TWI476554B - 監控系統 - Google Patents

Description

監控系統

本發明係關於一種監控系統，且特別係關於一種用來監控機台之工作狀態之監控系統。

在目前各種製造工廠中，電腦數位控制(Computer numerical control,CNC)機台為不可或缺的工具之一，舉凡切削或鑽孔等各種加工作業，均可由CNC機台來實現。

在一個廠房中，通常容納了數十台，甚至數百台的CNC機台，為了監控每一CNC機台的工作狀態，亦即監控CNC機台的運作與否，每一CNC機台均可安裝一監控程式，其係用以產生可反映機台工作狀態的資料。CNC機台可透過連接介面連接伺服器，以將上述資料提供給廠房的管理者知悉。

然而，在不同廠商所生產的CNC機台中，其所相容的監控程式並不相同，故若一廠房中同時容納多種不同廠商的機台(例如：10種)，則製造者必須購入多種監控程式(例如：10種)，無疑地會提升成本上的負擔。

有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種監控系統，其可利用光感測的方式來監控各種不同機台的工作狀態，而無須針對不同廠商的機台分別購入監控程式，從而大幅降低成本。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，一種監控系統可用以監控至少一機台之工作狀態。機台具有一工作燈。工作燈係用以在機台之工作狀態為運作中時發光。監控系統包含至少一光感測器以及至少一控制器。光感測器係設置於工作燈，其可用以根據機台之工作燈的亮度發出一感測訊號。控制器係電性連接該光感測器，用以根據感測訊號，判斷機台之工作狀態。

於本發明之一或多個實施方式中，監控系統還可包含至少一固定件。固定件係設置於工作燈上。光感測器係設置於固定件上。

於本發明之一或多個實施方式中，固定件包含一遮光體。遮光體具有一容置槽以及一內表面。內表面係相鄰於工作燈。容置槽係凹設於內表面。光感測器係容設於容置槽內。

於本發明之一或多個實施方式中，監控系統還可包含至少一撓性結構。撓性結構係設置於固定件與工作燈之間。

於本發明之一或多個實施方式中，控制器包含複數個連接埠。光感測器之數量為複數個，此些光感測器分別 電性連接控制器之此些連接埠。

於本發明之一或多個實施方式中，監控系統還可包含至少一發光二極體。發光二極體電性連接控制器，其可用以在控制器判斷機台之工作狀態為運作中時發光。

於本發明之一或多個實施方式中，光感測器包含一光敏電阻以及一可變電阻。光敏電阻可用以對應機台之工作燈的亮度改變電阻值。可變電阻係串聯於光敏電阻。

於本發明之一或多個實施方式中，監控系統還可包含一放大器。放大器係電性連接於光感測器與控制器之間，其可用以放大光感測器傳送給控制器之感測訊號。

於本發明之一或多個實施方式中，監控系統還可包含一準位轉換器。準位轉換器係電性連接於光感測器與控制器之間，用以增加控制器之高準位與低準位間的差距。

於本發明之一或多個實施方式中，控制器包含一感測訊號判斷單元以及一感測訊號收集單元。感測訊號收集單元可用以收集光感測器在多個時間點所發出的多個感測訊號。感測訊號判斷單元可根據感測訊號收集單元所收集的至少一感測訊號，判斷機台之工作狀態是否為運作中。

於本發明之一或多個實施方式中，監控系統還可包含至少一中繼站以及一伺服器。控制器之數量為複數個。此些控制器係電性連接中繼站。伺服器係電性連接中繼站。

於本發明之一或多個實施方式中，監控系統還可包含至少一無線基地台以及一伺服器。控制器之數量為複數個。此些控制器係無線地連接無線基地台。伺服器係電性 連接無線基地台。

