Gütertransportsystem, Steuereinheit , Bausatz , Simulationsprogrammprodukt und Verwendung einer Aktivkomponente eines Planarmotors

Die Erfindung betri f ft ein Gütertransportsystem und eine zugehörige Steuereinheit . Ebenso betri f ft die Erfindung einen Bausatz , der zum Herstellen eines korrespondierenden Gütertransportsystems eingerichtet ist . Ferner betri f ft die Erfindung ein Simulationsprogrammprodukt , das dazu eingerichtet ist , ein Betriebsverhalten eines entsprechenden Gütertransportsystems zu simulieren .

Die Internationale Anmeldung WO 2022 / 063848 Al of fenbart ein elektromagnetisches Transportsystem, das eine Mehrzahl an Transporteinheiten aufweist , die entlang von Transportstre- cken über Antriebsspulen bewegbar sind . Die Transportstrecken können mit Langstatorlinearmotoren, Planarmotoren oder Kombinationen hiervon versehen sein .

Aus der Patentanmeldung US 2021 / 0336522 Al ist ein Transportsystem bekannt , da eine Mehrzahl an Planarmotoren umfasst , auf denen Güter auf flachen Transportgleitern beweglich sind . Die Transportgleiter sind durch die Planarmotoren derart steuerbar, dass ihre Bewegungsrichtung änderbar ist .

Gütertransportsysteme werden in einer Viel zahl an Automatisierungsanlage , insbesondere Fertigungsanlagen oder Logistiksystemen, eingesetzt . Es besteht Bedarf an einer steigenden Transportkapazität , insbesondere in Form einer gesteigerten Durchsatzgeschwindigkeit des Gütertransportsystems . Gleichzeitig werden steigende Anforderungen in puncto Vielseitigkeit gestellt , um unterschiedliche Transportrouten innerhalb des Gütertransportsystems zu bedienen . Gleichzeitig wird eine erhöhte Wirtschaftlichkeit gefordert . Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde , eine Möglichkeit bereitzustellen, die in zumindest einem der ski z zierten Aspekte eine Verbesserung bietet .

Die Aufgabenstellung wird durch ein erfindungsgemäßes Gütertransportsystem gelöst , das in einer Automatisierungsanlage , beispielsweise einer Fertigungsanlage oder einem Logistiksystem, einsetzbar ist . Das Gütertransportsystem umfasst zumindest eine Zufuhrschiene und eine Abfuhrschiene , die j eweils als Linearmotor ausgebildet sind . Auf der Zufuhrschiene ist ein Werkstückträger vorgebbar bewegbar . Die Bewegung des Werkstückträgers ist hierbei im Wesentlichen ein berührungsloses Gleiten durch elektromagnetische Felder . In einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Gütertransportsystems ist der Werkstückträger, der dem Transport eines Transportguts dient , mit einer vorgebbaren Richtung, Geschwindigkeit und Beschleunigung linear beweglich . Analog dient die Zufuhrschiene dazu, den Werkstückträger vorgebbar linear zu bewegen . Im Sinne des erfindungsgemäßen Gütertransportsystems dient die Zufuhrschiene einem Zuführen des Werkstückträgers und die Abfuhrschiene einem Abführen des Werkstückträgers , auf dem das Transportgut transportierbar ist .

Das Gütertransportsystem weist ein Umlenkmodul auf , das zwischen der Zufuhrschiene und der Abfuhrschiene angeordnet ist . Das Umlenkmodul ist derart angeordnet , dass der Werkstückträger auf dem Weg von der Zufuhrschiene zur Abfuhrschiene das Umlenkmodul gleitend überquert . Das Umlenkmodul ist dazu ausgebildet , auf eine Bewegung des Werkstückträgers einzuwirken . Erfindungsgemäß ist das Umlenkmodul hierzu als Aktivkomponente eines Planarmotors ausgebildet . Das Umlenkmodul ist mit ansteuerbaren elektromagnetischen Komponenten, insbesondere Elektromagneten, versehen, die zu einem Einwirken auf den Werkstückträger ausgebildet sind . Infolgedessen ist der Werkstückträger entlang und quer zu einer durch die Zufuhrschiene vorgegebenen Richtung bewegbar . Die durch die Zufuhrschiene und/oder die Transportschiene vorgegebene Richtung ist dabei als Transporthauptrichtung auf zufassen . Im Betrieb des erfindungsgemäßen Gütertransportsystems ist das Umlenkmodul als eine Weiche einsetzbar, durch die der Werkstückträger auf eine Abfuhrschiene umlenkbar ist , die im Wesentlichen beliebig ausgerichtet sein kann . Dies erlaubt es beispielsweise , den Werkstückträger mit einen reduzierten Kurvenradius umzulenken . Ebenso sind geometrisch komplexere Umlenkungen des Werkstückträgers möglich . Das erfindungsgemäße Gütertransportsystem erlaubt damit komplexe Automatisierungsanlagen kompakt aus zubilden . Gleichzeitig ist durch die Verwendung von Linearmotoren als Zufuhrschiene und als Abfuhrschiene eine erhöhte Transportgeschwindigkeit erzielbar, also eine gesteigerte Durchsatzgeschwindigkeit im Gütertransportsystem . Die Verwendung aufwendiger Manipulatoren, beispielsweise von Roboterarmen, zum Umlenken von Werkstückträgern und/oder Transportgütern auf andere Gütertransportsyste- me ist ebenso entbehrlich . Dadurch ist das erfindungsgemäße Gütertransportsystem kostenef fi zient und auch für Transportgüter geeignet , die anfällig für Beschädigungen bei einer Handhabung durch Manipulatoren sind . Linearmotoren und Planarmotoren weisen eine reduzierte Anzahl an beweglichen Teilen auf und bieten dadurch eine erhöhte Robustheit gegen Verschleiß . Das erfindungsgemäße Gütertransportsystem weist dadurch auch eine erhöhte Zuverlässigkeit auf .

