本发明涉及一种用于运行自动化系统的方法、一种控制系统以及一种自动化系统。本专利申请案要求2022年5月10日的德国专利申请de 10 2022 111 680.8的优先权，该案的揭示内容就此通过回溯引用纳入本案。
背景技术：
1、自动化系统可包括用于移动对象的驱动系统。可以借助驱动系统沿至少一个方向移动或定位设备、机器、建筑物或舞台的可动元件。驱动系统可包括具有定子的永久励磁的电磁电机以及可在定子上沿至少一个方向移动的动子。此驱动系统特别是可以是平面驱动系统，其中，定子是平面的，动子能够沿至少两个方向移动。此外，可将上述驱动系统用于自动化技术，特别是制造技术、搬运技术、工艺技术、舞台和表演技术或建筑和餐饮技术。
2、在永久励磁的电磁平面电机中，定子单元的通电线圈组与动子的多个磁体组件的驱动磁体发生磁性相互作用，从而对动子施加驱动力。由现有技术已知具有矩形且纵向拉伸的线圈组以及动子的矩形且纵向拉伸的磁体组件的平面驱动系统。公开案de 102017131 304a1中例如描述过这种平面驱动系统。借助这种平面驱动系统特别是可以实现动子的线性和平移运动。这意味着，通过这种平面驱动系统，动子可以在定子表面上平行于定子表面地自由移动并垂直于定子表面地至少以与定子表面间隔不同间距的方式移动，这些矩形且纵向拉伸的线圈组布置在这个定子表面下方。此外，现有技术还揭露过线性驱动系统。
3、如果将这种驱动系统、特别是平面驱动系统用于自动化技术，特别是制造技术、搬运技术、工艺技术、舞台和表演技术或建筑和餐饮技术，则可通过屏幕或显示器向操作人员或监控人员显示与驱动系统的运行相关的信息。然而，此举使得操作人员或监控人员必须经常将其视线从驱动系统移开，以便观察屏幕或显示器。因此，操作人员或监控人员可能无法及时感知所有相关信息并且可能来不及对通过屏幕或显示器显示的信息作出反应。
技术实现思路
1、因此，本发明的一个目的是提供一种有所改进的自动化系统。本发明的另一目的是提供一种用于运行这种自动化系统的方法。本发明的另一目的是提供一种用于实施所述方法的控制系统。在此情况下，应能在视线不离开驱动系统的情况下感知信息。
2、本发明用以达成上述目的的解决方案在于独立专利权利要求中的用于运行自动化系统的方法、控制系统以及自动化系统。有利的改进方案在从属权利要求中给出。
3、根据一个方面，本发明包括一种用于运行自动化系统的方法。所述自动化系统包括驱动系统和光学投影单元。所述驱动系统包括可动的动子，所述动子可通过驱动器进行驱动。所述自动化系统的控制系统实施以下所描述的步骤。
4、测定动子的位置信息。此外，将待显示的对象与动子的位置相关联。然后，结合动子和待显示对象的位置信息对待由光学投影单元显示的投影进行渲染。最后，将渲染的投影输出至光学投影单元，使得光学投影单元在表面上输出渲染的投影以及/或者将其作为全息图以邻近驱动系统和/或这个驱动系统的动子的方式输出。
5、前两个步骤，即测定动子的位置信息以及将待显示的对象与动子相关联，可以以任意顺序接连进行或者同时进行。此渲染特别是可以包括结合位置信息和待显示的对象组成待显示的投影。
6、待显示的对象例如可以包括显示信息，其中显示信息可以包括与操作人员或监控人员相关的信息。由于将待显示的对象输出在表面上以及/或者将其作为全息图以邻近驱动系统方式输出，操作人员或监控人员无需将视线从驱动系统移开就能感知相关信息。
7、在此情况下，驱动系统既可以是线性驱动系统，又可以是平面驱动系统。如果这个驱动系统为平面驱动系统，则用于输出待显示对象的表面可以至少部分地包括这个平面驱动系统的定子表面。
8、根据第二方面，本发明包括一种用于自动化系统的控制系统。所述控制系统适于实施根据本发明的方法的步骤。也就是说，所述控制系统适于测定动子的位置信息并将待显示的对象与动子的位置相关联。此外，所述控制系统适于随后结合动子和待显示对象的位置信息对待由光学投影单元显示的投影进行渲染。此外，所述控制系统适于将渲染投影输出至光学投影单元。然后，光学投影单元可以在表面上输出所述渲染投影以及/或者将其作为全息图以邻近驱动系统和/或这个驱动系统的动子的方式输出。
