以借助于這種選出的解決方案來實現(xiàn)。在根據(jù)圖1的示意圖中，只表示出了站2與操作人員9之間通過操作區(qū)6的連接。正如前面已經說明的，可以同時實現(xiàn)與多個站和/或中央控制單元的連接。此外還設置了位置連接裝置11，它與站2協(xié)同工作。只有當操作人員9處于站2的范圍內時位置連接裝置11才被激活。為此描述了各種不同的手段。如果位置連接裝置11被激活，則站2至少對于使用者9的控制應用而開放。
圖2示出了一個框圖，它表示出本發(fā)明所述各個組成部分之間是如何進行通信的。例如當操作人員9在操作區(qū)6處已經經過登記或身份識別之后，該操作人員現(xiàn)在可以通過中央控制單元調用該控制單元中分配給他的功能。同時，他可以通過操作區(qū)6同時或者先后地調用各個站1、2或3，并操作分配給他的功能。各個站之間的通信當然也可以這樣來實現(xiàn)僅僅在站1處設置一個發(fā)送器和一個接收器，并且站1、2和3相互連接，這樣各個站1-4、操作區(qū)6以及中央控制單元II之間的信息交換或數(shù)據(jù)交換僅通過站1的發(fā)送器和接收器來完成。各個站與中央控制單元II之間的數(shù)據(jù)交換當然也可以與操作區(qū)6無關地進行。
現(xiàn)在通過本申請和后面所附的權利要求試圖不帶偏見地實現(xiàn)進一步的保護。
如果需要得到更詳細的證明，特別是通過相關現(xiàn)有技術來證明，對于本發(fā)明的目標的一個或其他特征盡管是適當?shù)?，但是并不是起決定性作用的，顯然現(xiàn)在已經力圖實現(xiàn)的表述不再包含這樣的特征，尤其是獨立權利要求中的特征。
在從屬權利要求中所反映的內容通過各個從屬權利要求的技術特征表明了獨立權利要求的主題的其他實施方式。但是這并不意味著要放棄對所反映的從屬權利要求的技術特征的獨立的、具體的保護。
迄今為止僅在本說明書中公開的技術特征在方法的實施過程中對本發(fā)明具有本質上的意義，例如可以要求針對現(xiàn)有技術進行劃界。
僅在本發(fā)明書中公開的技術特征，或者權利要求中的各個技術特征，包含了多項技術特征，當這樣的技術特征與其他技術特征相結合的時候，或者與其他技術特征，特別是有益的技術效果相結合來實現(xiàn)的時候，可以在第一項權利要求中針對現(xiàn)有技術進行劃界。
權利要求
1.一種站，尤其是加工站、測量站、傳送站及類似設備，特別設置在加工線或生產線中，具有至少一個帶有操作區(qū)的控制裝置，用于站的顯示、控制和/或診斷功能，其中操作區(qū)(6)以便攜和無線的方式至少對站的控制裝置(5)產生影響，其特征在于，設置了一個位置連接裝置，只有當位置連接裝置被激活時便攜式的操作區(qū)(6)才可以對控制裝置(5)或站(1-4)產生影響。
2.如權利要求1所述的站，其特征在于，站(1-4)或中央控制單元(II)與操作區(qū)(6)分別通過至少一個發(fā)送器(7)和至少一個接收器(8)相互連接，并且操作區(qū)(6)具有一個發(fā)送/接收單元(17，18)，用于與站(1-4)或中央控制單元(II)進行雙向通信。
3.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，至少一個操作區(qū)(6)可以與多個站(1-4)同時或者先后連接。
4.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)通過中央控制單元(II)間接地對站(1-4)的控制裝置(5)產生作用，或者直接對其產生作用。
5.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，用于站(1-4)或站的控制裝置(5)的統(tǒng)一的功能、顯示和控制程序這樣來給出與各種機器類型無關地統(tǒng)一操作不同的站。
6.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)與加工線和生產線(I)的中央控制單元(II)以這樣的方式無線連接用于加工線和生產線(I)或者用于指定的站的中央控制單元(II)的程序和功能可以由操作區(qū)(6)來調用和/或激活，或者可傳輸?shù)讲僮鲄^(qū)上。
7.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，站(1-4)具有唯一的站編碼，并可以根據(jù)站編碼在操作區(qū)(6)中激活分別用于站的各個程序和功能。
8.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)具有唯一的操作區(qū)編碼。
