WO2022242799A1 - Datenverarbeitungssystem und verfahren zur zeitlichen synchronisierung von analogen und digitalen datensätzen von bearbeitungsmaschinen - Google Patents

Datenverarbeitungssystem und verfahren zur zeitlichen synchronisierung von analogen und digitalen datensätzen von bearbeitungsmaschinen Download PDF

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data
analog
digital
control data
control
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Martin Eckstein
Martin Bussmann
Daniel PFIRRMANN
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MTU Aero Engines AG
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Definitions

  • the present invention relates to a data processing system with at least one digitally controlled processing machine for the processing and/or production of a workpiece and with at least one sensor device that records analog data and is set up to provide information on the status of the processing machine and/or the workpiece to be processed and/or and to capture the spatial environment of the processing machine with an analog data rate as a status data set. Furthermore, the invention relates to a method for chronological synchronization of analog and digital data sets in such a data processing system.
  • Such data usually come from various analog and digital data sources that generate corresponding analog or digital signals.
  • digital data or signals from the drives of a CNC-controlled processing machine, such as a milling machine are to be processed together with analog sensor data or sensor signals originating, for example, from temperature sensors, acceleration sensors or other sensors.
  • analogue data or signals In the case of automated processing of analogue data or signals, these usually have to be digitized and scaled. Although these digitized data or signals could be processed directly, in practice they often have to be linearized, calculated with calibration factors and provided with an equidistant time stamp in order to avoid jitter.
  • the data rate depends on the utilization of the numerical control unit (NCU) and in practice often leads to jitter and even to the failure of individual data records. If one uses the data that previously came from known systems, the analysis of analog and digital data or signals in combination delivers results that are heavily error-prone. In particular, physical phenomena in the time and frequency domain are incorrectly represented and incorrectly evaluated in the case of automated processing of such data or signals.
  • NCU numerical control unit
  • the object on which the invention is based is seen as specifying a data processing system and data processing method that can be used in connection with processing machines or machine tools, with which the above disadvantages can be avoided and in particular an improved automated analysis of digital and analog data sets is made possible.
  • a data processing system with at least one digitally controlled processing machine for the processing and/or production of a workpiece is therefore proposed; at least one sensor device that records analog data or analog signals and is set up to record status information of the processing machine and/or the workpiece to be processed and/or the spatial environment of the processing machine with an analog data rate as a status data set; at least one analog data acquisition device which is connected to the at least one sensor device and which is set up to digitize received analog status data records and to assign a respective analog data time stamp to the digitized status data records; at least one digital data acquisition device which is connected to the at least one processing machine and which is set up to record digital control data sets or di- to process digital signals for controlling the processing machine, to generate control data packets with a digital data rate, each with a plurality of control data sets, and to assign a respective digital data time stamp to a control data packet; at least one digital data storage device which is connected to the analog data acquisition device and the digital data acquisition device and which is set up to store the digitized status data records and the digital
  • an analog or digital data record is understood to mean a specific data value that is recorded on the basis of an analog or digital signal.
  • an analog or digital data set represents an analog or digital measured value that is sampled or tapped during transmission in a network or a network component.
  • a data packet is understood to mean a collection of multiple data sets.
  • a time stamp is a chronological point in time, which relates in particular to a normal time source and which can be assigned to an individual data record or a data packet.
  • a data rate is understood to mean the number of recorded or sampled data records per unit of time.
  • the data records or data packets recorded per unit of time are also referred to as samples.
  • the data processing system is able to generate a synchronized data stream from (originally) analog status data records and from digital control data records.
  • status data records and control data records from different data sources are present in synchronized form, so that technical operating statuses, events or phenomena recorded using these status data records or control data records can be represented with a high level of temporal accuracy.
  • a synchronized data stream can also be referred to as an overall recording that correctly reflects a (technical) process in its individual aspects.
  • the data processing module can be connected in particular to a data interface of the processing machine, by means of which the control data sets can be recorded from a data bus of the processing machine.
  • the (machine-internal) digital control data sets can be recorded or tapped via a network interface.
  • Digital control data records or control data packets, each with a plurality of control data records, can then be recorded or tapped in the so-called interpolator cycle (IPO cycle) with sampling rates of typically 500 samples/s and beyond.
  • IP cycle interpolator cycle
  • IPC industrial PC
  • the data processing system can have a standard time source which is connected at least to the processing machine, the analog data acquisition device and the digital data acquisition device and on the basis of which the relevant time stamps are generated.
  • a standard time source which is connected at least to the processing machine, the analog data acquisition device and the digital data acquisition device and on the basis of which the relevant time stamps are generated.
  • the data processing module can be set up to determine the highest available analog or digital data rate in the data processing system and to allocate time stamps corresponding to this highest data rate. In other words, with a data rate of 10,000 samples/s, for example, a time stamp is assigned every 0.0001 seconds.
  • the highest data rate can be an analog data rate of a sensor device. This is based on the fact that analog sensors, such as temperature or force sensors, usually permit high sampling rates or analog data rates of over 1000 samples/s (analog data rate or frequency of 1000 Hz).
  • the number of individual data record time stamps of the control data records can correspond to the number of analog data time stamps of the relevant sensor device.
  • the number of data record time stamps in the control data records is based on the highest number of analog data time stamps in the data processing system, as a result of which the time synchronization of analog and digital data can be simplified and improved.
  • the data processing module can be set up to assign at least one control data record from the control data packet that has the next smaller digital data time stamp to the analog data time stamp to each status data record with its analog data time stamp. In this way, it can be ensured that the control data records, which are often combined in control data packets, are assigned to the status data records at the correct time.
  • the data processing module can be set up to fill in data gaps that are present due to the different data rates in the chronological sequence, in particular in the data stream, with filler data values, the filler data values relating to those actually recorded by the analog data recording device or the digital data recording device Datasets can be continued and padded as they are or interpolated.
  • an analog data record or a control data record can be assigned to each time stamp, whereby if there is no data record for one (or more) time stamps, because the data record is part of a data packet with a higher-level packet time stamp, for example, the data records to be assigned to the time stamp are specified or be determined.
  • analog data sets e.g. of a force sensor located on a processing tool of the processing machine
  • the digital control data packets each contain 10 samples, but are only sent with one packet data rate of 500 samples/s are output up to the first digital data timestamp of the 20 analog data records (analog signal values of the force sensor) with their respective analog data time stamp after a 1/500s control data package.
  • 10 sets of control data contained in the relevant control data packet are then to be assigned to the 20 analog data sets.
  • a suitable control data record is also assigned to each of the more frequent analog data time stamps in addition to the analog data record.
  • a control data record from the control data packet could be assigned to every second analog data record, and a control data record is assigned to each other analog data record by continuing the previous control data record or by using an interpolated control data record.
  • a method for chronological synchronization of analog and digital data sets in a data processing system with at least one digitally controlled processing machine and at least one sensor device comprising the steps:
  • control data packets each with a plurality of control data records
  • control data packet associating a respective digital data timestamp with a control data packet; At least temporarily storing the status data sets and the control data packets; for the individual control data records of a control data packet provided with a digital data time stamp, determining the number and sequence of individual data record time stamps for the control data records, so that a control data record can be assigned to each status data record, so that in particular a synchronized data stream of analog status data records and digital control data records is generated becomes.
  • the analog data timestamps and the digital data timestamps can be generated based on a timing of a standard time source.
  • the highest available analog or digital data rate in the data processing system can be determined and time stamps can be assigned according to this highest data rate.
  • an analog data rate of a sensor device can be used as the highest data rate.
  • the number of individual data record time stamps of the control data records can correspond to the number of analog data time stamps of the relevant sensor device.
  • At least one control data record from the control data packet that has the next smaller digital data time stamp relative to the analog data time stamp can be assigned to the status data record with its analog data time stamp.
  • data gaps in the chronological sequence that are present due to the different data rates can be filled with filler data values, with the filler data values being continued and filled in the same way or interpolated with respect to the data records actually recorded.
  • the method can be carried out in particular during the production of a workpiece in a processing machine, so that the synchronized data stream of analog status data records and digital control data records completely represents the production process of the workpiece.
  • a subsequent correction or assignment of time stamps can be achieved, so that an observed, in particular technical (manufacturing) process is correctly reproduced in its individual aspects, represented in particular by the analog data records and the control data records can be.
  • This makes it possible to carry out an automated evaluation or evaluation of the production and process flows based on the synchronized data sets or the synchronized data stream, in particular using AI technologies and neural networks.
  • these synchronized data sets can also be used as input variables for so-called machine learning.
  • An artificial neural network is therefore also proposed which is trained with at least one synchronized data stream which has been generated using the data processing system described above or using the method described above, the artificial neural network being set up for this purpose based on the synchronized data stream to analyze and evaluate a technical machining process. Furthermore, the use of the synchronized data stream, which has been generated by means of the data processing system described above or by means of the method described above, is also proposed for the analysis and/or evaluation of a technical processing process, in particular using artificial neural networks, which in particular are Data stream have been trained.
  • a method for adjusting a control and/or regulation of a machining process in particular for sorting out or post-processing a workpiece and/or for interrupting the machining process, is proposed, with the adjustment of the control and/or regulation being based on an evaluation of the technical processing from the use of the synchronized data stream described above.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a data processing system in a simplified and schematic representation.
  • FIG. 3 shows in a schematic and simplified manner the acquisition/processing of analog status data and digital control data.
  • FIG. 4 shows data examples of recorded analog status data or digital control data.