於上述實施方式中，由於機台之工作燈係在機台之工作狀態為運作中時發光，如此，監控系統即可利用光感測器來感測機台之工作燈的亮度，從而獲知機台的工作狀態為運作中或是非運作中。由於上述方式僅需感測機台的工作燈亮度，故無須針對不同廠商的機台分別購入監控程式，從而大幅降低成本。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

100‧‧‧光感測器

102‧‧‧第一表面

104‧‧‧第二表面

110‧‧‧光敏電阻

120‧‧‧可變電阻

200‧‧‧控制器

202‧‧‧連接埠

210‧‧‧感測訊號判斷單元

220‧‧‧感測訊號收集單元

300‧‧‧機台

310‧‧‧工作燈

400‧‧‧固定件

410‧‧‧遮光體

412‧‧‧內表面

414‧‧‧容置槽

420‧‧‧環狀部

430‧‧‧撓性結構

500‧‧‧中繼站

600‧‧‧交換機

700‧‧‧伺服器

810‧‧‧發光二極體

820‧‧‧放大器

830‧‧‧準位轉換器

900‧‧‧無線基地台

P‧‧‧節點

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明一實施方式之監控系統之系統方塊圖；第2圖繪示依據本發明一實施方式之監控系統之架構圖；第3圖繪示依據本發明一實施方式之固定件與光感測器之立體分解圖；第4圖繪示依據本發明另一實施方式之固定件與光感測器之立體分解圖；第5圖繪示依據本發明一實施方式之光感測器與控制器之間的電路圖； 第6圖繪示依據本發明另一實施方式之光感測器與控制器之間的電路圖；第7圖繪示依據本發明又一實施方式之光感測器與控制器之間的電路圖；第8圖繪示依據本發明另一實施方式之監控系統之系統方塊圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依據本發明一實施方式之監控系統之系統方塊圖。如第1圖所示，本實施方式之監控系統可包含至少一光感測器100、至少一控制器200、至少一中繼站(例如：NPort®)500、一交換機(Switch)600以及一伺服器700。多個光感測器100可電性連接同一控制器200，並將各自產生的感測訊號傳送給控制器200。多個控制器200可電性連接中繼站500。中繼站500可藉由交換機600電性連接伺服器700。如此，管理者便能透過伺服器700得到光感測器100的感測訊號以及控制器200的判斷結果，從而知悉各個機台的工作狀態。

第2圖繪示依據本發明一實施方式之監控系統之架構圖。如第2圖所示，每一機台300均具有一工作燈310。工作燈310係用以在機台300之工作狀態為運作中時發光。具體來說，當機台300之工作狀態為運作中時，工作燈310係發光的，而當機台300之工作狀態為非運作中時，工作燈310係不發光的。也就是說，工作燈310的發光與否與機台300的運作同步。光感測器100係設置於工作燈310。光感測器100可根據機台300之工作燈310的亮度發出感測訊號。亦即，光感測器100可於機台300之工作燈310在運作中發光時而發出感測訊號。控制器200係電性連接光感測器100，用以根據光感測器100所發出的感測訊號，判斷機台300之工作狀態。

由於工作燈310的發光與否係與機台300的運作同步，以避免工安問題。基於如此特性，監控系統可利用光感測器100感測機台300之工作燈310的亮度，從而獲知機台300的工作狀態為運作中或是非運作中。由於上述實施方式僅需感測機台300的工作燈310之亮度，故可無須針對不同廠商的機台300分別購入監控程式，從而大幅降低成本。

於部分實施方式中，如第2圖所示，控制器200可包含複數個連接埠202。多個光感測器100可分別電性連接控制器200之多個連接埠202，並分別傳遞感測訊號給控制器200，以利控制器200判斷各個機台300的工作狀態。換句話說，於本發明之實施方式中，單一控制器200可藉由 多個光感測器100來監控多個機台300，從而克服傳統監控系統中，由於每個機台300所相容的監控程式不同，導致單一控制器200只能監控單一機台300的問題。於部分實施方式中，機台300可為CNC機台，但本發明並不以此為限。

