BE1029088B1 - Verbinden van een machine - Google Patents

Abstract

Systeem voor het verbinden met een externe server van een werkmachine bevattende één of meerdere lichtsignaalelementen, waarbij het systeem één of meerdere vasthoudelementen bevat die op de lichtsignaalelementen bevestigbaar zijn, waarbij elk vasthoudelement een lichtsensor bevat, welke lichtsensor voorzien is om een signaal te sturen wanneer een lichtsterkte gemeten door de lichtsensor boven een vooraf bepaalde drempelwaarde komt en waarbij communicatiemiddelen voorzien zijn, operationeel verbonden met de lichtsensor om het signaal naar de externe server te sturen.

Description

Verbinden van een machine De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het verbinden met een externe server van een machine, bijvoorbeeld een werkmachine.

Werkmachines zijn machines die gebruikt worden in de maakindustrie om producten te vervaardigen. Werkmachines kunnen ook gebruikt worden in een indoor of outdoor omgeving om een taak uit te voeren. Voorbeelden van werkmachines zijn CNC-machines, draaibanken, spuitgietmachines, snijmachines, plooibanken, 3D printers, robots, graafmachines, mobiele elektriciteitskasten, enzovoort. Een werkmachine is gedefinieerd als een machine die ingericht is om fysieke arbeid minstens gedeeltelijk over te nemen van een persoon. Meer bepaald is een werkmachine typisch ingericht om een fysiek product te manipuleren. Meer bepaald is in de context van een fabriek een werkmachine gedefinieerd als een machine die ingericht is om een fysiek product te bewerken.

Moderne werkmachines zijn voorzien van een verbinding met een server. Dit maakt het opvolgen van de werkmachine gemakkelijk. Meer bepaald kan vanop afstand de toestand van de werkmachine vastgesteld worden. Wanneer de werkmachine in een storingsmodus komt, kan dit vanop afstand gedetecteerd worden en kunnen gepaste acties volgen. Dit laat toe onderhouds- en herstellingswerkzaamheden in te plannen rekening houdend met de actuele status van de werkmachine. Meer bepaald wanneer werkmachines in een machinepark worden geplaatst, waarbij meerdere werkmachines bij elkaar staan, heeft het grote voordelen wanneer onderhouds- en herstellingswerkzaamheden kunnen gepland worden op basis van statussen van meerdere werkmachines.

Een probleem ontstaat bij het moderniseren van een bestaand machinepark. In een bestaand machinepark zullen typisch werkmachines aanwezig zijn die nog niet voorzien zijn van een verbinding met de server. Deze machines werden in het verleden visueel door een operator opgevolgd worden door het visueel vaststellen van de signalen die de machine toont. Hiervoor hebben de meeste werkmachines een paal met meerdere lampen, meer bepaald boven elkaar geplaatst een groene, een oranje en een rode lamp. Het voorzien van een dergelijke paal bij elke werkmachine liet in het verleden een machineparkverantwoordelijke toe om vanuit een controlekamer toezicht te houden op meerdere werkmachines door het visueel in de gaten houden van de lampen. Dit is voor vele werkmachines nog steeds relevant, waarbij op basis van welke lampen aan zijn bij een machine, een operator de status van de machine kan vaststellen.

Het is een doel om dergelijke oudere werkmachines te verbinden met een externe server op cen eenvoudige manier en zonder noemenswaardig de werking van de werkmachine te wijzigen.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een systeem voor het verbinden met een externe server van een machine bevattende één of meerdere lichtsignaalelementen, waarbij het systeem één of meerdere vasthoudelementen bevat die op de lichtsignaalelementen bevestigbaar zijn, waarbij elk vasthoudelement een lichtsensor bevat, welke lichtsensor voorzien is om een signaal te sturen wanneer een lichtsterkte gemeten door de lichtsensor boven een vooraf bepaalde drempelwaarde komt en waarbij communicatiemiddelen voorzien zijn, operationeel verbonden met de lichtsensor om het signaal naar de externe server te sturen.

