KommunikationsSystem kommunizierenden Systemeinheiten

[0001] Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungssystem aufweisend mehrere Systemeinheiten. Das Bearbeitungssystem verwendet für einen aktuellen Betrieb mehrere oder alle der vorhandenen Systemeinheiten und ist dazu eingerichtet, wäh rend des aktuellen Betriebs einen Bearbeitungsprozess zur Bearbeitung eines Werkstücks auszuführen. Der Bearbeitungs prozess kann einen oder mehrere Bearbeitungsschritte des Werkstücks umfassen. Das Bearbeiten des Werkstücks beinhal tet insbesondere das Umformen und/oder das Stanzen und/oder das Schneiden des Werkstücks.

[0002] Das Bearbeitungssystem kann Hardwarekomponenten und/oder Softwarekomponenten aufweisen. Es ist in vielen Fällen wünschenswert, ein Bearbeitungssystem an geänderte Anforderungen, äußere Bedingungen oder andere Randbedingun gen anpassen zu können. Beispielsweise ist es üblich, bei Bedarf Softwareaktualisierungen auszuführen, um Fehler zu beheben, die Sicherheit zu verbessern oder zusätzliche Funktionen bereitzustellen.

[0003] US 9,798,763 B2 offenbart ein Verfahren zur Ver wendung von Kennzeichnungen, um Software über ihren Lebens zyklus zu verwalten. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Software als eine Dienstleistung („Software as a Service") bereitgestellt wird. Mittels der Kennzeich nungen werden der Client-Software statische Informationen und/oder dynamische Attribute zugeordnet. Über eine Kenn zeichnung auf einem Client-Computer kann ein Server die Softwareaktivitäten nachverfolgen, überwachen oder verifi zieren während der gesamten Lebensdauer der Software auf dem Client-Rechner. Die Kennzeichnung kann durch den Server erweitert, modifiziert oder geändert bzw. ausgetauscht wer den. Durch solche Kennzeichnungen können Raubkopien der Software vermieden werden und sichergestellt werden, dass die auf dem Client-Rechner arbeitende Software entsprechend ihrer Version auf dem aktuellen Stand ist.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bearbeitungssystem bereitzustellen, dass dynamisch ange passt werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird durch das Bearbeitungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

[0006] Das erfindungsgemäße Bearbeitungssystem weist mehrere Systemeinheiten auf. Für den jeweils aktuellen Be trieb des Bearbeitungssystems können alle oder lediglich ein Teil der vorhandenen Systemeinheiten verwendet werden. Das Bearbeitungssystem ist dazu eingerichtet, während des aktuellen Betriebs einen Bearbeitungsprozess zur Bearbei tung eines Werkstücks auszuführen, d.h. zu steuern und/oder zu regeln und/oder zu überwachen. Der Bearbeitungsprozess ist bevorzugt ein sich zyklisch wiederholender Prozess mit einer Periodendauer. Ein solcher Prozess kann das Umformen eines Werkstücks umfassen, wie etwa das Tiefziehen und/oder Fließpressen und/oder Abstreckgleitziehen und/oder Prägen des Werkstücks. Zusätzlich oder alternativ kann ein Werk- stück bei dem Bearbeitungsprozess auch durch Stanzen und/oder Schneiden bearbeitet werden. Der Bearbeitungspro zess kann einen oder mehrere Prozessschritte aufweisen, wo bei die im Takt des sich periodisch wiederholenden Bearbei tungsprozesses ausgeführt werden können.

[0007] Das Bearbeitungssystem kann zum Beispiel eine o- der mehrere Stationen, beispielsweise Pressen oder Pressen stufen aufweisen. Beispielsweise kann in jeder der Station des Bearbeitungssystems genau ein Werkstück innerhalb jeder Periodendauer bearbeitet, abtransportiert und ein weiteres Werkstück zugeführt werden.

[0008] Jede Systemeinheit einer Station bzw. des Bear beitungssystems kann eine Hardwarekomponente, eine Soft warekomponente oder eine kombinierte Hardware- und Soft warekomponente sein. Dabei kann es sich beispielsweise um Komponenten einer oder mehrerer Pressen, Pressenanlagen, Umformvorrichtungen oder dergleichen handeln. Eine Syste meinheit kann beispielsweise ein Motor, eine Pumpe, ein Ventil, ein Sensor, eine Transfereinrichtung zum Werkstück transfer, eine Steuerung, eine Einrichtung zur Vorgabe ei nes virtuellen Pressenleitwinkels, eine Überwachungsein richtung, ein sogenannter Watchdog, ein Überwachungs und/oder Steuerungsrechner, usw. sein. In der wenigstens einen Station bzw. dem Bearbeitungssystem wird zumindest ein Teil der verfügbaren Systemeinheiten oder es werden al le Systemeinheiten für den aktuellen Betrieb zu einem Be obachtungszeitpunkt verwendet. Alle oder wiederum nur ein Teil der verwendeten Systemeinheiten sind dabei mittels ei nes Echt zeit-Kommunikationssystems kommunikationsverbunden.

[0009] Das Echt zeit-Kommunikationssystem hat einen Korn- munikationsverteiler . Jede Systemeinheit des Bearbeitungs systems und/oder einer Station ist ein Kommunikationsteil- nehmer im Echtzeit-Kommunikationssystem. Der Kommunikati onsverteiler ist mit jedem Kommunikationsteilnehmer verbun den. Die Verbindung zwischen dem Kommunikationsverteiler und dem jeweiligen Kommunikationsteilnehmer kann drahtge bunden und/oder drahtlos sein.

