DE102019218146A1

DE102019218146A1 - Datensammelvorrichtung für herstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019218146A1
Application number: DE102019218146.5A
Authority: DE
Inventors: Shogo Inoue
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-06-10
Also published as: US20200183375A1; CN111290333B; CN111290333A; JP2020095343A; JP6927951B2

Abstract

Es ist die Aufgabe, Daten von Massenübertragung, in welchen periodisch in einer Herstellvorrichtung auftretende Daten gesammelt und gesendet werden, und Daten von streamender Übertragung, in welcher, jedes Mal, wenn Daten sporadisch auftreten, die Daten gesendet werden, zusammen und eine Vielzahl von Typen von Daten anhand der Zeit des Auftretens zu kompilieren. Eine Datensammelvorrichtung 10 beinhaltet: eine erste Datensammeleinheit 111, die Massendaten, in welchen eine Vielzahl von Stücken von ersten Daten, die periodisch erfasst werden, gesammelt werden; eine zweite Datensammeleinheit 111b, die Streaming-Daten empfängt, die sporadisch erfasste zweite Daten sind; eine Datenkompiliereinheit 112, welche eine Vielzahl von Stücken von ersten Daten, die kollektiv empfangen werden, und in den Massendaten enthalten sind, in individuelle Stücke von Daten, um so den Stücken erster Daten individuell Zeitmarken bereitzustellen, und die Individuell-Zeitmarken den Stücken zweiter Daten bereitstellt; und eine chronologische Datenausrichtungseinheit 113, die beide Typen von Daten, basierend auf den Zeitmarken, ausrichtet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Datensammelvorrichtung für eine Herstellvorrichtung.
Stand der Technik
Konventioneller Weise, um die Betriebsbedingungen einer Maschine für die Industrie, wie etwa einer Werkzeugmaschine, einer Industriemaschine oder eines Roboters, und einer Herstellvorrichtung, welche eine Numeriksteuerung der Maschine für die Industrie beinhaltet, zu analysieren, ist eine Datensammelvorrichtung vorhanden, welche Daten aus der Herstellvorrichtung in spezifischen Perioden sammelt.
Spezifisch ist beispielsweise eine Technologie bekannt, in welcher Numeriksteuerungen dazu gebracht werden, individuell einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen zu entsprechen, und in welchen die Zustandsdaten der entsprechenden Werkzeugmaschine erfasst werden.
Beispielsweise, um die Betriebsbedingungen einer Werkzeugmaschine zu erfassen, speichert eine Numeriksteuerung, die in kurzen Perioden chronologische Daten erfasst, die sich auf den Drehmomentbefehl einer Spindel, die Drehzahl der Spindel, das Signal des Ein- und Ausschaltens der Drehung der Spindel, Vibration (Beschleunigung), das Signal des Ein- und Ausschalten eines Kühlmittels und dergleichen in der Werkzeugmaschine beziehen, die chronologischen Daten in einer zeitweiligen Speichervorrichtung (Puffer), und dann sendet die Numeriksteuerung an die Datensammelvorrichtung die in der zeitweiligen Speichervorrichtung gespeicherten, chronologischen Daten. Wenn andererseits die chronologischen Daten periodisch erfasst werden, beispielsweise jede Minute oder jede Sekunde, aus verschiedenen Sensoren wie etwa einem Temperatursensor, einem Spannungssensor, einem Beleuchtungssensor, einem Bildsensor und einem Vibrationssensor, jedes Mal, wenn die chronologischen Daten erfasst werden, werden die chronologischen Daten an eine Datensammelvorrichtung gesendet.
In dieser Hinsicht offenbart Patentdokument 1 eine Technologie, in einer Werkzeugmaschine Zustandsdaten aus einem Teilesensor in einem Speicher gespeichert werden und in welchem, wenn eine gewisse Menge an Zustandsdaten akkumuliert sind, die akkumulierten Zustandsdaten kollektiv an einen Wirtscomputer gesendet werden.
Patentdokument 1: Japanisches Patent JP 4763811
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die Betriebsbedingungen einer Herstellvorrichtung zu erfassen, ist es notwendig, verschiedene Typen von Daten zu erfassen, abhängig von den Typen von Daten sind Erfassungsperioden von Daten auf Seiten der Herstellvorrichtung unterschiedlich, beispielsweise sind sicher verschiedene Typen von Steuergrößen und Zustandsgrößen beziehende Daten, die in einer Numeriksteuerung erfasst werden, und in verschiedenen Typen von Sensoren und verschiedenen Typen von Überwachungsvorrichtungen, die in einer Werkzeugmaschine installiert sind, erfasste Daten von unterschiedlicher Erfassungsperiode.
In einem solchen Fall ist es bislang für die Seite einer Datensammelvorrichtung schwierig gewesen, zum Empfangen von Daten im Ganzen, in welchen auf Seite der Herstellvorrichtung erfasste periodische Daten kollektiv gesammelt werden, und Streaming-Daten, in welchen jedes Mal wenn sporadische Daten auf Seite der Herstellvorrichtung erfasst werden, die sporadischen Daten übertragen werden, und beide Typen von Daten entsprechend der Zeit des Auftretens zu kompilieren.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Datensammelvorrichtung bereitzustellen, die Daten von Transfer im Ganzen sammeln kann, in welchen periodisch in einer Herstellvorrichtung auftretende Daten gesammelt und gesendet werden, und Daten von Streaming-Übertragung, in welchen, jedes Mal, wenn Daten sporadisch auftauchen, die Daten gesendet werden, und die eine Vielzahl von Datentypen anhand der Zeit des Auftretens kompilieren können.

