TWM529193U - 人機整合系統 - Google Patents

Description

人機整合系統

本創作是有關於一種人機整合系統，尤指一種能達成防撞及稼動率分析的人機整合系統。

隨著產業變遷及人才結構的變化，加工業界在生產上以自動化的方式來取代人力。自動化的生產優勢主要是在提升生產效率及避免人為的失誤，同時亦可拉長生產工時等。

在電腦數值控制(Computer Numerical Control,CNC)工具機自動化的應用上，能以最有效率的方式來進行材料的加工，還有機械手臂上下料的工時縮短，是目前自動化應用的趨勢。業界在考慮自動化成本及生產效率上，通常會以一台機械手臂搭配多台CNC工具機的加工作業。此舉規劃流程雖可以降低設備成本，但相對的在設計動作流程的複雜度便增加了。

傳統上，當使用工具機對工件進行加工前，必須先載入或編輯加工程序以進行加工，而管理者能夠在遠端管理工具機。管理者會希望能從一遠端平台來取得加工機台的加工生產狀態與資訊，例如加工機台是否正常運轉、是否有異常訊號、加工程序資料、操作員工資料、機台稼動率(machine utilization)等。

因此，如何在整個自動化系統的規劃上，要如何規劃上述動作流程及降低動作設計的時間，進而提升整體稼動率，係業界所亟待解決之課題。

本創作提供一種人機整合系統，目的在於透過防撞模擬來規劃降低動作流程中機構間干涉部分，更藉由稼動率分析來得知稼動率改善之幅度。

本創作提出一種人機整合系統，人機整合系統用於一機台加工一工件，人機整合系統包括一防撞模擬模組以及一稼動率分析模組。防撞模擬模組包含一座標匯入單元及一編輯動作單元，座標匯入單元提供一機械手臂資訊、一治具資訊以及一工件資訊，機械手臂資訊依據一機械手臂的位置座標值而來，治具資訊具有至少一擺放位置，工件資訊依據各擺放位置而改變，編輯動作單元執行機械手臂資訊，使機械手臂資訊移動至工件資訊的位置，並將機械手臂資訊移動的位置座標值記錄至編輯動作單元。稼動率分析模組耦接於防撞模擬模組，編輯動作單元依據機械手臂資訊移動的位置座標值來執行機械手臂的移動路徑並對工件切削加工，稼動率分析模組分析機台的一稼動率。

基於上述，在本創作所提出人機整合系統中，經由上述對機械手臂資訊每個移動的角度、位置均紀錄至編輯動作單元。接著，在所有移動的點位都記錄完成後，只需要在一編輯程式的畫面將動作按照順序排列，機械手臂資訊就會按照所設定的順序來動作，更進一步地，可以安排 工件在夾具或治具上的狀態，讓模擬動作的真實性增加。

透過稼動率分析模組分析機台的稼動率，由於前述防撞模擬模組對機械手臂規劃模擬的動作，排除機構間干涉的問題，故可降低機械手臂夾取工件的操作時間，進而提升稼動率。

100‧‧‧人機整合系統

110‧‧‧防撞模擬模組

112‧‧‧座標匯入單元

114‧‧‧編輯動作單元

120‧‧‧稼動率分析模組

第1圖為本創作的人機整合系統的示意圖。

第2圖為本創作防撞模擬模組的示意圖。

以下謹結合附圖和實施例，對本創作的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本創作的技術方案，而非用以限制本創作的保護範圍。

第1圖為本創作的人機整合系統的示意圖。第2圖為本創作防撞模擬模組的示意圖。請參閱第1圖及第2圖。

人機整合系統100用於機台加工工件，並可藉由機械手臂作上下料的動作。

人機整合系統100包括一防撞模擬模組110以及一稼動率分析模組120。

防撞模擬模組110包含一座標匯入單元112及一編輯動作單元114。

座標匯入單元112提供一機械手臂資訊、一治具資訊、一夾具資訊以及一工件資訊。

機械手臂資訊依據一機械手臂的位置座標值而來。機械手臂的位置座標值為將電腦輔助設計(CAD)檔案解碼而得。

夾具資訊依據夾具的位置座標值而來，夾具資訊的位置座標值為將電腦輔助設計(CAD)檔案解碼而得，且更可依據夾具實際尺寸來調整夾具資訊。此外，夾具資訊內的角度與機械手臂資訊的角度相同，避免因設定夾具資訊內的角度與機械手臂資訊的角度不同時所發生停止運作的情況。

