POTTMANN, Manfred (Birgder Hammer 22, Remscheid, 42855, DE)
STROHHÄUSL, Ralf (Oderstraße 6, Duisburg, 47169, DE)
POTTMANN, Manfred (Birgder Hammer 22, Remscheid, 42855, DE)
| ANSPRÜCHE 1. Anlage, insbesondere Laboranlage, zur Verarbeitung, insbesondere zur Analyse und/ oder zur Analysevorbereitung, von mittels Rohrpost ver- sendbaren Proben, wie Metallschmelzenproben, Schlackenproben, Zementproben oder dergleichen, umfassend: eine Mehrzahl von an Rohrpostleitungen (7) anschließbaren Rohrpoststationen (2) zum Empfangen und zur Entnahme von Rohrpostbehältern für den Probentransport, mehrere Verarbeitungs gerate (20) zur Verarbeitung, insbesondere zur Analyse und/ oder zur Analysevorbereitung, von Proben, eine Mehrzahl von Handhabungseinrichtungen zum Transport von Rohrpostbehältern und/ oder Proben insbesondere zwischen Rohrpoststationen (2) und Verarbeitungsgeräten (20) und/ oder zwischen Verarbeitungsgerä- ten (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrpoststationen (2) sternförmig verteilt angeordnet sind. 2. Anlage nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Rohrpoststationen (2) lagemäßig in zumindest drei Stationsgruppen (4) aufgeteilt sind, wobei jeweils die zu einer gleichen Stationsgruppe (4) gehörenden Rohrpoststationen (2), insbesondere deren Entnahmeöffnungen (6), entlang einer, insbesondere geraden, geometrischen Raumlinie (3) angeordnet sind, wobei die Raumlinien (3) der verschiede- nen Stationsgruppen (4) miteinander sternförmig verlaufen und wobei je zwei Stationsgruppen (4) bzw. Raumlinien (3) je einen Sternumfangsbe- reich (19) beranden, dessen Inneres insbesondere frei von Rohrpoststationen (2) ist. 3. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass als Handhabungseinrichtungen Roboter (10) vorgesehen sind, dass die Anzahl der Roboter (10) der Anzahl der Stationsgruppen (4) ent- spricht, dass die Roboter (10) zumindest je einen Greifer (13) aufweisen, dessen Greifbereich (14) in einer Projektion auf die Aufstellungsebene jeweils einen Randverlauf (15) entlang oder etwa entlang einer Kreislinie aufweist, und dass je ein Greifbereich (14) in einer Projektionsbetrachtung auf die Aufstellungsebene zwei Stationsgruppen (4) jeweils ganz oder teilweise überdeckt. 4. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Raumlinien (3) der Stationsgruppen (4) in einem gemeinsamen Zentrum (5) geometrisch schneiden und dass die Raumlinien (3) von dem Zentrum (5) ausgehend in Radialrichtung verlaufen und in Umfangsrichtung (U) jeweils gleichmäßig beabstandet sind. 5. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Gruppe von Rohrpoststationen (2) entlang einer Sekante von je einem Greifbereich (14) angeordnet ist. 6. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stationsgruppe (4) die gleiche Anzahl von Rohrpoststationen (2) aufweist. 7. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Stations- gruppe (4) zumindest eine Übergabestation (16) angeordnet ist, die an eine Aufnahme von einer oder mehreren Rohrpostbehältern und/ oder Proben zur Übergabe von einem daran angrenzenden Greifbereich (14) in den anderen daran angrenzenden Greifbereich (14) angepasst ist. 8. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass bzgl. des Zentrums (5) je zwei zueinander benachbarte Raumlinien (3) ein Umfangswinkel- segment (17) der Aufstellungsebene aufspannen und dass je ein Roboter (10) in je einem Umfangswinkelsegment (17) angeordnet ist. 9. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboter (10) jeweils um zumindest eine zu der Aufstellungsebene senkrechte Drehachse (11) drehbar, insbesondere um zumindest eine volle Umdrehung drehbar, sind, wobei die Drehachse (11) je eines Roboters (10) je eine Winkelhalbierende (18) eines Umfangswinkelsegments (17) schneidet oder in geringem Abstand dazu verläuft. 10. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (11) der Roboter (10) geometrisch die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks bilden, in dessen Mitte das Zentrum (5) bzw. der Schnittpunkt der Raumlinien (3) der Stationsgruppen (4) liegt. 11. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass entlang eines Randabschnittes von jedem Greifbereich (14) jeweils mehrere Verarbeitungsgeräte (20) in den betreffenden Greifbereich hineinragend angeordnet sind. 12. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfan- ges bzw. des Randabschnittes von jedem Greifbereich (14) in diesen hineinragend als Verarbeitungsgeräte (20) jeweils ein oder mehrere Analyse- gerate (21) zur Analyse von Proben und/ oder ein oder mehrere Vorbereitungsgeräte (22) zur Analysevorbereitung von Proben angeordnet sind. 13. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren, insbe- sondere an allen, Greifbereichen (14) zueinander funktionsgleiche, insbesondere zueinander baugleiche, Analysegeräte (21) und/ oder zueinander funktionsgleiche, insbesondere zueinander baugleiche, Vorbereitungsgeräte (22) angeordnet sind. 14. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einen Greifbereich (14) hineinragendes Verarbeitungs gerät (20) mit einem oder mehreren anderen Verarbeitungsgeräten (20) in Reihe zu einer Aufbereitungslinie (31) verbunden ist. 15. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang bzw. am Rand von einem oder mehreren Greifbereichen (14), insbesondere von allen Greifbereichen (14), jeweils eine oder mehrere Transferstationen (34), die an die Ein- und/ oder Ausgabe von Proben angepasst sind, in den betreffenden Greifbereich (14) hineinragend angeordnet sind. 16. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang von ei- nem oder mehreren Greifbereichen (14), insbesondere von allen Greifbe- reichen (14), jeweils zumindest eine Probenausgabestation (35) angeordnet ist. 17. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrpoststationen (2) als Sende- und Empfangsstationen ausgebildet sind. 18. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (13) des Roboters (10) in Bezug auf seine Drehachse (11) in Radialrichtung und in Umfangsrichtung bewegbar ist, wobei der Roboter (10) insbesondere als sechsachsiger Roboter (10) ausgeführt ist. 19. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) zumindest einen, insbesondere zentralen, Rechner (36) aufweist, der mit den Verarbeitungs geraten (20) mittels Datenleitungen (38) verbunden ist, wobei die Verarbeitungsgeräte (20) an die Übertragung von Information betreffend ihren jeweiligen aktuellen Betriebszustand an den Rechner (36) angepasst sind. 20. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (36) mit den Robotern (10) mittels Datenleitungen (39) verbunden ist, wobei die Roboter (10) an die Übertragung von Information betreffend ihren jeweiligen aktuellen Betriebszustand an den Rechner (36) angepasst sind. 21. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (36) mit Rohrpostabsendestationen (8) mittels Datenleitungen (40) verbunden ist, wobei die Rohrpostabsendestationen (8) an die Übertragung von Informationen betreffend bei der jeweiligen Probe den Probentyp und die der Probe zum Empfang zugeordnete Rohrpoststation (2), - und insbesondere betreffend die diesem Probetyp zugeordnete Verarbeitungsfolge und/ oder insbesondere betreffend die Verarbeitungsvorrangstufe, an den Rechner angepasst sind. 22. