CN110005659B - 气缸实时监控方法 - Google Patents

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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005—Fault detection or monitoring

Abstract

本发明涉及一种气缸实时监控方法。该气缸实时监控方法包括：步骤10、设有气缸的机台的可编程逻辑控制器获取气缸打开关闭时间；步骤20、可编程逻辑控制器将气缸打开关闭时间的数据上报至模块控制系统；步骤30、过程错误侦测和分类系统获取模块控制系统中的气缸打开关闭时间的数据；步骤40、过程错误侦测和分类系统根据气缸打开关闭时间，建立气缸打开关闭时间的均值‑‑标准差监控模型；步骤50、过程错误侦测和分类系统以三西格玛方式实时监控气缸每次的打开关闭时间，如果气缸的打开关闭时间不在三西格玛范围内便会报警。采用本发明的气缸实时监控方法能够代替人力，实时监控气缸的磨耗状况，提前预知，及时更换，避免宕机的发生与品质异常。

Description

气缸实时监控方法
技术领域
本发明涉及气缸技术领域，尤其涉及一种气缸实时监控方法。
背景技术
气缸是在气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件。众所周知，相比电动执行器，气缸可在恶劣条件下可靠地工作，且操作简单，基本可实现免维护。
气缸擅长作往复直线运动，尤其适于工业自动化中最多的传送要求——工件的直线搬运。而且，仅仅调节安装在气缸两侧的单向节流阀就可简单地实现稳定的速度控制，也成为气缸驱动系统最大的特征和优势。所以对于没有多点定位要求的用户，绝大多数从使用便利性角度更倾向于使用气缸。
气缸的应用极为广泛，应用领域包括印刷(张力控制)、半导体(点焊机、芯片研磨)、自动化控制、机器人等等。
气缸的导螺杆是气缸的重要部件，气缸通过导螺杆输出动力。气缸向外输出动力时，气缸中的导螺杆从内部伸出，然后，导螺杆再从伸出位置返回。
气缸能够在高温和低温环境中正常工作且具有防尘、防水能力，可适应各种恶劣的环境。由于应用广泛，因此气缸在使用过程中可能因各种原因而造成气缸内部磨损或磨损不均，而使气缸性能下降(内部泄漏、消耗量大、运动不均等)。
对于市面上的气缸，例如型号为CDG1BN63-200-M9B3的气缸，现有技术中没有实时监控气缸磨损状况的办法，只能由工作人员通过肉眼观看，造成了气缸磨损判断结果不一致，无法实时有效确认，容易导致设备宕机，金属磨屑增多，产品品质异常等情况。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种气缸实时监控方法，实时监控气缸的磨耗状况。
为实现上述目的，本发明提供了一种气缸实时监控方法，包括：
步骤10、设有气缸的机台的可编程逻辑控制器获取气缸打开关闭时间；
步骤20、可编程逻辑控制器将气缸打开关闭时间的数据上报至模块控制系统；
步骤30、过程错误侦测和分类系统获取模块控制系统中的气缸打开关闭时间的数据；
步骤40、过程错误侦测和分类系统根据气缸打开关闭时间，建立气缸打开关闭时间的均值--标准差监控模型；
步骤50、过程错误侦测和分类系统以三西格玛方式实时监控气缸每次的打开关闭时间，如果气缸的打开关闭时间不在三西格玛范围内便会报警。
其中，步骤10中，由位置传感器侦测气缸的导螺杆伸出和返回气缸内部的动作，进而确定气缸打开关闭时间。
其中，所述过程错误侦测和分类系统包括查询分析模块。
其中，所述查询分析模块用于查询气缸打开关闭时间的实时数据。
其中，所述查询分析模块用于查询分析气缸打开关闭时间的跟踪数据的历史数据。
其中，所述查询分析模块用于查询分析气缸打开关闭时间的汇总数据。
其中，所述过程错误侦测和分类系统包括建模监控模块，用于根据气缸打开关闭时间，建立气缸打开关闭时间的均值--标准差监控模型。
其中，所述过程错误侦测和分类系统包括报警查询模块，用于查询报警历史记录。
综上，采用本发明的气缸实时监控方法能够代替人力，实时监控气缸的磨耗状况，提前预知，及时更换，避免宕机的发生与品质异常。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的气缸实时监控方法的流程图。
