DE102015120478A1

DE102015120478A1 - System for diagnosing a robot condition

Info

Publication number: DE102015120478A1
Application number: DE102015120478.9A
Authority: DE
Inventors: Isaac Eckert; Gordon Geheb; Bradley O. Niederquell; Yi Sun; Jason Tsai; Rick E. Wunderlich
Original assignee: Fanuc America Corp
Current assignee: Fanuc America Corp
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2016-06-02

Abstract

Ein Übertragungsverfahren von Roboterdaten umfasst den Schritt des Sammelns von Daten von jedem einer Vielzahl von Robotern in einer Multiroboter-Fertigungsanlage in Echtzeit. Die von den Robotern gesammelten Daten werden anschließend in Echtzeit von einer Steuerung jedes der Roboter an ein erstes Datenerfassungsgerät übertragen. Innerhalb des ersten Datenerfassungsgerätes werden die Daten unter Verwendung eines Mehrsegment-Warteschlangenmechanismus zwischengespeichert. Der Warteschlangenmechanismus ist mit einer Aufbewahrungsrichtlinie ausgestaltet. Die Daten werden dann auf der Basis der Aufbewahrungsrichtlinie des Warteschlangenmechanismus des ersten Datenerfassungsgerätes an ein zweites Datenerfassungsgerät übertragen. Das zweite Datenerfassungsgerät analysiert die Daten und legt fest, ob für irgendeinen der Roboter eine Wartung oder Optimierung notwendig ist.A transfer method of robot data includes the step of collecting data from each of a plurality of robots in a multi-robot manufacturing facility in real time. The data collected by the robots is then transferred in real time from a controller of each of the robots to a first data acquisition device. Within the first data collection device, the data is cached using a multi-segment queuing mechanism. The queuing mechanism is designed with a retention policy. The data is then transferred to a second data collection device based on the retention policy of the queuing mechanism of the first data collection device. The second data collection device analyzes the data and determines if any of the robots require maintenance or optimization.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION

Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 26. November 2014 eingereichten Vorläufigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 62/084 899, die hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit enthalten ist.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application Serial No. 26 Nov. 2014 filed on Nov. 26, 2014. 62/084 899, which is incorporated herein by reference in its entirety.

ERFINDUNGSGEBIETFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Diagnostizierung eines Roboterzustandes, um Ausfallzeit in einer Multiroboter-Fertigungsanlage zu minimieren.The invention relates to a system and method for diagnosing a robot condition to minimize downtime in a multi-robot manufacturing facility.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Moderne Fertigungsanlagen nutzen zum Automatisieren von Produktionsprozessen oft eine Reihe von Robotern. Roboter können in Zellen angeordnet werden, wobei jeweils mehrere Roboter den gleichen Prozess durchführen. Zum Beispiel können mehrere Roboter gemeinsam angeordnet werden, um einen genau gleichen Schweißprozess an einem Werkstück durchzuführen. Abwechselnd können mehrere Roboter in einer Montagestraße genutzt werden, wobei jeder Roboter gleiche Schritte eines Produktionsablaufes durchführt.Modern manufacturing equipment often uses a number of robots to automate production processes. Robots can be arranged in cells, with several robots performing the same process. For example, multiple robots may be co-located to perform a precisely same welding process on a workpiece. Alternately, multiple robots may be used in an assembly line, with each robot performing the same steps of a production run.

Obwohl Roboter effektiv sind, um die Leistungsfähigkeit zu maximieren, sind sie nicht ohne Nachteile. Im Gegensatz zu ihren menschlichen Gegenstücken, können Roboter im Allgemeinen nicht kommunizieren, wenn sie auf ein Problem stoßen mögen. Zum Beispiel können Lager oder Kodiereinrichtungen des Roboters nach einem Zeitraum auf der Basis verschiedener Betriebszustände wie Verstellwege, Temperaturen und Belastungszustände ohne Warnung ausfallen.Although robots are effective to maximize performance, they are not without disadvantages. In contrast to their human counterparts, robots generally can not communicate if they encounter a problem. For example, bearings or encoders of the robot may fail after a period of time based on various operating conditions such as displacement paths, temperatures and load conditions without warning.

Unter normalen Betriebszuständen können Wartungsperioden in regelmäßigen Intervallen geplant werden. Jedoch können regelmäßig geplante Intervalle unangemessen hoch sein, wenn Betriebszustände weniger außergewöhnlich als normale sind, was dazu führt, dass die Komponenten vorzeitig ersetzt werden und Wartungskosten sich unnötig erhöhen.Under normal operating conditions, maintenance periods can be scheduled at regular intervals. However, regularly scheduled intervals may be unduly high when operating conditions are less exceptional than normal, resulting in components being prematurely replaced and maintenance costs unnecessarily increasing.

Alternativ dazu können regelmäßig geplante Intervalle nicht ausreichend sein, wenn Betriebszustände extremer als normale sind. In diesem Fall können die Roboter auf unerwartete Probleme vor der geplanten Wartungsperiode stoßen. Unerwartete Ausfälle sind im Fall von Fertigungsanlagen für Großserien aus einer Vielzahl von Gründen besonders problematisch.Alternatively, regularly scheduled intervals may not be sufficient if operating conditions are more extreme than normal. In this case, the robots may encounter unexpected problems before the scheduled maintenance period. Unexpected failures are particularly problematic in the case of high volume manufacturing equipment for a variety of reasons.