  • FIG. 5 shows data examples of synchronized and supplemented or interpolated data sets based on the recorded data of FIG. 4.
  • Data processing system 10 includes at least one processing machine 12 for processing or manufacturing a workpiece 14.
  • Processing machine 12 can be, for example, a milling machine, a drill, a press for processing different materials, such as metals, plastics, wood or the like.
  • the workpiece 14 to be machined is arranged on a process base 16 purely by way of example.
  • a tool 18 of the machine 12 Machining machine is shown in simplified form.
  • the tool 18 and the workpiece 14 can be moved relative to one another within the processing machine 12 or a process space, which is illustrated by the double arrows.
  • the tool 18, in particular its drives for moving the tool 18 and/or for driving the tool 18 as such, is made possible by a control unit 20 assigned to the processing machine 10, which can usually also be referred to as an NCU.
  • the data processing system 10 comprises at least one sensor device 22a, 22b.
  • the sensor 22a can be a force sensor, for example, which can detect the forces acting on the tool 18 during the machining of the workpiece 14, for example compressive or tensile forces, torque or the like. In other words, the sensor 22a continuously acquires force values.
  • the sensor 22b can be a temperature sensor, for example, which can detect the temperature in the area of the processing machine 10, in particular within a process space. In other words, the sensor 22b continuously records temperature values. It is pointed out that the sensor devices 22a, 22b shown here are purely exemplary. It is also conceivable, for example, for a temperature sensor to be arranged in the area of the tool 18 or/and in the area of the workpiece 14 in order to record a current temperature during the machining of the workpiece 14 .
  • the sensor devices 22a, 22b thus detect status information in analog form or as analog signals of the processing machine 12 and/or the workpiece 14 to be processed and/or the spatial environment of the processing machine 10 with an analog data rate as a status data record.
  • analog signals such as acting force, prevailing temperature
  • the sensor devices 22a, 22b are connected to an analog data acquisition device 24, which is illustrated in simplified form in FIG. 1 by the line between the processing machine 12 and the analog data acquisition device 24.
  • the analog data acquisition device 24 is also a component of the data acquisition system 10.
  • the analog data acquisition device 24 is set up in particular to digitize received analog status data sets (such as force values or temperature values) from the sensor devices 22a, 22b and to assign a respective analog data time stamp to the digitized status data sets. It is pointed out that the analog data acquisition device 24 can be integrated in one device or can also be formed by components that are structurally separate from one another, for example an A/D converter and a computer connected to it for data processing, in particular an IPC.
  • the data processing system 10 also includes a digital data acquisition device 26 which is connected to the processing machine 12 .
  • the digital data acquisition device 26 is connected to the NCU 20 .
  • the digital data acquisition device 26 is set up to process digital control data records or digital control signals of the processing machine 10 .
  • the digital data acquisition device 26 can generate control data packets, each with a plurality of control data records, with a digital data rate.
  • a time stamp can be assigned to a control data packet by the digital data acquisition device 26 .
  • the data processing system 10 further includes a digital data storage device 28 which is connected to the analog data acquisition device 24 and the digital data acquisition device 26 .
  • Digital data storage device 28 is set up, in particular, to store the digitized status data sets (from analog data acquisition device 24), i.e. sampled or acquired analog signals, and the digital control data sets (from digital data acquisition device 26), i.e. digital control signals, at least temporarily.
  • the data processing system 10 also includes a data processing module 30, which is set up to determine the number and sequence of individual data record time stamps for the control data records for the individual control data records of a control data packet (from the digital data acquisition device 26), so that each status data record (from the analog data acquisition device 24 ) a control data record can be assigned.
  • the data processing system 10 also includes a standard time source 32.
  • the standard time source 32 is connected to the processing machine 10, in particular the NCU 20, the analog data acquisition device 24 and the digital data acquisition device 26 is connected.
  • the standard time source 32 serves in particular to ensure that time stamps assigned in the data processing system 10 are based on the time specification or time measurement of the standard time source 32 .
  • the method 500 is provided in particular for a data processing system 10 with at least one digitally controlled processing machine 12 and at least one sensor device 22a, 22b (FIG. 1).
  • analog status data records of the at least one sensor device 22a, 22b are digitized and a respective analog data time stamp is assigned to each status data record.
  • Step S502 illustrates processing of digital control data records of the processing machine 10, with control data packets each having a plurality of control data records being generated in accordance with step S503.
  • a respective digital data time stamp is assigned to a control data packet generated in S503.
  • step S505 the status data records recorded in S501 and the control data packets processed in S502, S503, S504 are stored at least temporarily.
  • step S506 the number and sequence of individual data record time stamps for the control data records are determined for the individual control data records of a control data packet provided with a digital data time stamp, so that a control data record can be assigned to each status data record.
  • the analog data time stamps and the digital data time stamps can be generated based on a timing of a standard time source 32.
  • step S508 which can optionally be carried out as one of the first steps of method 500, the highest available analog or digital data rate in data processing system 10 is determined and time stamps corresponding to this highest data rate are assigned in steps S501 and S503.
  • the highest data rate can be an analog data rate of a sensor device 22a, 22b.
  • the number of individual data record time stamps of the control data records can correspond to the number of analog data time stamps of the relevant sensor device.
  • a status data record with its analog data time stamp is assigned at least one control data record from the control data packet that has the next smaller digital data time stamp in relation to the analog data time stamp.
  • step S510 data gaps in the chronological sequence that are present due to the different data rates can be filled with filler data values, the filler data values being continued and filled in the same way or in an interpolated manner in relation to the data records actually recorded.
  • the sensor devices 22a to 22d are shown in FIG. 3A by way of example.
  • the sensor devices can be, for example, acceleration sensors, temperature sensors, force sensors and the like.
  • Each sensor device 22a-d sends its measured values to an A/D converter on a corresponding channel.
  • the digitized status data records ZS1-ZSX from each sensor device 22a-22d are combined in (small) status data packets ZSP1-ZSPX and provided with a respective time stamp.
  • the time stamp is based on information from the standard time source 32.
  • the time stamp is assigned to the status data records ZS1-X or the status data packets ZSP1-X in the analog data acquisition unit 24, which can be designed as an IPC, for example.
  • the analog sensor devices 22a-d record their measured values with high frequency or data rate or data frequency. This is illustrated by way of example in FIG. 3 by the time bar labeled microseconds (ps).
  • status data packets ZSP1-X are provided with a data rate of, for example, up to 10000 samples/s or a data frequency of up to 10000 Hz.
  • the status data packets with their respective time stamps are then transferred from the analog data acquisition device 24 to the digital data storage device 28 and stored there in a suitable format.
  • suitable format examples of such formats are .csv or .json.
  • 3B illustrates by way of example that individual digital control data sets SDS, which originate from the control unit 20 (NCU) assigned to the processing machine 10, are transmitted to the digital data acquisition device 26.
  • the individual control data sets SDS are combined into (larger) control data packets SDP1, SDP2, SDPX and each control data packet is provided with a time stamp.
  • assigned time stamps are based on time specifications of the standard time source 32 provided in the data processing system 10.
  • the individual control data sets SDS are combined by the control unit 20 (NCU) into control data packets SDP1, SDP2, SDPX with a lower frequency or data rate than the analog sensor devices 22a-d and transmitted to the digital data acquisition device 26.
  • This is illustrated in FIG. 3B by the first time bar labeled “milliseconds” ((ms)), in contrast to the time bar labeled “microseconds” in FIG. 3A status data records ZS1-ZS4 coincide or correlate, a later and only packet-related time stamp for the control data packet SDP1-X, in which the control data records are combined Saving in a format such as .json.
  • the data present in the digital memory device 28 are further processed by the data processing module 30 using the method 500 (FIG. 2) described above.
  • 4 and 5 show a theoretical numerical example purely as an example in order to be able to better imagine how the data processing system 10 or the method 500 functions.
  • FIG. 4A shows a table with status data packets ZS1 and ZS2, which are each combined line by line to form a status data packet ZSP1 to ZSP101.
  • a time stamp ts is shown as an example, which is assigned to the status data records ZS1, ZS2 or the corresponding status data packet ZSP1 to ZSP101.
  • the time ti is specified as an incremental part.
  • the status data sets ZS1, ZS2 are recorded at a data rate of 10,000 samples/s and provided with a corresponding number of time stamps ts.
  • control data packets SDP1-5 shows a table with control data packets SDP1-5 and their associated time stamps ts. It can be seen that the control data packets are recorded with a frequency of 100 samples/s.
  • the abbreviation NI 00 is intended to indicate that a large number of control data sets are combined in the respective control data packet.
  • control data packets SDP 1-5 shows a table with control data packets SDP 1-5 and their associated time stamps ts. Furthermore, control data sets SDS1 and SDS2 are shown here as examples. It can be seen that the control data packets are recorded with a frequency of 1000 samples/s.
  • FIG. 5A illustrates the merging or synchronizing of the different data sets or data packets.
  • the time stamps that occur with the greatest frequency or rate are used, and a status data record ZS1, ZS2 and a control data record SDS1, SDS2 are assigned to each time stamp ts. This is explained in FIG. 5 by way of example using the data examples in FIGS. 4A and 4C.
  • the data of FIG. 4B are also included for the sake of completeness, but are not explained further.
  • the analog and digitized status data records 0.951 (ZS1) and 0.996 (ZS2) are assigned to the first time stamp 0001.
  • the control data packet SDP1 with the control data records 0.974 (SDS1) and 1.043 (SDS2) has a time stamp 0001.