Erfindungsgemäß ist der Werkstückträger durch das Umlenkmodul um eine Drehachse vorgebbar rotierbar . Die Drehachse steht dabei im Wesentlichen senkrecht zur Hauptebene des Umlenkmoduls , die der Werkstückträger im bestimmungsgemäßen Betrieb überquert . Die Drehrichtung ist hierbei durch ein entsprechendes Ansteuern des Umlenkmoduls , also der Aktivkomponente , vorgebbar . Hierdurch ist der Werkstückträger unter Anpassung seiner Ausrichtung von der Zufuhrschiene an die Abfuhrschiene weiterleitbar . Insbesondere kann der Werkstückträger auf dem Umlenkmodul in eine Ausrichtung gebracht werden, die ein vereinfachtes Einfädeln auf der Abfuhrschiene ermöglicht . Dadurch sind in einer Automatisierungsanlage , in der das Gütertransportsystem eingesetzt wird, weitere Handhabungen entbehrlich oder werden zumindest vereinfacht . Weiter erfindungsgemäß sind die Zufuhrschiene und/oder die Abfuhrschiene mit mechanischen Führungselementen versehen, durch die ein Aus fädeln bzw . Einfädeln des Werkstückträgers unterstützt wird . Dadurch kann ein Umlenken des Werkstückträgers weiter unterstützt werden .

In einer Aus führungs form des beanspruchten Gütertransportsys- tems kann der Linearmotor, der beispielsweise als Zufuhrschiene bzw . Abfuhrschiene eingesetzt wird, als nur zu einem linearen Bewegen des Werkstücks ausgebildet sein . Das Werkstück ist folglich auf der Zufuhrschiene und/oder Abfuhrschiene nur eindimensional beweglich . Derartige Linearmotoren sind einfacher und kostenef fi zienter als Planarmotoren, die eine zumindest zweidimensionale Bewegung des Werkstückträgers erlauben, insbesondere eine Bewegung entlang zweiter translatorischer Achsen . Die Verwendung komplexer und kostenintensiver Planarmotoren wird beim beanspruchten Gütertransportsys- tem somit reduziert .

Ebenso kann das Umlenkmodul zumindest in einem zentralen Bereich frei von mechanischen Führungselementen ausgebildet sein . Der zentrale Bereich des Umlenkmoduls kann hierbei ein Bereich sein, in dem in einem bestimmungsgemäßen Betrieb das Umlenken des Werkstückträgers erfolgt . Der zentrale Bereich kann insbesondere ein Bereich auf dem Umlenkmodul sein, in dem sich mögliche Pfade des Werkstückträgers kreuzen und/oder sich verzweigen . Das Umlenken des Werkstückträgers kann dadurch über Steuerbefehle , die von einer Steuereinheit des Gütertransportsystems ausgebbar sind, vorgegeben werden . Dadurch, dass das Umlenkmodul zumindest im zentralen Bereich frei von Führungselementen ausgebildet ist , sind die Freiheitsgrade , die der Werkstückträger auf dem Umlenkmodul hat , stärker ausnutzbar . Das technische Potential des Umlenkmoduls wird dadurch sachgerecht ausgenutzt . Optional kann das Umlenkmodul in zumindest einem Randbereich mit einem mechanischen Führungselement versehen sein, beispielsweise um zu verhindern, dass ein Werkstückträger das Umlenkmodul , und da- mit das Gütertransportsystem, verlässt . Weiter alternativ kann das Umlenkmodul frei von mechanischen Führungselementen ausgebildet sein .