[0010] Der Kommunikationsverteiler ist konfigurierbar, insbesondere zur Bereitstellung von Kommunikationsverbin dungen zwischen mehreren Kommunikationsteilnehmern . Abhän gig von seiner Konfiguration wird die Kommunikation zwi schen einzelnen Kommunikationsteilnehmern ermöglicht bzw. unterbunden. Der Kommunikationsverteiler ist dazu einge richtet, Konfigurationsdaten zu empfangen. Die Konfigurati onsdaten charakterisieren die für den zukünftigen, weiteren Betrieb des Bearbeitungssystems zu verwendende Konfigurati on des Echtzeit-Kommunikationssystems . Der Kommunikations verteiler ist dazu eingerichtet, die Kommunikationsverbin dungen zwischen mehreren oder allen angeschlossenen Kommu nikationsteilnehmern entsprechend den empfangenen Konfigu rationsdaten herzustellen. Die Konfigurationsdaten können insbesondere definieren, welcher der an den Kommunikations verteiler angeschlossenen Kommunikationsteilnehmer zum Sen den und/oder Empfangen von Nachrichten berechtigt ist.

[0011] Das Bearbeitungssystem weist außerdem eine Steu ereinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, die Konfigu rationsdaten zu erzeugen. Die Steuereinrichtung ist für den Empfang von Betriebszustandsdaten und/oder weiteren Daten, wie etwa historischen Daten bzw. historischen Betriebszu standsdaten und/oder Musterdaten eingerichtet. Basierend auf den Betriebszustandsdaten und/oder anderen Daten über- prüft die Steuereinrichtung, ob eine Änderung der aktuellen Konfiguration des Echtzeit-Kommunikationssystems erforder lich und/oder vorteilhaft ist, um die Echtzeitkommunikation sicherzustellen oder zu verbessern. Wenn die Überprüfung zum Ergebnis kommt, dass die Änderung der aktuellen Konfi guration des Echtzeit-Kommunikationssystems erforderlich oder vorteilhaft ist, werden geänderte Konfigurationsdaten erzeugt und für den Empfang durch den Kommunikationsvertei ler bereitgestellt. Zu einem geeigneten Zeitpunkt, wenn der Bearbeitungsprozess ein Ändern der Konfiguration ermög licht, veranlasst die Steuereinrichtung, dass der Kommuni kationsverteiler entsprechend der geänderten Konfigurati onsdaten neu konfiguriert wird, so dass die zukünftige Kom munikation über das Echtzeit-Kommunikationssystem entspre chend der geänderten Konfigurationsdaten erfolgen kann.

[0012] Über ein derartiges Echtzeit-Kommunikationssystem kann sehr einfach sichergestellt werden, dass die erforder liche Kommunikation ausreichend schnell in Echtzeit er folgt. Die Steuereinrichtung kann die Konfigurationsdaten derart definieren, dass die Anzahl der jeweils kommunizie renden Kommunikationsteilnehmer ausreichend gering ist, um die Nachrichten ausreichend schnell über den Kommunikati onsverteiler weiterzuleiten. Durch diese Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, dass der Kommunikationsverteiler selbst über Möglichkeiten zur Auswertung bzw. Priorisierung der eingehenden Nachrichten verfügt. Die Steuereinrichtung kann anhand der empfangenen Betriebszustandsdaten festle gen, welche Kommunikationsteilnehmer in einem zukünftigen Zeitabschnitt Nachrichten senden bzw. empfangen können müs sen und die entsprechenden Berechtigungen anhand der Konfi gurationsdaten festlegen. Die Überprüfung der Konfiguration im Hinblick auf erforderliche bzw. vorteilhafte Änderungen kann bei einem periodisch ablaufenden Bearbeitungsprozess mehrmals pro Periodendauer erfolgen, insbesondere zyklisch, Die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Überprü fungen kann im Bereich von weniger als 100 Millisekunden liegen, beispielsweise kann eine Überprüfung alle 10 Milli sekunden erfolgen.

[0013] Es ist bevorzugt, wenn der Kommunikationsvertei ler dazu eingerichtet ist, die von den aktuell verwendeten Kommunikationsteilnehmern eingehenden Nachrichten nach ei ner vorgegebenen Reihenfolge an den oder die zum Empfangen bestimmten Kommunikationsteilnehmer weiterzuleiten. Insbe sondere ist die vorgegebene Reihenfolge der Weiterleitung der eingehenden Nachrichten nicht ereignisabhängig. Es ist bevorzugt, wenn die eingehenden Nachrichten nach einer fes ten Vorschrift weitergeleitet werden. Beispielsweise können die eingehenden Nachrichten nach dem FIFO-Prinzip weiterge leitet werden, so dass die Nachrichten in der Reihenfolge ihres Eingangs am Kommunikationsverteiler vom Kommunikati onsverteiler weitergeleitet werden. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, dass die Nachrichten Kennzeichnungen ent halten, die ihre Priorisierung angeben und die bei der Wei terleitung zunächst ausgewertet werden müssen.

