DE102020127926A1

DE102020127926A1 - Vorrichtung, Steuerung und Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten einer Bewegungsbahn einer industriellen Maschine

Info

Publication number: DE102020127926A1
Application number: DE102020127926.4A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Ikai; Tomoyuki Aizawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-05-06
Also published as: US20210132576A1; JP7473323B2; JP2021071975A; CN112819851A

Abstract

Eine Vorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie die Identifizierung eines Faktors für einen Defekt erleichtert, wenn der Defekt in einer bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks auftritt. Eine Vorrichtung umfasst einen Bewegungsbahn-Erzeugungsabschnitt, der zum Erzeugen der Bewegungsbahn der industriellen Maschine konfiguriert ist, während eine Arbeit an einem Werkstück durchgeführt wird; einen Betriebsinformation-Erlangungsabschnitt, der zum Erlangen einer Betriebsinformation der industriellen Maschine konfiguriert ist, während eine Arbeit an einem Werkstück durchgeführt wird; und einen Bilddaten-Erzeugungsabschnitt, der zum Erzeugen von Bilddaten konfiguriert ist, von denen ein erster Punkt auf der Bewegungsbahn, der einem Änderungspunkt einer ersten Betriebsinformation entspricht, und ein zweiter Punkt auf dem Bewegungsbahn, der einem Änderungspunkt einer zweiten Betriebsinformation entspricht und sich von der ersten Betriebsinformation unterscheidet, auf der Bewegungsbahn in Anzeigeformen hervorgehoben sind, die sich visuell voneinander unterscheiden.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, eine Steuerung und ein Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten einer Bewegungsbahn einer industriellen Maschine.
Beschreibung verwandten Stands der Technik
Es sind Vorrichtungen bekannt, die zum Erzeugen von Bewegungsbahnen industrieller Maschinen konfiguriert sind, die Arbeiten an Werkstücken ausführen (z.B. JP 5731463 B ). Wenn eine Arbeit an einem Werkstück durch eine industrielle Maschine ausgeführt wird, können Defekte in einer bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks auftreten. Es besteht ein Bedarf an Techniken, die die Identifizierung von Faktoren für solche Defekte erleichtern.
Überblick über die Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung, die zum Erzeugen von Bilddaten einer Bewegungsbahn einer industriellen Maschine konfiguriert ist, einen Bewegungsbahn-Erzeugungsabschnitt, der zum Erzeugen der Bewegungsbahn der industriellen Maschine konfiguriert ist, während eine Arbeit an einem Werkstück durchgeführt wird; einen Betriebsinformation-Erlangungsabschnitt, der zum Erlangen einer Betriebsinformation der industriellen Maschine konfiguriert ist, während eine Arbeit an einem Werkstück durchgeführt wird; und einen Bilddaten-Erzeugungsabschnitt, der zum Erzeugen von Bilddaten konfiguriert ist, von denen ein erster Punkt auf der Bewegungsbahn, der einem Änderungspunkt einer ersten Betriebsinformation entspricht, und ein zweiter Punkt auf dem Bewegungsbahn, der einem Änderungspunkt einer zweiten Betriebsinformation entspricht und sich von der ersten Betriebsinformation unterscheidet, auf der Bewegungsbahn in Anzeigeformen hervorgehoben sind, die sich visuell voneinander unterscheiden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten einer Bewegungsbahn einer industriellen Maschine ein Erzeugen der Bewegungsbahn der industriellen Maschine, während eine Arbeit an einem Werkstück ausgeführt wird; ein Erlangen einer Betriebsinformation der industriellen Maschine, während eine Arbeit an einem Werkstück ausgeführt wird; und ein Erzeugen der Bilddaten, bei denen ein erster Punkt auf der Bewegungsbahn, der einem Änderungspunkt einer ersten Betriebsinformation entspricht, und ein zweiter Punkt auf der Bewegungsbahn, der einem Änderungspunkt einer zweiten Betriebsinformation entspricht und sich von der ersten Betriebsinformation unterscheidet, auf der Bewegungsbahn in Anzeigeformen hervorgehoben werden, die sich visuell voneinander unterscheiden.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Bediener leicht einen Faktor für den Defekt identifizieren, wenn ein Defekt an einer bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks auftritt, während eine industrielle Maschine eine Arbeit an einem Werkstück ausführt.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines mechanischen Systems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstücks gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Bild einer Bewegungsbahn einer industriellen Maschine beim Ausführen einer Arbeit an einem in 3 dargestellten Werkstück.
4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B in 3.
5 stellt ein Beispiel von Zeitreihendaten von Betriebsinformationen dar.
6 stellt ein Beispiel von Zeitreihendaten von Betriebsinformationen dar.
7 stellt ein Beispiel eines Abbilds von Bilddaten dar, das von einem in 1 dargestellten Bilddaten-Erzeugungsabschnitt erzeugt wird.
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B in 7.
9 stellt ein weiteres Beispiel eines Abbildes von Bilddaten dar, das von dem Bilddaten-Erzeugungsabschnitt erzeugt wird.
10 stellt ein weiteres Beispiel eines Abbildes von Bilddaten dar, das von dem Bilddaten-Erzeugungsabschnitt erzeugt wird.
11 ist ein Blockdiagramm eines mechanischen Systems gemäß einer anderen Ausführungsform.
12 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B in 7.
13 stellt ein Beispiel eines Abbilds von Bilddaten dar, das von einem in 11 dargestellten Bilddaten-Erzeugungsabschnitt erzeugt wird.
14 stellt ein Beispiel eines Abbildes von Bilddaten dar, in dem ein Unterschied zwischen Bewegungsbahnen repräsentiert ist.

Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. In den im Folgenden beschrieben verschiedenen Ausführungsformen werden ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und redundante Beschreibungen davon werden weggelassen. Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 ein mechanisches System 10 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Das mechanische System 10 umfasst eine industrielle Maschine 12 und einen Steuerung 14.
Die industrielle Maschine 12 ist z.B. eine Werkzeugmaschine (eine Drehmaschine, eine Fräsmaschine, ein Bearbeitungszentrum usw.) oder ein Industrieroboter (ein vertikaler Knickarmroboter, ein horizontaler Knickarmroboter, ein Parallelogrammroboter usw.) und führt eine vorbestimmte Arbeit an einem Werkstück aus. Die industrielle Maschine 12 umfasst einen Bewegungsmechanismus 16 und ein Werkzeug 18. Der Bewegungsmechanismus 16 umfasst wenigstens einen Elektromotor 20 und bewegt das Werkzeug 18 relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück.
Der Elektromotor 20 ist z.B. ein Servomotor und die Steuerung 14 sendet einen Befehl an den Elektromotor 20, um den Bewegungsmechanismus 16 durch ein Antreiben des Elektromotors 20 zu betätigen und dadurch das Werkzeug 18 relativ zu dem Werkstück zu bewegen. Das Werkzeug 18 ist z.B. ein Schneidwerkzeug, ein Laserbearbeitungskopf, ein Schweißbrenner oder ein Applikator für Beschichtungsmaterial und führt eine vorbestimmte Arbeit (z.B. Schneiden, Laserbearbeitung, Schweißen oder Beschichten) an dem Werkstück aus.