In einer Aus führungs form des beanspruchten Gütertransportsys- tems kann der Werkstückträger mit mindestens einer Passivkomponente eines Planarmotors versehen sein . Unter einer Passivkomponente ist hierbei ein Gegenstück zur Aktivkomponente zu verstehen, die nicht unmittelbar ansteuerbar ist und ausschließlich über passive Komponenten verfügt . Der Werkstückträger kann mit einer einzigen Passivkomponente versehen sein, wodurch dieser in einfacher Weise ansteuerbar ist . Insbesondere ist eine Erfassung einer Position und/oder Ausrichtung des Werkstücks vereinfacht . Alternativ kann der Werkstückträger mit einer Mehrzahl an Passivkomponenten versehen sein . Die Passivkomponenten können beabstandet zu einem Schwerpunkt des Werkstückträger, des Transportguts oder eines kombinierten Schwerpunkts des Werkstückträger und des Transportguts angeordnet sein . Die hieraus resultierenden gesteigerten Hebellängen erlauben ein beschleunigtes Rotieren des Werkstückträgers . Ein Geschwindigkeitsverlust , und damit ein Zeitverlust am Umlenkmodul ist hierdurch reduzierbar . Dies erlaubt es , die auf der Zufuhrschiene erzielbare Geschwindigkeit des Werkstückträgers stärker aus zuschöpfen .

In einer weiteren Aus führungs form des beanspruchten Gütertransportsystems können die Zufuhrschiene und die Abfuhrschiene bezogen auf ihre Transporthauptachsen zueinander versetzt angeordnet sein . Dementsprechend verfehlt der Werkstückträger bei geradliniger Weiterbewegung entlang der Transporthauptsachse der Zufuhrschiene die Abfuhrschiene . Infolgedessen ist das Umlenkmodul dazu ausgebildet , eine Bahn des Werkstückträgers parallel zu seiner Hauptebene zu versetzen, also beispielsweise bogenförmig oder S- förmig umzulenken . Die Zufuhrschiene und die Abfuhrschiene können zueinander eine im Wesentlichen beliebige Ausrichtung ausweisen . Das beanspruchte Gütertransportsystem ist somit an eine bestehende Automatisierungsanlage anpassbar und kann im Zuge eines Umbaus oder eines Upgrades nachgerüstet werden . Insbesondere kann die Vielseitigkeit einer bestehenden Automatisierungsanlage durch das beanspruchte Gütertransportsystem gesteigert werden .

Des Weiteren kann die Aktivkomponente des Planarmotors eine Polpaarweite aufweisen, die im Wesentlichen der Polpaarweite eines Linearmotors , also beispielsweise der Zufuhrschiene und/oder der Abfuhrschiene , entspricht . Alternativ kann die Aktivkomponente des Planarmotors eine Polpaarweite aufweisen, die im Wesentlichen einem ganz zahligen Viel fachen oder ganzzahligen Bruchteil der Polpaarweite des j eweiligen Linearmotors entspricht . Hierzu können Spulen in der Aktivkomponente des Planarmotors und im Linearmotor j eweils geeignete Polbreiten aufweisen . Die Spulen in den Linearmotoren können in Spulenreihen angeordnet sein und die Spulen in der Aktivkomponente des Planarmotors in einer Gitter- oder Array-Anordnung . Infolge der entsprechend angepassten Polpaarweiten ist der Werkstückträger auf dem Umlenkmodul und der Zufuhrschiene bzw . Abfuhrschiene gleichartig ansteuerbar, also lenkbar .

Ferner kann der Werkstückträger im beanspruchten Gütertransportsystem beabstandet zur Hauptebene des Umlenkmoduls mit mechanischen Führungselementen versehen sein . Die mechanischen Führungselemente kontaktieren die Hauptebene nicht . Die Führungselemente können beispielsweise als Rollen, Gummilippen, Federbeine oder Schienen ausgebildet sein .

In einer weiteren Aus führungs form des beanspruchten Gütertransportsystems umfasst zumindest der Linearmotor, der als Zufuhrschiene bzw . Abfuhrschiene dient , eine Mehrzahl an parallel angeordneten Spulenreihen, die unabhängig ansteuerbar sind . Die parallele Anordnung ist hierbei auf die j eweilige Haupttransportrichtung der Zufuhrschiene bzw . Abfuhrschiene bezogen . Korrespondierend dazu können Magnetpakete am Werkstückträger im Bereich paralleler Kanten des Werkstückträgers angeordnet sein . Mittels der parallel angeordneten Spulenreihen ist so ein präziserer elektromagnetischer Eingri f f zwi- sehen dem j eweiligen Linearmotor, also seinen Aktivkomponenten, und dem Werkstückträger möglich . Dies ermöglicht eine beschleunigte Bewegung des Werkstückträgers auf der Zufuhrschiene bzw . Abfuhrschiene und eine präzisere Führung des Werkstückträgers . Ebenso ist auf den Werkstückträger beim Erreichen des Umlenkmoduls durch ein ungleiches Ansteuern der Spulenreihen ein Drehimpuls ausübbar . Hierdurch kann ein komplexes Umlenken des Werkstückträger auf dem Umlenkmodul eingeleitet und/oder unterstützt werden .