9.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，通過操作區(qū)(6)，借助于一個身份識別裝置，例如鑰匙開關、通過輸入?yún)^(qū)和顯示區(qū)進行的密碼詢問、磁條讀取器、芯片卡、發(fā)射機應答器或類似裝置，可以為操作人員分配特定的程序、功能、權限或作業(yè)區(qū)。
10.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，無線連接是電磁連接，例如為無線電連接、紅外線連接或光連接。
11.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)具有語言選擇菜單，利用這個語言選擇菜單可以調節(jié)語言。
12.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，位置連接裝置被設計為操作區(qū)與站或加工線或者生產線之間的附加的無線連接。
13.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，位置連接裝置在一個與操作區(qū)分開的系統(tǒng)中實現(xiàn)，特別在一個個人身份識別裝置中實現(xiàn)，并且只有當攜帶該系統(tǒng)的操作人員處于站的范圍內時位置連接裝置才能被激活。
14.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，位置連接裝置由一個用于連續(xù)確定操作區(qū)位置或操作人員位置的定位系統(tǒng)構成，并且只有當該位置處于站的范圍內時位置連接裝置才能被激活。
15.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，位置連接裝置被設計以電磁、機械、電氣或光學方式工作的開關。
16.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，位置連接只有當操作人員處于與站相隔一段預定距離的范圍內時才能被激活。
17.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，位置連接裝置被設計為在無線電頻帶或紅外波譜范圍內工作的連接。
18.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，這樣來激活位置連接裝置從操作區(qū)發(fā)出的信號由接收器以一個最小信號強度來接收。
19.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，這樣來激活位置連接裝置從操作區(qū)發(fā)出的信號由多個可以預先確定的接收器來接收。
20.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)被設計為戴在頭上的、尤其是眼鏡式的操作區(qū)單元。
21.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)單元具有一個指示器，通過它來為操作人員(9，10)顯示信息。
22.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)，尤其是操作區(qū)單元，具有語音輸入和輸出系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)操作人員與操作區(qū)(6)之間的通信。
23.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)具有操作人員活動性傳感器，它識別操作人員(9，10)的非常規(guī)狀態(tài)，并且還可以激活應急程序，特別是使站或生產線停止。
24.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)具有數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)顯示裝置，尤其是對觸摸敏感的顯示屏，用于控制、顯示、輸入或操作功能。
25.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，當出現(xiàn)差錯報告或等待作業(yè)時，站(1-4)可以根據(jù)差錯類型或作業(yè)類型將差錯信息或作業(yè)信息傳輸?shù)讲僮鲄^(qū)(6)上，根據(jù)差錯類型或作業(yè)類型傳輸?shù)街付ǖ牟僮鲄^(qū)(6)上。
26.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，操作區(qū)(6)具有一個以聲學、光學和/或機械方式工作的信息單元，它通過差錯信息或作業(yè)信息的出現(xiàn)而被激活。