(1) Eine Datensammelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine erste Datensammeleinheit, die Massendaten, in welchen eine Vielzahl von Stücken von ersten Daten, die periodisch in einer Herstellvorrichtung erfasst werden, im Ganzen gesammelt und übertragen werden, empfängt; eine zweite Datensammeleinheit, die Streaming-Daten empfängt, in welchen, jedes Mal, wenn ein Stück von zweiten Daten sporadisch in der Herstellvorrichtung erfasst wird, das Stück von zweiten Daten in einer Streaming-Weise übertragen wird; eine Datenkompiliereinheit, welche die Stücke von ersten Daten, die kollektiv empfangen sind, und in den Massendaten enthalten sind, in individuelle Stücke von Daten unterteilt, um so Zeitmarken den Stücken von ersten Daten individuell bereitzustellen, und die individuell Zeitmarken den Stücken von zweiten Daten bereitstellt; und eine chronologische Datenausrichtungseinheit, welche die Stücke von ersten Daten und die Stücke von zweiten Daten ausrichtet, basierend auf den Zeitmarken, um so die Stücke von ersten Daten und die Stücke von zweiten Daten in chronologische Daten umzuwandeln.
(2) Vorzugsweise sind in der Datensammelvorrichtung, die in (1) beschrieben ist, die Zeitmarken der Stücke von ersten Daten Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Stücke von ersten Daten in der Herstellvorrichtung erfasst werden.
(3) Vorzugsweise sind in der in (1) oder (2) beschriebenen Datensammlungsvorrichtung die Zeitmarken der Stücke von zweiten Daten Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Stücke von zweiten Daten in der Herstellvorrichtung erfasst werden.
(4) Vorzugsweise sind in der Datensammelvorrichtung, die in (1) oder (2) beschrieben ist, die Zeitmarken der Stücke von zweiten Daten Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Stücke von zweiten Daten in der Datensammelvorrichtung empfangen werden.
(5) Vorzugsweise beinhaltet die in (1) bis (4) beschriebene Datensammelvorrichtung weiterhin: eine chronologische Datensendeeinheit, welche die chronologischen Daten an eine Anzeigevorrichtung sendet, welche die chronologischen Daten anzeigt.
(6) Vorzugsweise beinhaltet die in (1) bis (5) beschriebene Datensammelvorrichtung weiter: eine chronologische Datenspeichereinheit, welche die chronologischen Daten speichert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Daten von Massentransfer zu sammeln, in welchen die periodisch in einer Herstellvorrichtung auftretenden Daten gesammelt und gesendet werden, und Daten von Streaming-Übertragung, in welchem jedes Mal, wenn Daten sporadisch auftreten, die Daten gesendet werden, und eine Vielzahl von Typen von Daten zu kompilieren.
Figurenliste

1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines Datensammelsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Datensammelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Bereitstellung von Zeitmarken in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist ein schematisches Diagramm des Datenverarbeitungsverfahrens der Datensammelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Datensammelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6A ist ein Diagramm, das ein spezifisches Bespiel des Betriebs der Datensammelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6B ist ein Diagramm, welches das spezifische Beispiel des Betriebs der Datensammelvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf 1 bis 5B beschrieben.
[Gesamtkonfiguration]
1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm eines Datensammelsystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Datensammelsystem 1 beinhaltet eine Datensammelvorrichtung 10 und eine Herstellvorrichtung 20. Hier beinhaltet die Herstellvorrichtung 20 eine Numeriksteuerung 21 und eine Werkzeugmaschine 22, und in der Werkzeugmaschine 22 sind ein Sensor 23 und eine Zustandsüberwachungsvorrichtung 24 installiert. Die Herstellvorrichtung 20 ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann die Herstellvorrichtung 20 eine PLC (Programmlogiksteuer-) Vorrichtung zum Steuern einer Industriemaschine und die Industriemaschine oder eine RC (Robotersteuerungs-) Vorrichtung zum Steuern eines Roboters und den Roboter beinhalten. Obwohl 1 eine Konfiguration zeigt, in der eine Datensammelvorrichtung 10 mit einer Herstellvorrichtung 20 verbunden ist, und spezifischer eine Konfiguration zeigt, in der eine Datensammelvorrichtung 10 mit einer in der Herstellvorrichtung 20 enthaltenen Numeriksteuerung 21 und mit einem Sensor 23 und einer Zustandsüberwachungsvorrichtung 24, die in einer Werkzeugmaschine 22 installiert ist, verbunden ist, ist diese Konfiguration ein Beispiel und es gibt keine Beschränkung auf diese Konfiguration. Die Datensammelvorrichtung 10 kann mit einer beliebigen Anzahl von Herstellvorrichtungen 20 verbunden sein, das heißt kann mit einer beliebigen Anzahl von Numeriksteuerungen 21 und einer beliebigen Anzahl von Sensoren 23 und einer beliebigen Anzahl von Zustandsüberwachungsvorrichtungen 24, die in einer beliebigen Anzahl von Werkzeugmaschinen 22 installiert sind, verbunden sein. Die Datensammelvorrichtung 10 kann direkt über ein Netzwerk mit der Numeriksteuerung 21, dem Sensor 23 und der Zustandsüberwachungsvorrichtung 24 verbunden sein, um in der Lage zu sein, damit zu kommunizieren. Daher kann eine Numeriksteuerung 21 eine Steuereinheit 11 und eine chronologische Datenspeichereinheit 15 beinhalten, welche die Datensammelvorrichtung 10 bilden.
Obwohl in der nachfolgenden Diskussion ein Beispiel beschrieben wird, wo die Datensammelvorrichtung 10 Daten sammelt, die sich auf eine Steuergröße und eine Zustandsgröße bezieht, in der Numeriksteuerung 21, und Daten, die sich auf eine Zustandsgröße in der Werkzeugmaschine 22 beziehen, die in der Herstellvorrichtung 20 enthalten sind, gibt es keine Beschränkung auf diese Konfiguration.