Weiter kann im beanspruchten Gütertransportsystem in einem Bereich des Umlenkmoduls ein Erfassungsmittel vorgesehen sein, das zu einem Erfassen einer Position und/oder Ausrichtung des Werkstückträgers ausgebildet ist . Das Erfassungsmittel kann zumindest ein elektrisches Erfassungsmittel sein, das zumindest eine elektrische Größe an einer Spule der Aktivkomponente des Planarmotors , also am Umlenkmodul , erfasst . Die elektrischen Erfassungsmittel können beispielsweise als Hallsensoren ausgebildet sein, die baugleich ausgebildet sein können . Derartige elektrische Erfassungsmittel können in einer Reihenanordnung oder in einer Array-Anordnung angeordnet sein . Das Erfassungsmittel kann auch ein optisches Erfassungsmittel , beispielsweise ein optischer Sensor sein, der an der Aktivkomponente des Planarmotors oder am Linearmotor angebracht ist und dazu ausgebildet ist , eine Position des Werkstückträgers zu erfassen . Auch derartige optische Sensoren können in Reihen- oder Arrayanordnung ausgebildet sein und baugleich ausgebildet sein . Weiter kann das Erfassungsmittel beispielsweise eine Kamera sein, die mit einer Bildverarbeitungseinheit gekoppelt ist . Die Kamera kann beispielsweise oberhalb des Planarmotors positioniert sein . Mittels der Bildverarbeitungseinheit kann beispielsweise ein Werkstückträger und/oder sein zugehöriges Transportgut identi fi ziert werden . Der Betrieb des beanspruchten Gütertransportsystems ist dadurch in einfacher Weise überwachbar und regelbar . Insbesondere können Positionen und/oder Ausrichtungen von Werkstückträgern während des Betriebs des Gütertransportsystems gespeichert werden und als Trainingsdatensatz für eine Künstliche Intelligenz , beispielsweise ein Neuronales Netz , bereitgestellt werden . Die Künstliche Intelligenz kann Teil eines Computerprogrammprodukts zum Steuern des Gütertransportsystems sein, das beispielsweise auf einer Steuereinheit aus führbar ist , die mit dem Gütertransportsystem koppelbar ist . Die Erfindung basiert unter anderem auf der überraschenden Erkenntnis , dass das beanspruchte Gütertransportsystem in besonders vorteilhafter Weise durch im Betrieb gewonnene Trainingsdatensätze weiterbildbar ist .

Darüber hinaus können im beanspruchten Gütertransportsystem am Umlenkmodul zumindest drei Abfuhrschienen angeordnet sein . Die zumindest drei Abfuhrschienen können im Wesentlichen in beliebiger Form am Umlenkmodul angeordnet sein . Das Umlenkmodul ist ohne Weiteres dazu geeignet , also komplexe Weiche oder Kreuzung für den Werkstückträger zu dienen . Demzufolge kann ein Werkstückträger, und damit auch das zugehörige Transportgut , in einfacher Weise nach dem Umlenkmodul zumindest drei separate Bearbeitungsstationen in einer Automatisierungsanlage erreichen . Insbesondere bei einem Gütertransportsystem, das eine Mehrzahl an Umlenkmodulen aufweist , kann so eine gesteigerte Anzahl an Kombinationen umgesetzt werden, welche Bearbeitungsstationen ein Werkstückträger, und damit ein Transportgut , in einem Durchlauf der Automatisierungsanlage erreichen kann . Infolgedessen ist eine im Wesentlichen parallele Herstellung unterschiedlicher Endprodukte in der Automatisierungsanlage möglich, wodurch deren Produktivität erhöht wird .

In einer weiteren Aus führungs form des beanspruchten Gütertransportsystems kann der Werkstückträger bei einem Überqueren des Umlenkmoduls vorgebbar kippbar ausgebildet sein . Die Aktivkomponente des als Umlenkmodul dienenden Planarmotors sind hierzu geeignet ansteuerbar, um entsprechende elektromagnetische Felder zu erzeugen, die den Werkstückträger kippen lassen . Unter einem Kippen ist hierbei eine Drehbewegung um eine Drehachse im Wesentlichen parallel zur Hauptebene des Umlenkmoduls zu verstehen . Hierdurch kann beispielsweise ei- nem Umkippen des Transportguts bei erhöhten Beschleunigungen entgegengewirkt werden . Alternativ oder ergänzend kann das Transportgut zu seiner Bearbeitung geneigt werden . Die Vielseitigkeit des beanspruchten Gütertransportsystems wird so weiter gesteigert .

Ferner kann der Werkstückträger im beanspruchten Gütertransportsystem zumindest zwei Paare von Magnetpaketen aufweisen . Die Paare an Magnetpaketen sind hierbei überkreuzend angeordnet . Hierunter ist zu verstehen, dass entlang einer Umlaufrichtung des Werkstückträgers die Magnetpakete eines ersten Paars j eweils zwischen den Magnetpaketen des zweiten Paars liegen . Der Werkstückträger kann im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch ausgebildet sein und die Magnetpakete j eweils im Bereich einer Kante des Werkstückträgers . Dadurch ist der Werkstückträger in einfacher Weise schnell und präzise translatorisch und rotatorisch beweglich .