Wenn beispielsweise die industrielle Maschine 12 die Werkzeugmaschine ist, bewegt der Bewegungsmechanismus 16 einen Bearbeitungstisch, auf dem das Werkstück platziert ist, in horizontaler Richtung und bewegt einen Spindelkopf, auf dem das Werkzeug 18 (Schneidwerkzeug) platziert ist, in vertikaler Richtung. Als weiteres Beispiel, wenn die industrielle Maschine 12 der Industrieroboter (Knickarmroboter) ist, umfasst der Bewegungsmechanismus 16 eine Drehtrommel, die derart an einer Roboterbasis vorgesehen ist, dass sie um eine vertikale Achse drehbar ist, einen Roboterarm, der drehbar an der Drehtrommel vorgesehen ist, und ein Gelenk, das an einer Spitze des Roboterarms vorgesehen ist, und bewegt das an dem Gelenk befestigte Werkzeug 18 in jede Position in einem dreidimensionalen Raum.
Die Steuerung 14 steuert den Betrieb der industriellen Maschine 12. Genauer spezifiziert ist die Steuerung 14 ein Computer, der einen Prozessor 22, einen Speicher 24 und eine E/A-Schnittstelle 26 umfasst. Der Prozessor 22 umfasst z.B. eine CPU oder eine GPU und führt eine arithmetische Verarbeitung aus, um verschiedene später beschriebene Funktionen auszuführen. Der Prozessor 22 ist über einen Bus 28 mit dem Speicher 24 und der E/A-Schnittstelle 26 kommunikativ verbunden.
Der Speicher 24 umfasst z.B. einen ROM oder einen RAM und speichert verschiedene Arten von Daten temporär oder permanent. Die E/A-Schnittstelle 26 kommuniziert mit einem externen Gerät, empfängt Daten von dem externen Gerät und überträgt Daten an das externe Gerät gesteuert durch den Prozessor 22. In der vorliegenden Ausführungsform sind ein Anzeigegerät 30 und ein Eingabegerät 32 mit der E/A-Schnittstelle 26 drahtlos oder drahtgebunden kommunikativ verbunden.
Das Anzeigegerät 30 umfasst z.B. eine LCD, eine organische EL-Anzeige, und der Prozessor 22 überträgt Bilddaten über die E/A-Schnittstelle 26 an das Anzeigegerät 30, um das Bild an dem Anzeigegerät 30 anzuzeigen. Das Eingabegerät 32 umfasst z.B. eine Tastatur, eine Maus oder einen Berührungssensor und überträgt eine von dem Bediener über die E/A-Schnittstelle 26 eingegebene Information an den Prozessor 22. Das Anzeigegerät 30 und das Eingabegerät 32 können integriert in der Steuerung 14 vorgesehen sein oder können getrennt von der Steuerung 14 vorgesehen sein.
In der vorliegenden Ausführungsform funktioniert der Prozessor 22 als Vorrichtung 50, die zum Erzeugen von Bilddaten einer Bewegungsbahn der industriellen Maschine 12 konfiguriert ist. Die Funktion der Vorrichtung 50 wird im Folgenden beschrieben werden. Der Prozessor 22 erzeugt eine Bewegungsbahn MP der industriellen Maschine 12, während eine Arbeit an einem Werkstück ausführt wird. Zum Beispiel erzeugt der Prozessor 22 die Bewegungsbahn MP des Werkzeugs 18 (genauer spezifiziert eines Punktes an einer Werkzeugspitze, TCP, oder dergleichen), das durch den Bewegungsmechanismus 16 in Bezug auf das Werkstück bewegt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt der Prozessor 22 eine Bewegungsbahn MP₁ (erste Bewegungsbahn) zum Ausführen der Arbeit an dem Werkstück, die durch ein Arbeitsprogramm WP definiert ist. Das Arbeitsprogramm WP ist ein Computerprogramm (z.B. ein G-Code-Programm), das eine Vielzahl von Angaben umfasst, die eine Vielzahl von Zielpositionen, an denen das Werkzeug 18 in Bezug auf das Werkstück anzuordnen ist, ein Minuten-Liniensegment, das zwei benachbarte Zielpositionen verbindet, eine Zielgeschwindigkeit des Werkzeugs 18 in Bezug auf das Werkstück usw. definieren.
Der Prozessor 22 analysiert das Arbeitsprogramm WP und erzeugt einen an den Elektromotor 20 zu übertragenden Befehl, um die Arbeit an dem Werkstück auszuführen. Auf diese Weise betreibt der Prozessor 22 den Bewegungsmechanismus 16 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm WP derart, dass die Arbeit an dem Werkstück durch das Werkzeug 18 ausgeführt wird. Das Arbeitsprogramm WP ist in dem Speicher 24 gespeichert.
Der Prozessor 22 erzeugt die Bewegungsbahn MP₁ in dem dreidimensionalen Raum durch Analysieren des Arbeitsprogramms WP. Die Bewegungsbahn MP₁ ist eine Gesamtsumme der in dem Arbeitsprogramm WP definierten Minuten-Liniensegmente. Die Bewegungsbahn MP₁ ist eine von dem Bewegungsmechanismus 16 (Werkzeug 18) gesteuerte Bewegungsbahn. Zum Beispiel wird angenommen, dass die industrielle Maschine 12 ein Werkstück A in 2 durch das Werkzeug 18 ausbildet.
In diesem Fall ist ein Beispiel für die Bewegungsbahn MP₁ des Werkzeugs 18 in Bezug auf das Werkstück A beim Ausbilden eines Verbindungsabschnitts A3 zwischen einem Basisteil A1 und einem Hauptkörperteil A2 des Werkstücks A in 3 und 4 dargestellt. Es ist zu beachten, dass 4 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B in 3 ist. Jede der in 4 dargestellten Linien bildet die Bewegungsbahn MP1, und eine Außenfläche des Verbindungsteils A3 ist durch die Bewegungsbahn MP1 definiert.
Der Prozessor 22 erzeugt eine solche Bewegungsbahn MP₁ aus dem Arbeitsprogramm WP. In den 3 und 4 ist die Bewegungsbahn MP₁ beim Ausbilden des Verbindungsteils A3 des Werkstücks A beispielhaft dargestellt. Es wird jedoch begrüßt, dass der Prozessor 22 in ähnlicher Weise die Bewegungsbahn MP₁ zum Ausbilden des Basisteils A1 und des Hauptkörperteils A2 des Werkstücks A aus dem Arbeitsprogramm WP erzeugen kann. In der vorliegenden Ausführungsform funktioniert der Prozessor 22 also als ein Bewegungsbahn-Erzeugungsabschnitt 52 (1), der zum Erzeugen der Bewegungsbahn MP₁ konfiguriert ist.
Der Prozessor 22 erlangt eine Betriebsinformation der industriellen Maschine 12, während die Arbeit am Werkstück A ausgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform erlangt der Prozessor 22 die Betriebsinformation aus dem Arbeitsprogramm WP. Die von dem Arbeitsprogramm WP erlangte Betriebsinformation umfasst z.B. Informationen über eine Position P_T1, eine Geschwindigkeit V_T1, eine Beschleunigung a_T1, einen Ruck α_T1 und eine Bewegungsrichtung d_T1 des Werkzeugs 18 in Bezug auf das Werkstück A; Informationen über eine Position (einen Drehwinkel) P_M1, eine Geschwindigkeit (eine Drehzahl) V_M1, eine Beschleunigung (eine Winkelbeschleunigung) a_M1, einen Ruck (einen Winkelruck) α_M1, und eine Bewegungsrichtung (eine Drehrichtung) d_M1 einer Drehwelle des Elektromotors 20; und Informationen eines Betriebsmodus RM der industriellen Maschine 12.