Die Datensammelvorrichtung 10 sammelt aus der Numeriksteuerung 21, die sich durch die Numeriksteuerung 21 erfassten auf die Zustandsgröße beziehenden Daten und die sich auf die Steuergröße durch die Numeriksteuerung 21 beziehenden Daten und sammelt auch die sich auf die Zustandsgröße aus dem Sensor 23 und der Zustandsüberwachungsvorrichtung 24 beziehenden Daten, die in der Werkzeugmaschine 22 installiert sind, um die Betriebsbedingungen der Werkzeugmaschine 22 aufzufassen. Die Konfiguration der Datensammelvorrichtung 10 wird später unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Die Numeriksteuerung 21 ist eine NC (Numeriksteuer-) Vorrichtung, welche den Antrieb der Antriebseinheit (Motor) in jeder Werkzeugmaschine 22 steuert, um so eine vorbestimmte Bearbeitung, basierend auf einem Bearbeitungsprogramm, zu realisieren. Die Numeriksteuerung 21 verwendet Rückkopplungssteuerung, um so die Antriebseinheit in jeder Werkzeugmaschine 22 zu steuern.
Die Numeriksteuerung 21 erfasst Betriebszustandsinformation bei der Durchführung dieser Steuerung. Beispiele der erfassten Betriebszustandsinformation beinhalten chronologische Motorsteuerdaten einer Spindel und einer Zufuhrachse und spezifische Beispiele davon beinhalten den Befehlswert eines Motorstroms, den tatsächlichen Messwert des Motorstroms, den Befehlswert der Motordrehzahl, den tatsächlichen Messwert der Motordrehzahl und den tatsächlichen Messwert des Drehmoments des Motors.
Diese Stücke von Daten sind einfach illustrativ und zusätzlich kann ein in einem an die Werkzeugmaschine ausgegebenen Betriebsbefehl enthaltener Positionsbefehl und Information über die Rückkopplungssteuerung als die Betriebszustandsinformation verwendet werden. Beispielsweise können Positionsrückkopplung, ein Positionsfehler, der durch Reduzieren der Positionsrückkopplung aus dem Positionsbefehl erhalten wird, und dergleichen als die Betriebszustandsinformation verwendet werden. Signale, die aus einer externen Vorrichtung an der Numeriksteuerung 21 eingegeben und ausgegeben werden, können als die Betriebszustandsinformation verwendet werden. Beispielsweise kann ein Signal (nachfolgend als das „PMC-Signal“ bezeichnet) das in einer, eine Leitersprache genannten Sprache beschrieben ist, um Sequenzsteuerung an der Werkzeugmaschine 22 durchzuführen, als die Betriebszustandsinformation verwendet werden.
Die Werkzeugmaschine 22 ist eine Werkzeugmaschine, die vorbestimmte Bearbeitung, wie etwa Schneidbearbeitung an einem Werkstück durchführt, basierend auf dem durch die Numeriksteuerung 21 ausgegebenen Betriebsbefehl. Die Werkzeugmaschine 22 beinhaltet eine Betriebsverarbeitungsvorrichtung, eine Speichervorrichtung und eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung durch einen Bediener und kann durch Software gesteuert werden. Obwohl in 1 die Werkzeugmaschine 22 durch einen Funktionsblock repräsentiert wird, kann die Werkzeugmaschine 22 eine Kombination einer Vielzahl von Vorrichtungen sein, wie etwa eine Kombination einer Werkzeugmaschine und eine Numeriksteuerung zum Steuern dieser Werkzeugmaschine. Beispiele der Werkzeugmaschine 22 beinhalten eine Drehbank, eine Fräse, eine Elektro-Erodiermaschine, eine Schleifmaschine, ein Bearbeitungszentrum und eine Lasermaschine.
Der Sensor 23 wird direkt in der Werkzeugmaschine 22 installiert oder wird in deren Umgebung installiert und misst verschiedene Typen von Zustandsgrößen in der Werkzeugmaschine 22. Die Messwerte des Sensors 23 können als die Betriebszustandsinformation verwendet werden. Beispiele des Sensors 23 beinhalten: einen CCLD-Typ-Vibrationssensor oder einen Ladungstyp-Vibrationssensor, der den Betrag an Vibration in einem spezifischen Bereich der Werkzeugmaschine 22 selbst oder in der Umgebung der Werkzeugmaschine 22 detektiert; einen Temperatursensor, der eine Temperatur detektiert; ein Tonaufnahmemikrophon, das in der Nähe der Spindel oder des Motorlagers der Werkzeugmaschine 22 vorgesehen ist, um so ein Geräusch in der Spindel oder in der Umgebung des Motors zu messen und auszugeben; einen Stromsensor, der die Menge an Antriebsstrom detektiert, die dem Motor oder der Laserdiode der Werkzeugmaschine 22 zugeführt wird; einen Spannungssensor, der eine Zufuhrspannung detektiert; einen Beleuchtungssensor; und einen Bildsensor. Diese Sensoren werden in den optimalen Positionen entsprechend den Typen, den Formen, den Spezifikationen und dergleichen der Werkzeugmaschine 22 installiert.
Die Zustandsüberwachungsvorrichtung 24 beinhaltet und verwendet ein oder eine Vielzahl von Sensoren, um so konstant den Betriebszustand der Werkzeugmaschine 22 zu überwachen und dadurch sagt sie beispielsweise einen Ausfall der Werkzeugmaschine 22 voraus oder stellt eine Mitteilung einer Wartungsperiode bereit. Die Zustandsüberwachungsvorrichtung 24 bestimmt, dass ein Ausfall auftritt, beispielsweise wenn ein Stördrehmoment, das mit einem Drehmomentsensor detektiert wird, oder die Amplitude der Vibration der Ausgabedaten des Sensors einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Die Zustandsüberwachungsvorrichtung 24 kann, basierend auf den internen Daten von Steuersoftware, die in der Werkzeugmaschine 22 gespeichert ist, bestimmen, dass ein Ausfall der Werkzeugmaschine 22 auftritt. Spezifisch detektiert beispielsweise die Zustandsüberwachungsvorrichtung 24 das Splittern eines Werkzeugs in der Werkzeugmaschine 22, führt die Überwachung oder die Trendverwaltung eines Gebläses durch, überwacht Vibrationen bei der Spindel oder einer Schleifradachse in drei Richtungen simultan und detektiert einen Riss in einer Pressform.