於部分實施方式中，如第2圖所示，監控系統可選擇性地包含至少一固定件400。固定件400係設置於工作燈310上，且光感測器100係設置於固定件400上。如此一來，光感測器100可藉由固定件400固定在工作燈310上，而不致於脫離工作燈310。於部分實施方式中，固定件400可為一環狀結構，其可緊捆在工作燈310上，而幫助固定光感測器100。於部分實施方式中，工作燈310的形狀為一柱狀體，以利固定件400能夠緊捆在其上。舉例來說，工作燈310的形狀可為一圓柱體、橢圓柱體或角柱體等等，而固定件400之結構可隨著工作燈3之形狀作不同變化，但本發明不以此為限。

第3圖繪示依據本發明一實施方式之固定件400與光感測器100之立體分解圖。如第3圖所示，固定件400包含一遮光體410以及一環狀部420。環狀部420可用以捆住工作燈310(可參閱第2圖)。遮光體410係位於環狀部420之局部區域上。遮光體410具有一內表面412以及一容置槽414。遮光體410之內表面412係相鄰於工作燈310(可參閱第2圖)。也就是說，當固定件400套設於工作燈310上時，固定件400之內表面412係被遮蔽，而不會暴露在 外。容置槽414係凹設於遮光體410之內表面412。光感測器100可容設於容置槽414內。

由於在固定件400套設於工作燈310上時，固定件400之內表面412不會暴露在外，故容置槽414以及容設於其中的光感測器100亦不會暴露在外。因此，遮光體410外的環境光可被遮光體410所遮蔽，使得光感測器100能夠僅接收到工作燈310(可參閱第2圖)所發出的光，而不會被環境光所影響。於部分實施方式中，光感測器100的形狀及尺寸與容置槽414相同，如此光感測器100便能夠密合於容置槽414中。

於部分實施方式中，光感測器100具有一第一表面102以及背對第一表面102之一第二表面104。當固定件400套設於工作燈310(可參閱第2圖)上時，第一表面102可緊鄰工作燈310，而接收來自工作燈310的光。背對第一表面102之第二表面104可埋入遮光體410的容置槽414中，而不會被環境光所影響。

第4圖繪示依據本發明另一實施方式之固定件400與光感測器100之立體分解圖。本實施方式與第3圖之間的主要差異係在於：本實施方式還包含一撓性結構430。撓性結構430係設置於固定件400與工作燈310(可參閱第2圖)之間。具體來說，撓性結構430係位於環狀部420之內側，當環狀部420捆住工作燈310(可參閱第2圖)時，撓性結構430可夾在環狀部420與工作燈310之間，以利用其本身的可撓曲特性提供緩衝效果，而幫助環狀部420緊捆 住工作燈310。於部分實施方式中，撓性結構430與環狀部420的形狀與尺寸相同。

第5圖繪示依據本發明一實施方式之光感測器100與控制器200之間的電路圖。如第5圖所示，控制器200係電性連接光感測器100之電路中的節點P，故節點P的電壓值可輸出給控制器200以做為感測訊號。光感測器100可包含一光敏電阻110。光敏電阻110可對應機台300之工作燈310(可參閱第2圖)的亮度改變本身的電阻值。具體來說，光敏電阻110的電阻值與其所接收到的光強弱係相關的。如此一來，只要工作燈310的亮度改變，節點P的電壓值就會改變，而控制器200即可根據其所得到的節點P之電壓值，來判斷機台300(可參閱第2圖)的工作狀態。於其他實施方式中，光感測器100亦可採用其他感光裝置來取代光敏電阻110，例如：光遮斷器等等，但本發明並不以此為限。

於部分實施方式中，如第5圖所示，控制器200可包含一感測訊號判斷單元210。感測訊號判斷單元210可用以在感測訊號(亦即，節點P的電壓值)為高準位時，判斷機台300(可參閱第2圖)之工作狀態為運作中。具體來說，當節點P的電壓值符合控制器200的高準位時，感測訊號判斷單元210即可判斷機台300係在運作的。