Het systeem voorziet een communicatiemechanisme dat uiterst eenvoudig bij een bestaande werkmachine kan geïnstalleerd worden. Het type of soort werkmachine is minder relevant zodat de uitvinding ook toepasbaar is in een bredere vorm op een machine. Voor de duidelijkheid van de uitleg wordt in de verder beschrijving gesproken over een werkmachine echter zonder dat dit in eerste instantie bedoeld is om de uitvinding te beperken. Het systeem grijpt niet in op de software noch op de elektrische bekabeling van de werkmachine. Daardoor kan het systeem uiterst eenvoudig geplaatst worden. Het systeem voorziet in een uitlezen door middel van een lichtsensor van de toestand van de lichtsignaalelementen. Het signaal kan rechtstreeks of onrechtstreeks gegenereerd worden. Zo kan een lichtsensor gevormd worden met één of meerdere lichtgevoelige weerstanden. Deze versturen geen digitaal signaal bij het overschrijden van een drempelwaarde, maar zorgen ervoor dat een signaal varieert, evenredig met de opgevangen lichtsterkte. Een microprocessor vergelijkt deze signalen met een drempelwaarde en kan vervolgens al dan niet voor een boodschap naar de externe server zorgen. Hierdoor kan vanop afstand de status van de werkmachine gemonitord worden. De lichtsignalen worden door de werkmachine nog steeds zoals voorheen gegenereerd zodat een operator die de werkmachine kent en bedient dit kan blijven doen op de reeds gekende wijze. Met andere woorden wordt niet rechtstreeks ingegrepen op de werkmachine zodat diens werking en lichtsignalisatie ongewijzigd blijft. Wel wordt de toestand van elk licht gedetecteerd en naar de server gestuurd. De vasthoudelementen kunnen op verschillende manieren gevormd worden, als spanbanden of als klemmen. Om de beschrijving te vereenvoudigen wordt hieronder over klemmen gesproken. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat de beschrijving geheel analoog toepasbaar is voor andere types van vasthoudelementen. Het gebruik van het woord klem als vasthoudelement is in eerste instantie daarom niet bedoeld om de uitvinding te beperken.

Bij voorkeur zijn de klemmen hoofdzakelijk lichtdoorlatend om het lichtsignaal door te laten. Door de klemmen lichtdoorlatend te maken, mogen de klemmen over en/of om het zichtbare gedeelte van de lamp van de werkmachine klemmen zonder dat dit het zicht voor een operator blokkeert. Hierdoor kan de operator de status van de lampen zien ook al strekt de klem zich gedeeltelijk of volledig over de lamp uit.

Bij voorkeur zijn de lichtsensor en de communicatiemiddelen in een behuizing voorzien en waarbij de lichtsensor via een glasfiber verbonden is met de klem verbonden is. Verder bij voorkeur bevat elke klem een lens met verbindingsmiddelen voor het verbinden van de glasfiber om licht van het betreffende lichtsignaalelement via de lens in de glasfiber te geleiden.

Een glasfiber is voorzien om een lichtsignaal te geleiden ipv een stroom of spanning te geleiden. Door het voorzien van een glasfiber, kunnen alle elektrische componenten in een behuizing geplaatst worden die zich op enige afstand bevindt van de lampen zelf. De kabels die uit de behuizing komen zijn glasfiber kabels. Het voordeel van glasfiber kabels is dat elektromagnetische storingen, die typisch kunnen optreden in of nabij werkmachines, geen invloed hebben. Een verder voordeel is gerelateerd aan explosieveiligheid, meer bepaald omdat alle elektrische componenten zich in een afgesloten behuizing bevinden terwijl de glasfibers, die geen elektrische ladingen transporteren, zich buiten de behuizing uitstrekken tot bij de machine. Het lichtsignaal wordt door de glasfiber doorgegeven tot in de behuizing waar de lichtsensor voorzien is. In deze behuizing wordt de lichtsterkte van het licht gemeten via de sensor en de glasfiber.