治具資訊具有至少一擺放位置，治具資訊依據機台的位置座標值而來，且更可依據各機台擺放位置、擺放角度、及機台的尺寸大小而可調整治具資訊，機台的位置座標值為將電腦輔助設計(CAD)檔案解碼而得。

工件資訊依據工件的位置座標值而來，工件的位置座標值為將電腦輔助設計(CAD)檔案解碼而得，且更可依據工件實際尺寸來調整工件資訊。工件資訊依據各擺放位置而改變。

編輯動作單元114執行機械手臂資訊，使機械手臂資訊移動至各工件資訊的位置，並將機械手臂資訊移動的位置座標值記錄至編輯動作單元114。如此一來，經由上述對機械手臂資訊每個移動的角度、位置均紀錄至編輯動作單元114。接著，在所有移動的點位都記錄完成後，只需要在一編輯程式的畫面將動作按照順序排列，該機械手臂資訊就會按照所設定的順序來動作，更進一步地，可以安排工件在夾具或治具上的狀態，讓 模擬動作的真實性增加。

編輯動作單元依據機械手臂資訊移動的位置座標值來執行機械手臂的移動路徑並對工件切削加工。

稼動率分析模組120耦接於防撞模擬模組110，稼動率分析模組分析機台的一稼動率。

稼動率亦稱為產能利用率，是用來衡量機器設備使用效率的重要指標之一。稼動率為機器設備的實際加工時間與可以運轉的時間之比率，也就是機器設備負荷時間扣除掉停機時間後和負荷的比率，停機時間可能是機器設備維修、保養，或是無工件需進行加工等。一般來說，稼動率越高可表示機器設備使用效率越高，產能越佳。

以本實施例為例，稼動率分析模組120分析機台的稼動率，機台的稼動率包含機台開機的累積時間、機台運轉時間以及切削加工時間，其中機台運轉時間包含機械手臂夾取工件的操作時間，由於前述防撞模擬模組110對機械手臂規劃模擬的動作，排除機構間干涉的問題，故可降低機械手臂夾取工件的操作時間，進而提升稼動率。

綜上所述，在本創作所提出人機整合系統中，經由上述對機械手臂資訊每個移動的角度、位置均紀錄至編輯動作單元。接著，在所有移動的點位都記錄完成後，只需要在一編輯程式的畫面將動作按照順序排列，該機械手臂資訊就會按照所設定的順序來動作，更進一步地，可以安排工件在夾具或治具上的狀態，讓模擬動作的真實性增加。透過上述規畫模擬的動作，排除機構間干涉的問題，提高實現自動化系統的效率。

進一步地，透過稼動率分析模組分析機台的稼動率，由於前 述防撞模擬模組對機械手臂規劃模擬的動作，排除機構間干涉的問題，故可降低機械手臂夾取工件的操作時間，進而提升稼動率。另外，更加入紀錄切削時間的判斷，透過此條件，可以明確比對稼動率改善的幅度。

以上所述，乃僅記載本創作為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本創作專利實施之範圍。即凡與本創作專利申請範圍文義相符，或依本創作專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

100‧‧‧人機整合系統

110‧‧‧防撞模擬模組

120‧‧‧稼動率分析模組

Claims (6)

1. 一種人機整合系統，用於一機台加工一工件，該人機整合系統包括：一防撞模擬模組，包含一座標匯入單元及一編輯動作單元，該座標匯入單元提供一機械手臂資訊、一治具資訊以及一工件資訊，該機械手臂資訊依據一機械手臂的位置座標值而來，該治具資訊具有至少一擺放位置，該工件資訊依據各該擺放位置而改變，該編輯動作單元執行該機械手臂資訊，使該機械手臂資訊移動至該工件資訊的位置，並將該機械手臂資訊移動的該位置座標值記錄至該編輯動作單元；以及一稼動率分析模組，耦接於該防撞模擬模組，該編輯動作單元依據該機械手臂資訊移動的該位置座標值來執行該機械手臂的移動路徑並對該工件切削加工，該稼動率分析模組分析該機台的一稼動率。
2. 如申請專利範圍第1項所述之人機整合系統，其中該座標匯入單元更包括一夾具資訊，該夾具資訊依據一夾具的位置座標值而來。
3. 如申請專利範圍第2項所述之人機整合系統，其中該夾具資訊內的角度與該機械手臂資訊的角度相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之人機整合系統，其中該機械手臂的該位置座標值為將一電腦輔助設計(CAD)檔案解碼而得。
5. 如申請專利範圍第1項所述之人機整合系統，其中該稼動率包含機台開機的累積時間、機台運轉時間以及切削加工時間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之人機整合系統，其中該機台運轉時間包含該機械手臂夾取工件的操作時間。