實務上，即使機台300(可參閱第2圖)在運作中，仍可能因為工作燈310(可參閱第2圖)長時間使用，導致亮度衰退，以致於節點P的電壓值不足以達到控制器200的 高準位，而導致控制器200無法正確地判斷出機台300是否在運作中。對此，於部分實施方式中，如第5圖所示，光感測器100可選擇性地包含一可變電阻120。可變電阻120可串聯於光敏電阻110。如此一來，使用者可藉由調整可變電阻120的電阻值，以改變可變電阻120與光敏電阻110間電阻值的比例，從而調整節點P的電壓值，以利控制器200判斷。舉例來說，使用者可增加可變電阻120的電阻值，以提升節點P的電壓值，如此即使工作燈310(可參閱第2圖)的亮度衰退，節點P的電壓值仍可達控制器200之高準位，從而幫助控制器200正確判斷出機台300的工作狀態。

於部分實施方式中，如第5圖所示，監控系統可選擇性地包含至少一發光二極體810。發光二極體810係電性連接控制器200。發光二極體810可用以在控制器200判斷機台300之工作狀態為運作中時發光。也就是說，只要控制器200判斷機台300之工作狀態係在運作中時，則發光二極體810會發光；相對地，只要控制器200判斷機台300之工作狀態為非運作中時，則發光二極體810不會發光。因此，當使用者觀察到工作燈310(可參閱第2圖)發光，但發光二極體810無發光時，即可瞭解工作燈310發光時的亮度可能不足，以致於節點P的電壓值不足以達到控制器200的高準位，而導致控制器200的誤判。接著，使用者可調整可變電阻120的電阻值，使得發光二極體810與工作燈310同步發光，以利確保控制器200的判斷是正確的。

於部分實施方式中，如第5圖所示，控制器200還可包含一感測訊號收集單元220。感測訊號收集單元220係電性連接感測訊號判斷單元210。感測訊號收集單元220可收集光感測器100在一段期間內，多個時間點所發出的多個感測訊號，只要至少一感測訊號為高準位，即可通知感測訊號判斷單元210判斷機台300(可參閱第2圖)之工作狀態為運作中。

舉例來說，若光感測器100在7點00分發出的感測訊號為高準位，在7點01分發出的感測訊號為低準位，在7點02分發出的感測訊號為低準位，在7點03分發出的感測訊號為高準位，則由於在7點00分至7點03分之間有至少一感測訊號為高準位，故感測訊號判斷單元210可判斷機台300(可參閱第2圖)在7點00分至7點03分內的工作狀態為運作中。

如此一來，上述監控系統可有效應用於工作燈310之燈號為閃爍的機台300。具體來說，於部分實施方式中，當機台300在運作時，其工作燈310之燈號並非恆亮，而係呈閃爍貌，雖然光感測器100可能在部分時間點無法提供高準位的感測訊號，但由於感測訊號收集單元220可收集光感測器100在多個時間點所發出的多個感測訊號，故只要有至少一感測訊號係高準位，即可通知感測訊號判斷單元210判斷機台300之工作狀態為運作中。如此便能夠避免閃爍燈號所可能造成的誤判。

第6圖繪示依據本發明另一實施方式之光感測器 100與控制器200之間的電路圖。本實施方式與第5圖之間的主要差異係在於：本實施方式可選擇性地包含一放大器820。放大器820係電性連接於光感測器100與控制器200之間。放大器820可用以放大光感測器100傳送給控制器200之感測訊號。如此一來，放大器820便能夠避免光感測器100與控制器200之間因為距離過長所造成的訊號衰退問題。換句話說，放大器820可幫助拉長光感測器100與控制器200之間的距離。