Erstens wird bei Fertigungsanlagen im Allgemeinen versucht, die Anzahl von Ersatzteilen, die innerbetrieblich inventarisiert sind, möglichst in einem Umfang gering zu halten, um Kosten zu minimieren. Folglich müssen Reserveteile oft bestellt werden. Im Fall von Robotern können viele Ersatzteile lange Vorlaufzeiten besitzen, was zu verlängerten Zeiträumen führt, in denen der Roboter betriebsunfähig bleibt.First, in manufacturing equipment, it is generally attempted to minimize the number of spare parts that are inventoried as much as possible in order to minimize costs. Consequently, spare parts must often be ordered. In the case of robots, many replacement parts can have long lead times, resulting in extended periods of time when the robot remains inoperable.

Außerdem sind Produktionspläne im Allgemeinen im Voraus geplante Tage oder Wochen, in denen erwartet wird, dass jeder der Roboter in der Fertigungsanlage einen vorgegebenen Arbeitsaufwand leistet. Unerwartete Ausfallzeit eines einzelnen Roboters kann sich auf eine gesamte Fertigungsanlage negativ auswirken, weil Fertigungsprozesse nach dem betriebsunfähigen Roboter knapp an erwarteten Werkstücken sein können. Infolgedessen kann Produktion hinter dem Plan zurückbleiben.In addition, production schedules are generally pre-planned days or weeks, in which each of the robots in the manufacturing plant is expected to perform a predetermined workload. Unexpected downtime of a single robot can adversely affect an entire manufacturing facility because after the inoperative robot, manufacturing processes may be just short of expected workpieces. As a result, production may lag behind the plan.

Folglich besteht an sich Bedarf an einem System und Verfahren zur initiativen Festlegung von notwendiger Wartung und Optimierung von Robotern, um Ausfallzeit zu planen und zu minimieren, mechanische Lebensdauer des Roboters zu verlängern und Wartungskosten zu reduzieren.As such, there is a need for a system and method for initiating necessary maintenance and optimization of robots to schedule and minimize downtime, extend mechanical life of the robot, and reduce maintenance costs.

ABRISS DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Entsprechend und übereinstimmend mit der vorliegenden Erfindung ist überraschend ein System und Verfahren zur initiativen Festlegung von notwendiger Wartung und Optimierung von Robotern entdeckt worden.Accordingly and in accordance with the present invention, a system and method has been surprisingly discovered for initiating necessary maintenance and optimization of robots.

In einer ersten Ausführungsform umfasst ein Roboterdaten-Übertragungsverfahren den Schritt des Sammelns von Daten von jedem einer Vielzahl von Robotern in Echtzeit. Die von der Vielzahl von Robotern gesammelten Daten werden anschließend von einer Steuerung jedes der Roboter in Echtzeit zu einer ersten Datenerfassungseinrichtung übertragen. Die Daten werden innerhalb der ersten Datenerfassungseinrichtung zwischengespeichert, indem ein Mehrsegment-Warteschlangenmechanismus verwendet wird. Der Warteschlangenmechanismus ist mit einer Aufbewahrungsrichtlinie konfiguriert. Die Daten werden anschließend zu einer zweiten Datenerfassungseinrichtung basierend auf der Aufbewahrungsrichtlinie des Warteschlangenmechanismus der ersten Datenerfassungseinrichtung übertragen.In a first embodiment, a robot data transmission method includes the step of collecting data from each of a plurality of robots in real time. The data collected by the plurality of robots is then transferred in real time from a controller of each of the robots to a first data acquirer. The data is cached within the first data collector using a multi-segment queuing mechanism. The queuing mechanism is configured with a retention policy. The data is then transferred to a second data collector based on the retention policy of the queuing mechanism of the first data collector.

In einer anderen Ausführungsform umfasst ein analytisches und prognostisches Roboterberichtsverfahren den Schritt des Sammelns von Daten in einer ersten Datenerfassungseinrichtung. Die gesammelten Daten werden anschließend zu einer zweiten Datenerfassungseinrichtung übertragen und darin gespeichert. Die zweite Datenerfassungseinrichtung kann entfernt oder örtlich zu der ersten Datenerfassungseinrichtung sein. Die Daten werden dann mit der zweiten Datenerfassungseinrichtung analysiert und es wird ein Bericht erzeugt, wobei der Bericht auf der Analyse der Daten basiert. In dem Bericht wird eine Festlegung zur Parameteränderung einer Steuereinrichtung, eines anomalen Zustands oder eines Ausfalls gekennzeichnet, wobei der Bericht an mindestens einen Empfänger verteilt wird.In another embodiment, an analytical and prognostic robotic reporting method includes the step of collecting data in a first data collection device. The collected data is then transferred to a second data acquisition device and stored therein. The second Data acquisition device may be remote or local to the first data acquisition device. The data is then analyzed by the second data collector and a report is generated, the report being based on the analysis of the data. The report identifies a determination to change the parameter of a controller, abnormal condition or failure, with the report being distributed to at least one receiver.

