CN114080575A - 用于操作塑料加工生产机器的hmi系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于操作塑料加工生产机器的具有移动操作监控设备的HMI系统，该HMI系统安装在生产机器的控制单元上并具有移动操作监控设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于操作塑料加工生产机器的人机界面(HMI)系统。本发明还涉及一种操作这种HMI的方法以及一种存储有控制程序和相应HMI的数据载体。
背景技术
生产机器解可应用于许多制造业领域。例如在塑料加工中，使用了吹塑机和热成型机。根据现有技术可适应于各种不同构型的模具来生产不同设计的模制件，必须采用不同的成型程序(下文又称公式)来生产不同的模制件。为了高质量生产，不同的模制件通常需要不同的过程参数集，必须将这些过程参数集输入到公式中。此时，甚至可能需要将关于模制件实际已知的过程参数集重新调适到相应的生产和机器情况。在制造过程的优化期间，操作者更改机器参数时，可能期望以可视化方式指示机器的基本时序进程，进而操作者无需费力就能让其行为效应配合机器的当前时序进程。
已知人机界面(Human Machine Interface，简称HMI)除了输入字段还可以表示各个机器部件的示意性外观，以更好地向操作者展示相关过程步骤。
塑料加工机器是具有大量机器部件的复杂机器。塑料加工过程可受大量过程参数的影响。需要有经验的专家为产品的初始制造创建工艺参数集。对于给定生产，许多过程参数无法经调整而必须接受。例如，各批次的原材料性能可在公差范围内有所不同。此外，环境温度和/或湿度等许多环境条件只能在一个窗口内保持恒定。此外，许多过程参数会相互影响。因此，一度找到的参数集不能始终相同地应用于制品生产，而必须针对每次新的生产订单重新进行调适。但即使在一次生产订单内，参数集也必须反复优化。在此情况下，无延迟地向操作者显示参数变化对过程的影响将会很有帮助。
发明内容
本发明的目的在于，提供了一种用于操作塑料加工生产机器的HMI系统，通过该系统能够无延迟地向操作者显示参数变化的影响。本发明的目的还在于，公开了一种操作相应HMI系统的方法。本发明的另一目的在于，提供了一种存储有相应HMI系统的数据载体。
本发明达成上述目的的解决方案为一种根据权利要求1所述的具有多个机器部件的塑料加工生产机器的HMI系统。HMI系统的其他有利实施例请参阅权利要求2至9。本发明达成另一目的的解决方案为根据权利要求10至12所述的方法。权利要求13主张保护根据本发明另一方面的数据载体。
一种创造性的具有多个机器部件和控制单元的塑料加工生产机器的HMI系统，其中该HMI系统操作性连接到生产机器的控制单元，生产机器具有可显示HMI系统数据的可视化单元，至少一个机器部件中设置有用于记录测量值的至少一个传感器，该HMI系统配置为无延迟地显示各个机器部件和测量值。
对此解释某些术语：
HMI理解为人机界面。HMI代表交互式用户界面。除了操作机器，HMI还可以允许操作者观测系统状态并在过程中进行干预。软件通过可视化系统可以提供信息作为反馈。
用于塑料加工的生产机器可以是例如吹塑机或热成型机。吹塑机用加热的塑料材料生产薄膜管。热成型机用于生产深拉模制件，包括用于热塑性膜幅的运输单元和用于从先前加热的膜幅成型模制件的成型站。这种机器的特征在于它们包括多个单独的机器部件，这些机器部件必须适当地协同工作，因为单个薄膜管或单个膜幅分别被引导通过整个生产设施，因此机器部件必须有效匹配和循环时间，以达到良好的整体过程。热成型机的机器部件例如包括用于从膜卷进料的输送单元、用于预热膜幅的预热站、用于将膜幅加热至加工温度的加热站、用于膜幅成型为产品的成型站、用于从膜幅中切割成型产品的切割站、用于堆叠成品的堆叠站以及用于未加工膜幅的回收站。
可视化单元是可以光学上显示数据的设备。可视化单元可以例如是屏幕。
由于HMI系统与生产机器的控制单元的主动连接，可以在HMI系统与控制单元之间进行数据交换，特别是可以无延迟地进行数据交换。通过至少一个机器部件中用于记录测量值的传感器可以记录数据，特别是对于所生产的塑料部件的制造质量而言有意义的数据。由于无延迟地显示此类数据，操作者可以即时识别参数变化对所生产的部件质量的影响。这可以加速参数优化过程，还会减少参数优化过程中产生的次品，从而节省了例如原材料、能源和人力等资源。
HMI系统可以安装在生产机器的控制单元上，也可以安装在单独的设备上，例如单独的计算机或服务器系统。
在一有利实施例中，HMI系统配置为显示制造过程的模拟，该模拟可受到输入或更改过程参数的影响。这样操作者就能例如在生产机器尚未启动的情况下，针对制品的初始生产为生产机器创建参数组。这意味着，在生产机器不实际生产或可能产生次品的情况下，无需消耗资源或冒着损坏生产机器的风险，HMI系统也能进行测试。