Bij voorkeur is de lens verwijderbaar met de klem verbindbaar. Verder bij voorkeur heeft het systeem meerdere verschillende klemmen om de lens op verschillende groottes en types van lichtsignaalelementen te bevestigen. Dit vergroot de modulariteit en toepasbaarheid van het systeem doordat de klemmen en daarmee ook de lichtsensor met meerdere verschillende groottes en soorten lichtsignaalelementen kunnen verbonden worden.

Bij voorkeur heeft het systeem een processor om periodiek de lichtsensor aan te sturen om een meting van de lichtsterkte uit te voeren en om, wanneer de gemeten lichtsterkte aan cen vooraf bepaald criterium voldoet, de communicatiemiddelen te triggeren om het signaal te sturen. Door deze opbouw is enkel in de behuizing elektrisch en elektronische sturing aanwezig. Buiten de behuizing bevindt zich de lichtgeleider, die geheel analoog werkt.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het verbinden met cen externe server van een werkmachine bevattende één of meerdere lichtsignaalelementen, waarbij de werkwijze bevat: - bevestigen van één of meerdere klemmen op de lichtsignaalelementen, waarbij elke klem een lichtsensor bevat; - genereren van een signaal wanneer een lichtsterkte gemeten door de lichtsensor boven een vooraf bepaalde drempelwaarde komt; en - sturen van een digitaal signaal via communicatiemiddelen naar de externe server. Bij voorkeur bevat de werkwijze het geleiden van een lichtsignaal van de lichtsignaalelementen door een lichtgeleider wordt getransfereerd tussen de lichtsignaalelementen en de lichtsensor.

De hierboven genoemde voordelen en effecten zijn ook toepasbaar voor de werkwijze.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden.

In de tekening laat : figuur 1 een voorbeeld zien van een klassieke paal met lichtsignaalelementen die voorzien is van een systeem volgens de uitvinding; figuur 2 een schematische opbouw zien van een systeem volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding; en figuur 3a en 3b verschillende uitvoeringsvormen zien van een vasthoudelement met lens en glasfiber.

In de tekeningen is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat oudere machineparken met werkmachines moeilijk of niet softwarematig connecteerbaar zijn met een externe server.

Dit wil zeggen dat de elektrische en/of elektronische opbouw van de werkmachines niet toelaat om zinvolle signalen op een eenvoudige of minstens aanvaardbare manier af te splitsen naar een externe server.

Daarbij spelen naast technische ook juridische redenen, meer bepaald aansprakelijkheid, wanneer ingegrepen wordt in de hardware en/of software van een werkmachine.

De uitvinding voorziet een systeem om, zonder de werkmachine te openen, en zonder aldus rechtstreeks op hardware en/of software aan te grijpen, alsnog relevante signalen van de werkmachine naar een server te sturen.

Een werkmachine is bij voorkeur een machine uit de groep bevattende CNC-machines, draaibanken, spuitgietmachines, extrusiemachines, intrusiemachines, snijmachines, plooibanken, 3D printers, robots, geautomatiseerde magazijnen, enzovoort.

De werkmachine die van het systeem volgens de uitvinding voorzien wordt, is bij voorkeur een werkmachine waarin een digitale connectie zoals cen ethernetaansluiting, netwerkaansluiting, USB-aansluiting of ander type communicatiebus ontbreekt, of waarbij de aanwezige communicatiebus niet of moeilijk compatibel is met bestaande systemen.

Figuur 1 toont illustratief een werkmachine 3. De werkmachine 3 is voorzien van een paaltje 4 met meerdere lichtsignaalelementen 1A, 1B en IC.

Bijvoorbeeld is lichtsignaalelement 1A een groene lamp om aan te geven dat de werkmachine 3 correct werkt.

Bijvoorbeeld is lichtsignaalelement 1B een rode lamp om aan te geven dat de werkmachine 3 niet werkt.