9、在此情况下，所述控制系统可以包括至少一个计算单元。所述控制系统视需要也可以包括具有第一计算单元的第一控制单元和具有第二计算单元的第二控制单元。在此情况下，第一控制单元特别是可以用于控制驱动系统并提供动子的位置信息，而第二控制单元则读取位置信息，将待显示的对象与动子相关联，结合动子和待显示对象的位置信息渲染待显示的投影，并将渲染的投影输出至光学投影单元。
10、具有第二计算单元的第二控制单元视需要又可以包括附加的另一控制单元和附加的另一计算单元。这个附加的另一控制单元将关于动子上的投影局部的信息传输至第二控制单元并从第二投影单元获得这个投影局部的适配信息。这个附加的另一计算单元负责对投影局部进行渲染并将渲染的投影传输至另一投影单元。
11、根据第三方面，本发明包括一种具有驱动系统和光学投影单元的自动化系统。所述驱动系统包括可动的动子。所述动子可通过驱动器进行驱动。此外，这个自动化系统包括根据本发明的控制系统。
12、在所述方法的一种实施方式中，结合动子相对于自动化系统和/或驱动系统的位置测定位置信息。这例如可以包括确定动子相对于驱动系统的定子单元的位置，特别是通过位置传感器进行确定。如果动子包括一个磁体单元，则位置传感器可以具有一个磁场传感器。这样就能以与动子位置协调的方式输出待显示的对象。
13、在所述方法的一种实施方式中，至少以对待显示的投影进行渲染的频率的两倍、特别是三倍的频率来测定动子的位置。这样就能足够快地以与动子位置协调的方式输出待显示的对象，并且待显示的投影可随动子一同移动，而不会出现晃动或干扰效应。
14、在所述方法的一种实施方式中，控制系统内的通信是实时的。这特别是表明，可以快速地在控制系统内交换信息，从而即使在动子快速移动的情况下，也能跟踪待显示的对象，并且使得待显示的对象随动子一同移动，而不会发生偏移。
15、在所述方法的一种实施方式中，首先结合虚拟对象在虚拟图形空间中计算待显示的投影，然后结合图形空间的视窗针对真实空间进行渲染。通过视窗的所输出的渲染投影借助来自图形空间的信息增强对动子或其上部结构和/或被运货物的检测和/或感知和/或所述表面(7)。这样就能对待显示的对象进行高效计算和高效渲染。
16、真实空间可以通过关联规则与多维图形空间相关联。布置在真实空间中的对象(如驱动系统的组件)可以通过分配规则分配给图形空间中的图形。借助真实空间与图形空间之间的关联规则可以确定如何将图形空间的虚拟对象投射到真实空间中，以便能够输出渲染的视窗。
17、布置在真实空间中的对象(如动子)的运动可被转移至图形空间中。在此情况下，也可以在图形空间中移动在真实空间中分配给对象的虚拟对象。然后，也可以根据虚拟对象的位置改变待显示的投影，从而也可以在待显示的渲染投影中进行移动。
18、通过将真实空间与图形空间相关联，可以实现较高的抽象度，其能够实现根据本发明的方法与多个应用实例的适配。
19、这个图形空间例如可以包含机器、设备、建筑物、舞台等的3d模型(或其局部)。通过控制单元可以将真实存在的对象与图形空间中的虚拟图像连接在一起。如果与虚拟空间进行交互，则相应的真实对象及其可能的虚拟扩展会以相应的方式作出反应。
20、可以根据所测得的待移动对象的位置和大小自动确定图形空间的位置和大小以及分配给待控制对象的图形。此举有助于产生对应于真实空间的图形空间。
21、在一种实施方式中，根据动子相对于图形空间的位置确定位置信息。
22、在所述方法的一种实施方式中，所述图形空间包含不同的元素。结合来自控制系统和/或自动化系统的信息选择这些元素中的一个作为待显示的对象并在渲染待显示的投影时将这个元素考虑在内。如果多个元素可以包含不同的信息并且由此也能显示不同的信息，则此举可能较为有利。
23、在所述方法的一种实施方式中，待显示的对象在图形空间中对应有一个特性。根据这个特性来选择元素。
24、在所述方法的一种实施方式中，结合动子的位置信息在图形空间中移动虚拟对象。这样就能在动子移动时简单地对待显示的对象进行跟踪。