在一有利实施例中，HMI系统进一步包括移动操作监控设备，HMI系统配置为建立并保持生产机器的控制单元与移动操作监控设备之间的实时连接。在本文中，“实时连接”是指移动操作监控设备与控制单元之间无任何显著延迟地进行数据交换的连接功能。然而，根据利用的连接技术，可能会出现微小延迟。由于实时连接，还可以在移动操作监控设备上非常快速地远程跟踪参数变化如何影响制造过程。如果制造过程不连续，例如热成型过程，通过实时连接，可以早在参数变化后的一个周期或最迟再之后的一个周期中在移动操作监控设备上观测这种参数变化的影响。HMI具有移动操作监控设备，从而第三方(例如专家)无需亲自到场即可协助现场操作者设置或优化生产机器。遗憾的是，即使在高度发达的工业国家也很短缺技工。在欠发达国家，技工短缺的情况更为严重。因此，有利的是，专家可以远程提供适当的协助。特别地，第三方也可以例如是来自生产机器制造厂家的专家，例如可以在生产机器制造厂家自己的工作地点远程协助现场的操作者，特别是协助国外的操作者。HMI系统可以配置为显示各个机器部件。
各个机器部件可以是对生产有直接贡献的部件。然而，生产机器也可以具有对生产无直接贡献但作为例如质量监控部件的机器部件，例如相机等光学质量监控部件、称等重量监控部件或几何形状监控部件等。通过展示这些部件，即使是远程的第三方也能获得对现场生产机器及生产过程的鲜明印象。
在一有利实施例中，实时连接通过无线连接技术实现。无线连接技术例如是移动无线电或无线互联网(WLAN)。利用无线连接技术，提高了移动操作监控设备的移动性。
在另一有利实施例中，移动操作监控设备配置为接收数据输入并将其无延迟地转发到生产机器的控制单元。这样第三方即可在移动操作监控设备上更改制造参数，这些制造参数毫无延迟地应用到制造过程中。
在又一有利实施例中，HMI系统配置为将来自生产机器的控制单元的实际数据转发到移动操作监控设备。可以在移动操作监控设备上显示、特别是实时显示这些实际数据，以便第三方可以通过移动操作监控设备直接观测到参数变化的影响。
在另一有利实施例中，HMI系统中还整合有多个移动操作监控设备之间和/或移动操作监控设备与本地可视化单元之间的聊天功能。这有利于例如本地远程协助者与现场操作者之间的通信。
在又一有利实施例中，HMI系统配置为在生产机器处本地接收质量信息并将其无延迟地转发到移动操作监控设备，移动操作监控设备配置为无延迟地显示该质量信息。
经证实还有利的是，移动操作监控设备配置为与多个HMI系统建立连接。这样例如专家可以为现场操作者提供协助，为多台生产机器设置并优化过程参数，为此却仅需一个移动操作监控设备。
在一有利实施例中，移动操作监控设备是移动电话、平板电脑或移动计算机。所谓“智能手机”形式的现代移动电话提供了类似于平板电脑或笔记本电脑的功能。平板电脑或平板计算机是平板形式的计算机，具有屏幕形式的可视化单元，其通常为触摸感应式，进而也适合作为输入设备。此外，外部键盘也可以连接到常用平板电脑以供数据输入。移动计算机称为笔记本电脑。所有设备皆为市售设备，可以加载程序或应用使得设备能够充当HMI的显示输入设备。
根据本发明的用于操作具有控制单元的塑料加工生产机器的HMI系统的方法，其中HMI系统操作性连接到生产机器的控制单元，HMI系统具有可显示HMI系统数据的可视化单元，生产机器具有各个机器部件，至少一个机器部件中设置有用于记录测量值的至少一个传感器，HMI系统配置为显示各个机器部件和测量值，其中，在生产机器的控制单元与HMI系统之间进行无延迟地数据交换，在可视化单元上显示生产机器的各个机器部件，以及在可视化单元上显示各个机器部件的相关过程参数作为额定值和实际值，通过可视化单元可更改相关过程参数的额定值，并可将更改的实际值无延迟地显示在可视化单元上。
在该方法的有利实施例中，HMI系统附加地具有移动操作监控设备，其中HMI系统与移动操作监控设备无延迟地进行数据交换，可在可视化单元上本地输入数据，该数据无延迟地显示在移动操作监控设备上。
在该方法的有利实施例中，可以本地输入信息，即在生产机器处现场输入信息，其中该信息无延迟地显示在移动操作监控设备上。
本发明还涉及一种存储有控制程序和上述HMI的数据载体。
应当理解，如果需要，也可以组合上述或权利要求中描述的解决方案的特征，以累积实现可实现的优势和效果。
附图说明
此外，利用附图及下文说明对本发明的其他特征、效果和优势予以阐释。图中：
图1示出了具有可视化单元和移动操作监控设备的生产机器的示意图。
具体实施方式
图1示出了生产机器100和移动操作监控设备200的示意性图。生产机器100是具有多个机器部件101的塑料加工生产机器100。生产机器100具有控制单元和可视化单元102。另外，HMI系统包括移动控制监控设备200。该移动操作监控设备可以例如是移动电话、平板电脑或移动计算机。移动操作监控设备200与生产机器100之间存在无线连接250。通过该无线连接，移动操作监控设备与生产机器100的控制单元之间进行实时数据交换。移动操作监控设备200配置为接收数据输入并将其无延迟地转发到生产机器100的控制单元。此外，HMI系统配置为将来自生产机器100的控制单元的实际数据转发到移动操作监控设备200。一个或多个机器部件101可以生成质量信息，并将其转发到生产机器100的控制单元，自此质量信息可以无延迟地转发到移动操作监控设备200。移动操作监控设备200配置为无延迟地显示该质量信息。
