FR3110259A1 - Machine tool remote supervision / monitoring and maintenance system - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système pour la surveillance et la gestion à distance de la maintenance d'au moins un équipement industriel à commande numérique pourvu d’un automate programmable, ledit au moins un équipement comprenant : - des moyens d’acquisition de données opérationnelles issues de l’unité de commande numérique et de l’automate programmable, - des moyens de délivrance d’informations sur le fonctionnement dudit équipement à partir d'une analyse des données opérationnelles ainsi reçues, et - des moyens de communication qui permettent le transfert des informations de fonctionnement vers des moyens de gestion distants via un réseau de communication, lesdits moyens de gestion distants comprenant des moyens de réception et de traitement des informations sur le fonctionnement dudit équipement configurés pour établir un diagnostic du fonctionnement dudit équipement et détecter un éventuel défaut de fonctionnement ou un dysfonctionnement imminent dudit équipement.The invention relates to a system for the remote monitoring and management of the maintenance of at least one numerically controlled industrial equipment provided with a programmable automaton, said at least one equipment comprising: - means for acquiring operational data from the digital control unit and the programmable automaton, - means for delivering information on the operation of said equipment from an analysis of the operational data thus received, and - communication means which allow the transfer operating information to remote management means via a communication network, said remote management means comprising means for receiving and processing information on the operation of said equipment configured to establish a diagnosis of the operation of said equipment and detect a possible fault malfunction or imminent malfunction of said equipment.
Description
La présente invention a trait au domaine des machines de production telles les machines-outils à commande numérique programmable.The present invention relates to the field of production machines such as programmable numerical control machine tools.
Elle concerne plus particulièrement la supervision et la surveillance en temps réel de telles machines pour analyser leur utilisation et détecter d'éventuelles anomalies de fonctionnement.It relates more particularly to the real-time supervision and monitoring of such machines in order to analyze their use and detect any operating anomalies.
Art antérieurPrior art
Au fur et à mesure de l’utilisation des machines-outils, il se produit une usure et des dérives de fonctionnement des composants, notamment des distributeurs hydrauliques ou servovalves, pouvant mener à des dysfonctionnements. Dans certains cas de figure, il est nécessaire d’immobiliser la machine de manière imprévue et de remplacer la pièce défaillante ce qui nécessite le déplacement d'un technicien de dépannage. Ce déplacement, généralement effectué en véhicule, présente un impact non négligeable sur l'environnement.As machine tools are used, there is wear and operating drifts of components, in particular hydraulic distributors or servo valves, which can lead to malfunctions. In some cases, it is necessary to immobilize the machine unexpectedly and replace the faulty part, which requires the trip of a repair technician. This trip, generally made by vehicle, has a significant impact on the environment.
Le besoin se fait donc sentir d'une solution technique qui permette de détecter ces dérives de fonctionnement des composants d'une machine-outil et de le signaler au plus vite de sorte à éviter un arrêt machine non planifié et à organiser l’intervention d'un technicien de dépannage au moment voulu.The need is therefore felt for a technical solution which makes it possible to detect these operating drifts of the components of a machine tool and to report them as quickly as possible so as to avoid an unplanned machine stop and to organize the intervention of a repair technician when needed.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu avec un système pour la surveillance et la gestion à distance de la maintenance d'au moins un équipement industriel à commande numérique pourvu d’un automate programmable, tel une machine-outil, ledit au moins un équipement comprenant :In accordance with the invention, this result is obtained with a system for the remote monitoring and management of the maintenance of at least one numerically controlled industrial equipment provided with a programmable automaton, such as a machine tool, said at least equipment comprising:
- des moyens d’acquisition de données opérationnelles, ou paramètres de fonctionnement, issues de l’unité de commande numérique et de l’automate programmable,- means of acquiring operational data, or operating parameters, from the digital control unit and the programmable controller,
- des moyens de délivrance d’informations sur le fonctionnement dudit équipement à partir d'une analyse des données opérationnelles ainsi reçues, et- means for issuing information on the operation of said equipment based on an analysis of the operational data thus received, and
- des moyens de communication sans fil qui permettent le transfert des informations de fonctionnement vers des moyens de gestion distants via un réseau de communication, lesdits moyens de gestion distants comprenant des moyens de réception et de traitement des informations sur le fonctionnement dudit équipement configurés pour établir un diagnostic du fonctionnement dudit équipement et détecter un éventuel défaut de fonctionnement ou un dysfonctionnement imminent dudit équipement.- wireless communication means which allow the transfer of operating information to remote management means via a communication network, said remote management means comprising means for receiving and processing information on the operation of said equipment configured to establish a diagnosis of the operation of said equipment and detect a possible malfunction or an imminent malfunction of said equipment.
La présente invention a trait au domaine des machines dédiées à la production, telles les machines-outils à commande numérique pourvues d’un automate programmable, et propose de mettre en œuvre sur une telle machine un module d'acquisition de données opérationnelles qui assure la collecte d'informations liées à l'utilisation de la machine et leur transmission vers un site (serveur) distant après le pré-traitement de tout ou partie des données opérationnelles collectées.The present invention relates to the field of machines dedicated to production, such as numerically controlled machine tools equipped with a programmable automaton, and proposes to implement on such a machine an operational data acquisition module which ensures the collection of information related to the use of the machine and their transmission to a remote site (server) after the pre-processing of all or part of the operational data collected.