Bijvoorbeeld is lichtsignaalelement 1C een oranje lamp om aan te geven dat de werkmachine 3 binnen bepaalde termijn nazicht en/of onderhoud nodig heeft.

De vakman begrijpt dat het aantal lampen, de kleur van de lampen en de manier van monteren van de lampen kan verschillen van werkmachine tot werkmachine. De uitvinding is niet beperkt tot een bepaald type lichtsignaalelement. Figuur 1 toont hoe elk lichtsignaalelement 1A, 1B, 1C voorzien is van een klem 7. De klem 7 is gevormd om minstens gedeeltelijk op of rond het lichtsignaalelement 1A, 1B, 1C te 5 klemmen zodanig dat een sensor rechtstreeks of onrechtstreeks een lichtsignaal uitgezonden door het lichtsignaalelement 1A, 1B, 1C kan detecteren. In de getoonde uitvoeringsvorm is met elke klem 7 een glasfiber 6 verbonden. Een glasfiber 6 is gedefinieerd als draad die gebruikt wordt als lichtgeleider. Daarbij is een glasfiber 6 bij voorkeur vervaardigd uit glas. De glasfiber 6 heeft typisch een ondoorzichtbare mantel zodat invloed van zijdelings op de glasfiber 6 invallend licht weinig of geen invloed heeft teneinde storingen te beperken. Een glasfiber 6 is bekend uit de telecommunicatie om lichtsignalen te versturen en ontvangen. Bij voorkeur is ter plaatse van de klem 7 en lens voorzien om een hoeveelheid licht van het lichtsignaalelement in de glasfiber 6 te verhogen.

Figuur 1 toont verder een behuizing 5. De elementen in de behuizing zijn verder uitgelegd aan de hand van figuur 2. De behuizing bevat de functionele elementen om de lichtsignalen van de lichtsignaalelementen om te zetten in een digitaal signaal naar de server 2. Hierdoor kan de toestand van de werkmachine 3 vanop afstand gemonitord worden. Meer bepaald kunnen minstens de lichtsignalen van de lichtsignaalelementen vanop afstand gemonitord worden. Op basis hiervan kunnen onderhoud- en herstellingswerken gepland worden.

Figuur 1 toont hoe de behuizing 5 eenvoudig en compact kan gevormd worden om in een nabijheid van de lichtsignaalelementen 1A, 1B, 1C met de werkmachine 3 verbonden te zijn. De behuizing 5 kan voorzien zijn van een batterij om de werking van de componenten in de behuizing te voeden. Alternatief kan de behuizing 5 op een externe stroomvoorziening aangesloten worden.

Figuur 2 illustreert schematisch de opbouw van het systeem volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding. In figuur 2 is het lichtsignaalelement 1 weergegeven als lamp. De figuur toont meerdere verschillende klemmen 7a, 7b, 7c. Elke klem heeft een houder 8 voor het opnemen van een lens 9. Elke klem 7 is bij voorkeur vervaardigd uit een doorschijnende of doorzichtige kunststof. Doordat een doorschijnende of doorzichtige klem voorzien wordt, kan de klem gedeeltelijk of geheel over het lichtsignaalelement 1 aangebracht worden zonder de primaire functie daarvan, zijnde het geven van een lichtsignaal aan een operator, noemenswaardig te hinderen. Elke klem is bij voorkeur opgebouwd met twee armen die voorzien zijn om samen minstens gedeeltelijk rond een lichtsignaalelement 1 te grijpen. Daarbij zijn de afmetingen en de clastische vervormbaarheid zodanig gekozen dat de armen een klemkracht uitoefenen op het lichtsignaalelement 1 wanneer de armen daarrond grijpen, welke klemkracht zodanig is dat de klem met de lens 9 op het lichtsignaalelement 1 gepositioneerd blijft.

Een klem 7 kan verdere middelen bevatten om het gepositioneerd houden van een lens 9 op het lichtsignaalelement 1 te verbeteren.