In einer noch anderen Ausführungsform umfasst ein analytisches und Optimierungsberichtssystem für Roboter mindestens einen Roboter mit einer programmierbaren Steuerung. Die Steuerung des Roboters ist gestaltet, um dynamische Daten vom Roboter zu sammeln. Eine erste Datenerfassungseinrichtung befindet sich mit der Steuerung des Roboters in Echtzeit-Kommunikation und ist gestaltet, um die dynamischen Daten von der Steuerung zu empfangen. Die erste Datenerfassungseinrichtung ist zum Zwischenspeichern der dynamischen Daten bis zum Ende gestaltet. Das System umfasst ferner in Verbindung mit der ersten Datenerfassungseinrichtung eine zweite Datenerfassungseinrichtung. Die zweite Datenerfassungseinrichtung ist gestaltet, um die dynamischen Daten von der ersten Datenerfassungseinrichtung zu empfangen und zu analysieren. Ein Empfänger befindet sich in Kommunikation mit der zweiten Datenerfassungseinrichtung.In yet another embodiment, an analytical and optimization reporting system for robots includes at least one robot with a programmable controller. The controller of the robot is designed to collect dynamic data from the robot. A first data acquisition device is in real-time communication with the controller of the robot and is configured to receive the dynamic data from the controller. The first data acquisition device is designed to latch the dynamic data to the end. The system further comprises a second data acquisition device in connection with the first data acquisition device. The second data acquisition device is configured to receive and analyze the dynamic data from the first data acquisition device. A receiver is in communication with the second data collector.

BESCHREIBUNG DER FIGURENDESCRIPTION OF THE FIGURES

Die oben erwähnten sowie andere Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich dem Fachmann ohne weiteres aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, insbesondere bei Betrachtung angesichts der hier beschriebenen Zeichnungen.The above and other advantages of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art from the following detailed description, particularly when considered in light of the drawings described herein.

1 ist die schematische Darstellung eines Systems nach einer ersten Ausführungsform der Offenlegung; 1 Fig. 12 is a schematic diagram of a system according to a first embodiment of the disclosure;

2 ist die schematische Darstellung eines Systems nach einer zweiten Ausführungsform der Offenlegung; 2 Fig. 12 is a schematic diagram of a system according to a second embodiment of the disclosure;

3 ist die schematische Darstellung eines Systems nach einer dritten Ausführungsform der Offenlegung; und 3 Fig. 13 is a schematic diagram of a system according to a third embodiment of the disclosure; and

4 ist das schematische Blockdiagramm eines Verfahrens zum Diagnostizieren eines Roboterzustandes nach einer Ausführungsform der Offenlegung. 4 FIG. 10 is the schematic block diagram of a method for diagnosing a robot state according to an embodiment of the disclosure. FIG.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die folgende ausführliche Beschreibung und angefügte Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und Zeichnungen dienen dazu dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise beschränken.The following detailed description and appended drawings describe and illustrate various embodiments of the invention. The description and drawings are intended to enable one skilled in the art to make and use the invention and are not intended to limit the scope of the invention in any way.

Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst ein System 10 zur Minimierung von Ausfallzeit mindestens einen Roboter 12. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das System 10 eine Vielzahl von Robotern 12. Jeder der Roboter 12 umfasst einen mehrachsigen Roboterarm 14, der gestaltet ist, um einen Vorgang an einem Werkstück wie zum Beispiel Schneiden, Schweißen oder Bedienung durchzuführen.As in 1 to 3 shown includes a system 10 To minimize downtime at least one robot 12 , In the illustrated embodiment, the system includes 10 a variety of robots 12 , Each of the robots 12 includes a multi-axis robot arm 14 , which is designed to perform a process on a workpiece such as cutting, welding or operation.

Der Roboter 12 enthält mindestens eine programmierbare Steuerung 16 mit einem Speicher zum Speichern einer Vielzahl von Datentypen. Wie hier verwendet, ist eine „Steuerung” so definiert, dass sie einen Computerprozessor einschließt, der ausgelegt ist, um Software oder ein Softwareprogramm in Form von in dem Speicher gespeicherten Anweisungen auszuführen. Der Speicher kann ein beliebiger geeigneter Speichertyp oder eine Kombination davon sein. Wie ebenfalls hier verwendet, ist „Speichervorrichtung” als ein nicht flüchtiges und greifbares, computerlesbares Speichermedium definiert, auf dem die Software oder das Softwareprogramm sowie Datensätze, Tabellen, Algorithmen und andere Informationen gespeichert werden können. Die Steuerung 16 kann sich zum Zweck der Ausführung der Software oder des Softwareprogramms in elektrischer Verbindung mit der Speichervorrichtung befinden.The robot 12 contains at least one programmable controller 16 with a memory for storing a variety of data types. As used herein, a "controller" is defined to include a computer processor that is configured to execute software or a software program in the form of instructions stored in the memory. The memory may be any suitable memory type or a combination thereof. As also used herein, "storage device" is defined as a non-transitory and tangible computer-readable storage medium upon which the software or software program as well as records, tables, algorithms, and other information can be stored. The control 16 may be in electrical communication with the storage device for the purpose of executing the software or the software program.

Die Steuerung 16 kann eine Benutzerschnittstelle 20 einschließen, damit ein Benutzer Daten oder Programme in die Steuerung 16 eingeben kann oder um auf die darin gespeicherten Daten zuzugreifen. Die Benutzerschnittstelle 20 kann ein Display zum Anzeigen der Informationen für den Benutzer enthalten.The control 16 can be a user interface 20 Include to allow a user data or programs in the controller 16 or to access the data stored therein. The user interface 20 may include a display for displaying the information to the user.