  • the control data records 0.974 (SDS1) and 1.043 (SDS2) are therefore assigned the time stamp 0001.
  • These values of SDS1 and SDS2 are also assigned to the time stamps 0002 to 0009.
  • These control data records 1.020 (SDS1) and 0.981 (SDS2) are also filled in again and assigned to the time stamps 0011 to 0019.
  • each status data record ZS1, ZS2 with its analog data time stamp (from 0001) is assigned at least one control data record SDS1, SDS2 from the control data packet SDP1 that has the next smaller digital data time stamp (0001) in relation to the analog data time stamp (0001).
  • the data processing module 30 is set up to fill in the chronological sequence (0001 to 0009) existing data gaps that are present due to the different data rates with filler data values, the filler data values being related to the data generated by the digital data processor collection device actually recorded control data sets SDS1, SDS2 continued and filled in the same way.
  • FIG. 5B shows essentially the same structure as FIG. 5A. However, it is pointed out that the control data records SDS1, SDS2, which are assigned to the time stamps 0002 to 0009, are filled out or continued using interpolation.
  • FIGS. 5A and 5B show synchronized data records for each time stamp, so that respective control data records SDS1, SDS2 are available for the frequently recorded (analog) status data records ZS1, ZS2.
  • SDS1, SDS2 are available for the frequently recorded (analog) status data records ZS1, ZS2.
  • the synchronized data sets shown by way of example in FIGS. 5A and 5B can be supplied to an artificial neural network so that, after prior training with corresponding data streams, this is set up to analyze and implement a technical processing process based on the synchronized data stream evaluate.
  • the synchronized data stream shown by way of example in FIGS. 5A and 5B can therefore be used, in particular for the analysis and evaluation of a technical processing process, in which case the artificial neural network mentioned can be used.
  • control unit (NCU)

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Abstract

Beschrieben wird ein Datenverarbeitungssystem (10) mit wenigstens einer digital angesteuerten Bearbeitungsmaschine (12) für die Bearbeitung oder/und Herstellung von einem Werkstück (14); wenigstens einer analoge Daten erfassenden Sensoreinrichtung (22a-d), die dazu eingerichtet ist, Zustandsinformation der Bearbeitungsmaschine (12) oder/und des zu bearbeitenden Werkstücks (14) oder/und des räumlichen Umfelds der Bearbeitungsmaschine (12) mit einer Analogdatenrate als Zustandsdatensatz (ZS) zu erfassen; wenigstens einer Analogdatenerfassungseinrichtung (24), die mit der wenigstens einen Sensoreinrichtung (22a-d) verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, empfangene analoge Zustandsdatensätze (ZS) zu digitalisieren und den digitalisierten Zustandsdatensätzen (ZS) einen jeweiligen Analogdatenzeitstempel (ts) zuzuordnen; wenigstens einer Digitaldatenerfassungseinrichtung (26), die mit der wenigstens einen Bearbeitungsmaschine (12) verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, digitale Steuerdatensätze (SDS) der Bearbeitungsmaschine (12) zu verarbeiten, mit einer Digitaldatenrate Steuerdatenpakete (SDP) mit jeweils mehreren Steuerdatensätzen (SDS) zu erzeugen, und einem Steuerdatenpaket (SDP) einen jeweiligen Digital datenzeitstempel (ts) zuzuordnen; wenigstens einer Digitaldatenspeichereinrichtung (28), die mit der Analogdatenerfassungseinrichtung (24) und der Digitaldatenerfassungseinrichtung (26) verbunden ist und die dazu eingerichtet ist die digitalisierten Zustandsdatensätze (ZS) und die digitalen Steuerdatenpakete (SDP) zumindest temporär zu speichern; wobei die Analogdatenrate größer ist als die Digitaldatenrate, so dass pro Zeiteinheit mehr Analogdatensätze (ZS) mit jeweiligem Analogdatenzeitstempel (ts) vorliegen als Steuerdatenpakete (SDP) mit jeweiligem Digital datenzeitstempel (ts); wenigstens einem Datenverarbeitungsmodul (30), das dazu eingerichtet ist, für die einzelnen Steuerdatensätze (SDS) eines mit einem Digitaldatenzeitstempel (ts) versehenen Steuerdatenpakets (SDP) die Anzahl und Abfolge von individuellen Datensatzzeitstempeln für die Steuerdatensätze (SDS) zu ermitteln, so dass jedem Zustandsdatensatz (ZS) ein Steuerdatensatz (SDS) zuweisbar ist.

Description

Datenverarbeitungssystem und Verfahren zur zeitlichen Synchronisierung von analo gen und digitalen Datensätzen von Bearbeitungsmaschinen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenverarbeitungs System mit wenigstens einer digital angesteuerten Bearbeitungsmaschine für die Bearbeitung oder/und Herstellung von einem Werkstück und mit wenigstens einer analoge Daten erfassenden Sensoreinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Zustandsinformation der Bearbeitungsmaschine oder/und des zu bearbeiten den Werkstücks oder/und des räumlichen Umfelds der Bearbeitungsmaschine mit einer Ana logdatenrate als Zustandsdatensatz zu erfassen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur zeitlichen Synchronisierung von analogen und digitalen Datensätzen in einem solchen Datenverarb eitungs sy stem .
Für die Analyse und Weiterentwicklung von technischen Produktionsprozessen insbesondere im Maschinenbau werden vor allem valide Daten aus Produktionsmaschinen (Bearbeitungs maschinen) und deren sensorischer Peripherie (Sensoreinrichtungen) benötigt. Üblicherweise stammen solche Daten aus verschiedenen analogen und digitalen Datenquellen, die entspre chende analoge bzw. digitale Signale erzeugen. Beispielsweise sollen digitale Daten bzw. Signale aus den Antrieben einer CNC gesteuerten Bearbeitungsmaschine, wie etwa einer Fräsmaschine, zusammen mit analogen Sensordaten bzw. Sensorsignalen, die beispielsweise von Temperatursensoren, Beschleunigungssensoren oder sonstigen Sensoren stammen, verar beitet werden.
Aus dem Stand der Technik sind allgemein Systeme und Verfahren zur Überwachung von Produktionsprozessen oder zur Erfassung von Betriebs- bzw. Maschinendaten bekannt. Es wird hierzu beispielhaft auf die AT 515 328 A2 oder die US 2011/0125822 Al hingewiesen.
Bei einer automatisierten Verarbeitung von analogen Daten bzw. Signalen müssen diese in der Regel digitalisiert und skaliert werden. Diese digitalisierten Daten bzw. Signale könnten zwar direkt verarbeitet werden, müssen jedoch in der Praxis oft linearisiert, mit Kalibrierfak toren verrechnet und mit einem äquidistanten Zeitstempel versehen werden, um Jitter zu ver meiden. Digitale Daten bzw. Signale können beispielsweise aus einem Datenbus einer Bear beitungsmaschine erfasst werden. Diese digitalen Zustands- bzw. Antriebsdaten (bzw. ent sprechende Zustands- bzw. Antriebs Signale) können auf verschiedene Art und Weise ausge lesen werden. Bekannt ist beispielsweise die Verwendung eines sogenannten OPC -Servers (OPC = Open Platform Communications bzw. OLE for Process Control), der auf der Steue rung installiert wird. Nachteil einer solchen Lösung ist die begrenzte Datenrate (10-20 Samp- les/s). Darüber hinaus ist die Datenrate von der Auslastung der numerischen Steuereinheit (NCU) abhängig und führt in der Praxis oft zu Jitter und sogar zum Ausfall einzelner Datens ätze. Verwendet man die bisher aus bekannten Systemen stammenden Daten, liefert die Ana lyse von analogen und digitalen Daten bzw. Signalen in Kombination stark fehlerbehaftete Ergebnisse. Insbesondere werden physikalische Phänomene im Zeit- und Frequenzbereich fehlerhaft dargestellt und bei einer automatisierten Verarbeitung solcher Daten bzw. Signale fehlerhaft ausgewertet.