Zo kan een klem bijvoorbeeld aan de distale einden van de armen een kleefzone hebben zodat de klem 7 minstens gedeeltelijk gekleefd kan worden over het lichtsignaalelement 1. De lens 9 is weergegeven in figuur 2 los van de glasfiber 6. Echter het zal duidelijk zijn dat de lens 9 ook geïntegreerd kan zijn in een eind van de glasfiber 6. De glasfiber 6 wordt via de klem 7 in een nabijheid van het lichtsignaalelement 1 vastgehouden zodanig dat een eind van de glasfiber 6 naar het lichtsignaalelement 1 gericht is.

Hierdoor zal licht gegenereerd door het lichtsignaalelement 1 minstens gedeeltelijk gecapteerd worden door de lens om via de glasfiber 6 doorgegeven te worden tot in de behuizing 5. Het principe van het doorgeven van licht via een glasfiber 6 is bekend en daarom niet verder besproken in deze beschrijving.

Door een lens 9 en glasfiber 6 te gebruiken in combinatie met een doorschijnende of doorzichtige klem, is de visuele impact van het systeem op de primaire werking van de lichtsignaalelementen minimaal.

Meer bepaald wordt het lichtsignaal slechts minimaal visueel geblokkeerd door de lens en glasfiber.

In de behuizing 5 is een lichtsensor 10 voorzien.

In de getoonde uitvoering is de lichtsensor getoond als analoge sensor 11 die een uitgangswaarde heeft, dit kan een spanning of een weerstand zijn, afhankelijk van de hoeveelheid licht dat op de sensor 11 invalt.

Aan deze sensor 11 is dan een analoog/digitaal omzetter verbonden om een digitale waarde te bekomen die representatief is voor de hoeveelheid licht gemeten door de lichtsensor 10. Deze digitale waarde wordt door een processor 13 geïnterpreteerd om te beslissen of er een signaal verzonden wordt via cen communicatiemodule 14 naar de server 2. De simpelste vorm van een digitale waarde is een 1 als het licht aan is en een 0 als het licht uit is.

Dit is realiseerbaar met een lichtgevoelige diode als lichtsensor.

Het interpreteren door de processor 13 kan uiterst rudimentair zijn, meer bepaald ongeacht de gemeten waarde periodiek doorsturen van een signaal.

Het interpreteren kan alternatief of additioneel ook gebaseerd zijn op de grootte van de digitale waarde, waarbij bijvoorbeeld een signaal via de communicatiemodule 14 verzonden wordt wanneer de digitale waarde stijgt boven een vooraf bepaalde drempelwaarde en/of daalt onder een vooraf bepaalde drempelwaarde.

Op deze manier kan uiterste eenvoudig een aan/uit signaal van de lichtsignaalelementen gecommuniceerd worden naar de server 2. De vakman begrijpt dat ook andere uitvoeringen of configuraties kunnen voorzien worden.

Zo kan de lichtsensor rechtstreeks met de klem 7 verbonden zijn om rechtstreeks een elektrisch analoog of zelfs digitaal signaal te genereren bij het lichtsignaalelement.

Dit signaal kan dan verder verwerkt en/of verzonden worden door een processor 13 en/of communicatiemodule 14 om naar een server 2 te communiceren.

In deze uitvoeringsvorm is de lichtsensor niet in de behuizing 5 voorzien, maar wel bij de klem 7. Figuur 3a toont een alternatieve uitvoeringsvorm waarin het vasthoudelement gevormd is als transparante koepel die over een lichtsignaalelement kan geplaatst worden.

Doordat de koepel transparant is, blijft het lichtsignaalelement zichtbaar voor een operator.

De koepel kan tijdelijk of permanent gekleefd worden over het lichtsignaalelement.

Met de koepel is de glasfiber 6 verbonden typisch via een lens 9. Figuur 3b toont een verdere alternatieve uitvoeringsvorm waarbij het vasthoudelement gevormd is om zich om een lichtsignaalelement heen uit te strekken.