Die Steuerung 16 kann eine Robotersteuerung 16 sein, wobei in einem solchen Fall die Steuerung 16 mit dem Roboter 12 gekoppelt ist, um eine Reihe von Vorgängen aktiv durchzuführen. Es wird verständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Robotersteuerungen 16 beschränkt ist. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Steuerung 16 eine passive Steuerung 16 wie eine Überwachungseinrichtung sein, die vorgegebene Bedingungen des Roboters 12 überwacht.The control 16 can be a robot controller 16 in which case the controller 16 with the robot 12 is coupled to actively perform a series of operations. It will be understood that the present invention is not limited to robot controllers 16 is limited. As a non-limiting example, the controller 16 a passive control 16 be like a monitoring device, the predetermined conditions of the robot 12 supervised.

Eine Vielzahl von Sensoren 22 am Roboter 12 sammeln dynamische Daten von dem Roboterarm 14 basierend auf den vorgegebenen Bedingungen. Die Sensoren 22 können zum Beispiel Weglängenmesser zur Messung von Abstand und Richtung des Roboterarmgelenks, Thermometer zur Messung von Betriebstemperaturen des Gelenks und Kraftmesszellen zur Messung von Betriebsbelastungen auf die Gelenke umfassen. Die Sensoren 22 befinden sich in Verbindung mit der Steuerung 16, wobei die Steuerung 16 die dynamischen Daten von den Sensoren 22 in Echtzeit sammelt.A variety of sensors 22 on the robot 12 Collect dynamic data from the robot arm 14 based on the given conditions. The sensors 22 For example, path length meters for measuring the distance and direction of the robot arm joint, thermometers for measuring operating temperatures of the joint and Load cells to measure operating loads on the joints. The sensors 22 are in connection with the controller 16 , where the controller 16 the dynamic data from the sensors 22 collects in real time.

Das System 10 kann außerdem ein erstes Datenerfassungsgerät 24 in Echtzeit-Kommunikation mit den programmierbaren Steuerungen 16 enthalten. Wie in 1 und 3 dargestellt ist, kann das erste Datenerfassungsgerät 24 eine physikalische Festplatte sein, die außerhalb der Steuerungen 16 angeordnet ist, wobei sich das erste Datenerfassungsgerät 24 über ein Funktionsnetzwerk 26 in Verbindung mit der Vielzahl der Steuerungen 16 befindet. In einer anderen Ausführungsform des Systems 10 kann das erste Datenerfassungsgerät 24 eine logische oder virtuelle Festplatte sein, die in der Speichervorrichtung der Steuerung 16 jedes Roboters 12 enthalten ist, wie es in 2 dargestellt wird.The system 10 can also have a first data collection device 24 in real-time communication with the programmable controllers 16 contain. As in 1 and 3 can be the first data collection device 24 a physical disk that is outside of the controllers 16 is arranged, wherein the first data collection device 24 via a functional network 26 in connection with the multitude of controls 16 located. In another embodiment of the system 10 may be the first data collection device 24 a logical or virtual disk located in the storage device of the controller 16 every robot 12 is included as it is in 2 is pictured.

Das Funktionsnetzwerk 26 kann ein lokales Netzwerk oder Fernnetzwerk der programmierbaren Steuerungen 16 oder eine Direktverbindung zwischen den Steuerungen 16 und dem ersten Datenerfassungsgerät 24 sein. Des Weiteren kann das Funktionsnetzwerk 26 Eigenschaften für drahtlose Kommunikation wie Wi-Fi, Bluetooth oder Mobilfunk-Datennetzwerke enthalten.The functional network 26 can be a local area network or remote network of programmable controllers 16 or a direct connection between the controllers 16 and the first data collection device 24 be. Furthermore, the functional network 26 Features for wireless communication such as Wi-Fi, Bluetooth or cellular data networks included.

Das erste Datenerfassungsgerät 24 umfasst einen Mehrsegment-Warteschlangenmechanismus mit einer Vielzahl priorisierter Segmente. Zum Beispiel kann der Warteschlangenmechanismus ein Segment hoher Priorität und ein Segment niedriger Priorität aufweisen. Der Warteschlangenmechanismus umfasst eine Datenspeicherrichtlinie und ist zum Zwischenspeichern der Daten basierend auf dem Ereignis, der Priorität, Dauer, Größe, Übertragungsrate und/oder Datenumwandlung ausgelegt, um Datendurchlauf oder Datenspeicherungsanforderungen zu optimieren.The first data collection device 24 includes a multi-segment queuing mechanism with a plurality of prioritized segments. For example, the queuing mechanism may have a high priority segment and a low priority segment. The queuing mechanism includes a data storage policy and is configured to cache the data based on the event, priority, duration, size, transfer rate, and / or data conversion to optimize data throughput or data storage requirements.