Der Prozessor 22 analysiert das Arbeitsprogramm WP und erlangt als die Betriebsinformation Zeitreihendaten, die in Zeitreihen Änderungen der Positionen P_T1 und P_M1, der Geschwindigkeiten V_T1, und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1, der Rucke α_T1 und α_M1, der Bewegungsrichtungen d_T1 und d_M1 und des Betriebsmodus RM in Bezug auf die Zeit t anzeigen, basierend auf den Informationen jeder im Arbeitsprogramm WP enthaltenen Angabe (z.B. Zielposition, Minuten-Liniensegment, Zielgeschwindigkeit). Dementsprechend funktioniert der Prozessor 22 als ein Betriebsinformation-Erlangungsabschnitt 54 (1), der zum Erlangen der Betriebsinformation konfiguriert ist.
Die 5 und 6 stellen jeweils ein Beispiel eines Diagramms von Zeitreihendaten von Betriebsinformationen dar. 5 veranschaulicht beispielhaft eine Linie L1, die die Zeitreihendaten der Position P_T1 des Werkzeugs 18 anzeigt, und eine Linie L2, die die Zeitreihendaten der Geschwindigkeit V_T1 des Werkzeugs 18 anzeigt, wobei die horizontale Achse die Zeit t und die vertikale Achse eine Position P und eine Geschwindigkeit V darstellt. Andererseits veranschaulicht 6 beispielhaft eine Linie L4, die die Zeitseriendaten des Betriebsmodus RM anzeigt, wobei die horizontale Achse die Zeit t und die vertikale Achse den Betriebsmodus RM darstellt.
In dem in 5 dargestellten Beispiel bewegt sich das Werkzeug 18 in Richtung einer Position P₀, während es allmählich abgebremst wird, und erreicht die Position P₀ zu einem Zeitpunkt to. Anschließend bewegt sich das Werkzeug 18 in einer Richtung weg von der Position P₀, während es beschleunigt. In diesem Fall beträgt ein Änderungsbetrag der Geschwindigkeit VT1 innerhalb einer vorbestimmten Zeit δ_t, die den Zeitpunkt to umfasst, δ_VT1 in 5, und ein Änderungsbetrag in der Bewegungsrichtung d_T1 des Werkzeugs 18 beträgt 180 Grad (d.h. ist umgekehrt).
Eine Linie L3, die in der unteren Seite des Diagramms in 5 dargestellt ist, zeigt eine Differenz Δ_MP zwischen der Bewegungsbahn MP₁ des Werkzeugs 18, die aus dem Arbeitsprogramm WP erlangt wurde, und einer tatsächlichen Bewegungsbahn MP₂ des Werkzeugs 18 an, wenn der Bewegungsmechanismus 16 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm WP betrieben wird. Wie durch die Linie L3 angezeigt, wird die Differenz Δ_MP groß zum Zeitpunkt to (streng genommen ein Zeitpunkt unmittelbar vor dem Zeitpunkt to), an dem der Änderungsbetrag in der Bewegungsrichtung d_T1 groß ist (z.B. wird die Bewegungsrichtung umgekehrt), wie durch einen Pfeil C im Diagramm angezeigt wird.
Dieses Phänomen, bei dem die Differenz Δ_MP groß wird, kann in ähnlicher Weise auch zu einem Zeitpunkt auftreten, bei dem ein Änderungsbetrag δ₁ der Positionen P_T1 und P_M1, der Geschwindigkeiten V_T1 und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1, der Rucke α_T1 und α_M1, oder der Bewegungsrichtung d_M1 zunimmt. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Änderungsbetrag δ₁ zunimmt (d.h. die Differenz Δ_MP zunimmt), kann die tatsächliche Position (oder Bahn) des Werkzeugs 18 in Bezug auf das Werkstück während der Arbeit von der durch das Arbeitsprogramm definierten Zielposition (oder Bahn) versetzt sein, was zum Erzeugen eines Defekts in der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks A führen kann (z.B. kann eine unbeabsichtigte Linie, ein unbeabsichtigtes Muster oder ähnliches in der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks A ausgebildet werden, während das Werkstück bearbeitet wird).
Andererseits wird in dem in 6 dargestellten Beispiel der Betriebsmodus RM der industriellen Maschine 12 von einem ersten Betriebsmodus RM₁ in einen zweiten Betriebsmodus RM₂ umgeschaltet. Zum Beispiel ist der erste Betriebsmodus RM₁ ein Positioniermodus. Der Positioniermodus ist ein Betriebsmodus, in dem der Bewegungsmechanismus 16 das Werkzeug 18 mit einer Geschwindigkeit V_{T1_P} in einem Zustand zu einem Arbeitsstartpunkt bewegt, in dem das Werkzeug 18 beispielsweise nicht die Arbeit am Werkstück ausführt. In dem Positioniermodus wird eine Regelverstärkung Gc auf G_{C_P} gesetzt, die eine Ansprechgeschwindigkeit der Steuerung des Bewegungsmechanismus 16 durch den Prozessor 22 bestimmt. Ferner wird eine Zeitkonstante T auf T_P gesetzt, bei der der Bewegungsmechanismus 16 das Werkzeug 18 beschleunigt oder abbremst.
Andererseits ist der zweite Betriebsmodus RM₂ zum Beispiel ein Arbeitsmodus. Der Arbeitsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem die Arbeit an dem Werkstück durch das Werkzeug 18 durchgeführt wird, während der Bewegungsmechanismus 16 das Werkzeug 18 mit einer Geschwindigkeit V_{T1_W} (<V_{T1_P}) bewegt. In dem Arbeitsmodus wird die Regelverstärkung Gc auf Gc_w (>G_{C_P}) und die Zeitkonstante T auf T_W (<T_P) eingestellt. Dementsprechend ist die Ansprechempfindlichkeit der Steuerung des Bewegungsmechanismus 16 in dem Arbeitsmodus höher als in dem Positioniermodus.
Wie zuvor diskutiert, werden zum Zeitpunkt to, bei dem der Betriebsmodus RM der industriellen Maschine 12 zwischen dem ersten Betriebsmodus RM₁ und dem zweiten Betriebsmodus RM₂ umgeschaltet wird, Schwingungen in dem Werkzeug 18 erzeugt, wobei die Differenz Δ_MP zunehmen kann, wie durch den Pfeil C in 6 angedeutet. Es ist zu beachten, dass der erste Betriebsmodus RM₁ der Arbeitsmodus und der zweite Betriebsmodus RM₂ der Positioniermodus sein kann, oder der erste Betriebsmodus RM₁ und der zweite Betriebsmodus RM₂ beliebige Betriebsmodi sein können, die sich von dem Arbeitsmodus und dem Positioniermodus unterscheiden.
In der vorliegenden Ausführungsform erlangt der Prozessor 22 einen Änderungspunkt, an dem jeder Änderungsbetrag δ₁ der Positionen P_T1 und P_M1, der Geschwindigkeiten V_T1, und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1, der Rucke α_T1 und α_M1 und der Bewegungsrichtungen d_T1 und d_M1 innerhalb der vorbestimmten Zeit δ_t einen vorbestimmten Schwellenwert δ_th1 in den Zeitreihendaten der Positionen P_T1 und P_M1, der Geschwindigkeiten V_T1 und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1, der Rucke α_T1 und α_M1 und der Bewegungsrichtungen d_T1 und d_M1 überschreitet.