Verschiedene Typen von Daten werden aus der Herstellvorrichtung 20 an die Datensammelvorrichtung 10 übertragen.
Spezifischer sammelt die Herstellvorrichtung 20 eine Vielzahl von Stücken von periodischen Daten, die in relativ kurzen Perioden, wie etwa mehreren Millisekunden, erfasst werden und überträgt sie an die Datensammelvorrichtung 10 im Ganzen.
Beispiele der Massendaten, die im Ganzen übertragen werden, beinhalten: den Drehmomentbefehl der Spindel; die Drehzahl der Spindel; das Ein-/Aus-Signal der Rotation der Spindel; einen Vibrationswert (Beschleunigungswert) in einem spezifischen Bereich der Herstellvorrichtung 20 oder in der Umgebung; das Ein-/Aus-Signal eines Kühlmittels, den Ausgangsbefehlswert des Lasers und den tatsächlichen Ausgangswert des Lasers.
Andererseits, in Bezug auf sporadische Daten, die in der Herstellvorrichtung 20 bei relativ langen Perioden erfasst werden, wie etwa mehrere hundert Millisekunden bis mehrere Sekunden, jedes Mal, wenn die sporadischen Daten erfasst werden, werden die sporadischen Daten in streamender Weise an die Datensammelvorrichtung 10 übertragen.
Beispiele der Streaming-Daten, die in einer streamender Weise übertragen werden, beinhalten: den Messwert der Temperatur; eine Warnung, dass der Messwert der Temperatur einen Schwellenwert übersteigt; den Messwert des Stroms; eine Warnung, dass der Messwert des Stroms einen Schwellenwert übersteigt; die Positionen (Versätze) der Spindel und der Zufuhrachse; Information des ausgeführt werdenden Programms; die Anzahl von Stücken, die bearbeitet worden sind; Bearbeitungsinformation einer Schneidzeit und dergleichen; Betriebszustände in einem Automatikbetrieb, in einem manuellen Betrieb und bei einem Halt; Warninformation von Isolationsbeeinträchtigung, einem Batteriespannungsabfall und dergleichen; die Drehzahl und den Zustand eines Kühlventilators; und den Messwert der Temperatur des Kühlmittels.
[Konfiguration von Datensammelvorrichtung]
2 ist ein Funktionsblockdiagramm der Datensammelvorrichtung 10. Die Datensammelvorrichtung 10 beinhaltet die Steuereinheit 11 und die chronologische Datenspeichereinheit 15.
Die Steuereinheit 11 ist ein Bereich, der die gesamte Datensammelvorrichtung 10 steuert und nach Bedarf verschiedene Typen von Programmen aus Speicherbereichen, wie etwa einem ROM, einem RAM, einem Flash-Speicher und einer Festplatte (HDD) ausliest und ausführt, um so verschiedene Typen von Funktionen in der vorliegenden Ausführungsform zu realisieren. Die Steuereinheit 11 kann eine CPU sein. Die Steuereinheit 11 beinhaltet eine erste Datensammeleinheit lila, eine zweite Datensammeleinheit 111b, ... und die n-te Datensammeleinheit 111n, eine Datenkompiliereinheit 112, eine chronologische Datenausrichtungseinheit 113 und eine chronologische Datensendeeinheit 114. Die Details dieser Funktionen werden später beschrieben. Zusätzlich beinhaltet die Steuereinheit 11 allgemeine Funktionsblöcke, wie etwa einen Funktionsblock zum Steuern der gesamten Datensammelvorrichtung 10 und einen Funktionsblock zum Durchführen von Kommunikation. Jedoch, da diese allgemeinen Funktionsblöcke durch Fachleute bekannt sind, wird deren Illustration und Beschreibung weggelassen.
Die erste Datensammeleinheit 111a, die zweite Datensammeleinheit 111b, ... und die n-te Datensammeleinheit 111n empfangen Daten, welche durch die Herstellvorrichtung 20 gesendet werden. Die erste Sammeleinheit 111a, die zweite Datensammeleinheit 111b, ... und die n-te Datensammeleinheit 111n können in der Steuereinheit 11 enthalten sein, um so individuellen Typen von durch die Herstellvorrichtung 20 gesendeten Daten zu entsprechen.
Die Datenkompiliereinheit 112 unterteilt eine Vielzahl von Stücken von periodischen Daten, die in den Massendaten enthalten sind, in individuelle Stücke von Daten und stellt diesen individuellen Datenstücken Zeitmarken bereit. Spezifischer, wenn diese Stücke von periodischen Daten in der Herstellvorrichtung 20 erfasst werden, werden Zeiten, wenn sie erfasst sind, entsprechende Zeitmarken daran bereitgestellt, aber in einem Fall, bei dem basierend auf den durch die Herstellvorrichtung 20 bereitgestellten Zeitmarken die durch die Herstellvorrichtung 20 den Stücken von periodischen Daten bereitgestellten Zeitmarken Zeitmarken sind, die relative Zeiten nach der Zeit angeben, wenn Frontdaten erfasst werden, kann die Datenkompiliereinheit 112 die Zeitmarken verwenden, welche die relativen Zeiten angeben, um so Zeiten zu berechnen, wenn die Stücke von periodischen Daten individuell erfasst werden und Zeitmarken, welche die Erfassungszeiten selbst angeben, individuellen Stücken von periodischen Daten bereitstellen.