Mindestens ein zweites Datenerfassungsgerät 28 kann sich über das Funktionsnetzwerk 26 mit dem ersten Datenerfassungsgerät 24 in Verbindung befinden. Das zweite Datenerfassungsgerät 28 kann ein Netzwerkserver sein, der gestaltet ist, um die von dem ersten Datenerfassungsgerät 24 empfangenen dynamischen Daten zu verarbeiten. Wie in 1 und 2 gezeigt wird, kann das zweite Datenerfassungsgerät 28 ein unabhängiger Netzwerkserver sein, der über das Funktionsnetzwerk 26 mit dem ersten Datenerfassungsgerät 24 verbunden ist. Das zweite Datenerfassungsgerät 28 kann sich im gleichen Raum oder Gebäude wie das erste Datenerfassungsgerät 24 befinden oder es kann in einem völlig anderen Gebäude liegen, das sich in der gleichen geografischen Nähe wie das erste Datenerfassungsgerät 24 befindet oder nicht.At least one second data collection device 28 can be over the feature network 26 with the first data collection device 24 are in communication. The second data collection device 28 may be a network server designed to be that of the first data collection device 24 process received dynamic data. As in 1 and 2 can be shown, the second data collection device 28 be an independent network server running the feature network 26 with the first data collection device 24 connected is. The second data collection device 28 may be in the same room or building as the first data collection device 24 or it may be in a completely different building that is in the same geographical proximity as the first data collection device 24 or not.

Wie in 3 gezeigt wird, kann das zweite Datenerfassungsgerät 28 wechselweise örtlich zu dem ersten Datenerfassungsgerät 24 angeordnet sein, wobei das erste Datenerfassungsgerät 24 und das zweite Datenerfassungsgerät 28, die eine Einheit bilden, über das Funktionsnetzwerk 26 in Verbindung mit jeder der Vielzahl der Steuerungen 16 eine Datenerfassungseinheit 30 bilden.As in 3 can be shown, the second data collection device 28 alternately locally to the first data acquisition device 24 be arranged, wherein the first data collection device 24 and the second data collection device 28 that form a single entity through the feature network 26 in conjunction with each of the variety of controls 16 a data collection unit 30 form.

Das zweite Datenerfassungsgerät 28 ist so gestaltet, um die von dem ersten Datenerfassungsgerät 24 empfangenen dynamischen Daten zu analysieren und festzulegen, wann Wartung oder Optimierung eines speziellen Roboters 12 des Systems 10 notwendig sind. Eine Wartung kann Reparatur oder Ersatz von speziellen Bauteilen des Roboters 12 auf der Basis anomaler Zustände oder Ausfälle, die durch das zweite Datenerfassungsgerät 28 erkannt werden, umfassen. Eine Optimierung kann das Ändern von Parametern der Steuerung 16 beinhalten, um die Wirksamkeit des Roboters 12 zu maximieren.The second data collection device 28 is designed to be that of the first data acquisition device 24 analyze received dynamic data and determine when maintenance or optimization of a specific robot 12 of the system 10 necessary. A maintenance can be repair or replacement of special components of the robot 12 on the basis of abnormal conditions or failures caused by the second data collection device 28 be recognized include. An optimization can be changing parameters of the controller 16 involve the effectiveness of the robot 12 to maximize.

Das System 10 umfasst des Weiteren einen Empfänger 32 in Verbindung mit dem ersten Datenerfassungsgerät 24 und/oder dem zweiten Datenerfassungsgerät 28 über das Funktionsnetzwerk 26. In den dargestellten Ausführungsformen enthalten die Empfänger 32 ein intelligentes Gerät wie ein Mobiltelefon oder ein Tablet und ein Netzwerk-Endgerät wie beispielsweise einen Bürocomputer. Jedoch kann der Empfänger 32 eine beliebige Einrichtung sein, die geeignet ist, analysierte dynamische Daten von dem zweiten Datenerfassungsgerät 28 zu empfangen, wie zum Beispiel ein zweiter Server, Anwendersoftware, ein Web-Browser, eine E-Mail und ein Roboterlehrgerät. Wechselweise kann der Empfänger 32 eine Person sein, die einen Ausdruck direkt vom zweiten Datenerfassungsgerät 28 empfängt.The system 10 further comprises a receiver 32 in conjunction with the first data collection device 24 and / or the second data collection device 28 via the function network 26 , In the illustrated embodiments, the receivers include 32 an intelligent device such as a mobile phone or tablet and a network terminal such as an office computer. However, the recipient may 32 be any device that is capable of analyzing dynamic data from the second data acquisition device 28 such as a second server, application software, a web browser, an e-mail, and a robot tutor. Alternatively, the receiver can 32 Be a person expressing directly from the second data collection device 28 receives.

Bei Gebrauch messen die Sensoren 22 jedes der Roboter 12, wie in 4 gezeigt wird, die dynamischen Daten im Betrieb einschließlich der Bewegungsabstände von Gelenken, Betriebsbelastung der Komponenten, Betriebstemperatur der Komponenten, Hochgeschwindigkeit-Notstopps der Komponenten, Umkehrbewegungszustände von Gelenken und anderer für den Betrieb des Roboters relevanter dynamischer Daten.When used, the sensors measure 22 each of the robots 12 , as in 4 in operation, the dynamic data in operation including the distance of articulation, component operating load, component operating temperature, high speed emergency stop of the components, reversal conditions of hinges, and other dynamic data relevant to the operation of the robot.