Genauer spezifiziert ruft der Prozessor 22 bezüglich der Positionen P_T1 und P_M1, aus den Zeitreihendaten der Positionen P_T1 und P_M1 den Änderungspunkt ab, bei dem der Änderungsbetrag (d.h. der Abstand) zwischen zwei Positionen innerhalb der vorbestimmten Zeit δ_t einen Schwellenwert δ_th1 überschreitet, und erlangt zum Beispiel jeden Zeitpunkt to, bei dem ein solcher Änderungspunkt auftritt.
Bezüglich der Geschwindigkeiten V_T1 und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1 sowie der Rucke α_T1 und α_M1 ruft der Prozessor 22 zum Beispiel den Änderungspunkt ab, bei dem ein Absolutwert jedes Änderungsbetrags der Geschwindigkeiten V_T1 und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1, vorliegt, und der Rucke α_T1 und α_M1 innerhalb der vorbestimmten Zeit δ_t den Schwellenwert δ_th1 aus den Zeitreihendaten der Geschwindigkeiten V_T1 und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1 sowie der Rucke α_T1 und α_M1 überschreitet, und erlangt jeden Zeitpunkt to, bei dem ein solcher Änderungspunkt auftritt.
Ferner berechnet der Prozessor 22 zum Beispiel bezüglich der Bewegungsrichtung d_T1 des Werkzeugs 18 als einen Änderungsbetrag der Bewegungsrichtung d_T1 innerhalb der Zeit δ_t von einem ersten Zeitpunkt t₁ zu einem zweiten Zeitpunkt t₂ (>t₁) (d.h. δ_t=t₂-t₂) ein Skalarprodukt IP einer Bewegungsrichtung d_{T1_t1} zu dem ersten Zeitpunkt t₁ und einer Bewegungsrichtung d_{T1_t2} zu dem zweiten Zeitpunkt t₂. Wenn beispielsweise jede der Bewegungsrichtungen d_{T1_t1} und d_{T1_t2} als ein Einheitsvektor betrachtet wird und ein Winkel zwischen den Bewegungsrichtungen d_{T1_t1} und d_{T1_t2} als θ dargestellt wird, kann das Skalarprodukt IP durch die Gleichung IP=cosθ (-1≤IP≤1) berechnet werden.
Da der Änderungsbetrag (Winkel Θ) von der Bewegungsrichtung d_{T1_t1} zu der Bewegungsrichtung d_{T1_t2} von 0 Grad in Richtung 180 Grad größer wird, wird das Skalarprodukt IP in dem Bereich von [-1≤IP≤1] kleiner. Der Prozessor 22 ruft aus den Zeitreihendaten der Bewegungsrichtung d_T1 einen Änderungspunkt ab, bei dem das Skalarprodukt IP kleiner wird, wobei der vorbestimmte Schwellenwert δ_th1 überschritten wird, und ermittelt den Zeitpunkt to, bei dem ein solcher Änderungspunkt eintritt.
Alternativ kann der Prozessor 22 den Winkel θ zwischen der Bewegungsrichtung d_{T1_t1} und der Bewegungsrichtung d_{T1_t2} als Änderungsbetrag der Bewegungsrichtung d_T1 innerhalb der Zeit δ_t berechnen und einen Änderungspunkt aus den Zeitreihendaten der Bewegungsrichtung d_T1 abrufen, bei dem der Winkel θ den vorbestimmten Schwellenwert δ_th1 überschreitet und erlangt dann den Zeitpunkt to, bei dem der Änderungspunkt auftritt.
Bezüglich der Bewegungsrichtung (Drehrichtung) d_M1 der Drehwelle des Elektromotors 20 bestimmt zum Beispiel der Prozessor 22, dass die Bewegungsrichtung d_M1 den vorbestimmten Schwellenwert δ_th1 (= 180 Grad) überschreitet, wenn die Bewegungsrichtung d_M1 umgekehrt wird, und ruft aus den Zeitreihendaten der Bewegungsrichtung d_M1 einen Änderungspunkt ab, bei dem die Bewegungsrichtung d_M1 umgekehrt wird, und erlangt dann den Zeitpunkt to, bei dem ein solcher Änderungspunkt auftritt.
Andererseits ruft der Prozessor 22 bezüglich des Betriebsmodus RM aus den Zeitreihendaten des Betriebsmodus RM (6) einen Änderungspunkt ab, an dem der erste Betriebsmodus RM₁ auf den zweiten Betriebsmodus RM₂ umgeschaltet wird, und erlangt den Zeitpunkt to, bei dem ein solcher Änderungspunkt eintritt. Auf diese Weise erlangt der Prozessor 22 jeden Änderungspunkt der Positionen P_T1 und P_M1, der Geschwindigkeiten V_T1 und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1, der Rucke α_T1 und α_M1, der Bewegungsrichtungen d_T1 und d_M1 und des Betriebsmodus RM in den Zeitreihendaten und erlangt den Zeitpunkt t₀, bei dem jeder Änderungspunkt auftritt. Dementsprechend funktioniert der Prozessor 22 als ein Änderungspunkt-Erlangungsabschnitt 56 (1).
Als nächstes spezifiziert der Prozessor 22 Punkte auf der Bewegungsbahn MP1, die den jeweiligen Änderungspunkten der Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM entsprechen. In der vorliegenden Ausführungsform erlangt der Prozessor 22 insgesamt elf Arten von Betriebsinformationen, d.h. die Positionen P_T1 und P_M1, die Geschwindigkeiten V_T1 und V_M1, die Beschleunigungen a_T1 und a_M1, die Rucke α_T1 und α_M1, die Bewegungsrichtungen d_T1 und d_M1 und den Betriebsmodus RM.
In Bezug auf diese elf Arten von Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM ruft der Prozessor 22 also die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₁ ab, die den Zeitpunkten to entsprechen, bei denen die Änderungspunkte dieser Stücke von Betriebsinformationen auftreten, und spezifiziert diese. Da in diesem Zusammenhang die Zeitreihendaten der Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM mit den von dem Arbeitsprogramm WP umfassten Angaben verknüpft sind, kann der Prozessor 22 die Angabe des Arbeitsprogramms WP identifizieren, die dem Zeitpunkt to entspricht, und so über die Angabe des Arbeitsprogramms WP den Punkt auf der Bewegungsbahn MP₁ identifizieren, der dem Zeitpunkt to entspricht.
Auf diese Weise identifiziert der Prozessor 22 die Vielzahl von Punkten auf der Bewegungsbahn MP1, die den jeweiligen Änderungspunkten der Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM entsprechen. Anschließend erzeugt der Prozessor 22 Bilddaten ID₁ , in denen die identifizierte Vielzahl von Punkten auf der Bewegungsbahn MP₁ in Anzeigeformen hervorgehoben sind, die sich visuell voneinander unterscheiden.