Die eingangs dargestellte Aufgabenstellung wird gleichermaßen durch eine erfindungsgemäße Steuereinheit gelöst , die zu einem Ausgeben von Steuerbefehlen an zumindest eine Aktivkomponente eines Planarmotors ausgebildet ist . Die Steuereinheit ist zu einem vorgebbaren Bewegen eines Werkstückträgers auf der Aktivkomponente eingerichtet . Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit dazu eingerichtet , den Werkstückträger von einer Zufuhrschiene über die Aktivkomponente gleitend zu einer Abfuhrschiene zu bewegen . Die Steuereinheit kann mit einem Gütertransportsystem nach einer der oben dargestellten Ausführungs formen koppelbar sein oder Teil eines entsprechenden Gütertransportsystems sein . Ferner kann die Steuereinheit mit einem Computerprogrammprodukt versehen sein, das auf der Steuereinheit aus führbar ist . Das Computerprogrammprodukt kann dazu eingerichtet sein, ein Gütertransportsystem nach einer der oben dargestellten Aus führungs formen zu betreiben . Das Computerprogrammprodukt bzw . die Steuereinheit können eine Künstliche Intelligenz , insbesondere ein Neuronales Netz , umfassen, das mittels eines Trainingsdatensatzes trainierbar ist . Der Trainingsdatensatz kann, wie oben dargelegt , im laufenden Betrieb des Gütertransportsystems oder eines bauglei- chen Gütertransportsystems gewonnen sein . Die Merkmale des beanspruchten Gütertransportsystems sind auf die erfindungsgemäße Steuereinheit übertragbar .

Gleichermaßen wird die oben ski z zierte Aufgabenstellung durch einen erfindungsgemäßen Bausatz zum Herstellen eines Gütertransportsystems gelöst . Der Bausatz umfasst zumindest eine Zufuhrschiene , eine Mehrzahl an Abfuhrschienen und zumindest ein Umlenkmodul . Das Umlenkmodul ist als eine Aktivkomponente eines Planarmotors ausgebildet . Erfindungsgemäß ist der Bausatz dazu eingerichtet , ein Gütertransportsystem nach zumindest einer der oben ski z zierten Aus führungs formen herzustellen . Dies umfasst zumindest eine mechanische Kompatibilität zwischen dem Umlenkmodul , der Zufuhrschiene und den Abfuhrschienen . Ebenso kann dies eine elektrische Kompatibilität zwischen diesen Komponenten umfassen, die beispielsweise über eine gemeinsame Steuereinheit betreibbar sind . Die Merkmale des beanspruchten Gütertransportsystems sind ohne Weiteres auf den erfindungsgemäßen Bausatz übertragbar .

Die zugrundeliegende Aufgabe wird ebenso durch ein erfindungsgemäßes Simulationsprogrammprodukt gelöst , das zu einem Simulieren eines Betriebsverhaltens eines Gütertransportsys- tems ausgebildet ist . Das Simulationsprogrammprodukt weist hierzu Befehle auf , die bei Aus führung auf einem Computer diesen dazu veranlassen, das Betriebsverhalten des Gütertransportsystems zu simulieren . Erfindungsgemäß ist das Gütertransportsystem, das zu simulieren ist , nach einer der oben dargestellten Aus führungs formen ausgebildet . Das Simulationsprogrammprodukt kann ein digitales Abbild zumindest des Umlenkmoduls und eines Werkstückträgers umfassen, der von vorgebbarer Weise über das Umlenkmodul bewegt wird .

Das Simulationsprogrammprodukt kann zur Simulation über ein Physik-Modul verfügen, in dem der Werkstückträger zumindest teilweise abgebildet ist . Insbesondere ist mit dem Physik- Modul eine Ausübung elektromagnetischer Kräfte auf den Werkstückträger durch eine entsprechende Ansteuerung einer Aktiv- komponente eines Planarmotors ermittelbar, die als das Umlenkmodul dient . Ferner ist mit dem Physik-Modul das kinematische Verhalten des Werkstückträgers infolge von vorliegenden Geschwindigkeiten, Drehungen, translatorischen, rotatorischen Trägheitsmomenten, Gewichtskräften und/oder Drehmomenten ermittelbar . Die Gewichtskräfte bzw . Drehmomente können durch den Werkstückträger selbst und/oder ein zugehörigen Transportgut ausgeübt werden . Alternativ oder ergänzend kann der Werkstückträger auch als Rechenmodell im Physik-Modul hinterlegt sein . Das Physikmodul ist auch dazu ausgebildet , einstellbare Betriebsbedingungen nachzustellen . Dazu gehört das Ansteuerungsverhalten der Aktivkomponente . Das Simulationsprogrammprodukt kann über eine Datenschnittstelle verfügen, über die entsprechende Daten über eine Benutzereingabe , eine Datenverbindung zu einem realen Gütertransportsystem, und/oder andere simulationsgerichtete Computerprogramme vorgebbar sind . Ebenso kann das Simulationsprogrammprodukt über eine Datenschnittstelle zu einem Ausgeben von Simulationsresultaten an einen Benutzer und/oder andere simulationsgerichtete Computerprogramme verfügen . Mittels des Simulationsprogrammprodukts ist beispielsweise eine defekte Komponente im Umlenkmodul , in der Zufuhrschiene und/oder der Abfuhrschiene identi fi zierbar . Ebenso kann eine mittels einer Künstlichen Intelligenz erarbeitete Steuerungsstrategie für das Gütertransportsystem mittels des Simulationsprogrammprodukts erprobt werden . Alternativ kann eine Steuerungsstrategie für das Gütertransportsystem durch eine Simulation, die von der Künstlichen Intelligenz koordiniert wird, auf dem erfindungsgemäßen Simulationsprogrammprodukt entwickelt werden . Dies kann insbesondere basierend auf sogenanntem Maschinellen Lernen erfolgen .