Die durch die Sensoren 22 gemessenen dynamischen Daten werden dann durch die Steuerung 16 gesammelt und zu dem ersten Datenerfassungsgerät 24 übertragen oder durch dieses extrahiert.The through the sensors 22 Measured dynamic data is then passed through the controller 16 collected and to the first data collection device 24 transmitted or extracted by this.

Die dynamischen Daten werden in zumindest einem der Segmente des ersten Datenerfassungsgerätes 24 auf der Priorität basierend zwischengespeichert, wobei dynamische Daten höherer Priorität in dem Segment höherer Priorität zwischengespeichert werden, und dynamische Daten niedrigerer Priorität im Segment niedrigerer Priorität zwischengespeichert werden. Es wird verständlich, dass der Warteschlangenmechanismus eine beliebige Anzahl priorisierter Segmente enthalten kann, wobei jeweilige dynamische Daten zwischengespeichert werden können.The dynamic data will be in at least one of the segments of the first data collection device 24 cached based on priority, wherein higher priority dynamic data is cached in the higher priority segment and lower dynamic data Priority are cached in the lower priority segment. It will be understood that the queuing mechanism may include any number of prioritized segments, wherein respective dynamic data may be cached.

Die dynamischen Daten werden in den priorisierten Segmenten des Warteschlangenmechanismus basierend auf der Aufbewahrungsrichtlinie des Warteschlangenmechanismus gesichert. Die Aufbewahrungsrichtlinie sichert und priorisiert die dynamischen Daten basierend auf einem auslösenden Ereignis, auf Priorität, Dauer, Größe Übertragungsrate und/oder Datenumwandlung, um Durchsatz oder Anforderungen der Datenspeicherung zu optimieren.The dynamic data is stored in the prioritized segments of the queuing mechanism based on the retention policy of the queuing mechanism. The retention policy secures and prioritizes the dynamic data based on a triggering event, priority, duration, transfer rate, and / or data transformation to optimize throughput or data storage requirements.

Beim Auftreten eines auslösenden Ereignisses werden die dynamischen Daten vom ersten Datenerfassungsgerät 24 zum zweiten Datenerfassungsgerät 28 übertragen. Das auslösende Ereignis kann von der Steuerung 16 oder einer externen Auslösevorrichtung empfangen werden. Wechselweise kann das Ereignis durch das erste Datenerfassungsgerät 24 intern ausgelöst werden. In einer Ausführungsform kann eine Gesamtheit der in dem ersten Datenerfassungsgerät 24 gesammelten dynamischen Daten zu dem zweiten Datenerfassungsgerät 28 übertragen werden, wenn das auslösende Ereignis auftritt. Wechselweise kann das Ereignis intern durch das erste Datenerfassungsgerät 24 ausgelöst werden. In einer Ausführungsform kann eine Gesamtheit der in dem ersten Datenerfassungsgerät 24 gesammelten dynamischen Daten zu dem zweiten Datenerfassungsgerät 28 übertragen werden, wenn das auslösende Ereignis auftritt. Wechselweise kann beim Auftreten des auslösenden Ereignisses das erste Datenerfassungsgerät 24 eine Übertragung der dynamischen Daten niedriger Priorität unterbrechen und eine Übertragung der dynamischen Daten höherer Priorität zu dem zweiten Datenerfassungsgerät 28 auslösen.When a triggering event occurs, the dynamic data is taken from the first data collector 24 to the second data collection device 28 transfer. The triggering event may be from the controller 16 or an external triggering device. Alternatively, the event may be through the first data collection device 24 be triggered internally. In one embodiment, an entirety of the data in the first data collection device 24 collected dynamic data to the second data collection device 28 be transmitted when the triggering event occurs. Alternatively, the event can be done internally by the first data collection device 24 to be triggered. In one embodiment, an entirety of the data in the first data collection device 24 collected dynamic data to the second data collection device 28 be transmitted when the triggering event occurs. Alternatively, when the triggering event occurs, the first data collection device 24 interrupt transmission of the low priority dynamic data and transmission of the higher priority dynamic data to the second data collection device 28 trigger.

Durch das zweite Datenerfassungsgerät 28 empfangene dynamische Daten werden anschließend analysiert, um festzulegen, ob eine Wartung oder Optimierung des Roboters 12 notwendig ist. Die Festlegung von Wartung oder Optimierung basiert auf der Berücksichtigung jedes Typs der dynamischen Daten. Zum Beispiel kann das zweite Datenerfassungsgerät 28 Bewegungsabstand, Temperatur, Hochgeschwindigkeit-Notstopps, Umkehrbewegungszustände von Gelenken und andere dynamische Daten bei der Festlegung bewerten, ob eine Wartung oder Optimierung irgendeines der Vielzahl der Roboter 12 notwendig ist. Spezieller können Intervalle zwischen Wartungsperioden erhöht oder verringert werden, wenn festgestellt wird, dass Betriebszustände eines Roboters 12 jeweils weniger extrem oder extremer als normale Betriebsbedingungen sind. Zum Beispiel können die Ereignisse von hohen Temperaturen, Hochgeschwindigkeit-Notstopps und Umkehrbewegungszuständen von Gelenken zu einem verringerten Intervall zwischen Wartungsperioden führen.Through the second data collection device 28 Received dynamic data are then analyzed to determine whether maintenance or optimization of the robot 12 necessary is. The definition of maintenance or optimization is based on the consideration of each type of dynamic data. For example, the second data collection device 28 Movement distance, temperature, high speed emergency stops, reversal motion states of joints, and other dynamic data in determining whether maintenance or optimization of any of the plurality of robots 12 necessary is. More specifically, intervals between maintenance periods may be increased or decreased if it is determined that operating conditions of a robot 12 are less extreme or more extreme than normal operating conditions. For example, the events of high temperatures, high speed emergency stops, and reverse motion states of joints may result in a reduced interval between maintenance periods.