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (36), insbesondere mittels einer Software, daran angepasst ist, für jede an einer Rohrpoststation (2) ankommende Probe abhängig von den zuvor und/ oder gleichzeitig von den Verarbeitungs geraten (20) und/ oder von den Robotern (10) und/ oder von den Rohrpostabsendestationen (8) ü- bermittelten Informationen zur Abarbeitung ihrer Verarbeitungsfolge automatisch einen spezifischen Verarbeitungsablauf zu bestimmen, der einschließt, mittels welchem Roboter (10) oder mittels welchen Robotern (10) die Probe an welches der Verarbeitungsgeräte (20) übergeben wird und insbesondere, mittels welchem Roboter (10) oder mittels welchen Robo- tern (10) die Probe von dort an ein oder mehrere weitere Verarbeitungs gerate (20) verbracht wird, und daran angepasst ist, an den oder die Roboter (10) mittels der Datenleitungen (39) entsprechende Betätigungs Signale zu übersenden. 23. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (36), insbesondere mittels einer Software, daran angepasst ist, den für eine Probe bestimmten Verarbeitungsablauf während dessen Abarbeitung abhängig von weiteren, von den Verarbeitungs geraten (20) und/ oder von den Ro- botern (10) und/ oder von den Rohrpostabsendestationen (8) übermittelten Informationen nach vorbestimmten Kriterien, insbesondere zur Steige- rang des Durchsatzes von Proben durch die Anlage (1), automatisch abzuwandeln. 24. Anlage nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (36), insbesondere mittels einer Software, daran angepasst ist, die Verarbeitungsgeräte (20) mit Signalen zur Verarbeitung einer jeden Probe entsprechend dem von ihm bestimmten spezifischen Verarbeitungsablauf anzusteuern. 25. Verfahren zur Verarbeitung, insbesondere zur Analyse und/oder zur Analysenvorbereitung, von mittels Rohrpost versendbaren Proben, wie Metallschmelzenproben, Schlackenproben, Zementproben oder dergleichen, insbesondere unter Verwendung einer Anlage gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ver- fahrensschritte: Bereitstellen von einer Mehrzahl von sternförmig verteilt angeordneten Rohrpoststationen (2) zum Empfang von Proben in Rohrpostbehältern, insbesondere Bereitstellen von einer oder mehreren Übergabestationen (16) für Proben, - insbesondere Bereitstellen von einer oder mehreren Probenausgabestationen (35) zur Ausgabe von Proben, Anordnen von Robotern (10) zum Transportieren von Proben und/ oder Rohrpostbehältern, so dass jede Rohrpoststation (2) und jede Übergabestation (16) von zumindest je zwei Robotern (10) erreichbar ist und insbeson- dere so dass jede Probenausgabestation (19) von zumindest einem oder mehreren Robotern (10) erreichbar ist, für jede an einer Rohrpoststation (2) empfangene Probe Auswählen eines Roboters (10) aus den zumindest zwei die betreffende Rohrpoststation (2) erreichenden Robotern (10) zur Entnahme der Probe und insbesondere ih- res Rohrpostbehälters aus der Rohrpoststation (2) und zum Transportieren zu einem für eine gewünschte Verarbeitung geeigneten Verarbeitungs gerät (20), mittels des ausgewählten Roboters (10) Entnehmen der Probe und insbesondere ihres Rohrpostbehälters aus der Rohrpoststation (2) und Trans- portieren zumindest der Probe in ein erstes Verarbeitungsgerät (20), Vorbereiten und/ oder Analysieren der Probe mittels des ersten Verarbeitungsgeräts (20). 26. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch die anschließenden Verfahrensschritte: Prüfen, ob eine weitere Verarbeitung der Probe notwendig ist, bei notwendiger weiterer Verarbeitung prüfen, ob diese Verarbeitung in einem von dem zuletzt gewählten Roboter (10) erreichbaren Verarbeitungsgerät (20) erfolgen kann und in diesem Fall Verbringen der Probe mittels dieses Roboters (10) zu einem zweiten Verarbeitungsgerät (20), andernfalls Verbringen der Probe mittels des zuletzt ausgewählten Roboters (10) zu einer Übergabestation (16), die auch von zumindest einem weiteren Roboter erreichbar (10) ist, von dem ein für die weitere Bearbeitung geeignetes zweites Verarbeitungsgerät (20) erreichbar ist, und anschlie- ßendes Verbringen der Probe mittels dieses Roboters (10) zu dem zweiten Verarbeitungs gerät (20), Vorbereiten und/ oder Analysieren der Probe mittels des zweiten Verarbeitungsgeräts (20), Prüfen, ob eine weitere Verarbeitung der Probe notwendig ist und falls erforderlich Durchführen weiterer Verbringungs- und Verarbeitungsschritte, falls keine weitere Verarbeitung der Probe notwendig ist, Auswählen eines Roboters (10) und Verbringen der Probe mittels des ausgewählten Roboters (10) aus dem letzten Verarbeitungsgerät (20) in eine Probenausga- bestation (29). 27. Verfahren nach einem oder beiden der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Abfragen von Information von den Verarbeitungsgeräten (20) und von den Robotern (10) betreffend deren jeweiligen aktuellen Betriebszustand, - für die von Rohrpostabsendestationen (8) abgesendete Proben Abfragen von Information von den Rohrpostabsendestationen (8) zu der von dort abgesendeten Probe, betreffend deren Probentyp, betreffend die für diese Probe zur Ankunft bestimmte Rohrpoststation (2), insbesondere betreffend die diesem Probentyp zugeordnete Verarbeitungsfolge und insbe- sondere betreffend die für diese Probe bestimmte Verarbeitungs vorrangstufe, für alle Proben gemäß vorgegebenen Kriterien automatische Ermittlung, insbesondere rechner- bzw. softwaregestützte Berechnung, von probenspezifischen Verarbeitungsabläufen, die vorgeben, mittels welchem Robo- ter (10) oder mittels welchen Robotern (10) die jeweilige Probe an welches der Verarbeitungsgeräte (20) übergeben wird und insbesondere, mittels welchem Roboter (10) oder mittels welchen Robotern (10) diese Probe von dort an ein oder mehrere weitere Verarbeitungsgeräte (20) verbracht wird. |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage, vorzugsweise Laboranlage, zur Verarbeitung, insbesondere zur Analyse und/ oder zur Analysevorbereitung, von mittels Rohrpost versendbaren Proben, wie Metallschmelzproben, Schlackenproben, Zementproben oder dergleichen, umfassend: eine Mehrzahl von an Rohrpostleitungen anschließbaren Rohrpoststationen zum Empfangen und zur Entnahme von Rohrpostbehältern für den Probentransport, mehrere Verarbeitungsgeräte zur Verarbeitung, insbesondere zur Analyse und/ oder zur Ana- lysevorbereitung, von Proben, eine Mehrzahl von Handhabungseinrichtungen zum Transport von Rohrpostbehältern und/ oder Proben insbesondere zwischen Rohrpoststationen und Verarbeitungs geraten und/ oder zwischen Verarbeitungsgeräten.
Gattungs gemäße Laboranlagen sind im Stand der Technik bekannt. Sie eignen sich dazu, um bspw. aus einer laufenden Produktion an der Produktionsstätte entnommene Proben (z. B. in einem Stahlwerk aus der flüssigen Metallschmelze gegossene Proben) werkstoffkundlich zu untersuchen und, falls notwendig, dazu geeignet vorzubereiten.