25、在所述方法的一种实施方式中，以某种方式渲染待显示的投影，使得待显示的对象随动子一同移动，并且动子与待显示对象之间的相对位置是固定的。这样就也能在动子移动时简单地对待显示的对象进行跟踪。
26、在所述方法的一种实施方式中，将待显示的对象投射至动子上。在所述方法的一种实施方式中，将待显示的对象以与动子预定的间距投射至动子旁边。在这两种情况下，操作人员或监控人员都可以很容易地识别出通过待显示的对象转发的信息与特定动子简单对应。
27、在所述方法的一种实施方式中，至少在动子每次发生位置变化后，均重新测定位置信息、渲染待显示的投影以及输出渲染的投影。这样就也能在动子移动时简单地对待显示的对象进行跟踪。
28、在所述方法的一种实施方式中，待显示的对象与实际测量变量、特别是驱动系统的实际测量变量相关联。在此情况下，所述实际测量变量特别是可以是温度、能耗、作用力或驱动器的至少一个动子或至少一个电机元件的重量。
29、在所述方法的一种实施方式中，通过接口读取显示信息并结合这个显示信息对待显示的对象进行设定。例如可以通过接口读取实际测量变量或其他待显示的信息，否则控制系统无法获得这些信息。这样就能使待显示的信息更加灵活并且例如可以读取与操作人员或监控人员相关的附加信息。
30、在所述方法的一种实施方式中，所述位置信息包含动子表面与表面的间距。在对待显示的投影进行渲染时，将这个间距考虑在内。如果驱动系统为平面驱动系统，则特别是可以根据动子的飞行高度确定间距。这样就能根据间距调整待显示的投影，例如通过聚焦至动子表面上。
31、在所述方法的一种实施方式中，所述自动化系统包括另一光学投影单元。在渲染待显示的投影前，结合位置信息确定是否应由光学投影单元和/或另一光学投影单元来对渲染投影进行投射。在渲染过程中将这个信息考虑在内。这样就也能借助多个光学投影单元进行更复杂的显示。
32、在所述方法的一种实施方式中，由光学投影单元和另一光学投影单元将渲染投影投射在过渡区域中。
33、在所述自动化系统的一种实施方式中，所述驱动系统为平面驱动系统。这个平面驱动系统包括至少一个分别具有多个用于产生定子磁场的线圈组的定子单元、位于所述定子单元上方的定子表面以及动子。这个表面与定子表面相对应。此外，所述动子具有多个用于产生动子磁场的磁体单元。这些线圈组与这些磁体单元形成驱动器。通过定子磁场与动子磁场的相互作用，所述动子可以平行于定子表面在定子表面上方移动。
34、在所述自动化系统的一种实施方式中，通过实时通信总线提供驱动系统、控制系统与光学投影单元之间的数据链路。
1.一种用于运行自动化系统(1)的方法，其中所述自动化系统(1)包括驱动系统(5)和光学投影单元(100)，其中所述驱动系统(5)包括可动的动子(50)，其中所述动子(50)能够通过驱动器(6)进行驱动，其中所述自动化系统(1)的控制系统(30)实施以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中结合所述动子(50)相对于所述自动化系统(1)和/或所述驱动系统(5)的位置测定所述位置信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中至少以对所述待显示的投影进行渲染的频率的两倍、特别是三倍的频率来测定所述动子(50)的位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中首先结合至少一个虚拟对象(201)在虚拟图形空间(200)中计算所述待显示的投影，然后结合所述图形空间(200)的视窗(202)针对真实空间进行渲染，其中通过所述视窗(202)的所输出的渲染投影(110、111)借助来自所述图形空间(200)的信息增强对所述动子(50)或其上部结构和/或被运货物的检测和/或感知和/或所述表面(7)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中根据所述动子(50)相对于所述图形空间(200)的位置确定所述位置信息。