Das zugrundeliegende Gütertransportsystem ist mit den Ansteuerungsdaten, also den Steuerbefehlen, die an die Aktivkomponente des Umlenkmoduls , der Zufuhrschiene und/oder der Abfuhrschiene gesendet werden, und Erfassungsdaten für die Position und/oder Lage des Werkstückträgers im Wesentlichen vollständig beschreibbar . Diese Daten sind in einfacher Weise präzise durch sogenanntes Upsampling bzw . Downsampling aufeinander anpassbar . Die Erfindung basiert unter anderem auf der überraschenden Erkenntnis , dass diese Daten eine schnell ablaufende Simulation des zugrundeliegenden Gütertransportsys- tems erlauben . Dadurch ist eine echt zeit fähige Überwachung des Gütertransportsystems durch das Simulationsprogrammprodukt möglich, was einen zuverlässigen und sicheren Betrieb ermöglicht . Der Begri f f der Echt zeit fähigkeit ist hierbei im Lichte der j eweiligen Anwendung, insbesondere der Art des Automatisierungssystems auf zufassen, in dem das Gütertransportsystem einzusetzen ist . Das Simulationsprogrammprodukt kann ferner als sogenannter Digitaler Zwilling ausgebildet sein, wie beispielsweis ein der Druckschri ft US 2017 /286582 Al beschrieben . Der Of fenbarungsgehalt von US 2017 /286582 Al wird durch Verweisung in die vorliegende Anmeldung miteinbezogen . Das Simulationsprogrammprodukt kann monolithisch ausgebildet sein, also vollständig auf einer Hardwareplattform aus führbar . Alternativ oder ergänzend kann das Simulationsprogrammprodukt modular ausgebildet sein und eine Mehrzahl an Teilprogrammen umfassen, die auf separaten Hardwareplattformen aus führbar sind und über eine kommunikative Datenverbindung Zusammenwirken . Eine solche kommunikative Datenverbindung kann eine Netzwerkverbindung, eine Internetverbindung und/oder eine Mobil funkverbindung sein . Die einzelnen Merkmale des beanspruchten Gütertransportsystems sind ohne Weiteres auf das Simulationsprogrammprodukt übertragbar .

Ebenso wird die zugrundeliegende Aufgabenstellung durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Simulieren eine Betriebsverhaltens eines Gütertransportsystems gelöst . Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt , in dem ein Datensatz bereitgestellt wird, durch den zumindest teilweise eine Funktionsweise des Gütertransportsystems nachstellbar ist , das durch das Verfahren zu simulieren ist . Weiter umfasst das Verfahren einen zweiten Schritt , in dem zumindest ein Betriebsparameter vorgegeben wird, durch den das zu simulierende Betriebsverhalten beschrieben ist . Der zumindest eine Betriebsparameter kann beispielsweise eine Angabe über die Anzahl an eingesetz- ten Werkstückträgern auf dem Gütertransportsystem sein, deren Beladung, deren Startposition, deren Zielposition, eine Ansteuerung der Zufuhrschiene und/oder der Abfuhrschiene , eine Zusammenstellung an zu erfüllenden Transportaufgaben und/oder eine Betriebsvorgabe des Gütertransportsystems , beispielsweise eine Geschwindigkeitsbeschränkung für die Werkstückträger . Des Weiteren umfasst das Verfahren einen dritten Schritt , in dem ein Simulationsprogrammprodukt ausgeführt wird, das dazu ausgebildet ist , das Betriebsverhalten des Gütertransportsys- tems nachzustellen . Das Nachstellen des Betriebsverhaltens erfolgt basierend auf dem Datensatz aus dem ersten Schritt und dem zumindest einen Betriebsparameter aus dem zweiten Schritt . Durch das Simulationsprogrammprodukt wird zumindest ein Leistungsparameter ermittelt , beispielsweise eine Dauer zur Erfüllung zumindest einer Transportaufgabe oder ein Energiebedarf hierfür . Erfindungsgemäß ist das Gütertransportsys- tem, dessen Betriebsverhalten mit dem beanspruchten Verfahren simuliert wird, nach einer der oben beschriebenen Aus führungs formen ausgebildet . Die Merkmale des oben ski z zierten Simulationsprogrammprodukts sind optional auf das beanspruchte Verfahren übertragbar . Insbesondere wird die zugrundeliegende Aufgabenstellung durch ein Simulationsprogrammprodukt gelöst , das zum Durchführen eines Verfahrens nach einer der oben dargestellten Aus führungs formen ausgebildet ist .

