IT201600094683A1

IT201600094683A1 - Apparecchiatura e metodo per il monitoraggio di macchine automatiche

Info

Publication number: IT201600094683A1
Application number: IT102016000094683A
Authority: IT
Inventors: Cesare Fantuzzi
Original assignee: Cesare Fantuzzi
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2018-03-21

Description

APPARECCHIATURA E METODO PER IL MONITORAGGIO DI MACCHINE AUTOMATICHE

APPARECCHIATURA E METODO PER LA GESTIONE E IL CONTROLLO DI UNA MACCHINA AUTOMATICA, DETTA APPARECCHIATURA

COMPRENDENDO MEZZI DI MONITORAGGIO E ALLARME ATTI A ESSERE APPLICATI ALLA DETTA MACCHINA AUTOMATICA IN MODO

DA CONSENTIRE IL MONITORAGGIO DI ALMENO UNA PARTE COMPONENTE DELLA DETTA MACCHINA AUTOMATICA E A EMETTERE

UNA PLURALITÀ DI CONFIGURAZIONI DI SEGNALI DI ALLARME OGNUNA RELATIVA AD UN POSSIBILE FUNZIONAMENTO IMPROPRIO

E/O GUASTO DELLA DETTA ALMENO UNA PARTE COMPONENTE DELLA DETTA MACCHINA AUTOMATICA,DETTA APPARECCHIATURA

COMPRENDENDO INOLTRE UN DATA BASE NEL QUALE I POSSIBILI FUNZIONAMENTI IMPROPRI E/O GUASTI DELLA DETTA ALMENO

UNA PARTE COMPONENTE DELLA DETTA MACCHINA AUTOMATICA SONO SALVATI SOTTO FORMA DI INSIEMI CORRISPONDENTI DI

DATI DIGITALI E CORRELATI OGNUNO AD ALMENO UNA CONFIGURAZIONE DI SEGNALI DI ALLARME, LADDOVE LA DETTA

APPARECCHIATURA COMPRENDE INOLTRE UNA INTERFACCIA UTENTE.

“APPARECCHIATURA E METODO PER IL MONITORAGGIO DI MACCHINE AUTOMATICHE”

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione è relativa al monitoraggio delle macchine automatiche. Nell’ambito della presente invenzione, con la definizione “macchine automatiche” si intendono macchine per la lavorazione di prodotti che operano in maniera automatica senza richiedere uno sforzo fisico di operatori umani, come ad esempio:

- Macchine per l’applicazione di etichette su bottiglie in cui un sistema meccanico a controllo elettronico preleva le etichette da un rotolo in cui sono depositate e le applica su bottiglie alimentate da un nastro trasportatore;

- Macchine per la formazione e imballaggio di pallet, in cui i colli vengono prelevati da un nastro trasportatore da un robot e spinti a formare strati che vengono poi accatastati per formare il pallet, che quindi viene avvolto da un film plastico trascinato da un braccio meccanico; - Macchine per la filettatura di dadi per il serraggio di bulloni, che eseguono l’operazione in maniera automatica tramite un attrezzo di fresatura che trasla verso il prodotto trascinato da un nastro trasportatore e identificato tramite un sistema di visione.

In particolare, la presente invenzione è relativa all’identificazione e risoluzione di guasti e/o funzionamenti impropri in macchine automatiche. In dettaglio, la presente invenzione è relativa a una apparecchiatura e un metodo per la gestione e il controllo di una macchina automatica, la gestione e il controllo secondo la presente invenzione essendo finalizzati a guidare in modo semplice e immediato un utente nella individuazione dei malfunzionamenti (funzionamenti impropri) e/o guasti che possono verificarsi durante il funzionamento di una macchina automatica, e a permettere allo stesso utente il ripristino del funzionamento corretto della apparecchiatura e/o la riparazione dei detti guasti.

STATO DELLA TECNICA NOTA

È noto nello stato della tecnica con il termine “troubleshooting” il problema della identificazione, durante il funzionamento o esercizio di una macchina automatica, in caso di arresto o fermo della stessa, dell’effettivo problema contingente o guasto all’origine dell’arresto, nonché della successiva rimozione del problema contingente e/o della riparazione del guasto effettivamente diagnosticati. Secondo lo stato della tecnica nota, le metodologie di diagnosi e ripristino del corretto funzionamento prevedono sostanzialmente la procedura riassunta brevemente di seguito.