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述图形空间(200)包含不同的元素，其中借助来自所述控制系统(30)和/或所述自动化系统(1)的信息选择所述元素中的一个作为待显示的对象并在渲染所述待显示的投影时将所选择的元素考虑在内。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述待显示的对象在所述图形空间(200)中对应有一个特性，根据所述特性来选择所述元素。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中结合所述动子(50)的位置信息在所述图形空间(200)中移动所述虚拟对象(201)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中渲染所述待显示的投影，以使得所述待显示的对象随所述动子(50)一同移动，并且所述动子(50)与所述待显示对象之间的相对位置是固定的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中将所述待显示的对象投射至所述动子(50)上或者以与所述动子(50)预定的间距投射至所述动子(50)旁边。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中至少在所述动子(50)每次发生位置变化后，均重新测定所述位置信息、渲染所述待显示的投影以及输出所述渲染投影。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述待显示的对象与实际测量变量、特别是所述驱动系统(5)的实际测量变量相关联。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中通过接口(36)读取显示信息并结合所述显示信息对所述待显示的对象进行设定。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述位置信息包含动子表面(52)与表面(7)的间距，且其中在渲染所述待显示的投影时将所述间距考虑在内。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述自动化系统(1)包括另一光学投影单元(101)，其中在渲染所述待显示的投影前，结合所述位置信息确定是否应由所述光学投影单元(100)和/或所述另一光学投影单元(101)来对所述渲染投影进行投射，在渲染所述待显示的投影时将所述信息考虑在内。
16.根据权利要求15所述的方法，其中由所述光学投影单元(100)和所述另一光学投影单元(101)将所述渲染投影投射在过渡区域中。
17.一种用于自动化系统(1)的控制系统(30)，其设置用于实施根据权利要求1至16中任一项所述的方法的步骤。
18.一种具有驱动系统(5)和光学投影单元(100)的自动化系统(1)，其中所述驱动系统(5)包括可动的动子(50)，其中所述动子(50)能够通过驱动器(6)进行驱动，其中所述自动化系统(1)还包括根据权利要求17所述的控制系统(30)。
19.根据权利要求18所述的自动化系统(1)，其中所述驱动系统(5)为平面驱动系统(10)，所述平面驱动系统(10)包括至少一个分别具有多个用于产生定子磁场的线圈组(14)的定子单元(13)、位于所述定子单元(13)上方的定子表面(15)以及动子(50)，其中所述表面(7)与所述定子表面(15)相对应，其中所述动子(50)具有多个用于产生动子磁场的磁体单元(51)，所述线圈组(14)与所述磁体单元(51)形成所述驱动器(6)，其中通过定子磁场与动子磁场的相互作用，所述动子(50)能够平行于所述定子表面(15)在所述定子表面(15)上方移动。
20.根据权利要求18或19所述的自动化系统(1)，其中通过实时通信总线提供所述驱动系统(5)、所述控制系统(30)与所述光学投影单元(100)之间的数据链路。