在这一点上，明确指出，如果需要，还可以组合上述或权利要求和/或附图中的解决方案的特征，以便能够累积地达到或实现所解释的特征、效果和优势。
可以理解，上述实施例仅为本发明的第一实施例，但并不局限于此实施例。
附图标记列表
100 生产机器
101 机器部件
102 可视化单元
200 移动操作监控设备
250 无线连接。
Claims (13)
1.一种具有多个机器部件(101)和控制单元的塑料加工生产机器(100)的HMI系统，
其特征在于，
所述HMI系统操作性连接到所述生产机器(100)的所述控制单元，其中，所述生产机器(100)具有能显示所述HMI系统的数据的可视化单元(102)，其中，至少一个所述机器部件(101)中设置有用于记录测量值的至少一个传感器，所述HMI系统配置为无延迟地显示各个机器部件(101)和所述测量值。
2.根据权利要求1所述的HMI系统，其特征在于，所述HMI系统配置为显示制造过程的模拟，其中，通过输入或更改过程参数能影响所述模拟。
3.根据权利要求1或2所述的HMI系统，其特征在于，所述HMI系统进一步包括移动操作监控设备(200)，其中，所述HMI系统配置为建立并保持所述生产机器(100)的所述控制单元与所述移动操作监控设备(200)之间的实时连接。
4.根据权利要求3所述的HMI系统，其特征在于，所述实时连接通过无线连接技术实现。
5.根据前述权利要求中任一项所述的HMI系统，其特征在于，所述移动操作监控设备(200)配置为接收数据输入并将所述数据输入无延迟地转发到所述生产机器(100)的所述控制单元。
根据前述权利要求中任一项所述的HMI系统，其特征在于，所述HMI系统配置为将来自所述生产机器(100)的所述控制单元的实际数据转发到所述移动操作监控设备(200)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的HMI系统，其特征在于，所述HMI系统中还整合有多个移动操作监控设备(200)之间和/或移动操作监控设备(200)与本地可视化单元(102)之间的聊天功能。
7.根据前述权利要求中任一项所述的HMI系统，其特征在于，所述HMI系统配置为在所述生产机器(100)处本地接收质量信息，并将所述质量信息无延迟地转发到所述移动操作监控设备(200)，其中，所述移动操作监控设备(200)配置为无延迟地显示所述质量信息。
8.根据前述权利要求中任一项所述的HMI系统，其特征在于，所述移动操作监控设备(200)配置为与多个HMI系统建立连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的HMI系统，其特征在于，所述移动操作监控设备(200)是移动电话、平板电脑或移动计算机。
10.一种用于操作具有控制单元的塑料加工生产机器(100)的HMI系统的方法，其中，所述HMI系统操作性连接到所述生产机器(100)的所述控制单元，其中，所述HMI系统具有能显示所述HMI系统数据的可视化单元(102)，所述生产机器(100)具有各个机器部件(101)，其中，至少一个所述机器部件(101)中设置有用于记录测量值的至少一个传感器，所述HMI系统配置为显示所述各个机器部件(101)和所述测量值，
其特征在于，
在所述生产机器(100)的所述控制单元与所述HMI系统之间进行无延迟地数据交换；
在所述可视化单元(102)上显示所述生产机器(100)的各个机器部件(101)；以及
在所述可视化单元(102)上显示所述各个机器部件(101)的相关过程参数作为额定值和实际值，其中，通过所述可视化单元(102)能更改所述相关过程参数的额定值，并将更改的实际值无延迟地显示在所述可视化单元(102)上。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述HMI系统附加地具有移动操作监控设备(200)，其中，所述HMI系统在所述移动操作监控设备(200)与所述控制单元之间无延迟地进行数据交换，能在所述可视化单元(102)上本地输入数据，其中，这些数据无延迟地显示在所述移动操作监控设备(200)上。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，能在所述移动操作监控设备(200)上输入数据，其中，这些数据无延迟地显示在所述可视化单元(102)上。
13.一种存储有控制程序和根据权利要求1到12中任一项所述的HMI的数据载体。
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