Daarbij kan het vasthoudelement twee onderdelen bevatten, zijnde enerzijds een houder 8 voor het vasthouden van de lens 9 met de glasfiber 6, en anderzijds een kabelbinder of elastiek of soortgelijk element om de houder 8 tegen het lichtsignaalelement 1 te drukken.

Door de houder te voorzien van openingen 8 waar de kabelbinders of elastieken doorheen kunnen steken, of structuren waar ze op kunnen aangrijpen, kunnen kabelbinders of elastieken met verschillende lengtes gebruikt worden om eenzelfde houder 8 tegen een lichtsignaalelement vast te houden.

Dit biedt een alternatief voor het voorzien van verschillende klemmen zoals getoond in figuur 2 en hierboven beschreven.

Op basis van de beschrijving hierboven zal de vakman begrijpen dat de uitvinding op verschillende manieren en op basis van verschillende principes kan uitgevoerd worden.

Daarbij is de uitvinding niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen.

De hierboven beschreven uitvoeringsvormen, alsook de figuren zijn louter illustratief en dienen enkel om het begrip van de uitvinding te vergroten.

De uitvinding zal daarom niet beperkt zijn tot de uitvoeringsvormen die hierin beschreven zijn, maar wordt gedefinieerd in de conclusies.

Claims (10)

Conclusies

1. Systeem voor het verbinden met een externe server van een machine bevattende één of meerdere lichtsignaalelementen, waarbij het systeem één of meerdere vasthoudelementen bevat die op de lichtsignaalelementen bevestigbaar zijn, waarbij elk vasthoudelement een lichtsensor bevat, welke lichtsensor voorzien is om een signaal te sturen wanneer een lichtsterkte gemeten door de lichtsensor boven een vooraf bepaalde drempelwaarde komt en waarbij communicatiemiddelen voorzien zijn, operationeel verbonden met de lichtsensor om het signaal naar de externe server te sturen.

2. Systeem volgens conclusie 1, waarbij de vasthoudelementen hoofdzakelijk lichtdoorlatend zijn om het lichtsignaal door te laten.

3. Systeem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de lichtsensor en de communicatiemiddelen in een behuizing voorzien zijn en waarbij de lichtsensor via een glasfiber verbonden is met het vasthoudelement verbonden is.

4. Systeem volgens de voorgaande conclusie, waarbij elke klem een lens bevat met verbindingsmiddelen voor het verbinden van de glasfiber om licht van het betreffende lichtsignaalelement via de lens in de glasfiber te geleiden.

5. Systeem volgens de voorgaande conclusie, waarbij de lens verwijderbaar met het vasthoudelement verbindbaar is.

6. Systeem volgens de voorgaande conclusie, waarbij het systeem meerdere verschillende vasthoudelementen heeft om de lens op verschillende groottes en types van lichtsignaalelementen te bevestigen.

7. Systeem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het systeem een processor heeft om periodiek de lichtsensor aan te sturen om een meting van de lichtsterkte uit te voeren en om, wanneer de gemeten lichtsterkte aan een vooraf bepaald criterium voldoet, de communicatiemiddelen te triggeren om het signaal te sturen.

8. Systeem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de één of meerdere vasthoudelementen een klem bevatten.

9. Werkwijze voor het verbinden met een externe server van een machine bevattende één of meerdere lichtsignaalelementen, waarbij de werkwijze bevat: - bevestigen van één of meerdere vasthoudelementen op de lichtsignaalelementen, waarbij elk vasthoudelement een lichtsensor bevat; - genereren van een signaal wanneer een lichtsterkte gemeten door de lichtsensor boven een vooraf bepaalde drempelwaarde komt; en - sturen van een digitaal signaal via communicatiemiddelen naar de externe server.

10. Werkwijze volgens de voorgaande conclusie, waarbij de werkwijze bevat het geleiden van een lichtsignaal van de lichtsignaalelementen door een lichtgeleider wordt getransfereerd tussen de lichtsignaalelementen en de lichtsensor.