Durante una prima fase eseguita in automatico dal sistema di monitoraggio della macchina (solitamente un insieme di sensori piazzati in corrispondenza delle componenti nevralgiche della macchina), viene rilevato (tramite uno o più dei detti sensori) che è avvenuto (o è in atto) un funzionamento improprio, oppure che si è verificato un guasto; il rilevamento, durante detta prima fase, prevede in particolare l’analisi dei segnali emessi dagli uno o più dei sensori (ad es. fotocellule) e la conoscenza dello stato della macchina (es. macchina in produzione). Molteplici possono ovviamente essere le ragioni all’origine del funzionamento improprio o arresto (in caso di guasto) della macchina; ad esempio, l’arresto può essere causato da un inceppamento del prodotto nella meccanica della macchina, oppure da una rottura di un sensore o un attuatore.

Durante questa fase, peraltro, un operatore non ha la possibilità, in genere, di stabilire la reale causa del guasto o funzionamento improprio, in quanto il funzionamento improprio può essere dovuto a molteplici cause di cui il sistema di controllo rileva solamente, attraverso i sensori, gli effetti prodotti sulla macchina. Ad esempio, nel caso di arresto dovuto a inceppamento, saranno diversi i sensori che emetteranno segnali di allarme, e quindi non solo i sensori posizionati in corrispondenza dell’inceppamento, ma anche quelli posizionati più a valle che rileveranno ad esempio l’assenza anomala del prodotto e/o il fermo di parti componenti della macchina che dovrebbero al contrario essere in funzione.

In altre parole, a seguito di un singolo evento di guasto, possono essere molteplici i segnali di allarme attivati, il che complica notevolmente la fase di troubleshooting. Durante la fase successiva, il sistema di controllo registra le condizioni (segnali emessi dai sensori attivati a causa del funzionamento improprio o guasto) e genera una serie di segnali interni di allarme (luminosi, sonori o simili) solitamente codificati in una lista predefinita di possibili situazioni di guasto.

In altre parole, a seconda di quali e quanti sono i sensori attivati dal malfunzionamento o guasto, e quindi di quanti e quali sono i segnali di allarme corrispondenti, il sistema di controllo “compila” una lista di “possibili” cause del funzionamento improprio o guasto, sotto forma di codici di allarme, laddove i detti codici vengono visualizzati dallo stesso sistema di controllo su di un pannello operatore (HMI – Human Machine Interface) e quindi comunicati tramite il pannello operatore a un operatore o utente.

L'operatore legge quindi i codici di errore sul pannello e, in base alla sua esperienza e conoscenza della macchina si attiva per: (a) identificare la causa del guasto; e (b): risolvere la causa del guasto e ripristinare il funzionamento della macchina.

È quindi evidente la stretta dipendenza dell’efficacia di questa fase dalla conoscenza ed esperienza dell’operatore di macchina. Inoltre, pur considerando che l'operatore può utilizzare in questa fase un manuale della macchina messo a disposizione dal costruttore, va altresì rilevato che spesso la consultazione del manuale è decisamente difficoltosa (in particolare in caso di urgenza e/o necessità di ripristinare il corretto funzionamento in tempi contenuti) in quanto il manuale contiene tutte le informazioni disponibili per la macchina che, data la complessità delle moderne macchine, possono essere costituite da diverse centinaia di pagine. Molto spesso la fase di troubleshooting è quindi molto onerosa in termini di tempo e di risorse impiegate.

Si percepisce quindi chiaramente da quanto riassunto in precedenza la necessità di disporre di procedure di “troubleshooting” veloci e semplici che permettano di identificare gli effettivi malfunzionamenti e guasti, nonché di rimuovere in tempi altrettanto ridotti e secondo procedure semplici e affidabili le reali cause del funzionamento improprio o guasto.

DESCRIZIONE DELLA PRESENTE INVENZIONE

È quindi uno scopo della presente invenzione quello di proporre una apparecchiatura e un metodo innovativi che permettano di superare o almeno minimizzare i problemi riassunti in precedenza e riscontrati nello stato della tecnica nota.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è quello di proporre una apparecchiatura e un relativo metodo atti a guidare in maniera efficace e affidabile un operatore nella identificazione e risoluzione dell’effettivo guasto tra quelli compatibili con i segnali di allarme, in particolare utilizzando: (a) i segnali raccolti dal sistema di controllo e: (b) la conoscenza tecnica del funzionamento della macchina e delle sue parti. Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione di un operatore e/o manutentore di una macchina automatica, un’apparecchiatura e relativo metodo del tipo suddetto che siano rispettivamente di facile uso e esecuzione, e che minimizzino e/o eliminino i margini di errore da parte dell’operatore e/o manutentore.