[0014] Bei einem Ausführungsbeispiel können die Konfigu rationsdaten ausschließlich definieren, welche Kommunikati onsteilnehmer zum Senden und/oder Empfangen von Nachrichten berechtigt sind. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Konfigurationsdaten weitere Informationen ent halten. Beispielsweise können die Konfigurationsdaten Ei genschaften eines oder mehrerer Kommunikationsteilnehmer definieren. Bei den Eigenschaften eines Kommunikationsteil- nehmers kann es sich beispielsweise um einstellbare Parame- ter und/oder Betriebseigenschaften und/oder das Betriebs verhalten charakterisierende Einstellungen handeln. Zum Beispiel können die Eigenschaften eines Kommunikationsteil- nehmers Sollwerte und/oder eine Kennlinie und/oder ein Kennfeld und/oder Grenzwerte und/oder Abtastraten, usw. sein .

[0015] Es ist vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Konfigurationsdaten unter der Bedingung zu erzeugen, dass nur die Kommunikationsteilneh- mer zur Kommunikation berechtigt sind, die während eines zukünftigen bzw. für den nächsten bevorstehenden Zeitab schnitts für den Betrieb des Bearbeitungssystems erforder lich sind. Der Zeitabschnitt kann dabei insbesondere klei ner sein als die Periodendauer eines sich zyklisch wieder holenden Bearbeitungsprozesses. Der Zeitabschnitt kann der Zeitdauer entsprechen, die zwischen zwei aufeinanderfolgen den Überprüfungen der Konfiguration des Echtzeit- Kommunikationssystems durch die Steuereinrichtung liegt.

[0016] Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Steuerein richtung dazu eingerichtet ist, die Konfigurationsdaten un ter der Bedingung zu erzeugen, dass die Anzahl der Kommuni kationsteilnehmer einen vorgegebenen Wert nicht überschrei tet .

[0017] Die vorstehend genannten Bedingungen können ein zeln oder in Kombination verwendet werden und dienen dazu, die Kommunikation über das Echtzeit-Kommunikationssystem zu beschränken, so dass die Echtzeitfähigkeit beim Betrieb des Bearbeitungssystems nicht beeinträchtigt wird.

[0018] Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Übertragungsdauer zwischen dem Senden einer Nach richt und dem Empfang dieser Nachricht über das Echtzeit- Kommunikationssystem auszuwerten. Beispielsweise können die von der Steuereinrichtung empfangenen Betriebszustandsdaten entsprechende Informationen enthalten, aus denen sich die Übertragungsdauer der Nachrichten beim Übertragen über das Echtzeit-Kommunikationssystem ergibt. Wird beispielsweise erkannt, dass die durchschnittliche Übertragungsdauer und/oder maximale Übertragungsdauer zunehmen, kann die Kon figuration angepasst werden, um den Nachrichtenverkehr zu reduzieren und daher die Übertragungsdauern zu minimieren.

[0019] Bei einem Ausführungsbeispiel können die Kommuni kationsteilnehmer dazu eingerichtet sein, Nachrichten beim Versand und/oder beim Empfang einen Zeitstempel zuzuordnen. Die Nachrichten können der Steuereinrichtung als Betriebs zustandsdaten bereitgestellt werden, so dass aus den Zeit stempeln zum Beispiel die jeweilige Übertragungsdauer einer Nachricht ermittelt werden kann.

[0020] Es ist bevorzugt, wenn die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei der Überprüfung, ob eine Änderung der aktuellen Konfiguration des Echtzeit-Kommunikationssystems erforderlich und/oder vorteilhaft ist, zusätzlich zu den Betriebszustandsdaten historische Daten und/oder Muster zu berücksichtigen. Die Steuereinrichtung kann bei einer vor teilhaften Ausführungsform dazu eingerichtet sein, die Be triebszustandsdaten und/oder historischen Daten und/oder Muster mittels KI-Modulen bzw. KI-Algorithmen (KI = künst liche Intelligenz) auszuwerten. Dabei können KI-Module und/oder KI-Algorithmen zur Big-Data-Verarbeitung verwendet werden . [0021] Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Steuer einrichtung KI-Module und/oder KI-Algorithmen aufweist, die zur Mustererkennung und/oder Musteranalyse und/oder Muster vorhersage eingerichtet sind. Die empfangenen Betriebszu standsdaten und/oder weitere Daten können zumindest teil weise mit bekannten Mustern oder Vorlagen verglichen und daraus gegebenenfalls unter zusätzlicher Verwendung von historischen Daten/ Betriebszustandsdaten ausgewertet wer den. Beispielsweise kann daher eine Vorhersage für einen zukünftigen Betriebszustand und/oder für das Bearbeitungs ergebnis des Werkstücks abgeleitet werden. Basierend auf dieser Vorhersage kann prädiktiv die Konfiguration des Echtzeit-Kommunikationssystems - optional einschließlich wenigstens einer Eigenschaft eines Kommunikationsteilneh- mers - angepasst werden, wenn aufgrund der Vorhersage fest gestellt wird, dass eine solche Änderung erforderlich oder vorteilhaft ist. Beispielsweise kann eine Änderung dann er forderlich oder vorteilhaft sein, wenn bei der Überprüfung durch die Steuereinrichtung festgestellt wird, dass ohne Änderung der Konfiguration die geforderte Echtzeitfähigkeit bei der Nachrichtenübertragung und/oder die Toleranz bei der Bearbeitung eines Werkstücks zukünftig nicht mehr ein gehalten werden kann und/oder dass die Qualität (z.B. ge ringere Rauheit, geringere Dimensionsschwankungen, usw.) bei der Bearbeitung des Werkstücks durch eine Änderung ver bessert werden kann. Diese Aufzählung ist nicht abschlie ßend. Durch eine prädiktive Änderung der Konfiguration kann die Effizienz des Bearbeitungssystems erhöht und/oder die Qualität der bearbeiteten Werkstücke verbessert und/oder der Anteil an Ausschuss reduziert bzw. eliminiert werden.