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen ein, im Zusammenhang mit Bearbeitungsmaschinen bzw. Werkzeugmaschinen, einsetzbares Datenverarbeitungssys tem und Datenverarbeitungsverfahren anzugeben, mit dem die obigen Nachteile vermieden werden können und insbesondere eine verbesserte automatisierte Analyse von digitalen und analogen Datensätzen ermöglicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden ein Datenverarbeitungssystem und ein Verfahren zur zeitlichen Synchronisierung von analogen und digitalen Datensätzen in einem Datenverarbei tungssystem gemäß den jeweils unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen. Vorteilhafte Aus gestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Vorgeschlagen wird also ein Datenverarbeitungssystem mit wenigstens einer digital angesteuerten Bearbeitungsmaschine für die Bearbeitung oder/und Herstellung von einem Werkstück; wenigstens einer analoge Daten bzw. Analogsignale erfassenden Sensoreinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Zustandsinformation der Bearbeitungsmaschine oder/und des zu bearbeiten den Werkstücks oder/und des räumlichen Umfelds der Bearbeitungsmaschine mit einer Ana logdatenrate als Zustandsdatensatz zu erfassen; wenigstens einer Analogdatenerfassungseinrichtung, die mit der wenigstens einen Sensorein richtung verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, empfangene analoge Zustandsdatensätze zu digitalisieren und den digitalisierten Zustandsdatensätzen einen jeweiligen Analogdaten zeitstempel zuzuordnen; wenigstens einer Digitaldatenerfassungseinrichtung, die mit der wenigstens einen Bearbei tungsmaschine verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, digitale Steuerdatensätze bzw. Di- gitalsignale zur Steuerung der Bearbeitungsmaschine zu verarbeiten, mit einer Digitaldaten rate Steuerdatenpakete mit jeweils mehreren Steuerdatensätzen zu erzeugen, und einem Steu erdatenpaket einen jeweiligen Digitaldatenzeitstempel zuzuordnen; wenigstens einer Digitaldatenspeichereinrichtung, die mit der Analogdatenerfassungseinrich tung und der Digital datenerfassungseinrichtung verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, die digitalisierten Zustandsdatensätze und die digitalen Steuerdatenpakete zumindest tempo rär zu speichern; wobei die Analogdatenrate größer ist als die Digitaldatenrate, so dass pro Zeiteinheit mehr Analogdatensätze mit jeweiligem Analogdatenzeitstempel vorliegen als Steuerdatenpakete mit jeweiligem Digitaldatenzeitstempel; und mit wenigstens einem Datenverarbeitungsmodul, das dazu eingerichtet ist, für die einzelnen Steuerdatensätze eines mit einem Digital datenzeitstempel versehenen Steuerdatenpakets die Anzahl und Abfolge von individuellen Datensatzzeitstempeln für die Steuerdatensätze zu er mitteln, so dass jedem Zustandsdatensatz ein Steuerdatensatz zuweisbar ist, insbesondere um einen synchronisierten Datenstrom von analogen Zustandsdatensätzen und von digitalen Steuerdatensätzen zu erzeugen.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter einem analogen oder digitalen Daten satz ein konkreter Datenwert verstanden, der basierend auf einem analogen oder digitalen Signal erfasst wird. Mit anderen Worten repräsentiert ein analoger oder digitaler Datensatz einen abgetasteten oder bei der Übermittlung in einem Netzwerk bzw. eine Netzkomponente abgegriffenen, analogen oder digitalen Messwert.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter einem Datenpaket eine Sammlung von mehreren Datensätzen verstanden.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ist ein Zeitstempel ein insbesondere auf eine Nor malzeitquelle bezogener chronologischer Zeitpunkt, der einem einzelnen Datensatz oder ei nem Datenpaket zugeordnet sein kann.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter einer Datenrate die Anzahl von erfass ten bzw. abgetasteten Datensätzen pro Zeiteinheit verstanden. Im Zusammenhang mit der Datenrate werden die pro Zeiteinheit erfassten Datensätze oder Datenpakete auch als Samp- les bezeichnet. Hierdurch ist das Datenverarbeitungssystem in der Lage, einen synchronisierten Datenstrom von (ursprünglich) analogen Zustandsdatensätzen und von digitalen Steuerdatensätzen zu er zeugen. In diesem Datenstrom liegen also Zustandsdatensätze und Steuerdatensätze aus un terschiedlichen Datenquellen synchronisiert vor, so dass mittels dieser Zustandsdatensätze bzw. Steuerdatensätze aufgezeichnete technische Betriebszustände, Vorkommnisse bzw. Phänomene mit einer zeitlich hohen Genauigkeit repräsentiert werden können. Mit anderen Worten kann ein solche synchronisierter Datenstrom auch als Gesamtaufzeichnung bezeich net werden, die einen (technischen) Prozess in seinen einzelnen Aspekten korrekt wiedergibt. Dabei kann das Datenverarbeitungsmodul insbesondere mit einer Datenschnittstelle der Be arbeitungsmaschine verbunden sein, mittels der die Steuerdatensätze aus einem Datenbus der Bearbeitungsmaschine erfasst werden können. In Abkehr von den oben beschriebenen bishe rigen Konzepten (OPC-Server auf der Maschinensteuerung) mit geringer bzw. begrenzter Datenrate, können die (maschineninternen) digitalen Steuerdatensätze über eine Netzwerk schnittstelle erfasst bzw. abgegriffen werden. Die Erfassung bzw. der Abgriff von digitalen Steuerdatensätzen bzw. von Steuerdatenpaketen mit jeweils mehreren Steuerdatensätzen kann dann im sogenannten Interpolator Takt (IPO Takt) mit Abtastraten von typischerweise 500 Sample/s und darüber hinaus ermöglicht werden. Als Datenverarbeitungsmodul kann beispielsweise ein sogenannter Industrie-PC (IPC) eingesetzt werden.
Das Datenverarbeitungssystem kann eine Normalzeitquelle aufweisen, die zumindest mit der Bearbeitungsmaschine, der Analogdatenerfassungseinrichtung und der Digitaldatenerfas sungseinrichtung verbunden ist und auf deren Zeitvorgabe die betreffenden Zeitstempel er zeugt werden. Hierdurch basieren die zu den unterschiedlichen Datensätzen bzw. Datenpake ten erzeugten Zeitstempel auf der gleichen zeitlichen Basis, was eine spätere bzw. nachträgli che Verarbeitung und zeitliche Synchronisierung vereinfacht.
Bei dem Datenverarbeitungssystem kann das Datenverarbeitungsmodul dazu eingerichtet sein, die im Datenverarbeitungssystem höchste vorhandene analoge oder digitale Datenrate zu bestimmen und Zeitstempel entsprechend dieser höchsten Datenrate zu vergeben. Mit an deren Worten wird bei einer Datenrate von beispielsweise 10.000 Samples/s alle 0,0001 Se kunden ein Zeitstempel vergeben. Bei dem Datenverarbeitungssystem kann die höchste Datenrate eine Analogdatenrate einer Sensoreinrichtung sein. Dies basiert auf der Tatsache, dass analoge Sensoren, wie beispiels weise Temperatur oder Kraftsensoren üblicherweise hohe Abtastraten bzw. Analogdatenraten zulassen von über 1000 Samples/s (Analogdatenrate bzw. -frequenz von 1000 Hz).
Bei dem Datenverarbeitungssystem kann die Anzahl von individuellen Datensatzzeitstem peln der Steuerdatensätze der Anzahl von Analogdatenzeitstempeln der betreffenden Sen soreinrichtung entsprechen. Mit anderen Worten orientiert sich die Anzahl der Datensatz zeitstempel der Steuerdatensätze an der höchsten Anzahl von Analogdatenzeitstempel im Da tenverarbeitungssystem, wodurch der zeitliche Abgleich von analogen und digitalen Daten vereinfacht und verbessert werden kann.
Bei dem Datenverarbeitungssystem kann das Datenverarbeitungsmodul dazu eingerichtet sein, jedem Zustandsdatensatz mit seinem Analogdatenzeitstempel wenigstens einen Steuer datensatz aus demjenigen Steuerdatenpaket zuzuordnen, das bezogen auf den Analogdaten zeitstempel den nächst kleineren Digitaldatenzeitstempel aufweist. Hierdurch kann sicherge stellt werden, dass die oft in Steuerdatenpaketen zusammengefassten Steuerdatensätze in zeitlich korrekter Zuordnung zu den Zustandsdatensätzen stehen.
Bei dem Datenverarbeitungssystem kann das Datenverarbeitungsmodul dazu eingerichtet sein, in der zeitlichen Abfolge, insbesondere im Datenstrom, vorhandene Datenlücken, die aufgrund der unterschiedlichen Datenraten vorliegen, mit Fülldaten werten aufzufüllen, wobei die Fülldaten werte bezogen auf die von der Analogdatenerfassungseinrichtung oder der Digi taldatenerfassungseinrichtung tatsächlich erfassten Datensätze gleichbleibend oder interpo liert fortgeführt und aufgefüllt werden. Mit anderen Worten kann jedem Zeitstempel ein Ana logdatensatz bzw. ein Steuerdatensatz zugeordnet werden, wobei, wenn zu einem (oder meh reren) Zeitstempeln kein Datensatz vorliegt, weil der Datensatz beispielsweise Teil eines Da tenpakets mit übergeordneten Paketzeitstempel ist, dem Zeitstempel zuzuordnende Datens ätze festgelegt bzw. ermittelt werden.
Hierzu ein nicht einschränkendes Beispiel zum besseren Verständnis: Liegen die Analogda tensätze (etwa eines an einem Bearbeitungswerkzeug der Bearbeitungsmaschine befindlichen Kraftsensors) beispielsweise mit einer Datenrate von 10.000 Sample/s vor und die digitalen Steuerdatenpakete fassen jeweils 10 Samples zusammen, werden aber nur mit einer Paketda tenrate von 500 Sample/s ausgegeben, liegen bis zum ersten Digitaldatenzeitstempel des Steuerdatenpakets nach einer l/500s bereits 20 Analogdatensätze (Analogsignalwerte des Kraftsensors) mit ihrem jeweiligen Analogdatenzeitstempel vor. Es sind in diesem beispiel haften Fall dann 10 Steuerdatensätze, die in dem betreffenden Steuerdatenpaket enthalten sind, den 20 Analogdatensätzen zuzuordnen. Oder anders ausgedrückt, wird zu jedem der häufigeren Analogdatenzeitstempel zusätzlich zum Analogdatensatz auch ein passender Steu erdatensatz zugeordnet. Beispielsweise könnte im beschriebenen Beispiel jedem zweiten Analogdatensatz ein Steuerdatensatz aus dem Steuerdatenpaket zugeordnet werden und je dem anderen Analogdatensatz wird ein Steuerdatensatz durch Weiterführung des vorherigen Steuerdatensatzes oder durch Einsetzen eines interpolierten Steuerdatensatzes zugeordnet.