In considerazione degli scopi e/o obiettivi riassunti in precedenza, la presente invenzione si basa sulla considerazione generale secondo la quale gli inconvenienti e/o problemi riscontrati nelle apparecchiature e/o metodi di troubleshooting (identificazione e rimozione delle effettive cause di funzionamenti impropri e/o guasti) secondo l’arte nota possono essere superati o almeno efficacemente limitati realizzando e utilizzando una apparecchiatura che metta a disposizione di un operatore e/o manutentore un programma di troubleshooting “interattivo” che selezioni in automatico le possibili cause di funzionamento improprio o guasto, e laddove l’interazione tra operatore e/o manutentore e apparecchiatura, permetta di scartare in successione, tra quelle selezionate in automatico, le cause non pertinenti, e quindi di addivenire, sostanzialmente per esclusione, alla individuazione della causa effettiva (o delle cause effettive), e alla loro rimozione.

In considerazione degli inconvenienti riscontrati nelle apparecchiature secondo l’arte nota, nonché degli scopi riassunti in precedenza, la presente invenzione ha quindi per oggetto una apparecchiatura per la gestione di dette situazioni di funzionamento improprio di una macchina automatica, detta apparecchiatura comprendendo mezzi di monitoraggio e allarme atti a essere applicati alla detta macchina automatica in modo da consentire il monitoraggio di almeno una parte componente della detta macchina automatica e a emettere una pluralità di configurazioni di segnali di allarme ognuna relativa ad un possibile funzionamento improprio e/o guasto della detta macchina automatica o almeno di una parte componente della detta macchina automatica, detta apparecchiatura comprendendo inoltre un data base nel quale i possibili funzionamenti impropri e/o guasti della detta almeno una parte componente della detta macchina automatica sono salvati sotto forma di insiemi corrispondenti di dati digitali e correlati ognuno ad almeno una configurazione di segnali di allarme, laddove la detta apparecchiatura comprende inoltre una interfaccia utente, laddove la detta apparecchiatura comprende inoltre mezzi di elaborazione per l’elaborazione delle dette configurazioni di segnali di allarme e dei detti funzionamenti impropri o guasti della detta almeno una parte componente della detta macchina automatica, e laddove i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da selezionare in automatico nel detto data base, all’emissione di una configurazione di segnali di allarme da parte dei detti mezzi di monitoraggio e allarme quei funzionamenti impropri e/o guasti che sono compatibili con la detta configurazione di segnali di allarme, a generare un programma interattivo di individuazione del reale funzionamento improprio e/o guasto e ripristino del funzionamento corretto e/o riparazione del guasto, e a caricare il detto programma interattivo sulla detta interfaccia utente in modo che lo stesso sia a disposizione di un utente.

Secondo una forma di realizzazione, i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare, per ogni possibile configurazione di segnali di allarme, un insieme corrispondente di dati digitali e a inviare il detto insieme di dati digitali al detto data base.

Secondo una forma di realizzazione, i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da selezionare, tra gli insiemi di dati digitali corrispondenti ai possibili funzionamenti impropri e/o guasti salvati nel detto data base, quegli insiemi di dati digitali che corrispondono agli insiemi di dati digitali generati e inviati al detto data base e relativi alle configurazioni di segnali di allarme effettivamente emesse dai detti mezzi di monitoraggio e allarme.

Secondo una forma di realizzazione, detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare detto programma interattivo sotto forma di diagramma di flusso del tipo passo-dopo-passo.

Secondo una forma di realizzazione, detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare detto diagramma di flusso in modo che lo stesso comprenda una pluralità di sequenze di possibili domande e relative risposte selezionabili dal detto utente, e in modo che le domande successive alla prima e selezionabili dal detto utente sono presentate in automatico al detto utente in funzione della risposta alla domanda precedente selezionata dal detto utente.

Secondo una forma di realizzazione, i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo che nel detto diagramma di flusso le dette possibili risposte selezionabili dal detto utente sono presentate al detto utente sotto forma di icone grafiche selezionabili a mezzo cursore e doppio clic.

Secondo una forma di realizzazione, i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare il detto diagramma di flusso in modo che posizionando il detto cursore su ognuna delle possibili risposte, al detto utente, in anticipo rispetto alla selezione vera e propria a mezzo doppio clic, vengono anticipate le possibili domande successive.

Secondo una forma di realizzazione, detti mezzi di monitoraggio e allarme comprendono una pluralità di sensori ottici e/o termici e/o di contatto e/o di temperatura, e/o di velocità, e/o di forza e/o simili. Secondo una forma di realizzazione, detti mezzi di elaborazione, detto data base e detta interfaccia utente sono reciprocamente collegati mediante tecnologia wireless, ad esempio blue-tooth.