Ces données opérationnelles peuvent être des paramètres de fonctionnement de composants et/ou de sous-ensembles fonctionnels de la machine de production. Une fois reçues par le site distant, ces données concernant la machine sont mémorisées dans une base de données pour l'établissement ultérieur de statistiques, comparaisons et tendances et l’analyse de l’utilisation de la machine, mais aussi pour détecter un éventuel défaut de fonctionnement ou un dysfonctionnement imminent de la machine.These operational data can be operating parameters of components and/or of functional sub-assemblies of the production machine. Once received by the remote site, this data concerning the machine is stored in a database for the subsequent establishment of statistics, comparisons and trends and the analysis of the use of the machine, but also to detect a possible fault. operation or imminent malfunction of the machine.
Le système de l’invention peut être configuré pour surveiller plusieurs équipements industriels localisés au niveau de plusieurs lieux distants ou sur un même lieu.The system of the invention can be configured to monitor several industrial equipment located at several remote locations or at the same location.
Ainsi, contrairement à l’approche de l’art antérieur selon laquelle les informations de fonctionnement sont acquises sur la commande numérique de la machine-outil, c’est-à-dire sur la partie commande, la solution de l’invention propose que les points de collecte ou sources des données soient à la fois la commande numérique et l’automate programmable qui est configuré pour exécuter un programme de fonctionnement et commander la machine par le biais de pré-actionneurs et d’actionneurs.Thus, contrary to the approach of the prior art according to which the operating information is acquired on the numerical control of the machine tool, that is to say on the control part, the solution of the invention proposes that the collection points or data sources are both the numerical control and the programmable logic controller which is configured to execute an operating program and control the machine by means of pre-actuators and actuators.
En d’autres termes, l’analyse de l’utilisation de la machine et la gestion des dérives et dysfonctionnements imminents s’effectuent à partir des données collectées sur la partie commande et la partie opérative (pré-actionneurs, actionneurs et capteurs) de l’équipement.In other words, the analysis of the use of the machine and the management of drifts and imminent malfunctions are carried out from the data collected on the control part and the operative part (pre-actuators, actuators and sensors) of the equipment.
La solution de l’invention permet de remonter des informations sur l'état de la machine. Les données récoltées, issues des pré-actionneurs, actionneurs et capteurs notamment, sont envoyées régulièrement (chaque jour par exemple) par un réseau de communication vers lesmoyens de gestion distants où ils sont stockés et traités. Ainsi, les données opérationnelles récoltées permettent de prédire à distance des dysfonctionnements imminents et des pannes imminentes de composants de la machine par contrôle et analyse (en continu de préférence) des paramètres mesurés.The solution of the invention makes it possible to trace information on the state of the machine. The data collected, coming from the pre-actuators, actuators and sensors in particular, are sent regularly (every day for example) by a communication network to the remote management means where they are stored and processed. Thus, the operational data collected make it possible to remotely predict imminent malfunctions and imminent failures of machine components by monitoring and analyzing (preferably continuously) the measured parameters.
Pour un signal de mesure donné, les moyens d’acquisition de la presse plieuse peuvent mettre en œuvre un comparateur pour déterminer si le signal de mesure se trouve à l'intérieur de limites prédéterminées, un dysfonctionnement imminent ou un défaut de fonctionnement étant détecté lorsque le signal de mesure se trouve à l'extérieur des limites prédéterminées. Peuvent correspondre à une anomalie, par exemple, une évolution temporelle lente ou brusque du signal de mesure sur une période de plusieurs heures à plusieurs jours ou tout écart important sur une durée prédéterminée. En variante ou en complément, ce traitement peut s’effectuer dans les moyens de gestion distants. Le traitement des données opérationnelles récoltées est effectué́ de manière continue, pseudo-aléatoire, pendant un laps de temps prédéterminé, et/ou pendant un protocole de test prédéfini.For a given measurement signal, the acquisition means of the press brake can implement a comparator to determine whether the measurement signal is within predetermined limits, an imminent malfunction or an operating fault being detected when the measurement signal is outside the predetermined limits. May correspond to an anomaly, for example, a slow or sudden change in time of the measurement signal over a period of several hours to several days or any significant difference over a predetermined period. As a variant or in addition, this processing can be carried out in the remote management means. The processing of the operational data collected is carried out continuously, pseudo-randomly, for a predetermined period of time, and/or during a predefined test protocol.
La solution de l’invention permet, par ailleurs, la maintenance, le suivi et l’optimisation de la production.The solution of the invention also allows the maintenance, monitoring and optimization of production.
Elle réduit les temps d’arrêt accidentels par une anticipation des pannes, la réduction des rebuts de production par la maîtrise des conditions d’usinage, une économie sur les composants par une connaissance de leur usure/dégradation et une optimisation des heures de maintenance.It reduces accidental downtime by anticipating breakdowns, reducing production scrap by controlling machining conditions, saving on components by knowing their wear/degradation and optimizing maintenance hours.
Avantageusement, les données opérationnelles sont issues de pré-actionneurs, d’actionneurs et/ou de capteurs dudit équipement reliés audit automate programmable.Advantageously, the operational data come from pre-actuators, actuators and/or sensors of said equipment connected to said programmable automaton.
Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de gestion distants comprennent des moyens de transmission vers ledit équipement, via ledit réseau de communication, d’instructions pour le fonctionnement dudit équipement lorsqu’un dysfonctionnement imminent est détecté.According to one embodiment, said remote management means comprise means for transmitting to said equipment, via said communication network, instructions for the operation of said equipment when an imminent malfunction is detected.
De façon avantageuse, lesdits moyens de traitement des moyens de gestion distants sont en outre configurés pour déterminer le choix du type de maintenance à effectuer à partir du défaut de fonctionnement ou dysfonctionnement imminent détecté.Advantageously, said processing means of the remote management means are furthermore configured to determine the choice of the type of maintenance to be carried out based on the operating fault or imminent malfunction detected.
Le module disposé sur la machine peut être configuré pour émettre une alarme en cas d'anomalie et la transmettre vers le site distant pour faciliter le choix à distance du type de maintenance à réaliser sur la machine. Lorsqu'une machine tombe en panne ou qu’un dysfonctionnement imminent est détecté, un diagnostic à distance peut être effectué et un choix de maintenance sur la machine peut être déterminé.The module placed on the machine can be configured to emit an alarm in the event of an anomaly and to transmit it to the remote site to facilitate the remote choice of the type of maintenance to be carried out on the machine. When a machine breaks down or an impending malfunction is detected, remote diagnosis can be performed and a maintenance choice on the machine can be determined.
Selon une caractéristique possible, les informations sur le fonctionnement dudit équipement comprennent une alerte signalant un défaut de fonctionnement ou un dysfonctionnement imminent.According to one possible characteristic, the information on the operation of said equipment comprises an alert indicating an operating fault or an imminent malfunction.
Selon une mise en œuvre particulière, ledit équipement est une machine hydraulique, les données opérationnelles acquises de ladite machine comprenant des mesures de vibrations issues de plusieurs capteurs de vibration disposés sur ladite machine de sorte à surveiller le système hydraulique de la machine.According to a particular implementation, said equipment is a hydraulic machine, the operational data acquired from said machine comprising vibration measurements from several vibration sensors arranged on said machine so as to monitor the hydraulic system of the machine.
Selon un aspect particulier, ladite machine est une presse plieuse hydraulique, les capteurs de vibration étant disposés sur le tablier mobile de ladite presse.According to a particular aspect, said machine is a hydraulic press brake, the vibration sensors being arranged on the movable apron of said press.
Selon un aspect particulier, les données opérationnelles acquises de ladite machine comprennent en outre des mesures de la qualité de l'huile (représentative de la pollution particulaire) du système hydraulique.According to a particular aspect, the operational data acquired from said machine further comprises measurements of the quality of the oil (representative of the particulate pollution) of the hydraulic system.
Avantageusement, le moteur de la pompe hydraulique de ladite machine est reliée à un variateur de commande apte à faire varier la vitesse de rotation du moteur entraînant la pompe hydraulique.Advantageously, the motor of the hydraulic pump of said machine is connected to a control variator capable of varying the speed of rotation of the motor driving the hydraulic pump.
Préférentiellement, les moyens de réception et de traitement des informations sur le fonctionnement dudit équipement comprennent des moyens d’analyse de l’utilisation de l’équipement.Preferably, the means for receiving and processing information on the operation of said equipment comprise means for analyzing the use of the equipment.
De façon avantageuse, les moyens d’analyse de l’utilisation de l’équipement sont aptes à fournir une information représentative du temps dédié à la production et du temps dédié à la maintenance dudit équipement.Advantageously, the means for analyzing the use of the equipment are able to provide information representative of the time dedicated to production and the time dedicated to the maintenance of said equipment.
Préférentiellement, les moyens d’acquisition de données opérationnelles sont reliés à un automate programmable communiquant avec ladite commande numérique et configuré pour commander ledit équipement par le biais des actionneurs sur la base de données issues des capteurs répartis sur ledit équipement.Preferably, the operational data acquisition means are connected to a programmable automaton communicating with said digital control and configured to control said equipment by means of actuators on the basis of data from sensors distributed on said equipment.
Présentation des figuresPresentation of figures
D'autres buts, caractéristiques et avantages de la technique proposée apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec la figure suivante :Other aims, characteristics and advantages of the proposed technique will appear more clearly on reading the following description, given by way of a simple illustrative example, and not limiting, in relation to the following figure:
Description détaillée d’un mode de réalisation de l'inventionDetailed description of an embodiment of the invention
Sur la figure 1 est représentée schématiquement une presse plieuse hydraulique multi-axes qui est pilotée par une commande numérique et pourvue d’un automate programmable, et pour laquelle la solution de l'invention est mise en œuvre.In Figure 1 is shown schematically a multi-axis hydraulic press brake which is controlled by a numerical control and provided with a programmable controller, and for which the solution of the invention is implemented.