Insofern kann im Rahmen der Erfindung der Begriff der Verarbeitung von Proben bedeutungsmäßig die Analyse und/ oder Analysevorbereitung von Proben beinhalten. Die Probenvorbereitung kann bspw. dazu dienen, um durch Entfernung einer unsauberen (bspw. verzunderten) Oberfläche eine metallisch blanke Probenoberfläche für die anschließende Analyse zu erzeugen. Dies kann bspw. mittels Fräsen und/ oder Schleifen geschehen. Die Probenanalyse kann bspw. zur qualitativen und/ oder quantitativen Bestimmung von Inhaltsstoffen der Probe, insbesondere von Legierungsbestandteilen, dienen. Geeignete Verarbeitungsgeräte (d. h. Geräte zur Analyse und/ oder zur Analysevorbereitung von Proben) werden in der Praxis häufig nicht am Produktionsort selbst, sondern in davon räumlich entfernten und geschützten Verarbeitungsanlagen bzw. Laboranlagen eingesetzt. Es entsteht dadurch häufig die Anforderung, die gewonnenen Proben möglichst rasch über die entsprechende Distanz zu der Verarbeitungsanlage zu transportieren. In der Praxis geschieht dies häufig durch sog. Rohrpostanlagen, bei welchen die Probe am Produktionsort in einen Rohr- postbehälter eingegeben und mit diesem in eine Rohrpostabsendestation eingegeben und von dort durch eine Rohrpoststrecke bzw. mit Druck beaufschlagbare Rohrleitung bis zu einer zum Empfang und zur Entnahme geeigneten Rohrpoststation an der Verarbeitungsanlage transportiert wird. Insbesondere ermöglicht dies, eine Laboranlage mittels mehrerer Rohrpoststrecken an mehrere, bei Bedarf voneinander entfernt liegende Produktions orte anzuschließen. Bei einer im Stand der Technik bekannten Verarbeitungsanlage ist eine größere Anzahl von (bspw. dreißig) zum Empfang und zur Entnahme von Rohrpostbehältern geeigneten Rohrpoststationen miteinander matrixartig, d. h. in Zeilen und Spalten, angeordnet. Es besteht das Erfordernis, die stochastisch an den Rohrpoststationen eingehenden Proben zu den für ihre gewünschte Bearbeitung jeweils geeigneten Verarbeitungs geraten zu transportieren bzw. zu verbringen. Dazu sind Handhabungseinrichtungen erforderlich, welche die Proben jeweils in Zeilen- und/ oder Spaltenrichtung transportieren, um eine möglichst gute Auslastung der Verarbeitungsgeräte und einen dadurch hohen Durchsatz zu erreichen. Allerdings nimmt mit zunehmendem zeitlichem Probenaufkommen auch die Komplexität der benötigten Transportmittel und dadurch die Störanfälligkeit, insbesondere bei Greif- und Übergabevorgängen der Proben, zu, so dass derartige Anlagen, um einen sicheren Betrieb zu ermöglichen, eine hohe Redundanz der Transporteinrichtungen besitzen und dadurch nicht ausgelastet werden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art vorteilhaft weiterzubilden, so dass insbesondere die vorgenannten Nachteile möglichst weitgehend vermieden werden können. Die Aufgabe ist erfindungs gemäß zunächst und im Wesentlichen in Verbindung mit dem Merkmal gelöst, dass die Rohrpoststationen sternförmig angeordnet sind, insbesondere unter Belassung von freien Sternumfangsbereichen bzw. von Sternzwischenbereichen, in denen keine Rohrpoststationen angeord- net sind. Im Gegensatz zu der bekannten Matrixanordnung bietet die Erfindung die Möglichkeit, dass alle Rohrpoststationen innerhalb ihrer Verteilungsebene seitlich freiliegen, d. h. vorzugsweise nur entlang ihrer sternförmig verlaufenden Verteilungslinien zu ihnen benachbarte Rohrpoststationen besitzen. Wie noch nachfolgend beschrieben, trägt dies vorteilhaft zu einer besonders effizien- ten Anordnung und Verwendung von Handhabungseinrichtungen bei geringerer Komplexität und Störanfälligkeit bei.
Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des An- Spruches 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen von Anspruch 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Rohrpoststationen lagemäßig in zumindest drei (oder mehr) Stationsgruppen aufgeteilt sind, wobei jeweils die zu einer gleichen Stationsgruppe gehörenden Rohrpoststationen, vorzugsweise deren Entnahmeöffnungen für die Rohrpostbehälter, entlang einer, vorzugsweise gerade verlaufenden, geometrischen Raumlinie angeordnet sind, wobei die Raumlinien der verschiedenen Stationsgruppen miteinander sternförmig verlaufen und wobei je zwei Stationsgruppen bzw. Raumlinien je einen flächenmäßigen Sternumfangsbereich beranden, in dessen Flächeninnerem keine Rohrpoststationen angeordnet sind, d. h. dessen Inneres frei von Rohrpoststationen ist. Es besteht die Möglichkeit, dass als Handhabungseinrichtungen Robo- ter vorgesehen sind, wobei die Anzahl der Roboter der Anzahl der Stationsgruppen entspricht, wobei die Roboter zumindest je einen Greifer zum Ergrei- fen von Rohrpostbehältern aufweisen, dessen sog. Greifbereich, d. h. Aktionsbzw. Bewegungsbereich des gesamten Greifers, in einer Projektion auf die Aufstellungsebene jeweils einen Randverlauf entlang oder etwa entlang einer Kreislinie aufweist, und wobei je ein Greifbereich in einer Projektionsbetrach- tung auf die Aufstellungsebene zwei zueinander benachbarte Stationsgruppen jeweils ganz oder teilweise überdeckt. Dies ermöglicht es geometrisch, dass jede Rohrpoststation der betrachteten Stationsgruppe wahlweise mittels einem von zumindest zwei (oder bspw. drei) Robotern erreichbar ist. Es besteht die Möglichkeit, dass eine oder mehrere, insbesondere alle, Stationsgruppen jeweils unmittelbar oder mittelbar von Greifbereichen von zumindest zwei Robotern ganz oder teilweise überdeckt werden bzw. von zumindest zwei Robotern erreichbar sind. Als zweckmäßig wird angesehen, dass sich die Raumlinien der Stationsgruppen in einem gemeinsamen Zentrum geometrisch schneiden und dass die Raumlinien von dem Zentrum ausgehend in Radialrichtung verlaufen und in Umfangsrichtung jeweils gleichmäßig beabstandet sind. Sind bspw. drei Stationsgruppen vorgesehen, werden auf diese Weise in entsprechender Anzahl drei, von Stationsgruppen frei belassene Sternzwischenräume bzw. Sternum- fangssegmente von zueinander gleicher Größe gebildet. Bevorzugt ist auch, dass je eine Gruppe von Rohrpoststationen entlang einer jeweiligen Sekante von je einem Greifbereichrand angeordnet ist. Zur Erzielung einer geometrisch symmetrischen und dadurch platzsparenden Anordnung kann jede Stationsgruppe die gleiche Anzahl von Rohrpoststationen aufweisen. Beispielsweise kann jede Stationsgruppe zehn (alternativ aber weniger oder mehr) Rohrpoststationen besitzen. Hinzu kommt die Möglichkeit, dass jede Stationsgruppe zumindest eine Übergabestation aufweist, die an eine Aufnahme von einer oder mehreren Rohrpostbehältern und/ oder Proben zur Übergabe von einem ersten daran angrenzenden Greifbereich in den anderen bzw. einen zweiten daran angrenzenden Greifbereich angepasst ist. Bei einer derartigen Übergabestation kann es sich in einem einfachen Beispiel um eine freie, entsprechend positio- nierte Fläche zur Zwischenablage von Proben handeln. Beispielsweise kann eine Übergabestation im Zentrum der Stationsgruppen bzw. Raumlinien liegen. Wenn sich die Greifbereiche aller Roboter dort überlappen, könnte eine solche Übergabestation wahlweise von einem jeden der Roboter erreicht werden. Alternativ oder kombinativ können einzelne oder mehrere Übergabestationen auch entlang von Raumlinien radial beabstandet von dem Zentrum liegen, ins- besondere am radial äußeren Ende von Stationsgruppen, so dass diese wahlweise von einem der beiden Roboter, dessen Greifbereiche angrenzen, erreicht werden können.
Bevorzugt ist auch, dass bzgl. des besagten Zentrums je zwei zueinander be- nachbarte Raumlinien (hier auch als sog. Gruppenlinien bezeichnet) ein Um- fangswinkelsegment bzw. Umfangsflächensegment der Aufstellungsebene der Anlage aufspannen und dass je ein Roboter in je einem solchen Umf angswin- kelsegment angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung wird ein besonders effizienter Einsatz der Roboter ermöglicht. In diesem Zusammenhang ist auch bevorzugt, dass die Roboter jeweils um zumindest eine zu der Aufstellungsebene senkrechte Drehachse drehbar, vorzugsweise um zumindest eine volle Umdrehung drehbar, sind, wobei die Drehachse je eines Roboters je eine Winkelhalbierende eines Umfangswinkelsegments schneidet oder in geringem Abstand dazu verläuft. Die Roboter sind dadurch zu jeweils zwei einander be- nachbarten Stationsgruppen abstandsgleich bzw. symmetrisch angeordnet. Insbesondere können die Drehachsen der Roboter geometrisch die Eckpunkte eines gleichschenkligen, insbesondere gleichseitigen, Dreieckes bilden, in dessen Mitte das Zentrum bzw. der Schnittpunkt der Raumlinien der Stationsgruppen liegt.