Ein Beispiel für ein Bild der Bilddaten ID₁ ist in den 7 und 8 dargestellt. In dem in 7 dargestellten Beispiel wird ein Punkt auf der Bewegungsbahn MP₁ , der einem Änderungspunkt einer ersten Betriebsinformation (z.B. der Beschleunigung a_T1 des Werkzeugs 18) entspricht, durch einen Pfeil D₁ hervorgehoben. Ein Punkt auf der Bewegungsbahn MP₁ , der einem Änderungspunkt einer zweiten Betriebsinformation entspricht (z.B. die Bewegungsrichtung d_M1 der Drehwelle des Elektromotors 20), wird durch einen Pfeil D₂ hervorgehoben. Ferner wird ein Punkt auf der Bewegungsbahn MP₁ , der einem Änderungspunkt einer dritten Betriebsinformation (z.B. der Bewegungsgeschwindigkeit V_T1 des Werkzeugs 18) entspricht, durch einen Pfeil D3 hervorgehoben. 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B in 7.
Der Pfeil D₁, der Pfeil D₂ und der Pfeil D₃, die in den Bilddaten ID₁ dargestellt sind, werden zum Beispiel in sich voneinander unterscheidenden Farben, unterscheidenden Formen oder unterscheidenden visuellen Effekten (Blinken oder dergleichen) angezeigt und können jeweils visuell identifiziert werden. Dementsprechend ist der Bediener in der Lage, visuell zu erkennen, welche der Betriebsinformation einer der Pfeile D₁, D₂ oder D₃ entspricht.
Es ist zu beachten, dass in den in 7 dargestellten Bilddaten ID₁ die Punkte, die den Änderungspunkten der insgesamt drei Arten von Betriebsinformationen (z.B. a_T1, d_M1, V_T1) entsprechen, zum besseren Verständnis hervorgehoben sind. Für alle der elf Arten von Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, A_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM können jedoch die Punkte, die ihren Änderungspunkten davon entsprechen, in den Bilddaten ID₁ hervorgehoben sein.
Wie zuvor beschrieben, sind in den Bilddaten ID₁ die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₁ , die den Änderungspunkten der Vielzahl von Stücken von Betriebsinformationen entsprechen, die sich voneinander unterscheiden, in visuell voneinander verschiedenen Anzeigeformen auf der Bewegungsbahn MP₁ hervorgehoben. Dementsprechend funktioniert der Prozessor 22 als Bilddaten-Erzeugungsabschnitt 58 (1), der zum Erzeugen von Bilddaten ID₁ konfiguriert ist.
Wie zuvor ausgeführt, funktioniert der Prozessor 22 in der vorliegenden Ausführungsform als der Bewegungsbahn-Erzeugungsabschnitt 52, der Betriebsinformation-Erlangungsabschnitt 54, der Änderungspunkt-Erlangungsabschnitt 56 und der Bilddaten-Erzeugungsabschnitt 58 der Vorrichtung 50. Dieser Bewegungsbahn-Erzeugungsabschnitt 52, dieser Betriebsinformation-Erlangungsabschnitt 54, dieser Änderungspunkt-Erlangungsabschnitt 56 und dieser Bilddaten-Erzeugungsabschnitt 58 der Vorrichtung 50 bilden die Vorrichtung 50.
Der Prozessor 22 überträgt die erzeugten Bilddaten ID₁ über die E/A-Schnittstelle 26 zu dem Anzeigegerät 30, und das Anzeigegerät 30 zeigt das Bild der Bilddaten ID₁ an, wie in den 7 und 8 dargestellt. Der Prozessor 22 kann das an dem Anzeigegerät 30 angezeigte Bild als Reaktion auf die Eingangsinformation zu dem Eingabegerät 32 zwischen dem in 7 dargestellten Bild und dem in 8 dargestellten vergrößerten Bild umschalten.
Wenn gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Defekt beim Ausführen der Arbeit der industriellen Maschine 12 an dem Werkstück A auftritt, kann der Bediener leicht einen Faktor für den Defekt identifizieren. Genauer spezifiziert wird angenommen, dass die Position des in der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks A erzeugten Defekts mit der Position des in den Bilddaten ID₁ hervorgehobenen Punktes übereinstimmt (oder nahe an diesem ist), wenn die industrielle Maschine 12 die Arbeit an dem Werkstück A in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungsprogramm WP ausführt.
In diesem Fall kann der Bediener sofort identifizieren, welchem der Änderungspunkte der Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM der Punkt entspricht (oder nahe an diesem ist), der mit der Position des in dem Werkstück A erzeugten Defekts übereinstimmt. Somit kann der Bediener abschätzen, dass der Faktor für den Defekt aus dem Parameter resultiert, der sich auf die identifizierten Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM bezieht.
Infolgedessen ist der Bediener dazu in der Lage, durch ein Ändern des Bearbeitungsprogramms WP oder des Parameters (z.B. die Angabe des Bearbeitungsprogramms, der Regelverstärkung Gc oder der Zeitkonstante T), der sich auf die identifizierte Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM bezieht, eine Verbesserung der Präzision der an dem Werkstück A durchgeführten Arbeit und eine Verringerung der für eine Inbetriebnahme des mechanischen Systems 10 erforderlichen Zeit zu erreichen.
Der Prozessor 22 kann als Reaktion auf die Eingangsinformation zu dem Eingabegerät 32 aus der Vielzahl von Arten von Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM einen Punkt auswählen, der in dem Bild der Bilddaten ID₁ hervorzuheben ist, und kann in dem Bild nur den Punkt hervorheben, der der ausgewählten Betriebsinformation entspricht.
Eine solche Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Die in 9 dargestellten Bilddaten ID₁ umfassen die Bilddaten 60 zur Auswahl der Betriebsinformation. Die Bilddaten 60 zur Auswahl der Betriebsinformation sind Bilddaten, die es ermöglichen, die Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM auszuwählen, und zeigen die Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM an.
In dem in 9 dargestellten Beispiel wird für jede der Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM eine Prüfspalte gesetzt und derart konfiguriert, dass in der Prüfspalte der ausgewählten Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM eine Markierung angezeigt wird.
Der Bediener bedient das Eingabegerät 32 (z.B. eine Maus), um die Eingangsinformationen zum Auswählen der hervorzuhebenden Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM einzugeben, während er das auf dem Anzeigegerät 30 angezeigte Bild der Bilddaten ID₁ betrachtet.
Als Reaktion auf die Eingangsinformation zu dem Eingabegerät 32 hebt der Prozessor 22 den Punkt hervor, der den ausgewählten Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, a_M1, d_T1, d_M1 oder RM entspricht, und zeigt die Markierung in der Prüfspalte der ausgewählten Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM an. In dem in 9 dargestellten Beispiel wird ein Fall dargestellt, bei dem die Betriebsinformation V_T1 ausgewählt ist. Gemäß dieser Konfiguration ist der Bediener dazu in der Lage, auf einfache Weise den Punkt auf der Bewegungsbahn MP₁ auszuwählen und hervorzuheben, der dem Änderungspunkt der gewünschten Betriebsinformation entspricht.
Der Prozessor 22 kann in den Bilddaten ID₁ als Reaktion auf die Eingangsinformation zu dem Eingabegerät 32 den entsprechenden Parameter der Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM anzeigen, der dem in den Bilddaten ID₁ hervorgehobenen Punkt entspricht. Eine solche Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
Die in 10 dargestellten Bilddaten ID₁ umfassen Parameterbilddaten 62. Die Parameterbilddaten 62 sind Bilddaten zum Anzeigen der Art der Betriebsinformation und des zugehörigen Parameters, der sich auf diese Betriebsinformation bezieht. Der zugehörige Parameter umfasst z.B. Einstellwerte der Positionen P_T1 und P_M1, der Geschwindigkeiten V_T1 und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1, der Rucke a_T1 und α_M1, der Bewegungsrichtungen d_T1 und d_M1 und des Betriebsmodus RM, die Regelverstärkung Gc oder die Zeitkonstante τ.