La presse plieuse 100 hydraulique comporte un tablier supérieur 1 mobile verticalement disposé au-dessus d'un tablier inférieur 2 fixe. Le tablier supérieur 1 mobile est actionné dans un plan vertical par des actionneurs (servovalves 12 et vérins hydrauliques 11 de commande) situés à ses deux extrémités latérales et agencés pour générer un déplacement relatif entre ces parties mobiles. Ces actionneurs fournissent la force nécessaire au pliage de feuilles métalliques ou de tôles de différentes épaisseurs (2 à 10 mm, par exemple). Les bords de travail de ces deux tabliers supérieur 1 et inférieur 2 portent respectivement un poinçon de pliage 3 et une matrice 4 correspondante entre lesquels peut être introduite une feuille métallique 5 à plier.The hydraulic press brake 100 comprises an upper apron 1 movable vertically disposed above a lower apron 2 fixed. The movable upper apron 1 is actuated in a vertical plane by actuators (servovalves 12 and hydraulic control cylinders 11) located at its two lateral ends and arranged to generate a relative displacement between these movable parts. These actuators provide the necessary force for bending sheet metal or sheet metal of different thicknesses (2 to 10 mm, for example). The working edges of these two upper 1 and lower 2 aprons respectively carry a bending punch 3 and a corresponding die 4 between which a metal sheet 5 to be bent can be inserted.
La presse plieuse 100 comprend en outre une unité de commande numérique (CN), ou terminal de programmation, 20 qui assure l’interface pour programmer et piloter la machine, la commande numérique (CN) 20 étant dotée d'une interface homme/machine qui permet d'entrer dans la commande numérique 20 des instructions de programmation de la machine, à l'aide d'un langage de programmation adapté à la machine, et qui assure un retour d’informations à l’opérateur lors de l’utilisation.The press brake 100 further comprises a numerical control unit (CN), or programming terminal, 20 which provides the interface for programming and controlling the machine, the numerical control (CN) 20 being provided with a man/machine interface which allows programming instructions for the machine to be entered into the numerical control 20, using a programming language adapted to the machine, and which provides feedback to the operator during use .
La presse plieuse 100 comprend également un automate programmable industriel (API) 21 apte à échanger des informations avec la commande numérique 20 . Il comprend une unité centrale de commande, ou contrôleur, essentiellement constituée par au moins un microprocesseur apte à traiter les instructions constituant le programme de fonctionnement qui sont soit introduites manuellement par un opérateur, soit programmées à l’avance, par exemple, par la commande numérique 20. Il comprend en outre des mémoires de stockage de données, et des ports ou interfaces d’entrées/sorties qui permettent au microprocesseur de recevoir et d’envoyer des informations et qui sont reliés à des capteurs et aux actionneurs de la machine. En d’autres termes, l’automate programmable 21 fait intervenir un microprocesseur permettant d'assurer la commande ordonnée des pré-actionneurs et actionneurs du processus de pliage en fonction des informations fournies par les capteurs, et ce, selon une séquence de fonctionnement déterminée par un programme.The press brake 100 also includes an industrial programmable logic controller (PLC) 21 capable of exchanging information with the numerical control 20 . It comprises a central control unit, or controller, essentially consisting of at least one microprocessor capable of processing the instructions constituting the operating program which are either entered manually by an operator, or programmed in advance, for example, by the command digital 20. It further comprises data storage memories, and ports or input/output interfaces which allow the microprocessor to receive and send information and which are connected to sensors and to the actuators of the machine. In other words, the programmable automaton 21 involves a microprocessor making it possible to ensure the ordered control of the pre-actuators and actuators of the bending process according to the information supplied by the sensors, and this, according to a determined operating sequence. by a program.
Les actionneurs sont de façon plus générale des moteurs et vérins par exemple, et les pré-actionneurs sont des contacteurs, des cartes de pilotage des servovalves ou des variateurs de vitesse notamment. Les capteurs peuvent être des capteurs de position.The actuators are more generally motors and actuators for example, and the pre-actuators are contactors, control boards for servo valves or variable speed drives in particular. The sensors can be position sensors.
Dans l’exemple illustré, l’automate programmable 21 transmet des instructions de commande contrôlant les vérins 11 et reçoit les signaux délivrés par les capteurs de position du tablier supérieur 1 pour générer des données de positionnement. L’automate programmable 21 commande les vérins hydrauliques 11 permettant de déplacer le tablier supérieur 1 par rapport au tablier inférieur 2, et de réguler la vitesse de déplacement de ce tablier supérieur 1, pour assurer le pliage de la feuille métallique 5. Le mouvement du tablier supérieur 1 est donc assuré par les vérins hydrauliques 11 mobiles vers le haut et vers le bas.In the example illustrated, the programmable automaton 21 transmits command instructions controlling the jacks 11 and receives the signals delivered by the position sensors of the upper deck 1 to generate positioning data. The programmable automaton 21 controls the hydraulic cylinders 11 making it possible to move the upper apron 1 relative to the lower apron 2, and to regulate the speed of movement of this upper apron 1, to ensure the bending of the metal sheet 5. The movement of the upper apron 1 is therefore ensured by the hydraulic cylinders 11 which move upwards and downwards.
Pour ce faire, l’automate programmable 21 envoie des ordres vers ses sorties (les préactionneurs) à partir de données d’entrées (issues des capteurs), notamment aux servo-valves 12 et aux vérins hydrauliques 11 pour provoquer leur déplacement jusqu'à une position prédéterminée avec une vitesse donnée. Des capteurs de position montés sur la machine permettent de comparer avec une périodicité prédéterminée la position effective atteinte par le tablier supérieur 1 et l'outil de pliage en réponse au signal de commande, les servo-valves 12 transmettant le signal de commande aux vérins hydrauliques 11 jusqu'à ce que la position prédéterminée soit atteinte.To do this, the programmable automaton 21 sends orders to its outputs (the preactuators) from input data (from the sensors), in particular to the servo valves 12 and to the hydraulic cylinders 11 to cause their movement until a predetermined position with a given speed. Position sensors mounted on the machine make it possible to compare with a predetermined periodicity the actual position reached by the upper apron 1 and the bending tool in response to the control signal, the servo-valves 12 transmitting the control signal to the hydraulic cylinders 11 until the predetermined position is reached.