Des Weiteren ist bevorzugt, dass entlang des Umf anges von jedem Greifbereich jeweils mehrere Verarbeitungsgeräte (d. h. Geräte zur Probenanalyse und/ oder Analysenvorbereitung der Proben) in den betreffenden Greifbereich mittelbar oder unmittelbar hineinragend angeordnet sind. Dazu kann das Verarbeitungs- gerät entweder direkt bzw. selbst in den Greifbereich hineinragen, so dass der Roboter mit seinem Greifer eine Probe unmittelbar darin eingeben und daraus später wieder entnehmen kann; alternativ kann dem Verarbeitungsgerät eine Hilfseinrichtung für die Probenhandhabung zugehörig oder zumindest zugeordnet sein, die in den Greifbereich des Roboters hineinragt und mittels der Proben zu und von den Verarbeitungs geraten transferiert werden können. Auch in diesem Fall ragt das Verarbeitungsgerät somit im Sinne der Erfindung funktionsmäßig bzw. mittelbar in den Greifbereich hinein. Es besteht die Möglichkeit, dass entlang des Umf anges von jedem Greifbereich in diesen mittelbar oder unmittelbar hineinragend als Verarbeitungsgeräte jeweils ein oder mehrere Analysegeräte zur Analyse von Proben und/ oder ein oder mehrere Vorberei- tungs gerate zur Analysevorbereitung von Proben angeordnet sind. Als Vorbereitungsgeräte kommen bspw. Trenngeräte (bspw. Sägen, Fräsen usw.), und Oberflächenbearbeitungsgeräte (bspw. Fräser, Schleifgeräte usw.) in Betracht. Bspw. kann eine Proben-Fräsmaschine gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20122648.0 oder eine Fräsmaschine mit einer Einspannvorrichtung gemäß DE 10220054 Al vorgesehen sein. Der Inhalt der beiden vorgenannten Druckschriften wird hiermit vollinhaltlich mit in die vorliegende Anmeldung einbezogen, auch zu dem Zweck, daraus Merkmale in Ansprüche aufnehmen zu können. Alternativ oder kombinativ kann zur Probenvorbereitung ein Mühlen- Pressen- Automat (MPA) vorgesehen sein, in welchem vorzugsweise pulver- förmige oder körnige Proben zunächst gebrochen, dann gemahlen und anschließend gepresst werden. Zur Probenverarbeitung kann zwecks Analysenvorbereitung auch eine Probenstanze verwendet werden. Bei den Analysengeräten kann es sich bspw. um Geräte für die optische Emitter-Spektroskopie (OES), um XRF-Röntgenspektrometer, um Geräte zur Verbrennung und Analy- se der Verbrennungsgase oder um sonstige Analysengeräte handeln. Eine hinsichtlich der dadurch erzielbaren Redundanz vorteilhafte Ausgestaltung wird darin gesehen, dass an mehreren, vorzugsweise an allen, Roboterzellen bzw. Greifbereichen zueinander funktionsgleiche, vorzugsweise sogar zueinander baugleiche, Analysegeräte und/ oder zueinander funktions gleiche, vorzugswei- se zueinander baugleiche, Vorbereitungsgeräte für die Analysenvorbereitung angeordnet sind. Auch besteht die Möglichkeit, dass ein (unmittelbar oder mit- telbar) in einen Greifbereich hineinragendes Verarbeitungsgerät mit einem oder mehreren weiteren Verarbeitungsgeräten in Reihenschaltung zu einer Aufbereitungslinie verbunden ist. Auch besteht die Möglichkeit, dass entlang des Um- fanges von einem oder mehreren Greifbereichen bzw. Roboterzellen, vorzugs- weise an allen Greifbereichen, jeweils ein oder mehrere sog. Transferstationen, die an die Ein- und/ oder Ausgabe von Proben angepasst sind, in den betreffenden Greifbereich hineinragen (also wiederum indirekt oder direkt hineinragend angeordnet sind). Im Sinne der Erfindung umfasst eine sog. Roboterzelle einen Roboter mit den in seinem Greifbereich liegenden Rohrpoststationen, Verarbeitungs geraten (also Geräten zur Analyse und/ oder Geräten zur Analysenvorbereitung von Proben) und Transferstationen. Ein sog. Laborbereich schließt darüber hinaus auch weitere, in Aufbereitungslinien angeschlossene Geräte mit ein. Eine Roboterzelle kann des Weiteren auch eine oder mehrere der schon angesprochenen Übergabestationen einschließen. Des Weiteren ist zweckmäßig, dass entlang des Umfanges von einem oder mehreren Greifbereichen, vorzugsweise von allen Greifbereichen, jeweils zumindest eine Probenausgabestation angeordnet ist, in welche bei der Verarbeitung nicht mehr benötigte Proben mittels eines Roboters ausgegeben werden können. Auch wird als vorteilhaft angesehen, dass Verarbeitungsgeräte jeweils unmittelbar oder mit- telbar in die Greifbereiche von zumindest zwei Robotern hineinragen bzw. mittels zumindest zwei Robotern mit Proben versorgt werden können.
Eine Weiterbildung ist auch dadurch möglich, dass die Rohrpoststationen der Verarbeitungsanlage bzw. Laboranlage als Sende- und Empfangsstationen aus- gebildet sind. Somit können Rohrpostbehälter nicht nur in der Laboranlage empfangen, sondern auch von dort an die in der Produktion befindliche Absendestation oder ggf. zu einem anderen Zielort abgesendet werden. Bzgl. der Roboter besteht die Möglichkeit, dass deren Greifer in Bezug auf die vertikale Drehachse des Roboters in Radialrichtung und in Umfangsrichtung bewegbar ist, wobei der Roboter vorzugsweise als sechsachsiger Roboter ausgeführt ist. Bevorzugt ist ein im Wesentlichen etwa halbkugelförmiger Greifbereich, der folglich in einer Projektion auf die Aufstellungsebene etwa kreisförmig beran- det ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist bevorzugt, dass die Anlage zur Probenverar- beitung zumindest einen, vorzugsweise zentralen, Rechner (Zentralrechner) aufweist, der mit vorzugsweise allen Verarbeitungs geraten mittels Datenleitungen verbunden ist, wobei die Verarbeitungsgeräte an die Übertragung von Information betreffend ihren jeweiligen aktuellen Betriebszustand an den Rechner angepasst sind. Auch ist bevorzugt, dass der Rechner mit sämtlichen Robotern mittels Datenleitungen verbunden ist, wobei die Roboter an die Übertragung von Information betreffend ihren jeweiligen aktuellen Betriebszustand an den Rechner angepasst sind. Die Informationen über den Betriebszustand können einschließen, ob sich das Verarbeitungsgerät bzw. der Roboter gerade in Funktionsbereitschaft befindet oder nicht (bspw. bei einem Defekt), ob das Gerät bzw. der Roboter gerade mit einer Probe belegt ist oder frei ist für eine neue Probe. Auch kann darin Information über den Verarbeitungsfortschritt und die Verarbeitungsqualität enthalten sein. Des Weiteren ist bevorzugt, dass der Rechner mit vorzugsweise allen zu der Verarbeitungsanlage führenden Rohrpostabsendestationen bzw. Rohrpost-Gegenstationen mittels Datenleitun- gen verbunden ist, wobei die Rohrpostabsendestationen an die Übertragung von Informationen betreffend bei der jeweiligen Probe den Probentyp und die der Probe zum Empfang zugeordnete Rohrpoststation (bspw. Stationsnummer bzw. Lage in einer der Stationsgruppen), und vorzugsweise betreffend die diesem Probetyp zugeordnete Verarbeitungsfolge (also Vorbereitungs- und Analy- sefolge, vorzugsweise einschließlich etwaiger möglicher Alternativen) und/ oder vorzugsweise betreffend eine Verarbeitungsstufe, an den Rechner angepasst sind. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass der Rechner mit einer Datenbank verbunden ist, aus welcher er eine dem jeweiligen Probentyp zugeordnete vorbestimmte Verarbeitungsfolge abfragen kann. Im Zusammenhang mit den vorbeschriebenen Möglichkeiten ist bevorzugt, dass der Rechner, vorzugsweise mittels einer Software, daran angepasst ist, für jede an einer Rohr- poststation ankommende Probe abhängig von den zuvor oder gleichzeitig von den Verarbeitungs geraten und/ oder von den Robotern und/ oder von den Rohrpostabsendestationen übermittelten Informationen zur Abarbeitung der spezifischen Verarbeitungsfolge automatisch nach vorbestimmten Kriterien einen spezifischen Verarbeitungsablauf zu bestimmen, der Informationen einschließt, mittels welchem Roboter oder mittels welchen Robotern die Probe an welches der Verarbeitungsgeräte übergeben wird und vorzugsweise, mittels welchem Roboter oder mittels welchen Robotern die Probe von dort an ein oder mehrere weitere Verarbeitungsgeräte verbracht wird, und an den oder die Ro- boter mittels der Datenleitungen entsprechende Betätigungssignale (Steuer- und/oder Regelsignale) zu übersenden. Demzufolge wird unter einer sog. Verarbeitungsfolge eine für eine bestimmte Probe gewünschte Reihenfolge vorbestimmter Analysevorbereitungs- und/ oder Analysenschritte verstanden. Demgegenüber beinhaltet ein sog. Verarbeitungsablauf auch die Informationen bzw. Anweisungen, in welcher der vorhandenen Roboterzellen und mittels welcher konkreten Verarbeitungsgeräte die Verarbeitungsfolge abgearbeitet wird. Der Durchsatz und die Betriebssicherheit lassen sich noch steigern, indem der Rechner, vorzugsweise mittels einer Software, daran angepasst ist, den für eine Probe bereits teilweise oder ganz bestimmten Verarbeitungsablauf während dessen Abarbeitung abhängig von inzwischen weiteren, von den Verarbeitungsgeräten und/ oder von den Robotern und/ oder von den Rohrpostabsendestationen übermittelten Informationen nach vorbestimmten Kriterien automatisch abzuwandeln bzw. den aktuellen Gegebenheiten anzupassen. Beispielsweise kann eine Situation entstehen, dass eine Kameraüberwachung an- zeigt, dass sich eine Probe nicht in gewünschter Weise fräsen ließ. Der Rechner kann mit dieser erhaltenen aktuellen Information den für diese Probe zuvor bestimmten Verarbeitungsablauf modifizieren bzw. einen oder mehrere alternative Verarbeitungsabläufe ermitteln. Bspw. kann der Rechner vorgeben, dass die Probe mittels eines Roboters zu wenden und dann auf seiner gegenüberlie- genden Oberfläche gefräst werden soll. Insofern besteht auch die Möglichkeit, dass der Rechner, vorzugsweise mittels einer Software, daran angepasst ist, die Verarbeitungsgeräte mit Signalen für eine vorbestimmte Verarbeitung einer jeden Probe entsprechend dem von ihm bestimmten spezifischen Verarbeitungsablauf anzusteuern.
Vor dem eingangs beschriebenen Hintergrund umfasst die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Verarbeitung, vorzugsweise zur Analyse und/ oder zur Analysenvorbereitung von mittels Rohrpost versendbaren Proben, wie Metallschmelzenproben, Schlackenproben, Zementproben oder dergleichen, vorzugsweise unter Verwendung einer Anlage, die eine oder mehrere der zuvor beschriebenen Merkmale aufweist. Um ein derartiges Verfahren vorteilhaft weiterzubilden, schlägt die Erfindung vor, dass das Verfahren zumindest einzelne der nachfolgend beschriebenen Merkmale umfasst:
Bereitstellen von einer Mehrzahl von sternförmig verteilt angeordneten Rohrpoststationen zum Empfang von Proben in Rohrpostbehältern, - Bereitstellen von einer oder mehreren Übergabestationen für Proben (je nach Ausgestaltung können auch Rohrpoststationen diese Funktion übernehmen),
Bereitstellen von einer oder mehreren Probenausgabestationen zur Ausgabe von Proben, - insbesondere Bereitstellen von einer oder mehreren Transferstationen,
Anordnen von Robotern zum Verbringen bzw. Transportieren von Proben und/ oder von Rohrpostbehältern, so dass jede Rohrpoststation und jede Übergabestation von zumindest je zwei Robotern in ihrem jeweiligen Greifbereich erreichbar ist und so dass jede Probenausgabestation von zumindest einem oder mehreren Robotern in ihrem jeweiligen Greifbereich erreichbar ist, für jede an einer Rohrpoststation empfangene Probe Auswählen eines Roboters aus den zumindest zwei die betreffende Rohrpoststation erreichenden Robotern zur Entnahme der Probe, insbesondere gemeinsam mit ih- rem Rohrpostbehälter, aus der Rohrpoststation und zum Verbringen zu einem für eine gewünschte Verarbeitung geeigneten Verarbeitungsgerät, mittels des ausgewählten Roboters Entnehmen der Probe und insbesondere ihres Rohrpostbehälters aus der Rohrpoststation und Verbringen zumindest der Probe in ein erstes Verarbeitungsgerät, und Vorbereiten und/ oder Analysieren der Probe mittels des ersten Verarbei- tungsgerätes.
Zu den diesbezüglich erreichbaren Wirkungen und Vorteilen wird Bezug auf die vorangehende Beschreibung genommen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des nebengeordneten Verfahrensanspruches (Anspruch 25) oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des nebengeordneten Verfahrensanspruches oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere durch die folgenden Verfahrensschritte vorteilhaft weitergebildet werden:
- Prüfen, ob eine weitere Verarbeitung der Probe notwendig ist, bei notwendiger weiterer Verarbeitung prüfen, ob diese Verarbeitung in einem von dem zuletzt gewählten Roboter erreichbaren Verarbeitungsgerät erfolgen kann und in diesem Fall Verbringen der Probe mittels dieses Roboters zu einem zweiten Verarbeitungsgerät, anderenfalls Verbringen der Probe mittels des zuletzt ausgewählten Roboters zu einer Übergabestation, die auch von zumindest einem weiteren Roboter erreichbar ist, von dem ein für die weitere Bearbeitung geeignetes zweites Verarbeitungsgerät erreichbar ist, und anschließendes Verbringen der Probe mittels dieses Roboters zu dem zweiten Verarbeitungs gerät, - Vorbereiten und/ oder Analysieren der Probe mittels des zweiten Verarbeitungsgerätes, Prüfen, ob eine weitere Verarbeitung der Probe notwendig ist und, falls erforderlich, Durchführen weiterer Verbringungs- und Verarbeitungsschritte, falls keine weitere Verarbeitung der Probe notwendig ist, Auswählen ei- nes Roboters und Verbringen der Probe mittels des ausgewählten Roboters aus dem letzten Verarbeitungsgerät in eine Probenausgabestation.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht noch die folgenden Verfahrensschritte vor:
Abfragen von Information von den Verarbeitungsgeräten und von den Robotern betreffend deren jeweiligen aktuellen Betriebszustand, für alle von Rohrpostabsendestationen abgesendete Proben Abfragen von Information von den Rohrpostabsendestationen zu der von dort abgesen- deten Probe, betreffend deren Probentyp, betreffend die für diese Probe zur Ankunft bestimmte Rohrpoststation in der Verarbeitungsanlage, vorzugsweise betreffend die diesem Probentyp zugeordnete Verarbeitungsfolge und vorzugsweise eine für diese Probe bestimmte Verarbeitungsvorrangstufe, und - für alle Proben gemäß vorgegebenen Kriterien automatische Ermittlung, vorzugsweise rechner- bzw. softwaregestützte Berechnung, von probenspezifischen Verarbeitungsabläufen, die vorgeben, mittels welchem Roboter oder mittels welchen Robotern die jeweilige Probe an welches der Verarbeitungsgeräte übergeben wird und vorzugsweise, mittels welchem Ro- boter oder mittels welchen Robotern diese Probe von dort an ein oder mehrere weitere Verarbeitungsgeräte transportiert wird.