Vorgeschlagen wird auch ein Verfahren zur zeitlichen Synchronisierung von analogen und digitalen Datensätzen in einem Datenverarbeitungssystem mit wenigstens einer digital ange steuerten Bearbeitungs-maschine und wenigstens einer Sensoreinrichtung, umfassend die Schritte:
Digitalisieren von analogen Zustandsdatensätzen der wenigstens einen Sensoreinrichtung und Zuordnen von einem jeweiligen Analogdatenzeitstempel zu jedem Zustandsdatensatz; Verarbeiten von digitalen Steuerdatensätzen der Bearbeitungsmaschine;
Erzeugen von Steuerdatenpaketen mit jeweils mehreren Steuerdatensätzen;
Zuordnen von einem jeweiligen Digitaldatenzeitstempel zu einem Steuerdatenpaket; Zumindest temporäres Speichern der Zustandsdatensätze und der Steuerdatenpakete; für die einzelnen Steuerdatensätze eines mit einem Digital datenzeitstempel versehenen Steu erdatenpakets Ermitteln der Anzahl und Abfolge von individuellen Datensatzzeitstempeln für die Steuerdatensätze, so dass jedem Zustandsdatensatz ein Steuerdatensatz zugewiesen wer den kann, so dass insbesondere ein synchronisierter Datenstrom von analogen Zustandsda tensätzen und von digitalen Steuerdatensätzen erzeugt wird.
Bei dem Verfahren können die Analogdatenzeitstempel und die Digitaldatenzeitstempel ba sierend auf einer Zeitvorgabe einer Normalzeitquelle erzeugt werden.
Bei dem Verfahren kann die im Datenverarbeitungssystem höchste vorhandene analoge oder digitale Datenrate bestimmt werden und Zeitstempel entsprechend dieser höchsten Datenrate vergeben werden.
Bei dem Verfahren kann als höchste Datenrate eine Analogdatenrate einer Sensoreinrichtung verwendet werden. Bei dem Verfahren kann die Anzahl von individuellen Datensatzzeitstempeln der Steuerda tensätze der Anzahl von Analogdatenzeitstempeln der betreffenden Sen soreinrichtung ent sprechen.
Bei dem Verfahren kann dem Zustandsdatensatz mit seinem Analogdatenzeitstempel wenigs tens ein Steuerdatensatz aus demjenigen Steuerdatenpaket zugeordnet werden, das bezogen auf den Analogdatenzeitstempel den nächst kleineren Digital datenzeitstempel aufweist.
Bei dem Verfahren können in der zeitlichen Abfolge vorhandene Datenlücken, die aufgrund der unterschiedlichen Datenraten vorliegen, mit Fülldatenwerten aufgefüllt werden, wobei die Fülldaten werte bezogen auf die tatsächlich erfassten Datensätze gleichbleibend oder in terpoliert fortgeführt und aufgefüllt werden.
Das Verfahren kann insbesondere während der Herstellung eines Werkstücks in einer Bear beitungsmaschine durchgeführt werden, so dass der synchronisierte Datenstrom von analo gen Zustandsdatensätzen und von digitalen Steuerdatensätzen den Herstellungsprozess des Werkstücks vollständig und repräsentiert.
Mittels des oben beschriebenen Datenverarbeitungssystems und des beschriebenen Verfah rens kann eine nachträgliche Korrektur bzw. Zuordnung von Zeitstempeln erreicht werden, so dass ein betrachteter, insbesondere technischer (Fertigungs-)Prozess in seinen einzelnen Aspekten, insbesondere repräsentiert durch die Analogdatensätze und die Steuerdatensätze, korrekt wiedergegeben werden kann. Hierdurch ist es möglich, basierend auf den synchroni sierten Datensätzen bzw. dem synchronisierten Datenstrom eine automatisierte Auswertung bzw. Bewertung der Produktion und Prozessabläufe vorzunehmen, insbesondere unter Ein satz von KI-Technologien, neuronaler Netze. Ferner können diese synchronisierten Datens ätze auch als Eingangsgrößen für sogenanntes Machine Learning verwendet werden.
Es wird daher auch ein künstliches neuronales Netz vorgeschlagen, das mit wenigstens einem synchronisierten Datenstrom trainiert ist, der mittels des oben beschriebenen Datenverarbei tungssystems oder mittels des oben beschriebenen Verfahrens erzeugt worden ist, wobei das künstliche neuronale Netz dazu eingerichtet ist, basierend auf dem synchronisierten Daten strom einen technischen Bearbeitungsprozess zu analysieren und zu bewerten. Ferner wird auch die Verwendung des synchronisierten Datenstroms der mittels des oben be schriebenen Datenverarbeitungssystems oder mittels des oben beschriebenen Verfahrens er zeugt worden ist, zur Analyse und/oder Bewertung eines technischen Bearbeitungsprozesses vorgeschlagen, insbesondere unter Verwendung künstlicher neuronaler Netze, welche insbe sondere mithilfe eines entsprechenden Datenstroms trainiert worden sind.
Ferner wird auch ein Verfahren zum Anpassen einer Steuerung und/oder Regelung eines Be arbeitungsprozesses, insbesondere zum Aussortieren oder Nachprozessieren eines Werk stücks oder/und zum Unterbrechen des Bearbeitungsprozesses, vorgeschlagen, wobei die An passung der Steuerung und/oder Regelung basierend auf einer Bewertung des technischen Bearbeitungsprozesses aus der oben beschriebenen Verwendung des synchronisierten Daten stroms erfolgt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beispielhaft und nicht einschränkend beschrieben.
Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten und schematischen Darstellung eine Ausführungsform ei nes Datenverarbeitungssystems.
Fig. 2 zeigt in einer vereinfachten und schematischen Darstellung einen Verfahrensablauf.
Fig. 3 zeigt in den Teilfiguren A) und B) schematisch und vereinfacht die Erfassung/Verar- beitung von analogen Zustandsdaten und digitalen Steuerdaten.
Fig. 4 zeigt in den Teilfiguren A) bis C) Datenbeispiele von erfassten analogen Zustandsda ten bzw. digitalen Steuerdaten.
Fig. 5 zeigt in den Teilfiguren A) und B) Datenbeispiele von synchronisierten und ergänzten bzw. interpolierten Datensätzen basierend auf den erfassten Daten der Fig. 4.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen und vereinfachten Darstellung ein Datenverarbeitungssys tem 10. Die innerhalb des schematischen Rechtecks des Datenverarbeitungssystems 10 ent haltenen Komponenten, auf die nachfolgend genauer eingegangen wird, sind hier nur bei spielhaft dargestellt. Insbesondere könnte das Datenverarbeitungssystem 10 auch mehr bzw. andere als die hier dargestellten und nachfolgend beschriebenen Komponenten enthalten. Das Datenverarbeitungssystem 10 umfasst wenigstens eine Bearbeitungsmaschine 12 für die Bearbeitung bzw. Herstellung eines Werkstücks 14. Die Bearbeitungsmaschine 12 kann bei spielsweise eine Fräsmaschine, eine Bohrmaschine, eine Presse zur Bearbeitung von unter schiedlichen Werkstoffen, wie beispielsweise Metallen, Kunststoffen, Holz oder dergleichen sein.
Rein beispielhaft ist das zu bearbeitende Werkstück 14 auf einer Prozessunterlage 16 ange ordnet. Oberhalb des Werkstücks 14 ist vereinfacht ein Werkzeug 18 der Bearbeitungsma schine 12 dargestellt. Das Werkzeug 18 und das Werkstück 14 sind innerhalb der Bearbei tungsmaschine 12 bzw. eines Prozessraums relativ zueinander beweglich, was durch die Doppelpfeile illustriert ist. Das Werkzeug 18, insbesondere dessen Antriebe zum Bewegen des Werkzeugs 18 oder/und zum Antreiben des Werkzeugs 18 als solches, wird von einer der Bearbeitungsmaschine 10 zugeordnete Steuereinheit 20 ermöglicht, die üblicherweise auch als NCU bezeichnet werden kann.
Das Datenverarbeitungssystem 10 umfasst wenigstens eine Sensoreinrichtung 22a, 22b. Der Sensor 22a kann beispielsweise ein Kraftsensor sein, der die auf das Werkzeug 18 wirkenden Kräfte bei der Bearbeitung des Werkstücks 14 erfassen kann, beispielsweise Druck- oder Zugkräfte, Drehmoment oder dergleichen. Mit anderen Worten erfasst der Sensor 22a fort laufend Kraftwerte. Der Sensor 22b kann beispielsweise ein Temperatursensor sein, der die Temperatur im Bereich der Bearbeitungsmaschine 10, insbesondere innerhalb eines Prozess raums erfassen kann. Mit anderen Worten erfasst der Sensor 22b fortlaufend Temperatur werte. Es wird daraufhingewiesen, dass die hier gezeigten Sensoreinrichtungen 22a, 22b rein beispielhaft sind. Es ist beispielsweise auch denkbar, dass im Bereich des Werkzeugs 18 o- der/und im Bereich des Werkstücks 14 ein Temperatursensor angeordnet ist, um eine aktuelle Temperatur während des Bearbeitens des Werkstücks 14 zu erfassen.