Le circuit hydraulique de la presse plieuse 100 comprend un moteur 15 qui est commandé par l’automate programmable 21, une pompe hydraulique 14 et un variateur de commande 16 de la pompe hydraulique 14 qui permet de faire varier la vitesse de rotation du moteur 15 entraînant la pompe hydraulique 14. Le fluide hydraulique contenu dans la boîte hydraulique 13 est pompé par la pompe hydraulique 14 et transmis aux vérins hydrauliques 11 par le biais des deux servo-valves 12 associées respectivement à chacun des vérins. Le variateur de commande 16 adapte la vitesse de rotation hydraulique 14 de la pompe en fonction des besoins ce qui offre une réduction d’énergie et une consommation d’huile réduites.The hydraulic circuit of the press brake 100 comprises a motor 15 which is controlled by the programmable automaton 21, a hydraulic pump 14 and a control variator 16 of the hydraulic pump 14 which makes it possible to vary the speed of rotation of the motor 15 driving the hydraulic pump 14. The hydraulic fluid contained in the hydraulic box 13 is pumped by the hydraulic pump 14 and transmitted to the hydraulic cylinders 11 through the two servo-valves 12 respectively associated with each of the cylinders. The control variator 16 adapts the hydraulic rotation speed 14 of the pump according to the needs which offers a reduction of energy and a reduced oil consumption.
La commande numérique 20 envoie des ordres aux servo-valves 12 pour contrôler le débit et la pression du fluide hydraulique fourni aux vérins hydrauliques 11 de sorte à contrôler la position, la vitesse de déplacement et la force de pression du tablier supérieur 1 mobile.The digital control 20 sends orders to the servo valves 12 to control the flow rate and the pressure of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic cylinders 11 so as to control the position, the speed of movement and the pressure force of the upper deck 1 mobile.
La presse plieuse 100 comprend par ailleurs une pédale de commande et/ou des boutons poussoirs pour permettre le fonctionnement de la machine, une armoire électrique, et d'autres composants mécaniques, électriques et électroniques (non représentés) bien connus de l'homme du métier.The press brake 100 also includes a control pedal and/or push buttons to allow the operation of the machine, an electrical cabinet, and other mechanical, electrical and electronic components (not shown) well known to those skilled in the art. job.
Conformément à l'invention, la presse plieuse 100 comprend des moyens d’acquisition 22 de données opérationnelles (ou paramètres de fonctionnement) et de délivrance d’informations sur le fonctionnement de la machine à partir d'une analyse de tout ou partie des données opérationnelles ainsi reçues. La presse plieuse 100 comprend en outre des moyens de communication 23 sans fil qui permettent le transfert des informations de fonctionnement vers des moyens de gestion 25 distants via un réseau de communication 24.In accordance with the invention, the press brake 100 comprises means 22 for acquiring operational data (or operating parameters) and for delivering information on the operation of the machine from an analysis of all or part of the data. received. The press brake 100 further comprises wireless communication means 23 which allow the transfer of operating information to remote management means 25 via a communication network 24.
Les données opérationnelles, ou paramètres de fonctionnement, collectées par les moyens d’acquisition 22 sont issues notamment des actionneurs (moteurs d’axes, variateurs des moteurs d’axes, vérins) et de différents capteurs de l’équipement industriel (capteurs de colmatage, capteurs de pression, capteurs de niveau, capteurs de température) reliés à l’automate programmable 21, mais aussi de la commande numérique 20.The operational data, or operating parameters, collected by the acquisition means 22 come in particular from the actuators (axis motors, axis motor drives, jacks) and from various industrial equipment sensors (clogging sensors , pressure sensors, level sensors, temperature sensors) connected to the programmable logic controller 21, but also to the digital control 20.
Ces données opérationnelles sont, par exemple, des alarmes de position et messages d’erreurs issus de la commande numérique 20, mais aussi des défauts liés aux variateurs, des données de puissance et de vitesse relatives aux moteurs, des données de température relatives aux moteurs, …ces derniers éléments étant reliés à l’automate programmable 21. Le module d'acquisition 22 reçoit également un signal provenant du variateur de (vitesse de) commande 16 de la pompe hydraulique 14, et des données représentatives du nombre d'heures et de cycles de fonctionnement de la presse plieuse 100, par exemple.These operational data are, for example, position alarms and error messages from the digital control 20, but also faults linked to the drives, power and speed data relating to the motors, temperature data relating to the motors , …these last elements being connected to the programmable automaton 21. The acquisition module 22 also receives a signal coming from the control (speed) variator 16 of the hydraulic pump 14, and data representative of the number of hours and operating cycles of the press brake 100, for example.
Il reçoit en outre des signaux issus d’un capteur de mesure de la température de l’huile dans la boîte hydraulique 13 (ou bâche).It also receives signals from a sensor for measuring the temperature of the oil in the hydraulic box 13 (or tank).