[0022] Die Steuereinrichtung kann außerdem dazu einge richtet sein, neue Muster zu generieren und/oder vorhandene Muster zu modifizieren, wenn die empfangenen Betriebszu standsdaten keine ausreichende Ähnlichkeit mit einem be kannten Muster haben. Bei der Musteranalyse und/oder der Mustererkennung und/oder der Mustervorhersage können die empfangenen Betriebszustandsdaten und/oder andere Daten im Hinblick auf ihre Ähnlichkeit mit vorhandenen Mustern ver glichen werden.

[0023] Insoweit kann das Bearbeitungssystem selbstler nend sein und neue Muster erzeugen bzw. von einer externen Einrichtung neue Muster und dazugehörige Konfigurationsda ten empfangen. Jedem vorhandenen Muster sind bevorzugt die dazugehörigen, einzustellenden Konfigurationsdaten zugeord net .

[0024] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erge ben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschrei bung sowie den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

[0025] Figur 1 eine schematische, blockschaltbildähnli che Darstellung eines beispielhaften Bearbeitungssystems mit mehreren Systemeinheiten und einer Steuereinrichtung,

[0026] Figuren 2-4 jeweils eine blockschaltbildähnliche Darstellung eines Kommunikationssystems des Bearbeitungs systems, wobei die Systemeinheiten jeweils einen Kommunika tionsteilnehmer bilden,

[0027] Figur 5 eine schematische Darstellung eines zeit lichen Verlaufs und der jeweiligen Berechtigungen der ein zelnen Kommunikationsteilnehmer bei der Kommunikation über das Kommunikationssystem,

[0028] Figur 6 eine schematische Darstellung, wie Nach richten, die an einem Kommunikationsverteiler des Kommuni kationssystems eingehen, bei einem Ausführungsbeispiel zeitlich weitergeleitet werden.

[0029] Figur 1 veranschaulicht beispielhaft ein Bearbei tungssystem 10, das zur Bearbeitung eines Werkstücks 11 eingerichtet ist. Bei dem hier veranschaulichten Ausfüh rungsbeispiel ist das Bearbeitungssystem 10 zur Umformung des Werkstücks 11 ausgebildet. Unter dem Umformen des Werk stücks 11 kann beispielsweise das Bearbeiten des Werkstücks 11 durch Tiefziehen und/oder Fließpressen und/oder Ab- streckgleitziehen und/oder Prägen umfasst sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Werkstück 11 durch Stanzen

und/oder Schneiden bearbeitet werden.

[0030] Ein Bearbeitungsprozess, während dem das Werk stück 11 bearbeitet wird, läuft beim Ausführungsbeispiel als zyklischer Prozess mit einer Periodendauer T ab. Ein Werkstück 11 wird innerhalb einer Periodendauer T in einer Station 12 des Bearbeitungssystems 10 bearbeitet. Alterna tiv zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform kann das Bearbeitungssystem 10 mehrere separate Stationen 12 aufweisen. Innerhalb der Periodendauer T findet vorzugswei se auch der Werkstücktransfer in bzw. aus der betreffenden Station statt. Beispielsweise ist in Figur 1 das Bearbei tungssystem 10 mit einer einzigen Station 12 veranschau licht. Die Station 12 weist beim Ausführungsbeispiel eine Presse 13, eine Transfereinrichtung 14 und eine Leitwinkel steuerung 15 auf. Die Leitwinkelsteuerung 15 kann einen virtuellen Leitwinkel für die Station 12 und/oder das Bear- beitungssystem 10 vorgeben oder von einer externen Vorgabe einheit empfangen. Die Leitwinkelsteuerung 15 dient beim Ausführungsbeispiel der Steuerung der Station 12. Mehrere Stationen 12 können jeweils separate Steuerungen aufweisen. Mittels eines gemeinsamen virtuellen Leitwinkels kann der Prozessablauf innerhalb einer Station 12 und/oder mehrerer Stationen 12 oder Teilen davon zeitlich koordiniert werden. Anstelle des virtuellen Leitwinkels können auch andere übergeordnete Signale zur Steuerung bzw. Koordination be reitgestellt werden.

[0031] Die Presse weist einen Antriebsmotor 16 zum An trieb eines Pressenstößels 17 auf. Der Pressenstößel 17 wird zum Umformen des Werkstücks 11 bewegt. Die Presse 13 bzw. die Station 12 hat wenigstens einen und vorzugsweise mehrere Sensoren 18, um entsprechende Sensordaten, die den aktuellen Betrieb des Bearbeitungssystems 10 und beispiels gemäß der Station 12 beschreiben, zu erzeugen und an die Leitwinkelsteuerung 15 und/oder eine Steuereinrichtung 19 zu übermitteln. Die Sensordaten bilden zumindest einen Teil von Betriebszustandsdaten D, die den aktuellen Betrieb des Bearbeitungssystems 10 charakterisieren und an die Steuer einrichtung 19 übermittelt werden.