Zu weiteren zweckmäßigen Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren weiterzubilden, wird auf die übrige Beschreibung Bezug genommen. Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, in denen exemplarisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage sowie exemplarisch damit mögliche Verarbeitungsverfahren veranschaulicht werden. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Aufbauplan bzw. eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Anlage zur Verarbeitung von Proben gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine Aus Schnitts Vergrößerung von Detail II in Fig. 1;
Fig. 3 den Aufbauplan gemäß Figur 1, ergänzt durch Signalleitungen und Rohrpost- bzw. Transportleitungen;
Fig. 4 den Aufbauplan gemäß Figur 4, ergänzt durch Ziffernfolgen zur Veranschaulichung exemplarischer Verarbeitungsabläufe und
Fig. 5 bis 9 verschiedene der in Figur 1 enthaltenen Komponenten, demgegenüber in Vergrößerung.
Mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 wird zunächst der Aufbau einer erfindungsgemäßen Anlage 1 zur Verarbeitung von Proben gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgestellt. In dem gewählten Beispiel (d. h. nicht not- wendig) umfasst diese insgesamt dreißig Rohrpoststationen 2. Jeweils zehn dieser Rohrpoststationen sind aufgrund ihrer benachbarten Lage entlang einer gedachten, gerade verlaufenden Raumlinie 3 zu einer sog. Stationsgruppe 4 zu- sammengefasst. Insgesamt sind drei Stationsgruppen 4, welche jeweils zehn Rohrpoststationen 2 umfassen, vorhanden. Die Raumlinien 3 und dadurch die Stationsgruppen 4 erstrecken sich insgesamt sternförmig, so dass von einer sternförmigen Verteilung der Rohrpoststationen 2 zu sprechen ist. Es versteht sich, dass auch eine von dem hier beschriebenen Beispiel abweichende Anzahl von Stationsgruppen gewählt werden kann, bspw. eine sternförmige Anordnung von Rohrpoststationen entlang vier, fünf, usw. Raumlinien 3. In dem Beispiel liegt eine insofern streng symmetrische Anordnung vor. Die drei Raumli- nien schneiden sich in einem Zentrum 5. Diesbezüglich sind die drei Raumlinien bzw. Stationsgruppen in Umfangsrichtung U jeweils paarweise durch einen Zwischenwinkel α, der einheitlich 120° beträgt, beabstandet. Wie auch weitere Komponenten, sind in den Darstellungen zur Veranschaulichung die Rohrpoststationen 2 nur schematisch wiedergegeben, wobei darin durch den Kreis eine jeweilige Entnahmeöffnung 6 angedeutet ist, die zur Entnahme eines von der Rohrpoststation empfangenen, nicht mit dargestellten Rohrpostbehälters dienen kann und ggf. zur Eingabe eines von der Rohrpoststation 2 zu versendenden Rohrpostbehälters. Jede der insgesamt dreißig Rohrpoststationen 2 kann an zumindest eine Rohrpostleitung 7 angeschlossen sein, wie dies in Figur 3 aus Gründen der Übersicht exemplarisch nur für eine Rohrpostleitung dargestellt ist. Diese dient zum Anschluss einer Rohrpostabsendestation 8, welche sich an einer von der Anlage 1 (Laboranlage) entfernten Produktions statte 9 befindet. Der symbolische Aufbruch deutet an, dass sich die Produktions statte 9 im Bedarfsfall in großem Abstand von der Anlage 1 befinden kann.
Die Anlage 1 umfasst in dem Beispiel drei als Handhabungseinrichtungen dienende Roboter 10. Diese sind an ihrem Ständer jeweils um eine zu der Zeichenebene von Figur 1 (d. h. zu der Aufstellungsebene) senkrechte Drehachse 11 entlang des jeweils gesamten Umfanges drehbar. Die genaue Position der Drehachsen 11 wird durch die Schnittpunkte der in Figur 1 waagerecht und senkrecht verlaufenden strichpunktierten Linien angegeben. Jeder Roboter 10, bei dem es sich um einen sechsachsigen Roboter handelt, besitzt einen Arm 12, an dessen radial äußerem Ende sich ein Greifer 13 befindet. Mittels der Gelenke bzw. Drehachsen kann der Greifer 13 um die Drehachse 11 geschwenkt, sowie dazu radial und in Vertikalrichtung verlagert werden, so dass jeder Roboter 10 in dem Beispiel einen im Wesentlichen halbkugelförmigen (insofern aus der Betrachtungsebene von Figur 1 emporstehenden) Greifbereich 14 besitzt. In der Projektion von Figur 1 wird dieser von einer äußeren, jeweils kreisförmigen Randlinie 15 begrenzt. Der jeweilige Randverlauf 15 markiert für den jeweiligen Roboter 10 den in Bezug auf die Ebene der Rohrpoststationen 2 maximal mögli- chen Greif- bzw. Arbeitsbereich. Figur 1 zeigt, dass je ein Greifbereich 14 in der Projektionsbetrachtung auf die Aufstellungsebene jeweils zwei Stationsgruppen 4 ganz überdeckt.
Des Weiteren sind insgesamt vier, jeweils durch ein dreieckiges Symbol sche- matisch angedeutete sog. Übergabestationen 16 vorgesehen. Die Übergabestationen 16 müssen sich nicht notwendig auf der gleichen Höhe wie die Entnahmeöffnungen der Rohrpoststationen 2 befinden. Von diesen befindet sich eine Übergabestation 16 im Zentrum 5, so dass diese von allen drei Greifbereichen 14 überdeckt wird. Je eine weitere Übergabestation 16 befindet sich an dem bzgl. des Zentrums 5 radial äußeren Ende der Stationsgruppen 4. Diese drei Übergabestationen können folglich von je zwei Robotern 10 erreicht werden. Die Übergabestationen 16 ermöglichen, dass Proben, insbesondere mit ihrem Proben- bzw. Rohrpostbehälter, von einem Roboter 10 dort abgestellt und von dort mittels eines weiteren Roboters übernommen werden können. Die drei Roboter 10 bzw. deren Drehachsen 11 befinden sich jeweils in je einem der drei von den Raumlinien 3 berandeten Umfangswinkelsegmente 17 der Aufstellungsebene, und zwar jeweils auf der bzgl. des Umfangswinkels α gedachten Winkelhalbierenden 18. Entlang der jeweiligen Winkelhalbierenden 18 ist der Abstand der Drehachsen 11 zu dem Zentrum 5 jeweils gleich. Mit dem Bezugs- zeichen 12' ist jeweils beispielhaft ein Roboterarm 12 in einer alternativ möglichen Verdrehstellung bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die von dem jeweiligen Winkel α bzw. von den Raumlinien 3 paarweise aufgespannten Sternumfangs- bereiche 19 flächenmäßig frei von Rohrpoststationen 2 sind, d. h. dass zu deren Innerem keine Rohrpoststationen angeordnet sind. Die in Figur 1 dargestellte Anlage 1 umfasst eine Vielzahl von Verarbeitungsgeräten, die zunächst einheitlich mit dem Bezugszeichen 20 versehen sind. Dabei lassen sich Analysegeräte 21 zur Analyse von Proben und Vorbereitungsgeräte 22 zur Analysevorbereitung von Proben unterscheiden. Die jeweiligen Verarbei- tungsgeräte 20 sind an Randabschnitten entlang der kreisbogenförmigen Randverläufe 15 zueinander benachbart angeordnet, so dass sie (auf nicht näher dargestellte Weise) entweder unmittelbar oder mittelbar in Kombination mit zeichnerisch nicht mit dargestellten Hilfseinrichtungen in den jeweiligen Greifbereich 14 hineinragen. Die Anordnung der Geräte 20 ist folglich so gewählt, dass Pro- ben (und ggf. bei Bedarf Rohrpostbehälter) mittels des jeweiligen Roboters 10 zur Verarbeitung in das Gerät eingegeben und später wieder daraus entfernt werden können. Die in dem Beispiel gewählte Ausführung mit drei insgesamt sternförmigen