La presente invenzione ha inoltre per oggetto un metodo per la gestione di dette situazioni improprie di funzionamento della macchina automatica e il controllo di una macchina automatica mediante una apparecchiatura del tipo riassunto in precedenza, detto metodo comprendendo il monitoraggio di almeno una parte componente della detta macchina automatica mediante i detti mezzi di monitoraggio e allarme e l’emissione di almeno una configurazione di segnali di allarme in caso di funzionamento improprio e/o guasto della detta almeno una parte componente della detta macchina automatica, laddove detto metodo comprende, per ogni possibile configurazione di segnali di allarme, la selezione in automatico da parte dei detti mezzi di elaborazione di quegli insiemi di dati digitali, tra quelli salvati nel detto data base corrispondenti a possibili malfunzionamenti e/o guasti che sono compatibili con la detta configurazione di segnali di allarme, la generazione di un programma interattivo di individuazione del reale funzionamento improprio e/o guasto e ripristino del funzionamento corretto e/o riparazione del guasto, e il caricamento del detto programma interattivo sulla detta interfaccia utente in modo che lo stesso sia a disposizione di un utente.

Secondo una forma di realizzazione, detto metodo potrà comprendere la generazione da parte dei detti mezzi di elaborazione, per ogni possibile configurazione di segnali di allarme, un insieme corrispondente di dati digitali e l’invio del detto insieme di dati digitali al detto data base.

Secondo una forma di realizzazione, detto metodo potrà comprendere la selezione, da parte dei detti mezzi di elaborazione, tra gli insiemi di dati digitali corrispondenti ai possibili funzionamenti impropri e/o guasti salvati nel detto data base, quegli insiemi di dati digitali che corrispondono agli insiemi di dati digitali generati e inviati al detto data base e relativi alle configurazioni di segnali di allarme effettivamente emesse dai detti mezzi di monitoraggio e allarme.

Secondo una forma di realizzazione, detto diagramma di flusso comprende una pluralità di sequenze di possibili domande e relative risposte selezionabili dal detto utente, e dal fatto che le domande successive alla prima e selezionabili dal detto utente sono presentate in automatico al detto utente in funzione della risposta alla domanda precedente selezionata dal detto utente.

Secondo una forma di realizzazione, le dette possibili risposte selezionabili dal detto utente sono presentate al detto utente sotto forma di icone grafiche selezionabili a mezzo cursore e doppio clic.

Secondo una forma di realizzazione, posizionando il detto cursore su ognuna delle possibili risposte, al detto utente, in anticipo rispetto alla selezione vera e propria a mezzo doppio clic, vengono anticipate le possibili domande successive.

Eventuali ulteriori forme di realizzazione della apparecchiatura secondo la presente invenzione sono specificate nelle rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Nel seguito, la presente invenzione verrà chiarita per mezzo della descrizione dettagliata seguente delle forme di realizzazione rappresentate nelle tavole di disegno. La presente invenzione non è peraltro limitata alle forme di realizzazione descritte nel seguito e rappresentate nelle tavole di disegno; al contrario, rientrano nello scopo della presente invenzione tutte quelle varianti realizzative delle forme di realizzazione descritte nel seguito e rappresentate nelle tavole di disegno che risulteranno ovvie a quanti esperti nel campo tecnico. Nelle tavole di disegno:

la FIG. 1 mostra una vista schematica della configurazione della apparecchiatura secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

la FIG. 2 mostra una vista schematica del sistema di interfaccia “MyAID User Interface” utilizzato nella apparecchiatura secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

la Fig. 3 mostra una vista prospettica di un esempio di macchina automatica (un nastro trasportatore) gestibile mediante l’apparecchiatura e il metodo secondo la presente invenzione;

la Fig. 4 mostra un esempio di diagramma di flusso del metodo interattivo di identificazione e soluzione del guasto secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

le figure da 5 a 7 mostrano esempi di schermate visualizzate dall’interfaccia utente della apparecchiatura secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;

le figure 8 e 9 mostrano ulteriori esempi di schermate visualizzate dall’interfaccia utente della apparecchiatura secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PRESENTE INVENZIONE

In termini generali, l’apparecchiatura e il metodo secondo la presente invenzione sono concepiti per assistere l’operatore umano nella identificazione di un guasto in una macchina e nella sua risoluzione utilizzando ed organizzando in maniera incrociata le (a): informazioni sullo stato corrente raccolte dal sistema di controllo della macchina attraverso i sensori; e i (b); documenti ipertestuali (es. con testo, immagini, animazioni, filmati, etc.) relativi al funzionamento della macchina, alle sue parti e alle procedure di ripristino.