[0032] Die in Figur 1 veranschaulichten Sensoren 18 sind hierzu lediglich beispielhaft. An der Presse 13 ist ein Sensor 18 vorhanden, um ein den Motorstrom des Antriebsmo tors 16 beschreibendes Motorstromsignal I zu erzeugen. Wei tere Sensoren können zum Beispiel ein eine Position des Pressenstößels 17 beschreibendes Positionssignal P, ein die Presskraft beschreibendes Presskraftsignal F und ein Vibra tionen des Pressengestells der Presse 13 beschreibendes Vibrationssignal V erzeugen und als zumindest einen Teil der Betriebszustandsdaten D bereitstellen . Die Betriebszu standsdaten D ändern sich insbesondere dynamisch während der Bearbeitung und/oder des Transfers des Werkstücks 11 und beispielsgemäß auch innerhalb einer Periodendauer T. An der Transfereinrichtung 14 kann ein Sensor 18 vorhanden sein, um die Position und/oder Bewegung der Transferein richtung 14 zu erfassen und ein entsprechendes Transfersig nal S zu erzeugen und als Teil der Betriebszustandsdaten D bereitzustellen.

[0033] Das Bearbeitungssystem 10 bzw. jede Station 12 weist mehrere Systemeinheiten 23 auf, die einzelne Bestand teile des Bearbeitungssystems 10 bzw. der Station 12 bil den. Die Systemeinheiten 23 können beispielsweise der An triebsmotor 16, die Sensoren 18, die Leitwinkelsteuerung 15, die Transfereinrichtung 14 oder dergleichen sein. Als Systemeinheit 23 kommen Sensoren, Aktoren oder andere Kom ponenten in Betracht, die ein elektrisches Signal erzeugen und/oder empfangen können. Eine Systemeinheit 23 kann auch ein reines Softwaremodul oder ein Softwarealgorithmus sein, z.B. innerhalb der Leitwinkelsteuerung 15. Eine Systemein heit 23 kann somit eine Hardwarekomponente, eine Software komponente oder auch eine kombinierte Hardware- und Soft warekomponente sein.

[0034] Jede Systemeinheit 23 stellt einen Kommunikati onsteilnehmer 24 in einem Echtzeit-Kommunikationssystem 25 dar. Die Kommunikationsteilnehmer 24 bzw. Systemeinheiten

23 sind an einen Kommunikationsverteiler 26 angeschlossen bzw. mit diesem verbunden. Die Verbindung zwischen dem Kom munikationsverteiler 26 und den Kommunikationsteilnehmern

24 kann drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen. Block schaltbilder eines Ausführungsbeispiels eines Echtzeit- Kommunikationssystems 25 sind in den Figuren 2-4 veran schaulicht. Es versteht sich, dass die Anzahl der Kommuni kationsteilnehmer 24 entsprechend der Anzahl der Systemein heiten 23 abhängig von der Gestalt des Bearbeitungssystems 10 variieren kann.

[0035] Die Steuereinrichtung 19 ist dazu eingerichtet, Konfigurationsdaten K zu erzeugen und in einen Pufferspei cher 27 zu schreiben. Über den Pufferspeicher 27 werden die Konfigurationsdaten K zum Auslesen für den Kommunikations verteiler 26 bereitgestellt. Der Kommunikationsverteiler 26 ist daher dazu eingerichtet, die Konfigurationsdaten K zu empfangen. Anstelle eines Pufferspeichers 27 können die Konfigurationsdaten K auch anderweitig für den Kommunikati onsverteiler 26 bereitgestellt werden, beispielsweise auch direkt von der Steuereinrichtung 19 an den Kommunikations verteiler 26 übertragen werden. Der Kommunikationsverteiler 26 ist dazu eingerichtet, basierend auf den jeweils empfan genen Konfigurationsdaten K eine Konfiguration des Echt zeit-Kommunikationssystems 25 einzurichten, die durch die Konfigurationsdaten K definiert wird. Über die Konfigurati onsdaten K wird dabei vorgegeben, welche Kommunikations teilnehmer 24 in einem zukünftigen Zeitabschnitt miteinan der kommunizieren können und der Kommunikationsverteiler 26 stellt daraufhin die entsprechenden Kommunikationsverbin dungen her. Insbesondere können die Konfigurationsdaten K vorgeben, welcher der Kommunikationsteilnehmer 24 in einem zukünftigen Zeitabschnitt berechtigt ist, Nachrichten N zu senden und/oder Nachrichten N zu empfangen.

[0036] Bei einem Ausführungsbeispiel können die Konfigu rationsdaten K zusätzlich auch eine oder mehrere Eigen schaften wenigstens eines Kommunikationsteilnehmers 24 für den zukünftigen Zeitabschnitt definieren. Beispielsweise können die Konfigurationsdaten K einen oder mehrere Parame ter aufweisen, die in einem Kommunikationsteilnehmer 24 ab gelegt sind und die den Bearbeitungsprozess des Werkstücks 11 in einer Station 12 kennzeichnen. Ein solcher Parameter kann beispielsweise eine Funktion, eine Kennlinie oder ein Kennfeld sein, um beispielsweise die Position und/oder Be wegung einer Komponente zu definieren, wie etwa die Positi on und/oder Bewegung des Pressenstößels 17 oder eines Grei fers der Transfereinrichtung 14. Die Konfigurationsdaten K können auch Sollwerte, Grenzwerte und beliebige andere Pa rameter oder Einstellungen für einen oder mehrere Syste meinheiten 23 bzw. Kommunikationsteilnehmer 24 aufweisen.