Ferner wird die oben ski z zierte Aufgabenstellung durch eine erfindungsgemäße Verwendung einer Aktivkomponente eines Planarmotors in einem Gütertransportsystem gelöst . Das Gütertransportsystem weist Linearmotoren auf , die als zumindest eine Zufuhrschiene und eine Abfuhrschiene dienen . Erfindungsgemäß wird die Aktivkomponente als Weiche oder Kreuzung für Werkstückträger zwischen der Zufuhrschiene und der Abfuhrschiene eingesetzt . Das Gütertransportsystem kann dabei gemäß einer der oben darstellten Aus führungs formen ausgebildet sein . Die Merkmale des beanspruchten Gütertransportsystems sind daher ohne Weiteres auf die Verwendung der Aktivkomponente übertragbar . Die Erfindung wird im Folgenden anhand einzelner Aus führungsformen in Figuren näher erläutert . Die Figuren sind insoweit in gegenseitiger Ergänzung zu lesen, dass gleiche Bezugs zeichen in unterschiedlichen Figuren die gleiche technische Bedeutung haben . Die Merkmale der einzelnen Aus führungs formen sind untereinander auch kombinierbar . Ferner sind die in den Figuren gezeigten Aus führungs formen mit den oben ski z zierten Merkmalen kombinierbar . Es zeigen im Einzelnen :

FIG 1 schematisch eine Aus führungs form des beanspruchten Gütertransportsystems in einer Draufsicht ;

FIG 2 schematisch eine Aus führungs form eines Werkstückträgers .

In FIG 1 ist schematisch eine erste Aus führungs form des beanspruchten Gütertransportsystems 10 in einer Draufsicht abgebildet . Das Gütertransportsystem 10 umfasst Zufuhrschienen 12 , über die Werkstückträger 16 vorgebbar linear beweglich sind . Ebenso umfasst das Gütertransportsystem 10 Abfuhrschienen 14 , über die die Werkstückträger 16 ebenso vorgebbar linear beweglich sind . Zwischen den Zufuhrschienen 12 und die Abfuhrschienen 14 ist ein Umlenkmodul 20 angeordnet , das ein Werkstückträger 16 überquert , um von einer der Zufuhrschienen 12 zu einer der Abfuhrschienen 14 zu gelangen . Die Zufuhrschienen 12 und die Abfuhrschienen 14 sind j eweils als Aktivkomponenten 22 eines Linearmotors 25 ausgebildet . Die Aktivkomponenten 22 sind als Spulenreihen 28 ausgebildet , die separat ansteuerbar ausgebildet sind . Der Werkstückträger 16 ist mit einer Mehrzahl an Magnetpaketen 18 versehen und bildet dadurch eine Passivkomponente . Wenn der Werkstückträger 16 sich auf der Zufuhrschiene 12 befindet , bilden die Spulenreihen 18 und der Werkstückträger 16 den Linearmotor 25 aus . Korrespondierend bilden die separat ansteuerbaren Spulenreihen 28 auf den Abfuhrschienen 14 ebenfalls Aktivkomponenten 22 für einen Linearmotor 25 . Wenn der Werkstückträger 22 sich auf einer der Abfuhrschienen 14 befindet , wird dadurch ein Linearmotor 25 gebildet . Die Zufuhrschienen 12 und die Abfuhrschienen 14 sind j eweils mit mechanischen Führungseiemen- ten 13 versehen, die ein Führen von Werkstückträgern 16 unterstützen .

Das Umlenkmodul 20 ist als Aktivkomponente 22 ausgebildet , die eine Mehrzahl an Spulen 21 umfasst . Mit dem Umlenkmodul 20 wird ein Planarmotor 24 gebildet , wenn der Werkstückträger 16 sich über dem Umlenkmodul 20 befindet . Der Werkstückträger 16 bildet als Passivkomponente das funktionale Gegenstück zum als Aktivkomponente 22 ausgebildetem Umlenkmodul 20 . Die Spulen 21 des Umlenkmoduls 20 sind separat ansteuerbar . Infolgedessen ist in vorgebbarer Weise auf die Magnetpakete 18 am Werkstückträger 16 einwirkbar . Der Werkstückträger 16 , der die Zufuhrschiene 12 verlässt , wird durch das Umlenkmodul 20 derart angesteuert , dass er im Wesentlichen quer zur Haupttransportrichtung 15 bewegt wird . Ebenso wird durch das Umlenkmodul 20 dem Werkstückträger 16 eine Drehung 19 um eine Drehachse 23 eingeprägt . Die Drehachse 23 steht im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptebene des Umlenkmoduls 20 , also senkrecht zur Zeichenebene von FIG 1 . Der Werkstückträger 16 wird durch das Umlenkmodul 20 mit einer veränderten Ausrichtung in die in FIG 1 unten ski z zierte Abfuhrschiene 14 eingefädelt . Der Werkstückträger 16 folgt hierbei einer im Wesentlichen S- förmigen Bahnlinie 17 . Bei Erreichen der in FIG 1 unten dargestellten Zufuhrschiene 14 wird der Werkstückträger 16 im Wesentlichen entlang dessen Haupttransportrichtung 15 bewegt . Das Umlenkmodul 20 dient im Gütertransportsystem 10 als Weiche oder als Kreuzung für den Werkstückträger 16 .