In dem in 10 dargestellten Beispiel zeigen die Parameterbilddaten 62 die Art der Betriebsinformation (d.h. die Werkzeuggeschwindigkeit V_T1) an, die dem durch den Pfeil D₃ hervorgehobenen Punkt entspricht, und zeigen außerdem als den entsprechenden Parameter der Betriebsinformation V_T1, einen Wert der Regelverstärkung Gc und eine Identifikationsnummer der Regelverstärkung Gc, einen Wert der Zeitkonstante τ und eine Identifikationsnummer der Zeitkonstante τ sowie die entsprechende Angabe des Bearbeitungsprogramms WP an, die die Information der Zielpositionskoordinaten und der Minuten-Liniensegmentlänge umfasst. Wie in 10 dargestellt, ist jedem der Regelverstärkung Gc und der Zeitkonstante τ die Identifikationsnummer zugeordnet, und kann die Einstellinformation der Regelverstärkung Gc und die Zeitkonstante aus den Identifikationsnummern abgerufen werden.
Der Bediener bedient das Eingabegerät 32 (z.B. die Maus), um die Eingabeinformation zum Auswählen des in den Bilddaten ID₁ hervorgehobenen Punktes (Pfeile D₁, D₂, D₃) einzugeben, während er das Bild der an dem Anzeigegerät 30 angezeigten Bilddaten ID₁ betrachtet. Als Reaktion auf die Eingangsinformation zu dem Eingabegerät 32 zeigt der Prozessor 22 in den Bilddaten ID₁ den entsprechenden Parameter der Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM an, die den ausgewählten Punkten entspricht (Pfeile D₁, D₂, D₃).
Gemäß dieser Konfiguration ist der Bediener dazu in der Lage, sich in einem Fall, in dem die Position des in dem Werkstück A erzeugten Defekts mit der Position des in den Bilddaten ID₁ hervorgehobenen Punktes übereinstimmt (nahe diesem ist), auf den entsprechenden Parameter der Betriebsinformation P_TI, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 oder RM zu beziehen, der der Faktor für den Defekt sein kann, und den Faktor genauer zu überprüfen.
Als nächstes wird ein mechanisches System 100 gemäß einer anderen Ausführungsform unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Das mechanische System 100 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen mechanischen System 10 in einer industriellen Maschine 102. Genauer gesagt umfasst die industrielle Maschine 102 zusätzlich zu dem Bewegungsmechanismus 16 und dem Werkzeug 18 einen Sensor 104.
Der Sensor 104 umfasst z.B. einen Dreherfassungssensor, wie beispielsweise einen Encoder oder ein Hall-Element, oder einen Kraftsensor, wie beispielsweise einen Drehmomentsensor oder einen Krafterfassungssensor, der zum Erfassen der Position P_M2 der Drehwelle des Elektromotors 20, des auf die Drehwelle ausgeübten Drehmoments oder der auf den Bewegungsmechanismus 16 ausgeübten Kraft konfiguriert ist. Der Sensor 104 überträgt die erfasste Position P_M2, das Drehmoment oder die Kraft als Rückkopplungsinformation FB über die E/A-Schnittstelle 26 zu dem Prozessor 22.
Der Prozessor 22 empfängt die von dem Sensor 104 erfasste Rückkopplungsinformation FB, während des Betriebs der industriellen Maschine 102 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm WP. Zum Beispiel erlangt der Prozessor 22 die Rückkopplungsinformation FB, die von dem Sensor 104 während eines Betriebs der industriellen Maschine 102 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm WP erfasst wird, so dass er die Arbeit am Werkstück A durch das Werkzeug 18 tatsächlich ausführt.
Alternativ kann der Prozessor 22 die von dem Sensor 104 erfasste Rückmeldeinformation FB während eines Betriebs der industriellen Maschine 102 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm WP erlangen, ohne die tatsächliche Arbeit mit dem Werkzeug 18 durchzuführen (z.B. ohne eine Aktivierung des Werkzeugs 18 oder, wenn das Werkzeug 18 von dem Bewegungsmechanismus 16 entfernt ist).
Der Prozessor 22 bestimmt aus der Rückkopplungsinformation FB des Sensors 104 (genauer gesagt der Position P_M2) eine Position P_T2 des Werkzeugs 18 relativ zu dem Werkstück A während eines Betriebs der industriellen Maschine 102 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm WP. Dann funktioniert der Prozessor 22 als der Bewegungsbahn-Erzeugungsabschnitt 52 und erzeugt aus der Position P_T2 die Bewegungsbahn MP₂ (zweite Bewegungsbahn) der industriellen Maschine 102 in einem dreidimensionalen Raum.
Die Bewegungsbahn MP₂ entspricht der tatsächlichen Bewegungsbahn des Bewegungsmechanismus 16, wenn die industrielle Maschine 102 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm WP betrieben wird. Ein Beispiel für die Bewegungsbahn MP₂ ist in den 3 und 12 dargestellt. 12 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B in 3. Jede der in 12 dargestellten Linien bildet die Bewegungsbahn MP₂ .
Ferner funktioniert der Prozessor 22 als Betriebsinformation-Erlangungsabschnitt 54 und erlangt aus der Rückkopplungsinformation FB Zeitreihendaten der Positionen P_T2 und PM₂, der Geschwindigkeiten V_T2 und V_M2, der Beschleunigungen a_T2 und a_M2, der Rucke α_T2 und α_M2 sowie der Bewegungsrichtungen d_T2 und d_M2 als die Betriebsinformation. Die Position P_T2, die Geschwindigkeit V_T2, die Beschleunigung a_T2, der Ruck α_T2 und die Bewegungsrichtung d_T2 des Werkzeugs 18 in Bezug auf das Werkstück A sowie die Geschwindigkeit V_M2, die Beschleunigung a_M2, der Ruck α_M2 und die Bewegungsrichtung d_M2 der Drehwelle des Elektromotors 20 können aus der Rückkopplungsinformation FB (d.h. der Position P_M2 der Drehwelle) von dem Sensor 104 erhalten werden.
Dann, ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Erlangen der Änderungspunkte der Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1 und d_M1, funktioniert der Prozessor 22 als Änderungspunkt-Erlangungsabschnitt 56, um einen Änderungspunkt zu erlangen, bei dem ein Änderungsbetrag δ₂ jeder der Positionen P_T2 und P_M2, der Geschwindigkeiten V_T2 und V_M2, der Beschleunigungen a_T2 und a_M2, der Rucke α_T2 und α_M2 sowie der Bewegungsrichtungen d_T2 und d_M2 innerhalb einer vorbestimmten Zeit δ_t in den Zeitreihendaten der Positionen P_T2 und P_M2, der Geschwindigkeiten V_T2 und V_M2, der Beschleunigungen a_T2 und a_M2, der Rucke α_T2 und α_M2 sowie der Bewegungsrichtungen d_T2 und d_M2 einen vorbestimmten Schwellenwert δ_th2 überschreiten.