Die Sensoreinrichtungen 22a, 22b erfassen also Zustandsinformationen in analoger Form bzw. als Analogsignale der Bearbeitungsmaschine 12 oder/und des zu bearbeitenden Werk stücks 14 oder/und des räumlichen Umfelds der Bearbeitungsmaschine 10 mit einer Ana logdatenrate als Zustandsdatensatz. Mit anderen Worten werden pro Zeiteinheit analoge Sig nale (wie etwa wirkende Kraft, herrschende Temperatur) der beiden Sensoreinrichtungen 22a, 22b abgetastet bzw. erfasst. Die Sensoreinrichtungen 22a, 22b sind mit einer Analogdatenerfassungseinrichtung 24 ver bunden, was in der Fig. 1 vereinfacht durch die Linie zwischen der Bearbeitungsmaschine 12 und der Analogdatenerfassungseinrichtung 24 illustriert ist. Die Analogdatenerfassungsein richtung 24 ist ebenfalls eine Komponente des Datenerfassungssystems 10. Die Analogdaten erfassungseinrichtung 24 ist insbesondere dazu eingerichtet, empfangene analoge Zustands datensätze (wie etwa Kraftwerte oder Temperaturwerte) von den Sensoreinrichtungen 22a, 22b zu digitalisieren und den digitalisierten Zustandsdatensätzen einen jeweiligen Analogda tenzeitstempel zuzuordnen. Es wird daraufhingewiesen, dass die Analogdatenerfassungsein richtung 24 in einem Gerät integriert sein kann oder aber auch durch strukturell voneinander getrennten Komponenten gebildet werden kann, beispielsweise einem A/D-Wandler und ei nem damit datentechnisch verbundenen Rechner, insbesondere IPC.
Das Datenverarbeitungssystem 10 umfasst ferner eine Digitaldatenerfassungseinrichtung 26, die mit der Bearbeitungsmaschine 12 verbunden. Insbesondere ist die Digitaldatenerfas sungseinrichtung 26 mit der NCU 20 verbunden. Die Digitaldatenerfassungseinrichtung 26 ist dazu eingerichtet, digitale Steuerdatensätze bzw. digitale Steuersignale der Bearbeitungs maschine 10 zu verarbeiten. Dabei kann die Digitaldatenerfassungseinrichtung 26 mit einer Digitaldatenrate Steuerdatenpakete mit jeweils mehreren Steuerdatensätzen erzeugen. Einem Steuerdatenpaket kann von der Digitaldatenerfassungseinrichtung 26 ein Zeitstempel zuge ordnet werden.
Das Datenverarbeitungssystem 10 umfasst weiter eine Digitaldatenspeichereinrichtung 28, die mit der Analogdatenerfassungseinrichtung 24 und der Digital datenerfassungseinrichtung 26 verbunden ist. Die Digitaldatenspeichereinrichtung 28 ist insbesondere dazu eingerichtet, die digitalisierten Zustandsdatensätze (von der Analogdatenerfassungseinrichtung 24), also abgetastete bzw. erfasste Analogsignale, und die digitalen Steuerdatensätze (von der Digital datenerfassungseinrichtung 26), also digitale Steuersignale, zumindest temporär zu spei chern.
Das Datenverarbeitungssystem 10 umfasst ferner ein Datenverarbeitungsmodul 30. Das dazu eingerichtet ist, für die einzelnen Steuerdatensätze eines Steuerdatenpakets (von der Digital datenerfassungseinrichtung 26) die Anzahl und Abfolge von individuellen Datensatz zeitstempeln für die Steuerdatensätze zu ermitteln, so dass jedem Zustandsdatensatz (von der Analogdatenerfassungseinrichtung 24) ein Steuerdatensatz zugewiesen werden kann. Das Datenverarbeitungssystem 10 umfasst ferner eine Normalzeitquelle 32. Die Normalzeit quelle 32 ist mit der Bearbeitungsmaschine 10, insbesondere der NCU 20, der Analogdaten erfassungseinrichtung 24 und der Digital datenerfassungseinrichtung 26 verbunden ist. Die Normalzeitquelle 32 dient insbesondere dazu, dass im Datenverarbeitungs System 10 verge bene Zeitstempel auf der Zeitvorgabe bzw. Zeitmessung der Normalzeitquelle 32 basieren.
Bezugnehmend auf die Fig. 2 wird ein Verfahren 500 zur zeitlichen Synchronisierung von analogen und digitalen Datensätzen in einem oben beispielhaft Datenverarbeitungssystem 10 anhand eines schematischen und vereinfachten Schemas erläutert.
Das Verfahren 500 ist insbesondere für ein Datenverarbeitungssystem 10 mit wenigstens ei ner digital angesteuerten Bearbeitungsmaschine 12 und wenigstens einer Sen soreinrichtung 22a, 22b (Fig. 1) vorgesehen.
Gemäß einem Schritt S501 erfolgt ein Digitalisieren von analogen Zustandsdatensätzen der wenigstens einen Sensoreinrichtung 22a, 22b und ein Zuordnen von einem jeweiligen Ana logdatenzeitstempel zu jedem Zustandsdatensatz.
Schritt S502 illustriert ein Verarbeiten von digitalen Steuerdatensätzen der Bearbeitungsma schine 10, wobei gemäß Schritt S503 Steuerdatenpakete mit jeweils mehreren Steuerdaten sätzen erzeugt werden. Gemäß Schritt S504 erfolgt ein Zuordnen von einem jeweiligen Digi taldatenzeitstempel zu einem in S503 erzeugten Steuerdatenpaket.
In einem Schritt S505 erfolgt ein zumindest temporäres Speichern der in S501 erfassten Zu standsdatensätze und der in S502, S503, S504 verarbeiteten Steuerdatenpakete.
Gemäß Schritt S506 erfolgt für die einzelnen Steuerdatensätze eines mit einem Digitaldaten zeitstempel versehenen Steuerdatenpakets ein Ermitteln der Anzahl und Abfolge von indivi duellen Datensatzzeitstempeln für die Steuerdatensätze, so dass jedem Zustands datensatz ein Steuerdatensatz zugewiesen werden kann.
Gemäß einem Schritt S507 können die Analogdatenzeitstempel und die Digitaldatenzeitstem pel basierend auf einer Zeitvorgabe einer Normalzeitquelle 32 erzeugt werden. Gemäß einem Schritt S508, der optional als einer der ersten Schritte des Verfahrens 500 durchgeführt werden kann, wird die im Datenverarbeitungssystem 10 höchste vorhandene analoge oder digitale Datenrate bestimmt wird und es werden in den Schritten S501 und S503 Zeitstempel entsprechend dieser höchsten Datenrate vergeben. Die höchste Datenrate kann dabei eine Analogdatenrate einer Sensoreinrichtung 22a, 22b sein. Ferner kann die An zahl von individuellen Datensatzzeitstempeln der Steuerdatensätze der Anzahl von Ana logdatenzeitstempeln der betreffenden Sensoreinrichtung entsprechen.
Gemäß einem Schritt S509 wird einem Zustandsdatensatz mit seinem Analogdatenzeitstem pel wenigstens ein Steuerdatensatz aus demjenigen Steuerdatenpaket zugeordnet wird, das bezogen auf den Analogdatenzeitstempel den nächst kleineren Digital datenzeitstempel auf weist.
Gemäß einem Schritt S510 können in der zeitlichen Abfolge vorhandene Datenlücken, die aufgrund der unterschiedlichen Datenraten vorliegen, mit Fülldatenwerten aufgefüllt werden, wobei die Fülldaten werte bezogen auf die tatsächlich erfassten Datensätze gleichbleibend o- der interpoliert fortgeführt und aufgefüllt werden.
Das oben allgemein beschriebene Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 anhand eines konkreteren Beispiels genauer beschrieben, ohne dass die im Bei spiel aufgezeigten Informationen zwingend als Einschränkungen für das Verfahren zu verste hen sind, sondern vor allem dazu dienen, das allgemein beschriebene Verfahren besser zu verstehen.
In Fig. 3 A sind beispielhaft vier analoge Sensoreinrichtungen 22a bis 22d dargestellt. Die Sensoreinrichtungen können beispielsweise Beschleunigungssensoren, Temperatursensoren, Kraftsensoren und dergleichen sein. Jede Sensoreinrichtung 22a-d gibt auf einem entspre chenden Kanal ihre Messwerte an einen A/D-Wandler. Die digitalisierten Zustandsdatensätze ZS1-ZSX von jeder Sensoreinrichtung 22a-22d werden in (kleinen) Zustandsdatenpaketen ZSP1-ZSPX zusammengefasst und mit einem jeweiligen Zeitstempel versehen. Der Zeit stempel basiert dabei auf Informationen von der Normzeitquelle 32. Die Zuordnung der Zeit stempel zu den Zustandsdatensätzen ZS1-X bzw. den Zustandsdatenpaketen ZSP1-X erfolgt in der Analogdatenerfassungseinheit 24, die beispielsweise als IPC ausgeführt sein kann. Wie bereits oben zum allgemeinen Verfahren erwähnt, erfassen die analogen Sensoreinrich tungen 22a-d ihre Messwerte mit hoher Häufigkeit bzw. Datenrate bzw. Datenfrequenz. Dies ist in Fig. 3 beispielhaft durch den Zeitbalken mit der Bezeichnung Mikrosekunden (ps) il lustriert. Mit anderen Worten werden Zustandsdatenpakete ZSP1 -X mit einer Datenrate von beispielsweise bis zu 10000 Samples/s bzw. einer Datenfrequenz von bis zu 10000Hz bereit gestellt.
Die Zustandsdatenpakete mit ihren jeweiligen Zeitstempeln werden dann von der Analogda tenerfassungseinrichtung 24 an die Digitaldatenspeichereinrichtung 28 übergeben und dort in einem passenden Format gespeichert. Beispiele für solche Formate sind etwa .csv oder .json.