3 zeigt ein Bespiel der Zeitmarken, welche die Erfassungszeiten von Daten angeben, die bereitgestellt werden, basierend auf den, die relativen Zeiten angebenden Zeitmarken.
In Bezug auf die durch die Herstellvorrichtung 20 bereitgestellten Zeitmarken ist die Zeitmarke für die Frontdaten (d1) beispielsweise „2019/07/17 09:12:34.123“, und sind die Zeitmarken für Daten (d2) bis (d5) relative Zeiten nach der Erfassungszeit der Daten (d1), um so „10“, „20“, „30“, und „40“ zu sein. Die Einheit dieser Zahlen ist Millisekunden.
Daher verwendet als die, die Erfassungszeiten der Daten angebenden Zeitmarken die Datenkompiliereinheit 112 als Daten (d1'), die Zeitmarke der Daten (d1), sowie sie vorliegt, während die Datenkompiliereinheit 112 jeweils für Daten (d2') bis (d5') Zeitmarken verwendet, die durch Addieren von 10 Millisekunden, 20 Millisekunden, 30 Millisekunden und 40 Millisekunden zu der die Erfassungszeit der Daten (d1) angebenden Zeitmarke ermittelt werden. Folglich ist die den Daten (d2') bereitgestellte Zeitmarke „2019/07/17 09:12:34.133“, ist die den Daten (d3') bereitgestellte Zeitmarke „2019/07/17 09:12:34.143“, ist die den Daten (d4') bereitgestellte Zeitmarke „2019/07/17 09:12:34.153“ und ist die den Daten (d5') bereitgestellte Zeitmarke „2019/07/17 09:12:34.163“.
Die Datenkompiliereinheit 112 stellt auch Zeitmarken individuellen Stücken von sporadischen Daten bereit, die Streaming-Daten sind.
Diese Zeitmarken können Zeitmarken sein, die Zeiten angeben, wenn die individuellen Stücke von sporadischen Daten in der Herstellvorrichtung 20 erfasst werden, oder können Zeitmarken sein, die Zeiten angeben, wenn die individuellen Stücke von sporadischen Daten in der Datensammelvorrichtung 10 empfangen werden.
Die Datenkompiliereinheit 112 kann in der chronologischen Datenspeichereinheit 15, die später beschrieben wird, die individuellen Stücke von periodischen Daten und sporadischen Daten nach der Bereitstellung der Zeitmarken speichern.
Die chronologische Datenausrichtungseinheit 113 sammelt und richtet aus, basierend auf den, den periodischen Daten bereitgestellten Zeitmarken und den, den sporadischen Daten bereitgestellten Zeitmarken, die periodischen Daten und die sporadischen Daten, so dass sie die periodischen Daten und die sporadischen Daten in chronologische Daten umwandelt.
4 ist ein schematisches Diagramm, welches die Funktionen der Datenkompiliereinheit 112 und der chronologischen Datenausrichteinheit 113 zeigt. Wie in 3(a1) gezeigt, wird von einer Mehrzahl von Stücken von periodischen Daten angenommen, dass sie im Ganzen gesammelt und übertragen werden. In 3 wird als ein Beispiel ein Stück von Massendaten (a1) angenommen, drei Stücke von periodischen Daten (a1-1) bis (a1-3) zu enthalten. In 4 wird angenommen, dass als sporadische Datenstücke von ersten sporadischen Daten (b1) und (b2) und Stücke von zweiten sporadischen Daten (c1) und (c2) in einer streamenden Weise übertragen werden.
Die Datenkompiliereinheit 112 unterteilt die Massendaten (a1) in individuelle Stücke von periodischen Daten (a1-1) bis (a1-3), und stellt individuell Zeitmarken den Stücken von periodischen Daten bereit (a1-1) bis (a1-3). Die Datenkompiliereinheit 112 stellt individuell Zeitmarken den Stücken erster sporadischer Daten (b1) und (b2) und den Stücken zweiter sporadischer Daten (c1) und (c2) bereit.
Die chronologische Ausrichteinheit 113 sammelt und richtet aus, basierend auf den daran bereitgestellten Zeitmarken, die Stücke von periodischen Daten (a1-1) bis (a1-3), die Stücke von ersten sporadischen Daten (b1) und (b2), und die Stücke von zweiten sporadischen Daten (c1) und (c2) bereit, um sie in chronologische Daten umzuwandeln. In einem in 4 gezeigten Beispiel richtet die chronologische Datenausrichteinheit 113 sequentiell (a1-1), (c1), (b1), (a1-2), (c2), (b2) und (a1-3) aus, um sie in chronologische Daten umzuwandeln.
Gleichermaßen unterteilt die Datenkompiliereinheit 112 Massendaten (a2) in individuelle Stücke von periodischen Daten (a2-1) bis (a2-3) und stellt individuelle Zeitmarken den Stücken von periodischen Daten (a2-1) bis (a2-3) bereit. Die Datenkompiliereinheit 112 stellt individuell Zeitmarken Stücken von ersten sporadischen Daten (b3) und (b4) und den Stücken von zweiten sporadischen Daten (c3) und (c4) bereit. Die chronologische Datenausrichteinheit 113 sammelt und richtet aus, basierend auf der darin bereitgestellten Zeitmarke, die Stücke von periodischen Daten (a2-1) bis (a2-3), die Stücke von ersten sporadischen Daten (b3) und (b4) und die Stücke von zweiten sporadischen Daten (c3) und (c4) bereit, um sie so in chronologische Daten umzuwandeln. Mit anderen Worten richtet in dem in 4 gezeigten Beispiel die chronologische Datenausrichteinheit 113 sequentiell (a2-1, (c3), (b3), (a2-2), (c4), (b4) und (a2-3) aus, um sie in die chronologischen Daten umzuwandeln.