In particolare, secondo la presente invenzione, le informazioni di cui al punto (a) vengono elaborate in maniera automatica le informazioni allo scopo di identificare un elenco di possibili cause guasto (quelle compatibili con le configurazioni di segnali di allarme) e selezionare le informazioni presenti in formato ipertestuale (b) coerenti con le possibili cause di guasto individuate. Il risultato di questa fase è la creazione in maniera automatica di un “flow-chart” per la soluzione del guasto L’invenzione quindi, in base alla flow-chart elaborata propone una procedura passo-passo all’operatore in cui le operazioni da eseguire sono presentate attraverso un documento elettronico ipertestuale su supporto informatico (es. Tablet o pannello PC industriale). La procedura passo-passo è interattiva, ad ogni passo viene chiesta conferma all’operatore delle operazioni eseguite e delle osservazioni fatte sullo stato della macchina. Tali informazioni, secondo l’invenzione, vengono usate per aggiornare e confermare le ipotesi sulla causa del guasto e quindi le operazioni da eseguire per il suo ripristino. A tale scopo, l’apparecchiatura secondo la forma di realizzazione della presente invenzione rappresentata schematicamente in figura 1 comprende essenzialmente un sistema informatico denominato “MyAID Fault Configuration Data base”, un sistema software “MyAID Information filter and render”, un sistema di controllo dedicato denominato “MyAID Alarm Filter”, un sistema di elaborazione e presentazione delle informazioni denominato “MyAID user interface”, e un sistema di comunicazione digitale.

Il sistema informatico denominato “MyAID Fault Configuration Data base” contiene le informazioni relative ai guasti, nello specifico un insieme di informazioni multimediali memorizzate in formato standard DITA XML contenenti testo, figure e video, che descrivono in particolare: (1) possibili cause di guasto, (2) le procedure di identificazione della causa precisa di guasto e (3) le procedure di ripristino.

Il sistema software “MyAID Information filter and render” è configurato per elaborare (fuori linea) le informazioni contenute nel “MyAID Fault Configuration Data base” così da creare in automatico le schermate per la procedura interattiva multimediale implementata dal sistema “MyAID user interface”.

Il sistema di controllo dedicato denominato “MyAID Alarm Filter” è configurato per essere applicato alla macchina e funzionare in linea sulla macchina da monitorare. Questo sistema di controllo comprende una pluralità di sensori (ad esempio termici e/o di posizione e/o di contatto e/o ottici e/o di velocità e/o forza o simili) per intercettare ed elaborare le informazioni dal sistema di controllo di macchina già presente relative ad allarmi e malfunzionamenti.

Il sistema di elaborazione e presentazione delle informazioni denominato “MyAID user interface” può essere implementato ad esempio su un tablet, smartphone o panel PC, essendo quest’ultimo ad esempio un personal computer per usi industriali che è specificatamente atto alla implementazione di interfacce utente tra l’operatore e la macchina. Questo sistema presenta le informazioni raccolte nel “MyAID Fault Configuration Data base” ed organizzate per la visualizzazione dal sistema “MyAID Information Filter and Render” per guidare l’operatore nella (1) procedura di identificazione precisa del guasto e nella (2) procedura di risoluzione del guasto.

Il sistema di comunicazione digitale consente infine di trasmettere le informazioni tra il sistema di controllo dedicato e il sistema di elaborazione e presentazione delle informazioni.

Il Sistema MyAID si basa sulle informazioni contenute nel “MyAID Fault Configuration Data base”, che descrivono tutte le (1) possibili cause di guasto, le (2) procedure di identificazione della causa precisa di guasto e le (3) procedure di ripristino dal guasto. La raccolta di queste informazioni è solitamente svolta del progettista della macchina ed è contenuta in forma non strutturata nei manuali di manutenzione della macchina automatica.