Der Prozessor 22 erlangt in den Zeitreihendaten den Änderungspunkt jeder der Positionen P_T2 und P_M2, der Geschwindigkeiten V_T2 und V_M2, der Beschleunigungen a_T2 und a_M2, der Rucke α_T2 und α_M2 und der Bewegungsrichtungen d_T2 und d_M2; sowie den Zeitpunkt to, bei dem jeder Änderungspunkt eintritt, und identifiziert dann die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₂ , die den jeweiligen Änderungspunkten entsprechen.
Die Zeitreihendaten der Betriebsinformation P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 und d_M2 sowie der Bewegungsbahn MP₂ sind Daten, die aus der Rückkopplungsinformation FB erlangt werden, und stimmen über die Zeit t miteinander überein. Dementsprechend ist der Prozessor 22 dazu in der Lage, die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₂ abzurufen und zu identifizieren, die den Zeitpunkten to entsprechen, bei denen die Änderungspunkte der Betriebsinformation P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, aM2, α_T2, α_M2, d_T2 und d_M2 auftreten, die aus den Rückkopplungsinformation FB gewonnen wurden.
Dann funktioniert der Prozessor 22 als Bilddaten-Erzeugungsabschnitt 58 zum Erzeugen von Bilddaten ID₂ , in denen die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₂ , die den Änderungspunkten der Betriebsinformation P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 und d_M2 entsprechen, auf der Bewegungsbahn MP₂ in Anzeigeformen hervorgehoben sind, die sich visuell voneinander unterscheiden. Ein Beispiel der Bilddaten ID₂ ist in den 7 und 13 dargestellt.
In dem in 7 dargestellten Beispiel ist ein Punkt auf der Bewegungsbahn MP₂ , der einem Änderungspunkt einer ersten Betriebsinformation (z.B. der Beschleunigung α_T2 des Werkzeugs 18) entspricht, durch den Pfeil D₁ hervorgehoben. Ferner ist ein Punkt auf der Bewegungsbahn MP₂ , der einem Änderungspunkt einer zweiten Betriebsinformation (z.B. der Bewegungsrichtung d_M2 der Drehwelle des Elektromotors 20) entspricht, durch den Pfeil D₂ hervorgehoben. Ferner ist ein Punkt auf der Bewegungsbahn MP₂ , der einem Änderungspunkt einer dritten Betriebsinformation (z.B. der Bewegungsgeschwindigkeit V_T2 des Werkzeugs 18) entspricht, durch den Pfeil D₃ hervorgehoben.
Der Pfeil D₁, der Pfeil D₂ und der Pfeil D₃, die in den Bilddaten ID₂ dargestellt sind, werden in sich voneinander unterscheidenden Farben, unterscheidenden Formen oder unterscheidenden visuellen Effekten (Blinken oder ähnliches) angezeigt und können somit visuell identifiziert werden. Dementsprechend ist der Bediener in der Lage, visuell zu erkennen, welche der Betriebsinformation jeder der Pfeile D₁, D₂ und D₃ in den Bilddaten ID₂ entspricht.
Es ist zu beachten, dass in den in 7 dargestellten Bilddaten ID₂ zum besseren Verständnis ein Beispiel dargestellt ist, in dem die Punkte, die den Änderungspunkten der insgesamt drei Arten von Betriebsinformationen (z.B. aT_2, d_M2, V_T2) entsprechen, hervorgehoben sind. Für alle der zehn Arten von Betriebsinformationen P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 und d_M2 können jedoch die Punkte, die den Änderungspunkten davon entsprechen, hervorgehoben sein.
Wie zuvor beschrieben, sind in den Bilddaten ID₂ die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₂ , die den Änderungspunkten der Vielzahl von Stücken von sich voneinander unterscheidenden Betriebsinformationen entsprechen, die aus der Rückkopplungsinformation FB erlangt werden, auf der Bewegungsbahn MP₂ in sich voneinander visuell unterscheidenden Anzeigeformen hervorgehoben. Der Prozessor 22 kann das auf dem Anzeigegerät 30 anzuzeigende Bild zwischen dem in 7 dargestellten Bild und dem in 12 dargestellten vergrößerten Bild als Reaktion auf eine Eingangsinformation zu dem Eingabegerät 32 umschalten. Tritt der Defekt an der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks A auf, während die industrielle Maschine 102 die Arbeit an dem Werkstück A ausführt, kann der Bediener gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Faktor für den Defekt leicht identifizieren.
Es ist zu beachten, dass, wie in 9 dargestellt, der Prozessor 22 des mechanischen Systems 100 den Punkt, der in dem Bild der Bilddaten ID₂ hervorzuheben ist, aus der Vielzahl von Arten von Betriebsinformationen P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 und d_M2 als Reaktion auf die Eingangsinformation zu dem Eingabegerät 32 auswählen kann, und nur den Punkt hervorheben kann, der der ausgewählten Betriebsinformation in dem Bild entspricht.
Ferner kann, wie in 10 dargestellt, der Prozessor 22 des mechanischen Systems 100 in den Bilddaten ID₂ die entsprechenden Parameter der Betriebsinformation P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 oder d_M2 anzeigen, die dem in den Bilddaten ID₂ hervorgehobenen Punkt entsprechen, und zwar als Antwort auf die Eingangsinformation zu dem Eingabegerät 32.
Darüber hinaus kann der Prozessor 22 des mechanischen Systems 100 als die Betriebsinformation die Zeitreihendaten der Positionen P_T1 und P_M1, der Geschwindigkeiten V_T1, und V_M1, der Beschleunigungen a_T1 und a_M1, der Rucke α_T1 und α_M1, der Bewegungsrichtungen d_T1 und d_M1 und den Betriebsmodus RM erlangen; und die Zeitreihendaten der Positionen P_T2 und P_M2, der Geschwindigkeiten V_T2 und V_M2, der Beschleunigungen a_T2 und a_M2, der Rucke α_T2 und α_M2, der Bewegungsrichtungen d_T1 und d_M1 erlangen.
In diesem Fall kann der Prozessor 22 in den Bilddaten ID₂ die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₂ hervorheben, die den Änderungspunkten der Betriebsinformationen P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 und d_M2 entsprechen, sowie auch die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₂ hervorheben, die den Änderungspunkten der Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM auf der Bewegungsbahn MP₂ entsprechen.
Ferner kann der Prozessor 22 in dem mechanischen System 100 sowohl die Bewegungsbahnen MP₁ als auch MP₂ erzeugen, die Bewegungsbahnen MP₁ und MP₂ in den Bilddaten ID₂ anzeigen und die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₁ hervorheben, die den Änderungspunkten der Betriebsinformationen P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1 und RM entsprechen, sowie die Punkte auf der Bewegungsbahn MP₂ (oder der Bewegungsbahn MP₁ ) hervorheben, die den Änderungspunkten der Betriebsinformationen P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 und d_M2 entsprechen.
Der Prozessor 22 kann die Differenz Δ_MP zwischen der Bewegungsbahn MP₁ und der Bewegungsbahn MP₂ erfassen und die Differenz Δ_MP in den Bilddaten ID₂ anzeigen. Eine solche Ausführungsform ist in 14 dargestellt. Um das Verständnis zu erleichtern, sind in 14 eine einzelne Bewegungsbahn MP₁ und eine einzelne Bewegungsbahn MP₂ dargestellt, die der einzelnen Bewegungsbahn MP₁ entspricht.