In Fig. 3B ist beispielhaft illustriert, dass einzelne digitale Steuerdatensätze SDS, die von der der Bearbeitungsmaschine 10 zugeordneten Steuereinheit 20 (NCU) stammen, an die Digital datenerfassungseinrichtung 26 übermittelt werden. Die einzelnen Steuerdatensätze SDS wer den zu (größeren) Steuerdatenpaketen SDP1, SDP2, SDPX zusammengefasst und jedes Steu erdatenpaket wird mit einem Zeitstempel versehen. Auch hier basieren vergebene Zeitstem pel auf Zeitvorgaben der im Datenverarbeitungssystem 10 vorgesehenen Normalzeitquelle 32.
Die einzelnen Steuerdatensätze SDS werden von der Steuereinheit 20 (NCU) mit einer zu den analogen Sensoreinrichtungen 22a-d geringeren Häufigkeit bzw. Datenrate zu Steuerda tenpaketen SDP1, SDP2, SDPX zusammengefasst und an die Digitaldatenerfassungseinrich tung 26 übertragen. Dies ist in Fig. 3B durch den ersten Zeitbalken, der mit „Millisekunden“ ((ms) gekennzeichnet ist, illustriert, im Gegensatz zum Zeitbalken mit „Mikrosekunden“ in Fig. 3 A. Entsprechend bekommen Steuerdatensätze SDS, die zeitlich eigentlich mit den Zu standsdatensätzen ZS1-ZS4 zusammenfallen bzw. korrelieren, einen späteren und lediglich paketbezogenen Zeitstempel für das Steuerdatenpaket SDP1-X, in dem die Steuerdatensätze zusammengefasst sind. Die Steuerdatenpakete SDP1-X mit jeweils zugehörigem Zeitstempel werden in der Digitalspeichereinrichtung 28 zumindest temporär gespeichert. Üblicherweise erfolgt die Speicherung in einem Format wie beispielsweise .json.
Wie bereits oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 erläutert, werden die in der Digitalspei chereinrichtung 28 vorhandenen Daten mittels des Datenverarbeitungsmoduls 30 weiter ver arbeitet unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens 500 (Fig. 2). Fig. 4 und 5 zeigen rein exemplarisch ein theoretisches Zahlenbeispiel, um sich besser vor stellen zu können, wie das Datenverarbeitungssystem 10 bzw. das Verfahren 500 funktio niert.
Fig. 4A zeigt eine Tabelle mit Zustandsdatenpaketen ZS1 und ZS2, die jeweils zeilenweise zu einem Zustandsdatenpaket ZSP1 bis Z SP 101 zusammengefasst sind. In der ersten Spalte ist beispielhaft ein Zeitstempel ts dargestellt, der zu den Zustandsdatensätzen ZS1, ZS2 bzw. dem entsprechenden Zustandsdatenpaket ZSP1 bis ZSP101 zugeordnet ist. In der zweiten Spalte ist die Zeit ti inkrementeil angegeben. Wie aus der Fig. 4A ersichtlich werden die Zu standsdatensätze ZS1, ZS2 mit einer Datenrate von 10.000 samples/s erfasst und mit einer entsprechenden Anzahl Zeitstempeln ts versehen.
Fig. 4B zeigt eine Tabelle mit Steuerdatenpakten SDP1-5 und ihren zugehörigen Zeitstem peln ts. Es ist ersichtlich, dass die Steuerdatenpakete mit einer Häufigkeit von 100 sample/s erfasst werden. Die Abkürzung NI 00 soll anzeigen, dass in dem jeweiligen Steuerdatenpaket eine Vielzahl von Steuerdatensätzen zusammengefasst sind.
Fig. 4C zeigt eine Tabelle mit Steuerdatenpaketen SDP 1-5 und ihren zugehörigen Zeitstem peln ts. Ferner sind hier beispielshaft Steuerdatensätze SDS1 und SDS2 dargestellt. Es ist er sichtlich, dass die Steuerdatenpakete mit einer Häufigkeit von 1000 sample/s erfasst werden.
Fig. 5A illustriert das Zusammenführen bzw. Synchronisieren der unterschiedlichen Datens ätze bzw. Datenpakete. Wie bereits oben erwähnt, werden die mit der größten Häufigkeit bzw. Rate auftretenden Zeitstempel verwendet, und es wird jedem Zeitstempel ts ein Zu standsdatensatz ZS1, ZS2 und ein Steuerdatensatz SDS1, SDS2 zugeordnet. Dies wird in Fig. 5 beispielhaft anhand der Datenbeispiele der Fig. 4A und 4C erläutert. Die Daten der Fig. 4B sind der Vollständigkeit halber ebenfalls aufgenommen, werden aber nicht weiter erläutert.
Dem ersten Zeitstempel 0001 sind die analogen und digitalisierten Zustandsdatensätze 0,951 (ZS1) und 0,996 (ZS2) zugeordnet. Das Steuerdatenpaket SDP1 mit den Steuerdatensätzen 0,974 (SDS1) und 1,043 (SDS2) hat einen Zeitstempel 0001. Somit werden die Steuerdaten sätze 0,974 (SDS1) und 1,043 (SDS2) dem Zeitstempel 0001 zugeordnet. Diese Werte von SDS1 und SDS2 werden auch den Zeitstempeln 0002 bis 0009 zugeordnet. Wird der Zeit stempel 0010 erreicht, wird das Steuerdatenpaket SDP2 mit den Steuerdatensätzen 1,020 (SDS1) und 0,981 (SDS2) zugeordnet. Auch diese Steuerdatensätze 1,020 (SDS1) und 0,981 (SDS2) werden wieder aufgefüllt und den Zeitstempeln 0011 bis 0019 zugeordnet.
Mit anderen Worten wird also jedem Zustandsdatensatz ZS1, ZS2 mit seinem Analogdaten zeitstempel (ab 0001) wenigstens ein Steuerdatensatz SDS1, SDS2 aus demjenigen Steuerda tenpaket SDP1 zugeordnet, das bezogen auf den Analogdatenzeitstempel (0001) den nächst kleineren Digital datenzeitstempel (0001) aufweist. Dabei ist in Fig. 5A illustriert, dass das Datenverarbeitungsmodul 30 dazu eingerichtet ist, in der zeitlichen Abfolge (0001 bis 0009) vorhandene Datenlücken, die aufgrund der unterschiedlichen Datenraten vorliegen, mit Füll datenwerten aufzufüllen, wobei die Fülldaten werte bezogen auf die von der Digitaldatener fassungseinrichtung tatsächlich erfassten Steuerdatensätze SDS1, SDS2 gleichbleibend fort geführt und aufgefüllt werden.
Fig. 5B zeigt im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Fig. 5A. Es wird allerdings da rauf hingewiesen, dass die Steuerdatensätze SDS1, SDS2, die den Zeitstempeln 0002 bis 0009 zugeordnet sind, interpoliert aufgefüllt bzw. fortgeführt werden.
Im Ergebnis zeigen die Tabellen der Fig. 5A und 5B synchronisierte Datensätze für jeden Zeitstempel, so dass zu den häufig erfassten (analogen) Zustandsdatensätzen ZS1, ZS2 je weilige Steuerdatensätze SDS1, SDS2 vorhanden sind. Somit liegt über einen gesamten Pro zess ein synchronisiertes und zeitlich vereinheitlichtes Abbild der gesammelten Datenwerte vor, was eine weitergehende Auswertung mittels KI, Machine Learning und dergleichen er möglicht, ohne dass Datenlücken vorhanden sind.
Die aus den Fig. 5A und 5B beispielhaft ersichtlichen, synchronisierten Datensätze können einem künstlichen neuronalen Netz zugeführt werden, so dass dieses, nach vorherigem Trai ning mit entsprechenden Datenströmen, dazu eingerichtet ist, basierend auf dem synchroni sierten Datenstrom einen technischen Bearbeitungsprozess zu analysieren und zu bewerten.
Es kann also eine Verwendung des beispielhaft in den Fig. 5A und 5B gezeigten, synchroni sierten Datenstroms erfolgen, insbesondere zur Analyse und Bewertung eines technischen Bearbeitungsprozesses, wobei das erwähnte künstliche neuronale Netz einsetzbar ist.
Es ist auch denkbar, dass ein Verfahren zum Anpassen einer Steuerung und/oder Regelung eines Bearbeitungsprozesses, insbesondere zum Aussortieren oder Nachprozessieren eines Werkstücks oder/und zum Unterbrechen des Bearbeitungsprozesses, eingesetzt wird, wobei die Anpassung der Steuerung und/oder Regelung basierend auf einer Bewertung des techni schen Bearbeitungsprozesses aus der oben beschriebenen Verwendung des synchronisierten Datenstroms, der beispielhaft aus den Fig. 5A und 5 B ersichtlich ist, erfolgt.