Das Gütertransportsystem 10 umfasst auch eine Steuereinheit 30 , die mit den Zufuhrschienen 12 , den Abfuhrschienen 14 und dem Umlenkmodul 20 verbunden . Die Spulenreihe 28 und die Spulen 21 der Zufuhrschienen 12 , der Abfuhrschienen 14 bzw . des Umlenkmoduls 20 sind separat über Steuerbefehle 31 von der Steuereinheit 30 ansteuerbar . Dadurch ist der Werkstückträger 16 im Wesentlichen in beliebiger Richtung auf dem Umlenkmodul 20 vorgebbar beweglich . Dazu ist die Steuereinheit 30 mit einem Computerprogrammprodukt 40 ausgestattet , durch das die Steuerbefehle 31 vorgebbar sind . Die Steuereinheit 30 ist auch mit einem Erfassungsmittel 26 gekoppelt , das im Bereich des Umlenkmoduls 20 angeordnet ist . Das Erfassungsmittel 26 ist als Kamera ausgebildet , durch das eine Position und eine Ausrichtung des Werkstückträgers 16 erfassbar ist . Uber das Erfassungsmittel 26 erfasste Positionsdaten 27 sind zu einer weiteren Auswertung an die Steuereinheit 40 weiterleitbar . Das Computerprogrammprodukt 40 kann mit dem Erfassungsmittel 26 ein Regelsystem bilden und/oder den Betrieb des Gütertransportsystems 10 überwachen . Die Positionsdaten 27 können neben Positionen des Werkstückträgers 16 auch dessen Ausrichtungen umfassen . Das Computerprogrammprodukt 40 ist mit einer Künstlichen Intelligenz 42 ausgestattet , die als Neuronales Netz ausgebildet ist . Die Positionsdaten 27 werden zusammen mit den zugehörigen Steuerbefehlen 31 als Trainingsdatensätze bereitgestellt . Anhand dieser ist die Künstliche Intelligenz 42 weitertrainierbar . Basierend auf einer derart weitertrainierten Künstlichen Intelligenz 42 können neue Steuerungsstrategien für das Gütertransportsystem 10 entwickelt werden . Ferner ist das Gütertransportsystem 10 nach FIG 1 in einem nicht näher gezeigten Simulationsprogrammprodukt 60 abgebildet , das als Digitaler Zwilling ausgebildet ist . Das Simulationsprogrammprodukt 60 ist dazu eingerichtet , den Betrieb des Gütertransportsystems 10 zu überwachen . Alternativ oder ergänzend ist das Simulationsprogrammprodukt 60 dazu geeignet , das Betriebsverhalten des Gütertransportsystems 10 zu simulieren . Im Zusammenspiel mit der Künstlichen Intelligenz 42 sind so per Simulation Steuerungsstrategien für das Gütertransportsystem 10 selbsttätig entwickelbar . Das Gütertransportsystem 10 ist aus einem Bausatz 45 hergestellt , der das Umlenkmodul 20 , die Zufuhrschienen 12 und die Abfuhrschienen 14 umfasst .

Eine Aus führungs form eines Werkstückträgers 16 ist in FIG 2 schematisch in einer Untersicht dargestellt . Der Werkstückträger 16 ist im Wesentlichen quadratisch ausgebildet und ist an seiner Unterseite mit einer Mehrzahl an Magnetpaketen 18 versehen . Die Anordnung der Magnetpakete 18 stellen ein Passivkomponente 26 für einen Linearmotor 25 und/oder einem Planarmotor 24 , wie beispielsweise in FIG 1 gezeigt , dar . Am Werkstückträger 16 sind im Bereich dessen Kanten 36 die Magnetpakete 18 positioniert , die im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sind . Magnetpakete 18 an gegenüberliegenden Kan- ten 34 bilden ein erstes Magnetpaketpaar 33 und ein zweites Magnetpaketpaar 35 . Das erste und zweite Magnetpaketpaar 33 , 35 sind dementsprechend überkreuzend angeordnet . Die Anordnung der Magnetpaketpaare 33 , 35 erlaubt es , den Werkstückträger 16 vorgebbar um eine Drehachse 23 zu rotieren .