Il est à noter que les moyens de communication 23 peuvent transmettre tout ou partie des données opérationnelles récoltées par les moyens d’acquisition 22 et/ou des informations sur le fonctionnement de la presse dérivées de tout ou partie de ces données opérationnelles.It should be noted that the communication means 23 can transmit all or part of the operational data collected by the acquisition means 22 and/or information on the operation of the press derived from all or part of this operational data.
En effet, le module d'acquisition, ou de capture, 22 de données opérationnelles installé dans la presse plieuse 100 recueille et stocke des paramètres de fonctionnement de la machine issus, par exemple, de capteurs de mesure et pour certains de ces paramètres effectue un pré-traitement des signaux des capteurs par le biais d’un ou de plusieurs algorithmes avant leur transmission à distance vers les moyens de gestion 25.Indeed, the operational data acquisition or capture module 22 installed in the press brake 100 collects and stores operating parameters of the machine resulting, for example, from measurement sensors and for some of these parameters performs a pre-processing of the signals from the sensors by means of one or more algorithms before their remote transmission to the management means 25.
A titre d’exemple, dans la presse plieuse 100, le module d'acquisition 22 met en œuvre un traitement local (faisant appel à un algorithme) des signaux issus de plusieurs capteurs de mesure, à savoir un premier capteur C4 permettant de mesurer la qualité de l'huile (pollution particulaire), et trois autres capteurs C1, C2, C3 permettent de mesurer les vibrations de la plieuse, ce qui permet d'anticiper des dysfonctionnements qui pourraient entraîner une dégradation de la presse.By way of example, in the press brake 100, the acquisition module 22 implements local processing (using an algorithm) of the signals coming from several measurement sensors, namely a first sensor C4 making it possible to measure the oil quality (particle pollution), and three other sensors C1, C2, C3 are used to measure the vibrations of the folding machine, which makes it possible to anticipate malfunctions that could lead to damage to the press.
Le capteur C4 de mesure de pollution particulaire permet notamment de prédire une usure de tous les composants en mouvement, de la pompe et des joints d’étanchéité dans le circuit hydraulique.The C4 sensor for measuring particulate pollution makes it possible in particular to predict wear of all moving components, the pump and seals in the hydraulic circuit.
Les trois capteurs de vibrations C1, C2, C3 sont ici des accéléromètres qui sont positionnées sur le tablier supérieur 1 mobile de la presse plieuse 100. En surveillant le tablier supérieur 1 mobile par le biais des capteurs de vibration, on obtient un reflet de l’état de réponse du circuit hydraulique à des moments particuliers du cycle.The three vibration sensors C1, C2, C3 are here accelerometers which are positioned on the mobile upper apron 1 of the press brake 100. By monitoring the mobile upper apron 1 through the vibration sensors, a reflection of the state of response of the hydraulic circuit at particular moments of the cycle.
L’algorithme de traitement local compare par exemple la valeur des signaux à des plages de valeurs prédéfinies par exemple et émet un signal d’alerte correspondant à un dysfonctionnement lorsque cette valeur est en dehors de la plage de valeurs prédéfinies. Une dérive brusque ou lente du signal au sein de ladite plage peut conduire à l’émission d’un signal d’alerte correspondant à un dysfonctionnement imminent.The local processing algorithm compares, for example, the value of the signals with ranges of predefined values, for example, and emits an alert signal corresponding to a malfunction when this value is outside the range of predefined values. A sudden or slow drift of the signal within said range can lead to the emission of an alert signal corresponding to an imminent malfunction.
Les moyens d’acquisition 22 de données opérationnelles et les moyens de communication prennent ici la forme respectivement - d’un module d'acquisition de données qui assure la collecte et le stockage de données opérationnelles liées à l'utilisation de la presse plieuse 100, et - un module de communication sans fil qui permet la transmission d’informations sur le fonctionnement de la machine vers une station (serveur) 25 à distance via le réseau de communication 24 sans fil, tel le réseau GSM.The operational data acquisition means 22 and the communication means here respectively take the form of - a data acquisition module which ensures the collection and storage of operational data related to the use of the press brake 100, and a wireless communication module which allows the transmission of information on the operation of the machine to a remote station (server) 25 via the wireless communication network 24, such as the GSM network.
La transmission des données peut se faire par une liaison filaire.The transmission of data can be done by a wired connection.
Ces deux modules peuvent être intégrés dans un seul et même dispositif.These two modules can be integrated into a single device.
Les données opérationnelles peuvent donc être des paramètres de fonctionnement d'un composant ou de sous-ensembles fonctionnels de la presse plieuse 100. L'envoi des informations (dont les données d'identification de la machine) à distance par le module de communication permet l'acquisition des informations à distance et rend possible l’analyse des informations et le diagnostic à distance.The operational data can therefore be operating parameters of a component or of functional sub-assemblies of the press brake 100. The sending of information (including the identification data of the machine) remotely by the communication module allows the acquisition of remote information and makes possible the analysis of information and remote diagnosis.
Un tel système de surveillance peut être configuré pour surveiller plusieurs équipements industriels localisés au niveau de plusieurs endroits distants ou sur un même endroit.Such a monitoring system can be configured to monitor several industrial equipment located at several remote locations or at the same location.