Die chronologische Datensendeeinheit 114 sendet die chronologischen Daten außerhalb der Datensammelvorrichtung 10. Beispielsweise kann die chronologische Datensendeeinheit 114 die chronologischen Daten an eine Anzeigevorrichtung senden, welche die chronologischen Daten als eine Liste mit einer vertikalen Achse oder einer horizontalen Achse als Zeit repräsentierend anzeigt.
Die chronologische Datenspeichereinheit 15 speichert die chronologischen Daten. In der Datensammelvorrichtung 10 muss die chronologische Datenspeichereinheit 15 nicht ein essentielles Bestandteilselement sein.
[Betrieb der Datensammelvorrichtung]
5 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb der Datensammelvorrichtung 10 zeigt. Obwohl hier die Datensammelvorrichtung 10 angenommen wird, nur zwei Datensammeleinheiten zu enthalten, welche die erste Datensammeleinheit 111a und die zweite Datensammeleinheit 111b sind, gibt es keine Beschränkung auf diese Konfiguration. Im Schritt S11 sammelt die erste Datensammeleinheit 111a Massendaten, die im Ganzen gesendet werden.
Im Schritt S12 unterteilt die Datenkompiliereinheit 112 die Massendaten in individuelle Stücke periodischer Daten.
Im Schritt S13 stellt die Datenkompiliereinheit 112 Zeitmarken individuellen Stücken von periodischen Daten bereit.
Im Schritt S21 sammelt die zweite Datensammeleinheit 111b Streaming-Daten, welche in einer streamenden Weise gesendet werden.
Im Schritt S22 stellt die Datenkompiliereinheit 112 individuell Zeitmarken Stücken von sporadischen Daten bereit, welche die Streaming-Daten sind.
Im Schritt S31 sammelt und richtet die chronologische Datenausrichtungseinheit 113 chronologisch die Stücke periodischer Daten und die Stücke von sporadischen Daten aus, basierend auf dem daran bereitgestellten Zeitmarken, um sie so in chronologische Daten umzuwandeln.
Im Schritt S32 speichert die chronologische Datenspeichereinheit 15 die chronologischen Daten.
Im Schritt S33 sendet die chronologische Datensendeeinheit 114 die in der chronologischen Datenspeichereinheit 15 gespeicherten Daten an eine externe Vorrichtung der Datensammelvorrichtung 10, beispielsweise die Anzeigevorrichtung.
Obwohl im Flussdiagramm von 5 die Verarbeitung ab Schritten S11 bis S13 und die Verarbeitung ab Schritten S21 und S22 gezeigt sind, um so parallel zueinander durchgeführt zu werden, gibt es keine Begrenzung auf diese Konfiguration. Beispielsweise können die Verarbeitung ab Schritten S11 bis S13 und die Verarbeitung ab Schritten S21 und S22 linear durchgeführt werden.
Obwohl im Flussdiagramm von 5 als Schritt S32 die Verarbeitung zum Speicher der chronologischen Daten in der chronologischen Datenspeichereinheit 15 angegeben wird, gibt es keine Beschränkung auf diese Konfiguration. Beispielsweise kann eine Konfiguration verwendet werden, in welcher Schritt S32 weggelassen wird, in welcher die chronologische Datenausrichtungseinheit 113 die Stücke von periodischen Daten und die Stücke von sporadischen Daten in die chronologischen Daten umwandelt, und in welcher die umgewandelten chronologischen Daten durch die chronologische Datensendeeinheit 114 an die externe Vorrichtung der Datensammelvorrichtung 10 gesendet werden, ohne in der chronologischen Datenspeichereinheit 15 gespeichert zu werden.
[Spezifisches Beispiel]
6A und 6B sind Diagramme, welche ein spezifisches Beispiel des Betriebs der Datensammelvorrichtung 10 zeigen. Daten (A) sind ein Beispiel der periodischen Daten, die in den durch die erste Datensammeleinheit 111A gesammelten Massendaten enthalten sind. In einem in 6A gezeigten Beispiel beinhalten die Daten (A) Positionsdaten, welche die Vibration der Spindel angeben, Daten, welche angeben, dass das Kühlmittel ein- oder ausgeschaltet wird, und Daten, die angeben, dass die Rotation der Spindel ein- oder ausgeschaltet wird, und werden im Ganzen an die erste Datensammeleinheit 111a aus der Herstellvorrichtung 20 zusammen mit Zeitmarken gesendet, welche relative Zeiten nach der ersten Datenerfassungszeit angeben.
Daten (B) sind ein Beispiel der sporadischen Daten, welche durch die zweite Datensammeleinheit 111b gesammelt werden. Im in 6A gezeigten Beispiel sind die Daten (B) Daten, die eine Variation bei der Temperatur der Spindel angeben, und werden in streamender Weise aus der Herstellvorrichtung 20 an die zweite Datensammeleinheit 111b gesendet, ohne dass ihnen Zeitmarken bereitgestellt würden.
Daten (C) sind ein Beispiel der durch eine dritte Datensammeleinheit 111c gesammelten, zweiten sporadischen Daten. Im in 6A gezeigten Beispiel sind die Daten (C) Daten, die eine Warnung zum Bereitstellen der Mitteilung angeben, dass die Temperatur der Spindel einen vorbestimmten Bereich übersteigt oder unter ihn fällt, und wird in einer streamenden Weise aus der Herstellvorrichtung 20 an die dritte Datensammeleinheit 111c gesendet, ohne dass ihnen Zeitmarken bereitgestellt werden.