[0037] In den Figuren 3 und 4 sind schematisch unter schiedliche Beispiele dargestellt, wie der Kommunikations verteiler 26 die Kommunikationsverbindung zwischen zumin dest einigen der angeschlossenen Kommunikationsteilnehmern 24 herstellt. Die Konfigurationsdaten K werden derart er zeugt, dass nur diejenigen Kommunikationsteilnehmer 24 be rechtigt sind, Nachrichten N zu senden und/oder zu empfan gen, die für den betreffenden Zeitabschnitt des Betriebs des Bearbeitungssystems 10 bzw. einer Station 12 erforder lich sind. Während einzelnen Phasen bzw. Zeitabschnitten des Bearbeitungsprozesses müssen nicht sämtliche Kommunika tionsteilnehmer 24 ihre Daten weiterleiten können. Wenn beispielsweise ein Kommunikationsteilnehmer 24 ein Tempera tursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur ist, ist es ausreichend, wenn die Temperatur in größeren Zeitabständen abgefragt wird, um etwaige Dimensionsschwankungen durch Temperaturänderungen berücksichtigen zu können. Daher kann es zum Beispiel sinnvoll sein, das Übermitteln des Tempera turwertes während des Bearbeitens bzw. Umformens eines Werkstücks 11 zu unterbinden und diese Abfrage auf einen Zeitabschnitt zu beschränken, in dem beispielsweise ein Werkstücktransfer stattfindet. Demgegenüber wird die Über mittlung von aktuellen Positionssignalen des Pressenstößels 17 während des Umformens eines Werkstücks 11 in der Presse 13 ermöglicht, so dass die Positionswerte des Pressenstö ßels 17 in Echtzeit für Regel- oder Steuermodule, die einen Kommunikationsteilnehmer 24 bilden, zur Verfügung gestellt werden können.

[0038] Das Anpassen der Konfiguration des Echtzeit- Kommunikationssystems 25 kann mehrmals innerhalb einer Pe riodendauer T erfolgen. Insbesondere ist die Steuereinrich tung 19 dazu eingerichtet, eine Überprüfung mehrmals pro Periodendauer T durchzuführen, ob eine Änderung der Konfi guration des Echtzeit-Kommunikationssystems 25 notwendig oder vorteilhaft ist.

[0039] Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Änderung der Konfiguration des Echtzeit-Kommunikationssystems 25 dann notwendig oder vorteilhaft, wenn dadurch die Effizienz des Bearbeitungssystems 25 erhöht und/oder die Qualität der bearbeitenden Werkstücke 11 gesteigert und/oder die Aus schussrate beim Bearbeiten von Werkstücken 11 reduziert werden kann. In der Steuereinrichtung 19 können entspre chende Kriterien hinterlegt und ausgewertet werden.

[0040] Die Steuereinrichtung 19 ist dazu eingerichtet, die Betriebszustandsdaten D zu empfangen. Sämtliche Be triebszustandsdaten D, die den aktuellen Betrieb des Bear beitungssystems 10 charakterisieren stellen einen großen und sich innerhalb einer Periodendauer T ändernden Daten strom dar, der in der Steuereinrichtung 19 beispielsgemäß mit Mitteln der künstliche Intelligenz (KI) und/oder Big- Data-Verarbeitung ausgewertet wird. Hierzu kann die Steuer einrichtung 19 über entsprechende KI-Algorithmen bzw. KI- Module verfügen, die insbesondere Verfahren zur Musterer kennung und/oder Musteranalyse und/oder Mustervorhersage verwenden. Die Steuereinrichtung 19 kann über die Eigen schaft verfügen, große Datenmengen in Echtzeit zu verarbei ten und hierzu insbesondere eine Big-Data-Funktionalität aufweisen .

[0041] Zusätzlich zu dem Strom an Betriebszustandsdaten D können der Steuereinrichtung 19 für die Mustererkennung und/oder Musteranalyse und/oder Mustervorhersage histori sche Daten X und/oder Musterdaten M bereitgestellt werden. Zu den historischen Daten X gehören beispielsgemäß histori sche Betriebszustandsdaten D, die optional jeweils mit ei ner dazugehörigen historischen Konfiguration des Echtzeit- Kommunikationssystems 25 verknüpft sein können. Zusätzlich oder alternativ können auch Musterdaten M abgespeichert sein, auf die die Steuereinrichtung 19 zugreifen kann. Mus terdaten M können anhand der historischen Daten X und/oder durch externe Einheiten erzeugt oder bereitgestellt werden, beispielsweise auch aufgrund von Betriebszustandsdaten, die von einem identischen oder ähnlichen Bearbeitungssystem 10 gewonnen wurden und/oder durch Bedienpersonen manuell hin terlegt wurden.