Les moyens de gestion 25 distants comprennent une interface homme-machine (IHM) et une base de données. Les moyens de gestion 25 comprennent en outre :The remote management means 25 comprise a man-machine interface (HMI) and a database. The management means 25 further comprise:
- des moyens de réception et de traitement des informations sur le fonctionnement de la presse plieuse 100 configurés pour établir un diagnostic du fonctionnement dudit équipement et détecter un éventuel défaut de fonctionnement ou dysfonctionnement imminent de la presse plieuse 100.- means for receiving and processing information on the operation of the press brake 100 configured to establish a diagnosis of the operation of said equipment and detect a possible malfunction or imminent malfunction of the press brake 100.
Il est à noter qu’un algorithme de traitement (ou plusieurs) peut être mis en œuvre dans les moyens de gestion 25 et peuvent être configurés pour traiter l’ensemble des données collectées pour prédire des dysfonctionnements imminents et des pannes imminentes de composants de la machine par contrôle et analyse des paramètres mesurés. A titre d’exemple, il est configuré pour comparer la valeur des signaux reçus à des plages de valeurs prédéfinies par exemple et émet un signal d’alerte correspondant à un dysfonctionnement lorsque cette valeur est en dehors de la plage de valeurs prédéfinies. Une dérive brusque ou lente du signal au sein de ladite plage peut conduire à l’émission d’un signal d’alerte correspondant à un dysfonctionnement imminent.It should be noted that a processing algorithm (or several) can be implemented in the management means 25 and can be configured to process all the data collected to predict imminent malfunctions and imminent failures of components of the machine by checking and analyzing the parameters measured. By way of example, it is configured to compare the value of the signals received with ranges of predefined values for example and emits an alert signal corresponding to a malfunction when this value is outside the range of predefined values. A sudden or slow drift of the signal within said range can lead to the emission of an alert signal corresponding to an imminent malfunction.
L’ensemble des données est ainsi analysé dans les moyens de gestion 25 distants par un ou plusieurs algorithmes, soit en temps réel, soit en différé, pour conduire à un diagnostic et détecter une ou des anomalies pouvant à terme conduire à l’arrêt de l’équipement.All of the data is thus analyzed in the remote management means 25 by one or more algorithms, either in real time or offline, to lead to a diagnosis and detect one or more anomalies that may ultimately lead to the shutdown of the equipment.
L’approche de l’invention permet d’anticiper et de prévenir des pannes nécessitant l’immobilisation de l’équipement de façon non planifiée.The approach of the invention makes it possible to anticipate and prevent breakdowns requiring the immobilization of the equipment in an unplanned manner.
Les moyens de gestion 25 comprennent également :The management means 25 also include:
- des moyens de transmission vers de la presse plieuse 100, via le réseau de communication 24, d’instructions pour le fonctionnement de la presse plieuse 100 lorsqu’un dysfonctionnement ou un dysfonctionnement imminent, c’est-à-dire une dérive, est détecté.- means of transmission to the press brake 100, via the communication network 24, of instructions for the operation of the press brake 100 when a malfunction or an imminent malfunction, that is to say a drift, is detected.
En d’autres termes, la presse plieuse 100 est apte à recevoir des données d'ajustement des paramètres machines d'un site distant. Ceci permet de remplacer des opérations de maintenance physique de la presse plieuse 100 par de la télé-maintenance.In other words, the press brake 100 is able to receive machine parameter adjustment data from a remote site. This makes it possible to replace physical maintenance operations of the press brake 100 with remote maintenance.
Par ailleurs, les informations récoltées et transmises par les moyens d’acquisition 22 et de communication 23 fournissent une indication du fonctionnement de la presse plieuse 10. Ces informations concernant la machine sont mémorisées de préférence dans une base de données des moyens de gestion 25 pour l'établissement ultérieur de statistiques, comparaisons et tendances et l’analyse de l’utilisation d’une ou plusieurs machines (notamment de la presse plieuse 100).Furthermore, the information collected and transmitted by the acquisition 22 and communication 23 means provide an indication of the operation of the press brake 10. This information concerning the machine is preferably stored in a database of the management means 25 for the subsequent establishment of statistics, comparisons and trends and the analysis of the use of one or more machines (in particular the press brake 100).
On récolte ainsi de l’information liée à l’utilisation de la machine de sorte à permettre une analyse de gestion de production. Il peut ainsi être déterminé pour chaque machine une valeur représentative du temps de production et du temps de maintenance.This collects information related to the use of the machine so as to allow a production management analysis. It is thus possible to determine for each machine a value representative of the production time and the maintenance time.
On note que le module d'acquisition 22 de données est configuré pour délivrer des informations sur le fonctionnement de la presse plieuse 100 à partir d'une analyse de tout ou partie des données opérationnelles reçues, ces informations pouvant comprendre une alerte signalant un défaut de fonctionnement de la presse plieuse 100 ou un dysfonctionnement imminent qui est transmise vers les moyens de gestion 25 pour une analyse de la panne ou anomalie.It is noted that the data acquisition module 22 is configured to deliver information on the operation of the press brake 100 from an analysis of all or part of the operational data received, this information possibly comprising an alert indicating a fault in operation of the press brake 100 or an imminent malfunction which is transmitted to the management means 25 for an analysis of the breakdown or anomaly.
Ainsi, lorsque la presse plieuse 100 tombe en panne, un diagnostic à distance peut être effectué par les moyens de gestion 25 et un traitement de réparation peut être déterminé par ces moyens de gestion 25 de sorte à optimiser l'intervention de maintenance (envoi du technicien et du matériel adéquat selon la panne identifiée au moment souhaité).Thus, when the press brake 100 breaks down, a remote diagnosis can be carried out by the management means 25 and a repair treatment can be determined by these management means 25 so as to optimize the maintenance intervention (sending of the technician and adequate equipment depending on the failure identified at the desired time).