第7圖繪示依據本發明又一實施方式之光感測器100與控制器200之間的電路圖。本實施方式與第5圖之間的主要差異係在於：本實施方式還可包含一準位轉換器830。準位轉換器830係電性連接於光感測器100與控制器200之間。準位轉換器830可用以增加控制器200之高準位與低準位間的差距。由於準位轉換器830可增加控制器200之高、低準位間的差距，故可使得控制器200對感測訊號的判斷較不敏感。因此，即使光感測器100與控制器200之間因為距離過長而造成訊號衰退，亦不會導致控制器200誤判。因此，準位轉換器830亦可幫助拉長光感測器100與控制器200之間的距離。

第8圖繪示依據本發明另一實施方式之監控系統之系統方塊圖。本實施方式與第1圖之間的主要差異係在於：本實施方式係利用無線基地台900取代了第1圖之中繼站500。具體來說，控制器200可無線地連接無線基地台900。無線基地台900可透過交換機600電性連接伺服器 700。無線基地台900之傳輸規格可符合Wi-Fi、Zigbee或由其他射頻訊號傳輸，但本發明並不以此為限。

綜上所述，以上實施方式之監控系統可利用光感測器100來感測機台300之工作燈310的亮度，從而獲知機台300的工作狀態為運作中或是非運作中。由於上述方式僅需感測機台300的工作燈310亮度，故無須針對不同廠商的機台300分別購入監控程式，從而大幅降低成本。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光感測器

200‧‧‧控制器

202‧‧‧連接埠

300‧‧‧機台

310‧‧‧工作燈

400‧‧‧固定件

Claims (10)

1. 一種監控系統，用以監控至少一機台之工作狀態，其中各該機台具有一工作燈，該工作燈係用以在該機台之該工作狀態為運作中時發光，該監控系統包含：至少一光感測器，設置於該工作燈，用以根據該機台之該工作燈的亮度發出一感測訊號；至少一控制器，電性連接該光感測器，用以根據該感測訊號，判斷該機台之該工作狀態；以及至少一固定件，設置於該工作燈上，該固定件包含一遮光體，該遮光體具有一容置槽以及一內表面，該內表面係相鄰於該工作燈，該容置槽係凹設於該內表面，其中該光感測器係容設於該容置槽內。
2. 如請求項1所述之監控系統，更包含：至少一撓性結構，設置於該固定件與該工作燈之間。
3. 如請求項1所述之監控系統，其中該控制器包含：複數個連接埠，且該至少一光感測器之數量為複數個，該些光感測器分別電性連接該控制器之該些連接埠。
4. 如請求項1所述之監控系統，更包含：至少一發光二極體，電性連接該控制器，用以在該控制器判斷該機台之該工作狀態為運作中時發光。
5. 如請求項1所述之監控系統，其中該光感測器包含： 一光敏電阻，用以對應該機台之該工作燈的亮度改變電阻值；以及一可變電阻，串聯於該光敏電阻。
6. 如請求項1所述之監控系統，更包含：一放大器，電性連接於該光感測器與該控制器之間，用以放大該光感測器傳送給該控制器之該感測訊號。
7. 如請求項1所述之監控系統，更包含：一準位轉換器，電性連接於該光感測器與該控制器之間，用以增加該控制器之高準位與低準位間的差距。
8. 如請求項1所述之監控系統，其中該控制器包含：一感測訊號收集單元，用以收集該光感測器在多個時間點所發出的該些感測訊號；以及一感測訊號判斷單元，根據該感測訊號收集單元所收集的該些感測訊號，判斷該機台之該工作狀態是否為運作中。
9. 如請求項1所述之監控系統，更包含：至少一中繼站，其中該控制器之數量為複數個，該些控制器係電性連接該中繼站；以及一伺服器，該伺服器係電性連接該中繼站。
10. 如請求項1所述之監控系統，更包含：至少一無線基地台，其中該控制器之數量為複數個，該 些控制器係無線地連接該無線基地台；以及一伺服器，該伺服器係電性連接該無線基地台。