Stationsgruppen 4 wird als vorteilhaft angesehen, da für jeden Roboter 10 entlang des Randverlaufs 15 seines Greifbereiches 14 ein Randabschnitt bzw. Umfangswinkel von etwa 240° zur Anordnung der Verarbeitungsgeräte 20 zur Verfügung steht, was sich für typische Laboranforderungen in der Praxis günstig zur Erreichung einer hohen Auslastung der Komponenten und hohen Betriebssicherheit erweist. In Figur 1 umfasst die in Blickrichtung obere Roboterzelle als Vorbereitungsgeräte 22 eine Fräsvorrichtung 23 und eine Probenstanze 24. Mit- tels der Fräsvorrichtung 23 können bspw. Gussproben (bspw. auch in Form sog. "Lollis") von einer verzunderten Oberfläche befreit werden. Die Probenstanze 24 kann zum Ausstanzen kleiner bspw. kreisförmiger Probenstücke dienen, die mittels einer Blasluftleitung 25 (vgl. Figur 3) zu einem Magazin 26 und von dort mittels weiterer Leitungen 27 (oder von Hand) zu Verbrennungsgeräten 28 transpor- tiert werden können. Bei den Verbrennungsgeräten handelt es sich um Analysegeräte, in welchen die Verbrennungsgase der Proben zur Bestimmung der Probeninhaltsstoffe analysiert werden können. Die in Blickrichtung obere Roboterzelle besitzt als Analysegerät 21 ein XRF-Röntgenspektrometer 29 und ein sog. OES-Gerät 30. Ein zweites XRF-Röntgenspektrometer 29 ist so angeordnet, dass es in Figur 1 sowohl von dem in Blickrichtung oberen, als auch von dem links unten dargestellten Roboter erreicht werden kann. Im übrigen besitzt auch die links unten dargestellte Roboterzelle je eine Fräsvorrichtung 23 und Probenstanze 24. Des Weiteren umfasst die links unten dargestellte Roboterzelle zwei OES- Geräte 30, in denen die Proben einer optischen Emitter-Spektroskopie (insbesondere zur Bestimmung der Mengenanteile von Legierungselementen) unterzogen werden können. Mit dem Bezugs zeichen 30' ist eine innerhalb der Aufbereitungslinie 31 radial vorgelagerte Handlingszelle bezeichnet. Bei der an sich bekannten OES-Technik wird ein auf der Probenoberfläche erzeugter Lichtbogen in Spektralfarben zerlegt und aus der Spektralverteilung auf die Mengenanteile der Bestandteile geschlossen. In Drehrichtung des Roboters befinden sich die Fräs- Vorrichtung 23 und die Probenstanze 24 zwischen den beiden OES-Geräten 30. Das davon der in Blickrichtung von Figur 1 oberen Roboterzelle näher liegende OES-Gerät 30 bildet den radial äußeren Abschnitt einer Aufbereitungslinie 31, deren radial innerer Abschnitt eine weitere Fräsvorrichtung 32 bildet. Am Übergang zwischen den beiden vorgenannten Roboterbereichen befindet sich als wei- teres Vorbereitungs gerät ein Mühlen-Pressen- Automat 33 (sog. MPA). Dieser ist dem XRF-Röntgenspektrometer 29 radial vorgelagert und kann von den beiden zugeordneten Robotern 10 wahlweise mit Proben bestückt werden, um diese dann seinerseits an das XRF-Röntgenspektrometer 29 zu übergeben (oder von dort zu übernehmen). Der Mühlen-Pressen- Automat kann in an sich bekannter Weise zur Vorbereitung von pulverförmigen oder körnigen Proben (bspw. von Schlacken) dienen, insbesondere mittels der Vorbereitungsschritte Brechen, Mahlen und Pressen. Anhand übereinstimmender Bezugszeichen sind für den in Figur 1 rechts unten gezeigten Roboterbereich entsprechende Verarbeitungsgeräte erkennbar. Bei der im Beispiel gewählten Anlage stehen als Analysegeräte 21 jeweils mehrere XRF-Röntgenspektrometer 29, OES-Geräte 30 und Verbrennungsgeräte 28 zur Verfügung. Als Vorbereitungsgeräte stehen jeweils mehrere Fräsvorrichtungen 23, Probenstanzen 24, Fräsvorrichtungen 32 und Mühlen- Pressen- Automaten 33 zur Verfügung. Erkennbar ist auch, dass jeder der in dem Beispiel drei Roboterbereiche jeweils eine Fräsvorrichtung 23 aufweist und zu- mindest Zugriff auf einen Mühlen-Pressen- Automat 33 besitzt. Zwei von drei Roboterbereichen sind mit einer Probenstanze 24 ausgestattet. Jeder Roboterbe- reich hat zumindest Zugriff auf ein XRF-Röntgenspektrometer 29, dem in zwei Fällen unter Bildung einer Aufbereitungslinie je ein Mühlen-Pressen- Automat 33 vorgeschaltet ist. Jede Roboterzelle hat zumindest Zugriff auf ein OES-Gerät 30. Bei zwei von vier insgesamt vorhandenen OES-Geräten 30 ist diesem radial eine Fräsvorrichtung 32 vorgeschaltet, die in den Greifbereich 14 hineinragt. Die Anlage 1 besitzt eine Transferstation 34, welche in die beiden Greifbereiche der in Blickrichtung von Figur 1 unteren beiden Roboterzellen hinein ragt. Darüber hinaus sind zwei Probenausgabestationen 35 vorgesehen. Davon ragt die eine in den Greifbereich der in Blickrichtung von Figur 1 links unten dargestellten Robo- terzelle und die andere in die Greifbereiche der beiden weiteren Roboterzellen hinein. Den beiden Fräsvorrichtungen 32 ist innerhalb ihrer jeweiligen Aufbereitungslinie 31 eine Kühleinrichtung 37 radial vorgeschaltet, die in den jeweiligen Greifbereich 14 hinein ragt und mittels welcher der Probentransfer zu der Fräsvorrichtung und von dort zu dem OES-Gerät 30 erfolgt.
Mit dem Bezugszeichen 36 ist ein zentraler Rechner bezeichnet, und das Bezugszeichen 37 markiert stellvertretend elektrische Versorgungs- und Schalteinrichtungen für Komponenten der beschriebenen Laboranlage 1. Der Rechner 36 ist mittels Datenleitungen 38 mit sämtlichen Verarbeitungsgeräten 20 ver- bunden. Des Weiteren ist der Rechner 36 mittels Datenleitungen 39 mit den jeweiligen Robotern 10 verbunden. Darüber hinaus ist der Rechner 36 mit sämtlichen an die Laboranlage angeschlossenen Rohrpostabsendestationen 8 mittels Datenleitungen 40 verbunden, wobei dies zur besseren Übersicht nur für eine einzige Rohrpostabsendestation dargestellt ist. Mittels einer Datenleitung 41 ist der Rechner 36 an eine Datenbank 42 angeschlossen, aus welcher er für bestimmte Probentypen gewünschte Bearbeitungsfolgen und ggf. dafür alternativ geeignete Bearbeitungsfolgen abrufen kann. Die Anlage 1 kann von Bedienpulten 43 bedient und überwacht werden, die ebenfalls mit dem zentralen Rechner 36 verbunden sind. Mit dem Bezugszeichen 46 sind Bildschirme für die Über- wachung bezeichnet. Die Roboterzellen werden an ihren freien Umfangsab- schnitten von Schutzwänden 44 begrenzt, wobei mit dem Bezugszeichen 45 Zugangsöffnungen (Türen) bezeichnet sind. Die Probeausgabestationen 35 können mit Einrichtungen zum Ausdrucken und Aufkleben von Etiketten versehen sein und auch zur Ablage von Proben in Boxen dienen. Die Roboter 10 können in an sich bekannter Bauform ausgeführt sein, wobei der Roboterfuß vorzugsweise im Bereich der Roboterdrehachse 11 angeordnet ist. Es versteht sich, dass die mit Bezug auf die Figuren beschriebene Art und Anzahl der Verarbeitungsgeräte nur exemplarisch ist, d. h. dass eine erfindungs gemäße Anlage 1 je nach Laboranforderungen auch davon abweichend mit Geräten und/ oder Aufbereitungslinien mit beliebiger Stufenanzahl bestückt werden kann. Auch kann die Anzahl der Rohrpoststationen, die je Stationsgruppe vorhanden sind, zu kleineren oder größeren Anzahlen hin abgewandelt werden und muss bei den verschiedenen Stationsgruppen nicht einheitlich sein.