[0042] Die Steuereinrichtung 19 kann die aktuellen Be triebszustandsdaten D mit Musterdaten M und/oder histori schen Daten X vergleichen und überprüfen, ob eine Identität oder eine Ähnlichkeit vorliegt. Wird eine Identität oder Ähnlichkeit festgestellt, können die entsprechend zugehöri gen Konfigurationsdaten K, die zu den identischen oder ähn- lichen historischen Daten X bzw. Musterdaten M gehören, über den Pufferspeicher 27 für den Kommunikationsverteiler 26 bereitgestellt werden. Diese Konfigurationsdaten K ent sprechen einer Konfiguration des Echtzeit-

Kommunikationssystems 25 und/oder Einstellungen der Kommu nikationsteilnehmer 24, das bzw. die sich für einen zukünf tigen Zeitabschnitt des Bearbeitungsprozesses des Bearbei tungssystems 10 eignen. Über die Steuereinrichtung 19 kann daher prädiktiv eine optimierte Einstellung des Bearbei tungssystems 10 auf Basis der Auswertung aktueller Be triebszustandsdaten D vorgenommen werden. Das System kann auch die erreichten Ergebnisse bei der Werkstückbearbeitung auswerten und auf diese Weise lernen, um den Betrieb des Bearbeitungssystems 10 zu verbessern.

[0043] Figur 5 veranschaulicht schematisch für unter schiedliche Zeitabschnitte Atl, Dt2, At3, At4, At5, usw. die Berechtigungen einzelner Kommunikationsteilnehmer 24, die zur Unterscheidung mit den Bezeichnungen KT1 bis KTn versehen wurden. Über die Steuereinrichtung 19 wird für je den der Zeitabschnitte Atl bis At5 überprüft, ob eine geän derte Konfiguration notwendig bzw. vorteilhaft ist. Dement sprechend können die Berechtigungen für das Senden bzw. Empfangen von Nachrichten für die einzelnen Kommunikations teilnehmer KT1 bis KTn individuell für jeden Zeitabschnitt Atl bis At5 vergeben werden. Die Darstellung in Figur 5 ist lediglich beispielhaft. Das Kürzel Tx steht für die Sende berechtigung, das Kürzel Rx steht für die Empfangsberechti gung und das Kürzel X steht dafür, dass keine Berechtigung zum Senden oder Empfangen vorliegt. Wie es in Figur 5 auch zu erkennen ist, muss die Konfiguration nicht nach jedem Zeitabschnitt geändert werden, sie kann gegebenenfalls auch für mehrere Zeitabschnitte unverändert bleiben. Dies hängt von der Auswertung der aktuellen Betriebszustandsdaten D durch die Steuereinrichtung 19 ab.

[0044] Die Steuereinrichtung 19 stellt die geänderten

Konfigurationsdaten K für einen zukünftigen Zeitabschnitt im Pufferspeicher 27 bereit. Zum nächstmöglichen geeigneten Zeitpunkt steuert die Steuereinrichtung 19 den Kommunikati onsverteiler 26 an und veranlasst diesen, die aktualisier ten Konfigurationsdaten K auszulesen und die Konfiguration des Echtzeit-Kommunikationssystems 25 entsprechend der neu en Konfigurationsdaten K aus dem Pufferspeicher 27 einzu stellen. Wie bereits erwähnt, können die Konfigurationsda ten K zusätzlich zu den Informationen, ob ein Kommunikati onsteilnehmer 24 zum Senden und/oder Empfangen von Nach richten N berechtigt ist, auch weitere Informationen bein halten, insbesondere Eigenschaften eines oder mehrerer Kom munikationsteilnehmer 24.

[0045] Die Anzahl der während eines jeweiligen Zeitab schnitts Atl bis At5 zum Senden und/oder Empfangen berech tigten Kommunikationsteilnehmer 24 kann auf einen jeweili gen Maximalwert begrenzt werden.

[0046] Die Überprüfung, ob die aktuelle Konfiguration des Kommunikationsverteilers 26 geändert werden soll, kann mehrmals pro Periodendauer T durchgeführt werden, bei spielsweise in Abständen von maximal 100 Millisekunden, beispielsgemäß alle 10 Millisekunden. Für einen zukünftigen Zeitabschnitt, der beispielsweise der Zeitdauer zwischen zwei Überprüfungszeitpunkten entsprechen kann, werden die Konfigurationsdaten K derart definiert, dass nur diejenigen Kommunikationsteilnehmer 24 zum Senden und/oder Empfangen von Nachrichten N berechtigt sind, die für den Betrieb des Bearbeitungssystems 10 erforderlich sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Echtzeitkommunikation über das Echt zeit-Kommunikationssystem 25 sicherzustellen, obwohl eine Vielzahl von Kommunikationsteilnehmern 24 vorhanden ist.

[0047] Der Kommunikationsverteiler 26 selbst führt bei spielsgemäß keine Auswertung oder Priorisierung der einge henden Nachrichten N bei der Weiterleitung durch. Insbeson dere ist eine fest vorgegebene Reihenfolge oder ein fest vorgegebenes Prinzip für die Weiterleitung von eingehenden Nachrichten N im Kommunikationsverteiler 26 hinterlegt. Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel werden die eingehenden Nachrichten N in der Reihenfolge weitergelei tet, in der sie eingegangen sind. Dieses Prinzip der Daten weiterleitung wird auch als FIFO-Prinzip bezeichnet, wobei „FIFO" die Abkürzung für die englische Bezeichnung „First- In-First-Out" ist. Dieses Prinzip ist schematisch in Figur 6 veranschaulicht. Die Nachrichten NI, N2, N3 bis Ni werden in der zeitlichen Reihenfolge durch den Kommunikationsver teiler 26 weitergeleitet, in der sie eingegangen sind.

[0048] In Figur 3 ist beispielhaft veranschaulicht, wie der Kommunikationsverteiler 26 eine Kommunikationsverbin dung zwischen den Kommunikationsteilnehmern 24 hersteilen kann, die für den betreffenden Zeitabschnitt zum Senden und/oder Empfangen von Nachrichten N berechtigt sind.