Plus généralement, lorsqu’un défaut de fonctionnement ou un dysfonctionnement imminent est détecté, il peut être décidé d’appeler l’opérateur de la machine ou bien d’engager une opération de maintenance, ou bien de paramétrer la commande numérique à distance à une ou plusieurs reprises avant d’envisager une intervention sur site.More generally, when an operating fault or imminent malfunction is detected, it may be decided to call the machine operator or to initiate a maintenance operation, or to set the remote digital control to a or more times before considering an on-site intervention.
L’alerte émise peut être associée à un indicateur d’un degré d'urgence. L’alerte émise peut conduire, dans certains cas, à commander un arrêt de la machine concernée, par exemple pour des raisons de sécurité.The alert issued can be associated with an indicator of a degree of urgency. The alert issued may lead, in certain cases, to a command to stop the machine concerned, for example for safety reasons.
La solution de l’invention permet ainsi :The solution of the invention thus allows:
- le monitoring à distance,- remote monitoring,
- le télédiagnostic,- remote diagnosis,
- la télémaintenance,- remote maintenance,
- le télédépannage.- remote troubleshooting.
Elle permet la réduction des interventions de dépannage en anticipant d'éventuelles pannes. Cette maintenance préventive évite donc des arrêts de production.It allows the reduction of troubleshooting interventions by anticipating possible breakdowns. This preventive maintenance therefore avoids production stoppages.
Elle permet en outre de réparer à distance sans intervention ou d'optimiser l'intervention (envoi du technicien et du matériel adéquat selon la panne identifiée).It also makes it possible to repair remotely without intervention or to optimize the intervention (dispatch of the technician and the appropriate equipment according to the identified failure).
Une telle solution de surveillance permet par conséquent d'augmenter la productivité.Such a monitoring solution therefore makes it possible to increase productivity.
L'invention concerne d'autres types de machines-outils que les presses plieuses par un automate programmable et une commande numérique.The invention relates to other types of machine tools than press brakes by a programmable automaton and a numerical control.
Il est à noter que le réseau de communication peut être un réseau informatique (internet) ou réseau de communication sans fil ou filaire.It should be noted that the communication network can be a computer network (internet) or a wireless or wired communication network.
Comme souligné précédemment, le moteur de la pompe hydraulique 14 de la presse plieuse 100 est reliée à un variateur de commande 16 apte à faire varier la vitesse de rotation du moteur 15 entraînant la pompe hydraulique 14. Ce variateur de commande évite que la presse plieuse 100 ne fonctionne de façon continue à plein régime, et permet de gérer la puissance selon les besoins.As underlined above, the motor of the hydraulic pump 14 of the press brake 100 is connected to a control variator 16 capable of varying the speed of rotation of the motor 15 driving the hydraulic pump 14. This control variator prevents the press brake 100 runs continuously at full throttle, and allows power to be managed as needed.
Le volume d'huile dans le réservoir de la presse plieuse 100 est réduit de deux ce qui permet indirectement de réduire la fréquence des vidanges et des différentes opérations qui en découlent (changement de filtre et déplacement technicien pour vidange). De ce fait, la consommation énergétique et la consommation d’huile sont réduites, de même que l'impact environnemental d'une telle presse.The volume of oil in the reservoir of the press brake 100 is reduced by two, which indirectly makes it possible to reduce the frequency of oil changes and the various operations which result therefrom (change of filter and trip by technician for oil change). As a result, energy consumption and oil consumption are reduced, as well as the environmental impact of such a press.
Claims (12)
ledit au moins un équipement comprenant :
- des moyens d’acquisition de données opérationnelles issues de l’unité de commande numérique et de l’automate programmable,
- des moyens de délivrance d’informations sur le fonctionnement dudit équipement à partir d'une analyse des données opérationnelles ainsi reçues, et
- des moyens de communication qui permettent le transfert des informations de fonctionnement vers des moyens de gestion distants via un réseau de communication,
lesdits moyens de gestion distants comprenant des moyens de réception et de traitement des informations sur le fonctionnement dudit équipement configurés pour établir un diagnostic du fonctionnement dudit équipement et détecter un éventuel défaut de fonctionnement ou un dysfonctionnement imminent dudit équipement.System for the remote monitoring and management of the maintenance of at least one numerically controlled industrial equipment provided with a programmable automaton,
said at least one piece of equipment comprising:
- means for acquiring operational data from the digital control unit and the programmable logic controller,
- means for delivering information on the operation of said equipment from an analysis of the operational data thus received, and
- means of communication which allow the transfer of operating information to remote management means via a communication network,
said remote management means comprising means for receiving and processing information on the operation of said equipment configured to establish a diagnosis of the operation of said equipment and detect a possible malfunction or an imminent malfunction of said equipment.
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| US20030046382A1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-03-06 | Sascha Nick | System and method for scalable multi-level remote diagnosis and predictive maintenance |
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Patent Citations (2)
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| US4847894A (en) * | 1985-11-29 | 1989-07-11 | Spie-Batignolles | Device for aiding maintenance of an electromechanical installation having automatic monitoring and control means |
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