Wenn das zweite Datenerfassungsgerät 28 nicht festgelegt, dass eine Wartung oder Optimierung notwendig ist, kann sich der Prozess der Datensammlung und -analyse wiederholt fortsetzen. Wechselweise kann in dem Fall, dass das zweite Datenerfassungsgerät 28 festlegt, dass Wartung oder Optimierung eines beliebigen der Roboter 12 notwendig ist, das zweite Datenerfassungsgerät 28 einen Bericht erzeugen, der eine Auslese der analysierten dynamischen Daten enthält. Der Bericht enthält Informationen, die auf das Erfassen von vorherigen Ausfallzuständen und das Minimieren der Ausfallzeit des Systems 10 bezogen sind, einschließlich Bewegung und mechanische Betriebsbereitschaft, Betriebsbereitschaft von Prozess und System sowie Wartungsmitteilungen.If the second data collection device 28 If it is not determined that maintenance or optimization is necessary, the process of data collection and analysis may be repeated. Alternatively, in the case that the second data collection device 28 specifies that maintenance or optimization of any of the robots 12 necessary, the second data collection device 28 generate a report containing a readout of the analyzed dynamic data. The report contains information that focuses on detecting previous failure conditions and minimizing system downtime 10 including movement and mechanical readiness, operational readiness of process and system, and maintenance messages.

Der Bericht kann bestimmte Informationen enthalten, die spezielle Roboter 12 im System 10 betreffen. Der Bericht kann eine Wartungs- oder Optimierungsmitteilung enthalten, die besondere Komponenten des Roboters 12 erkennen, die ausgetauscht werden müssen wie zum Beispiel Lager, Kodiereinrichtungen oder Steuerungen. Der Bericht kann außerdem die Roboter 12 betreffende Prognosen zur Verfügung stellen, die einer Notwendigkeit zur Wartung oder Optimierung nahekommen, die es dem Empfänger 32 gestatten, zukünftige Produktionspläne auf der Basis einer angenommenen Ausfallzeit zu optimieren.The report may contain specific information that special robots 12 in the system 10 affect. The report may include a maintenance or optimization message containing special components of the robot 12 which need to be replaced, such as bearings, encoders or controllers. The report may also include the robots 12 Provide relevant forecasts that approximate a need for maintenance or optimization, which will allow the recipient 32 allow optimization of future production schedules on the basis of assumed downtime.

Wenn der Bericht eine Wartungs- oder Optimierungsmitteilung enthält, wird die Mitteilung mindestens einem der Empfänger 32 zur Verfügung gestellt, so dass ein Wartungsvorgang eingeleitet werden kann. Die Mitteilung wird von dem Empfänger 32 aufgenommen und dem Nutzer angezeigt, so dass der Nutzer den Wartungsvorgang, wie etwa Erzeugen eines Arbeitsauftrages oder Planen von Ausfallzeit für den Roboter 12, einleiten kann.If the report contains a maintenance or optimization message, the message will be sent to at least one of the recipients 32 provided so that a maintenance operation can be initiated. The message is from the recipient 32 recorded and displayed to the user, so that the user the maintenance process, such as generating a work order or scheduling downtime for the robot 12 , can initiate.

Wechselweise kann das zweite Datenerfassungsgerät 28 so gestaltet sein, um den Wartungsvorgang automatisch einzuleiten. Wenn das zweite Datenerfassungsgerät 28 festlegt, dass irgendeiner der Roboter 12 eine Wartung erfordert, kann das zweite Datenerfassungsgerät 28 einen Arbeitsauftrag, Auftrag zum Austausch von Komponenten oder Planung von Ausfallzeit für den Roboter 12 ohne eine Eingabe von dem Benutzer erzeugen.Alternatively, the second data collection device 28 be designed to initiate the maintenance process automatically. If the second data collection device 28 determines that any of the robots 12 requires maintenance, the second data collection device 28 a work order, job for replacing components, or scheduling downtime for the robot 12 without generating an input from the user.

Das hier offen gelegte System 10 verbessert vorteilhaft den Wirkungsgrad von Fertigungseinrichtungen durch Minimierung von Ausfallzeit. Zum Beispiel können durch das Sammeln, Speichern und Analysieren von dynamischen Daten, die auf Betriebszustände jedes Roboters 12 bezogen sind, Intervalle zwischen Wartungsperioden speziell für jeden einzelnen Roboter 12 eingestellt werden.The system disclosed here 10 advantageously improves the efficiency of manufacturing equipment by minimizing downtime. For example, by collecting, storing and analyzing dynamic data related to operating conditions of each robot 12 intervals between maintenance periods specifically for each individual robot 12 be set.