Si ipotizza quindi per ragioni di chiarezza espositiva che la macchina automatica si blocchi con uno o più funzionamenti e/o guasti rilevati dai sensori e relativi allarmi emessi dal sistema di controllo di macchina. Questi allarmi vengono letti dal sistema “MyAID Alarm Filter”, che li elabora insieme allo stato in cui si trovava la macchina all’accadere del guasto per identificare la (le) causa (cause) di guasto compatibili con la configurazione dei segnali di allarmi acquisiti, generando un insieme di informazioni chiamate “Fault Configuration”. Queste informazioni vengono elaborate per fornire il punto di partenza della procedura di identificazione condotta attraverso la “MyAID user interface”. In genere, ad una medesima configurazione di segnali e di stato macchina possono essere associate diverse cause di guasto, per cui è necessaria una fase di identificazione precisa della vera sorgente di guasto, che richiede un intervento ispettivo dell’operatore. A questo scopo, il sistema “MyAID Alarm Filter” comunica con il sistema “MyAID User Interface” le informazioni relative allo stato di fermo macchina. Il sistema “MyAID user interface” presenta una procedura di identificazione e risoluzione del guasto utilizzando una serie di schermate generate in automatica in modalità fuori linea dal sistema “MyAID Information filter and render” a partire dal “MyAID Fault Configuration Data base”. In questa fase l’operatore dovrà fornire al sistema “MyAID user interface” conferme basate su osservazioni e test manuali effettuati sulla macchina. Nel seguito, con riferimento alle figure, verrà data descrizione di una forma di realizzazione della presente invenzione applicata alla diagnostica e recupero del guasto di una parte di macchina automatica, ad esempio costituita da un nastro trasportatore che viene utilizzato per trasportare un prodotto (es. fardelli di bottiglie di plastica piene di bibita gassata) da un modulo produttivo ad un altro. Un esempio non limitativo di nastro trasportatore è rappresentato in figura 3. Solitamente, nastri trasportatori del tipo rappresentato in figura 3 sono collegati in serie in modo da avere dei moduli di trasporto componibili. All'inizio e alla fine di ciascun modulo sono presenti dei sensori (ad esempio delle fotocellule) che rilevano il passaggio o meno del prodotto trasportato dai nastri trasportatori.

Si supponga quindi, per ragioni di chiarezza espositiva, un funzionamento improprio o fermo del nastro dovuto all’arresto o guasto di uno dei moduli.

Ovviamente, molteplici sono le cause potenzialmente all’origine del funzionamento improprio o arresto del modulo; ancora per ragioni di chiarezza espositiva, si suppone la lista seguente di possibili cause.

1 La catena di trasmissione si è rotta o rilasciata senza rompersi uscendo dalla sede della sua guida, inceppandosi.

2 Il motore elettrico che aziona la catena si è rotto o ha comunque cessato di funzionare.

3 Il riduttore che trasferisce il moto dal motore elettrico alla catena si è bloccato.

4 La fotocellula di rilevamento del passaggio del prodotto si è guastata o sporcata e non rileva più il segnale, generando un falso allarme.

ALGORITMO DI IDENTIFICAZIONE DEL GUASTO

Nel suo ciclo di funzionamento normale il sistema di controllo conta il numero di pacchi in transito utilizzando il segnale della fotocellula. Il sistema di controllo di macchina effettua quindi una diagnosi del sistema andando a rilevare il tempo trascorso tra il passaggio di un pacco ed il successivo. Se questo tempo è maggiore di un valore predefinito, il sistema di controllo segnala un allarme. Questo allarme è visualizzato sul pannello operatore, ma questa sola informazione non è sufficiente alla identificazione precisa della causa di guasto, elemento fondamentale per la procedura di ripristino. La componente MyAID dell’apparecchiatura secondo la presente invenzione opera quindi come segue.

Durante una prima fase, applica un algoritmo di filtraggio dei segnali di allarme (MyAID Information filter and render). Nello specifico, il filtro identifica le possibili cause del guasto attraverso un algoritmo, denominato “MyAID Alarm Filter”, che sfrutta la conoscenza pregressa di come i guasti si propagano nella macchina. Questa conoscenza è organizzata in un data base definito nel sottosistema “My AID Information Filter and Render”. L’algoritmo è esemplificato dal seguente brano di programma software (pseudocodice):

Algoritmo “MyAID Alarm Filter” (esempio di implementazione)

IF allarme THEN // “allarme” è il segnale di allarme generato dal sistema di

// controllo della macchina IF motore_guasto THEN // “motore_guasto” è un segnale che viene

// acquisito direttamente dal sistema di controllo del motore.

// Nel caso in cui il motore sia guasto (causa nr 2 dell’elenco

// precedente), il sistema di diagnosi interna del motore attiva questo

// segnale, MyAID lo legge ed attiva la corrispondente procedura.

Call procedura_sostituzione_motore();

ELSE // Nel caso in cui il motore non sia guasto, MyAID user interface

// esegue la procedura interattiva per l’identificazione e recupero dal

// guasto (cause 1,3 e 4 della lista precedente).

Call procedura_identificazione_e_risoluzione_interattiva() END_IF

END_IF

Durante una fase successiva, viene eseguita una procedura di identificazione e risoluzione del guasto interattiva (MyAID User Interface).

La procedura interattiva “procedura_identificazione_e_risoluzione_interattiva()” chiamata nel pseudocodice è mostrata dalla flowchart rappresentata in 4. Dalla figura 4 si evince in particolare che il sistema MyAID user interface propone all’operatore una serie di schermate in cui sono descritte tramite figure o filmati le procedure di ripristino. La sequenza di schermate segue la logica definita nella flowchart della 4.