[0049] In Figur 4 ist eine weitere Ausgestaltungsmög lichkeit zur Herstellung der Kommunikationsverbindung ver anschaulicht. Die Konfigurationsdaten K können bei einem Ausführungsbeispiel auch Informationen darüber beinhalten, welche zum Senden und/oder zum Empfangen von Nachrichten N berechtigten Kommunikationsteilnehmer 24 direkt miteinander kommunizieren dürfen. Dadurch können sich beispielsweise mehrere voneinander getrennte Kommunikationsnetzwerke erge ben. In Figur 4 sind lediglich beispielhaft zwei getrennte Kommunikationsnetzwerke veranschaulicht. In jedem Kommuni kationsnetzwerk können Nachrichten unabhängig von der Über tragung von Nachrichten in einem anderen Kommunikations netzwerk übertragen werden, so dass auch eine zeitlich si multane Nachrichtenübertragung in mehreren Kommunikations netzwerken stattfinden kann.

[0050] Bei der Nachrichtenübertragung kann eine einge hende Nachricht zum Beispiel an alle zum Empfang berechtig ten Kommunikationsteilnehmer 24 bereitgestellt oder weiter geleitet werden, wobei die Kommunikationsteilnehmer 24 dann prüfen, ob sie der richtige Adressat der gesendeten Nach richt N sind und die Nachricht N dementsprechend berück sichtigen oder verwerfen.

[0051] Wie es in den Figuren 2-4 schematisch veranschau licht ist, können einige Kommunikationsteilnehmer 24 eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikationsverbindung mit einer Peripherieeinrichtung 32 aufweisen. Die Betriebs zustandsdaten D können auch Informationen über die betref fende Peripherieeinrichtung 32 und/oder die Kommunikation, insbesondere Übertragungsdauern, zwischen der Peripherie einrichtung 32 und dem betreffenden Kommunikationsteilneh- mer 24 aufweisen. Diese Informationen werden dann beim Er zeugen der Konfigurationsdaten K im Datenstrom der Be triebszustandsdaten D berücksichtigt.

[0052] Um der Steuereinrichtung 19 Informationen über die Übertragungsdauer zwischen dem Senden einer Nachricht N und dem Empfang dieser Nachricht N bereitzustellen, sind die Kommunikationsteilnehmer 24 beim Ausführungsbeispiel dazu eingerichtet, jeder Nachricht N wenigstens einen Zeit stempel zuzuordnen, der den Zeitpunkt des Sendens dieser Nachricht N bzw. den Zeitpunkt des Empfangs dieser Nach richt N angibt. Die Nachrichten N einschließlich der zuge ordneten Zeitstempel können der Steuereinrichtung 19 als Betriebszustandsdaten bereitgestellt werden, so dass Infor mationen über die Übertragungsdauern der Nachrichten N vor liegen, insbesondere über die durchschnittliche und/oder maximale Übertragungsdauer von Nachrichten N.

[0053] Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungssystem 10 zur Bearbeitung eines Werkstücks 11. Das Bearbeitungssystem 10 hat mehrere Systemeinheiten 23, die jeweils einen Kommu nikationsteilnehmer 24 in einem Echtzeit-

Kommunikationssystem 25 darstellen. Jeder Kommunikations teilnehmer 24 ist mit einem zentralen Kommunikationsvertei ler 26 verbunden. Die Kommunikationsteilnehmer 24 sind vor zugsweise nur mittels des Kommunikationsverteilers 26 un tereinander verbunden und weisen keine direkte Kommunikati onsverbindung untereinander auf. Der Kommunikationsvertei ler 26 ist über Konfigurationsdaten K konfigurierbar, die zum Empfangen für den Kommunikationsverteiler 26 bereitge stellt werden. Betriebszustandsdaten D, die den aktuellen Betrieb des Bearbeitungssystems 10 kennzeichnen, werden ei ner Steuereinrichtung 19 bereitgestellt, die diese Daten überprüft, um festzustellen, ob eine Änderung der Konfigu ration des Echtzeit-Kommunikationssystems 25 erforderlich oder vorteilhaft ist. Ist dies der Fall, werden aktuali sierte Konfigurationsdaten K erzeugt und für den Abruf durch den Kommunikationsverteiler 26 bereitgestellt. Durch die Anpassung der Konfiguration des Echtzeit- Kommunikationssystems 25 soll insbesondere sichergestellt werden, dass zu jedem Zeitpunkt eine Kommunikation in Echt zeit gewährleistet ist, auch wenn eine Vielzahl von Kommu nikationsteilnehmern 24 vorhanden sind.

Bezugs zeichenliste :

10 Bearbeitungssystem

11 Werkstück

12 Station

13 Presse

14 Transfereinrichtung

15 Leitwinkelsteuerung

16 Antriebsmotor

17 Pressenstößel

18 Sensor

19 Steuereinrichtung

23 Systemeinheit

24 Kommunikationsteilnehmer

25 Echtzeit-Kommunikationssystem

26 Kommunikationsverteiler

27 Pufferspeicher

31 Kommunikationsschnittstelle

32 Peripherieeinrichtung

D Betriebszustandsdaten

F Presskraftsignal

I Motorstromsignal

P Positionssignal

Rx Empfangsberechtigung

S Transfersignal

T Periodendauer

Tx Sendeberechtigung

V Vibrationssignal