Die Datenkompiliereinheit 112 unterteilt die Daten (A) in individuelle Stücke periodischer Daten und verwendet Zeitmarken, die in der Herstellvorrichtung 20 vorgesehen sind, an individuellen Datenstücken, und welche die relativen Zeiten angeben, um so den individuellen Stücken von Daten Zeitmarken bereitzustellen, welche die Erfassungszeiten selbst angeben, wenn die Stücke von Daten in der Herstellvorrichtung 20 erfasst werden.
Die Datenkompiliereinheit 112 stellt weiter den Daten (B) und den Daten (C) Zeitmarken bereit, die Zeiten angeben, wenn sie in der Datensammelvorrichtung 10 empfangen werden.
Die chronologische Datenausrichteinheit 113 sammelt und richtet die individuellen Stücke von periodischen Daten und die Stücke sporadischer Daten basierend auf den Zeitmarken so aus, dass sie sie in Daten (D) umwandelt, die chronologische Daten sind. Obwohl in dem in 6A gezeigten Beispiel die sporadischen Daten (B) und die sporadischen Daten (C) in Bereiche eingefügt werden, in welchen Zeiten, wenn sie gesammelt werden, mit den Erfassungszeiten der individuellen Stücke von periodischen Daten, die in den Daten (A) enthalten sind, übereinstimmen, gibt es keine Beschränkung auf diese Konfiguration. Wenn beispielsweise die Zeiten, wenn die sporadischen Daten (B) und die sporadischen Daten (C) gesammelt werden, zwischen den Erfassungszeiten der zwei kontinuierlichen Stücke von periodischen Daten zwischengefügt sind, können die sporadischen Daten (B) und die sporadischen Daten (C) zwischen diese kontinuierlichen Stücke periodischer Daten eingefügt werden.
Die chronologische Datensendeeinheit 114 sendet die Daten (D), welche chronologische Daten sind, an die externe Vorrichtung der Datensammelvorrichtung 10. In dem in 6B gezeigten Beispiel sendet die chronologische Datensendeeinheit 114 die Daten (D) an die Anzeigevorrichtung, die außerhalb der Datensammelvorrichtung 10 vorhanden ist. Folglich, wie in 6B gezeigt, werden in der Anzeigevorrichtung, wobei eine horizontale Achse Zeit repräsentiert, die Positionsdaten, welche die Vibration angeben, die Daten, welche angeben, dass das Kühlmittel ein- oder ausgeschaltet ist, und die Daten, die angeben, dass die Rotation der Spindel ein- oder ausgeschaltet ist, welche die periodischen Daten sind, und Daten, welche die Temperatur der Spindel angeben, und Daten, welche eine Temperaturwarnung angeben, welche die sporadischen Daten sind, als eine Liste angezeigt.
[Effekte, die in der Ausführungsform erzielt werden]
Die Datensammelvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet: eine erste Datensammeleinheit 111a, die Massendaten empfängt, in welchen eine Vielzahl von Stücken von Daten, die periodisch erfasst werden, gesammelt und im Ganzen übertragen werden; eine zweite Datensammeleinheit 111b, die Streaming-Daten empfängt, in welchen, jedes Mal, wenn ein Stück von Daten sporadisch erfasst wird, das Datenstück in einer streamenden Weise übertragen wird; eine Datenkompiliereinheit 112, welche die kollektiv empfangenen und in den Massendaten enthaltene Datenstücke in individuelle Datenstücke unterteilt, um so Zeitmarken den individuellen Stücken periodischer Daten bereitzustellen, und die individuell Zeitmarken Stücken sporadischer Daten, die Streaming-Daten sind, bereitstellt; und eine chronologische Datenausrichtungseinheit 113, die die individuellen Stücke periodischer Daten und die Stücke sporadischer Daten sammelt und ausrichtet, basierend auf den Zeitmarken, um sie so in chronologische Daten umzuwandeln.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Vielzahl von Typen von Daten zu kompilieren, welche die Daten von Massentransfer beinhalten, in welchen periodisch in der Herstellvorrichtung austretende Daten gesammelt und gesendet werden, und die Daten von streamender Übertragung, in welchen, jedes Mal wenn Daten sporadisch auftreten, die Daten gesendet werden. Weiterhin werden die Massendaten und die Streaming-Daten, die aus der Herstellvorrichtung gesammelt werden, in die chronologischen Daten umgewandelt, die basierend auf den Zeitmarken ausgerichtet sind, und somit ist es leicht, Sensordaten in Echtzeit zu zeichnen, wobei eine vertikale Achse oder eine horizontale Achse die Zeit repräsentiert, um sie so für eine Überwachungsanwendung zu verwenden und Analyse zum Untersuchen einer Korrelation zwischen verschiedenen Typen von Sensorwerten innerhalb einer gewissen Zeit durchzuführen.
In der Datensammelvorrichtung 10 sind die Zeitmarken, die Daten bereitgestellt werden, die in den Massendaten enthalten sind und periodisch erfasst werden, Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Daten in der Herstellvorrichtung erfasst werden.
Auf diese Weise ist es möglich, Daten basierend auf den Zeitmarken zu kompilieren, die zum Erfassen der Betriebsbedingungen der Herstellvorrichtungen nützlich sind, die eine Datensammelquelle ist.
In der Datensammelvorrichtung 10 sind die Zeitmarken, die sporadisch als Streaming-Daten erfassten Daten bereitgestellt werden, Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Daten in der Herstellvorrichtung erfasst werden.
Auf diese Weise ist es möglich, Daten basierend auf den Zeitmarken zu kompilieren, die zum Erfassen der Betriebsbedingungen der Herstellvorrichtungen nützlich sind, die eine Datensammelquelle ist.
In der Datensammelvorrichtung 10 sind die Zeitmarken, die Daten bereitgestellt werden, die sporadisch als Streaming-Daten erfasst werden, Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Daten in der Datensammelvorrichtung 10 empfangen werden.