Dall’osservazione delle figure da 5 a 7 si evince come, secondo la presente invenzione, l’utente venga sostanzialmente “interrogato” attraverso l’interfaccia, in merito alle possibili cause all’origine del guasto (in questo caso le cause da 1 a 4 identificate dal sistema e riassunte in precedenza).

La prima domanda è quindi in merito alla causa 1, laddove in caso di risposta affermativa l’utente viene guidato attraverso un sottomenu che prevede sia l’identificazione del guasto reale (se rottura o allentamento della catena) che la rimozione del guasto stesso (sostituzione o rimessa in tensione della catena o cinghia).

Al contrario, in caso di risposta negativa, la domanda successiva sarà in merito alla causa 2 laddove l’utente, in caso di risposta positiva, verrà guidato o attraverso un sottomenu di identificazione del guasto reale (se realmente guasto del motore o, ad esempio, del circuito di alimentazione elettrica dello stesso), oppure, in caso di risposta negativa, alla domanda successiva relativa alla possibile causa 3.

La procedura procede quindi sostanzialmente per “esclusione” fino alla identificazione della reale causa del guasto o funzionamento improprio, e in modo da guidare l’utente nella rimozione della reale causa come identificata.

In particolare, come schematizzato nella figura 8, il sistema propone all’operatore la procedura di ripristino della macchina dal guasto. In particolare il sistema propone una serie di informazioni presentate in forma multimediale che includono testo, fotografia e filmati in cui sono descritte in modo descrittivo e chiaro:

- le attrezzature e il personale richiesto per il ripristino (esempio: Chiavi inglesi del numero 4 e due unità di personale), nonché il tempo previsto per il effettuare il ripristino (esempio 45 minuti);

- la zona precisa della macchina in cui effettuare l’operazione di ripristino;

- la sequenza di ripristino che comprende la rimozione di protezioni specifiche della macchina. Queste operazioni sono mostrate in sequenza con fotografie e filmati.

Successivamente, con riferimento alla figura 9, è chiesto all’operatore di confermare l’esecuzione corretta delle operazioni, a cui il sistema fa seguito con un controllo via software della configurazione dei sensori per verificare che l’operatore abbia effettivamente risolto il problema.

Si è quindi dimostrato per mezzo della descrizione dettagliata precedente delle forme di realizzazione della presente invenzione rappresentate nelle tavole di disegno che la presente invenzione permette di raggiungere gli scopi prefissati. In particolare, l’apparecchiatura secondo la presente invenzione permette di guidare in maniera efficace e affidabile un operatore nella identificazione e risoluzione dell’effettivo guasto tra quelli compatibili con i segnali di allarme, in particolare utilizzando: (a) i segnali raccolti dal sistema di controllo e: (b) la conoscenza tecnica del funzionamento della macchina e delle sue parti.

L’apparecchiatura e il metodo secondo la presente invenzione rappresentano inoltre mezzi efficaci di identificazione e rimozione dei guasti e/o funzionamenti impropri di facile uso e esecuzione, e che minimizzano e/o eliminano i margini di errore da parte dell’operatore e/o manutentore.