Beispielsweise zeigt der Prozessor 22 einen Bereich E als farbigen Bereich an (z.B. einen rot eingefärbten Bereich), der der Differenz Δ_MP zwischen der Bewegungsbahn MP₁ und der Bewegungsbahn MP₂ entspricht. Der Prozessor 22 kann die Differenz Δ_MP (d.h. den Bereich E) in den Bilddaten ID₂ als Antwort auf die Eingabeinformation zu dem Eingabegerät 32 vergrößern und anzeigen.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann der Prozessor 22 Zeitreihendaten von digitalen Signalen erlangen, in denen diskrete numerische Daten in zeitlicher Abfolge als die Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1, P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, a_T2, α_M2, d_T2 oder d_M2 vorliegen, wobei keine Beschränkung auf die Zeitreihendaten von kontinuierlichen analogen Signalen besteht, wie in 5 dargestellt. Der Prozessor 22 kann anstelle von Zeitreihendaten einfache numerische Daten als die Betriebsinformation erlangen.
Die Betriebsinformation RM kann nicht auf die Zeitreihendaten beschränkt sein, wie in 6 dargestellt, und eine Information über den Befehl oder die Zeit to zum Umschalten des Betriebsmodus RM der industriellen Maschine 12 kann als die Betriebsinformation RM erlangt werden.
Der Änderungspunkt-Erlangungsabschnitt 56 kann bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen weggelassen werden. In diesem Fall kann der Bediener zum Beispiel die Änderungspunkte der Betriebsinformation P_T1, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, a_T1, α_M1, d_T1, d_M1, RM, P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 oder d_M2 aus deren Zeitreihendaten manuell identifizieren und eingeben.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind die Punkte auf der Bewegungsbahn MP, die den Änderungspunkten der Betriebsinformation P_TI, P_M1, V_T1, V_M1, a_T1, a_M1, α_T1, α_M1, d_T1, d_M1, RM, P_T2, P_M2, V_T2, V_M2, a_T2, a_M2, α_T2, α_M2, d_T2 und d_M2 entsprechen, durch die Pfeile D₁, D₂ und D₃ hervorgehoben. Der Punkt auf der Bewegungsbahn MP, der dem Änderungspunkt entspricht, kann jedoch in beliebiger Anzeigeform (z.B. als farbiger Punkt, dreieckiger Punkt oder quadratischer Punkt) hervorgehoben werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung durch die Ausführungsformen beschrieben worden ist, sind die Ausführungsformen nicht dazu bestimmt, die Erfindung gemäß den Ansprüchen zu beschränken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5731463 B [0002]

Claims

Vorrichtung (50), die zum Erzeugen von Bilddaten (ID₁, ID₂) einer Bewegungsbahn (MP₁, MP₂) einer industriellen Maschine (12) konfiguriert ist, wobei die Vorrichtung (50) umfasst: einen Bewegungsbahn-Erzeugungsabschnitt (52), der zum Erzeugen der Bewegungsbahn (MP₁, MP₂) der industriellen Maschine (12) konfiguriert ist, während eine Arbeit an einem Werkstück durchgeführt wird; einen Betriebsinformation-Erlangungsabschnitt (54), der zum Erlangen einer Betriebsinformation der industriellen Maschine (12) konfiguriert ist, während eine Arbeit an einem Werkstück durchgeführt wird; und einen Bilddaten-Erzeugungsabschnitt (58), der zum Erzeugen von Bilddaten (ID₁, ID₂) konfiguriert ist, von denen ein erster Punkt auf der Bewegungsbahn (MP₁, MP₂), der einem Änderungspunkt einer ersten Betriebsinformation entspricht, und ein zweiter Punkt auf der Bewegungsbahn (MP₁, MP₂), der einem Änderungspunkt einer zweiten Betriebsinformation entspricht und sich von der ersten Betriebsinformation unterscheidet, auf der Bewegungsbahn (MP₁, MP₂) in Anzeigeformen hervorgehoben sind, die sich visuell voneinander unterscheiden.
Vorrichtung (50) nach Anspruch 1, wobei die Betriebsinformation umfasst: eine Position, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, einen Ruck oder eine Bewegungsrichtung der industriellen Maschine (12); oder einen Betriebsmodus der industriellen Maschine (12).
Vorrichtung (50) nach Anspruch 2, wobei die Betriebsinformation Zeitreihendaten umfasst, die eine Änderung der Position, der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, des Rucks, der Bewegungsrichtung oder des Betriebsmodus in Bezug auf die Zeit in Zeitreihen anzeigen.
Vorrichtung (50) nach Anspruch 3, die ferner einen Änderungspunkt-Erlangungsabschnitt (56) umfasst, der dazu konfiguriert ist, in den Zeitreihendaten zu erlangen: den Änderungspunkt, bei dem ein Änderungsbetrag der Position, der Geschwindigkeit, der Beschleunigung, des Rucks oder der Bewegungsrichtung innerhalb einer vorbestimmten Zeit einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet; oder den Änderungspunkt, bei dem ein erster Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus umgeschaltet wird.
Vorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Betriebsinformation-Erlangungsabschnitt (54) die Betriebsinformation von einem Arbeitsprogramm zum Ausführen der Arbeit an dem Werkstück oder von einer Rückkopplungsinformation erlangt, die erfasst wird, während die industrielle Maschine (12) in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm betrieben wird.
Vorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Bewegungsbahn-Erzeugungsabschnitt (52) erzeugt: eine erste Bewegungsbahn (MP₁), die durch ein Arbeitsprogramm zum Ausführen der Arbeit an dem Werkstück definiert ist; und eine zweite Bewegungsbahn (MP₂), während die industrielle Maschine (12) in Übereinstimmung mit dem Arbeitsprogramm betrieben wird, wobei der Bilddaten-Erzeugungsabschnitt (58) die Bilddaten (ID₁, ID₂) erzeugt, in denen die erste Bewegungsbahn (MP1) und die zweite Bewegungsbahn (MP₂) angezeigt werden.
Vorrichtung (50) nach Anspruch 6, wobei der Bilddaten-Erzeugungsabschnitt (58) die Bilddaten (ID₁, ID₂) derart erzeugt, dass eine Differenz (Δ_MP) zwischen der ersten Bewegungsbahn (MP₁) und der zweiten Bewegungsbahn (MP₂) vergrößert und angezeigt werden kann.
Steuerung (14) der industriellen Maschine (12), die die Vorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten (ID₁, ID₂) einer Bewegungsbahn (MP₁, MP₂) einer industriellen Maschine (12), wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen der Bewegungsbahn (MP₁, MP₂) der industriellen Maschine (12), während eine Arbeit an einem Werkstück ausgeführt wird; Erlangen einer Betriebsinformation der industriellen Maschine (12), während eine Arbeit an einem Werkstück ausgeführt wird; und Erzeugen der Bilddaten (ID₁, ID₂), bei denen ein erster Punkt auf der Bewegungsbahn (MP₁, MP₂), der einem Änderungspunkt einer ersten Betriebsinformation entspricht, und ein zweiter Punkt auf der Bewegungsbahn (MP₁, MP₂), der einem Änderungspunkt einer zweiten Betriebsinformation entspricht und sich von der ersten Betriebsinformation unterscheidet, auf der Bewegungsbahn (MP₁, MP₂) in Anzeigeformen hervorgehoben werden, die sich visuell voneinander unterscheiden.