具体实施方式
参见图1，其为本发明的气缸实时监控方法的流程图，主要包括如下步骤。
步骤10、设有气缸的机台的可编程逻辑控制器获取气缸打开关闭时间。由位置传感器(sensor)侦测气缸的导螺杆伸出和返回气缸内部的动作，进而确定气缸打开关闭时间。
气缸中的导螺杆从内部伸出(机台会收到让其伸出的指令)时，当位置传感器感应到导螺杆伸出时，此段时间(指令发出到位置传感器感应到气缸伸出)就是气缸向外做动的时长；同理，气缸的导螺杆从伸出位置返回时，当位置传感器感应到导螺杆返回，即为气缸返回时长；从而可以通过位置传感器确定气缸每次的打开关闭时间。
步骤20、可编程逻辑控制器将气缸打开关闭时间的数据上报至模块控制系统。机台的可编程逻辑控制器(PLC)利用位置传感器获得气缸每次的打开关闭时间后，上报至用于控制多个机台的模块控制系统(BC)。
步骤30、过程错误侦测和分类系统获取模块控制系统中的气缸打开关闭时间的数据。
过程错误侦测和分类(Fault Detection&Classification，FDC)系统包括查询分析模块，可以用于查询气缸打开关闭时间的实时数据，可以用于查询分析气缸打开关闭时间的跟踪数据(Trace Data)的历史数据，以及可以用于查询分析气缸打开关闭时间的汇总数据(Summary Data)。
步骤40、过程错误侦测和分类系统根据气缸打开关闭时间，建立气缸打开关闭时间的均值--标准差监控模型。
过程错误侦测和分类系统包括建模监控模块，用于根据气缸打开关闭时间，建立气缸打开关闭时间的均值--标准差(X-σ)监控模型。均值(X)：气缸打开关闭时间的均值，标准差(σ)：表明气缸的稳定性，每次打开关闭的时间偏离均值的程度。
步骤50、过程错误侦测和分类系统以三西格玛方式实时监控气缸每次的打开关闭时间，如果气缸的打开关闭时间不在三西格玛范围内便会报警。
三西格玛(3σ)范围为均值+－3σ，通过监控气缸每次打开关闭的时间，如果其不在此范围内便可以报警和/或邮件通知工作人员，工作人员进而提前得知异常气缸，进而进行更换。
过程错误侦测和分类系统还可以包括报警(Alarm)查询模块，用于查询报警历史记录。
本发明的气缸实时监控方法基于过程错误侦测和分类系统，获取气缸打开关闭时间的数据，通过均值--标准差监控模型的建立，以三西格玛的方式去实时监控气缸的磨耗状况。
综上，采用本发明的气缸实时监控方法能够代替人力，实时监控气缸的磨耗状况，提前预知，及时更换，避免宕机的发生与品质异常。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种气缸实时监控方法，其特征在于，包括：
步骤10、设有气缸的机台的可编程逻辑控制器获取气缸打开关闭时间；
步骤20、可编程逻辑控制器将气缸打开关闭时间的数据上报至模块控制系统；
步骤30、过程错误侦测和分类系统获取模块控制系统中的气缸打开关闭时间的数据；
步骤40、过程错误侦测和分类系统根据气缸打开关闭时间，建立气缸打开关闭时间的均值--标准差监控模型；
步骤50、过程错误侦测和分类系统以三西格玛方式实时监控气缸每次的打开关闭时间，如果气缸的打开关闭时间不在三西格玛范围内便会报警；
步骤10中，由位置传感器侦测气缸的导螺杆伸出和返回气缸内部的动作，进而确定气缸打开关闭时间；
所述过程错误侦测和分类系统包括报警查询模块，用于查询报警历史记录。
2.如权利要求1所述的气缸实时监控方法，其特征在于，所述过程错误侦测和分类系统包括查询分析模块。
3.如权利要求2所述的气缸实时监控方法，其特征在于，所述查询分析模块用于查询气缸打开关闭时间的实时数据。
4.如权利要求2所述的气缸实时监控方法，其特征在于，所述查询分析模块用于查询分析气缸打开关闭时间的跟踪数据的历史数据。
5.如权利要求2所述的气缸实时监控方法，其特征在于，所述查询分析模块用于查询分析气缸打开关闭时间的汇总数据。
6.如权利要求1所述的气缸实时监控方法，其特征在于，所述过程错误侦测和分类系统包括建模监控模块，用于根据气缸打开关闭时间，建立气缸打开关闭时间的均值--标准差监控模型。
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