Erfindungsgemäße Anlagen können zur Verarbeitung, d. h. Analyse und Ana- lysenvorbereitung, von unterschiedlichsten Probentypen verwendet werden. In Betracht kommen bspw. Proben aus Metallschmelze, insbesondere Stahl- und Eisenschmelze, auch Schlacke, Proben aus Erzen und Mineralien, Proben aus Zement usw. Diese Auswahl zeigt schon, dass es sich um im Ausgangszustand wahlweise pulverförmige, körnige oder feste Proben oder um Mischungen da- von handeln kann.
Mit Bezug auf die Figur 4 werden lediglich exemplarisch zwei mögliche Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. In dem ersten gewählten Beispiel soll eine Stahlprobe in der Anlage 1 für ihre Analyse vorbereitet und analysiert, d. h. im Sinne der Erfindung verarbeitet, werden. Die Reihenfolge der Stationen ist durch fortlaufende, in Kreise eingesetzte Ziffern symbolisch angegeben. In dem betrachteten Beispiel wird die Stahlprobe an der gekennzeichneten Rohrpoststation 2 (Ziffer 1) angenommen. Von dort wird sie mittels eines Roboters 10 (Ziffer 2) an eine in den Greifbereich hinein- ragende Kühleinrichtung 37 (Ziffer 3) übergeben. Hier wird die Probe zunächst abgekühlt, bevor sie von der Kühleinrichtung 37 in deren Aufbereitungslinie 31 nach radial außen an eine Fräseinrichtung 32 (Ziffer 4) und von dort nach dem Fräsen mittels der Handlingstation 30' an das radial außen liegende OES-Gerät 30 (Ziffer 5) weitergegeben wird. Nach der dortigen Analyse durchläuft die in der Zeichnung nicht mit dargestellte Probe die Aufbereitungslinie entgegenge- setzt zurück (d. h. nach radial innen) und wird von dem Roboter 10 (siehe Ziffer 6) wieder angenommen und in die von dem Roboter 10 erreichbare Probenausgabestation 35 (Ziffer 7) eingestellt, von wo aus sie in ein Archiv gebracht werden kann.
In einem zweiten Beispiel soll eine Schlackenprobe verarbeitet werden. Für diesen Ablauf sind die zeitlich nacheinander ablaufenden Stationen durch in ein Rechteck eingestellte Ziffern angegeben. In dem Beispiel trifft die Probe zunächst an einer Rohrpoststation 2 (Ziffer 1) ein. Von dort wird die Probe mit einem Roboter 10 (Ziffer 2) entnommen und zunächst in den von ihm erreich- baren Mühlen-Pressen- Automat 33 (Ziffer 3) eingestellt, wo die Probe für die anschließende Analyse vorbereitet wird. Von dem MPA 33 wird die vorbereitete Probe an das in der Aufbereitungslinie dazu radial außen angrenzende XRF- Röntgenspektrometer 29 (Ziffer 4) übergeben, wo die Messung erfolgt. Dies geschieht mittels einer zwischengelagerten Handhabungseinrichtung 47. Die fer- tig analysierte, in der Zeichnung nicht gezeigte Probe kehrt anschließend zu der MPA 33 zurück, von wo sie der Roboter 10 (Ziffer 5) abholt und zu der von ihm erreichbaren Probenausgabestation 35 (Ziffer 6) zur Verbringung in ein Archiv transportiert.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Roboter 10 bei der Entgegennahme von Proben aus den Rohrpoststationen den entsprechenden Rohrpostbehälter (Büchse) ergreifen und diesen zunächst zu einer am Randverlauf ihres Greifbereiches 14 liegenden Handhabungsstation transportieren und dort die Probe entnehmen. Der Rohrpostbehälter kann im Bedarfsfall gereinigt und wieder in die Rohr- poststation 2 zur Absendung (oder Rücksendung) eingestellt werden. Aufgrund der beschriebenen Signalverarbeitung ist der Rechner 36 in dem Beispiel in der Lage, den an den Rohrpoststationen 2 zeitlich stochastisch eintreffenden Proben unter Berücksichtigung von dafür jeweils spezifisch vorgegebenen Vorrangstufen dafür geeigneten Bearbeitungsabläufen zuzuweisen. Unter Berücksichtigung der von den Verarbeitungsgeräten 20 gemeldeten Betriebszu- stände ist der Rechner in der Lage, dabei bspw. zu berücksichtigen, dass die Verweilzeit der Proben an den OES-Geräten und an den XRF-Röntgenspektro- metern häufig größer als an anderen Geräten ist. Je nach fortschreitend an ihn gemeldeten Fortschritt der Bearbeitungsabläufe aller gleichzeitig verarbeiteten Proben kann der Rechner 36 die Bearbeitungsabläufe abwandeln, um den
Durchsatz der Laboranlage durch intelligente Verteilung bzw. Zuordnung der Proben optimieren. In Verbindung damit, dass Verarbeitungs gerate an verschiedenen Roboterzellen jeweils zur Verfügung stehen (Redundanz), bringt dies auch den Vorteil, dass einzelne Roboterzellen gewartet werden können, während der Laborbetrieb mittels der im Betrieb verbleibenden weiteren Roboterzellen ohne funktionsmäßige Einschränkung fortlaufen kann. Für den Fall, dass es trotzdem zu einer Störung kommt, ist der Rechner 36 mit geeigneten Mitteln zur Ausgabe einer entsprechenden Fehlermeldung ausgestattet. Auch für den Fall, dass bspw. einer der drei Roboter 10 ausfällt, stehen noch immer alle Rohrpostlinien zur Verfügung. Insofern beträgt auch dann noch die verbleibende Rohrpost-Kapazität 100 %. Die Bestückung der Roboterzellen mit Verarbeitungs geraten, also mit Analysegeräten und/ oder mit Vorbereitungs geraten, ist vorzugsweise so gewählt, dass bei Ausfall oder Wartung einer Roboterzelle eine vollständige Redundanz bzgl. aller Verarbeitungsgeräte zur Verfü- gung steht. Auch lässt sich, da jeder Roboter 10 zwei Drittel der Rohrpost bedienen kann, im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen im Stand der Technik eine Halbierung der Reaktionszeit und eine Verdoppelung der Abarbeitungskapazität bei Ankunft der Rohrpostbehälter erzielen. Die erfindungs gemäße Anlage 1 ermöglicht gegenüber herkömmlichen Laboranlagen auch eine Kos- tenersparnis und einen geringeren Platzbedarf. Figur 5 zeigt gegenüber den Figuren 1 bis 4 in Vergrößerung einen Roboter 10 in einer Ansicht von oben. Figur 6 zeigt eine Vergrößerung einer Fräsvorrichtung 23. Figur 7 zeigt in Vergrößerung eine Probenstanze 24. Figur 8 zeigt in Vergrößerung schematisch ein XRF-Röntgenspektrometer 29. Figur 9 zeigt in Vergrößerung eine Probenausgabestation 35. Die in den Figuren 6 bis 8 dargestellten Verarbeitungsgeräte sind - für sich genommen - einem Fachmann in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion bekannt.
Bevorzugt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren so vorgegangen, dass jede einzelne Probe an ihrem Herstellungsort einen spezifischen Datensatz erhält und/ oder gekennzeichnet wird. Insbesondere kann der Datensatz neben Informationen, welche die Probe selbst betreffen, auch Informationen über die gewünschte Verarbeitungsfolge (Folge aus Vorbereitungs- und/ oder Analyseschritten) enthalten. Die Transferstation 34 dient dem Personal des Laborberei- ches zum manuellen Ein- und Ausschleusen von Rohrpostbehältern und/ oder Proben. Wie besonders in Figur 3 dargestellt ist, liegt die Transferstation 34 in einem Überlappungsbereich von Greifbereichen zweier verschiedener Roboter, so dass die Transferstation 34 von diesen beiden Robotern wahlweise erreicht werden kann.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.