Auf diese Weise, selbst wenn Zeitmarken nicht sporadischen Daten auf Seiten der Herstellvorrichtung bereitgestellt werden, ist es möglich, die Massendaten und die Streaming-Daten chronologisch auszurichten und zu kompilieren.
Die Datensammelvorrichtung 10 beinhaltet weiter die chronologische Datensendeeinheit 114, welche die chronologischen Daten an die Anzeigevorrichtung sendet, welche die chronologischen Daten anzeigt.
Auf diese Weise ist es möglich, als eine Liste die Massendaten und die Streaming-Daten anzuzeigen, die als die chronologischen Daten kompiliert werden.
Die Datensammelvorrichtung 10 beinhaltet weiter die chronologische Datenspeichereinheit 115, welche die chronologischen Daten speichert.
Auf diese Weise kann die Datensammelvorrichtung 10 zeitweilig die chronologischen Daten speichern, wenn es nicht notwendig ist, die chronologischen Daten an eine externe Vorrichtung zu senden, unmittelbar nachdem die Massendaten und die Streaming-Daten in die chronologischen Daten umgewandelt werden.
Individuelle Bestandteilseinheiten, die in der Datensammelvorrichtung 10 und dem Datensammelsystem 1 enthalten sind, die oben beschrieben werden, können durch Hardware, Software oder eine Kombination derselben realisiert werden. Ein Datensammelverfahren, welches durch die Koordination der in der Datensammelvorrichtung 10 und dem oben beschriebenen Datensammelsystem 1 enthaltenen individuellen Bestandteilseinheiten durchgeführt wird, kann auch durch Hardware, Software oder eine Kombination davon realisiert werden. Hier bedeutet die Realisierung durch Software, dass ein Computer Programme einliest und ausführt, um die Realisierung zu erzielen.
Programme werden mit verschiedenen Typen nicht transitorischer computerlesbaren Medien gespeichert und können einem Computer zugeführt werden. Die nichttransitorischen computerlesbaren Medien beinhalten verschiedene Typen von anfassbaren Aufzeichnungsmedien (anfassbare Speichermedien). Beispiele des nichttransitorischen computerlesbaren Mediums beinhalten Magnetaufzeichnungsmedien (beispielsweise eine flexible Disc, ein Magnetband und ein Festplattenlaufwerk), magnetoptische Aufzeichnungsmedien (beispielsweise eine magnetoptische Disk), CD-ROM (Nur-Lesespeicher), CD-R, CD-R/W und Halbleiterspeicher (beispielsweise Masken-ROM, PROM (programmierbares ROM), EPROM (löschbares PROM), Flash-ROM und RAM (Wahlfrei-Zugriffsspeicher)). Programme können auch einem Computer mit verschiedenen Typen von transitorischen computerlesbaren Medien zugeführt werden. Beispiele von transitorischen computerlesbaren Medien beinhalten elektrische Signale, optische Signale und elektromagnetische Wellen. Das transitorische computerlesbare Medium kann Programme einem Computer durch einem Drahtkommunikationspfad wie etwa ein elektrisches Kabel oder eine optische Faser oder einem Drahtlos-Kommunikationspfad zuführen.
Bezugszeichenliste

1: Datensammelsystem
10: Datensammelvorrichtung
11: Steuereinheit
15: chronologische Datenspeichereinheit
20: Herstellvorrichtung
21: Numeriksteuerung
22: Werkzeugmaschine
23: Sensor
24: Zustandsüberwachungsvorrichtung
111a: erste Datensammeleinheit
111b: zweite Datensammeleinheit
111n: n-te Datensammeleinheit
112: Datenkompiliereinheit
113: chronologische Datenausrichtungseinheit
114: chronologische Datensendeeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4763811 [0006]

Claims

Datensammelvorrichtung (10), umfassend: eine erste Datensammeleinheit (111a), die Massendaten, in welchen eine Vielzahl von Stücken von ersten Daten, die periodisch in einer Herstellvorrichtung (20) erfasst werden, im Ganzen gesammelt und übertragen werden, empfängt; eine zweite Datensammeleinheit (111ba), die Streaming-Daten empfängt, in welchen, jedes Mal, wenn ein Stück von zweiten Daten sporadisch in der Herstellvorrichtung (20) erfasst wird, das Stück von zweiten Daten in einer Streaming-Weise übertragen wird; eine Datenkompiliereinheit (112), welche die Stücke von ersten Daten, die kollektiv empfangen sind, und in den Massendaten enthalten sind, in individuelle Stücke von Daten unterteilt, um so Zeitmarken den Stücken von ersten Daten individuell bereitzustellen, und die individuell Zeitmarken den Stücken von zweiten Daten bereitstellt; und eine chronologische Datenausrichtungseinheit (113), welche die Stücke von ersten Daten und die Stücke von zweiten Daten ausrichtet, basierend auf den Zeitmarken, um so die Stücke von ersten Daten und die Stücke von zweiten Daten in chronologische Daten umzuwandeln.
Datensammelvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Zeitmarken der Stücke von ersten Daten Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Stücke von ersten Daten in der Herstellvorrichtung (20) erfasst werden.
Datensammelvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Zeitmarken der Stücke von zweiten Daten Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Stücke von zweiten Daten in der Herstellvorrichtung (20) erfasst werden.
Datensammelvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Zeitmarken der Stücke von zweiten Daten Zeitmarken zu Zeiten, wenn die Stücke von zweiten Daten in der Datensammelvorrichtung (10) empfangen werden.
Datensammelvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend: eine chronologische Datensendeeinheit (114), welche die chronologischen Daten an eine Anzeigevorrichtung sendet, welche die chronologischen Daten anzeigt.
Datensammelvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend: eine chronologische Datenspeichereinheit (15), welche die chronologischen Daten speichert.