Sebbene l’apparecchiatura e il metodo secondo la presente invenzione siano stati chiariti in precedenza mediante descrizione dettagliata delle loro forme di realizzazione rappresentate schematicamente nelle tavole di disegno, la presente invenzione non è limitata alle forme di realizzazione dell’apparecchiatura e/o del metodo descritte in precedenza e rappresentate nelle tavole di disegno. Al contrario, lo scopo della presente invenzione è definito dalle rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per la gestione, monitoraggio e ripristino dal guasto di una macchina automatica, detta apparecchiatura comprendendo mezzi di monitoraggio e allarme atti a essere applicati alla detta macchina automatica in modo da consentire il monitoraggio di almeno una parte componente della detta macchina automatica e a emettere una pluralità di configurazioni di segnali di allarme ognuna relativa ad un possibile funzionamento improprio e/o guasto della detta almeno una parte componente della detta macchina automatica, detta apparecchiatura comprendendo inoltre un data base nel quale i possibili funzionamenti impropri e/o guasti della detta almeno una parte componente della detta macchina automatica sono salvati sotto forma di insiemi corrispondenti di dati digitali e correlati ognuno ad almeno una configurazione di segnali di allarme, laddove la detta apparecchiatura comprende inoltre una interfaccia utente, caratterizzata dal fatto che la detta apparecchiatura comprende inoltre mezzi di elaborazione per l’elaborazione delle dette configurazioni di segnali di allarme e dei detti funzionamenti impropri o guasti della detta almeno una parte componente della detta macchina automatica, e dal fatto che i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da selezionare in automatico nel detto data base quei funzionamenti impropri e/o guasti che sono compatibili con la detta configurazione di segnali di allarme all’emissione di una configurazione di segnali di allarme da parte dei detti mezzi di monitoraggio e allarme, a generare un programma interattivo di individuazione del reale funzionamento improprio e/o guasto e ripristino del funzionamento corretto e/o riparazione del guasto, e a caricare il detto programma interattivo sulla detta interfaccia utente in modo che lo stesso sia a disposizione di un utente.
2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare, per ogni possibile configurazione di segnali di allarme, un insieme corrispondente di dati digitali e a inviare il detto insieme di dati digitali al detto data base.
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da selezionare, tra gli insiemi di dati digitali corrispondenti ai possibili funzionamenti impropri e/o guasti salvati nel detto data base, quegli insiemi di dati digitali che corrispondono agli insiemi di dati digitali generati e inviati al detto data base e relativi alle configurazioni di segnali di allarme effettivamente emesse dai detti mezzi di monitoraggio e allarme.
4. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare detto programma interattivo sotto forma di diagramma di flusso del tipo passo-dopo-passo.
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare detto diagramma di flusso in modo che lo stesso comprenda una pluralità di sequenze di possibili domande e relative risposte selezionabili dal detto utente, e in modo che le domande successive alla prima e selezionabili dal detto utente sono presentate in automatico al detto utente in funzione della risposta alla domanda precedente selezionata dal detto utente.
6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo che nel detto diagramma di flusso le dette possibili risposte selezionabili dal detto utente sono presentate al detto utente sotto forma di icone grafiche selezionabili a mezzo cursore e doppio clic.
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare il detto diagramma di flusso in modo che posizionando il detto cursore su ognuna delle possibili risposte, al detto utente, in anticipo rispetto alla selezione vera e propria a mezzo doppio clic, vengono anticipate le possibili domande successive.
8. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di monitoraggio e allarme comprendono una pluralità di sensori ottici e/o termici e/o di contatto e/o di posizione e/o di velocità.
9. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di elaborazione, detto data base e detta interfaccia utente sono reciprocamente collegati mediante tecnologia wireless quali blue-tooth e wi-fi.
10. Metodo per la gestione e il controllo di una macchina automatica mediante un’apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, detto metodo comprendendo il monitoraggio di almeno una parte componente della detta macchina automatica mediante i detti mezzi di monitoraggio e allarme e l’emissione di almeno una configurazione di segnali di allarme in caso di funzionamento improprio e/o guasto della detta almeno una parte componente della detta macchina automatica, caratterizzato dal fatto che detto metodo comprende, per ogni possibile configurazione di segnali di allarme, la selezione in automatico da parte dei detti mezzi di elaborazione di quegli insiemi di dati digitali, tra quelli salvati nel detto data base corrispondenti a possibili malfunzionamenti e/o guasti che sono compatibili con la detta configurazione di segnali di allarme, la generazione di un programma interattivo di individuazione del reale funzionamento improprio e/o guasto e ripristino del funzionamento corretto e/o riparazione del guasto, e il caricamento del detto programma interattivo sulla detta interfaccia utente in modo che lo stesso sia a disposizione di un utente.
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere, la generazione da parte dei detti mezzi di elaborazione, per ogni possibile configurazione di segnali di allarme, un insieme corrispondente di dati digitali e l’invio del detto insieme di dati digitali al detto data base.
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto di comprendere la selezione, da parte dei detti mezzi di elaborazione, tra gli insiemi di dati digitali corrispondenti ai possibili funzionamenti impropri e/o guasti salvati nel detto data base, quegli insiemi di dati digitali che corrispondono agli insiemi di dati digitali generati e inviati al detto data base e relativi alle configurazioni di segnali di allarme effettivamente emesse dai detti mezzi di monitoraggio e allarme.
13. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di elaborazione sono configurati in modo da generare detto programma interattivo sotto forma di diagramma di flusso del tipo passo-dopo-passo.
14. Metodo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detto diagramma di flusso comprende una pluralità di sequenze di possibili domande e relative risposte selezionabili dal detto utente, e dal fatto che le domande successive alla prima e selezionabili dal detto utente sono presentate in automatico al detto utente in funzione della risposta alla domanda precedente selezionata dal detto utente.
15. Metodo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che le dette possibili risposte selezionabili dal detto utente sono presentate al detto utente sotto forma di icone grafiche selezionabili a mezzo cursore e doppio clic.
16. Metodo secondo la rivendicazione 15, caratterizzata dal fatto che posizionando il detto cursore su ognuna delle possibili risposte, al detto utente, in anticipo rispetto alla selezione vera e propria a mezzo doppio clic, vengono anticipate le possibili domande successive.