27.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于無線連接的數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸。
28.如以上權利要求中一項或多項所述的站，其特征在于，中央控制單元(II)或站(1-4)或者操作區(qū)(6)記錄并存儲分別在站上通過操作區(qū)(6)執(zhí)行的程序/功能。
29.一種站，尤其是加工站、測量站、傳送站及類似設備，特別設置在加工線或生產線中，具有至少一個帶有操作區(qū)的控制裝置，用于站的顯示、控制和/或診斷功能，其中操作區(qū)(6)以便攜和無線的方式至少對站的控制裝置(5)產生影響，特別是如上述權利要求中的一項或多項所述的，其特征在于，操作區(qū)(6)與控制裝置(5)之間的無線連接通過無線電來實現(xiàn)，尤其是頻率范圍在200MHz至100GHz之間，優(yōu)選地在1至10GHz之間，特別是在2至3GHz之間以及4至6GHz之間的無線電。
30.具有至少一個如上述權利要求中一項或多項所述的站(1-4)的加工線或生產線。
31.如權利要求30所述的加工線或生產線，其特征在于，多個站(1-4)通過共用的發(fā)送器(7)和接收器(8)與至少一個操作區(qū)(6)和/或中央控制單元(II)相連接。
32.如權利要求30和31中的一項或兩項所述的加工線或生產線，其特征在于，中央控制單元(II)被設計為中央計算機。
33.如權利要求30至32中的一項或多項所述的加工線或生產線，其特征在于，加工線或生產線的站(1-4)以及中央控制單元(II)通過一個數(shù)據(jù)網絡彼此連接，發(fā)送器/接收器(7，8)或者位置連接裝置通過站間接地與數(shù)據(jù)網絡相連接，或者直接與其相連接。
34.一種為了顯示、控制和/或診斷的目的在操作區(qū)與站之間建立通信的方法，這里的站特別是如權利要求1至29中的一項或多項所述，其中首先在操作區(qū)與站之間建立一條通信信道，至少將站編碼傳輸?shù)讲僮鲄^(qū)中，并可以根據(jù)站編碼在操作區(qū)上操作用于站的各個程序或功能。
35.如權利要求34所述的方法，其特征在于，只有位置連接裝置被激活后才能對站進行操作。
36.如權利要求34和35中的一項或兩項所述的方法，其特征在于，在建立通信信道的同時、之前或之后對位置連接裝置進行檢驗，當?shù)玫椒e極的檢驗結果時激活位置連接裝置。
37.如權利要求34至36中的一項或多項所述的方法，其特征在于，在位置連接裝置中檢驗是否由操作區(qū)發(fā)出了用于操作位置連接裝置的另一個信號，并且由接收器接收這個信號。
38.如權利要求34至37中的一項或多項所述的方法，其特征在于，在位置連接裝置中檢驗操作人員是否在操作位于站的范圍內的開關。
39.如權利要求34至38中的一項或多項所述的方法，其特征在于，操作區(qū)根據(jù)站編碼從中央控制單元(II)獲得各個程序/功能。
40.如權利要求34至39中的一項或多項所述的方法，其特征在于，操作人員通過一個身份識別裝置在操作區(qū)處進行身份識別，并與使用者相關地提供各個程序/功能。
41.如權利要求34至40中的一項或多項所述的方法，其特征在于，一個操作區(qū)同時與兩個或更多的站相連接。
42.如權利要求34至41中的一項或多項所述的方法，其特征在于，一個站與兩個或更多的操作區(qū)同時連接。
43.如權利要求34至42中的一項或多項所述的方法，其特征在于，在操作區(qū)為了顯示、控制和/或診斷的目的訪問站之前，通過身份識別裝置所獲得的操作人員的身份在中央控制單元中進行驗證，根據(jù)驗證的結果為該操作人員開放特定的程序、功能、權限或作業(yè)區(qū)，在對操作人員開放之后，操作區(qū)在上述的開放范圍內直接對站進行訪問。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種站，尤其是加工站、測量站、傳送站或類似設備，特別設置在加工線或生產線中，具有至少一個帶有控制區(qū)的控制裝置，用于站的顯示、控制和/或診斷功能。本發(fā)明的特征在于，操作區(qū)以便攜和無線的方式與至少一個站或站的控制裝置、和/或操作線或者生產線的中央控制單元連接。
文檔編號G05B19/418GK1503468SQ200310118360
公開日2004年6月9日 申請日期2003年11月25日 優(yōu)先權日2002年11月25日
發(fā)明者彼得·斯泰格, 彼得 斯泰格 申請人:格魯博-工廠布克哈特格魯博E.K.