Bezugszeichenliste
10 Datenverarbeitungssystem
12 Bearbeitungsmaschine 14 Werkstück
16 Unterlage
18 Werkzeug
20 Steuereinheit (NCU)
22 Sensoreinrichtung 24 Analogdatenerfassungseinrichtung
26 Digitaldatenerfassungseinrichtung
28 Digitaldatenspeichereinrichtung
30 Datenverarbeitungsmodul
32 Normalzeitquelle 500 Verfahren
S501-S50X Verfahrensschritte

Claims

Ansprüche
1. Datenverarbeitungssystem (10) mit wenigstens einer digital angesteuerten Bearbeitungsmaschine (12) für die Bearbei tung oder/und Herstellung von einem Werkstück (14); wenigstens einer analoge Daten erfassenden Sensoreinrichtung (22a-d), die dazu ein gerichtet ist, Zustandsinformation der Bearbeitungsmaschine (12) oder/und des zu bearbei tenden Werkstücks (14) oder/und des räumlichen Umfelds der Bearbeitungsmaschine (12) mit einer Analogdatenrate als Zustandsdatensatz (ZS) zu erfassen; wenigstens einer Analogdatenerfassungseinrichtung (24), die mit der wenigstens ei nen Sen soreinrichtung (22a-d) verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, empfangene ana loge Zustandsdatensätze (ZS) zu digitalisieren und den digitalisierten Zustandsdatensätzen (ZS) einen jeweiligen Analogdatenzeitstempel (ts) zuzuordnen; wenigstens einer Digitaldatenerfassungseinrichtung (26), die mit der wenigstens einen Bearbeitungsmaschine (12) verbunden ist und die dazu eingerichtet ist, digitale Steuerdaten sätze (SDS) der Bearbeitungsmaschine (12) zu verarbeiten, mit einer Digitaldatenrate Steuer datenpakete (SDP) mit jeweils mehreren Steuerdatensätzen (SDS) zu erzeugen, und einem Steuerdatenpaket (SDP) einen jeweiligen Digital datenzeitstempel (ts) zuzuordnen; wenigstens einer Digitaldatenspeichereinrichtung (28), die mit der Analogdatenerfas sungseinrichtung (24) und der Digital datenerfassungseinrichtung (26) verbunden ist und die dazu eingerichtet ist die digitalisierten Zustandsdatensätze (ZS) und die digitalen Steuerda tenpakete (SDP) zumindest temporär zu speichern; wobei die Analogdatenrate größer ist als die Digitaldatenrate, so dass pro Zeiteinheit mehr Analogdatensätze (ZS) mit jeweiligem Analogdatenzeitstempel (ts) vorliegen als Steu erdatenpakete (SDP) mit jeweiligem Digitaldatenzeitstempel (ts); wenigstens einem Datenverarbeitungsmodul (30), das dazu eingerichtet ist, für die einzelnen Steuerdatensätze (SDS) eines mit einem Digital datenzeitstempel (ts) versehenen Steuerdatenpakets (SDP) die Anzahl und Abfolge von individuellen Datensatzzeitstempeln für die Steuerdatensätze (SDS) zu ermitteln, so dass jedem Zustandsdatensatz (ZS) ein Steu erdatensatz (SDS) zuweisbar ist, insbesondere um einen synchronisierten Datenstrom von analogen Zustandsdatensätzen (ZS) und von digitalen Steuerdatensätzen (SDS) zu erzeugen.
2. Datenverarbeitungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei es eine Normalzeitquelle (32) aufweist, die zumindest mit der Bearbeitungsmaschine (12), der Analogdatenerfassungsein richtung (24) und der Digitaldatenerfassungseinrichtung (26) verbunden ist, und auf deren Zeitvorgabe die Zeitstempel (ts) erzeugt werden.
3. Datenverarbeitungssystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Datenverarbei tungsmodul (30) dazu eingerichtet ist, die im Datenverarbeitungs System (10) höchste vorhan dene analoge oder digitale Datenrate zu bestimmen und Zeitstempel (ts) entsprechend dieser höchsten Datenrate zu vergeben, wobei insbesondere die höchste Datenrate eine Analogda tenrate einer Sensoreinrichtung (22a-d) ist, wobei insbesondere die Anzahl von individuellen Datensatzzeitstempeln (ts) der Steuerdatensätze (SDS) der Anzahl von Analogdatenzeitstem- peln (ts) der betreffenden Sensoreinrichtung (22a-d) entspricht.
4. Datenverarbeitungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Datenverarbeitungsmodul (30) dazu eingerichtet ist, jedem Zustandsdatensatz (ZS) mit sei nem Analogdatenzeitstempel (ts) wenigstens einen Steuerdatensatz (SDS) aus demjenigen Steuerdatenpaket (SDP) zuzuordnen, das bezogen auf den Analogdatenzeitstempel (ts) den nächst kleineren Digital datenzeitstempel (ts) aufweist.
5. Datenverarbeitungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Datenverarbeitungsmodul (30) dazu eingerichtet ist, in der zeitlichen Abfolge vorhan dene Datenlücken, die aufgrund der unterschiedlichen Datenraten vorliegen, mit Fülldaten werten aufzufüllen, wobei die Fülldaten werte bezogen auf die von der Analogdatenerfas sungseinrichtung (24) oder der Digitaldatenerfassungseinrichtung (26) tatsächlich erfassten Datensätze (ZS, SDS) gleichbleibend oder interpoliert fortgeführt und aufgefüllt werden.
6. Verfahren (500) zur zeitlichen Synchronisierung von analogen und digitalen Datens ätzen in einem Datenverarbeitungssystem mit wenigstens einer digital angesteuerten Bear beitungsmaschine (12) und wenigstens einer Sensoreinrichtung (22a-d), umfassend die Schritte:
Digitalisieren (S501) von analogen Zustandsdatensätzen der wenigstens einen Sen soreinrichtung (22a-d) und Zuordnen von einem jeweiligen Analogdatenzeitstempel (ts) zu jedem Zustandsdatensatz (ZS);
Verarbeiten (S502) von digitalen Steuerdatensätzen (SDS) der Bearbeitungsmaschine
(12); Erzeugen (S503) von Steuerdatenpaketen (SDP) mit jeweils mehreren Steuerdatensät zen (SDS);
Zuordnen (S504) von einem jeweiligen Digitaldatenzeitstempel (ts) zu einem Steuer datenpaket (SDP);
Zumindest temporäres Speichern (S505) der Zustandsdatensätze (ZS) und der Steuer datenpakete (SDP); für die einzelnen Steuerdatensätze (SDS) eines mit einem Digitaldatenzeitstempel (ts) versehenen Steuerdatenpakets (SDP) Ermitteln (S506) der Anzahl und Abfolge von individu ellen Datensatzzeitstempeln für die Steuerdatensätze (SDS), so dass jedem Zustandsdatensatz (ZS) ein Steuerdatensatz (SDS) zugewiesen werden kann, so dass insbesondere ein synchro nisierter Datenstrom von analogen Zustandsdatensätzen (ZS) und von digitalen Steuerdaten sätzen (SDS) erzeugt wird.
7. Verfahren (500) nach Anspruch 6, wobei die Analogdatenzeitstempel (ts) und die Di gital datenzeitstempel (ts) basierend auf einer Zeitvorgabe einer Normalzeitquelle (32) er zeugt werden (S507).
8. Verfahren (500) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die im Datenverarbeitungssystem (10) höchste vorhandene analoge oder digitale Datenrate bestimmt wird (S508) und Zeit stempel (ts) entsprechend dieser höchsten Datenrate vergeben werden.
9. Verfahren (500) nach Anspruch 8, wobei als höchste Datenrate eine Analogdatenrate einer Sensoreinrichtung verwendet wird, wobei insbesondere die Anzahl von individuellen Datensatzzeitstempeln der Steuerdatensätze der Anzahl von Analogdatenzeitstempeln der be treffenden Sensoreinrichtung entspricht.
10. Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei jedem Zustandsdatensatz (ZS) mit seinem Analogdatenzeitstempel (ts) wenigstens ein Steuerdatensatz (SDS) aus dem jenigen Steuerdatenpaket (SDP) zugeordnet wird (S509), das bezogen auf den Analogdaten zeitstempel (ts) den nächst kleineren Digitaldatenzeitstempel (ts) aufweist.
11. Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei in der zeitlichen Abfolge vorhandene Datenlücken, die aufgrund der unterschiedlichen Datenraten vorliegen, mit Füll datenwerten aufgefüllt werden (S510), wobei die Fülldatenwerte bezogen auf die tatsächlich erfassten Datensätze gleichbleibend oder interpoliert fortgeführt und aufgefüllt werden.
12. Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei das Verfahren während der Herstellung eines Werkstücks in einer Bearbeitungsmaschine durchgeführt wird, so dass der synchronisierte Datenstrom von analogen Zustandsdatensätzen (ZS) und von digitalen Steuerdatensätzen (SDS) den Herstellungsprozess des Werkstücks vollständig und repräsen tiert.
13. Künstliches neuronales Netz, das mit wenigstens einem synchronisierten Datenstrom trainiert ist, der mittels eines Datenverarbeitungssystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 oder mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12 erzeugt worden ist, wobei das künstliche neuronale Netz dazu eingerichtet ist, basierend auf dem synchronisierten Da tenstrom einen technischen Bearbeitungsprozess zu analysieren und zu bewerten.
14. Verwendung des synchronisierten Datenstroms der mittels des Datenverarbeitungs- Systems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 oder mittels des Verfahrens gemäß einem der
Ansprüche 6 bis 12 erzeugt worden ist, zur Analyse und Bewertung eines technischen Bear beitungsprozesses, insbesondere unter Verwendung künstlicher neuronaler Netze, welche insbesondere mithilfe eines entsprechenden Datenstroms trainiert worden sind.
15. Verfahren zum Anpassen einer Steuerung bzw. Regelung eines Bearbeitungsprozes ses, insbesondere zum Aussortieren oder Nachprozessieren eines Werkstücks oder/und zum Unterbrechen des Bearbeitungsprozesses, wobei die Anpassung der Steuerung und/oder Re gelung basierend auf einer Bewertung des technischen Bearbeitungsprozesses aus der Ver wendung des synchronisierten Datenstroms gemäß Anspruch 14 erfolgt.
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