Im Fall von Robotern 12, die extremeren Betriebsbedingungen ausgesetzt sind, können Intervalle zwischen Wartungsperioden von einem normalen Intervall reduziert und unerwartete Ausfälle verhindert werden. Bei einer Planung von Wartungsperioden auf der Basis dynamischer Daten, kann die Ausfallzeit des Roboters 12 basierend auf der Verfügbarkeit von Austauschkomponenten geplant werden, wobei Produktionspläne im Voraus angepasst werden können, um eine verringerte Produktionskapazität unterzubringen.In the case of robots 12 When exposed to more extreme operating conditions, intervals between maintenance periods can be reduced from a normal interval and unexpected failures prevented. When planning maintenance periods based on dynamic data, the downtime of the robot can be reduced 12 based on the availability of replacement components, whereby production schedules can be adjusted in advance to accommodate reduced production capacity.

Wechselweise können Intervalle zwischen Wartungsperioden über das normale Intervall hinaus verlängert werden, wenn ein Roboter 12 weniger extremen Betriebsbedingungen ausgesetzt ist, was den unnötigen Austausch von Komponenten ausschließt und Wartungskosten minimiert.Alternatively, intervals between maintenance periods can be extended beyond the normal interval when a robot 12 less extreme operating conditions, which eliminates unnecessary replacement of components and minimizes maintenance costs.

Während bestimmte repräsentative Ausführungsformen und Einzelheiten zum Zweck der Darstellung der Erfindung gezeigt wurden, erschließt sich dem Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenlegung, die in den folgenden angefügten Patentansprüchen weiter beschrieben wird, abzuweichen.While certain representative embodiments and details have been shown for the purpose of illustrating the invention, it will be apparent to those skilled in the art that various changes may be made without departing from the scope of the disclosure which is further described in the following appended claims.

Claims

Robotic data transmission method, comprising the following steps: Collecting data from each of a plurality of robots in real time; Transferring the data from a controller of each of the robots to a first data acquisition device in real time; Caching the data in the first data collection device using a multi-segment queuing mechanism with a retention policy; and Transferring the data to a second data collection device based on the retention policy.

The method of claim 1, further comprising the step of analyzing the data in the second data collection device to determine needs for maintenance or optimization of the robots.

The method of claim 1, further comprising the step of generating a report from the second data collection device, the report including mechanical operational readiness, operational readiness of the process, operational readiness of the system, and / or a maintenance message.

The method of claim 1, wherein the retention policy secures the data in the first data collection device based on a triggering event, a priority, duration, size, transfer rate, and / or data conversion to optimize throughput or data storage requirements.

The method of claim 1, wherein the first data collection device is a logical device within the controller of the robot.

The method of claim 1, wherein the first data collection device is a physical storage device external to the controller of the robot.

The method of claim 1, wherein the second data collection device is a network server, wherein the network server is connected to the first data collection device via a functional network.

The method of claim 1, wherein the second data collection device is configured locally to the first data acquisition device, wherein the second data acquisition device is in direct connection with the first data acquisition device.

Method according to claim 1, comprising the following steps: the data transferred to the first data collection device is stored in the data storage with the ability to save data for a certain duration; and the first data collection device transmits the data as a whole to the second data collection device in response to one of an event from the robot controller or an external device and an internally triggered event on the first data collection device.

Method according to claim 1, comprising the following steps: the data transmitted to the first data collection device is stored in the data storage with the ability to secure data for a certain duration; and the first data collection device queues the data to priority segments and interrupts data transfer with a lower priority segment and transmits the data from a higher priority segment to the second data collection device or the server.

The method of claim 1, wherein the data includes a movement distance of the joints, an operating load of the components, a Operating temperature of the components, high-speed emergency stops of the components and / or a reverse movement state of the joints.

Analytical and prognostic robotic reporting method, comprising the following steps: Collecting data in a first data collection device; Transmitting the data and storing the data in a second data collection device, the second data collection device being remote from or local to the first data collection device; Analyzing the data in the second data collection device; Generating a report from the second data collection device, the report based on the analysis of the data by the second data collection device; Detecting a decision to change the robot control parameters, an abnormal condition or failure in the report; and Distribute the report to one or more recipients.

The method of claim 12, wherein the recipient is a smart device, a server, application software, an e-mail, an office computer, and / or a robot tutor.

The method of claim 12, further comprising the step of generating a work order based on the analysis of the data.

The method of claim 12, wherein the data comprises a distance of movement of the joints, an operating load of the components, an operating temperature of the components, high-speed emergency of the components, and / or a reverse movement state of the joints.

Analytical and optimization reporting system for robots, comprising: at least one robot, the robot having a programmable controller configured to collect dynamic data from the robot; a first data acquisition device in electrical communication with the controller of the at least one robot, the first data acquisition device configured to receive the dynamic data from the controller and buffer the dynamic data for a duration; a second data collection device in communication with the first data collection device, the second data acquisition device configured to receive the dynamic data from the first data collection device and to analyze the dynamic data; and a receiver in communication with the second data acquisition device for receiving the analysis of the dynamic data.

The system of claim 16, wherein the first data collection device is a logical device within a memory of the controller of the robot.

The system of claim 16, wherein the first data collection device is a physical storage disk formed separately from the controller.

The system of claim 16, wherein each of the controller, the first data collection device, the second data collection device, and the receiver is in communication with a functional network.

The system of claim 16, wherein the second data collection device is configured locally to the first data acquisition device.